Главная/Библиотека/Харди-Вайнберг

Харди-Вайнберг: посчитать всю популяцию

До сих пор мы считали одну семью через решётку Пеннета. Харди-Вайнберг переносит расчёт на целую популяцию. Самое полезное: зная, как часто встречается рецессивная болезнь, можно вычислить, сколько людей — скрытые носители. Пригодятся основы генетики.

Генетика · урок 3 p² + 2pq + q² = 1 · носители ⏱ ~16 мин
Идея и условия

Когда частоты аллелей не меняются

Принцип говорит простую вещь: в идеальной популяции частоты аллелей остаются стабильными из поколения в поколение. «Идеальной» — значит выполнены несколько условий. Если они нарушаются, частоты поплывут.

Большая популяция
В маленькой частоты скачут случайно.
Нет отбора
Ни один аллель не даёт преимущества в размножении.
Нет мутаций
Аллели не превращаются друг в друга.
Нет миграции
Никто не приносит и не уносит аллели.
Случайные браки
Пары складываются без оглядки на этот признак.
Уравнение

Возводим в квадрат — и получаем генотипы

Пусть p — частота доминантного аллеля, q — рецессивного. В сумме они дают всё, поэтому p + q = 1. Возведём это в квадрат, и члены сами разложатся по генотипам.

p + q = 1
p² + 2pq + q² = 1

— гомозиготы по доминанту (BB)
2pq — гетерозиготы (Bb) = носители
— гомозиготы по рецессиву (bb) = больные
Как считать

Пример: голубые глаза

Голубые глаза — рецессивный признак, значит их носители гомозиготны (bb). Пусть в популяции 9% голубоглазых. С этого одного числа разматывается всё остальное.

q² = 0,09 → голубоглазые (bb)
q = √0,09 = 0,3 → частота рецессивного аллеля
p = 1 − 0,3 = 0,7 → частота доминантного

p² = 0,7² = 0,49 → 49% гомозигот BB
2pq = 2·0,7·0,3 = 0,42 → 42% носителей Bb

проверка: 0,49 + 0,42 + 0,09 = 1

Из одного наблюдаемого процента мы вытащили частоты обоих аллелей и всех трёх генотипов. Ключевой ход — начать с , потому что только больные (гомозиготы по рецессиву) видны напрямую.

Зачем в медицине

Сколько скрытых носителей

Тут принцип раскрывается на практике. Частота рецессивной болезни — это , её видно по числу больных. Отсюда достаём q, затем p, а дальше 2pq даёт долю носителей. Именно это нужно для генетического консультирования: понять, у скольких людей болезнь спрятана.

Носителей всегда больше, чем больных

Больной несёт два редких аллеля (q²), а носитель — только один (2pq), причём второй аллель частый. Поэтому при редкой болезни носителей выходит в разы больше. Вот почему рецессивные болезни не вымирают: они прячутся в здоровых носителях.

Ловушки

Где чаще всего спотыкаются

✗ «Харди-Вайнберг работает всегда»
Только при условиях: большая популяция, нет отбора, мутаций, миграции, браки случайные. Иначе частоты сдвигаются.
✗ «q² — это частота рецессивного аллеля»
q² — доля больных (гомозигот bb). Частота самого аллеля — это q, корень из q².
✗ «Носители — это q²»
Носители (гетерозиготы) — это 2pq, а не q².
✗ «Если болезнь редкая, носителей тоже мало»
Носителей (2pq) обычно в разы больше, чем больных (q²).
Тренажёр рассуждений

Не угадать ответ, а построить его

Прочитай вопрос и подумай сам. Потом открывай по шагу, будто рядом преподаватель и спрашивает «а почему?».

Рецессивная болезнь встречается у 1 из 10 000. Как найти долю носителей?
Что из этого — q²?
Больные — это q² = 1/10000 = 0,0001.
Найди q и p
q = √0,0001 = 0,01; p = 1 − 0,01 = 0,99.
Посчитай носителей
2pq = 2·0,99·0,01 ≈ 0,0198 ≈ 2%, то есть примерно 1 из 50.
Вывод. Носителей (1 из 50) в разы больше, чем больных (1 из 10 000).
Показать следующий шаг →
Почему у редкой рецессивной болезни носителей намного больше, чем больных?
Что несёт больной?
Два рецессивных аллеля (q²) — редкое совпадение.
Что несёт носитель?
Один рецессивный (2pq), а второй аллель — частый доминантный (p близко к 1).
Что из этого следует?
При малом q величина 2pq (≈ 2q) гораздо больше, чем q².
Вывод. Скрытых носителей всегда много — вот почему рецессивные болезни не исчезают из популяции.
Показать следующий шаг →
Мини-кейс

Оцени, сколько носителей

Фенилкетонурия — аутосомно-рецессивная болезнь — встречается примерно у 1 из 10 000 новорождённых. Нужно прикинуть, какая доля людей в популяции носит скрытый аллель.

Какая доля населения — носители ФКУ?
С чего начать?
Частота больных = q² = 1/10000 → q = 0,01.
Найди p и носителей
p ≈ 0,99; носители 2pq ≈ 2·0,99·0,01 ≈ 0,02.
Переведи в понятное
Примерно 1 из 50 человек — скрытый носитель ФКУ.
Вывод. Носителей много, хотя болезнь редкая. Поэтому скрининг новорождённых и консультирование так важны.
Показать следующий шаг →
Повторение

Закрепить с интервалами

Карточки подстраиваются под тебя: «легко» отодвигает повтор дальше, «снова» возвращает скоро. Прогресс хранится в браузере.

Куда дальше

Связи с другими темами

Модуль генетики пройден

От аллелей до расчёта носителей в популяции

В библиотеку →