Hardy-Weinberg-tasapainolaskin

Kategoria: Biologia
- huhtikuu 17, 2025
| |

Laske genotyyppien ja alleelien frekvenssit käyttäen Hardy-Weinberg-periaatetta (p² + 2pq + q² = 1).

Syötteen tyyppi

Genotyyppien lukumäärät

Näyttöasetukset

Tietoa Hardy-Weinbergin tasapainosta

Hardy-Weinbergin periaate toteaa, että alleelien ja genotyyppien frekvenssit populaatiossa pysyvät vakioina sukupolvesta toiseen ilman muita evolutiivisia vaikutuksia.

Hardy-Weinbergin yhtälö

Genettiselle lokukselle, jossa on kaksi alleelia (A ja a) frekvensseillä p ja q vastaavasti:

  • p + q = 1 (alleelien frekvenssit summautuvat 1:een)
  • p² + 2pq + q² = 1 (genotyyppien frekvenssit summautuvat 1:een)
  • Missä:
    • p² = genotyypin AA frekvenssi (dominoiva homozygootti)
    • 2pq = genotyypin Aa frekvenssi (heterozygootti)
    • q² = genotyypin aa frekvenssi (recessiivinen homozygootti)
Hardy-Weinbergin tasapainon oletukset

Populaation pysyäkseen Hardy-Weinbergin tasapainossa, seuraavien ehtojen on täytyttävä:

  1. Ei mutaatioita: Kiinnostava geeni ei muutu
  2. Ei geenivirtaa: Ei yksilöiden muuttoliikettä populaatioon tai sieltä pois
  3. Sattumanvarainen parittelu: Yksilöt parittuvat ilman preferenssiä genotyypille
  4. Ei luonnonvalintaa: Kaikilla genotyypeillä on yhtä suuri kelpoisuus
  5. Äärettömän suuri populaatio: Geneettisen ajautumisen vaikutusten minimoimiseksi
Hardy-Weinbergin tasapainon testaaminen

Khi-neliötestiä käytetään yleisesti määrittämään, poikkeavatko havaitut genotyyppifrekvenssit merkittävästi odotetuista Hardy-Weinbergin tasapainossa.

Khi-neliötestin kaava on:

χ² = Σ (Havainnot - Odotettu)²/Odotettu

Jos lasketun Khi-neliöarvon ylittää kriittisen arvon sopiville vapausasteille (yleensä 1 kahden alleelin järjestelmässä), populaatiota pidetään ei olevan Hardy-Weinbergin tasapainossa.

Sovellukset

Hardy-Weinbergin tasapainoa käytetään:

  • Populaatiogenetiikassa arvioimaan alleelien frekvenssejä
  • Oikeustieteessä DNA-profiloinnissa ja vertailussa
  • Lääketieteellisessä genetiikassa sairauksien esiintyvyyden tutkimiseen
  • Säilytysbiologiassa geneettisen monimuotoisuuden arvioimiseen
  • Evoluutiotutkimuksissa valintapaineiden tunnistamiseen

Mikä on Hardy-Weinberg-tasapainolaskin?

Hardy-Weinberg-tasapainolaskin on interaktiivinen työkalu, joka auttaa analysoimaan geneettistä vaihtelua populaatiossa. Yksinkertaisen syötteen avulla se mahdollistaa alleeli- ja genotyyppifrekvenssien määrittämisen sekä arvioinnin siitä, onko populaatio geneettisessä tasapainossa. Jos olet erityisesti kiinnostunut alleelifrekvenssien laskemisesta, kannattaa tutustua myös Alleelifrekvenssilaskuriimme.

Tämä laskin perustuu Hardy-Weinbergin periaatteeseen, joka on genetiikan perustavanlaatuinen käsite. Sen mukaan alleeli- ja genotyyppifrekvenssit pysyvät vakaina sukupolvesta toiseen, jos evolutiiviset voimat eivät vaikuta populaatioon.

Hardy-Weinberg-yhtälö: \( p^2 + 2pq + q^2 = 1 \)

Missä:

  • \( p \) = dominoivan alleelin (A) frekvenssi
  • \( q \) = resessiivisen alleelin (a) frekvenssi
  • \( p^2 \) = odotettu homotsygoottisen dominoivan (AA) frekvenssi
  • \( 2pq \) = odotettu heterotsygoottisen (Aa) frekvenssi
  • \( q^2 \) = odotettu homotsygoottisen resessiivisen (aa) frekvenssi

Kuinka käyttää laskinta

Laskimen käyttö on helppoa. Seuraa näitä vaiheita saadaksesi tarkkoja tuloksia:

  • Valitse syötetyyppi: Valitse, syötätkö genotyyppien lukumäärät vai alleelifrekvenssin.
  • Syötä tietosi:
    • Jos käytät genotyyppien lukumääriä, syötä yksilöiden lukumäärät AA:lle, Aa:lle ja aa:lle.
    • Jos käytät alleelifrekvenssiä, syötä dominoivan alleelin (p) frekvenssi välillä 0 ja 1.
  • Valitse näyttöasetukset: Voit valita, näytetäänkö khiin neliötesti ja datan visualisoinnit, kuten kaaviot ja Punnett-ruudukko.
  • Napsauta “Laske”: Laskin käsittelee syötteesi ja näyttää alleelifrekvenssit, odotetut genotyyppifrekvenssit sekä valinnaisen khiin neliötestin tasapainon arvioimiseksi.
  • Napsauta “Tyhjennä”: Käytä tätä tyhjentääksesi kaikki kentät ja aloittaaksesi alusta.

Keskeiset ominaisuudet

  • Tukee syötteitä genotyyppien lukumäärillä tai alleelifrekvenssillä.
  • Näyttää lasketut alleelifrekvenssit (p ja q).
  • Näyttää odotetut genotyyppifrekvenssit tasapainossa.
  • Sisältää valinnaisen khiin neliötestin geneettisen tasapainon arvioimiseksi.
  • Visuaaliset kaaviot tulosten helpompaan ymmärtämiseen.
  • Punnett-ruudukon näyttö alleeliyhdistelmille.

Miksi käyttää tätä laskinta?

Tämä työkalu on hyödyllinen opiskelijoille, opettajille ja tutkijoille, jotka haluavat tutkia tai opettaa populaatiogenetiikkaa. Se yksinkertaistaa Hardy-Weinberg-yhtälön soveltamista ja auttaa visualisoimaan, mitä tulokset tarkoittavat populaation geneettisen rakenteen kannalta.

Sitä voidaan käyttää:

  • Luokkahuoneessa biologian tai genetiikan opetukseen
  • Tutkimuksessa geneettisen vaihtelun ja vakauden testaamiseen
  • Säilytyssuunnittelussa geneettisen monimuotoisuuden ylläpitämiseksi
  • Lääketieteellisessä genetiikassa tautiin liittyvien geenifrekvenssien tutkimiseen

Usein kysytyt kysymykset (UKK)

Mitä tarkoittaa, jos populaatio on Hardy-Weinberg-tasapainossa?

Se tarkoittaa, että populaation alleeli- ja genotyyppifrekvenssit ovat vakaita sukupolvesta toiseen, mikä viittaa siihen, ettei kyseiseen geeniin kohdistu evolutiivisia voimia.

Mitä jos khiin neliötestini osoittaa poikkeaman?

Jos p-arvo on alle 0,05, populaatio todennäköisesti poikkeaa Hardy-Weinberg-tasapainosta. Tämä voi viitata siihen, että tekijät kuten valinta, mutaatio tai ei-satunnainen pariutuminen vaikuttavat populaatioon.

Voinko käyttää tätä laskinta ilman genotyyppien lukumääriä?

Kyllä. Voit syöttää dominoivan alleelin frekvenssin (p), ja laskin arvioi genotyyppifrekvenssit ja rakentaa mallin 100 yksilön otoskoon perusteella.

Tarvitseeko minun olla genetiikan asiantuntija käyttääkseni tätä?

Ei. Työkalu on suunniteltu kaikille, jotka ovat kiinnostuneita ymmärtämään geneettisiä peruskuvioita. Syötä vain tietosi, ja laskin hoitaa loput.

Onko khiin neliötulos aina tarpeen?

Ei. Voit valita, että khiin neliö -osio piilotetaan, jos olet kiinnostunut vain alleeli- ja genotyyppifrekvensseistä.