ما هو قانون هاردي-وينبرغ؟
قانون هاردي-وينبرغ هو مبدأ أساسي في علم الوراثة السكانية، يصف حالة التوازن الجيني لتجمع سكاني كبير. بمعنى آخر، يشرح هذا القانون كيف يتم الحفاظ على ترددات الأليلات (الأشكال المختلفة من الجين) ضمن جينوم مجموعة سكانية معينة تحت ظروف معينة.
شروط تطبيق القانون:
لتطبيق قانون هاردي-وينبرغ، يجب أن تتوفر مجموعة من الشروط المثالية في التجمع السكاني، وهي:
- حجم التجمع كبير: يجب أن يكون عدد الأفراد في التجمع كبيراً لضمان عدم تأثير الانحراف الجيني (التغيرات العشوائية في تردد الأليلات) بشكل كبير.
- التزاوج عشوائي: يجب أن يتم اختيار الأزواج للتزاوج بشكل عشوائي، دون أي تفضيل لأفراد معينة يحملون أليلات خاصة.
- عدم وجود طفرات: يجب أن لا تحدث طفرات جديدة تؤدي إلى ظهور أليلات جديدة.
- عدم وجود هجرة: يجب أن لا يحدث هجرة للأفراد من التجمع أو إليه، مما يؤدي إلى تغيير ترددات الأليلات.
- عدم وجود انتقاء طبيعي: يجب أن لا يكون هناك أي ضغط انتقائي يفضل بقاء حامل لأليل معين على حساب آخر.
معادلة هاردي-وينبرغ:
تعبّر معادلة هاردي-وينبرغ عن العلاقة بين ترددات الأليلات وترددات الجينوتيبات في التجمع السكاني. المعادلة هي كما يلي:
p² + 2pq + q² = 1
حيث:
- p: هو تردد الأليل الأول.
- q: هو تردد الأليل الثاني (حيث أن p + q = 1).
- p²: هو تردد الجينوتيب المتماثل الزيجوت للأليل الأول.
- 2pq: هو تردد الجينوتيب المتغاير الزيجوت.
- q²: هو تردد الجينوتيب المتماثل الزيجوت للأليل الثاني.
أهمية قانون هاردي-وينبرغ:
- الأساس النظري لعلم الوراثة السكانية: يشكل هذا القانون الأساس لفهم التغيرات في الترددات الجينية على مر الأجيال.
- تقدير ترددات الأليلات: يمكن استخدام المعادلة لحساب ترددات الأليلات المختلفة في التجمع السكاني.
- كشف عن عوامل التطور: يساعد في تحديد العوامل التي تؤدي إلى انحراف التجمع السكاني عن التوازن الجيني، مثل الانتقاء الطبيعي والطفرات والهجرة.
عوامل تؤثر على التوازن:
- الطفرات: تؤدي إلى ظهور أليلات جديدة وتغيير الترددات الجينية.
- الهجرة: تدفق الجينات بين التجمعات يؤثر على ترددات الأليلات.
- الانجراف الجيني: التغيرات العشوائية في ترددات الأليلات، خاصة في التجمعات الصغيرة.
- الانتخاب الطبيعي: يفضل بعض الأليلات على أخرى، مما يؤدي إلى تغير في الترددات الجينية.
الخلاصة:
قانون هاردي-وينبرغ يمثل حالة مثالية نادراً ما توجد في الطبيعة، ولكنه يوفر إطاراً نظرياً هاماً لفهم التغيرات في الترددات الجينية في التجمعات السكانية. من خلال دراسة الانحرافات عن هذا القانون، يمكننا فهم العمليات التطورية التي تؤثر على التنوع الجيني.
التسميات
وراثة