المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10456 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
تنفيذ وتقييم خطة إعادة الهيكلة (إعداد خطة إعادة الهيكلة1)
2024-11-05
مـعاييـر تحـسيـن الإنـتاجـيـة
2024-11-05
نـسـب الإنـتاجـيـة والغـرض مـنها
2024-11-05
المـقيـاس الكـلـي للإنتاجـيـة
2024-11-05
الإدارة بـمؤشـرات الإنـتاجـيـة (مـبادئ الإنـتـاجـيـة)
2024-11-05
زكاة الفطرة
2024-11-05


Hardy-Weinberg Equilibrium  
  
1926   03:24 مساءاً   date: 20-10-2015
Author : Gillespie, John H
Book or Source : Population Genetics: A Concise Guide
Page and Part :


Read More
Date: 30-10-2015 1863
Date: 30-10-2015 2347
Date: 20-10-2015 2241

Hardy-Weinberg Equilibrium

The Hardy-Weinberg equilibrium is the fundamental concept in population genetics (the study of genetics in a defined group). It is a mathematical equation describing the distribution and expression of alleles (forms of a gene) in a population, and it expresses the conditions under which allele frequencies are expected to change.

Mendelian genetics demonstrated that the phenotypic (observable) ex-pression of some traits is based on a simple dominant-recessive relationship between the alleles coding for the trait. In Mendel’s original work for in-stance, green pea pods were dominant to yellow pods, meaning that a heterozygote (an individual with one allele for green and one for yellow) would show the green trait. (A common misunderstanding is that a dominant allele should also be common. This is not the case. Frequency of an allele in a population is independent of its dominance or recessiveness. Either type of allele may be common or rare.

Allele Frequencies

A significant question in population genetics, therefore, is determining the frequency of the dominant and recessive alleles in a population (for exam­ple, the frequency of blood type O allele in the United States), given the frequency of the phenotypes. Note that phenotypic and allelic frequencies are related but are not equal. Heterozygotes show the dominant phenotype, but carry a recessive allele. Therefore, the frequency for the recessive allele is higher than the frequency of the recessive phenotype.

Early in the twentieth century mathematician Godfrey Hardy and physi­cian Wilhelm Weinberg independently developed a model describing the relationship between the frequency of the dominant and recessive alleles (hereafter, p and q) in a population. They reasoned that the combined fre­quencies of p and q must equal 1, since together they represent all the alle­les for that trait in the population:

p + q = 1

Hardy and Weinberg represented random mating in the population as the product (p + q)(p + q),which can be expanded to p2 + 2pq + q2. This corresponds to the biological fact that, as a result of mating, some new in­dividuals have two p alleles, someone p and one q, and some two q alleles. P2 then represents the fraction of the population that is homozygous dom­inant while 2pq and q2 represent the heterozygous and homozygous reces­sive fractions, respectively.

Mathematically, since p + q = 1, (p + q)2 must also equal 1, and so:

p2 + 2pq + q2 = 1

The usefulness of this final form is that q2, the fraction of the popula­tion that is homozygous recessive, can be determined with relative ease, and from that value all of the other frequencies can be calculated. For instance, if 1 percent of the population is found to be homozygous recessive, q2 = 0.01, then q = 0.1, p = 0.9, p2 = 0.81, and 2pq = 0.09.

One value of the Hardy-Weinberg equilibrium equation is that it al­lows population geneticists to determine the proportion of each genotype and phenotype in a population. This may be useful for genetic counseling in the case of a genetic disease, for example, or for measuring the genetic diversity in a population of endangered animals.

Implications for Evolution

A significant implication of the Hardy-Weinberg relationship is that the fre­quency of the dominant and recessive alleles will remain unchanged from one generation to the next, given certain conditions. These conditions are:

(1)a sufficiently large population to eliminate change due to chance alone

(2)random mating (the phenotypic trait being examined cannot play a role in mate selection); (3) no migration of individuals either into or out of the population under study; (4) the genes under consideration are not subject to mutational change; and (5) the dominant or recessive phenotype must not have an adaptive advantage; in other words natural selection must not be favoring one trait over another.

If any of these constraints are not satisfied then the Hardy-Weinberg equilibrium does not hold true. When a population geneticist finds a change in allele frequency over time, therefore, he or she may be confident that one or more of these factors is at work. In fact, one definition of evolution is a change in allele frequencies over time.

J. B. S. Haldane was the first person to adapt the Hardy-Weinberg re­lationship to model evolutionary change. He introduced a selection coeffi­cient to represent a disadvantage for the homozygous recessive. His equation was later shown to successfully model the impact of industrial pollution on peppered moths in England.

Reference

Gillespie, John H. Population Genetics: A Concise Guide. Baltimore, MD: Johns Hop­kins University Press, 1998.

Kingsland, Sharon E. Modeling Nature: Episodes in the History of Population Ecology. Chicago: University of Chicago Press, 1995.

Pianka, Eric R. Evolutionary Ecology. San Francisco, CA: Benjamin Cummings, 2000.

Stearns, Stephen C., and Rolf F. Hoekstra. Evolution: An Introduction. New York: Ox­ford University Press, 2000.

 




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.