Розділ 8. Генетичні процеси у популяціях

Кожна популяція особин, що входить до складу біологічного вида, має специфічну генетичну структуру, яка характеризується:

1) генофондом – сукупністю генів, поширених у популяції з певною частотою;

2) частотами поширеності різних генотипів, утворених внаслідок комбінацій цих генів.

Мінливість генофонду менделівської популяції є основою еволюції виду.

Менделівська популяція – сукупність у певному ступені подібних за генотипом і фенотипом особин, що заселяють певний ареал, характеризуються однаковим способом розмноження, однаковою спадковою мінливістю і підлягають дії добору та зовнішнього середовища. Це поняття поширюється тільки на сукупність організмів, що вільно схрещуються та перехресно запліднюються. Популяції самозапильних (або тих, що самозапліднюються) форм є сукупністю чистих ліній.

Генетична структура ідеальних менделівських популяцій залишається незмінною протягом багатьох поколінь і є моделлю для вивчення процесів, що відбуваються в панміктичних популяціях у реальних умовах при накопиченні в ній мутацій, здійсненні міграцій, при обмеженні панміксії, дії різних форм добору.

Популяційна генетика вивчає закономірності змін генетичної структури популяцій з часом під впливом мінливих умов довкілля, що лежать в основі мікроеволюційних процесів.

Панміктичні (з випадковим, вільним схрещуванням особин) популяції, як правило, знаходяться у стані рівноваги та характеризуються певним співвідношенням генотипів, встановленим Дж.Харді та В. Вайнбергом.

Закон Харді-Вайнберга (закон рівноваги генних частот у панміктичній популяції): у присутності альтернативних алелів і при однаковій життєздатності різних генотипів вихідне співвідношення алелів (незалежно від їхньої абсолютної частоти) зберігається в усіх наступних поколіннях (тобто зберігається популяційна рівновага).

При частоті алеля А, яка дорівнює р, частота q алеля дорівнює 1-р. При вільному схрещуванні частота генотипів від рівноймовірного сполучення різних типів гамет, що несуть ці алелі, дорівнюватиме:

(рА+qа)² = р²АА + 2рqАа + q²аа

Сума частот генів однієї алельної пари в даній популяції є величиною постійною:

Частоти генів виражають у частках одиниці або у відсотках, тоді:

Цей закон справедливий лише для ідеальних «менделівських» популяцій, які відповідають таким умовам: вільна панміксія (схрещування), відсутність появи нових генів за рахунок міграцій і мутацій, відсутність відтоку генів за рахунок добору, однакова плодючість гомозигот і гетерозигот, повна ізоляція даної популяції, велика чисельність особин.

Отже, закон Харді-Вайнберга виражає ймовірні розподілення генотипів у популяції, що вільно схрещується, у відповідності з коефіцієнтом розкладу бінома Ньютона (р+q)².

З умовними припущеннями закон Харді-Вайнберга використовується для прогнозування кількісних співвідношень особин з різними генотипами або для визначення поширеності алелів певного гена серед особин даної популяції. Такі прогнози знаходять практичне використання в екології, селекції, медицині.