توازن هاردي-واينبرغ
| English | العربية |
|---|---|
| Hardy-Weinberg equilibrium/ˈhɑːdi ˈwaɪnbɜːɡ ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ | اتزان هاردي-واينبرغ |
ماذا لو لم يحدث تغيير؟
- التطور هو تغير في تكرار الأليل — ولكن ماذا إذا ظلت التكرارات ثابتة؟
- تخيل مجموعة سكانية حيث لا يصبح أي أليل أكثر أو أقل شيوعاً.
- مثل هذه المجموعة لا تتطور.
- حالة الاستقرار الوهمية هذه تسمى توازن هاردي-واينبرغ.
خط أساس غير متطور
- توازن هاردي-واينبرغ- يصف مجموعة سكانية تظل فيها تكرارات الأليل ثابتة.
- إنه خط أساس نظري — صورة لـ عدم وجود تطور.
- نقارن المجموعات الحقيقية به.
- إذا لم يتوافق الواقع معه، فإن شيئاً ما يسبب التطور.
التجمع الذي يكون في توازن هاردي-واينبرغ هو الذي…
في توازن هاردي-واينبرغ، لا تتغير ترددات الأليل — التجمع لا يتطور.
المعادلة
- لأليلين، ليكن $p$ تكرار أحد الأليلات و$q$ للآخر، بحيث $p + q = 1$.
- تكرارات النمط الجيني تتبع $p^2 + 2pq + q^2 = 1$.
- هنا $p^2$ هو متماثل السائد، $q^2$ متماثل المتنحي، و$2pq$ غير متماثل.
- من ملاحظة $q^2$ يمكنك إيجاد $q$، ثم $p$، ثم كل تكرار للنمط الجيني.
شروط عدم التطور
مرر بشروط أن يجب أن تستوفيها التجمعات لتبقى في توازن هاردي-واينبرغ - كسر أي شرط منها يؤدي إلى تطورها.
معادلة هاردي-واينبرغ هي $p^2 + 2pq + q^2 = 1$. ماذا يمثل $q^2$؟
$q^2$ هو تردد الجين المتنحي المتماثل (aa)؛ $p^2$ هو السائد المتماثل، $2pq$ غير متماثل.
إذا كان $q^2 = 0.09$، ما هو تردد الأليل المتنحي $q$؟
$q = \sqrt{0.09} = 0.3$. إذن $p = 1 - q = 0.7$.
الشروط الخمسة
- التوازن ينطبق فقط إذا لم تكن هناك أي قوة تطورية تعمل.
- وهذا يعني: لا انتقاء طبيعي، ولا هجرة، ولا طفرات جديدة.
- يتطلب أيضاً تزاوجاً عشوائياً ومجموعة سكانية كبيرة جداً.
- كسر أي واحد من هذه الشروط، وتتغير التكرارات — تتطور المجموعة.
إذا أثر الانتقاء الطبيعي على تجمع، فإنه لم يعد في توازن هاردي-واينبرغ.
كسر الانتقاء لشروط مطلوبة، فتتغير الترددات ويتطور التجمع.
حدد جميع الشروط المطلوبة لتوازن هاردي-واينبرغ.
يتطلب التوازن عدم وجود انتقاء، لذا فإن الانتقاء القوي سيكسره. الثلاثة الأخرى مطلوبة.
هاردي-واينبرغ هو خط أساس مثالي، وليس وصفاً للحياة الحقيقية. تقريباً لا توجد مجموعة حقيقية تلبي جميع الشروط الخمسة بشكل مثالي. قيمته تكمن في كونه نموذجاً سلبياً: الفروقات عنه تكشف أن التطور يحدث.
إيجاد تكرار أليل مخفي:
- لنفترض أن $9\%$ من المجموعة تظهر صفة متنحية، إذن $q^2 = 0.09$.
- إذن $q = \sqrt{0.09} = 0.3$، و$p = 1 - 0.3 = 0.7$.
- الآن يمكنك توقع حاملي الصفة: $2pq = 2(0.7)(0.3) = 0.42$، أو $42\%$.
توازن هاردي-واينبرغ هو خط أساس غير متطور تظل فيه تكرارات الأليل ثابتة، ويوصف بـ $p^2 + 2pq + q^2 = 1$. ينطبق فقط تحت خمس شروط: عدم الانتقاء، عدم الهجرة، عدم الطفرة، التزاوج العشوائي، والمجموعة السكانية الكبيرة. المجموعات الحقيقية تختلف عنه — وكشف تلك الفروقات عن التطور.