Практическая работа № 3
Наблюдаемые частоты генотипов и аллелей
Применение закона Харди-Вайнберга для расчета частот генотипов, аллелей и характеристики генетической структуры популяции (группы) по умению сворачивать язык в трубочку (аутосомно-доминантный признак)
Практическая работа № 2
Наблюдаемые и ожидаемые частоты генотипов и аллелей
Наблюдаемые частоты генотипов и аллелей
Наблюдаемые частоты генотипов и аллелей
| № п/п | ФИО | Генотип |
| Иванов | АА | |
| Петров | Аа | |
| Кузнецов | аа | |
| Николаев | Аа | |
| 5… | Семенов | Аа |
ü Определяем наблюдаемые частоты генотипов и аллелей (табл. 1.3):
Запомните! Частоты аллелей и генотипов в уравнении Харди-Вайнберга выражаем только в долях от единицы!
Таблица 1.3
| Генотипы, аллели | Число случаев | Частота (в долях) |
| АА | 1 / 5 = 0,2 | |
| Аа | 3 / 5 = 0,6 | |
| аа | 1 / 5 = 0,2 | |
| Аллель А | 2 (АА)+3 (Аа)=5 | 5 : 10 = 0,5 |
| Аллель а | 2(аа)+3(Аа)=5 | 5 : 10 = 0,5 |
ü Используя формулу Харди-Вайнберга вычисляем ожидаемые частоты генотипов и аллелей:
В нашем примере частота генотипа аа, т.е. q2 = 0,2 (см. табл. 3).
- Зная q2, можно вычислить q =√q 2 т.е. √0,2 = 0,45
- Зная q, можно вычислить p = 1 - q, т.е. p = 1 - 0,45 = 0,55
- Зная p, можно вычислить p2 = 0,55 × 0,55 = 0,30
- Зная p и q можно вычислить 2pq = 2 × 0,55 × 0.,45 = 0,50
- Генетическая структура популяции, т.е. частота всех генотипов, выражается формулой 0,30 + 0,50 + 0,2 = 1
ü Произведя вычисления, указываем в таблице ожидаемые частоты генотипов и аллелей (табл.1.4).
Таблица 1.4
| Наблюдаемое число случаев | Наблюдаемая частота | Ожидаемая частота | |
| АА (p2) | 0,2 | 0,30 | |
| Аа (2pq) | 0,6 | 0,50 | |
| аа (q2) | 0,2 | 0,20 | |
| Аллель А(p) | 2 (АА) + 3 (Аа) = 5 | 0,50 | 0,55 |
| Аллель а(q) | 2(аа) +3(Аа) = 5 | 0,50 | 0,45 |
ü Делаем заключение: Наблюдается небольшое смещение от равновесия Харди-Вайнберга, что объясняется малочисленностью изученной выборки – эффект колебания частот аллелей (популяционные волны) в малых популяциях.
Поскольку умение сворачивать язык в трубочку – аутосомно-доминантный признак, следовательно, лица с доминантным признаком могут быть гомозиготными (генотип АА), или гетерозиготными (генотип Аа). Составляем суммарную таблицу студентов группы (табл. 2.1):
Таблица 2.1
| № п/п | Умение сворачивать язык в трубочку | Генотипы |
| Умею (да) | А_ | |
| Не умею (нет) | аа | |
| Нет | аа | |
| Да | А_ | |
| 5… | Да | А_ |
ü Подсчитываем число индивидов с гомозиготным рецессивным генотипоми «аа» (в нашем примере 2 случая из 5 проанализированных):
ü Вычисляем частоту генотипа «аа», т.е. q2 = 2 : 5 = 0,4
ü Используя формулу Харди-Вайнберга, вычисляем ожидаемые частоты генотипов и аллелей в следующей последовательности:
а) зная q2, можно вычислить q = √q 2 т.е.√0,4 = 0,63;
б) зная q, можно вычислить p = 1 - q, т.е. p = 1 - 0,63 = 0,37;
в) зная p, можно вычислить p2 = 0,37 × 0,37 = 0,14;
г) зная p и q можно вычислить 2 pq = 2 × 0,37 × 0,63 = 0,46;
д) генетическая структура популяции, т.е. частота всех генотипов, выражается формулой 0,14 + 0,46 + 0,4 = 1.
Молекулярно-генетический метод: моделирование ПЦР-анализа делеции F508 гена CFTR при диагностике муковисцидоза
1. Конструирование праймеров размером 10 нуклеотидов для правого и левого участков интересующего фрагмента ДНК размером 30 пн:
смысловая цепь ДНК - 5’ act gcg agc tta cgg ttt cat ggg cga gat 3’
антисмысловая цепь ДНК - 3’ tga cgc tcg aat gcc aaa gta ccc gct cta 5’
Праймеры:
Прямой
5’ act gcg agc t 3’
антисмысл. ДНК - 3’ tga cgc tcg aat gcc aaa gta ccc gct cta 5’
Обратный
смысловая ДНК - 5’ act gcg agc tta cgg ttt cat ggg cga gat 3’
3’a ccc gct cta 5’
2. Проведение ПЦР и интерпретация результатов.
1) В норме у здорового человека размер искомого фрагмента ДНК равен 30 пн. Это нормальный аллель, обозначаемый как А.
2) При делеции 3-х пар нуклеотидов в 13-м, 14-м и 15-м положениях смысловой цепи ДНК триплет cgg) будет амплифицироваться фрагмент размером 27 пн. Это мутантный аллель, обозначаемый как а.
3) Идентификация результатов амплификации путем разделения фрагментов ДНК на электрофорезе (см. рис. 1):
Рис 1. Электрофореграмма и интерпретация результатов амплификации образцов ДНК индивидов с генотипами АА, Аа, аа.
Интерпретация полученных результатов:
Генотип «АА» – норма – поскольку оба аллеля имеют одинаковый размер, на электрофореграмме будет выявляться одна полоса размером 30 пн – аллели А (см. рис. 1).
Генотип «Аа» – гетерозиготный носитель – на электрофореграмме будет выявляться две полосы, соответствующие размерам фрагментов 27 и 30 пн (аллели А и а).
Генотип « аа» – гомозигота по мутантным аллелям – поскольку оба фрагмента ДНК имеют одинаковый размер, на электрофореграмме будет выявляться одна полоса размером 27 пн.
7. 5. Контроль конечного уровня усвоения темы
Выполнение тестовых заданий.