¿Qué es el equilibrio de Hardy Weinberg?
Contenido de la páginaLa Ley de Hardy-Weinberg establece: En una población grande de apareamiento aleatorio que no se ve afectada por los procesos evolutivos de mutación, migración o selección, tanto las frecuencias alélicas como las frecuencias genotípicas son constantes de generación en generación. Además, las frecuencias genotípicas están relacionadas con las frecuencias alélicas mediante la expansión al cuadrado de dichas frecuencias alélicas. En otras palabras, la Ley de Hardy-Weinberg establece que, bajo un conjunto restrictivo de supuestos, es posible calcular las frecuencias esperadas de los genotipos en una población si se conoce la frecuencia de los diferentes alelos en una población.
Las frecuencias de los genotipos se calculan mediante la expansión al cuadrado de las frecuencias de los alelos. Para ilustrar este concepto, suponga que en algún locus, A, tiene dos alelos, llámelos A1 y A2. Supongamos que la frecuencia del alelo A1 es p y la del alelo A2 es q. Podemos escribir esto como
Si hubiera un tercer alelo, llamémoslo A3, y estuviera presente en la frecuencia r, entonces las proporciones genotípicas esperadas serían (p + q + r)2. En otras palabras, las frecuencias genotípicas esperadas serían: f(A1A1) = p2, f(A2A2) = q2, f(A3A3) = r2 , f(A1A2) = 2pq, f(A1A3) = 2pr, y f(A2A3) = 2qr.
Ejemplo de Hardy Weinberg
La fórmula (p+q)2=p2+2pq+q2 expresa las expectativas genotípicas de la progenie en términos de frecuencias gaméticas o alélicas del acervo genético parental y fue formulada originalmente por el matemático británico Hardy y el médico alemán Weinberg (1908) de forma independiente. Ambos propusieron la idea, denominada equilibrio de la ley de Hardy-Weinberg por sus nombres, de que tanto las frecuencias génicas como las frecuencias genotípicas se mantendrán constantes de generación en generación en una población de cruce infinitamente grande en la que el apareamiento es aleatorio y no se produce selección, migración o mutación. Si una población se encuentra inicialmente en desequilibrio, basta con una generación de apareamientos al azar para que alcance el equilibrio genético y, a partir de entonces, la población permanecerá en equilibrio (sin cambios en las frecuencias gaméticas y cigóticas) mientras persista la condición de Hardy-Weinberg. La ley de Hardy-Weinberg depende de los siguientes tipos de equilibrios genéticos para su plena consecución :
Como demostraron Hardy y Weinberg, los alelos que se segregan en una población tienden a establecer un equilibrio entre ellos. Así, si dos alelos se dieran en igual proporción en una gran población reproductora aislada y ninguno tuviera una ventaja selectiva o mutacional sobre el otro, se esperaría que permanecieran en igual proporción generación tras generación. Se trataría de un caso especial, ya que en las poblaciones naturales los alelos rara vez se presentan con la misma frecuencia.
Problemas de práctica del equilibrio de Hardy Weinberg
Este trabajo presenta un sistema de apareamiento general para un locus autosómico con dos alelos. La población se reproduce en generaciones discretas y no superpuestas. La población parental, la misma en ambos sexos, es arbitraria al igual que la de la descendencia y las frecuencias génicas de los padres se mantienen en la descendencia. El sistema abarca una serie de casos especiales, incluido el modelo de apareamiento aleatorio de Weinberg y Hardy. Así, demuestra, de la manera más general posible, cómo puede conservarse la variación genética en una población indefinidamente grande sin invocar el apareamiento aleatorio o la selección de equilibrio. Una característica importante es que proporciona un sistema de apareamiento que identifica cuándo el apareamiento produce o no proporciones Hardy-Weinberg entre la descendencia.
Este trabajo ofrece un sistema de apareamiento general para un locus autosómico con dos alelos. La población se reproduce en generaciones discretas y no superpuestas. La población parental, la misma en ambos sexos, es arbitraria al igual que la de la descendencia y las frecuencias génicas de los padres se mantienen en la descendencia. El sistema abarca una serie de casos especiales, incluido el modelo de apareamiento aleatorio de Weinberg y Hardy. Así, demuestra, de la manera más general posible, cómo puede conservarse la variación genética en una población indefinidamente grande sin invocar el apareamiento aleatorio o la selección de equilibrio. Una característica importante es que proporciona un sistema de apareamiento que identifica cuándo el apareamiento produce o no proporciones Hardy-Weinberg entre la descendencia.
El sistema de Hardy-weinberg
El código original para medir la significación estadística de la desviación de variantes del HWE, desarrollado por Wigginton et al. (2005), calculaba P (de dos caras) como la probabilidad de la muestra observada más la suma de todas las probabilidades de los casos más extremos. Sin embargo, Graffelman y Moreno (2013) mostraron posteriormente que la P media, calculada añadiendo solo la mitad de la probabilidad de la muestra observada a la suma de todas las probabilidades de los casos más extremos, era menos conservadora (es decir, la P media es siempre menor que la P de dos lados) y mostraba un mejor potencial para probar las desviaciones de HWE de las variantes raras. Por lo tanto, para crear una implementación en python del método de Graffelman y Moreno, modificamos el código de Wigginton et al. para que devolviera la P media. Las variantes que se desvían de la HWE con una P media ≤ 0,05 se consideraron estáticamente significativas. Para todos los demás casos se utilizó la prueba exacta de Fisher de dos caras (paquete SciPy python; Virtanen et al., 2019), y los resultados se informaron como P y enriquecimiento de pliegues (FE), definido como la relación de las dos proporciones. El código se puede encontrar en https://github.com/niab/hwe.
