BIANCA MARIA CIMINELLI
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319 (dente B)
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ricevimento studenti: mercoledì ore 11-12
TESTO CONSIGLIATO:“Genetica umana molecolare”
Strachan e Read
edizione UTET
CALCOLO DELLE FREQUENZE ALLELICHE
NEL CASO DI UN GENE CON DUE ALLELI CODOMINANTI
(conta diretta)
Locus A
alleli A1 e A2
A1A1
x
A1A2
y
3 genotipi  3 fenotipi
A2A2
z
TOTALE individui  TOTALE alleli
N
2N
p = freq. allele A1 = (2x + y) / 2N
q = freq. allele A2 = (y + 2z) / 2N
es = errore standard =
p(1  p)
2N
Il calcolo delle frequenze viene effettuato su un campione rappresentativo della popolazione
Campione rappresentativo  tutti gli individui della popolazione hanno la stessa probabilità di essere
inclusi nel campione
Calcolo delle frequenze degli alleli del gruppo sanguigno MN in
varie popolazioni umane
popolazione
N°
Indiv.
M
MN
N
pM
qN
errore
USA Bianchi
6129
1787
3039
1303
0.539
0.461
0.004
USA Neri
278
79
138
61
0.532
0.468
0.021
Eschimesi
569
475
89
5
0.913
0.087
0.008
Ainu
121
22
60
39
0.430
0.570
0.031
Abor.Aus.
730
22
216
492
0.178
0.882
0.010
Ainu
504
90
253
161
0.430
0.570
0.016
Esempio di calcolo per la popolazione USA Bianchi:
p(M) =
(2 x 1787) + 3039
2 x 6129
es =  (0.539 x 0.461) / 2 x 6129
q(N) =
(2 x 1303) + 3039
2 x 6129
EQUILIBRIO DI HARDY-WEINBERG
Equilibrio valido per specie diploidi e a riproduzione sessuata
In una popolazione panmittica e ‘sufficientemente’ grande in assenza di:
• selezione (i vari genotipi devono avere lo stesso successo riproduttivo)
• mutazione
• migrazione
LE FREQUENZE ALLELICHE E QUELLE GENOTIPICHE SONO
LEGATE DA UNA SEMPLICE RELAZIONE
p = frequenza dell’allele A1
q = frequenza dell’allele A2
frequenze genotipiche  p2 (A1A1)
2pq (A1A2)
q2 (A2A2)
 In una popolazione in equilibrio di HW le frequenze alleliche e le
frequenze genotipiche si mantengono costanti nel corso delle generazioni
 Se una popolazione non si trova in equilibrio per il raggiungimento di
tale situazione è sufficiente una sola generazione di panmissia.
Quindi se due popolazioni, aventi frequenze alleliche molto diverse si
fondono a formare un’unica popolazione, la nuova popolazione
raggiungerà le frequenze genotipiche previste dall’equilibrio di HW in
una sola generazione di incroci casuali
Popolazione 1  è presente solo l’allele A1 (e quindi solo il genotipo A1A1)
Popolazione 2  è presente solo l’allele A2 (e quindi solo il genotipo A2A2)
Popolazione mista  sono presenti entrambi gli alleli (con una frequenza
proporzionale al numero di individui di ciascuna delle due popolazioni) e solo 2
genotipi (A1A1 e A2A2).
Ma dopo una sola generazione di panmissia compaiono gli individui eterozigoti e
i 3 genotipi saranno presenti nelle proporzioni previste dall’equilibrio di HW
L’equilibrio di HW ci permette di stimare le frequenze alleliche in situazioni
in cui esiste un rapporto di dominanza/recessività tra gli alleli
Locus A – 2 alleli A e a
3 genotipi  2 fenotipi
fenotipo dominante  2 genotipi (AA e Aa, cioè p2 e 2pq)
fenotipo recessivo  1 genotipo (aa, q2)
Supponendo, SENZA POTERLO DIMOSTRARE, che la popolazione sia in eq. di
HW è possibile ricavare la frequenza dell’allele a a partire dalla frequenza degli
individui aa,
Esempio: locus Rh,
DUE ALLELI  Rh dominante
rh recessivo
gli individui Rh(-) quindi sono tutti omozigoti rhrh e la loro frequenza = q2
diventa allora possibile ricavare la frequenza dell’allele rh (q) facendo la radice
quadrata di questo valore
In caso di codominanza è invece possibile verificare se la popolazione sia
effettivamente in equilibrio di HW
Dopo aver calcolato (per conta diretta) le frequenze alleliche
 si calcolano le frequenze genotipiche attese in caso di equilibrio
 le si confrontano con quelle osservate, si possono verificare 3 possibilità:
 le frequenze attese sono molto simili alle osservate
la popolazione è in equilibrio
 le frequenze attese si discostano molto dalle osservate
la popolazione NON è in equilibrio
 le frequenze attese si discostano dalle osservate
ma non sappiamo quantificare questa discrepanza  test del c2
EQUILIBRIO DI HW NEL CASO DI UN LOCUS CON 3 ALLELI
In caso di codominanza abbiamo 6 genotipi (3 genotipi omozigoti e 3
eterozigoti) e 6 fenotipi
Frequenza allele A1 = p
Frequenza allele A2 = q
Frequenza allele A3 = r
A1A1 = p2
A2A2 = q2
A3A3 = r2
A1A2 = 2pq
A1A3 = 2pr
A2A3 = 2qr
EQUILIBRIO DI HW PER GENI DEL CROMOSOMA X
Femmine 
3 genotipi (A1A1, A1A2, A2A2)
Maschi 
2 genotipi (A1, A2)
Nei maschi frequenze alleliche e frequenze genotipiche coincidono
Pertanto condizioni dovute ad alleli recessivi rari di geni legati al
cromosoma X sono MOLTO più frequenti nei maschi che nelle femmine
(se q è piccolo q2 è MOLTO più piccolo)
Esempio: cecità ai colori (daltonismo)
q = 0.08 (cioè 8%) 
frequenza di daltonici maschi = q = 0.08
frequenza di daltoniche femmine = q2 = 0.082 = 0.0064 (cioè 0.64%)
FATTORI CHE DISTURBANO L’EQUILIBRIO DI HW
 eccezioni all’accoppiamento casuale
stratificazione  una popolazione stratificata è una popolazione che
contiene un numero di sottogruppi che sono geneticamente separati (es.
popolazione degli USA, popolazione del nord Italia dopo la migrazione
interna sud  nord)
accoppiamento assortativo (es. sordità)
consanguineità
tutti questi processi fanno aumentare la frequenza dei genotipi
omozigoti
FATTORI CHE DISTURBANO L’EQUILIBRIO DI HW
deriva genetica  insieme dei cambiamenti delle frequenze alleliche dovuti
esclusivamente al caso, sono più pronunciati in popolazioni di piccole dimensioni
 effetto del fondatore
 collo di bottiglia
 flusso genico  lenta e continua immissione di geni da una popolazione in
un’altra
(es. popolazioni bianche e africane degli USA)
FATTORI CHE DISTURBANO L’EQUILIBRIO DI HW
 selezione
a vantaggio di un allele
A1A1
w11
A1A2
>
w12
A2A2
>
w22
L’ALLELE A1 E’ DESTINATO A FISSARSI
 a vantaggio del genotipo eterozigote (polimorfismo stabile)
A1A1
w11
A1A2
<
w12
A2A2
>
w22
IL POLIMORFISMO VIENE MANTENUTO
 a svantaggio del genotipo eterozigote (polimorfismo instabile)
A1A1
A1A2
A2A2
w11
>
w12
<
w22
IL POLIMORFISMO VIENE MANTENUTO SOLO SE
p = q = 0.5
EQUILIBRIO MUTAZIONE-SELEZIONE
per alleli letali dominanti
p = m  105  106
per alleli letali recessivi
q=m
poiché m = 10-5 – 10-6
 m = pochi per mille