Come Stimare Le Frequenze Alleliche

La legge di Hardy-Weinberg è il fondamento della genetica di popolazioni. Essa infatti sancisce che le leggi di segregazione di Mendel possano estendersi anche a concetti di frequenze alleliche e genotipiche all'interno di una data popolazione. Un'importante applicazione della legge di Hardy-Weinberg è il calcolo delle frequenze alleliche quando uno o più alleli sono recessivi. Vediamo insieme un semplice esempio per comprenderla e capire come stimare le frequenze alleliche.

È noto che l'albinismo nell'uomo sia il risultato di un gene.

Supponi di avere 26 casi di albinismo su di una popolazione di 6000 individui.
La frequenza per questo carattere la calcolerai come segue:

26/6000= 0,0043.

Nonostante tu abbia calcolato la frequenza per il carattere albino, non puoi stabilire direttamente la frequenza del gene albino, dal momento che non puoi distinguere tra gli individui eterozigoti e quelli omozigoti per l'allele normale.

Ti ricordo a questo punto che per calcolare la frequenza allelica è necessario contare il numero il numero degli alleli secondo questa formula:

p=(2x numero di omozigoti) (numero degli eterozigoti)/2N

Tuttavia c'è un inghippo: dal momento che, per un carattere recessivo come l'albinismo, non puoi identificare gli eterozigoti, questo è impossibile!
Semmai, dato per assunto che la popolazione sia in equilibrio, puoi stabilire le frequenze alleliche a partire dalla legge di Hardy-Weinberg.

All'equilibrio, la frequenza del genotipo omozigote recessivo è "q" al quadrato. Nel nostro caso "q" al quadrato è uguale a 0,0043 e puoi semplicemente ricavare "q" estraendo la radice quadrata della frequenza del genotipo affetto. Quindi, svolgendo le formule che seguono:
q=%u221A 0,0043 = 0,065

e

p=1-q= 0,935.

Seguendo dunque la legge di Hardy-Weinberg, la frequenza di eterozigoti nella popolazione è

2pq = 2 x 0,935 x 0,065 = 0,122.

Dunque puoi semplicemente concludere che in media un individuo su otto è portatore dell'allele per l'albinismo!

Vista l'importanza delle frequenze alleliche in studi genetici, è estremamente importante essere in grado di stimare attendibilmente. Tradizionalmente, le frequenze alleliche sono state semplicemente stimate contando il numero di volte ogni allele era stato visto in un campione dalla popolazione. Questo approccio è stato spesso utilizzato con successo su dati genotipo SNP e dati di sequenziamento Sanger perché i genotipi di ogni singolo potrebbe spesso essere determinato senza ambiguità. Tuttavia, questo approccio potrebbe non riuscire quando applicato ai dati da tecnologia di sequenziamento di prossima generazione. In primo luogo, i dati di sequenziamento di nuova generazione hanno un tasso di errore superiore a quello tradizionale sequenziamento Sanger o saggi di genotipizzazione SNP. In secondo luogo, al fine di sequenziare più campioni, il ricercatore spesso sequenza ogni individuo con copertura superficiale. Così, ogni base sarà coperto solo da poche legge, il che rende più difficile dedurre con precisione il genotipo di un individuo in un determinato sito. Infine, perché la legge da tecnologie di sequenziamento di prossima generazione e spesso piuttosto breve, altri errori possono verificarsi quando si cerca di allineare la legge breve che torna al genoma di riferimento. Per queste ragioni, la stima delle frequenze alleliche rimane difficile.

• https://bmcbioinformatics.biomedcentral.com/articles/10.1186/1471-2105-12-231