醫學遺傳學/遺傳平衡定律

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醫學遺傳學基礎

群體遺傳學
- 群體中的遺傳平衡
  - 基因頻率
  - 遺傳平衡定律

表型、基因型和等位基因頻率之間關係的一個重要原則就是基因型的比例在世代傳遞中不會改變。因此，群體中個體的等位基因頻率的分布比例和基因型的分布比例（頻率）世代維持恆定。這是群體遺傳學的一個基本原則，是Hardy和Weinberg於1908年應用數學方法探討群體中基因頻率變化所得出的結論，即遺傳平衡定律(又稱Hardy Weinberg定律)。意即一個群體符合這種狀況，即達到了遺傳平衡，也就是一對等位基因的3種基因型的比例分布符合公式：p2+2pq+q2=1,p+q=1,(p+q)2=1.基因型MM的頻率為p2,NN的頻率為q2,MN的頻率為2pq。MN:MN：NN＝P2：2pq：q2。MN這對基因在群體中達此狀態，就是達到了遺傳平衡。如果沒有達到這個狀態，就是一個遺傳不平衡的群體。但隨著群體中的隨機交配，將會保持這個基因頻率和基因型分布比例，而較易達到遺傳平衡狀態。

1．遺傳平衡的條件要維持群體的遺傳平衡需要一定的條件，或者說這種遺傳平衡受一些因素的影響。這些條件和因素是：①群體要很大，不會由於任何基因型傳遞而產生頻率的隨意或太大的波動；②必須是隨機交配而不帶選擇交配；③沒有自然選擇，所有的基因型（在一個座位上）都同等存在，並有恆定的突變率，即由新突變來替代因死亡而丟失的突變等位基因；④不會因遷移而產生群體結構的變化。如果缺乏這些條件則不能保持群體的遺傳平衡。

2．群體的遺傳平衡和等位基因頻率推算由於人類群體中大多數遺傳性狀都處於遺傳平衡狀態，據此可計算等位基因頻率。如已知某種常染色體隱性遺傳病（白化病）在一特定人群中頻率，就能計算這個異常基因的攜帶者和基因頻率。白化病發病（aa）(q2)的頻率為1／10000，即其基因型頻率，則致病基因（a）頻率＝［］=1/100=0.01；基因A的頻率＝1－0.01=0.99；而雜合子攜帶者的頻率為2pq=2×99／100×1／100≈1／50。因此，在比例中，每個受累的個體將有200個左右在臨床上無症状的攜帶者。

常染色體顯性遺傳病，如並指症，在一個群體多為雜合子（Aa）發病。雜合子（H）的頻率為2pq，由於q值大，近於1，故H＝2p,p=1/2H。因此，只要知道雜合子發病率，就易求得基因A的頻率。如並指症的發病率為1／1000，H＝1／2000，p=1/2H=1/4000,即致病基因A的頻率為0.000025。

X連鎖遺傳性狀也符合遺傳平衡定律。因為女性中的基因頻率及基因型頻率分布和常染色體相同，而男性是半合子，其基因頻率．基因型頻率與表型頻率相同，如表6-2所示。

表6-2 X連鎖紅綠色盲的基因型及基因頻率

性別	基因型	表現型	基因型頻率	發病率
男	XAY XaY	正常色盲	p q	0.92 0.08
女	XAYA XAXa XaXa	正常正常色盲	p2(純合) 2pq(雜合) q2	(0.922)=0.846 2(0.92)(0.08)=0.147 (0.08)2=0.0064

至於罕見的常染色體隱性遺傳病純合子患者頻率（q2）很低，所以2pq=2(1-q)q=2q-1q2=2q，即雜合子攜帶者頻率（2pq）約為致病基因頻率的2倍，故致病基因多以攜帶者的方式存在於一個群體中。在前述白化病中，發病率1／10000，q為0.01，攜帶者頻率約為2q，即2×0.01=0.02（1／50）。