Lei de Hardy-Weinberg do Equilíbrio Genético com o Seu Significado

Lei de Hardy-Weinberg do Equilíbrio Genético com seu Significado e características!

Essa idéia fundamental em genética de populações foi oferecida pelo inglês GH Hardy (matemático) e o alemão W. Weinberg simultaneamente no ano de 1908. É conhecida como lei Hardy-Weinberg.

A lei forma a base da genética de populações e da moderna teoria evolutiva. A lei estabelece que: as freqüências gênicas (alélicas) e as freqüências genotípicas permanecerão constantes de geração em geração em uma população de cruzamento infinitamente grande, na qual o acasalamento é aleatório e não ocorre seleção, migração ou mutação.

Se uma população inicialmente estiver em desequilíbrio, uma geração de cruzamentos aleatórios é suficiente para colocá-la em equilíbrio genético e, a partir daí, a população permanecerá em equilíbrio (inalterada nas freqüências gaméticas e zigóticas) enquanto persistir a condição de Hardy-Weinberg.

A lei de Hardy-Weinberg depende dos seguintes tipos de equilíbrio genético para sua plena realização.

1. A população é infinitamente grande e acasala ao acaso.

2. Nenhuma seleção está operacional.

3. Nenhuma mutação é operativa em alelos.

4. A população está fechada, ou seja, não há imigração ou emigração.

5. Meiose é normal, de modo que o acaso é o único fator operativo na gametogênese.

A lei descreve uma situação teórica em que uma população não está passando por mudanças evolutivas. Explica que, se as forças evolutivas estão ausentes; a população é grande; seus indivíduos têm acasalamento aleatório, cada pai produz aproximadamente o mesmo número de gametas e os gametas produzidos pelos genitores se combinam ao acaso e a frequência do gene permanece constante; então o equilíbrio genético dos genes em questão é mantido e a variabilidade presente na população é preservada.

Suponha que haja uma população panmítica com gene (alelo) A e um em um locus, então a freqüência de gametas com gene A será a mesma que a freqüência do gene A e similarmente a freqüência de gametas com a será igual à freqüência do gene a. Vamos supor que a proporção numérica de genes diferentes nesta população seja a seguinte:

AA - 36%

Aa- 48%

aa -16%

Como os indivíduos AA representam 36% da população total, contribuirão com aproximadamente 36% de todos os gametas formados na população. Esses gametas possuirão o gene A. Da mesma forma, os indivíduos aa produzirão 16% de todos os gametas. Mas os gametas dos indivíduos Aa serão de dois tipos, isto é, com o gene A e o gene aproximadamente na mesma proporção. Uma vez que estes constituem juntos 48% da população total, eles irão contribuir com 48% de gametas, mas deles 24% possuirão o gene A e os outros 24% terão o gene a. Portanto, a saída geral dos gametas será a seguinte:

Se a freqüência do gene A é representada por p e a freqüência do gene a é representada por q e há um acasalamento aleatório dos gametas com o alelo A e um no estado de equilíbrio, a população conterá as seguintes freqüências dos genes A e um geração após geração.

Genótipo AA + 2Aa + aa

Freqüência do gene p ² + 2pq + q2 (alelo)

Os resultados acima poderiam ser explicados confiando na teoria da probabilidade. Em uma população de grande porte, a probabilidade de receber o gene A de ambos os pais será pxp = p ², da mesma forma, para o gene a será qxq = q ² e a probabilidade de ser heterozigoto será pq + pq = 2pq. A relação entre a frequência do gene (alelo) e a frequência do genótipo pode ser expressa como

p ²⁺ 2pq + q ² = 1 ou (p + q) ² = 1

Isso é conhecido como fórmula de Hardy-Weinberg ou expressão binomial. Se a freqüência de um dos alelos (p.ex., p) é conhecida, então a freqüência do outro alelo (q = 1-p) é conhecida, e as freqüências dos genótipos homozigotos (p ² e q ² ), bem como as dos outros alelos do genótipo heterozigoto (2pq) pode ser calculado. Ou, se a freqüência de indivíduos homozigotos recessivos na população (a / a ou q ² ) é conhecida, então as freqüências do alelo a (q) e do alelo A (p ou 1-q) podem ser calculadas. É então possível prever frequências genotípicas nas gerações presentes e futuras. A partir dessa expressão binomial, proposta por Hardy e Weinberg, é claro que, em uma grande população de acasalamento aleatório, não apenas as frequências dos genes, mas também as freqüências genotípicas permanecerão constantes.

Características salientes da lei de Hardy-Weinberg:

1. As frequências gênicas e genotípicas de cada gene ou alelo de uma população permanecem em equilíbrio, geração após geração.

2. Em uma população, o acasalamento é um fenômeno completamente aleatório.

3. O equilíbrio nas frequências gênicas e genotípicas ocorre apenas em populações de grande porte. Em uma população pequena, as frequências gênicas podem ser imprevisíveis.

4. Todos os genótipos de uma população se reproduzem igualmente com sucesso.

5. Os alelos particulares não serão diferencialmente adicionados nem diferencialmente subtraídos de uma população.

Significado da lei de Hardy-Weinberg:

A lei é importante principalmente porque descreve a situação em que não há evolução e, portanto, fornece uma base teórica para medir a mudança evolutiva. A tendência de equilíbrio serve para conservar ganhos que foram feitos no passado e também para evitar mudanças muito rápidas; em outras palavras, dando uma estabilidade genética à população.

A equação de Hardy-Weinberg descreve condições que não são encontradas na população natural. A função do princípio de Hardy-Weinberg, e sua equação, é como um controle experimental - uma previsão do que as freqüências alélicas e genotípicas deveriam ser se nada agir para alterar o pool genético. Assim, se q é conhecido por ser 0, 40, então q2 na próxima geração deve ser 0, 16.

Se em vez disso for 0, 02, então sabemos que ocorreu uma mudança no pool genético, a magnitude dessa mudança, e que foi causada por: mutações, deriva genética, fluxo gênico, acasalamento assertivo ou seleção natural. Podemos, então, projetar experimentos para testar qual dos cinco agentes de mudança contribuiu mais para a mudança nas freqüências alélicas e genotípicas.