Calculadora de frequência alélica - Hardy-Weinberg

A calculadora de frequência alélica é uma ferramenta de genética de populações que calcula as grandezas fundamentais usadas para caracterizar a variação genética dentro de uma população: a frequência de cada alelo, a frequência de cada genótipo e se a população está em equilíbrio de Hardy-Weinberg (HWE). Esses cálculos são essenciais para cursos de genética e biologia evolutiva, genética clínica, biologia da conservação e qualquer pesquisa envolvendo dados de DNA em nível populacional. A frequência alélica é a estatística-resumo mais simples e mais importante em genética de populações. Para um sistema de dois alelos — o alelo dominante A e o alelo recessivo a — as frequências alélicas são denotadas por p (frequência de A) e q (frequência de a), com a exigência de que p + q = 1. Ao trabalhar a partir de contagens de genótipos, p = (2 × AA + Aa) / (2 × N), em que N é o número total de indivíduos diploides. O denominador 2N é o número total de alelos na população, pois cada indivíduo diploide carrega duas cópias. A partir de contagens diretas de alelos, p = A / (A + a) e q = a / (A + a). As frequências genotípicas descrevem que fração da população carrega cada uma das três classes de genótipos diploides: AA (homozigoto dominante), Aa (heterozigoto) e aa (homozigoto recessivo). As frequências genotípicas observadas são simplesmente as contagens divididas por N. As frequências genotípicas esperadas sob o equilíbrio de Hardy-Weinberg são p², 2pq e q², respectivamente, conforme previsto pelo princípio de Hardy-Weinberg. O princípio de Hardy-Weinberg afirma que, em uma população grande, com acasalamento aleatório e sem mutação, migração, seleção natural ou deriva genética, as frequências alélicas e genotípicas permanecerão constantes de uma geração para outra. As contagens genotípicas esperadas sob HWE são p² × N para AA, 2pq × N para Aa e q² × N para aa. Quando as contagens genotípicas observadas diferem significativamente dessas expectativas, diz-se que a população está fora de HWE, o que pode indicar endogamia, estratificação populacional, seleção natural atuando no locus ou erro de genotipagem em dados laboratoriais. O teste qui-quadrado fornece uma estrutura estatística formal para decidir se os desvios em relação ao HWE são maiores do que seria esperado pelo acaso. A estatística do teste é a soma de (observado − esperado)² / esperado nas três classes genotípicas. Com um grau de liberdade (2 alelos, 3 genótipos, 1 restrição), o valor crítico em p = 0.05 é 3.841. Um valor de qui-quadrado abaixo de 3.841 é compatível com HWE; um valor acima indica uma saída estatisticamente significativa. As aplicações práticas são amplas. Na genética clínica, testar um SNP para HWE é uma etapa padrão de controle de qualidade — desvios sistemáticos de HWE em dados de genotipagem de controles sinalizam efeitos de lote ou erros de genotipagem. Na biologia da conservação, desvios de HWE em populações pequenas ou fragmentadas podem indicar depressão endogâmica ou gargalos genéticos. Na genética forense, as suposições de HWE sustentam a regra do produto usada para calcular a probabilidade de correspondência aleatória de um perfil de DNA. Entender p e q para alelos associados a doenças também permite que epidemiologistas estimem frequências de portadores usando a fórmula 2pq.