خطوات الاستخدام
الخطوة الأولى: إدخال ترددات الأنماط الوراثية الملاحظة. يجب إدخال عدد الأفراد لكل نمط وراثي: AA (سائد متماثل)، Aa (هجين)، وaa (متنحي متماثل). هذه الأعداد تمثل عينة من المجتمع. تأكد من أن مجموع الأفراد = N، لأن الحسابات تعتمد على التكرارات النسبية. على سبيل المثال، إذا كان لديك 100 فرد، أدخل 25 AA، 50 Aa، 25 aa.
الخطوة الثانية: حساب الترددات الأليلية. يحسب التردد الأليلي للأليل A (p) باستخدام: p = (2 × عدد AA + عدد Aa) / (2 × N). ثم q = 1 - p. حيث N هو إجمالي عدد الأفراد. هذه المعادلة تأتي من كون كل فرد ثنائي الصيغة الصبغية (diploid)، أي يحمل أليلين لكل جين. على سبيل المثال، إذا N=100، عدد AA=25، Aa=50، فإن p = (2×25+50)/(200)=100/200=0.5، و q=0.5.
الخطوة الثالثة: حساب الترددات المتوقعة تحت توازن هاردي-واينبرغ. باستخدام p و q، نحسب الترددات المتوقعة للأنماط الوراثية إذا كان المجتمع في حالة توازن: AA المتوقع = p² × N، Aa المتوقع = 2pq × N، aa المتوقع = q² × N. في مثالنا: AA المتوقع = 0.25×100=25، Aa=0.5×100=50، aa=0.25×100=25.
الخطوة الرابعة: اختبار مدى توافق الترددات الملاحظة مع المتوقعة. يستخدم اختبار مربع كاي (Chi-square) بدرجة حرية = 1. يحسب χ² = Σ( (ملاحظ - متوقع)² / متوقع). إذا كانت قيمة χ² صغيرة (أقل من 3.841 عند مستوى دلالة 0.05)، فلا يوجد دليل على انحراف عن التوازن. في مثالنا الملاحظ = المتوقع، لذا χ²=0، مما يعني توازن تام.
الخطوة الخامسة: تفسير النتائج. إذا كان اختبار مربع كاي غير معنوي (p-value > 0.05)، نقبل فرضية العدم بأن المجتمع في حالة توازن هاردي-واينبرغ. هذا يعني أن التزاوج عشوائي، ولا يوجد طفرات، أو هجرة، أو انتقاء طبيعي، أو انحراف وراثي. إذا كان معنويًا، فهناك قوة تطورية تؤثر على ترددات الأليلات.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على اتزان هاردي-واينبرغ بخطوات الحل كاملة.
الحل
الحل: أولاً، إجمالي N = 36+48+16=100. التردد الأليلي p لـ A = (2×36 + 48) / (2×100) = (72+48)/200 = 120/200 = 0.6. إذن q = 0.4. الترددات المتوقعة: AA = (0.6)² × 100 = 36، Aa = 2×0.6×0.4×100 = 48، aa = (0.4)²×100 = 16. الترددات الملاحظة تساوي المتوقعة تمامًا، لذا χ²=0 و p-value=1. المجتمع في توازن تام. هذا مثال على مجتمع لا توجد فيه قوى تطورية تؤثر على هذا الجين.
الحل
الحل: N=200. p = (2×80 + 90)/(400) = (160+90)/400 = 250/400 = 0.625. q = 0.375. الترددات المتوقعة: AA = (0.625)²×200 = 0.390625×200 = 78.125 ≈ 78.13، Aa = 2×0.625×0.375×200 = 0.46875×200 = 93.75، aa = (0.375)²×200 = 0.140625×200 = 28.125 ≈ 28.13. الآن نحسب χ² = (80-78.13)²/78.13 + (90-93.75)²/93.75 + (30-28.13)²/28.13 = (1.87²/78.13) + (-3.75²/93.75) + (1.87²/28.13) = (3.4969/78.13) + (14.0625/93.75) + (3.4969/28.13) ≈ 0.0448 + 0.15 + 0.1243 = 0.3191. بدرجة حرية 1، القيمة الحرجة عند α=0.05 هي 3.841. χ²=0.319 < 3.841، لذا لا يوجد دليل على عدم التوازن. المجتمع في توازن. لكن إذا كانت القيم مختلفة كثيرًا (مثلاً AA=70، Aa=100، aa=30)، فقد يخرج عن التوازن. عادة عدم التوازن ينجم عن الزواج غير العشوائي، أو الانتقاء الطبيعي، أو الهجرة، أو الطفرات.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة اتزان هاردي-واينبرغ.
قيم مُدخَلة قياسية
- AA (سائد متماثل)
- 50
- Aa (متغاير)
- 50
- aa (متنحي متماثل)
- 50
قيم مُدخَلة مرتفعة
- AA (سائد متماثل)
- 85
- Aa (متغاير)
- 85
- aa (متنحي متماثل)
- 85
قيم مُدخَلة منخفضة
- AA (سائد متماثل)
- 10
- Aa (متغاير)
- 10
- aa (متنحي متماثل)
- 10
قيم مُدخَلة قياسية
- AA (سائد متماثل)
- 300
- Aa (متغاير)
- 300
- aa (متنحي متماثل)
- 300
قيم مُدخَلة مرتفعة
- AA (سائد متماثل)
- 800
- Aa (متغاير)
- 800
- aa (متنحي متماثل)
- 800