Calculadora de Frecuencia Alélica
Calcula las frecuencias alélicas y genotípicas para análisis de genética de poblaciones. Prueba el equilibrio de Hardy-Weinberg y analiza la variación genética en poblaciones.
Recuentos de Genotipos Observados
Ingrese el número de individuos con cada genotipo en su muestra de población
Frecuencias Alélicas
Ingrese las frecuencias alélicas (deben sumar 1.0)
Frecuencias Alélicas
Ecuación de Hardy-Weinberg
p² + 2pq + q² = 1
Frecuencias Genotípicas
| Genotipo | Observado | Observado % | Esperado (HW) | Esperado % |
|---|---|---|---|---|
| AA (p²) | ||||
| Aa (2pq) | ||||
| aa (q²) |
Prueba de Equilibrio de Hardy-Weinberg
Nota: Para la prueba de equilibrio HW, utilizamos 1 grado de libertad porque estimamos 1 parámetro (p) a partir de los datos, y tenemos 3 categorías de genotipos (3 - 1 - 1 = 1 gl).
Distribución de Genotipos
Interpretación
Comprendiendo las Frecuencias Alélicas
La frecuencia alélica (también llamada frecuencia génica) es la proporción de un alelo particular entre todas las copias de alelos en una población. Es un concepto fundamental en genética de poblaciones que nos ayuda a comprender la variación genética, la evolución y los patrones de herencia a nivel poblacional.
Fórmulas Clave
Frecuencias Alélicas:
p = (2 × AA + Aa) / (2 × Total)
q = (2 × aa + Aa) / (2 × Total)
p + q = 1
Ecuación de Hardy-Weinberg:
p² + 2pq + q² = 1
- • p² = frecuencia del genotipo AA
- • 2pq = frecuencia del genotipo Aa
- • q² = frecuencia del genotipo aa
Prueba de Chi-Cuadrado:
χ² = Σ [(Observado - Esperado)² / Esperado]
Si χ² > 3.841 (valor crítico en α=0.05, gl=1), rechazar equilibrio HW
Principio del Equilibrio de Hardy-Weinberg
El principio de Hardy-Weinberg, formulado independientemente por G.H. Hardy y Wilhelm Weinberg en 1908, establece que las frecuencias alélicas y genotípicas en una población permanecerán constantes de generación en generación en ausencia de influencias evolutivas.
Cinco Supuestos para el Equilibrio HW:
1. Sin Mutaciones
Las frecuencias alélicas permanecen constantes porque no se introducen nuevos alelos mediante mutación. En realidad, las mutaciones ocurren pero generalmente a tasas tan bajas que su efecto inmediato en las frecuencias alélicas es insignificante.
2. Apareamiento Aleatorio
Todos los individuos en la población tienen la misma oportunidad de aparearse con cualquier otro individuo. Sin preferencias de apareamiento basadas en el genotipo. Las desviaciones incluyen apareamiento selectivo, endogamia o selección sexual.
3. Sin Flujo Génico (Migración)
Sin inmigración o emigración de individuos que puedan introducir o eliminar alelos de la población. La migración puede cambiar rápidamente las frecuencias alélicas, especialmente en poblaciones pequeñas.
4. Tamaño de Población Grande (Sin Deriva Genética)
La población debe ser infinitamente grande para prevenir errores de muestreo aleatorios (deriva genética). En poblaciones pequeñas, eventos fortuitos pueden causar grandes cambios en las frecuencias alélicas entre generaciones.
5. Sin Selección Natural
Todos los genotipos tienen la misma aptitud: sobreviven y se reproducen a tasas iguales. La selección a favor o en contra de ciertos genotipos cambiará las frecuencias alélicas con el tiempo.
Nota Importante:
Ninguna población natural cumple perfectamente con los cinco supuestos. El equilibrio de Hardy-Weinberg sirve como una hipótesis nula: una línea base para comparación. Las desviaciones del equilibrio HW indican que fuerzas evolutivas están actuando sobre la población.
Aplicaciones del Análisis de Frecuencia Alélica
Biología Evolutiva
- • Detectar selección natural en poblaciones
- • Rastrear cambios evolutivos a lo largo del tiempo
- • Identificar cuellos de botella genéticos o efectos fundador
- • Estudiar adaptación a cambios ambientales
- • Comparar diferentes poblaciones o especies
Biología de la Conservación
- • Evaluar la diversidad genética en especies en peligro
- • Monitorear efectos de la fragmentación del hábitat
- • Planificar programas de cría para conservación
- • Detectar depresión por endogamia
- • Evaluar el éxito de reintroducciones
Genética Médica
- • Estimar frecuencias de portadores de enfermedades genéticas
- • Predecir prevalencia de enfermedades en poblaciones
- • Estudiar factores de riesgo genético
- • Comprender variación farmacogenética
- • Diseñar programas de detección
Forense y Antropología
- • Perfiles de ADN y pruebas de paternidad
- • Análisis de estructura poblacional
- • Rastrear patrones de migración humana
- • Estudiar muestras de ADN antiguo
- • Identificar individuos en muestras mixtas
Ejemplos del Mundo Real
Anemia Falciforme
En ciertas poblaciones africanas, el alelo de células falciformes (HbS) tiene una frecuencia de aproximadamente 0.1-0.2. Los heterocigotos (HbA/HbS) tienen resistencia a la malaria, demostrando selección equilibradora. La población NO está en equilibrio HW porque los heterocigotos tienen una ventaja selectiva.
Homocigoto HbS/HbS: Anemia severa
Heterocigoto HbA/HbS: Resistencia a malaria, síntomas leves
Homocigoto HbA/HbA: Normal, pero susceptible a malaria
Grupos Sanguíneos ABO
Las frecuencias de tipos sanguíneos ABO varían según la población. En poblaciones europeas: O (45%), A (40%), B (11%), AB (4%). En realidad es un sistema de tres alelos (I^A, I^B, i), pero se pueden realizar cálculos simplificados de dos alelos con fines educativos.
Fibrosis Quística
En poblaciones europeas, aproximadamente 1 de cada 2,500 recién nacidos tiene fibrosis quística (genotipo: ff). Usando HW: q² = 1/2500 = 0.0004, entonces q ≈ 0.02 y p ≈ 0.98. La frecuencia de portadores (2pq) ≈ 0.039 o aproximadamente 1 de cada 25 personas.
Melanismo Industrial (Polillas Moteadas)
Ejemplo clásico de evolución rápida. Antes de la industrialización, las polillas de color claro eran comunes (typica). Con la contaminación oscureciendo la corteza de los árboles, las polillas oscuras (carbonaria) se volvieron ventajosas. Las frecuencias alélicas cambiaron drásticamente en décadas, violando claramente el equilibrio HW debido a una fuerte presión de selección.
Factores que Alteran el Equilibrio de Hardy-Weinberg
| Factor | Efecto en las Frecuencias Alélicas | Ejemplo |
|---|---|---|
| Selección Natural | Aumenta la frecuencia de alelos ventajosos | Resistencia a antibióticos en bacterias |
| Deriva Genética | Cambios aleatorios, más fuertes en poblaciones pequeñas | Efecto fundador, efecto de cuello de botella |
| Flujo Génico | Introduce nuevos alelos o cambia frecuencias | Migración entre poblaciones |
| Mutación | Crea nuevos alelos (proceso lento) | Nuevos alelos de resistencia a enfermedades |
| Apareamiento No Aleatorio | Cambia frecuencias genotípicas (no frecuencias alélicas) | Endogamia, apareamiento selectivo |
Referencias
El principio de Hardy-Weinberg y los conceptos de genética de poblaciones se basan en literatura científica establecida:
Descargo de Responsabilidad Educativo: Esta calculadora de frecuencia alélica está diseñada con fines educativos en genética de poblaciones. El equilibrio de Hardy-Weinberg es un modelo teórico que asume condiciones ideales que rara vez se cumplen en la naturaleza. Las poblaciones reales están influenciadas por selección, mutación, migración, deriva genética y apareamiento no aleatorio. Los resultados de la prueba de chi-cuadrado proporcionan evidencia estadística pero deben interpretarse en contexto biológico. Para aplicaciones de investigación o médicas, consulte con genetistas de poblaciones o consejeros genéticos.
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