В одной популяции 70% людей способны ощущать горький вкус фенилтиомочевины (ФТМ), а 30% не различают ее вкуса. Способность ощущать вкус ФТМ детерминируется доминантным геном Т. Определите частоту аллелей Т и t и генотипов ТТ, Tt и tt в данной популяции.

Для решения задачи воспользуемся законом Харди — Вайнберга, который позволяет определить частоты аллелей и генотипов в популяции, находящейся в генетическом равновесии.

Дано:

• 70% людей ощущают горький вкус фенилтиомочевины (ФТМ) — имеют генотипы ТТ или Tt.

• 30% людей не ощущают вкус ФТМ — имеют генотип tt.

• Т — доминантный аллель, определяющий способность ощущать вкус ФТМ.

• t — рецессивный аллель, определяющий отсутствие способности ощущать вкус ФТМ в гомозиготном состоянии.

Необходимо определить частоты аллелей Т и t и генотипов ТТ, Tt и tt.

Решение

1. Запишем уравнение Харди — Вайнберга.

Частоты генотипов в популяции определяются по формуле:

где:

• $p$ — частота доминантного аллеля Т;

• $q$ — частота рецессивного аллеля t;

• $p^2$ — частота генотипа ТТ;

• $2pq$ — частота генотипа Tt;

• $q^2$ — частота генотипа tt.

При этом:

2. Определим частоту рецессивного аллеля t.

Поскольку 30% людей не ощущают вкус ФТМ, они имеют рецессивный генотип tt.

Следовательно:

Отсюда:

Таким образом, частота аллеля t составляет 54,8%.

3. Определим частоту доминантного аллеля Т.

Используем формулу:

Подставим найденное значение:

Следовательно, частота аллеля Т составляет 45,2%.

4. Рассчитаем частоты генотипов.

Частота доминантных гомозигот ТТ:

То есть ТТ ≈ 20,4%.

Частота гетерозигот Tt:

То есть Tt ≈ 49,6%.

Частота рецессивных гомозигот tt уже известна из условия:

То есть tt = 30%.

5. Проверим правильность расчетов.

Сумма частот всех генотипов должна равняться 100%:

Также сумма частот генотипов ТТ и Tt соответствует доле людей, ощущающих вкус ФТМ:

Таким образом, расчеты соответствуют условию задачи.

Ответ

Вывод: в данной популяции частота доминантного аллеля Т составляет приблизительно 0,452, а рецессивного аллеля t — 0,548. При соблюдении закона Харди — Вайнберга 20,4% людей имеют генотип ТТ, 49,6% — генотип Tt и 30% — генотип tt.

Несмотря на то что доминантный признак проявляется у 70% людей, частота доминантного аллеля Т меньше частоты рецессивного аллеля t. Это объясняется тем, что доминантный признак проявляется как у доминантных гомозигот (ТТ), так и у гетерозигот (Tt).

Важно: полученные частоты являются расчетными и справедливы при условии генетического равновесия популяции по закону Харди — Вайнберга.