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Hardy-Weinberg law
특정 조건을 만족하는 유전자 풀은 대를 거듭하더라도 대립 유전자의 빈도가 변하지 않고 평형 상태를 유지한다는 원리이다. 1908년 영국의 수학자 고드프리 하디와 독일의 의사이자 생물학자 빌헬름 바인베르크가 함께 발견하였다.
1. 개요 ✎ ⊖
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한 집단에서 다음과 같은 전제조건이 충족된다면 원래의 대립형질 빈도는 세대가 거듭되어도 일정하게 유지된다.
- 돌연변이가 일어나지 않는다.
- 다른 집단과의 유전적 교류가 없다.
- 교배가 무작위로 이루어진다.
- 집단의 규모가 충분히 크다.
- 자연선택이 일어나지 않는다.
대립형질의 빈도가 변하지 않으면 평형을 유지하는데, 이 평형을 하디-바인베르크 평형(Hardy-Weinberg equilibrium)이라고 부른다.
하디-바인베르크 평형은 하나의 수학 공식으로 나타낼 수 있다. 이것을 하디-바인베르크 방정식이라 부른다. 방정식에서 빈도 p와 q라고 정의된 두 대립형질의 가능한 표현형의 확률의 합에 대한 식은 아래와 같다.
(p+q)^{2}= p^{2}+ 2pq+ q^{2}
집단이 하디-바인베르크 평형을 따른다는 가정 하에 집단 내의 표현형의 분포를 예상할 수 있다. 특정 개체가 이형접합일 확률이 2pq라면 집단 내의 이형접합 개체의 비율은 2pq일 것이고, 유사하게 동형접합 개체의 빈도도 각각 p2과 q2일 것으로 기대할 수 있다. 이 방정식은 퍼네트 사각형(Punnett square)의 다른 표현이기도 하다.
2. 적용 ✎ ⊖
앞에 제시한 가정 5개가 모두 충족되면 대립형질과 유전자형의 빈도는 세대가 달라져도 변하지 않는다는 것을 알 수 있다. 그러나 실제로 자연 집단에서는 5가지 가정이 모두 충족되는 경우가 많지 않다. 대신 하디-바인베르크 법칙은 어떤 진화 과정이 한 집단 내에서 일어나고 있는지의 여부를 알아보고, 또한 그것이 어떤 것일지에 대한 가설을 설정하는 데 이용될 수 있다.
하디-바인베르크의 평형을 유지시키는 다섯 가지 요인인 돌연변이, 유전자 이동, 비임의적 교배, 유전적 부동, 자연선택은 각각 진화의 요인이 될 수 있으며, 이들에 의해 유전자풀에 변화가 일어날 수 있다.
하디-바인베르크의 평형을 유지시키는 다섯 가지 요인인 돌연변이, 유전자 이동, 비임의적 교배, 유전적 부동, 자연선택은 각각 진화의 요인이 될 수 있으며, 이들에 의해 유전자풀에 변화가 일어날 수 있다.
