Arvuta spetsiifiliste alleelide (geenivariantide) sagedus populatsioonis, sisestades isikute koguarvu ja alleeli esinemiste arvu. Oluline populatsioonigeenetikaks, evolutsiooniliseks bioloogiaks ja geneetilise mitmekesisuse uuringuteks.
See tööriist arvutab konkreetsete alleelide (geeni variandid) esinemissageduse antud populatsioonis. Sisestage populatsiooni koguarv ja konkreetse alleeli esinemiste arv, et arvutada selle esinemissagedus.
Geneetiline Variatsioon Tracker on spetsialiseeritud tööriist, mis on loodud alleeli frekvenatsiooni arvutamiseks populatsioonis. Alleeli frekventsioon esindab konkreetse geeni variandi (alleeli) osakaalu kõigi selle geeni koopiate seas populatsioonis, olles aluseks populatsioonigenetikas. See kalkulaator pakub lihtsat meetodit, et määrata, kui tavalised on konkreetsed geneetilised variandid grupis, mis on oluline geneetilise mitmekesisuse, evolutsiooni ja haigusriskide mõistmiseks populatsioonides. Olenemata sellest, kas olete üliõpilane, kes õpib geneetilisi põhimõtteid, teadlane, kes analüüsib populatsioonide andmeid, või tervishoiutöötaja, kes uurib haiguse levikut, pakub see tööriist lihtsat, kuid võimsat viisi geneetilise variatsiooni kvantifitseerimiseks.
Alleeli frekventsioon viitab konkreetse alleeli (geeni variandi) suhtelisele osakaalule kõigi alleelide seas selles geneetilises lokuses populatsioonis. Enamikus organismides, sealhulgas inimestes, kannab iga indiviid kahte koopiat igast geenist (üks päritud igalt vanemalt), mistõttu nad on diploidsed organismid. Seetõttu on N indiviidist koosnevas populatsioonis 2N koopiat igast geenist.
Alleeli frekventsioon arvutatakse järgmise valemi abil:
Kus:
Näiteks, kui meil on 100 indiviidi populatsioonis ja 50 konkreetse alleeli esinemist on täheldatud, oleks frekventsioon:
See tähendab, et 25% kõigist alleelidest selle geneetilise lokuse juures populatsioonis on selle konkreetse variandi omad.
Meie Alleeli Frekvenatsiooni Kalkulaator on loodud olema intuitiivne ja kasutajasõbralik. Järgige neid lihtsaid samme, et arvutada konkreetse alleeli frekventsioon oma populatsioonis:
Sisestage populatsiooni koguarv esimesse sisendvälja.
Sisestage konkreetse alleeli esinemiste arv, mida jälgite teise sisendvälja.
Vaadake arvutatud alleeli frekvenatsiooni, mis kuvatakse tulemuste jaotises.
Uurige visualiseerimist, et näha graafilist esitlemist alleeli jaotumisest.
Kasutage kopeerimisnuppu, et kopeerida tulemus oma lõikepuhvrisse, et kasutada seda aruannetes või edasises analüüsis.
Kalkulaator viib läbi mitmeid valideerimise kontrolle, et tagada täpsed tulemused:
Kui mõni neist valideerimistest ebaõnnestub, juhendab teid veateade oma sisendi parandamiseks.
Alleeli frekvenatsiooni tulemus esitatakse kümnendväärtusena vahemikus 0 kuni 1, kus:
Näiteks:
Kalkulaator pakub ka visuaalset esitlemist frekventsioonist, et aidata teil tulemusi kiiresti tõlgendada.
Diploidsete organismide (nagu inimesed) puhul on alleeli frekvenatsiooni arvutamiseks põhivalem:
Kus:
Alleeli frekvenatsiooni arvutamiseks on mitmeid viise, sõltuvalt kättesaadavatest andmetest:
Kui teate, kui palju inimesi on igas genotüübis, saate arvutada:
Kus:
Kui teate iga genotüübi frekvense:
Kus:
Kuigi meie kalkulaator on mõeldud diploidsete organismide jaoks, saab kontseptsiooni laiendada erineva ploiditasemega organismidele:
Alleeli frekvenatsiooni kalkulatsioonid on populatsioonigenetika uuringutes aluseks:
Geneetilise mitmekesisuse jälgimine populatsioonide sees ja vahel
Evolutsiooniliste protsesside uurimine
Geneetilise voolu analüüs populatsioonide vahel
Geneetilise triivi uurimine
Alleeli frekvenatsiooni andmed on meditsiinilises geneetikas kriitilise tähtsusega:
Haiguse riskide hindamine
Farmakogeneetika
Geneetiline nõustamine
Rahvatervise planeerimine
Alleeli frekvenatsiooni kalkulatsioonid on väärtuslikud:
Kultuuride ja kariloomade aretamine
Ohustatud liikide kaitse
Sissetungivate liikide juhtimine
Geneetiline Variatsioon Tracker on suurepärane hariduslik tööriist:
Põhiliste geneetiliste põhimõtete õpetamine
Laboratoorsed harjutused
Kuigi alleeli frekventsioon on populatsioonigenetikas põhimeetod, on mitmeid alternatiivseid või täiendavaid mõõdikuid, mis võivad anda lisainfot:
Genotüübi Frekventsioon
Heterosügootsus
Fikseerimise Indeks (FST)
Efektiivne Populatsiooni Suurus (Ne)
Seondumise Haigus
Alleeli frekventsioon kontseptsioonil on rikas ajalugu geneetika valdkonnas ja see on olnud aluseks meie arusaamadele pärandumisest ja evolutsioonist.
Alleeli frekventsioonide mõistmise alused pandi paika 20. sajandi alguses:
1908: G.H. Hardy ja Wilhelm Weinberg sõltumatult tuletanud, mida tuntakse Hardy-Weinbergi printsiip, mis kirjeldab alleeli ja genotüübi frekventsioonide suhet mitte-evolutsioonilises populatsioonis.
1918: R.A. Fisher avaldas oma murrangulise artikli "Sugulaste Korreleerimine Mendeli Pärimise Eeldusel", mis aitas luua populatsioonigenetika valdkonna, leides tasakaalu Mendeli pärimise ja pideva varieerumise vahel.
1930ndad: Sewall Wright, R.A. Fisher ja J.B.S. Haldane arendasid populatsioonigenetika matemaatilise aluse, sealhulgas mudeleid, kuidas alleeli frekventsioonid aja jooksul muutuvad valiku, mutatsiooni, migreerumise ja geneetilise triivi tõttu.
Alleeli frekventsioonide uurimine on oluliselt arenenud tehnoloogiliste edusammudega:
1950ndad-1960ndad: Valgu polümorfismide avastamine võimaldas geneetilise varieerumise otsest mõõtmist molekulaarsel tasemel.
1970ndad-1980ndad: Piiratud fragmentide pikkuse polümorfismi (RFLP) analüüsi arendamine võimaldas geneetilise varieerumise põhjalikumat uurimist.
1990ndad-2000ndad: Inimgenoomi projekt ja sellele järgnenud DNA järjestamise tehnoloogia edusammud revolutsioneerisid meie võimet mõõta alleeli frekventsioonide üle kogu genoomi.
2010ndad-Käesolev: Suured genoomiprojektid, nagu 1000 Genoomi Projekt ja genoomi laiaulatuslikud assotsiatsiooniuuringud (GWAS), on loonud ulatuslikud kataloogid inimeste geneetilisest varieerumisest ja alleeli frekventsioonidest erinevates populatsioonides.
Tänapäeval jäävad alleeli frekvenatsiooni kalkulatsioonid keskseks paljudes valdkondades, alates evolutsioonilisest bioloogiast kuni isikupärastatud meditsiinini, ja jätkuvad üha keerukamate arvutuslike tööriistade ja statistiliste meetodite kasutamisel.
1' Exceli valem alleeli frekvenatsiooni arvutamiseks
2' Asetage rakkudesse, kus alleeli esinemised on A1-s ja indiviidide arv B1-s
3=A1/(B1*2)
4
5' Exceli VBA funktsioon alleeli frekvenatsiooni arvutamiseks
6Function AlleleFrequency(instances As Integer, individuals As Integer) As Double
7 ' Valideerige sisendid
8 If individuals <= 0 Then
9 AlleleFrequency = CVErr(xlErrValue)
10 Exit Function
11 End If
12
13 If instances < 0 Or instances > individuals * 2 Then
14 AlleleFrequency = CVErr(xlErrValue)
15 Exit Function
16 End If
17
18 ' Arvutage frekventsioon
19 AlleleFrequency = instances / (individuals * 2)
20End Function
21
1def calculate_allele_frequency(instances, individuals):
2 """
3 Arvutage konkreetse alleeli frekventsioon populatsioonis.
4
5 Parameetrid:
6 instances (int): Konkreetse alleeli esinemiste arv
7 individuals (int): Populatsiooni indiviidide koguarv
8
9 Tagastab:
10 float: Alleeli frekventsioon väärtusena vahemikus 0 ja 1
11 """
12 # Valideerige sisendid
13 if individuals <= 0:
14 raise ValueError("Indiviidide arv peab olema positiivne")
15
16 if instances < 0:
17 raise ValueError("Esinemiste arv ei tohi olla negatiivne")
18
19 if instances > individuals * 2:
20 raise ValueError("Esinemiste arv ei tohi ületada kaks korda indiviidide arvu")
21
22 # Arvutage frekventsioon
23 return instances / (individuals * 2)
24
25# Näide kasutamisest
26try:
27 allele_instances = 50
28 population_size = 100
29 frequency = calculate_allele_frequency(allele_instances, population_size)
30 print(f"Alleeli frekventsioon: {frequency:.4f} ({frequency*100:.1f}%)")
31except ValueError as e:
32 print(f"Viga: {e}")
33
1calculate_allele_frequency <- function(instances, individuals) {
2 # Valideerige sisendid
3 if (individuals <= 0) {
4 stop("Indiviidide arv peab olema positiivne")
5 }
6
7 if (instances < 0) {
8 stop("Esinemiste arv ei tohi olla negatiivne")
9 }
10
11 if (instances > individuals * 2) {
12 stop("Esinemiste arv ei tohi ületada kaks korda indiviidide arvu")
13 }
14
15 # Arvutage frekventsioon
16 instances / (individuals * 2)
17}
18
19# Näide kasutamisest
20allele_instances <- 50
21population_size <- 100
22frequency <- calculate_allele_frequency(allele_instances, population_size)
23cat(sprintf("Alleeli frekventsioon: %.4f (%.1f%%)\n", frequency, frequency*100))
24
25# Tulemuse joonistamine
26library(ggplot2)
27data <- data.frame(
28 Alleel = c("Sihtalleel", "Teised Alleelid"),
29 Frekventsioon = c(frequency, 1-frequency)
30)
31ggplot(data, aes(x = Alleel, y = Frekventsioon, fill = Alleel)) +
32 geom_bar(stat = "identity") +
33 scale_fill_manual(values = c("Sihtalleel" = "#4F46E5", "Teised Alleelid" = "#D1D5DB")) +
34 labs(title = "Alleeli Frekvenatsiooni Jaotus",
35 y = "Frekventsioon",
36 x = NULL) +
37 theme_minimal() +
38 scale_y_continuous(labels = scales::percent)
39
1/**
2 * Arvutage konkreetse alleeli frekventsioon populatsioonis.
3 *
4 * @param {number} instances - Konkreetse alleeli esinemiste arv
5 * @param {number} individuals - Populatsiooni indiviidide koguarv
6 * @returns {number} Alleeli frekventsioon väärtusena vahemikus 0 ja 1
7 * @throws {Error} Kui sisendid on valed
8 */
9function calculateAlleleFrequency(instances, individuals) {
10 // Valideerige sisendid
11 if (individuals <= 0) {
12 throw new Error("Indiviidide arv peab olema positiivne");
13 }
14
15 if (instances < 0) {
16 throw new Error("Esinemiste arv ei tohi olla negatiivne");
17 }
18
19 if (instances > individuals * 2) {
20 throw new Error("Esinemiste arv ei tohi ületada kaks korda indiviidide arvu");
21 }
22
23 // Arvutage frekventsioon
24 return instances / (individuals * 2);
25}
26
27// Näide kasutamisest
28try {
29 const alleleInstances = 50;
30 const populationSize = 100;
31 const frequency = calculateAlleleFrequency(alleleInstances, populationSize);
32 console.log(`Alleeli frekventsioon: ${frequency.toFixed(4)} (${(frequency*100).toFixed(1)}%)`);
33} catch (error) {
34 console.error(`Viga: ${error.message}`);
35}
36
1public class AlleleFrequencyCalculator {
2 /**
3 * Arvutage konkreetse alleeli frekventsioon populatsioonis.
4 *
5 * @param instances Alleeli esinemiste arv
6 * @param individuals Populatsiooni indiviidide koguarv
7 * @return Alleeli frekventsioon väärtusena vahemikus 0 ja 1
8 * @throws IllegalArgumentException Kui sisendid on valed
9 */
10 public static double calculateAlleleFrequency(int instances, int individuals) {
11 // Valideerige sisendid
12 if (individuals <= 0) {
13 throw new IllegalArgumentException("Indiviidide arv peab olema positiivne");
14 }
15
16 if (instances < 0) {
17 throw new IllegalArgumentException("Esinemiste arv ei tohi olla negatiivne");
18 }
19
20 if (instances > individuals * 2) {
21 throw new IllegalArgumentException("Esinemiste arv ei tohi ületada kaks korda indiviidide arvu");
22 }
23
24 // Arvutage frekventsioon
25 return (double) instances / (individuals * 2);
26 }
27
28 public static void main(String[] args) {
29 try {
30 int alleleInstances = 50;
31 int populationSize = 100;
32 double frequency = calculateAlleleFrequency(alleleInstances, populationSize);
33 System.out.printf("Alleeli frekventsioon: %.4f (%.1f%%)\n", frequency, frequency*100);
34 } catch (IllegalArgumentException e) {
35 System.err.println("Viga: " + e.getMessage());
36 }
37 }
38}
39
Alleel on geeni variandi vorm. Erinevad alleelid toodavad varieerumist pärilikes omadustes, nagu juuste värv või vere tüüp. Iga inimene pärib tavaliselt kaks alleeli iga geeni jaoks, üks igalt vanemalt. Kui kaks alleeli on samad, on indiviid homoügootne selle geeni osas. Kui alleelid on erinevad, on indiviid heterosügootne.
Alleeli frekvenatsiooni arvutamine on oluline, kuna see aitab teadlastel mõista geneetilist mitmekesisust populatsioonides, jälgida geneetilise koostise muutusi aja jooksul, tuvastada võimalikke haiguste riske ja uurida evolutsioonilisi protsesse. See pakub kvantitatiivset mõõdet, kui tavalised või haruldased on konkreetsed geneetilised variandid populatsioonis.
Proovide suurus mõjutab oluliselt alleeli frekvenatsiooni hindamise täpsust. Suuremad proovid pakuvad tavaliselt täpsemaid hinnanguid kitsamate usaldusintervallidega. Väikesed proovid ei pruugi täpselt esindada tõelist populatsiooni frekvenatsiooni, eriti haruldaste alleelide puhul. Üldiselt eelistatakse usaldusväärsete alleeli frekvenatsiooni hindamiste jaoks suuremaid proovide suurusi (tavaliselt >100 indiviidi).
Jah, alleeli frekventsioonid võivad aja jooksul muutuda mitmete evolutsiooniliste jõudude tõttu:
Kui teate genotüüpide (nt AA, Aa, aa) frekventsioone, saate arvutada alleeli A frekventsioonina: Kus on AA genotüübi frekventsioon ja on heterosügootsete genotüüpide frekventsioon.
Hardy-Weinbergi tasakaal kirjeldab alleeli ja genotüübi frekventsioonide suhet mitte-evolutsioonilises populatsioonis. Selle printsiibi kohaselt, kui p on alleeli A frekventsioon ja q on alleeli a frekventsioon (kus p + q = 1), siis oodatavad genotüübi frekventsioonid on:
Nendest oodatud frekventsioonidest kõrvalekaldumised võivad viidata evolutsiooniliste jõudude tegevusele populatsioonis.
X-linkitud geenide puhul on meestel ainult üks koopia, samas kui naistel on kaks. Alleeli frekvenatsiooni arvutamiseks:
Alleeli frekvenatsiooni andmed võivad aidata hinnata geneetiliste häirete levikut populatsioonis. Siiski, individuaalse haiguse riski ennustamiseks on vajalik täiendav teave geeni penetrantsuse (tõenäosus, et geeni omav isik haigestub) ja ekspressiivsuse (sümptomite varieerumine sama genotüübiga isikute seas) kohta.
Alleeli frekventsioon viitab konkreetse alleeli osakaalule kõigi selle lokuse alleelide seas populatsioonis. Genotüübi frekventsioon viitab konkreetse genotüübi osakaalule indiviidide seas. Näiteks populatsioonis, kus on genotüübid AA, Aa ja aa, arvutatakse alleeli A frekventsioon kõigi A alleelide põhjal, samas kui genotüübi AA frekventsioon on lihtsalt nende indiviidide osakaal.
Suurte proovide puhul saate ligikaudu arvutada 95% usaldusintervalli alleeli frekventsioonile (p) järgmiselt: Kus N on proovide arv. Väikeste proovide või väga kõrgete/madala frekventsioonide korral võivad keerukamad meetodid, nagu Wilsoni skoori intervall, olla sobivamad.
Hartl, D. L., & Clark, A. G. (2007). Populatsioonigenetika Põhimõtted (4. väljaanne). Sinauer Associates.
Hamilton, M. B. (2021). Populatsioonigenetika (2. väljaanne). Wiley-Blackwell.
Nielsen, R., & Slatkin, M. (2013). Populatsioonigenetika: Teooria ja Rakendused. Sinauer Associates.
Hedrick, P. W. (2011). Populatsioonide Geneetika (4. väljaanne). Jones & Bartlett Learning.
Templeton, A. R. (2006). Populatsioonigenetika ja Mikroevolutsiooniteooria. Wiley-Liss.
The 1000 Genomes Project Consortium. (2015). Globaalne viide inimeste geneetilisele varieerumisele. Nature, 526(7571), 68-74. https://doi.org/10.1038/nature15393
Alleeli Frekventsioonide Net Andmebaas. http://www.allelefrequencies.net/
Ensembl Genoomi Sirvija. https://www.ensembl.org/
Rahvuslik Inimgenoomi Uuringute Instituut. https://www.genome.gov/
Veebipõhine Mendeli Pärimine Inimeste Meestel (OMIM). https://www.omim.org/
Populatsioonide geneetilise koostise mõistmine pole kunagi olnud lihtsam. Meie Alleeli Frekvenatsiooni Kalkulaator pakub lihtsat ja võimsat viisi geneetilise variatsiooni kvantifitseerimiseks teie uuringu populatsioonis. Olenemata sellest, kas olete üliõpilane, teadlane või tervishoiutöötaja, aitab see tööriist teil saada väärtuslikke teadmisi populatsioonigenetika kohta.
Alustage alleeli frekventsioonide arvutamist nüüd ja avastage oma populatsiooni geneetiline maastik!
Avasta rohkem tööriistu, mis võivad olla kasulikud teie töövoos