חשב את תדירות האללים הספציפיים (וריאנטים גנטיים) בתוך אוכלוסייה על ידי הזנת מספר הפרטים הכולל ומספר המקרים של האלל. חיוני לגנטיקה של אוכלוסיות, ביולוגיה אבולוציונית ולימודי שונות גנטית.
כלי זה מחשב את תדירות האללים הספציפיים (וריאציות של גן) בתוך אוכלוסייה נתונה. הזן את מספר הפרטים הכולל באוכלוסייה ואת מספר המקרים של האלל הספציפי כדי לחשב את התדירות שלו.
يعد متتبع التباين الجيني أداة متخصصة مصممة لحساب تردد الأليل داخل مجموعة سكانية. يمثل تردد الأليل نسبة شكل معين من الجين (الأليل) بين جميع نسخ ذلك الجين في مجموعة سكانية، ويعتبر قياسًا أساسيًا في علم الوراثة السكانية. توفر هذه الحاسبة طريقة بسيطة لتحديد مدى شيوع أشكال الجينات المحددة داخل مجموعة، وهو أمر ضروري لفهم التنوع الجيني، والتطور، ومخاطر الأمراض في السكان. سواء كنت طالبًا تتعلم عن المبادئ الجينية، أو باحثًا يحلل بيانات السكان، أو محترفًا في الرعاية الصحية يدرس انتشار الأمراض، فإن هذه الأداة تقدم وسيلة بسيطة ولكن قوية لقياس التباين الجيني.
يشير تردد الأليل إلى النسبة النسبية لأليل معين (شكل من الجين) بين جميع الأليلات في ذلك الموضع الجيني في مجموعة سكانية. في معظم الكائنات الحية، بما في ذلك البشر، يحمل كل فرد نسختين من كل جين (واحدة موروثة من كل والد)، مما يجعلهم كائنات ثنائية الصيغة الصبغية. لذلك، في مجموعة سكانية مكونة من N فردًا، هناك 2N نسخة من كل جين.
يتم حساب تردد الأليل باستخدام الصيغة التالية:
حيث:
على سبيل المثال، إذا كان لدينا 100 فرد في مجموعة سكانية، وتمت ملاحظة 50 حالة من أليل معين، فإن التردد سيكون:
هذا يعني أن 25% من جميع الأليلات في هذا الموضع الجيني في المجموعة هي من هذا الشكل المحدد.
تم تصميم حاسبة تردد الأليل لدينا لتكون بديهية وسهلة الاستخدام. اتبع هذه الخطوات البسيطة لحساب تردد أليل معين في مجموعتك السكانية:
أدخل العدد الإجمالي للأفراد في المجموعة في حقل الإدخال الأول.
أدخل عدد حالات الأليل المحدد الذي تتعقبه في حقل الإدخال الثاني.
اطلع على تردد الأليل المحسوب المعروض في قسم النتائج.
افحص التصور لرؤية تمثيل رسومي لتوزيع الأليل.
استخدم زر النسخ لنسخ النتيجة إلى الحافظة لاستخدامها في التقارير أو التحليل الإضافي.
تقوم الحاسبة بإجراء عدة فحوصات للتحقق من صحة الإدخال لضمان نتائج دقيقة:
إذا فشلت أي من هذه التحقق، ستوجهك رسالة خطأ لتصحيح إدخالك.
يتم تقديم نتيجة تردد الأليل كقيمة عددية عشرية بين 0 و1، حيث:
على سبيل المثال:
توفر الحاسبة أيضًا تمثيلًا بصريًا للتردد لمساعدتك في تفسير النتائج بسرعة.
بالنسبة للكائنات الثنائية الصيغة الصبغية (مثل البشر)، الصيغة الأساسية لحساب تردد الأليل هي:
حيث:
هناك عدة طرق لحساب تردد الأليل اعتمادًا على البيانات المتاحة:
إذا كنت تعرف عدد الأفراد مع كل نمط جيني، يمكنك الحساب:
حيث:
إذا كنت تعرف ترددات كل نمط جيني:
حيث:
بينما تم تصميم حاسبتنا للكائنات الثنائية الصيغة الصبغية، يمكن توسيع المفهوم ليشمل الكائنات ذات مستويات الصيغة الصبغية المختلفة:
تعد حسابات تردد الأليل أساسية في أبحاث علم الوراثة السكانية لـ:
تتبع التنوع الجيني داخل وبين السكان
دراسة العمليات التطورية
تحليل تدفق الجينات بين السكان
التحقيق في الانجراف الجيني
تعد بيانات تردد الأليل مهمة في علم الوراثة الطبية لـ:
تقييم مخاطر الأمراض
علم الوراثة الدوائية
استشارة وراثية
تخطيط الصحة العامة
تعد حسابات تردد الأليل قيمة في:
تربية المحاصيل والماشية
حفظ الأنواع المهددة بالانقراض
إدارة الأنواع الغازية
يعد متتبع التباين الجيني أداة تعليمية ممتازة لـ:
تعليم المبادئ الجينية الأساسية
تمارين مختبرية
بينما يعد تردد الأليل مقياسًا أساسيًا في علم الوراثة السكانية، يمكن أن توفر عدة مقاييس بديلة أو مكملة رؤى إضافية:
تردد النمط الجيني
تغايرية
مؤشر التثبيت (FST)
حجم السكان الفعال (Ne)
عدم التوازن في الربط
لدى مفهوم تردد الأليل تاريخ غني في مجال علم الوراثة وكان أساسيًا في فهمنا للوراثة والتطور.
تم وضع الأساس لفهم تردد الأليل في أوائل القرن العشرين:
1908: اشتق G.H. Hardy و Wilhelm Weinberg بشكل مستقل ما أصبح يعرف بمبدأ هاردي-واينبرغ، الذي يصف العلاقة بين ترددات الأليل والنمط الجيني في مجموعة غير متطورة.
1918: نشر R.A. Fisher ورقته الرائدة حول "الارتباط بين الأقارب على فرضية الوراثة المندلية"، مما ساعد في إنشاء مجال علم الوراثة السكانية من خلال التوفيق بين الوراثة المندلية والتنوع المستمر.
1930s: طور Sewall Wright و R.A. Fisher و J.B.S. Haldane الأساس الرياضي لعلم الوراثة السكانية، بما في ذلك نماذج لكيفية تغير ترددات الأليل بمرور الوقت بسبب الانتقاء، والطفرات، والهجرة، والانجراف الجيني.
تطورت دراسة تردد الأليل بشكل كبير مع التقدم التكنولوجي:
1950s-1960s: سمحت اكتشافات تعدد الأشكال البروتينية بقياس مباشر للتنوع الجيني على المستوى الجزيئي.
1970s-1980s: مكنت تطوير تحليل طول شريحة التقييد (RFLP) من دراسة أكثر تفصيلاً للتنوع الجيني.
1990s-2000s: ثورة مشروع الجينوم البشري والتقدم اللاحق في تكنولوجيا تسلسل الحمض النووي في قدرتنا على قياس تردد الأليل عبر الجينومات بأكملها.
2010s-الحاضر: أنشأت مشاريع الجينوم الكبيرة مثل مشروع 1000 جينوم و دراسات الارتباط الجينومي على مستوى الجينوم (GWAS) كتالوجات شاملة للتنوع الجيني البشري وتردد الأليل عبر مجموعات سكانية متنوعة.
اليوم، تظل حسابات تردد الأليل مركزية في العديد من المجالات، من علم الأحياء التطوري إلى الطب الشخصي، وتستفيد من أدوات حسابية وأساليب إحصائية متزايدة التعقيد.
1' صيغة Excel لحساب تردد الأليل
2' ضعها في الخلية مع عدد حالات الأليل في A1 وعدد الأفراد في B1
3=A1/(B1*2)
4
5' دالة VBA في Excel لحساب تردد الأليل
6Function AlleleFrequency(instances As Integer, individuals As Integer) As Double
7 ' تحقق من صحة المدخلات
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 ' حساب التردد
19 AlleleFrequency = instances / (individuals * 2)
20End Function
21
1def calculate_allele_frequency(instances, individuals):
2 """
3 حساب تردد أليل معين في مجموعة سكانية.
4
5 المعلمات:
6 instances (int): عدد حالات الأليل المحدد
7 individuals (int): العدد الإجمالي للأفراد في المجموعة
8
9 العائدات:
10 float: تردد الأليل كقيمة بين 0 و 1
11 """
12 # تحقق من صحة المدخلات
13 if individuals <= 0:
14 raise ValueError("يجب أن يكون عدد الأفراد موجبًا")
15
16 if instances < 0:
17 raise ValueError("لا يمكن أن يكون عدد الحالات سالبًا")
18
19 if instances > individuals * 2:
20 raise ValueError("لا يمكن أن يتجاوز عدد الحالات ضعف عدد الأفراد")
21
22 # حساب التردد
23 return instances / (individuals * 2)
24
25# مثال على الاستخدام
26try:
27 allele_instances = 50
28 population_size = 100
29 frequency = calculate_allele_frequency(allele_instances, population_size)
30 print(f"تردد الأليل: {frequency:.4f} ({frequency*100:.1f}%)")
31except ValueError as e:
32 print(f"خطأ: {e}")
33
1calculate_allele_frequency <- function(instances, individuals) {
2 # تحقق من صحة المدخلات
3 if (individuals <= 0) {
4 stop("يجب أن يكون عدد الأفراد موجبًا")
5 }
6
7 if (instances < 0) {
8 stop("لا يمكن أن يكون عدد الحالات سالبًا")
9 }
10
11 if (instances > individuals * 2) {
12 stop("لا يمكن أن يتجاوز عدد الحالات ضعف عدد الأفراد")
13 }
14
15 # حساب التردد
16 instances / (individuals * 2)
17}
18
19# مثال على الاستخدام
20allele_instances <- 50
21population_size <- 100
22frequency <- calculate_allele_frequency(allele_instances, population_size)
23cat(sprintf("تردد الأليل: %.4f (%.1f%%)\n", frequency, frequency*100))
24
25# رسم النتيجة
26library(ggplot2)
27data <- data.frame(
28 Allele = c("الأليل المستهدف", "أليلات أخرى"),
29 Frequency = c(frequency, 1-frequency)
30)
31ggplot(data, aes(x = Allele, y = Frequency, fill = Allele)) +
32 geom_bar(stat = "identity") +
33 scale_fill_manual(values = c("الأليل المستهدف" = "#4F46E5", "أليلات أخرى" = "#D1D5DB")) +
34 labs(title = "توزيع تردد الأليل",
35 y = "التردد",
36 x = NULL) +
37 theme_minimal() +
38 scale_y_continuous(labels = scales::percent)
39
1/**
2 * حساب تردد أليل معين في مجموعة سكانية.
3 *
4 * @param {number} instances - عدد حالات الأليل المحدد
5 * @param {number} individuals - العدد الإجمالي للأفراد في المجموعة
6 * @returns {number} تردد الأليل كقيمة بين 0 و 1
7 * @throws {Error} إذا كانت المدخلات غير صالحة
8 */
9function calculateAlleleFrequency(instances, individuals) {
10 // تحقق من صحة المدخلات
11 if (individuals <= 0) {
12 throw new Error("يجب أن يكون عدد الأفراد موجبًا");
13 }
14
15 if (instances < 0) {
16 throw new Error("لا يمكن أن يكون عدد الحالات سالبًا");
17 }
18
19 if (instances > individuals * 2) {
20 throw new Error("لا يمكن أن يتجاوز عدد الحالات ضعف عدد الأفراد");
21 }
22
23 // حساب التردد
24 return instances / (individuals * 2);
25}
26
27// مثال على الاستخدام
28try {
29 const alleleInstances = 50;
30 const populationSize = 100;
31 const frequency = calculateAlleleFrequency(alleleInstances, populationSize);
32 console.log(`تردد الأليل: ${frequency.toFixed(4)} (${(frequency*100).toFixed(1)}%)`);
33} catch (error) {
34 console.error(`خطأ: ${error.message}`);
35}
36
1public class AlleleFrequencyCalculator {
2 /**
3 * حساب تردد أليل معين في مجموعة سكانية.
4 *
5 * @param instances عدد حالات الأليل المحدد
6 * @param individuals العدد الإجمالي للأفراد في المجموعة
7 * @return تردد الأليل كقيمة بين 0 و 1
8 * @throws IllegalArgumentException إذا كانت المدخلات غير صالحة
9 */
10 public static double calculateAlleleFrequency(int instances, int individuals) {
11 // تحقق من صحة المدخلات
12 if (individuals <= 0) {
13 throw new IllegalArgumentException("يجب أن يكون عدد الأفراد موجبًا");
14 }
15
16 if (instances < 0) {
17 throw new IllegalArgumentException("لا يمكن أن يكون عدد الحالات سالبًا");
18 }
19
20 if (instances > individuals * 2) {
21 throw new IllegalArgumentException("لا يمكن أن يتجاوز عدد الحالات ضعف عدد الأفراد");
22 }
23
24 // حساب التردد
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("تردد الأليل: %.4f (%.1f%%)\n", frequency, frequency*100);
34 } catch (IllegalArgumentException e) {
35 System.err.println("خطأ: " + e.getMessage());
36 }
37 }
38}
39
الأليل هو شكل متغير من الجين. تنتج الأليلات المختلفة تنوعًا في الخصائص الموروثة مثل لون الشعر أو فصيلة الدم. عادةً ما يرث كل شخص نسختين من كل جين، واحدة من كل والد. إذا كانت النسختان متطابقتين، فإن الفرد يكون متماثلًا للأليل لذلك الجين. إذا كانت الأليلات مختلفة، فإن الفرد يكون متغايرًا.
يعد حساب تردد الأليل مهمًا لأنه يساعد العلماء على فهم التنوع الجيني داخل السكان، وتتبع التغيرات في التركيب الجيني بمرور الوقت، وتحديد المخاطر المحتملة للأمراض، ودراسة العمليات التطورية. يوفر مقياسًا كميًا لمدى شيوع أو ندرة أشكال الجينات المحددة في مجموعة سكانية.
يؤثر حجم العينة بشكل كبير على دقة تقديرات تردد الأليل. توفر العينات الكبيرة عمومًا تقديرات أكثر دقة مع فترات ثقة أضيق. قد لا تمثل العينات الصغيرة بدقة التردد الحقيقي للسكان، خاصة بالنسبة للأليلات النادرة. كقاعدة عامة، يُفضل استخدام أحجام عينات أكبر (عادةً >100 فرد) للحصول على تقديرات موثوقة لتردد الأليل.
نعم، يمكن أن تتغير ترددات الأليل بمرور الوقت بسبب عدة قوى تطورية:
إذا كنت تعرف ترددات الأنماط الجينية (مثل AA و Aa و aa)، يمكنك حساب تردد الأليل A على النحو التالي: حيث هو تردد النمط الجيني AA و هو تردد النمط الجيني المتغاير.
يصف توازن هاردي-واينبرغ العلاقة بين ترددات الأليل والنمط الجيني في مجموعة غير متطورة. بموجب هذا المبدأ، إذا كان p هو تردد الأليل A و q هو تردد الأليل a (حيث p + q = 1)، فإن الترددات المتوقعة للأنماط الجينية هي:
قد تشير الانحرافات عن هذه الترددات المتوقعة إلى وجود قوى تطورية تعمل في المجموعة.
بالنسبة للجينات المرتبطة بـ X، فإن الذكور لديهم نسخة واحدة فقط بينما الإناث لديهن نسختان. لحساب تردد الأليل:
يمكن أن تساعد بيانات تردد الأليل في تقدير انتشار الاضطرابات الجينية في مجموعة سكانية. ومع ذلك، يتطلب التنبؤ بمخاطر الأمراض الفردية معلومات إضافية حول نفاذية الجين (احتمالية أن يصاب الشخص بالمرض) والتعبير (التنوع في أعراض المرض بين الأفراد الذين لديهم نفس النمط الجيني).
يشير تردد الأليل إلى نسبة أليل معين بين جميع الأليلات في ذلك الموضع الجيني في مجموعة سكانية. بينما يشير تردد النمط الجيني إلى نسبة الأفراد الذين لديهم نمط جيني معين. على سبيل المثال، في مجموعة سكانية تحتوي على أنماط جينية AA و Aa و aa، يتم حساب تردد الأليل A من جميع أليلات A، بينما يتم حساب تردد النمط الجيني AA ببساطة كنسبة الأفراد الذين لديهم ذلك النمط الجيني المحدد.
للعينات الكبيرة، يمكنك تقريب فترة الثقة 95% لتردد الأليل (p) باستخدام: حيث N هو عدد الأفراد الذين تم أخذ عينات منهم. بالنسبة للعينات الصغيرة أو الترددات العالية/المنخفضة جدًا، قد تكون الطرق الأكثر تعقيدًا مثل فترة الثقة وفقًا لـ Wilson أكثر ملاءمة.
Hartl, D. L., & Clark, A. G. (2007). مبادئ علم الوراثة السكانية (الإصدار 4). Sinauer Associates.
Hamilton, M. B. (2021). علم الوراثة السكانية (الإصدار 2). Wiley-Blackwell.
Nielsen, R., & Slatkin, M. (2013). مقدمة في علم الوراثة السكانية: النظرية والتطبيقات. Sinauer Associates.
Hedrick, P. W. (2011). علم الوراثة للسكان (الإصدار 4). Jones & Bartlett Learning.
Templeton, A. R. (2006). علم الوراثة السكانية والنظرية الميكروإيفولوشنية. Wiley-Liss.
The 1000 Genomes Project Consortium. (2015). مرجع عالمي للتنوع الجيني البشري. Nature, 526(7571), 68-74. https://doi.org/10.1038/nature15393
قاعدة بيانات تردد الأليل. http://www.allelefrequencies.net/
متصفح جينوم Ensembl. https://www.ensembl.org/
المعهد الوطني لبحوث الجينوم البشري. https://www.genome.gov/
الوراثة المندلية في الإنسان (OMIM). https://www.omim.org/
لم يكن فهم التركيب الجيني للسكان أسهل من قبل. توفر حاسبة تردد الأليل لدينا وسيلة بسيطة ولكن قوية لقياس التباين الجيني في مجموعة دراستك. سواء كنت طالبًا أو باحثًا أو محترفًا في الرعاية الصحية، ستساعدك هذه الأداة في الحصول على رؤى قيمة حول علم الوراثة السكانية.
ابدأ في حساب ترددات الأليل الآن واكتشف المشهد الجيني لمجموعتك السكانية!
גלה עוד כלים שעשויים להיות שימושיים עבור זרימת העבודה שלך