Beräkna frekvensen av specifika alleler (genvarianter) inom en population genom att ange det totala antalet individer och förekomster av allelen. Viktigt för populationgenetik, evolutionsbiologi och studier av genetisk mångfald.
Detta verktyg beräknar frekvensen av specifika alleler (varianter av ett gen) inom en given population. Ange det totala antalet individer i populationen och antalet förekomster av den specifika allelen för att beräkna dess frekvens.
Genetisk Variation Tracker är ett specialiserat verktyg utformat för att beräkna allelfrekvens inom en population. Allelfrekvens representerar andelen av en specifik genvariant (allel) bland alla kopior av den genen i en population, och fungerar som en grundläggande mätning inom populationsgenetik. Denna kalkylator erbjuder en enkel metod för att bestämma hur vanliga specifika genetiska varianter är inom en grupp, vilket är avgörande för att förstå genetisk mångfald, evolution och sjukdomsrisk i populationer. Oavsett om du är student som lär dig om genetiska principer, forskare som analyserar populationsdata eller vårdpersonal som studerar sjukdomsprevalens, erbjuder detta verktyg ett enkelt men kraftfullt sätt att kvantifiera genetisk variation.
Allelfrekvens avser den relativa andelen av en specifik allel (variant av en gen) bland alla alleler vid den genetiska platsen i en population. I de flesta organismer, inklusive människor, bär varje individ två kopior av varje gen (en ärvd från varje förälder), vilket gör dem till diploida organismer. Därför, i en population av N individer, finns det 2N kopior av varje gen.
Allelfrekvensen beräknas med följande formel:
Där:
Till exempel, om vi har 100 individer i en population, och 50 förekomster av en viss allel observeras, skulle frekvensen vara:
Detta betyder att 25% av alla alleler vid denna genetiska plats i populationen är av denna specifika variant.
Vår Allelfrekvensberäknare är utformad för att vara intuitiv och användarvänlig. Följ dessa enkla steg för att beräkna frekvensen av en specifik allel i din population:
Ange det totala antalet individer i populationen i det första inmatningsfältet.
Ange antalet förekomster av den specifika allelen du spårar i det andra inmatningsfältet.
Se den beräknade allelfrekvensen som visas i resultatsavsnittet.
Granska visualiseringen för att se en grafisk representation av allelfördelningen.
Använd kopieringsknappen för att kopiera resultatet till urklipp för användning i rapporter eller vidare analys.
Kalkylatorn utför flera valideringskontroller för att säkerställa korrekta resultat:
Om någon av dessa valideringar misslyckas kommer ett felmeddelande att vägleda dig att korrigera din inmatning.
Den allelfrekvens som presenteras är ett decimaltal mellan 0 och 1, där:
Till exempel:
Kalkylatorn ger också en visuell representation av frekvensen för att hjälpa dig tolka resultaten vid en blick.
För diploida organismer (som människor) är den grundläggande formeln för att beräkna allelfrekvens:
Där:
Det finns flera sätt att beräkna allelfrekvens beroende på tillgängliga data:
Om du känner till antalet individer med varje genotyp kan du beräkna:
Där:
Om du känner till frekvenserna av varje genotyp:
Där:
Även om vår kalkylator är utformad för diploida organismer, kan konceptet utvidgas till organismer med olika ploidinivåer:
Allelfrekvens-beräkningar är grundläggande inom forskningen om populationsgenetik för:
Att spåra genetisk mångfald inom och mellan populationer
Studera evolutionära processer
Analysera genflöde mellan populationer
Undersöka genetisk drift
Allelfrekvensdata är avgörande inom medicinsk genetik för:
Sjukdomsriskbedömning
Farmakogenetik
Genetisk rådgivning
Offentlig hälsoplanering
Beräkningar av allelfrekvens är värdefulla inom:
Avlopp av grödor och boskap
Bevarande av hotade arter
Hantering av invasiva arter
Genetisk Variation Tracker är ett utmärkt utbildningsverktyg för:
Att undervisa grundläggande genetiska principer
Laboratorieövningar
Även om allelfrekvens är en grundläggande mätning inom populationsgenetik, finns det flera alternativa eller komplementära mått som kan ge ytterligare insikter:
Genotypfrekvens
Heterozygositet
Fixeringsindex (FST)
Effektiv populationsstorlek (Ne)
Kopplingssjukdom
Konceptet allelfrekvens har en rik historia inom genetikens område och har varit grundläggande för vår förståelse av arv och evolution.
Grunden för att förstå allelfrekvenser lades i början av 1900-talet:
1908: G.H. Hardy och Wilhelm Weinberg härledde oberoende vad som kom att kallas Hardy-Weinberg-principen, som beskriver förhållandet mellan allel- och genotypfrekvenser i en icke-evolverande population.
1918: R.A. Fisher publicerade sin banbrytande artikel om "Korrelationen mellan släktingar under antagandet av Mendelsk arv", vilket hjälpte till att etablera fältet populationsgenetik genom att förena Mendelsk arv med kontinuerlig variation.
1930-talet: Sewall Wright, R.A. Fisher och J.B.S. Haldane utvecklade den matematiska grunden för populationsgenetik, inklusive modeller för hur allelfrekvenser förändras över tid på grund av urval, mutation, migration och genetisk drift.
Studiet av allelfrekvenser har utvecklats avsevärt med teknologiska framsteg:
1950-talet-1960-talet: Upptäckten av proteinpolymorfismer möjliggjorde direkt mätning av genetisk variation på molekylär nivå.
1970-talet-1980-talet: Utvecklingen av restriktionsfragmentlängdpolymorfism (RFLP) analyser möjliggjorde mer detaljerad studie av genetisk variation.
1990-talet-2000-talet: Human Genome Project och efterföljande framsteg inom DNA-sekvenseringsteknik revolutionerade vår förmåga att mäta allelfrekvenser över hela genomer.
2010-talet-nuvarande: Storskaliga genomiska projekt som 1000 Genomes Project och genomomfattande associationsstudier (GWAS) har skapat omfattande kataloger av mänsklig genetisk variation och allelfrekvenser över olika populationer.
Idag förblir beräkningar av allelfrekvens centrala för många fält, från evolutionsbiologi till personlig medicin, och fortsätter att dra nytta av alltmer sofistikerade beräkningsverktyg och statistiska metoder.
1' Excel-formel för att beräkna allelfrekvens
2' Placera i cell med antalet allelförekomster i A1 och antalet individer i B1
3=A1/(B1*2)
4
5' Excel VBA-funktion för att beräkna allelfrekvens
6Function AlleleFrequency(instances As Integer, individuals As Integer) As Double
7 ' Validera indata
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 ' Beräkna frekvens
19 AlleleFrequency = instances / (individuals * 2)
20End Function
21
1def calculate_allele_frequency(instances, individuals):
2 """
3 Beräkna frekvensen av en specifik allel i en population.
4
5 Parametrar:
6 instances (int): Antal förekomster av den specifika allelen
7 individuals (int): Totalt antal individer i populationen
8
9 Returer:
10 float: Allelfrekvensen som ett värde mellan 0 och 1
11 """
12 # Validera indata
13 if individuals <= 0:
14 raise ValueError("Antalet individer måste vara positivt")
15
16 if instances < 0:
17 raise ValueError("Antalet förekomster kan inte vara negativt")
18
19 if instances > individuals * 2:
20 raise ValueError("Antalet förekomster kan inte överstiga två gånger antalet individer")
21
22 # Beräkna frekvens
23 return instances / (individuals * 2)
24
25# Exempelanvändning
26try:
27 allele_instances = 50
28 population_size = 100
29 frequency = calculate_allele_frequency(allele_instances, population_size)
30 print(f"Allelfrekvens: {frequency:.4f} ({frequency*100:.1f}%)")
31except ValueError as e:
32 print(f"Fel: {e}")
33
1calculate_allele_frequency <- function(instances, individuals) {
2 # Validera indata
3 if (individuals <= 0) {
4 stop("Antalet individer måste vara positivt")
5 }
6
7 if (instances < 0) {
8 stop("Antalet förekomster kan inte vara negativt")
9 }
10
11 if (instances > individuals * 2) {
12 stop("Antalet förekomster kan inte överstiga två gånger antalet individer")
13 }
14
15 # Beräkna frekvens
16 instances / (individuals * 2)
17}
18
19# Exempelanvändning
20allele_instances <- 50
21population_size <- 100
22frequency <- calculate_allele_frequency(allele_instances, population_size)
23cat(sprintf("Allelfrekvens: %.4f (%.1f%%)\n", frequency, frequency*100))
24
25# Plotta resultatet
26library(ggplot2)
27data <- data.frame(
28 Allele = c("Målallel", "Andra alleler"),
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("Målallel" = "#4F46E5", "Andra alleler" = "#D1D5DB")) +
34 labs(title = "Allelfrekvensfördelning",
35 y = "Frekvens",
36 x = NULL) +
37 theme_minimal() +
38 scale_y_continuous(labels = scales::percent)
39
1/**
2 * Beräkna frekvensen av en specifik allel i en population.
3 *
4 * @param {number} instances - Antal förekomster av den specifika allelen
5 * @param {number} individuals - Totalt antal individer i populationen
6 * @returns {number} Allelfrekvensen som ett värde mellan 0 och 1
7 * @throws {Error} Om indata är ogiltiga
8 */
9function calculateAlleleFrequency(instances, individuals) {
10 // Validera indata
11 if (individuals <= 0) {
12 throw new Error("Antalet individer måste vara positivt");
13 }
14
15 if (instances < 0) {
16 throw new Error("Antalet förekomster kan inte vara negativt");
17 }
18
19 if (instances > individuals * 2) {
20 throw new Error("Antalet förekomster kan inte överstiga två gånger antalet individer");
21 }
22
23 // Beräkna frekvens
24 return instances / (individuals * 2);
25}
26
27// Exempelanvändning
28try {
29 const alleleInstances = 50;
30 const populationSize = 100;
31 const frequency = calculateAlleleFrequency(alleleInstances, populationSize);
32 console.log(`Allelfrekvens: ${frequency.toFixed(4)} (${(frequency*100).toFixed(1)}%)`);
33} catch (error) {
34 console.error(`Fel: ${error.message}`);
35}
36
1public class AlleleFrequencyCalculator {
2 /**
3 * Beräkna frekvensen av en specifik allel i en population.
4 *
5 * @param instances Antal förekomster av den specifika allelen
6 * @param individuals Totalt antal individer i populationen
7 * @return Allelfrekvensen som ett värde mellan 0 och 1
8 * @throws IllegalArgumentException Om indata är ogiltiga
9 */
10 public static double calculateAlleleFrequency(int instances, int individuals) {
11 // Validera indata
12 if (individuals <= 0) {
13 throw new IllegalArgumentException("Antalet individer måste vara positivt");
14 }
15
16 if (instances < 0) {
17 throw new IllegalArgumentException("Antalet förekomster kan inte vara negativt");
18 }
19
20 if (instances > individuals * 2) {
21 throw new IllegalArgumentException("Antalet förekomster kan inte överstiga två gånger antalet individer");
22 }
23
24 // Beräkna frekvens
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("Allelfrekvens: %.4f (%.1f%%)\n", frequency, frequency*100);
34 } catch (IllegalArgumentException e) {
35 System.err.println("Fel: " + e.getMessage());
36 }
37 }
38}
39
En allel är en variantform av en gen. Olika alleler ger upphov till variation i ärvda egenskaper som hårfärg eller blodtyp. Varje person bär vanligtvis två alleler för varje gen, en från varje förälder. Om de två allelerna är desamma är individen homozygot för den genen. Om allelerna är olika är individen heterozygot.
Att beräkna allelfrekvens är viktigt eftersom det hjälper forskare att förstå genetisk mångfald inom populationer, spåra förändringar i genetisk sammansättning över tid, identifiera potentiella sjukdomsrisker och studera evolutionära processer. Det ger en kvantitativ mätning av hur vanliga eller sällsynta specifika genetiska varianter är i en population.
Urvalsstorleken påverkar avsevärt noggrannheten i uppskattningar av allelfrekvens. Större urval ger generellt mer exakta uppskattningar med smalare konfidensintervall. Små urval kanske inte exakt representerar den sanna populationsfrekvensen, särskilt för sällsynta alleler. Som tumregel föredras större urval (vanligtvis >100 individer) för tillförlitlig uppskattning av allelfrekvens.
Ja, allelfrekvenser kan förändras över tid på grund av flera evolutionära krafter:
Om du känner till frekvenserna av genotyper (t.ex. AA, Aa, aa) kan du beräkna frekvensen av allel A som: Där är frekvensen av AA-genotypen och är frekvensen av den heterozygota genotypen.
Hardy-Weinberg-jämvikten beskriver förhållandet mellan allel- och genotypfrekvenser i en icke-evolverande population. Under denna princip, om p är frekvensen av allel A och q är frekvensen av allel a (där p + q = 1), så är de förväntade genotypfrekvenserna:
Avvikelser från dessa förväntade frekvenser kan indikera evolutionära krafter i arbete i populationen.
För X-kopplade gener, har män endast en kopia medan kvinnor har två. För att beräkna allelfrekvens:
Allelfrekvens data kan hjälpa till att uppskatta prevalensen av genetiska störningar i en population. Men att förutsäga individuell sjukdomsrisk kräver ytterligare information om genens penetrans (sannolikheten att en person med genotypen kommer att utveckla sjukdomen) och uttrycklighet (variation i sjukdomssymptom bland individer med samma genotyp).
Allelfrekvens avser andelen av en specifik allel bland alla alleler vid den platsen i en population. Genotypfrekvens avser andelen individer med en specifik genotyp. Till exempel, i en population med genotyperna AA, Aa och aa, beräknas frekvensen av allel A från alla A-alleler, medan frekvensen av genotyp AA helt enkelt är andelen individer med den specifika genotypen.
För stora urval kan du approximera 95% konfidensintervall för en allelfrekvens (p) med hjälp av: Där N är antalet individer som provtagits. För små urval eller mycket höga/låga frekvenser kan mer komplexa metoder som Wilsons poängintervall vara mer lämpliga.
Hartl, D. L., & Clark, A. G. (2007). Principles of Population Genetics (4th ed.). Sinauer Associates.
Hamilton, M. B. (2021). Population Genetics (2nd ed.). Wiley-Blackwell.
Nielsen, R., & Slatkin, M. (2013). An Introduction to Population Genetics: Theory and Applications. Sinauer Associates.
Hedrick, P. W. (2011). Genetics of Populations (4th ed.). Jones & Bartlett Learning.
Templeton, A. R. (2006). Population Genetics and Microevolutionary Theory. Wiley-Liss.
The 1000 Genomes Project Consortium. (2015). A global reference for human genetic variation. Nature, 526(7571), 68-74. https://doi.org/10.1038/nature15393
Allele Frequency Net Database. http://www.allelefrequencies.net/
Ensembl Genome Browser. https://www.ensembl.org/
National Human Genome Research Institute. https://www.genome.gov/
Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM). https://www.omim.org/
Att förstå den genetiska sammansättningen av populationer har aldrig varit enklare. Vår Allelfrekvensberäknare erbjuder ett enkelt men kraftfullt sätt att kvantifiera genetisk variation i din studiepopulation. Oavsett om du är student, forskare eller vårdpersonal, kommer detta verktyg att hjälpa dig att få värdefulla insikter i populationsgenetik.
Börja beräkna allelfrekvenser nu och upptäck den genetiska landskapet i din population!
Upptäck fler verktyg som kan vara användbara för din arbetsflöde