El desequilibrio de ligamiento (LD) mide la asociación no aleatoria entre alelos en loci genéticos cercanos. Es fundamental para entender la estructura genética y la evolución de poblaciones.
Este artículo detalla cómo calcular el LD, sus fórmulas, valores comunes y aplicaciones prácticas en genética y biología molecular. Descubre herramientas y ejemplos reales para dominar su uso.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) para Calculadora de desequilibrio de ligamiento (LD)
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- Calcular LD entre dos SNPs con frecuencias alélicas dadas: pA=0.6, pB=0.4, D=0.1
- Determinar D’ y r² para loci con frecuencias pA=0.3, pB=0.7 y haplotipos observados
- Evaluar impacto del desequilibrio de ligamiento en asociación genética para enfermedad X
- Simular valores de LD en una población con diferentes tamaños y tasas de recombinación
Tablas de valores comunes en desequilibrio de ligamiento (LD)
| Par de Alelos | Frecuencia haplotípica (fAB) | Frecuencia alélica A (pA) | Frecuencia alélica B (pB) | Desequilibrio (D) | D’ (D prima) | r² (coeficiente de correlación) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| A-B | 0.30 | 0.50 | 0.60 | 0.02 | 0.08 | 0.01 |
| A-b | 0.20 | 0.50 | 0.40 | -0.02 | 0.10 | 0.02 |
| a-B | 0.30 | 0.50 | 0.60 | 0.02 | 0.08 | 0.01 |
| a-b | 0.20 | 0.50 | 0.40 | -0.02 | 0.10 | 0.02 |
| A-B | 0.40 | 0.70 | 0.50 | 0.05 | 0.25 | 0.10 |
| A-b | 0.30 | 0.70 | 0.50 | -0.05 | 0.25 | 0.10 |
| a-B | 0.10 | 0.30 | 0.50 | 0.05 | 0.25 | 0.10 |
| a-b | 0.20 | 0.30 | 0.50 | -0.05 | 0.25 | 0.10 |
| A-B | 0.25 | 0.45 | 0.55 | 0.01 | 0.04 | 0.002 |
| A-b | 0.20 | 0.45 | 0.45 | -0.01 | 0.04 | 0.002 |
Fórmulas esenciales para calcular el desequilibrio de ligamiento (LD)
El desequilibrio de ligamiento se cuantifica mediante varias métricas, siendo las más comunes D, D’ y r². A continuación, se presentan las fórmulas y explicaciones detalladas de cada variable.
1. Cálculo de D (desequilibrio de ligamiento)
D representa la diferencia entre la frecuencia observada del haplotipo y la frecuencia esperada bajo independencia.
- fAB: Frecuencia observada del haplotipo AB.
- pA: Frecuencia alélica del alelo A en el locus 1.
- pB: Frecuencia alélica del alelo B en el locus 2.
Valores comunes de D varían entre -0.25 y 0.25, dependiendo de las frecuencias alélicas y la asociación entre loci.
2. Cálculo de D’ (D prima)
D’ es una medida normalizada de D que varía entre -1 y 1, facilitando la comparación entre pares de loci con diferentes frecuencias alélicas.
donde
- Si D > 0, entonces Dmax = min(pA × (1 – pB), (1 – pA) × pB)
- Si D < 0, entonces Dmax = min(pA × pB, (1 – pA) × (1 – pB))
Esta normalización permite evaluar la fuerza del desequilibrio independientemente de las frecuencias alélicas.
3. Cálculo de r² (coeficiente de correlación)
r² mide la correlación estadística entre dos loci, variando entre 0 y 1, y es especialmente útil en estudios de asociación genética.
- Valores cercanos a 1 indican fuerte correlación y posible ligamiento genético.
- Valores cercanos a 0 indican independencia genética entre loci.
Variables y sus valores comunes
- pA, pB: Frecuencias alélicas, típicamente entre 0.1 y 0.9 en poblaciones naturales.
- fAB: Frecuencia haplotípica, depende de la combinación específica de alelos.
- D: Puede ser positivo o negativo, indicando exceso o déficit de haplotipos observados.
- D’: Normalizado, siempre entre -1 y 1.
- r²: Siempre positivo, entre 0 y 1.
Ejemplos prácticos de cálculo de desequilibrio de ligamiento (LD)
Ejemplo 1: Cálculo básico de D, D’ y r²
Supongamos dos loci con alelos A/a y B/b. Las frecuencias alélicas son:
- pA = 0.6
- pB = 0.4
- Frecuencia haplotípica observada fAB = 0.30
Calculemos D:
Como D > 0, calculamos Dmax:
Por lo tanto,
Finalmente, calculamos r²:
Interpretación: Existe un desequilibrio moderado entre estos loci, con una correlación baja.
Ejemplo 2: Aplicación en estudio de asociación genética
En un estudio de asociación para una enfermedad, se identifican dos SNPs con las siguientes frecuencias:
- pA = 0.3
- pB = 0.7
- fAB = 0.25
Calculemos D:
Como D > 0, calculamos Dmax:
Por lo tanto,
Calculamos r²:
Interpretación: Aunque D’ indica un desequilibrio moderado, r² es bajo, sugiriendo que la correlación entre loci es débil para predicción genética.
Importancia y aplicaciones del desequilibrio de ligamiento (LD)
El LD es crucial en genética poblacional, mapeo genético y estudios de asociación de enfermedades. Permite identificar regiones genómicas asociadas a fenotipos y entender la historia evolutiva.
- Mapeo de genes: El LD ayuda a localizar genes causantes de enfermedades mediante marcadores genéticos.
- Estudios de asociación: Se usa para detectar variantes genéticas relacionadas con rasgos complejos.
- Genómica comparativa: Permite comparar estructuras genéticas entre poblaciones y especies.
- Diseño de paneles genéticos: Optimiza selección de SNPs para estudios genéticos y farmacogenómica.
Recursos y herramientas recomendadas para cálculo de LD
- LDlink – NCBI: Plataforma para explorar LD en datos genómicos humanos.
- PLINK: Software ampliamente usado para análisis de LD y asociación genética.
- SNPedia: Base de datos con información sobre SNPs y LD.
- Genome.gov – Linkage Disequilibrium: Explicación oficial y recursos educativos.
Consideraciones técnicas y normativas en el cálculo de LD
Para garantizar resultados precisos y reproducibles, es fundamental considerar:
- Calidad de datos genotípicos: Filtrado de SNPs con baja calidad o baja frecuencia alélica.
- Tamaño de muestra: Muestras pequeñas pueden sesgar estimaciones de LD.
- Corrección por estructura poblacional: Evitar confusión por subpoblaciones o mezcla genética.
- Normativas éticas: Cumplimiento de regulaciones en manejo de datos genéticos humanos.
El uso de software certificado y validado es recomendable para análisis clínicos o regulatorios.