La calculadora de frecuencia de alelos (p y q) permite determinar la proporción de variantes genéticas en una población. Es fundamental para estudios genéticos y evolución.
Este artículo explica cómo calcular frecuencias alélicas, presenta fórmulas clave, tablas de valores comunes y ejemplos prácticos detallados.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) para frecuencia de alelos (p y q)
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- Calcular frecuencia de alelos p y q con 100 individuos AA, 50 Aa y 25 aa.
- Determinar p y q si la frecuencia de homocigotos dominantes es 0.36.
- Obtener frecuencias alélicas en una población con 200 heterocigotos y 300 homocigotos recesivos.
- Calcular p y q para una población con 500 individuos, donde 40% son heterocigotos.
Tablas de valores comunes para frecuencia de alelos (p y q)
| Genotipo | Frecuencia Genotípica (f) | Frecuencia Alélica p | Frecuencia Alélica q | Ejemplo Numérico |
|---|---|---|---|---|
| Homocigoto dominante (AA) | p² | p = frecuencia del alelo A | q = frecuencia del alelo a | Si p = 0.7, entonces p² = 0.49 |
| Heterocigoto (Aa) | 2pq | Si p = 0.7 y q = 0.3, entonces 2pq = 0.42 | ||
| Homocigoto recesivo (aa) | q² | Si q = 0.3, entonces q² = 0.09 | ||
| Suma total | p + q = 1 | |||
| Frecuencia Alélica (p o q) | Descripción | Valores Comunes | Interpretación |
|---|---|---|---|
| p | Frecuencia del alelo dominante | 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9 | Indica proporción del alelo A en la población |
| q | Frecuencia del alelo recesivo | 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9 | Indica proporción del alelo a en la población |
| p² | Frecuencia homocigoto dominante | 0.01, 0.09, 0.25, 0.49, 0.81 | Proporción de individuos AA |
| 2pq | Frecuencia heterocigoto | 0.18, 0.42, 0.50, 0.42, 0.18 | Proporción de individuos Aa |
| q² | Frecuencia homocigoto recesivo | 0.01, 0.09, 0.25, 0.49, 0.81 | Proporción de individuos aa |
Fórmulas esenciales para calcular la frecuencia de alelos (p y q)
La base para calcular frecuencias alélicas se fundamenta en el equilibrio de Hardy-Weinberg, que asume una población ideal sin fuerzas evolutivas actuando.
- Frecuencia alélica p (alelo dominante):
p = (2 × número de individuos AA + número de individuos Aa) / (2 × tamaño total de la población)
- Frecuencia alélica q (alelo recesivo):
q = (2 × número de individuos aa + número de individuos Aa) / (2 × tamaño total de la población)
- Relación entre p y q:
p + q = 1
- Frecuencias genotípicas bajo equilibrio Hardy-Weinberg:
Frecuencia AA = p²
Frecuencia Aa = 2pq
Frecuencia aa = q²
Variables explicadas:
- p: Frecuencia del alelo dominante A en la población.
- q: Frecuencia del alelo recesivo a en la población.
- AA: Número de individuos homocigotos dominantes.
- Aa: Número de individuos heterocigotos.
- aa: Número de individuos homocigotos recesivos.
- Tamaño total de la población: Suma de todos los individuos (AA + Aa + aa).
Los valores comunes para p y q suelen variar entre 0 y 1, representando proporciones. En poblaciones naturales, frecuencias extremas (muy cercanas a 0 o 1) indican predominancia de un alelo, mientras que valores cercanos a 0.5 sugieren equilibrio genético.
Ejemplos prácticos de cálculo de frecuencias alélicas
Ejemplo 1: Población con conteo genotípico conocido
Suponga una población de 200 individuos con los siguientes genotipos:
- 80 individuos AA
- 90 individuos Aa
- 30 individuos aa
Calcule las frecuencias alélicas p y q.
Solución:
- Calcular p:
- Calcular q:
- Verificación:
p = (2 × 80 + 90) / (2 × 200) = (160 + 90) / 400 = 250 / 400 = 0.625
q = (2 × 30 + 90) / (2 × 200) = (60 + 90) / 400 = 150 / 400 = 0.375
p + q = 0.625 + 0.375 = 1.0
Por lo tanto, la frecuencia del alelo A es 0.625 y la del alelo a es 0.375.
Ejemplo 2: Estimación de frecuencias alélicas a partir de frecuencias genotípicas
En una población, la frecuencia de homocigotos recesivos (aa) es 0.16. Asumiendo equilibrio Hardy-Weinberg, determine las frecuencias alélicas p y q, y las frecuencias esperadas de los otros genotipos.
Solución:
- Calcular q:
- Calcular p:
- Frecuencia AA (p²):
- Frecuencia Aa (2pq):
q = √(frecuencia aa) = √0.16 = 0.4
p = 1 – q = 1 – 0.4 = 0.6
p² = 0.6² = 0.36
2pq = 2 × 0.6 × 0.4 = 0.48
Así, las frecuencias genotípicas esperadas son 0.36 para AA, 0.48 para Aa y 0.16 para aa.
Aplicaciones reales de la calculadora de frecuencia de alelos (p y q)
El cálculo de frecuencias alélicas es crucial en genética de poblaciones, epidemiología genética y conservación biológica. A continuación, se presentan dos casos prácticos.
Caso 1: Estudio de una enfermedad genética recesiva en una población humana
Una enfermedad recesiva afecta a 1 de cada 10,000 individuos en una población. Se desea estimar la frecuencia del alelo recesivo (q) y la frecuencia de portadores heterocigotos (2pq).
Desarrollo:
- Frecuencia de individuos afectados (aa) = q² = 1/10,000 = 0.0001
- Calcular q:
- Calcular p:
- Calcular frecuencia de portadores (heterocigotos):
q = √0.0001 = 0.01
p = 1 – 0.01 = 0.99
2pq = 2 × 0.99 × 0.01 = 0.0198 ≈ 1.98%
Esto indica que aproximadamente el 2% de la población son portadores sanos del alelo recesivo.
Caso 2: Conservación genética en una población de animales en peligro
En una población de 500 ciervos, se observa que 100 son homocigotos recesivos para un alelo que afecta la resistencia a enfermedades. Se desea conocer las frecuencias alélicas y genotípicas para diseñar estrategias de conservación.
Datos:
- aa = 100
- AA = 250
- Aa = 150
- Total = 500
Solución:
- Calcular p:
- Calcular q:
- Frecuencias genotípicas observadas:
- Frecuencias genotípicas esperadas bajo Hardy-Weinberg:
p = (2 × 250 + 150) / (2 × 500) = (500 + 150) / 1000 = 650 / 1000 = 0.65
q = (2 × 100 + 150) / (2 × 500) = (200 + 150) / 1000 = 350 / 1000 = 0.35
AA = 250 / 500 = 0.5
Aa = 150 / 500 = 0.3
aa = 100 / 500 = 0.2
p² = 0.65² = 0.4225
2pq = 2 × 0.65 × 0.35 = 0.455
q² = 0.35² = 0.1225
La diferencia entre frecuencias observadas y esperadas sugiere que la población no está en equilibrio Hardy-Weinberg, posiblemente debido a selección natural o deriva genética. Esto es vital para ajustar estrategias de conservación.
Consideraciones avanzadas y recomendaciones para el uso de la calculadora de frecuencia de alelos
Para obtener resultados precisos, es fundamental considerar:
- El tamaño de la muestra debe ser representativo para evitar sesgos estadísticos.
- La población debe cumplir, al menos aproximadamente, con las condiciones de Hardy-Weinberg: apareamiento aleatorio, ausencia de mutaciones, migración, selección y deriva genética.
- En poblaciones pequeñas o con fuerzas evolutivas, las frecuencias pueden variar significativamente.
- La calculadora debe permitir ingresar datos genotípicos o frecuencias genotípicas para flexibilidad.
- Es recomendable validar los resultados con análisis estadísticos complementarios, como pruebas de chi-cuadrado para equilibrio genético.
Además, la integración de inteligencia artificial en la calculadora permite optimizar cálculos, detectar inconsistencias y sugerir interpretaciones basadas en grandes bases de datos genéticos.