Calculadora de frecuencia genotípica

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Calcular frecuencia genotípica con 500 individuos y 3 genotipos.
Determinar frecuencia alélica y genotípica en población de 1000 muestras.
Ejemplo de cálculo para genotipos AA, Aa y aa con datos específicos.
Simulación de cambios en frecuencia genotípica tras selección natural.

Tablas extensas con valores comunes en Calculadora de frecuencia genotípica

Para comprender y aplicar correctamente la calculadora de frecuencia genotípica, es fundamental conocer los valores más comunes que se manejan en estudios poblacionales y genéticos. A continuación, se presentan tablas detalladas con frecuencias genotípicas y alélicas típicas en poblaciones bajo diferentes condiciones.

Genotipo	Frecuencia Genotípica (f)	Frecuencia Alélica (p o q)	Ejemplo Poblacional	Condición
AA	0.36	p = 0.6	Población humana, alelo dominante	Equilibrio Hardy-Weinberg
Aa	0.48	q = 0.4	Población humana, heterocigotos	Equilibrio Hardy-Weinberg
aa	0.16	q = 0.4	Población humana, alelo recesivo	Equilibrio Hardy-Weinberg
AA	0.25	p = 0.5	Población de plantas, alelo dominante	Equilibrio Hardy-Weinberg
Aa	0.50	q = 0.5	Población de plantas, heterocigotos	Equilibrio Hardy-Weinberg
aa	0.25	q = 0.5	Población de plantas, alelo recesivo	Equilibrio Hardy-Weinberg
AA	0.81	p = 0.9	Población animal, alelo dominante	Equilibrio Hardy-Weinberg
Aa	0.18	q = 0.1	Población animal, heterocigotos	Equilibrio Hardy-Weinberg
aa	0.01	q = 0.1	Población animal, alelo recesivo	Equilibrio Hardy-Weinberg

Estas frecuencias son representativas de poblaciones en equilibrio genético, donde no existen fuerzas evolutivas que alteren las proporciones alélicas y genotípicas. Sin embargo, en poblaciones reales, factores como la selección, migración, mutación y deriva genética pueden modificar estos valores.

Fórmulas esenciales para la Calculadora de frecuencia genotípica

La base matemática para calcular frecuencias genotípicas se fundamenta en la genética de poblaciones, especialmente en el principio de Hardy-Weinberg. A continuación, se presentan las fórmulas más relevantes, explicando cada variable y sus valores comunes.

1. Frecuencia alélica

La frecuencia de un alelo en una población se calcula como:

p = (2 × NAA + NAa) / (2 × Ntotal)

q = (2 × Naa + NAa) / (2 × Ntotal)

p: frecuencia del alelo dominante A.
q: frecuencia del alelo recesivo a.
N_AA: número de individuos homocigotos dominantes.
N_Aa: número de individuos heterocigotos.
N_aa: número de individuos homocigotos recesivos.
N_total: tamaño total de la población.

Valores comunes para p y q varían entre 0 y 1, y siempre cumplen que p + q = 1.

2. Frecuencia genotípica

La frecuencia de cada genotipo se calcula como:

fAA = p × p = p²

fAa = 2 × p × q

faa = q × q = q²

f_AA: frecuencia de homocigotos dominantes.
f_Aa: frecuencia de heterocigotos.
f_aa: frecuencia de homocigotos recesivos.

Estas frecuencias representan la proporción esperada de cada genotipo en una población en equilibrio Hardy-Weinberg.

3. Validación de frecuencias

Para asegurar que las frecuencias calculadas son correctas, se debe cumplir:

p + q = 1

fAA + fAa + faa = 1

Esto garantiza que las frecuencias alélicas y genotípicas suman el total de la población.

4. Cálculo de número esperado de individuos por genotipo

Si se conoce el tamaño total de la población, se puede calcular el número esperado de individuos con cada genotipo:

NAA = fAA × Ntotal

NAa = fAa × Ntotal

Naa = faa × Ntotal

Esto es útil para predicciones y análisis poblacionales.

5. Frecuencia genotípica en poblaciones no en equilibrio

Cuando la población no está en equilibrio, las frecuencias genotípicas pueden desviarse. En estos casos, se utilizan frecuencias observadas:

fAA = NAA / Ntotal

fAa = NAa / Ntotal

faa = Naa / Ntotal

Estas frecuencias se comparan con las esperadas para detectar fuerzas evolutivas.

Ejemplos detallados del mundo real para la Calculadora de frecuencia genotípica

Para ilustrar la aplicación práctica de la calculadora de frecuencia genotípica, se presentan dos casos reales con desarrollo y solución detallada.

Ejemplo 1: Frecuencia genotípica en población humana para enfermedad genética

En una población de 10,000 individuos, se estudia un gen con dos alelos: A (normal) y a (mutado). Se sabe que 1% de la población presenta la enfermedad, que es recesiva (genotipo aa). Se desea calcular las frecuencias alélicas y genotípicas.

Datos:
N_total = 10,000
Frecuencia de aa (f_aa) = 0.01 (1%)

Solución:

1. Calcular q:

q² = faa = 0.01

q = √0.01 = 0.1

2. Calcular p:

p = 1 – q = 1 – 0.1 = 0.9

3. Calcular frecuencias genotípicas restantes:

fAA = p² = 0.9 × 0.9 = 0.81

fAa = 2pq = 2 × 0.9 × 0.1 = 0.18

4. Calcular número esperado de individuos por genotipo:

NAA = 0.81 × 10,000 = 8,100

NAa = 0.18 × 10,000 = 1,800

Naa = 0.01 × 10,000 = 100

Este análisis permite estimar la distribución genética y planificar estrategias de salud pública.

Ejemplo 2: Evaluación de selección natural en población de insectos

En una población de 2,000 insectos, se observa que el genotipo heterocigoto Aa tiene una ventaja selectiva. Se registran los siguientes números:

N_AA = 800
N_Aa = 1,000
N_aa = 200

Se desea calcular las frecuencias alélicas y genotípicas observadas y compararlas con las esperadas bajo equilibrio Hardy-Weinberg.

Solución:

1. Calcular frecuencias genotípicas observadas:

fAA = 800 / 2000 = 0.4

fAa = 1000 / 2000 = 0.5

faa = 200 / 2000 = 0.1

2. Calcular frecuencias alélicas:

p = (2 × 800 + 1000) / (2 × 2000) = (1600 + 1000) / 4000 = 2600 / 4000 = 0.65

q = 1 – p = 0.35

3. Calcular frecuencias genotípicas esperadas bajo Hardy-Weinberg:

fAA = p² = 0.65 × 0.65 = 0.4225

fAa = 2pq = 2 × 0.65 × 0.35 = 0.455

faa = q² = 0.35 × 0.35 = 0.1225

4. Comparación:

f_AA observada (0.4) vs esperada (0.4225)
f_Aa observada (0.5) vs esperada (0.455)
f_aa observada (0.1) vs esperada (0.1225)

La desviación indica posible selección a favor de heterocigotos, un fenómeno conocido como heterosis o ventaja heterocigótica.

Aspectos avanzados y consideraciones en la Calculadora de frecuencia genotípica

Más allá de los cálculos básicos, la frecuencia genotípica puede analizarse en contextos complejos que incluyen múltiples alelos, loci, y fuerzas evolutivas. A continuación, se detallan aspectos técnicos relevantes para usuarios avanzados.

1. Frecuencias genotípicas con múltiples alelos

Cuando un locus tiene más de dos alelos (por ejemplo, A₁, A₂, A₃), las frecuencias genotípicas se calculan considerando todas las combinaciones posibles:

fAiAj = 2 × pi × pj (para i ≠ j)

fAiAi = pi²

donde p_i y p_j son las frecuencias alélicas de los alelos i y j.

2. Impacto de la selección natural

La selección puede alterar frecuencias genotípicas mediante coeficientes de selección (s). La frecuencia después de selección se calcula ajustando las frecuencias genotípicas por la aptitud relativa (w):

f’AA = (wAA × fAA) / W̄

f’Aa = (wAa × fAa) / W̄

f’aa = (waa × faa) / W̄

donde W̄ es la aptitud media poblacional:

W̄ = wAA × fAA + wAa × fAa + waa × faa

3. Deriva genética y fluctuaciones aleatorias

En poblaciones pequeñas, las frecuencias genotípicas pueden variar por azar, afectando la precisión de la calculadora. Se recomienda considerar intervalos de confianza y replicar estudios para validar resultados.

4. Mutación y migración

La introducción de nuevos alelos por mutación o la entrada/salida de individuos por migración modifica las frecuencias genotípicas. Modelos matemáticos avanzados incorporan estas variables para predicciones más precisas.

Recursos y enlaces externos para profundizar en frecuencia genotípica

Estos recursos ofrecen información complementaria y actualizada para profesionales y estudiantes avanzados interesados en genética de poblaciones y cálculo de frecuencias genotípicas.