GENÉTICA DE POPULAÇÕES: DESMISTIFICANDO A LEI DE HARDY-WEINBERG

A genética das populações é um ramo que se encarrega de estudar a distribuição dos genes nas diferentes populações e do modo como as frequências destes genes e dos genótipos são mantidas ou alteradas. De acordo com Nussaum et. al. (2002), a genética de populações envolve tanto os fatores genéticos, tais como a mutação e a reprodução, quanto os fatores ambientais e sociais, tais como a seleção e a migração, que, em conjunto, determinam a frequência e a distribuição das doenças genéticas nas famílias e comunidades.

Embora os cromossomos humanos e os seus loci sejam idênticos na espécie, a natureza dos diferentes alelos e as suas frequências em muitos loci variam amplamente entre grupos populacionais. Em geral, são observadas consideráveis diferenças nas frequências alélicas de distintos grupos populacionais, seja para os alelos que causam doenças genéticas, seja para aqueles são marcadores genéticos supostamente neutros em termos seletivos (NUSSAUM et. al., 2002).

Em muitos casos o genótipo responsável pela doença não é conhecido, apenas o fenótipo da doença pode ser observado e mensurado. Deste modo, há

a necessidade de se poder usar dados de incidência para uma doença herdada ou outra característica genética com o intuito de determinar a frequência de determinados genótipos e, então, deduzir a frequência dos alelos responsáveis pelos diferentes genótipos.

Com base nas frequências genotípicas observadas, as frequências alélicas são determinadas simplesmente contando-se os alelos. Logo, ao se referir à frequência populacional de um alelo, se considera um pool de genes como uma coleção de todos os alelos de um determinado lócus para toda a população. Para loci autossômicos, o tamanho do pool de genes em um lócus é o dobro do número de pessoas da população, pois cada genótipo autossômico consiste em dois alelos (NUSSAUM et. al., 2002).

Nussaum et. al. (2002) ainda pontuam que obter as frequências genotípicas a partir das frequências alélicas não é tão direto quanto a contagem porque não é conhecido antecipadamente o modo como os alelos estão distribuídos entre homozigotos e heterozigotos. Quando uma população atende a certas suposições, há uma relação matemática simples, a lei de Hardy-Weiberg, para calcular as frequências genotípicas a partir das frequências alélicas. Esta lei, considerada a “pedra angular” da genética de populações, foi elaborada por Geofrrey Hardy, um matemático inglês, e Wilhelm Weinberg, um médico alemão, independentemente no ano de 1908. A fórmula por eles desenvolvida é apresentada abaixo.

(p + q)2 = q2 + 2pq + p2

Suponha que p seja a frequência de um alelo A e q seja a frequência do alelo a no pool de genes e que os alelos se combinem aleatoriamente em genótipos. Ou seja, a reprodução na população é totalmente aleatória com relação a genótipos neste lócus. A chance de que dois alelos A formem um par para dar um genótipo AA é p², a chance de que dois alelos a se juntem para dar um genótipo aa é q², e a chance de ter um par com um A e um a, resultando no genótipo Aa, é 2pq (o fator 2 vem do fato de que o alelo A pode ser herdado da mãe e o alelo a do pai, ou vice-versa) (NUSSAUM et. al., 2002).

Ainda de acordo com Nussaum et. al. (2002), a primeira propriedade importante da lei de Hardy-Weiberg é que as frequências dos três genótipos AA, Aa e aa são dadas pelos termos de expansão binomial de (p+q)² = p²+2pq+q². Uma segunda e crucial implicação da lei de Hardy-Weiberg é que as proporções dos genótipos não mudam de geração para geração; isto é, as frequências genotípicas da população permanecerão constantes, em equilíbrio, se as frequências alélicas p e q se mantiverem constantes.

Segundo Monjeló (2015), a baixa frequência de um gene em uma população indica que a maior parte dos cruzamentos ocorre entre indivíduos que não devem portar esse gene e, portanto, a maior parte dos descendentes não apresenta a característica relacionada a esse gene porque simplesmente não possui o gene. Se a população tem os números de genótipos observados dentro daqueles esperados segundo o princípio de Hardy-Weinberg, somos inclinados a aceitar que essa população está em equilíbrio gênico, para o lócus estudado.

Um teste de equilíbrio pode ser feito, obtendo-se os valores absolutos esperados para cada genótipo e comparando-os com os valores observados. Os testes do Qui-quadrado ou G de verossemelhança podem ser utilizados para se aceitar ou rejeitar a hipótese de estado de equilíbrio (MONJELÓ, 2015).

O estudo de populações é de extrema importância dentro da Genética Humana e Médica, contudo, provoca muitas dúvidas na maior parte dos alunos, motivo que reforça ainda mais a necessidade artigos que venham a esclarecer pontos importantes desta área de atuação do geneticista.

REFERÊNCIAS

MONJELÓ, L. A. dos S. Genética de populações. 1.ed. Manaus: Editora da Universidade do Amazonas, 2015.

NUSSBAUM, R. L.; MCINNES, R. R.; HUNTINGTON, F. W. Thompson & Thompson: Genética médica. 6.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 200