Calculateur de fréquence allélique - Hardy-Weinberg

Le calculateur de fréquence allélique est un outil de génétique des populations qui calcule les grandeurs fondamentales utilisées pour caractériser la variation génétique au sein d’une population : la fréquence de chaque allèle, la fréquence de chaque génotype et le fait que la population soit ou non en équilibre de Hardy-Weinberg (HWE). Ces calculs sont essentiels pour les cours de génétique et de biologie évolutive, la génétique clinique, la biologie de la conservation et toute recherche portant sur des données d’ADN à l’échelle d’une population. La fréquence allélique est la statistique synthétique la plus simple et la plus importante en génétique des populations. Pour un système à deux allèles — l’allèle dominant A et l’allèle récessif a — les fréquences alléliques sont notées p (fréquence de A) et q (fréquence de a), avec l’exigence p + q = 1. À partir d’effectifs génotypiques, p = (2 × AA + Aa) / (2 × N), où N est le nombre total d’individus diploïdes. Le dénominateur 2N est le nombre total d’allèles dans la population, car chaque individu diploïde porte deux copies. À partir d’effectifs alléliques directs, p = A / (A + a) et q = a / (A + a). Les fréquences génotypiques décrivent la fraction de la population portant chacune des trois classes de génotypes diploïdes : AA (homozygote dominant), Aa (hétérozygote) et aa (homozygote récessif). Les fréquences génotypiques observées sont simplement les effectifs divisés par N. Les fréquences génotypiques attendues sous l’équilibre de Hardy-Weinberg sont respectivement p², 2pq et q², comme le prédit le principe de Hardy-Weinberg. Le principe de Hardy-Weinberg stipule que, dans une grande population à accouplement aléatoire sans mutation, migration, sélection naturelle ni dérive génétique, les fréquences alléliques et génotypiques restent constantes de génération en génération. Les effectifs génotypiques attendus sous HWE sont p² × N pour AA, 2pq × N pour Aa et q² × N pour aa. Lorsque les effectifs génotypiques observés diffèrent significativement de ces attentes, on dit que la population est hors HWE, ce qui peut signaler une consanguinité, une stratification de population, une sélection naturelle agissant sur le locus ou une erreur de génotypage dans les données de laboratoire. Le test du chi carré fournit un cadre statistique formel pour décider si les écarts par rapport à HWE sont plus importants que ce qui serait attendu par hasard. La statistique de test est la somme de (observé − attendu)² / attendu sur les trois classes génotypiques. Avec un degré de liberté (2 allèles, 3 génotypes, 1 contrainte), la valeur critique à p = 0.05 est 3.841. Une valeur de chi carré inférieure à 3.841 est compatible avec HWE ; une valeur supérieure indique un écart statistiquement significatif. Les applications pratiques sont nombreuses. En génétique clinique, tester un SNP pour HWE est une étape standard de contrôle qualité : un écart systématique à HWE dans les données de génotypage des témoins signale des effets de lot ou des erreurs de génotypage. En biologie de la conservation, un écart à HWE dans des populations petites ou fragmentées peut indiquer une dépression de consanguinité ou des goulots d’étranglement génétiques. En génétique médico-légale, les hypothèses de HWE sous-tendent la règle du produit utilisée pour calculer la probabilité de correspondance aléatoire d’un profil ADN. Comprendre p et q pour les allèles associés à des maladies permet aussi aux épidémiologistes d’estimer les fréquences de porteurs avec la formule 2pq.