1 . 1  -  Application de la loi de Hardy-Weinberg à l’estimation des fréquences des gènes autosomiques

Si les hétérozygote ne sont pas reconnaissables (dominance complète d’un allèle), dans l’hypothèse où les génotypes sont en équilibre, les fréquences géniques et les fréquences de génotypes peuvent être estimées si la fréquence de l’homozygote rare est connue.

Supposons une maladie récessive liée à des mutations homozygote d’un gène biallélique, A représentant l’allèle normal et a l’allèle muté.

Le phénotype des individus présentant les génotypes AA et Aa est identique.
Par contre, la proportion d’individus aa correspond à q2.
On peut donc en déduire q= √ q2 ; p= 1-q
La fréquence des hétérozygotes Aa correspond à 2pq et peut être calculée
2pq = 2 x √q2 x (1- √q2)
Si q est très petit, 1 - √q2 est très proche de 1, donc 2pq ~ √q2

Exemple: la phénylcétonurie est une maladie récessive autosomique qui atteint un enfant sur 10 000.
q = √1 / 10 000 = 1 / 100
2 pq = 2 x 1/100 x (1 – 1/100)
1 – 1/100 = 99/100 : très peu différent de 1 ; donc 2pq ~ 2 X 1/100 ~ 1/50

1 . 2  -  Pour les maladies liées au chromosome X

La situation est plus simple. Les hommes ne possédant qu’un seul chromosome X, la fréquence de l’allèle morbide est égale à la proportion de garçons qui sont atteints.

Maladie récessive liée au chromosome X
  Maladie récessive liée au chromosome X
  Garçon
  Filles  
  Phénotype  
 Sain  
 Malade  
 Sain  
 Saine 
 (Malade)  
  Génotype A
 A (I)
 AA Aa (H) 
  aa
  Fréquence p q p2         2pq  q2

On connait I, l’incidence de la maladie dans la population masculine = q
La fréquence des filles hétérozygotes, H est donc égale à :
2 X q X (1 –q)
Si q est très petit : H= 2I (il y a deux fois plus de femmes hétérozygotes que de garçon atteints).

1 . 3  -  Pour vérifier si la loi de Hardy -Weinberg s'applique à une population donnée pour un gène donné

1 . 3 . 1  -  On calcule les fréquences alléliques à partir des fréquences des génotypes

Population N ---> nombre d'allèles = 2N

Nombre d’individus AA= x
Nombre d’individus BB= y
Nombre d’individus AB= z

                                             2x+z
Fréquence de l’allèle A : p = ------
                                              2N

                                             2y+z
Fréquence de l’allèle B : q = -------
                                              2N

1 . 3 . 2  -  On compare les nombres attendus aux nombres observés

Nombres attendus= AA: p2 x N ,
                                     AB: q2 x N,
                                     BB: 2pq x N

Nombres observés= fréquence des phénotypes

On fait un test de X2

EXEMPLE
Genotypes associated with myocardial infarction risk are more common in African Americans than in European Americans.
Lanfear DE, et al J Am Coll Cardiol. 2004 Jul 7;44(1):165-7

Les auteurs ont étudié la fréquence des différents génotypes dans trois gènes dans deux groupes de population: 95 Afro-Américains (AA), et 95 américains d’origine européenne (EA)

Fréquence des différents génotypes
  Polymorphisme  
  GJA-4 (C10009T)     MMP-3 (–1171delA)    PAI-1 –668delG    
  Genotype C/CC/T
T/T
 -/--/A
 A/A  -/--/G   G/G
  AA nombre
           %
 24
(25.3)  
 52
(54.9)  
 19
(19.8  )
 2
(2.2)
 19
(19.8)
 74
(78)
7
(7.6) 
  35
(37)
  53
(55.4)
  EA nombre
           %
 46
(48.4)
 42
(44.1)
 7
(7.5)
 30
(32.3)
 42
(44.1)
 23
(23.6)
  37
(38.7) 
  44
(46.2) 
  14
(15.1) 

Pour le polymorphisme GJA-4 (C10009T)

Dans la population AA : nombres observés

Fréquence de l’allèle C : (24 X 2) + 52 = 100 = 0,526
                                         ----------------     -----
                                             95 X 2         190

Fréquence de l’allèle T : (19 X 2) + 52 = 90 = 0,474
                                         ----------------   ----
                                               95 X 2     190
Nombres attendus :
• génotype C/C : (0,526 ) 2 X 95    = 26,2
• génotype C/T : 2 X 0,526 X 0,474 X 95  = 47,3
• génotype T/T : ( 0,474 )2 X 95   = 21,3

x 2 : Σ(o-e)2 = (24-26.2)2 + (52-47.3)2 + (19-21.3)2 = 0.185+ 0.47 + 0.25 = 0.9
      --------        -----------      ------------         ----------
           e              26.2               47.3              21.3
    (p entre 0.3 et 0.5 : non significatif)

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