Pravděpodobnost a genetika

Základní definice

Jev je výsledek každého pokusu.

Pokus je uskutečnění určitého systému podmínek (např. vrh kostkou).

Rozdělení jevů:

1) Náhodné jevy jsou jevy, které při provedení daného pokusu mohou, ale nemusí nastat (např. objevení se líce při házení mincí; rozchodu chromatid chromozomů či spojování gamet).

2) Jisté jevy jsou jevy, které se při provedení daného pokusu uskuteční vždy, s pravděpodobností rovnou 1.

3) Nemožné jevy jsou jevy, které se při provedené daného pokusu nikdy neuskuteční, s pravděpodobností rovnou 0.  

Definice pravděpodobnosti

Klasická - Laplaceova definice:

kde n je počet případů možných,

m je počet případů příznivých.

Statistická definice:

Provedeme-li n pokusů a jev A se uskuteční přitom m-krát, pak m je četnost jevu a je relativní četnost jevu. Statistickou pravděpodobností jevu A je číslo, kterému se blíží relativní četnost jevu A, tj.

Genetické poměry jsou vhodně vyjádřeny jako pravděpodobnosti (tj. ¾ vysoké: ¼ nízké). Tyto hodnoty předpovídají výsledek každého oplození, takže pravděpodobnost výskytu zygoty s genetickým potenciálem pro vysoký vzrůst je ¾, zatímco potenciál pro nízký vzrůst je ¼. Pravděpodobnost má rozpětí od 0 (kdy se jev určitě nestane) do 1,0 (kdy se jev určitě stane). 

Zákon součinu a součtu

Když se dva nebo více jevů děje náhodně a nezávisle jeden na druhém (stochasticky nezávislé, jestliže pravděpodobnost jednoho z nich nezávisí na tom, zda se druhý jev uskutečnil nebo ne), ale ve stejném čase, můžeme spočítat pravděpodobnost, s kterou se budou vyskytovat oba jevy (průnik). Zde se aplikuje zákon součinu (pravděpodobnost jak - tak). (Součin jevů A, B označujeme A.B, kdy se společně uskuteční oba jevy A i B). Jak vyplývá z principu volné kombinovatelnosti, pravděpodobnost dvou nebo více současných dějů je roven součinu jejich individuálních pravděpodobností. 

Pro nezávislé náhodné jevy A,B platí: P(A|B) = P(A)  a   P(A.B) = P(A) . P(B)

V genetice můžeme aplikovat také zákon součtu na samostatně vzájemně vylučující se jevy: "Součet jevů A, B značíme A+B, kdy nastane alespoň jeden z jevů A, B". 

Náhodné jevy:

Tyto jednoduché zákony pravděpodobnosti jsou užitečné při diskusích o přenosu GI a použijete je při řešení genetických problémů. Když si přejeme znát výsledky křížení je třeba spočítat pravděpodobnosti každého možného jevu. Výsledky těchto výpočtů nám dovolí předpovědět podíl potomků s daným fenotypem nebo genotypem.

Co je důležité! Předpovědi možných jevů se provádějí jen na velkých souborech dat. Jestliže předpovídáme, že 9/16 potomků dihybridního křížení bude mít dominantní znaky, je nepravděpodobné, že v malém souboru přesně 9 z každých 16 budou takové. Odchylka od očekávaného poměru v malém vzorku je připisována odchylce způsobené náhodně. Vliv náhody se zmenšuje s velikostí vzorku. 

Zjistěte si kolik pokusných rostlin Mendel pěstoval na klášterních záhoncích! Mohl tedy získat statisticky významné výsledky svých genetických poměrů?