Populasyondaki her birey sahip olduğun genetik materyali yavru döllere aktarmak yani üremek ister.
Bu anlamda değerlendirdiğimizde popülasyondaki yeni nesillerin genetik yapıları mevcut bireylerin gametlerine ve çiftleşmenin hangi bireyler arasında olacağına bağımlıdır.
Populasyon genetiği çalışılırken popülasyona dahil olan tüm fertlerin alellerini bulunduran sanal bir havuz düşünülür. Bu havuzda ilgili özelliğe ait tüm alel gen çeşitleri mevcuttur. Havuz içinde herhangi bir alelin bulunma oranı ilgili alelin frekansı olarak tanımlanır.
Yukarıdaki örnekte aynı popülasyona ait bireyler belli bir özellik için iki farklı alel gene sahip olabilmektedir. Populasyona ait gen havuzunda 6 adet baskın gen ( A ) ve 6 adet çekinik gen ( a ) bulunmaktadır.
Bu durumla ilgili genlerin frekansları A için 0,5 , a için yine 0,5 olacaktır. Eğer popülasyonda çiftleşmeler rastgele olursa bu oranların yıllar içinde çok büyük bir değişim göstermesi beklenmez.
Yukarıdaki popülasyonda baskın genin frekansını p harfi ile çekinik genin frekansını ise q harfi ile gösterebiliriz.
p = 0,5
q = 0,5
Bu durumun ifade ettiği başka bir nokta ise bu popülasyonda oluşturulacak yumurta ve spemlerin yarısının A aleline yarısının ise a aleline sahip olacağa durumudur. O halde aşağıdaki eşitliği yazmak mümkündür.
p + q = 1
Populasyondaki homozigot baskın genotipli bireylerin oranı iki atadan da baskın gen alınmasına bağımlıdır. Olasılığın teme ilkelerinden biri şansa bağlı iki olayın aynı anda olma ihtimali bu iki olayın ayrı ayrı olma ihtimallerinin çarpımına eşlittir şeklinde ifade edilir.
O halde yukarıdaki popülasyonda yeni oluşacak bireyin iki alelinin de baskın olması p x p yani p2 şeklinde ifade edilmelidir.
Homozigot çekinik bireyler q x q = q2 şeklinde ifade edilirken heterozigot bireyler iki farklı şeiklde olabileceğinden ( Aa veya aA ) bu bireylerin genotip frekansı 2pq olarak ifade edilir.
p + q = 1
( p+ q )2 = 1
P2 + 2pq + q2 = 1
Hardy – Weinberg kuralı denen bu kurala göre bir popülasyondaki genotip frekansları bilinirse gen frekansları da hesaplanabilir.
Örneğin bir bezelye popülasyonunda bireylerin % 49 u homozigot sarı tohum rengine ( YY ) , % 0,9 u yeşil tohum rengine ( yy ) ve % 42 si heterozigot sarı tohum rengine sahip olacaktır. Burada görülen fenotip frekansı ise 3 baskın bir çekinik şeklinde ifade edilebilir.
Populasyondaki gen frekanslarında zamana bağlı olarak görülen değişim aslında türün değişim gösterdiği anlamına da gelecektir. O halde popülasyondaki gen ve genotip frekanslarının kuşaklar boyu değişmemesi için aşağıdaki şartların sağlanması gereklidir.
Eşleşmenin ( çiftleşmenin ) rastgele olması
Populasyon içinde çiftleşme için belli özellikteki bireyler seçilmez ise alel gen frekansları zaman içinde çok büyük bir değişim göstermez.
Mutasyonların olmaması
Alel gen yapısında meydana gelecek mutasyonlar frekansları değişime uğratır.
Populasyonlar arası gen akışı ( göçü ) olmaması
Populasyonun içine ya da dışına göçler gen havuzundaki sayısal değerleri farklılaştırır.
Doğal ya da yapay seçilim yapılmaması
Belli bir gene ve buna bağlı olarak özelliğe sahip bireyler doğal ya da yapay olarak kayırılırsa diğer alelin frekansı zaman içinde düşüş gösterir.
Populasyonun yeterince büyük olması
Büyük popülasyonlarda her bir bireyin yüzde değeri ve gen havuzundaki önemi son derece sınırlıdır. Az sayıda bireyin ölümü vb durumlar gen havuzunu önemli ölçüde etkilemez.
Ancak az sayıda bireyden oluşan popülasyonlarda üremeye katılmayan bazı fertler gen frekanslarının zaman içinde değişimine sebep olur. Bu durum genetik kaymaya sebebiyet verebilir.
Küçük popülasyonlarda çiftleşmenin az sayıda fert arasında olması çekinik genlerle kontrol edilen rahatsızlıkların ortaya çıkma ihtimalini artırmaktadır. Örneğin Florida panteri olarak bilinen türün günümüzde çok az sayıda bireyi mevcuttur. Nesiller boyu devam eden soy içi üreme nedeniyle bu türün oluşturduğu spermlerin % 90 ı bozuktur.