Date post: | 29-Jun-2015 |
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Genética de Poblaciones
Dra. Estela TangoDocente: Genética
Genética de poblaciones
Estructura genética de una población
Genética de poblaciones
Estructura genética de una población
Grupo de indivíduos de una misma especie que pueden entrecruzar.
Genética de poblaciones
Estructura genética de una población
Grupo de indivíduos de una misma espécie que pueden entrecruzar.
• Alelos• Genótipos
Padrón de las variaciones genéticas en las polacionesVariaciones en la estructura génica através del tiempo
Estructura genética
• Frecuencias genotípicas• Frecuencias alélicas
rr = blanca
Rr = rosada
RR = roja
Estructura genética
• Frecuencias genotípicas• Frecuencias alélicas
200 = blanca
500 = rosada
300 = roja
Total = 1000 flores
Frecuenciasgenotípicas
200/1000 = 0.2 rr
500/1000 = 0.5 Rr
300/1000 = 0.3 RR
Estructura genética
• Frecuencias genotípicas• Frecuencias alélicas
200 rr = 400 r
500 Rr = 500 R 500 r
300 RR = 600 R
Total = 2000 alelos
Frecuenciasalélicas
900/2000 = 0.45 r
1100/2000 = 0.55 R
100 GG
160 Gg
140 gg
Para una población con genotipos: Calcular:
Frecuencia genotípica:
Frecuencia fenotípica
Frecuencia alélica
100 GG
160 Gg
140 gg
Para una población con genotipos: Calcular:
100/400 = 0.25 GG160/400 = 0.40 Gg140/400 = 0.35 gg
260/400 = 0.65 verde140/400 = 0.35 amarelo
360/800 = 0.45 G440/800 = 0.55 g
0.65260
Frecuencia genotípica:
Frecuencia fenotípica
Frecuencia alélica
A genética de poblaciones estudia el origen de la variación, la transmisión de las variantes de los progenitores para la siguiente genereación y las variaciones temporales que ocurren en una población debido a fuerzas evolutivas sistemáticas y aleatorias.
- Por qué alelos de la hemofilia son raros en todas las poblaciones humanas mientras que el alelo que causa la anemia falciforme es tan común en algunas poblaciones africanas?
- Qué variaciones se esperan en la frecuencia de anemia falciforme en una población que recibe migrantes africanos?
- Qué variaciones presentan en polaciones de insectos expuestos a insecticidas generación tras generación?
Responde a preguntas como estas:
Por qué la variación genética es importante?
Cómo varía la estructura genética?
La Genética de poblaciones?
Frecuencia genotípicaFrecuencia alélica
Variación genética en tiempo y espacio
Frecuencia de los alelos Mdh-1 en colonias de caracoles
Variación genética en tiempo y espacio
Variaciones en la frecuencia del alelo F en locus Lap en polaciones de ratas de pradera en 20 generaciones.
Variación genética en tiempo y espacio
Por qué la variación genética es importante?
Potencial para variaciones en la estructura genética
• Adaptación a variaciones ambientales• Conservación ambiental
• Divergencias entre poblaciones• Biodiversidad
Por qué la variación genética es importante?
variación
sin variación
EXTINCIÓN!!
Calentamiento
globalSobrevivencia
Por qué la variación genética es importante?
variación
sin variación
norte
sud
norte
sud
Por qué la variación genética es importante?
variación
sin variación
norte
sud
norte
suddivergencia
SIN DIVERGENCIA!!
Cómo varía la estructura genética?
Cómo varía la estructura genética?
Variaciones en las frecuencias alélicas y/o frecuencias genotípicas a través del
tiempo
Cómo varía la estructura genética?
Variaciones en las frecuencias alélicas y/o frecuencias genotípicas a través del
tiempo• mutación
• migración
• selección natural
• deriva genética
• Recombinación
Cómo varía la estructura genética?
• mutación
• migración
• selección natural
• deriva genética
• Recombinación
Variaciones en el ADN
• Crea nuevos alelos
• Fuente final de toda variación genética
Cómo varía la estructura genética?
• mutación
• migración
• selección natural
• deriva genética
• Recombinación
Movimiento de individuos entre poblaciones
• Introduce nuevos alelos“Flujo génico”
Cómo varía la estructura genética?
• mutación
• migración
• seleción natural
• deriva genética
• Recombinación
Ciertos genotipos dejan más descendientes
• Diferencias en la sobrevivencia o reproducción
Diferencias en “fitness”
• Lleva a la adaptación
Selección Natural
Resistencia al jabón bactericida
1ª generación: 1,00 no resistente
0,00 resistente
Selección Natural
Resistencia al jabón bactericida
1ª generación: 1,00 no resistente
0,00 resistente
Selección Natural
Resistencia al jabón bactericida
1ª generación: 1,00 no resistente
0,00 resistente
mutación!
2ª generación: 0,96 no resistente
0,04 resistente
Selección Natural
Resistencia al jabón bactericida
1ª generación: 1,00 no resistente
0,00 resistente
2ª generación: 0,96 no resistente
0,04 resistente
3ª generación: 0,76 no resistente
0,24 resistente
Selección Natural
Resistencia al jabón bactericida
1ª generación: 1,00 no resistente
0,00 resistente
2ª generación: 0,96 no resistente
0,04 resistente
3ª generación: 0,76 no resistente
0,24 resistente
4ª generación: 0,12 no resistente
0,88 resistente
Selección Natural puede causar divergencia en poblaciones
divergencianorte
sud
Selección sobre los alelos de la anemia falciforme
aa – ß hemoglobina anormal Anemia falciforme
Bajofitness
Mediofitness
Altofitness
Aa – Ambas ß hemoglobinas resistente a la malaria
AA – ß hemoglobina normal Vulnerable a la malaria
La selección favorece a los heterozigotos (Aa)Ambos alelos son mantenidos en la población (a en baja frecuencia)
Cómo varía la estructura genética?
• mutación
• migración
• selección natural
• deriva genética
• Recombinación
Variación genética simplemente al azar
• Errores de muestreo
• Sub-representación• Poblaciones pequeñas
Deriva Genética
8 RR8 rr
2 RR6 rr
0.50 R0.50 r
0.25 R0.75 r
Antes:
Después:
Cómo varía la estructura genética?
• mutación
• migración
• selección natural
• deriva genética
• Recombinación
Causa variaciones en las frecuencias alélicas
Cómo varía la estructura genética?
• mutación
• migración
• selección natural
• deriva genética
• Recombinación
Recombinación combina los alelos dentro del genótipo
Recombinación no aleatoria
Combinaciones alélicas no aleatorias
Variación genética en
poblaciones naturales
El estudio de la variación consiste en 2 etapas:
1) Descripción de la variación fenotípica
2) Traducción de los fenotipos en terminos genéticos
Genotipo Frecuencias alélicas
Populación MM MN NN p (M) q (N)
Esquimales 0,835 0,156 0,009 0,913 0,087
Aborígines australianos 0,024 0,304 0,672 0,176 0,824
Egípcios 0,278 0,489 0,233 0,523 0,477
Alemanes 0,297 0,507 0,196 0,550 0,450
Chineses 0,332 0,486 0,182 0,575 0,425
Nigerianos 0,301 0,495 0,204 0,548 0,452
Variación fenotípicaContínua
Descontínua
Frecuencias genotípicas: teorema de Hardy-Weinberg
Cuál valor preditivo de las frecuencias alélicas?
En una población infinitamente grande y panmítica, y sobre la cuál no hay influencia de factores evolutivos, las frecuencias génicas y genotípicas permanecen constantes a lo largo de las generaciones.
A (p) a (q)
A (p)AA
p2
Aa
pq
a (q)Aa
pq
aa
q2
ovocitos
espe
rmat
ozoi
des
Genótipo Frecuencia
AA p2
Aa 2pq
aa q2
Ecuación de Hardy Weinberg A frecuencia del alelo “A”: en una población se la llama “p”
En una población de gametos, la probabilidad que ambos, huevos y espermatozoides, contengan el alelo “A” es p x p = p2
A frecuencia del alelo “a”: en una población se la llama “q”
En una población de gametos, la probabilidad que ambos, huevos y espermatozoides, contengan el alelo “a” es q x q = q2
En una población de gametos, la probabilidad que ambos, huevos y espermatozoides, contengan alelos diferentes es:
(p x q) + (q x p) = 2 pq.
Hembras dan “A” y machos “a”o Hembras dan “a” y machos “A”
Hardy Weinberg Equation
p2 + 2pq + q2 = 1
Aplicaciones del princípio de Hardy-WeinbergTipo sanguíneo Genotipo Número de personas
M LMLM 1787
MN LMLN 3039
N LNLN 1303
A población observada está en equilíbrio de Hardy-Weiberg?
p = 0,5395 q = 0,4605
Genotipo Frecuencia de Hardy-Weinberg
LMLM p2 = (0,5395)2 = 0,2911
LMLN 2pq = 2 (0,5395) (0,4605) = 0,4968
LNLN q2 = (0,4605)2 = 0,2121
Genotipo Número previsto
LMLM 0,2911 x 6129 = 1784,2
LMLN 0,4968 x 6129 = 3044,8
LNLN 0,2121 x 6129 = 1300,0
Aplicación del teorema a genes ligados al X
Las frecuencias alélicas son evaluadas por las frecuencias de los genótipos de los hombres y las frecuencias de los genotipos de las mujeres son obtenidas por la aplicación de los princípios de Hardy-Weinberg
Ej: daltonismo
Sexo Genotipo Frecuencia Fenotipo
Hombres C p = 0,88 Visión normal
c q = 0,12 Daltónico
Mujeres CC p2 = 0,77 Visión normal
Cc 2pq = 0,21 Visión normal
cc q2 = 0,02 Daltónico
Frecuencias alélicas: sólo contar los alelos en los hombres
En una población de 200 hombres, 24 son daltónicos
c = 24/200 = 0,12 luego C = 1 – 0,12 = 0,88