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Tema I. Fuerzas evolutivas y sus consecuencias
Mutación y Deriva génica
Genética de poblaciones
Genética, estudio científico de cómo se transmiten los caracteres físicos, bioquímicos y
de comportamiento de padres a hijos.
Población, conjunto de individuos de la misma especie que viven en un lugar geográfico
determinado (nicho ecológico) y que real o potencialmente son capaces de cruzarse entre
sí, compartiendo un acervo común de genes. (Poza de genes o “pool” génico).
Gregor Johann Mendel (1822-1884)
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Gametos femeninos
Gametos masculinos
50% A
25% AA
25 % Aa
50% A
50% a
50% a
25% Aa
25% aa
El modelo matemático de Mendel, supone que:
1. Una planta con factores A y b, pueden producir gametos que tienen ya sea A o b,
pero no ambos.
2. Los gametos con factor A y b, pueden ser producidos en números equivalente.
3. Los gametos pueden combinarse aleatoriamente.
Homocigoto, también homocigótico o raza pura, según la genética mendeliana, individuo
procedente de un cigoto que se originó a partir de dos gametos con el mismo alelo para
un gen determinado.
AA (Homocigoto dominante)
aa (Homocigoto recesivo)
Heterocigoto, también heterocigótico o híbrido, según la genética mendeliana, individuo
que posee dos variantes o alelos distintos para un mismo gen.
Aa
Padres heterocigotos
A
a
A
AA
Aa
a
Aa
aa
Padres homocigotos dominantes
A
A
A
AA
AA
A
AA
AA
Padres homocigotos recesivos
a
a
a
aa
aa
a
aa
aa
Padres homocigotos para cada tipo de gen
a
a
A
Aa
Aa
A
Aa
Aa
Padres heterocigoto y homocigoto dominante
A
A
A
AA
AA
a
Aa
Aa
2
Padres heterocigoto y homocigoto recesivo
a
a
A
Aa
Aa
a
aa
aa
Frecuencias genotípicas de una población son las proporciones o porcentajes de
individuos de cada genotipo que están presentes en la población
La frecuencia real para cada alelo:
Número total de cada tipo de alelo
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Número total de todos los alelos
P. ej.
100 personas.
33 individuos: AA (es decir dos alelos) A.
54 personas: Aa (es decir un alelo A y otro a); y
13 sujetos: aa (o lo que es lo mismo dos alelos a).
Frecuencia del Gen A: 0.60
Frecuencia del Gen a: 0.40
Ley de Hardy-Weinberg (Godfrey H. Hardy y Wilhelm Weinberg, 1908), también llamada
ley del equilibrio genético. “En una población panmíctica, suficientemente grande y no
sometida a migración, mutación, deriva génica o selección, las frecuencias génicas y
genotípicas se mantienen constantes de generación en generación”.
Panmixia, apareamiento aleatorio, al azar.
La frecuencia de alguno de los alelos, “A” o “a”, es descrita por un número de cero a uno.
Las frecuencias, entonces, deben sumar 1. Si se representa como “p” a la frecuencia del
alelo dominante (A) y “q” la frecuencia del alelo recesivo (a), se puede resumir su relación
por medio de una ecuación binomial sencilla: p + q = 1.
p(A)
q(a)
2
p(A) p (AA) pq(Aa)
q(a) pq(Aa) q2(aa)
p2 + 2pq + q2 = 1
Donde:
Frecuencia de AA = p × p = p2
Frecuencia de Aa = 2 × p × q = 2pq
Frecuencia de aa = q × q = q2
De modo que para el ejemplo, la frecuencia esperada de individuos con un genotipo AA
es de 0.36, el resultado de multiplicar 0.60 por 0.60.
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Desde un punto de vista Neodarwiniano (o Teoría sintética de la evolución), el proceso
evolutivo, tiene como principales causas:
1.
2.
3.
4.
5.
Mutación
Selección natural
Deriva génica
Inmigración y emigración diferenciales
Efecto de “fundadores” y de “embotellamiento” (aislamiento reproductivo).
Mutación, cambio en la secuencia de bases del ácido desoxirribonucleico (ADN) de un
organismo. Es decir un cambio repentino, aleatorio y discontinuo de un gen (o
cromosoma).
Hugo M. De Vries (1848-1935), mutaciones (variación repentina del rasgo de un
individuo) y no la selección natural la fuente de variabilidad.
1. Es aleatoria (independiente, no dirigida) de la función del gen.
2. Las tasas de mutación son muy bajas y por ello no pueden producir cambios de
frecuencias (por generación) rápidos en las poblaciones.
Tipos de mutación.
1. Según el tipo de célula: Somática o gamética.
2. Según la naturaleza: Genómica, cromosómica, o génica
3. Según la expresión: Dominante o recesiva
Deriva génica, la producción de cambios evolutivos al azar en poblaciones reproductoras
pequeñas
Acontecimientos aleatorios, o fortuitos, tienden a causar cambios de magnitud
relativamente mayor en una población pequeña. Si una población consta de sólo unos
pocos individuos, un alelo presente a baja frecuencia en ella puede perderse por simple
azar.
En pequeñas poblaciones es posible que las fluctuaciones al azar resulten significativas
en los cambios de frecuencias alélicas. En casos extremos se podría fijar un alelo y
excluir otro.
Las frecuencias génicas pueden permanecer constantes sólo cuando la población es muy
grande.
La migración, es el movimiento de individuos entre poblaciones. Si las poblaciones
difieren en frecuencias alélicas o génicas, la migración en sus formas de emigración e
inmigración, puede producir cambios importantes en las frecuencias alélicas.
El movimiento de genes de una población a otra se denomina “flujo genético”.
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Fundadores, si un nuevo hábitat es colonizado accidentalmente por un pequeño número
de organismos, los únicos genes presentes en la descendencia son los pocos que
existían al momento de la colonización.
Embotellamiento o cuello de botella, sólo unos cuantos individuos sobreviven ante
cierta etapa crítica de su ciclo de vida, de modo sólo unos cuantos individuos dan origen a
la población futura, y que no necesariamente son representativos del material genético de
la población original.
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Los postulados de la teoría Neodarwiniana se resumen de la siguiente manera:
1. Evolución es el cambio en frecuencias génicas del fondo o acervo genético de una
población específica (microevolución)
2. Cada especie es un acervo aislado de genes, que posee complejos génicos
particulares conectados por flujo génico.
3. Un individuo contiene solo una porción del acervo génico de la especie a la que
pertenece.
4. Un individuo de fenotipo más favorable contribuye con una proporción mayor de
genes al nuevo acervo genético.
5. La mutación es la fuente más importante de nuevos genes en un acervo genético.
Apuntes elaborados por:
M. en C. Víctor Rafael Zárate-Ramírez
Profesor de Asignatura Definitivo “A”
CCH-Oriente, UNAM
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