¡Descarga Diversidad genética: tamaño poblacional, selección natural y fluctuaciones demográficas y más Apuntes en PDF de Química solo en Docsity!
UNIVERSIDAD NACIONAL DE FRONTERA
FACULTAD DE INGIENERIA DE INDUSTRIAS
ALIMENTARIAS Y BIOTECNOLOGIA
ESCUELA DE INGIENERIA EN BIOTECNOLOGIA
DETERMINANTES DE LA DIVERSIDAD GENÉTICA
Integrantes:
De Lama Lopez Jhonatan
Vargas Machuca Quevedo Alexandra
Docente:
CASTILLO ROGEL ROSITA TANYELISBETH
Determinantes de la diversidad genética
RESUMEN: El polimorfismo genético varía entre especies y genomas, influyendo en la evolución y
conservación de las especies. La variación en el tamaño de población (Ne) es clave en la diversidad genética, y la genómica comparada está resolviendo la "paradoja de Lewontin". La selección ligada es importante en la diversidad genética y esta diversidad se relaciona con la historia de vida de una especie.
DESARROLLO DEL TEMA
El texto aborda el tema de la diversidad genética, también conocida como polimorfismo genético, que se refiere a las variaciones en las secuencias de ADN entre individuos de una especie o población. Se menciona que la diversidad genética se manifiesta a través de alozimas, que son variantes alélicas de proteínas que pueden separarse mediante electroforesis debido a diferencias de carga o estructura. Además, se resalta que la diversidad genética varía significativamente entre especies y también entre diferentes loci y cromosomas dentro de una especie.
¿CÓMO SE PERCIBÍA LA DIVERSIDAD GENÉTICA ANTES DE PODER MEDIRLA?
- Se menciona que la visión metafísica de la naturaleza entre los filósofos griegos antiguos veía la variación entre los cuerpos materiales como imperfecciones de las formas ideales.
- Se destaca que la genética mendeliana introdujo el componente genético en la comprensión de la variación, especialmente en lo que respecta a las expectativas de variación entre la descendencia.
- Se menciona que la síntesis evolutiva moderna se formó al integrar la teoría de la genética de poblaciones de Fisher, Haldane y Wright con la genética mendeliana y los principios darwinianos.
- Se señala que, a pesar de estos avances, la investigación directa sobre la diversidad genética era limitada hasta la década de 1960 debido a la falta de tecnología adecuada.
- Se menciona la teoría neutral de la evolución molecular de Kimura y su posterior desarrollo por parte de Ohta, que sugiere que gran parte de la diversidad genética puede ser el resultado de mutaciones selectivamente neutrales y mutaciones ligeramente nocivas que se segregan en la población.
- Se destaca que partes sustanciales del genoma pueden no ser funcionales y, por lo tanto, pueden estar sujetas a diferentes presiones selectivas en comparación con las regiones funcionales del genoma.
DERIVA GENETICA
La diversidad genética tanto entre especies como dentro de los genomas de las especies se discuten en varios factores que influyen esta variación: 1. Ne promedio a largo plazo: Se menciona que el tamaño efectivo de la población a largo plazo, la selección natural y la variación en la tasa de mutación son factores clave que afectan la diversidad genética.
- Microsatélites: Se menciona el uso de microsatélites para caracterizar patrones de diversidad genética dentro de las especies, y se observó que especies en peligro de extinción y especies sobreexplotadas tienden a ser menos polimórficas en estos loci.
- Tecnologías de Secuenciación de Próxima Generación: Con la llegada de las tecnologías de secuenciación de próxima generación, se amplió enormemente la literatura sobre genética de poblaciones, permitiendo investigar patrones de variación genética entre especies con una mayor precisión.
EL TAMAÑO EFECTIVO DE LA POBLACIÓN Y SU ESTIMACIÓN
La explicación del concepto de "tamaño efectivo de la población" (Ne) y cómo se relaciona con la diversidad genética a lo largo del tiempo:
- Contexto Inicial: Se menciona que si las poblaciones fueran infinitamente grandes y se ignoraran procesos biológicos como la selección, la mutación y la migración, la frecuencia de las variantes genéticas sería constante en las generaciones.
- Deriva Genética y Tamaño Efectivo de la Población (Ne): Se introduce el concepto de deriva genética como el proceso de muestreo de alelos en poblaciones finitas. El alcance de la deriva genética está determinado por el tamaño efectivo de la población (Ne).
- Estimación de Ne: Se menciona que la estimación directa de Ne suele ser impracticable debido a la falta de datos sobre el número total de individuos y la variación en el éxito reproductivo. Por lo tanto, se utilizan estimaciones indirectas basadas en parámetros genéticos.
- Diversidad Genética a lo Largo del Tiempo: Se destaca que la diversidad genética contemporánea es el resultado de mutaciones y deriva genética en el pasado, con una influencia particularmente grande de los períodos de bajo Ne.
- Relevancia en Biología de la Conservación: Se señala que, en biología de la conservación, el Ne actual es importante para comprender la rapidez con la que una población pierde diversidad genética debido a la deriva genética.
- Nuevos Métodos de Estimación: Se informa sobre métodos más recientes para estimar Ne en el pasado reciente, basados en análisis de segmentos cromosómicos idénticos por descendencia.
RESEÑAS
En esta parte se analiza varios aspectos relacionados con la diversidad genética y cómo factores como la reproducción asexual, sistemas de apareamiento, y la selección natural afectan esta diversidad, como:
- Reproducción Asexual y Heterocigosidad: Se menciona que la reproducción asexual debería conducir a una mayor heterocigosidad debido al efecto Meselson. Este efecto sugiere que, en la reproducción asexual, las mutaciones nuevas permanecen en un estado heterocigoto.
- Corroboración Empírica: Se señala que, hasta ahora, la expectativa teórica del efecto Meselson no ha sido completamente respaldada por la evidencia empírica.
- Efecto de la Selección Purificadora: Se menciona un estudio reciente en plantas (género Oenothera) que encontró un aumento significativo en la diversidad genética en especies asexuales.
- Tecnologías de Secuenciación de Alto Rendimiento: Se destaca el poder de las tecnologías de secuenciación de alto rendimiento para caracterizar los efectos de los sistemas de apareamiento en la variación genética.
- Gráfico de Diversidad Genética y Estrategias de Reproducción: Se presenta una figura que muestra una correlación negativa entre la diversidad genética y el tamaño de la descendencia en animales. Se menciona que los estrategas r (que tienen una alta tasa de reproducción) son más polimórficos que los estrategas K (que tienen una baja tasa de reproducción).
- Riesgos de Extinción en Poblaciones Asexuales: Se discute que, a pesar del aumento en la heterocigosidad asociado con la asexualidad, las poblaciones asexuales no se espera que respondan de manera más eficiente a los cambios ambientales.
- Selección Ligada y Barridos Selectivos: Se menciona que la selección ligada tiene un fuerte impacto en la diversidad genética en poblaciones grandes. Se explica que la fijación rápida de una mutación beneficiosa (barrido selectivo) puede eliminar los polimorfismos preexistentes en los loci cercanos.
- Historia Demográfica y Estimación de Ne: Se menciona que se han desarrollado nuevos métodos para inferir la historia demográfica de las poblaciones y cómo los cambios en el tamaño de la población pueden influir en el tamaño efectivo de la población (Ne).
RESEÑAS
En esta parte se ofrece una visión general de los principales determinantes de la diversidad genética y cómo se relacionan entre sí, como:
- Tamaño Efectivo de la Población (Ne): Se menciona que Ne es uno de los principales factores que afectan la diversidad genética.
- Tasa de Mutación: La tasa de mutación es otro factor importante que afecta la diversidad genética. Las mutaciones son la fuente de variabilidad genética en una población.
- Selección Vinculada: Se discute cómo la selección natural puede afectar la diversidad genética. La selección vinculada se refiere a la influencia de las mutaciones en loci cercanos a aquellos que están directamente bajo selección.
W) debería seguir la regla 4:3:1. Esto significa que los autosomas deberían tener más diversidad que los cromosomas sexuales.
- Desviaciones de la Regla 4:3:1: Sin embargo, se señala que esta regla puede no cumplirse en la realidad debido a diversas razones. Por ejemplo, las diferencias en el éxito reproductivo entre los sexos, como en el caso de la selección sexual, pueden llevar a diferencias en el tamaño efectivo de población (Ne) entre los sexos, lo que a su vez puede afectar la proporción de diversidad genética.
- Recombinación y Diversidad: La tasa de recombinación desempeña un papel crucial en la diversidad genética. En regiones con alta tasa de recombinación, la diversidad genética tiende a ser mayor, ya que la recombinación permite la mezcla de alelos.
- Mutaciones y Recombinación: La relación entre la tasa de recombinación y la diversidad genética puede verse influenciada por la mutación. Específicamente, la recombinación puede afectar la frecuencia de mutaciones de un tipo a otro (por ejemplo, de AT a GC), lo que puede tener un efecto en la diversidad genética en función del tipo de mutación considerada.
- Selección Sexual y Cromosomas Sexuales: Los cromosomas sexuales, como el cromosoma X o Y, pueden verse afectados por la selección sexual, ya que estos cromosomas a menudo contienen genes relacionados con la reproducción sexual. Esto puede reducir la diversidad genética en estos cromosomas.
- Mutación Masculina y Femenina: También se menciona que la mutación puede ser diferente entre los sexos debido a diferencias en la replicación celular en la línea germinal masculina y femenina, lo que podría contribuir a las diferencias en la diversidad genética entre los cromosomas sexuales y los autosomas.
- Límite Físico a la Diversidad Genética: Se plantea la posibilidad de que exista un límite físico en la cantidad de diversidad genética que una especie puede mantener debido a las limitaciones en la disimilitud entre secuencias de ADN recombinantes.
CONCLUSIONES
- La observación de que la diversidad genética varía mucho menos entre especies de lo que se esperaría según la teoría neutral contradice la idea anterior de que la diversidad genética debería ser proporcional al tamaño de la población (Nc) como postula la teoría neutral. - Se ha sugerido que la selección natural y sus efectos a través del ligamiento podrían explicar esta discrepancia en la diversidad genética entre especies.
- Se ha encontrado que la selección en sitios vinculados afecta los niveles de diversidad promedio del genoma en animales y plantas, pero parece que esto por sí solo no puede explicar completamente la paradoja de Lewontin.
- Otra explicación clásica para la discrepancia en la diversidad genética entre especies involucra fluctuaciones demográficas, que pueden nivelar el tamaño efectivo de la población promedio a largo plazo.
- Se espera que la acumulación de datos genómicos de poblaciones naturales en una variedad de especies permita cuantificar mejor la influencia relativa de estos factores y ayudará a esclarecer los determinantes ecológicos detrás de la relación entre los rasgos de la historia de vida y la diversidad genética.
- Comprender estos factores es de gran importancia tanto en términos de conservación como de gestión de poblaciones en peligro de extinción, ya que puede mejorar la calidad y el potencial adaptativo de estas poblaciones a largo plazo.
