Genetica de poblacion

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Genetica de poblacion

  1. 1. EL ESTUDIO DE LA GENÉTICA DE POBLACIONES PARA LA CONSERVACIÓN DE ESPECIES
  2. 2. <ul><li>La Genética se divide en: </li></ul><ul><li>Genética de transmisión </li></ul><ul><li>Genética molecular </li></ul><ul><li>Genética de poblaciones </li></ul>
  3. 3. <ul><li>Para su estudio genético el grupo más apropiado es la Población Mendeliana, que se define como una comunidad de individuos, que viven en una localidad geográfica determinada y que, real o potencialmente, son capaces de cruzarse entre sí, compartiendo un acervo común de genes. </li></ul>
  4. 4. <ul><li>La Genética de poblaciones es el estudio biológico de la composición genética de las poblaciones, que suele medirse en forma de frecuencias génicas (la frecuencia con que un gen aparece en una población a través del tiempo). </li></ul>
  5. 5. <ul><li>Las frecuencias génicas </li></ul><ul><li>Son las que se expresan para cualquier “locus” genético, que es el lugar que un gen determinado ocupa en el ADN. Casi siempre lo que interesa es estimar las frecuencias alélicas, porque la variación de estas frecuencias a lo largo del tiempo determina el destino de la población y recordemos que lo que se transmite de una generación a la siguiente son los genes, que van en los gametos no los genotipos ni los fenotipos que mueren con el individuo. </li></ul>
  6. 6. <ul><li>Mediante el estudio de estas frecuencias alélicas (o frecuencia génica), los científicos pueden identificar poblaciones que están cambiando genéticamente o evolucionando. </li></ul><ul><li>También es posible predecir la presencia de anomalías genéticas en las poblaciones. </li></ul>
  7. 7. <ul><li>EJEMPLO DE FRECUENCIAS </li></ul><ul><li>La anemia falciforme es producida por la homocigosidad de un alelo. Aunque los homocigotos mueren antes de alcanzar la madurez sexual, este alelo defectuoso tiene frecuencias relativamente altas en aquellas zonas del mundo donde el número de casos de malaria es elevado. Esto es debido a que los heterocigotos que presenten este alelo son resistentes a la enfermedad. De esta forma, la distribución del alelo defectuoso dibuja también el mapa de la incidencia de la malaria </li></ul>
  8. 8. <ul><li>EVOLUCIÓN DE LAS POBLACIONES </li></ul><ul><li>La mayoría de las poblaciones no mantienen un equilibrio genético y los genes existentes son remplazados por genes nuevos o más ventajosos. Esta evolución puede estar en relación con la selección natural, es decir, algunos miembros de la población con ciertos genotipos originan descendientes más fuertes o más sanos. </li></ul>GENÉTICA DE POBLACIONES: CIENCIA MÁS IMPORTANTE PARA LA EVOLUCIÓN.
  9. 9. <ul><li>Factores de la evolución: </li></ul><ul><li>Variabilidad: La evidencia indica que la mayoría de las poblaciones son más variables genéticamente de lo que se supone. </li></ul><ul><li>Ejemplo: </li></ul><ul><li>Los estudios de los productos polipeptídicos de los genes han señalado que, por término medio, cerca de un tercio de ellos tienen variantes genéticas con frecuencias superiores a las que cabría esperar a partir del equilibrio entre su generación por mutación, y la desventaja selectiva de los mutantes. </li></ul>
  10. 10. <ul><li>Ejemplo: </li></ul><ul><li>Otro mecanismo llamado selección dependiente de la frecuencia, se basa en la ventaja relativa de las variedades poco frecuentes, como por ejemplo, en poblaciones expuestas a depredadores. Los depredadores tienden a centrarse en la variedad más común, y no hacen caso de las variedades raras. Por esta razón, cuando una variedad es poco frecuente puede estar en ventaja, aunque perderá dicha ventaja conforme la selección natural para el rasgo de adaptación la haga más abundante. </li></ul>
  11. 11. <ul><li>Entonces, los depredadores empiezan a sacrificar la variedad favorecida, hasta alcanzar equilibrio entre los alelos de la población. </li></ul><ul><li>Los parásitos pueden actuar de modo similar, especializándose en atacar cualquier variedad de huéspedes que sea la más común, y manteniendo por ello la variabilidad genética en las poblaciones de huéspedes. (Ejemplo: Nematodos). </li></ul>
  12. 12. <ul><li>Según el equilibrio los genotipos se ajustan a lo esperado. Se tiende a pensar que cuando un locus se encuentra en equilibrio en una población, todos los loci que están en equilibrio no tiene porque influir sobre otros loci. </li></ul><ul><li>Ejemplo: </li></ul><ul><li>En humanos el locus que determina el grupo sanguíneo MN suele estar en equilibrio en todas las poblaciones estudiadas porque nadie elije pareja fijándose si su novio es M, MN o N, y los cruzamientos son al azar. Sin embargo, las personas sí se fijan en otros caracteres para escoger pareja, sobre todo características raciales, para estos caracteres los cruzamientos no son al azar. </li></ul>
  13. 13. <ul><li>Naturalmente toda la variación: </li></ul><ul><li>Cromosomas </li></ul><ul><li>De segmentos cromosómicos o </li></ul><ul><li>De loci </li></ul><ul><li>Aparece, en último término, por mutación. </li></ul>
  14. 14. <ul><li>Heredabilidad: Es la proporción de la variabilidad de la población que es debida a diferencias genéticas, el resto de la variación sería debida a la influencia ambiental. </li></ul><ul><li>Cualquiera que sea el organismo que estudiamos, encontraremos que existe variabilidad para las características biológicas. Puede que la observación sea a simple vista, o que debamos acudir a técnicas avanzadas, pero siempre observaremos variabilidad en mayor o menor grado. </li></ul>
  15. 15. <ul><li>Mutación: Es un factor que aumenta la diversidad genética. </li></ul><ul><li>Una alta tasa de mutación implica un mayor potencial de adaptación en el caso de un cambio ambiental, pues permite explorar más variantes genéticas, aumentando la probabilidad de obtener la variante adecuada necesaria para adaptarse al reto ambiental que se esté presentando. A su vez, una alta tasa de mutación aumenta el número de mutaciones perjudiciales de los individuos, haciéndolos menos adaptados, y aumentando la probabilidad de extinción de la especie, a esto le agregamos el ritmo acelerado de modificación ambiental antropogénica. </li></ul>
  16. 16. <ul><li>La eficacia biológica, en la conservación de las especies… </li></ul><ul><li>Los individuos de una población portadores de unas u otras variantes no tendrán la misma eficacia biológica, esto es, unos tendrán más oportunidades de sobrevivir durante la etapa larvaria o juvenil, otros serán más vigorosos y podrán enfrentarse a condiciones adversas con éxito, otros serán resistentes a ciertas enfermedades, otros serán más prolíficos, etc. </li></ul>
  17. 17. <ul><li>Es importante reconocer que la eficacia biológica depende del ambiente por dos razones: </li></ul><ul><li>1. Unos genotipos pueden ser eficaces en un ambiente y no en otro. </li></ul><ul><li>Ejemplo: Individuos de raza negra viviendo en países nórdicos pueden no recibir suficiente radiación solar y enfermar de raquitismo; por el contrario, los blancos y rubios escandinavos trasladados a las abrasadas llanuras africanas, soportarían con mucha dificultad el exceso del sol, pudiendo enfermar de cáncer de piel. </li></ul>
  18. 18. <ul><li>2. Las características que determinan la eficacia biológica como supervivencia, vigor, resistencia a enfermedades, etc., son fenotípicas, es decir resultan inseparablemente de la expresión de un genotipo en un ambiente determinado. </li></ul>
  19. 19. <ul><li>La eficacia biológica tiene numerosos componentes como: </li></ul><ul><li>Germinación </li></ul><ul><li>Velocidad de desarrollo </li></ul><ul><li>Atractivo en el cortejo </li></ul><ul><li>Longevidad, etc. </li></ul><ul><li>Pero, todos son resumibles en dos: viabilidad o capacidad de supervivencia del cigoto hasta la edad reproductora y fertilidad o número de hijos con los que se contribuye a la generación siguiente. </li></ul>
  20. 20. <ul><li>Adaptación: Son las características estructurales o funcionales que han evolucionado en un organismo y le capacitan para acoplarse mejor a su ambiente. </li></ul><ul><li>Ejemplo: Un pájaro con pico grueso y duro está adaptado a comer frutos con cubierta dura; unas semillas con vilano están adaptadas a la dispersión aérea; una bacteria capaz de esporular está adaptada a sobrevivir a unas condiciones adversa, y así sucesivamente, las innumerables adaptaciones que admiramos en cada ser vivo. </li></ul><ul><li>Nota: Recordar que el cambio evolutivo es en función del ambiente más no de la especie. </li></ul>
  21. 21. <ul><li>La selección natural es la fuerza evolutiva por la que los individuos están adaptados al ambiente en el que viven, debido a que los más adaptados son los que tienen mayor oportunidad de transmitir sus genes a la generación siguiente; así a lo largo de las generaciones, irán aumentando de frecuencia en el acervo génico de la población aquellos alelos que disminuyan la adaptación tenderán a desaparecer. </li></ul>
  22. 22. <ul><li>La especiación: Involucra cambios microevolutivos; es decir, las fuerzas que modifican las frecuencias alélicas a lo largo del tiempo dentro de una misma especie. </li></ul><ul><li>Esto involucra las nuevas especies que vayan apareciendo (especiaciones) y hasta las que vayan desapareciendo ( extinciones ). </li></ul>
  23. 23. GENÉTICA HUMANA En los últimos veinte años, los nuevos avances tecnológicos, sobre todo, la invención de la PCR, SNP, entre otros, han permitido profundizar más aún en el conocimiento de la diversidad genética humana. Han sido descritos nuevos marcadores directamente sobre la molécula del ADN mitocondrial y nuclear, lo cual ha ampliado el conocimiento de la diversidad humana a las regiones no codificantes de nuestro genoma o aquellos cambios estructurales sobre genes codificantes que no provocan sustituciones de aminoácidos sobre las proteínas.
  24. 24. La última etapa en esta línea de trabajo la constituye el análisis del ADN en restos humanos, el ADN antiguo, en este caso ya no se hacen inferencias evolutivas a partir de las poblaciones actuales, sino que se estudia directamente el ADN de nuestros antepasados, esta es una orientación de la Genética de Poblaciones, enormemente prometedora porque permite conocer de manera directa la historia evolutiva de nuestra especie.
  25. 25. Ley de Hardy-Weinberg . “ 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 ”.  
  26. 26. Principios: 1.      La ley de H-W afirma el equilibrio de la población genética cuando se cumplen las condiciones de panmixia, tamaño de la población y ausencia de migración, mutación y selección. 2.    En las condiciones anteriores, las frecuencias genotípicas de la descendencia dependen sólo de las frecuencias génicas de la generación parental. 3.    Si por cualquier causa se alterara el equilibrio en una población, pero volvieran a reestablecerse las condiciones de H-W, el equilibrio se alcanzaría en la siguiente generación, aunque con nuevas frecuencias génicas y genotípicas.
  27. 27. Las tres posibles frecuencias genotípicas finales de la descendencia son : HEMBRA A (p) a(q) MACHO A (p) AA (p ²) Aa (pq) a (q) Aa (pq) Aa(q ² )
  28. 28. <ul><li>Cambios en las frecuencias génicas en las poblaciones. </li></ul><ul><li>  </li></ul><ul><li>Mutación </li></ul><ul><li>Migración </li></ul><ul><li>Deriva génica </li></ul><ul><li>Selección Natural </li></ul><ul><li>  </li></ul>
  29. 29. Mutación   Llamamos mutación a un cambio ocurrido en el genoma de una célula, que se transmite a su descendencia dando lugar a células hijas o a individuos que se denominan mutantes.  
  30. 30. Tipos de mutación: 1. Según el tipo de célula: - M. somática. - M. gamética.   2.Según la naturaleza: - M. genómica. - M. cromosómica - M. Génica 3.Según la expresión: - M.dominante - M.recesiva
  31. 32. Migración: La migración es el movimiento de individuos entre poblaciones. Si las poblaciones difieren en frecuencias alélicas o génicas, la migración puede producir cambios importantes en las frecuencias alélicas.
  32. 33. Deriva genética (aleatoria):   Puesto que las poblaciones naturales tienen un tamaño finito, en cada generación hay un sorteo de genes durante la transmisión de gametos de los padres a los hijos que hace que las frecuencias de los alelos fluctúen de generación en generación.  
  33. 34.  
  34. 35. <ul><li>Selección Natural </li></ul><ul><li>La selección natural es un mecanismo evolutivo que se define como la reproducción diferencial de los genotipos en el seno de una población biológica. </li></ul>
  35. 37. <ul><li>Tipos de Selección Natural </li></ul><ul><li>Selección estabilizadora </li></ul><ul><li>Presión por mutación </li></ul>
  36. 38. El grado ideal de adaptación es el que presentan la mayoría de los individuos; constituye la media
  37. 39. Presión de mutación
  38. 40. Presión selectiva
  39. 41. Conservación de la Población La conservación implica métodos específicos muy delicados que atiendan no sólo a los problemas de la mejor manera de conservación en sí, sino los previos de recolección
  40. 42. Conservación in situ. El mantenimiento de una proporción importante de la diversidad biológica del mundo en la actualidad sólo parece ser posible a través del mantenimiento de organismos en su estado silvestre y dentro de la variación existente
  41. 43. <ul><li>Métodos de Conservación In Situ </li></ul><ul><li>Las Reservas Naturales </li></ul><ul><li>Reservas Naturales Integrales </li></ul><ul><li>Reservas Naturales Especiales </li></ul><ul><li>Parques nacionales y los naturales </li></ul>
  42. 44. La conservación ex situ puede realizarse con plantas completas (arboretos, jardines botánicos, etc.), mediante conservación de semillas (bancos de germoplasma) o in vitro, dependiendo de las características de cada especie.
  43. 45. Conservación in vitro. Las poblaciones viables de muchos organismos se pueden mantener en la cría o en la cautividad
  44. 46. Métodos y técnicas de conservación Existen variadas estrategias de conservación de recursos filogenéticos, las cuales dependerán básicamente, del tipo de germoplasma y de los objetivos de la conservación.
  45. 47. gracias

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