Genética de Poblaciones

Presentación del tema: "Genética de Poblaciones"— Transcripción de la presentación:

1 Genética de Poblaciones
Inma Martín Burriel

2 loslideres.wordpress.com Hasta ahora hemos estado viendo la herencia de genes/caracteres/marcadores concretos en pedigríes, es decir, viendo como se transmiten dentro de una familia.

3 ¿Cómo conseguir cosechas/rebaños mejoradas?
¿Cómo entender la naturaleza y el origen de las especies? ¿y de las razas? Hasta ahora hemos estado viendo la herencia de genes/caracteres/marcadores concretos en pedigríes, es decir, viendo como se transmiten dentro de una familia. Sin embargo, el interés de la Genética del siglo XIX (y de Mendel) consistía en saber cómo mejorar las cosechas y comprender el origen de las especies. Sin embargo, para responder a ciertas preguntas como ¿Cómo modificar las poblaciones? ¿Cómo se pueden tener rebaños mejores? Si nos ponemos en plan, ciencia ficción (aunque no tanto) podríamos tener rebaños de clones de los animales más productivos. Aunque esto fuera viable (y no lo es, sólo para intereses farmacéuticos), cómo explicamos todo el cambio que ha habido en la ganadería hasta ahora? La selección se viene realizando desde que el hombre comenzó a domesticar a los animales, se han “mejorado” las especies utilizando poblaciones, no únicamente individuos. Y ¿por qué no? ¿Cómo se han originado las especies o la diferenciación entre razas?.

4 Estudio de poblaciones: La transformación de una especie
a lo largo de la evolución (Natural o artificial) Para entender el papel de la Genética a lo largo de la evolución tenemos que pensar en poblaciones, no en individuos. Transformar una especie (natural o artificial) requiere cambiar las características de la colectividad. Individuo

5 Según el libro Guinness de los Records, Tristan da Cunha es la isla permanentemente habitada más remota del planeta; en mitad del Océano Atlántico Sur a 2334 km de su vecino más cercano. Mas info: Wikipedia

6 La Población de Tristán da Cunha
1817: Escocés William Glass llega con su familia Llegan marineros, naúfragos mujeres de la isla Santa Helena 1855: población100 1856: Muere William Glass y muchos isleños emigran a América del Sur 1857: población33 1885: población106 1885: 15 hombres de la isla mueren en un barco pequeño volteado por una ola enorme. Muchas viudas y niños abandonan la isla 1885: población59 1961: erupción volcánica. Los habitantes se van a Inglaterra 2 años (nuevas enfermedades) 1993: población 300 personas Archipiélago Británico Más de la mitad de los isleños presentan síntomas de asma Hereditaria. LOS SUCESOS QUE LE OCURREN A UNA POBLACIÓN VAN A DETERMINAR LA VARIACIÓN DE LA MISMA Y EXPLICAN LA SITUACIÓN ACUTAL Fundadores poco numerosos y muchos relacionados entre si  Gran parte de los genes actuales viene de unos pocos colonos originales La población se ha mantenido pequeña aumenta la posibilidad de endogamia. Dos reducciones abruptas de la población Se eliminan algunos alelos y aumenta la frecuencia de otros. Las farmacéuticas se pegan por estudiar esta población. Sólo hay 8 apellidos en la isla. Consumo medio de 50l de whisky/habitante/año… A su favor: No existen resfriados a no ser que llegue algún barco. Tampoco divorcios (dónde van a encontrar otra pareja????) LA HISTORIA DE UNA POBLACIÓN FORMA SU ESTRUCTURA GENÉTICA (Y de eso nos vamos a ocupar en este tema)

7 Tema 13: Conceptos básicos de genética de poblaciones
Nicholas F.W. (1996) Griffiths AJ et al. (2000) Klug W y Cummings MR (1999) Tamarin RH (1996) Puertas (1992)

8 Objetivos: Conocer el concepto de población y los atributos de la misma desde el punto de vista genético Describir cómo se ha distribuido el efecto fenotípico de un locus en una población Establecer el significado de equilibrio genético de una población

9 Contenidos Conceptos básicos de genética de poblaciones
Estimación de frecuencias fenotípicas, genotípicas y génicas, según los distintos tipos de control genético Equilibrio Hardy-Weinberg: concepto, cálculo y alteraciones en genes autosómicos y ligados al sexo

10 Existencia de variación
Tª de Darwin de la evolución natural: Principio de variación Entre los individuos de una población hay variación en cuanto a morforlogía, fisiología, comportamiento Principio de herencia Los descendientes se parecen a sus progenitores más de lo que se parecen a otros individuos no emparentados Principio de selección En un ambiente concreto, algunas formas tienen más éxito que otras en cuanto a su supervivencia y reproducción La selección puede provocar un cambio en la composición de una población Requisito: Existencia de variación Darwin, junto con Wallace estableció los fundamentos de la interpretación moderna de la evolución. Para el estudio de la evolución quedó claro que la unidad de estudio no era el individuo, sino la población y así surgió la Genética de Poblaciones. Requisito: existencia de variación La variación genética es la base de toda la evolución y la magnitud de la variación genética dentro de una población afecta su potencial para adaptarse al cambio ambiental. Evolution – changes in population allele frequencies over time. The population is the smallest unit which can evolve. Existe una similitud clara entre el proceso de evolución de Darwin y la mejora de animales y plantas. Selección de los animales/plantas más productivas. Utilización como padres de la siguiente generación. Si las características que conducen a una mayor producción son hereditarias, las siguiente generación producirá más. Evolución: Cambio en una población a lo largo del tiempo. La población es la unidad más pequeña que puede evolucionar.

11 Genética de poblaciones
Población "Conjunto de individuos (de la misma especie) que viven en una localidad geográfica determinada y que real o potencialmente son capaces de reproducirse entre si y por tanto comparten un conjunto de genes" ATRIBUTOS ACERVO GENÉTICO FRECUENCIAS GÉNICAS Genética de poblaciones POBLACIÓN: Poner ejemplos desde la “Betizu” a la Holstein, en la primera una población puede ser las vacas de un valle y en la otra todo el mundo por el uso de la Inseminación Artificial ACERVO GENÉTICO: para un locus incluye todos los alelos del gen presentes en la población. Todos los alelos compartidos por los individuos de la población en el conjunto de los genes. FRECUENCIAS GÉNICAS (Genotípicas, alélicas) en generaciones sucesivas, no en un solo cruce. La GENÉTICA DE POBLACIONES traduce los principios de Darwin en términos genéticos. Describe la variación genética (características genéticas o estructura genética) y determina cómo varía esta estructura en tiempo y espacio. Forma más prosaica de definir la genética de poblaciones es: “la descripción algebraica de la constitución genética de una población y de la forma en la que las frecuencias alélicas cambian en las poblaciones a lo largo del tiempo” Características genéticas (Estructura) Dinámica Comportamiento Futuro Fuerzas que alteran las frecuencias génicas

12 Variación Sólo podemos observar la variación fenotípica
Caracteres interesantes: - Forma del cuerpo (razas) - Variaciones en producción (leche, huevos,…) - Susceptibilidad a enfermedades La genética de poblaciones analiza la variación de la población. Por definición sólo podemos observar la variación fenotípica y, a partir de ella, inferir la genotípica. La variación puede ser muy simple de medir o muy complicada: Caracteres de interés en producción y evolución: Variaciones en la producción Tasa de crecimiento Forma del cuerpo… Caracteres más interesante tienen una genética compleja y no se puede inferir fácilmente la variación genotípica que produce la variación en el fenotipo.

13 Variación genética: Polimorfismo
Morfológico Variación proteica Polimorfismos del DNA: Fenotipo = Genotipo Marcadores neutros Transmisión Mendeliana La genética de poblaciones actual se basa en los polimorfismos del DNA El análisis del DNA nos permite identificar inmediatamente el genotipo Caracteres más interesante tienen una genética compleja y no se puede inferir fácilmente la variación genotípica que produce la variación en el fenotipo (controlados por muchos genes). Normalmente la genética de poblaciones utiliza caracteres con transmisión Mendeliana. Se buscan caracteres “neutros”, sobre los que no existe selección.

14 Estructura Genética de la población: Frecuencias génicas
Describen como están distribuidas las variantes de un locus con efecto fenotípico distinguible en una población natural Nos proporcionan la variación genética existente en una población Indican si los genotipos se distribuyen aleatoriamente en tiempo y espacio o hay patrones perceptibles LAS POBLACIONES SON DINÁMICAS  Reflejan los procesos que cambian la estructura genética de la población La estructura genética de una población describe cómo es esa población. Para describirla nos basamos en la variación genética. La estructura genética de la población será como una fotografía de la población en un locus determinado. Si analizamos muchos loci, distribuidos por todo el genoma, podremos conocer el estado genético de esa población. Para estudiar la estructura genética de las poblaciones mediremos sus frecuencias alélicas (una vez que conocemos el modo de herencia del locus que analizamos).

15 Contenidos Conceptos básicos de genética de poblaciones
Estimación de frecuencias fenotípicas, genotípicas y génicas, según los distintos tipos de control genético Equilibrio Hardy-Weinberg: concepto, cálculo y alteraciones en genes autosómicos y ligados al sexo Vamos a ver como calculamos las frecuencias basándonos en los fenotipos observados dependiendo del tipo de control genético del locus

16 Estructura genética de las poblaciones: otras frecuencias
Frecuencias fenotípicas: proporciones o porcentajes de individuos de cada fenotipo que están presentes en la población  Nº individuos de un determinado fenotipo/Nº total de individuos Frecuencias genotípicas: proporciones o porcentajes de individuos de cada genotipo que están presentes en la población  Nº individuos de un determinado genotipo/Nº total de individuos Frecuencias alélicas (génicas): proporciones de los diferentes alelos en cada locus presentes en la población. Gen: Marrón MM marrón oscuro Mm marrón claro mm beige Para el cálculo de las frecuencias génicas tenemos que basarnos en la observación. Muchas veces sólo observamos el fenotipo y de él inferimos el genotipo. Actualmente la tecnología del DNA nos permite analizar directamente el DNA  Podemos “ver” los alelos, “vemos” directamente el genotipo. ¿Qué tipo de herencia sería? Intermedia Frecuencias fenotípicas: Marrón oscuro 5/10= 0.5 Marrón claro  3/10 = 0.3 Beige  2/10 = 0.2 Frecuencias genotípicas: MM 5/10= 0.5 Mm 3/10 = 0.3 mm  2/10 = 0.2 Frecuencias génicas/alélicas: M: (5 x 2)+ 3 / (2x 10) = 13/20 = 0.65 m: (2 x 2) + 3 / (2 x 10) = 7/20 = 0.35

17 Genotipo Frec. Fenotípicas = F. Genotípicas observadas
Cálculo de frecuencias alélicas en codominancia Codominancia o Herencia intermedia (1 locus con 2 alelos) LOCUS FENOTIPO INDIVUOS OBSERVADOS PepB 134 Genotipo Frec. Fenotípicas = F. Genotípicas observadas /134= 0.717 /134= 0.268 /134= 0.015 Locus Peptidase B bovino, practicamente fijado en Europa y polimórfico en zebu y razas mixtas Carácter fijado todos los individuos iguales. ¿Tendrían estos animales sangre de zebú? Peptidasa B bovina, fijada en razas de Europa y polimórfico en zebú y razas mixtas

18 LOCUS GENOTIPO INDIVUOS OBSERVADOS FRECUENCIAS
Cálculo de frecuencias génicas a partir de frecuencias genotípicas LOCUS GENOTIPO INDIVUOS OBSERVADOS FRECUENCIAS PEPB 134 Recuento directo genes: Homocigotos: 2 alelos iguales Heterocigotos: 1 alelo de cada tipo Cálculo: Frecuencia del alelo 1: homocigotos 1196 x 2= 192 Heterocigotos 1236x1= 36 S=228 Población=134 individuos ( 2 alelos cada uno ) = 268 alelos f.a de 1 = 228/268= 0.851 A partir de Frec Genotípicas: Frecuencia de un alelo = frecuencia de homocigotos + ½ frecuencia de heterocigotos - Cálculo: f. a de 1= f11+1/2 f12 f. a de 2= f22+1/2 f12 f.a de 1 = /2 =0.851 f.a de 2 = /2 = 0.149 Recuento directo: Cómo calcularías la frecuencia del alelo 2??? Hacer el cálculo 2*2+36/268=0.149 Y = 0.149

19 Genotipo Frec. Fenotípicas = F. Genotípicas observadas
Codominancia o Herencia intermedia (1 locus con más de 2 alelos) LOCUS GENOTIPO INDIVUOS OBSERVADOS INRA 33 1 / 131 Genotipo Frec. Fenotípicas = F. Genotípicas observadas /131= 0.641 /131= 0.023 /131= 0.007 /131= 0.137 /131= 0.153 /131= 0.038 Muchos polimorfismos bioquímicos tienen más de dos alelos, pero un ejemplo típico son los microsatélites. Son marcadores de DNA altamente polimorfícos ¿RECUERDAN LOS MICROSATÉLITES? Distribuidos por todo el genoma…… INRA23 es uno de estos microsatélites, normalmente llevan el nombre del laboratorio donde se identificaron por primera vez. Para caracterizar poblaciones se tiende a utilizar polimorfismos neutros (Que no otorguen ninguna ventaja al individuo portador “a priori”, o no sujetos a selección). Se busca que sean lo más polimórficos posibles, para detectar un mayor grado de variación entre individuos o poblaciones. Que representen todo el genoma, podemos elegir un número de microsatélites (30 recomendado) que cubran prácticamente todo el genoma (60 cromosomas en bovino). Realmente a los alelos de los microsatélites se les nombra por su talla: 125 pb, 127 bp, 131 pb….

20 Genotipo F. Genotípicas observadas
Cálculo de frecuencias génicas a partir de frecuencias genotípicas Genotipo F. Genotípicas observadas /131= 0.641 /131= 0.023 /131= 0.007 /131= 0.137 /131= 0.153 /131= 0.038 f.a de 1 = / /2 = 0.786 f.a de 2 = / /2 = f.a de 3 = / /2 =

21 Codominancia o Herencia intermedia GENERALIDADES
Genotipos numero de individuos Frec. Genotípicas A1A1 n1 P (n1/N) A1A2 n2 H (n2/N) A2A2 n3 Q (n3/N) p (f.a de A1) = P + H/2 = (2n1 + n2)/2N q (f.a de A2) = Q + H/2 = (2n3 + n2)/2N p+q = P + H/2 + Q + H/2 = P+H+Q =1 Las frecuencias alélicas oscilan de 0 a 1 La suma de las frecuencias alélicas de los alelos de una población es 1: p+q+r+..+z=1

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24 ¡Atención! Las frecuencias alélicas se pueden hallar a partir de las frecuencias genotípicas. Las frecuencias genotípicas NO se pueden hallar a partir de las frecuencias alélicas

25 Dominancia completa (1 locus con 2 alelos) Locus: Alien
Alelos: A (normal) > a (alien) ¿Frecuencias Fenotípicas? ¿Frecuencias genotípicas? ¿Frecuencias génicas? Frecuencias fenotípicas: Marrón: 7 / 10 = 0.7 Alien: 3 / 10 = 0.3 Frecuencias genotípicas: aa: 3 / 10 = 0.3 AA: ¿? Aa: ¿? A/ 0.7 Frecuencias génicas: A ¿? a ¿?

26 Equilibrio Hardy-Weinberg
Dominancia completa (1 locus con 2 alelos) LOCUS FENOTIPO INDIVUOS OBSERVADOS A A/AA (P) ó Aa (H) P + H aa R p (frec. A) = P + H/2 q (frec. a) = Q + H/2 No podemos calcular las frecuencias génicas por no conocer P y H. Para calcular las frecuencias génicas será necesario establecer: Ley de Hardy Weinberg Equilibrio Hardy-Weinberg

27 Contenidos Conceptos básicos de genética de poblaciones
Estimación de frecuencias fenotípicas, genotípicas y génicas, según los distintos tipos de control genético Equilibrio Hardy-Weinberg: concepto, cálculo y alteraciones en genes autosómicos y ligados al sexo

28 Ley de Hardy-Weinberg: Equilibrio H.W.
Condiciones: Población infinita Panmixia No selección (ventaja selectiva) No mutación No migración No deriva Propiedades: Las frecuencias alélicas predicen las frecuencias genotípicas. En el equilibrio las frecuencias no cambian de generación en generación. El equilibrio se alcanza con una generación de apareamiento al azar. Vamos a ver cómo calcularemos las distintas frecuencias génicas, basándonos en el EHW, bajo distintas circunstancias. EQUILIBRIO H-W EN GENES AUTOSÓMICOS EQUILIBRIO H-W EN GENES LIGADOS AL SEXO Casos: - CODOMINANCIA/HERENCIA INTERMEDIA - DOMINANCIA COMPLETA

29 Frecuencias de Hardy-Weinberg
Ley de Hardy-Weinberg: Equilibrio H.W. (genes autosómicos, codominancia) 1. Las frecuencias alélicas predicen las frecuencias genotípicas p2: Probabilidad de que 2 gametos A se unan Frecuencia de los homocigotos AA en la población 2pq: Frecuencias de los heterocigotos q2: Frecuencia de los homocigotos aa Frec (A): p Frec (a): q A p a q AA p2 Aa pq aa q2 Reproducción al azar + Población grande + Frecs en Machos=Frecs Hembras Si se cumplen las condiciones H-W las frecuencias en hembras serán igual a las frecuencias en machos. Con el cuadro de Punnett calculamos la frecuencia de los genotipos que se formen. También se puede ver a la población como un pool de alelos: Con esas frecuencias alélicas, ¿con qué frecuencia tenemos homocigotos y heterocigotos? Estas frecuencias se llaman frecuencias de Hardy-Weinberg (o proporciones de Hardy-Weinberg). Esto se consigue en una generación, y solo hace falta suponer un apareamiento aleatorio en una población de tamaño infinito. Ejemplo: p=0,7 (70% de los alelos es A) Vamos a ver como se cumplen las propiedades del EHW en las distintas circunstancias: 1. Genes autosómicos con codominancia La probabilidad de la obtención de homocigotos con esas frecuencias en los gametos será: AA: Probabilidad de tener el 1er A: 0,7 Probabilidad de tener el 2º A: 0,7 Probabilidad de tener los dos A: 0,7 * 0,7=0,49 Frecuencias de Hardy-Weinberg

30 Ley de Hardy-Weinberg: Equilibrio H. W
Ley de Hardy-Weinberg: Equilibrio H.W. (genes autosómicos, codominancia) 2. En el equilibrio las frecuencias se mantienen de generación en generación Generación Frecuencias Genotípicas___ A1A1 A1A2 A2A2 F0= Parental P H Q [p(A1) q(A2)] ¿Cuáles serán las frecuencias genotípicas en la siguiente generación? F1 P'(p2) H'(2pq) Q'(q2) ¿Se mantienen las frecuencias alélicas de generación en generación? p'(A1) = P' +H'/2 = p2 + 2pq/2 = p2 + pq = p (p+q) = p q'(A2)= Q' +H'/2 = q2 + 2pq/2 = q2 + pq = q (p+q) = q Si la frecuencia de un alelo permanece constante de generación en generación, la población se encuentra en equilibrio genético. De esta forma vemos como se mantiene la variabilidad en la población. Conociendo las frecuencias alélicas de una generación podemos calcular las proporciones de genotipos esperados. GENOTIPOS ESPERADOS EN EL EQUILIBRIO: P (A1A1) = p2 x N; H (A1A2) = 2pq x N; Q (A2A2) = q2 x N

31 P (AA) = p2xN H(AB) = 2pqxN Q(BB)= q2xN
Ley de Hardy-Weinberg: Equilibrio H.W. (genes autosómicos, codominancia) La comprobación del equilibrio en una población se debe realizar comparando datos observados con datos esperados (test estadístico de c2 de bondad de ajuste) EJEMPLO Hb ovino GENOTIPO AA AB BB OBS N = 134 (p (f.a A)= 0,74 y q (f.a de B) = 0,26) GENOTIPOS ESPERADOS P (AA) = p2xN H(AB) = 2pqxN Q(BB)= q2xN ESP (0,74)2 x 134=73.4; 2x0,74x0,26x134=51,5; (0,26)2x134=9,1 C2 = S(O - E)2/E g. l. =nº de genotipos - nº de alelos Cuando caracterizamos genéticamente una población lo primero que hacemos es mirar si está en EHW. En las poblaciones naturales no se dan las condiciones de EHW, pero aún así podemos encontrar equilibrio si no existen fuerzas importantes de migración, selección o deriva. En estos casos las frecuencias estarán en equilibrio. ¿Cómo lo comprobamos? Examinando si las frecuencias observadas son iguales con las esperadas en el equilibrio. VEMOS LOS GENOTIPOS: ¿Cómo calculamos las frecuencias alélicas? ¿cuáles serían los genotipos esperados en el equilibrio? ¿Está en equilibrio? Calcular la X2 Si la prueba de X2 demostrara que la población no está en equilibrio alguna de las condiciones no se da.

32 Frecuencias genotípicas: MM 5/10= 0.5 Mm 3/10 = 0.3 mm  2/10 = 0.2
Gen: Marrón MM marrón oscuro Mm marrón claro mm beige Frecuencias genotípicas: MM 5/10= 0.5 Mm 3/10 = 0.3 mm  2/10 = 0.2 Frecuencias génicas/alélicas: M: (5 x 2)+ 3 / (2x 10) = 13/20 = 0.65 m: (2 x 2) + 3 / (2 x 10) = 7/20 = 0.35 FRECUENCIAS ESPERADAS EN EL EQUILIBRIO: MM: 0.65*0.65 = 0.422 Mm: 2 * 0.65 * 0.35 = 0.455 mm: 0.35*0.35= 0.123 Individuos esperados? N= 10 MM: 4.2 Mm: 4.5 mm: 1.2 (O-E)2/E (5-4.2)2/4.2 + (3-4.5)2/4.5 + (2-1.2)2/1.2 ¿ ESTÁ EN EQUILIBRIO GENÉTICO LA POBLACIÓN?

33 Ley de Hardy-Weinberg: Equilibrio H. W
Ley de Hardy-Weinberg: Equilibrio H.W. (genes autosómicos, codominancia) 3. El equilibrio se alcanza con una generación de apareamiento al azar ¿Cuál es la frecuencia alélica de A en cada población? f(A/A) f(A/a) f(a/a) I (n=100) 30 70 II (n=100) 20 60 III (n=100) 10 40 50 I p = P + ½ Q = 0.3+ ½ 0 = 0.3 II p = P + ½ Q = 0.2+ ½ 0.1 = 0.3 III p = P + ½ Q = 0.1+ ½ 0.4 = 0.3 OBS ESP: p2 (27) 2pq(126) q2(147) X2 (114,96) g.l.:1 significativa Tenemos una población dividida en tres subpoblaciones (una raza bovina en tres valles), queremos ver si la raza está en equilibrio genético. Calculamos las frecuencias alélicas y nos dan iguales para las tres poblaciones  tomamos las tres subpoblaciones como una única población. X2 Las frecuencias tras una ronza de apareamiento aleatorio coinciden con las esperadas en el equilibrio. ¿Cuál serán las frecuencias genotípicas tras un ronda de cruzamiento al azar? A/A A/a a/a (0.3)2=0.09 2(0.3)(0.7)=0.42 (0.7) 2=0.49

34 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO GENETICO EN UNA POBLACION
PLANTEAMIENTO PARA MAS DE DOS ALELOS Para dos alelos el desarrollo para el cálculo de frecuencias genotípicas se debe a (p + q)2, que representa la combinación al azar de dos alelos, si fueran tres alelos el desarrollo sería: (p+q+r) 2= p2 +q2+r2+2pq+2pr+2qr Ej. Glucosa 6-fosfato deshidrogenasa G6PD en caballos (D,F,S) Genotipos DD DF DS FF FS SS nº individuos n1 n2 n3 n4 n5 n6 F.G.esperadas p2 2pq 2pr q2 2qr r2 p(D)= 2n1+n2+n3/2N q(F)= n2+2n4+n5/2N r(S)= n6+n5+2n6/2N

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36 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO GENÉTICO EN UNA POBLACION
DOMINANCIA COMPLETA No se puede calcular exactamente porque no podemos clasificar genotipos Se pueden estimar las frecuencias génicas suponiendo que el locus está en equilibrio genético. Locus: Alien Alelos: A (normal) > a (alien) ¿Frecuencias Fenotípicas? ¿Frecuencias genotípicas? ¿Frecuencias génicas? Frecuencias fenotípicas: Marrón: 7 / 10 = 0.7 Alien: 3 / 10 = 0.3 Frecuencias alélicas: aa: 3 / 10 = 0.3 = q2  q= √0.3=0.547 p= =0.453 Frecuencias genotípicas aa: 3 / 10 = 0.3 AA: p2 = 0.453*0.453= 0.20 Aa: 2pq = 2*0.453*0.574 = (aprox. 0.5) ¿Cuántos individuos hay de cada fenotipo? aa: 3 Aa: 5 AA: 2 ES MUY SENCILLO PERO SIEMPRE HAY ALGUIEN QUE FALLA EN EL EXÁMEN.

37 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO GENÉTICO EN UNA POBLACION DOMINANCIA COMPLETA
Frec. genotipica del Homocigoto recesivo (Q) = q2 q = p = 1 - q P = p2 H = 2pq Error estandard e.s = Ej Estimar las frecs. Alélicas del sistema ABO conociendo las fenotípicas: A: 0.53, B: 0.13; AB: 0.08; O: 0.26 No se puede saber si una población está en equilibrio H-W en un locus con dominancia completa Otro ejemplo: estimar las frecuencias alélicas del sistema ABO conociendo las genotípicas. A: 0.53 B: 0.13 AB: 0.08 O: 0.26 r(O): 0.51 A=p2+2pr Ecuación segundo grado p(A)=0.375 Q(B): 1-p-r q=0.115

38 Aplicación Estimar la frecuencia de individuos portadores de una enfermedad autosómica recesiva: Fibrosis quística: Incidencia:1/2500 = El gen afectado disminuye el transporte de cloruro en las células de los alvéolos pulmonares lo que provoca una disminución en la secreción de agua en la superficie celular. El resultado es un espeso moco que causa congestión en los pulmones. En las personas sanas las células epiteliales mueven el moco hacia las vías aéreas y hacia el sistemas digestivo. De este modo los cuerpos extraños como las bacterias son eliminados de los pulmones. Fibrosis quística: q= √ Q= √0.0004= 0.02 Portadores = heterocigotos = 2pq= 2 (1-0.02)0.02 = 0.04 El 4% de los individuos con ascendencia del norte de Europa son portadores de la mutación de la fibrosis quística

39 ENFERMEDADES AUTOSÓMICAS RECESIVAS MONOGÉNICAS
Enfermedad Frecuencia Síntomas Fibrosis quística /2000 Norte Europa Infección pulmonar Deficiencia pancreática Esterilidad masculina Fenilcetonuria /2000 a 1/5000 Europa Retraso mental Tay-Sachs /3000 Judíos Degeneración neurológica ceguera, parálisis Anemia falciforme /1000 Áreas malaria Anemia Hematocromatosis / Acumulación de hierro, diabetes, cirrosis hepática, fallo cardíaco Talasemias /100 Mediterráneo Anemia zonas malaria Alfa1-antitripsina /5000 Europa Fallo hepático, enfisema (deficiencia) ENTRETEOS BUSCANDO LAS FRECUENCIAS DE PORTADORES DE ESTAS ENFERMEDADES (SUELE CAER EN EXÁMEN)

40 Ley de Hardy-Weinberg: Equilibrio H.W. (genes ligados al sexo (X))
HEMBRAS MACHOS XA1XA1 XA1XA2 XA2XA2 XA1Y XA2Y P H Q R S p de hembras = P + H/2 p de machos = R q de hembras = Q + H/2 q de machos = S En un apareamiento al azar con igual número de machos que de hembras, existe un cromosoma X en los machos y dos cromosomas X en las hembras, por tanto la frecuencia promedio será: (p)=1/3p de machos + 2/3p de hembras= =1/3(R)+2/3(P+H/2)=1/3(R+ 2P +H) Atención que la frecuencia del alelo en la población no será igual a la media de las frecuencias de machos y hembras. Las frecuencias serán distintas porque son XX y XY. 2/3 del total de los cromosomas X (alelos) vienen de las hembras 1/3 del total de los cromosomas X (alelos) vienen de los hombres Si p ≠ p  No hay equilibrio genético

41 Ley de Hardy-Weinberg: Equilibrio H.W. (genes ligados al sexo (X))
El equilibrio genético no se alcanza con una generación de multiplicación al azar Si la población no está en equilibrio, este no se alcanza con una única multiplicación al azar. La frecuencia génica de la población total no cambiará, pero su distribución en los dos sexos oscila conforme la población se acerca al equilibrio. Los machos obtienen sus genes ligados al sexo sólo de las madres Las hembras obtienen sus genes ligados al sexo igualmente de ambos progenitores. La diferencia entre las frecuencias de los dos sexos se va acortando

42 Ley de Hardy-Weinberg: Equilibrio H.W. (genes ligados al sexo (X))
Si existe equilibrio no debe haber cambio de frecuencias génicas entre machos y hembras. Frecuencias genotípicas en el equilibrio: HEMBRAS MACHOS XA1XA1 XA1XA2 XA2XA2 XA1Y XA2Y p2 2pq q2 p q En genes recesivos ligados al sexo, las Frec. Genotípicas en machos (q) son más altas que en las hembras (q2) LA RELACION ENTRE SEXOS SERA: q/q2

43 Ley de Hardy-Weinberg: Equilibrio H.W. (genes ligados al sexo (X))
Ej. En la especie humana la frecuencia del alelo de la ceguera a los colores es ¿Cuantas veces es más frecuente en hombres que en mujeres? Ej. La frecuencia del alelo O (naranja) del color del pelaje en el gato es de 0,2. ¿cuál será la frecuencia de machos y hembras naranjas? ¿Y de hembras Carey? DALTONISMO: q/q2  1/q 1/0.08 = 12.5 veces más frecuente en hombres que en mujeres GATAS CAREY machos naranja: 0,2 (q) hembras: 0,04 (q2) hembras carey: 0.32 (2pq)

44 En una población en la que no hay selección, mutación, migración o deriva genética,
Las frecuencias genotípicas en la descendencia vienen determinadas solamente por las frecuencias génicas de los padres, de manera que La frecuencia de cada homocigoto será igual al cuadrado de la frecuencia del alelo correspondiente La frecuencia de los heterocigotos será igual a dos veces el producto de las correspondientes frecuencias alélicas Las frecuencias alélicas y genotípicas permanecen constantes entre generaciones

45 No hay cambio en las frecuencias alélicas de una generación a la siguiente.
Lo que se transmite de una generación a otra, a través de los gametos, son los genes, no los genotipos o fenotipos, éstos desaparecen con el individuo. El equilibrio implica que, independientemente de qué genotipos se mezclen en la generación parental, la distribución genotípica en una ronda de cruzamiento aleatorio está especificada por las frecuencias alélicas parentales. Las frecuencias alélicas y genotípicas se mantendrán mientras se cumplan las condiciones del equilibrio H-W

46 ¿Evolucionaría una población en equilibrio genético?
¿Por qué cambian las poblaciones? Los cambios en las poblaciones se deben más al ambiente que a los genes. La evolución se debe más a cambios ambientales que genéticos....