Evolución Molecular: Pruebas de Selección, Teoría Neutra,

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1 Evolución Molecular: Pruebas de Selección, Teoría Neutra,
Genética de Poblaciones Molecular

2 Variación genética molecular
Lewontin y Hubby (1966)  Isoenzimas. Altos niveles de variación, más de la esperada a ser mantenida por selección (promedio H= 0.12 & P 30% en 18 loci de D. pseudoobscura… similar en la mayoría de organismos).

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8 Levels of Genetic Variation in Natural Populations
Lewontin y Hubby (1966): average H= 0.12 & P 30% in 18 loci in D. pseudoobscura... similar high levels in most organisms.

9 NO!! la adecuación promedio: depende de s
¿TODA esta variación se puede mantener por ventaja de Heterócigo?: NO!! la adecuación promedio: depende de s si hay independencia en una escala multiplicativa y si hay m loci, la w promedio es

10 w promedio de 0.00004 si hay mil loci y s=0.02
un hijo de 25 mil sobrevive!!! OK esto no lo vemos!

11 Algunos datos indican que la sobrevivencia o la fecundidad no aumenta si eres heterócigo para más loci: esto sugeriría que los loci son neutros... (Pero otros sugieren selección...)

12 como ya hemos visto Kimura propuso que los alelos tiene la misma w, o sea, son neutros entre sí: mutación vs deriva

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15 Teoría neutra:

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17 si s< 1/(2N) se comporta como neutro
La neutralidad “efectiva” depende de Ne: si la población es muy grande es más estricta, si es muy chica alelos deletéreos se comportan como neutros: si s< 1/(2N) se comporta como neutro Neutral en pob chicas y no en pob gdes.

18 IAM infinite alleles model
Un aumento en el tamaño pob. o tasa de mutación aumenta la heterocigosis.

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20 Teoría neutra: a mayor 4Neu, más variación

21 En especies o poblaciones con tamaños efectivos grandes
PERO: En especies o poblaciones con tamaños efectivos grandes hay mucho menos variación que la predicha por el modelo de alelos infinitos. Predicted Observed!!

22 Ejemplo: Natchman humanos
menor tamaño efectivo Ne Y que X: menos variación en Y, luego en X, y luego nucleares autosómicos

23 Y = 1.5 x 10-4 (5.96 x 10-4) menor Ne, menor pi
X= 7.2 x (9.6 x 10-4) autosómicos= 16.3 x 10-4 mayor Ne, mayor pi

24 Ejemplo Dib: 5264 micros en humanos.
Autosomas H de 0.69 a 0.73 media de 5048= 0.7 H 216 del X, media = 0.65

25 autosomales H=0.7 ligados al X H=0.65

26 total de mutantes p. de fijación Del Reloj Molecular y teoría neutra:
k=tasa sub. neutra total de mutantes p. de fijación

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29 Dinámica neutra: Se fija el alelo neutro en 4Ne gen.
El tiempo de perdida es 2ln(2Ne) (siempre más corto que la fijación,) El tiempo entre c/ fijación es i/u

30 Si el cambio es por selección

31 + Molecular Evolution: Darwin + Kimura: Motoo Kimura (1924-1994):
Present organisms are the result of an evolutionary process, and all are related in the great phylogenetic tree. Evolution is gradual 3) Evolution is the result of the process of Natural Selection Motoo Kimura ( ): There are large level of genetic variation, but it is neutral for natural selection, and if there is any NS it is purifying Balance between Genetic Drift and Mutation (that makes that the genetic variation is lost or fixed)

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53 pero demografía también afecta...
D= negativa= sel. pur. o direccional o pobl. creciendo D= positiva= sel. balanceadora o decreciendo

54 poder de la prueba limitado

55 ejemplo humanos... mitocondria, d = - 2.99
D= negativa= sel. pur. o direccional o pobl. creciendo pero NO SIGNIFICATIVA!!! (n de sólo 7)

56 D= negativa= sel. pur. o direccional o pobl. creciendo
Y, n=24, pi=7.5x10-5; theta= 9.1 x 10-5 D= D= negativa= sel. pur. o direccional o pobl. creciendo pero NO SIGNIFICATIVA!!!

57 Humanos HLA-A, 12 poblaciones, 11 de 12 positivas
D= Theta pi- Theta S/ (std. dev. d) D= positiva= sel. balancedora

58 sel. balancedora sel. purificadora
A lo largo de un cromosoma, sitios con mucha variación: selección balanceadora o mucha mutación o muy poca: selección purificadora o poca mutación

59 la mayor parte de las D en humanos
negativas, pero es posible que se deba más bien a una expansión reciente que a sel. positiva

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61 D negative, p is smaller than q,
Example E. coli analysis Amanda Castillo PNAS 2005 D positive, p larger than q, suggests diversifying selection D negative, p is smaller than q, indicates directional or purifying selection

62 Genética de poblaciones a nivel secuencias de ADN:
proteína adhesiva, papel en la colonización y patogénesis

63 dn/ds ext. selecc. exterior interior selección purificadora diver-
sificadora exterior dn/ds interior selección purificadora

64 Sugiere SN, diferencias adaptativas entre especies!
Más alta fuera en la hélice beta y en el exterior... > <

65 28 secuencias de diferentes hospederos (humanos, jaguares, águilas, etc.)
sel. diver. sel. purificadora sel. diver. sel. purificadora sel. diver.

66 en resumen, con pruebas cuidadosas y buenos tamaños de
muestra, datos moleculares nos permiten detectar en muchos casos selección!!!