GENÉTICA DE POBLACIONES

Genética de poblaciones: Es una rama de la genética que describe la variación y distribución de la frecuencia alélica para explicar los fenómenos evolutivos.

Población biológica: Grupo de individuos de la misma especie aislados reproductivamente de otros grupos afines, es un grupo de organismos que comparten el mismo hábitat y se reproducen entre ellos.

 Estas poblaciones están sujetas a cambios evolutivos que están influidos por diversos factores:

·      Selección natural y deriva genética que disminuyen la variabilidad de las poblaciones.

·      Migración y mutación que aumentan la variabilidad poblacional.

 Frecuencia alélica: Es la proporción que se observa de un alelo específico respecto al conjunto de los que pueden ocupar un locus determinado en la población. Si de una generación a la siguiente la población no experimenta cambio evolutivo se dice que está en equilibrio génico; pero los cambios en las frecuencias alélicas en generaciones sucesivas implican que ha ocurrido evolución.

Selección natural: Es el proceso por el cual las frecuencias alélicas involucradas con determinados caracteres varían de generación en generación, debido a que algunas variantes del carácter tienen mayor capacidad que otras de sobrevivir y producir descendencia.

Deriva genética: Es una fuerza evolutiva que actúa junto a la selección natural cambiando las características de las especies en el tiempo. Se da normalmente una pérdida de los alelos menos frecuentes, resultando en una disminución de la diversidad genética de la población. Actúa sobre las poblaciones alterando la frecuencia de los alelos y la predominancia de los caracteres sobre los miembros de una población y cambiando la diversidad genética del grupo. Tiende a formar una población homocigótica, o sea, tiende a eliminar los genotipos heterocigóticos.

Migración: Es todo desplazamiento de la población ya sea humana o animal, que se produce desde un lugar de origen a otro de destino y lleva en consecuencia un cambio de  la residencia habitual en el caso de las personas o del hábitat en el caso de especies animales migratorias.

Existen dos tipos de migraciones:

1. Migración humana: con dos enfoques:

a)      Emigración: desde el punto de vista del lugar o país de donde sale la población.

b)      Inmigración: desde el punto de vista del lugar o país a donde llegan los migrantes.

2. Migración animal: desplazamientos que pueden ser: periódicos, estacionales o permanentes, de especies animales de un hábitat a otro.

Mutación: Es una alteración o cambio en la información genética de un ser vivo, que va a producir un cambio de características. Se presenta súbita y espontáneamente, se puede transmitir o heredar a la descendencia; este cambio está presente en una pequeña proporción de la población (variante) o del organismo (mutación). Una consecuencia de las mutaciones son las enfermedades genéticas; aunque las mutaciones pueden parecer perjudiciales, a largo plazo son esenciales para la existencia ya que sin mutación no habría cambio y sin cambio la vida no podría evolucionar.

Ley de Hardy-Weinberg: Esta ley establece que en una población suficientemente grande, en la que los apareamientos se producen al azar y que no se encuentra sometida a mutación, selección o migración, las frecuencias génicas y genotípicas se mantienen constantes de una generación a otra, una vez alcanzado un estado de equilibrio que en loci autosómicos se alcanza tras una generación.

La fórmula de esta ley  es:

(p + q)² = p² + 2pq + q² = 1

p es la frecuencia del alelo A1 0 = < p = < 1

q es la frecuencia del alelo A2 0 = < q = <1   y  p + q = 1

 p² = frecuencia del genotipo A1 A1 < -- Homocigoto

2pq = frecuencia del genotipo A1 A2 < -- Heterocigoto

q² = frecuencia del genotipo A2 A2 < -- Homocigoto

Para lograr el equilibrio génico se deben dar las siguientes condiciones:

• La población debe ser lo suficientemente amplia como para que todos los cambios que se produzcan en ella sigan las leyes de la estadística.
• No debe existir migración, ni emigración.
• Los organismos componentes de esa población han de ser diploides y de reproducción al azar.
• No debe haber mutaciones, ni selección natural, de manera que los individuos tengan las mismas posibilidades de reproducirse, independientemente de sus genotipos.

Apareamiento no aleatorio:

• Endogamia
• Exogamia

Endogamia: Es el apareamiento de individuos emparentados entre si ya sea por ascendencia o por descendencia (o estrechamente más emparentados  que el promedio de la población a al cual pertenecen).

Consecuencias de la endogamia:

a)      Reduce el vigor híbrido y la fertilidad; Pensemos en una familia que se da el cruzamiento entre individuos no emparentados. Si es un individuo aparece por mutación un alelo deletéreo recesivo entonces transmitirá ese alelo a la mitad de sus descendientes.

Si se diera un cruce endogámico y dos miembros de la misma familia portadores del alelo recesivo tuviesen descendencia entre ellos, cada descendiente tendrá la probabilidad de ¼ ser homocigoto recesivo, entonces a consecuencia los individuos serán cada vez más débiles o menos fértiles en líneas más difíciles de mantener.

b)     Produce homocigosis: Por lo tanto es otra desventaja, ya que impide variación.

Exogamia: Es el sistema de apareamiento dirigido entre individuos cuyo grado de parentesco es menor a la media de parentesco de la población a la cual pertenecen. Consiste en un apareamiento entre grupos de individuos genéticamente distantes, que pueden ser razas, líneas, familias o variedades distintas.

Este sistema aumenta la heterocigosis y en consecuencia las F₁ híbridas presentaran más uniformidad para caracteres exteriores. La utilidad práctica aumenta el mérito individual de los animales para los caracteres como tamaño, vigor y fertilidad.

Heterosis: Llamado también vigor hibrido, definido por Shull en 1909 como la superioridad de la F₁ con relación al valor medio de los progenitores resultantes del cruzamiento entre dos progenitores con cierto grado de divergencia genética.

Según Puertas 1992 es el cruzamiento de algunas líneas endogámicas que producen híbridos de carácter muy superior no solo a los de la línea endogámica sino de las poblaciones a partir de las que se obtuvieron las líneas endogámicas.

Una ventaja es que los híbridos son heterocigotos y tienen tendencia a ser más uniformes por lo que son considerados más ventajosos, por otro lado en el mejoramiento por hibridación se combina en un solo genotipo los genes favorables de 2 o más genotipos diferentes.

Así mismo se ha visto que a mayor divergencia entre las líneas que se cruzan se espera mayor vigor híbrido y por otro lado a menor divergencia genética entonces menor vigor híbrido.

Hipótesis que tratan de explicar la heterosis:

• Teoría de la Dominancia: Relaciona los efectos favorables observados en la heterosis con la dominancia. Un híbrido formado entre dos razas puede tener los alelos normales dominantes en muchos de sus loci y dar como resultado un individuo de gran vigor comparado con sus progenitores.
• Teoría de la Sobredominancia: Sostiene que existen loci donde la contribución a la expresión del fenotipo en los heterocigotas es mayor que la de ambas formas homocigotas y que esta diferencia en vigor es proporcional a la cantidad de loci heterocigotas.
• Teoría de la Epístasis: Existen varias formas de acción epistática, pero su efecto sobre los caracteres cuantitativos es difícil de medir debido a su complejidad.            

Epístasis: interacción génica entre diferentes genes para una determinada característica.

Problemas resueltos de la Ley de Hardy-Weinberg:

1.      ¿Cuál es la frecuencia de los heterocigotos Aa en una población con apareamiento aleatorio si la frecuencia del fenotipo recesivo aa es 0.09?

Si la población está en equilibrio frecuencia (aa) = q²

Entonces q= 0,3 (yp=0,7)

Y la frecuencia de los Aa = 2pq = 0,42

2.      ¿Cuál es la frecuencia de los heterocigotos Aa en una población con apareamiento aleatorio en la que la frecuencia del fenotipo dominante es 0,19?

Como la frecuencia de A_ (2pq + p²) es 0,19 la de aa (q²) será 0,81

Si la población está en equilibrio frecuencia (aa) = q²

De donde q = 0,9 (y p =0,1)

De donde se deduce que la frecuencia de Aa = 2pq = 0,18