Prob 8

Problemas de Genética de Poblaciones (Deriva genética) Hoja 8
1.- Si se estableciesen 1000 poblaciones diploides con una frecuencia q = 0'5 y se continuasen durante una
generación con 10 progenitores masculinos y 40 femeninos, a) ¿qué variación esperaría en las frecuencias
génicas? b) ¿cuál sería esta desviación estándar si sólo se utilizasen 10 parejas?
2.- Una población de Drosophila melanogaster es polimórfica para dos alelos: A1 y A2. Se derivan de ella 1000
poblaciones, seleccionando al azar, como progenitores de cada generación, 10 machos y 10 hembras.
Después de muchas generaciones se ha observado que 220 poblaciones están fijadas para el alelo A1 y 780
para el A2. Estime las frecuencias alélicas en la población original, asumiendo que sólo ha intervenido la
deriva genética.
3.- Si una pequeña población de invertebrados hermafroditas consta de 75 individuos diploides no
emparentados, a) ¿cuál sería el coeficiente de consanguinidad en la siguiente generación si todos los
progenitores expulsasen sus gametos en el agua al mismo tiempo, por lo que pudiera darse la fecundación al
azar de todos los gametos?. B) Si la población se mantuviese con un tamaño constante y no hubiera fuerzas
externas que actuasen para cambiar las frecuencias génicas o las genotípicas, ¿cuál sería el coeficiente de
consanguinidad después de cinco generaciones? C) ¿Cuál sería el cambio global en los coeficientes de
consanguinidad si la población del problema anterior tuviera un tamaño de 150 en lugar del de 75? D) ¿y si
lo tuviera de 25?
4.- ¿Cuál es la probabilidad de polimorfismo en un grupo fundador de tamaño 6 cuando p = 0'1 y
a) la población está en equilibrio de HW?
b) hay un equilibrio endogámico con S = 0'8?
5.- ¿En cuántas generaciones se espera que la heterocigosidad sea un 5% del valor inicial en poblaciones de
tamaño 10? ¿y en las de tamaño 100?
6.- Calcule el tamaño efectivo de la población para a) un organismo diploide donde Nm = 1 y Nf = 10 y b) un
organismo haplo-diploide donde Nh = 10 y Nd = 1
7.- ¿Cuál es el tamaño efectivo de una población formada por 10 machos y 20 hembras, en la cual la
distribución de gametos exitosos por individuo tiene una media de 2 y una varianza de 4?
8.- Si una población aislada de plantas alpinas anuales decrece en heterocigosidad, debido a deriva genética, de
manera que cada 50 años desciende a la mitad, ¿cuál será su tamaño efectivo?
9.- Se inicia un proceso de selección de un locus autosómico de manera que durante 5 generaciones se ha
mantenido la población con:
1ª generación: 5 machos y 5 hembras
2ª y 3ª generac.: 30 machos y 70 hembras
4ª y 5ª generac.: 500 machos y 500 hembras
En la 2ª y 4ª generación se cruzaron individuos emparentados, lo que generó, en cada una de estas
generaciones, un coeficiente de consanguinidad del 16%. ¿Cuánto se ha reducido la heterocigosidad de la
población en este proceso?
10.- A partir de una gran población, con frecuencia alélica 0’3, emigraron 4 individuos que fundaron una nueva
población que ha crecido con éxito durante 10 generaciones. ¿Qué divergencia genética esperamos entre
ellas?
11.- De una población con frecuencia alélica 0’4, se extraen 200 subpoblaciones de tamaño constante igual a 10.
¿Cuál es el tiempo medio estimado de fijación para las subpoblaciones? ¿y el de persistencia?
12.- Un mejorador de plantas aísla al azar 1.000 plantas de una población grande que está en equilibrio para el
locus alfa, que presenta dos alelos (A y a), cuyas frecuencias son p = 0’6 y q = 0’4, respectivamente.
Reproduce cada planta por autofecundación, en un campo adjunto al laboratorio, formando 1.000 familias
autógamas. En sucesivas generaciones las mantiene autofecundando una sola planta de cada familia elegida
al azar.
a) Calcule el coeficiente de consanguinidad (FST) para la población grande original S0, para las cuatro
siguientes generaciones de autogamia S1, S2, S3, S4, y para la generación límite S∞.
b) ¿Cuáles son las frecuencias génicas y genotípicas esperadas, reuniendo las 1000 familias, para las
generaciones del apartado anterior? ¿y cuál es su probabilidad de fijación génica?
c) El análisis de 100 individuos de la población total en la generación S3 dio la siguiente distribución
genotípica: 0’5 AA ; 0’2 Aa ; 0’3 aa. ¿Difieren significativamente estas frecuencias de las
esperadas? En caso afirmativo, indique alguna posible razón de esta discrepancia
d) En el caso de que las subpoblaciones se hubiesen mantenido con 20 individuos por generación, ¿Qué
probabilidad de transición tendríamos, en la primera generación, de tener una población con
frecuencia alélica p = 0’7? ¿y qué probabilidad tendríamos de que esta subpoblación tuviese
frecuencia 0’5 en la 2ª generación? ¿Y de que se cumpliesen ambos cambios?
13.-En una especie de mamífero, con un tiempo generacional aproximado de 10 años, se estudió el
polimorfismo de restricción del ADN mitocondrial de 21 individuos, de diferentes orígenes geográficos,
utilizando 18 restrictasas. El número medio de diferencias por nucleótico e individuo se estimó en 0’0018.
Si suponemos que el ADNmt de mamíferos experimenta una tasa uniforme de divergencia de 5-10 x 10-9
sustituciones por lugar y por año, calcular:
a) Teniendo en cuenta la tasa de sustitución, estime el tiempo transcurrido desde que todas estas 21
moléculas de ADNmt compartieron un antepasado común
b) Haga una estima del tamaño efectivo de la población ancestral en ese momento
14.- En una población de mamíferos, se analizaron 150 individuos para el locus alfa, detectándose 5 alelos
diferentes.
a) ¿cuál es la probabilidad de que en la generación anterior ya existiesen los 5 alelos?
b) ¿Cuál es la estima de generaciones para que coalescan en 4 alelos?
c) ¿En qué generación se espera hallar su MRCA (“more recent common ancestor” = ancestro común mas
reciente)?
d) ¿Cuáles serían estos valores si el Ne de la población fuese 100 individuos?
Problemas para entregar.
NOTA: La resolución del 18 se puntúa el doble
15.- Supóngase que en un rancho de ganado vacuno se han utilizado 100 toros y 400 vacas como progenitores
de la siguiente generación. A) ¿Cuál es el tamaño efectivo de la población?. Un rancho vecino mantiene 500
vacas, todas inseminadas artificialmente con el esperma del mismo toro, b) ¿cuál es el tamaño efectivo de la
población en este segundo rancho?
16.- ¿Cuál será el tamaño efectivo de una determinada población que se ha mantenido durante 4 generaciones
con tamaños sucesivos de 5, 50, 10 y 100 individuos?
17.- ¿Cuál es el tamaño efectivo de una población de leones en la que cada macho controla un harén de 5
hembras, si en una determinada área hemos contado 200 machos y 200 hembras?
18.- Para un gen autosómico, a) ¿cuántos linajes (x) debe tener una población formada por 226 individuos, para
que su tiempo de coalescencia (Tx) sea la mitad del de una población, del mismo tamaño, con 10 alelos (T10).
b) ¿cuántas generaciones hace que vivió su MRCA? c) ¿Cuáles serían las respuestas a los apartados
anteriores si se tratase de un locus ligado al sexo y el número de machos fuese igual al número de hembras?