Unidad 5.

Introducción
5
La acuacultura es una actividad practicada en todo el mundo, sin embargo…
Genética Mendeliana.
Objetivo: Describir como se heredan las
características biológicas.
-Diferentes niveles tecnológicos
Especies.
Regiones.
Países.
Operaciones de cultivo.
-Acceso a tecnología e información desigual.
5.1 Dominancia y recesividad.
5.2 Segregación.
5.3 Genes, cromosomas y alelos.
-Solo unos pocos han buscado beneficios de la genética
molecular y altas tecnologías para mejorar el rendimiento de
especies acuícolas.
-La gran mayoría de los productores en todo el mundo tienen
acceso limitado o están poco interesados en este tipo de
acercamientos.
Hoy
Peces
Moluscos
Crustáceos
Stocks semi-naturales
o
poblaciones aisladas
-Endogamia
(inbreeding).
-Pocas
alternativas.
•La mayoría de los animales de interés agrícola, en mamíferos y aves, la
división meiotica se lleva a cabo al interior del cuerpo del animal.
•Sin embargo, en la mayoría de los peces antes de la puesta solo ocurre la
meiosis I y los oocitos liberados entran en meiosis II hasta el momento que
el espermatocito se adhiere.
-Se ha comprobado que metodologías adecuadas
reproductores mejoran las ganancias sustancialmente.
de
cultivo
de
•En moluscos bivalvos los oocitos se liberan en metafase del meiosis I y su
desarrollo posterior depende de la adhesión del esperma.
Aplicando principios básicos de selección y crianza.
Beneficios adicionales pueden obtenerse
mediante la manipulación cromosomica
única para organismos acuáticos (a
diferencia de los terrestres).
•Esta característica de los peces y ciertos mariscos permite la manipulacion
cromosomica para producir poliploides.
•Pero esta característica no es generalizable!!
Atributos deseables de los organismos para uso acuícola
Dependiendo del contexto, gen puede referirse a:
-Elevadas tasas de fecundidad.
-Atributos físicos del producto (ej. Color de la carne).
-Un sitio físico en el cromosoma.
-Uno de los varios sets específicos de instrucciones genéticas.
-Crecimiento.
-Resistencia a enfermedades
Genética y el concepto de gen.
•Camarón, salmón, bagre, dorada, lobina.
•Muchas de ellas desconocidas hasta
que afectaron spp. en cautiverio.
•Mejoras genéticas pueden reducir el
impacto de algunas enfermedades.
-Eficiencia en conversión alimenticia.
Etc…
Organismo
Típico
2N
Diploide
2 sets completos de
cada cromosoma
1 cromosoma materno
1 cromosoma paterno
Prácticamente
todos los
peces y
mariscos
La mejora genética jugará un rol importante para reducir los impactos
medio ambientales de la producción acuática animal.
1
Dominancia = dominancia alelica.
-Cromosomas homólogos: todos menos los heterologos.
•Mismo numero, tamaño y forma.
•Contienen los mismos sitios físicos asociados para producir
productos génicos específicos.
-Completa.
-Parcial.
Si ambos sets de instrucciones son idénticos para un locus determinado, se
dice que el organismo en cuestión es homocigoto para ese alelo particular
en ese locus.
-Cromosoma heterologo: X, Y (sexuales).
-Numero de cromosomas pares = numero de tipos de cromosomas.
Frecuente cuando hay un proceso de selección o endogamia
y se ha eliminado uno de los posibles alelos en un locus
dado.
-Formados de ADN.
-Una porción física especifica en un cromosoma que codifica para un producto
génico único se llama: locus.
Si dos alelos distintos están presentes en los dos cromosomas en el locus
en cuestión, se dice que el individuo es heterocigoto en ese locus
particular.
-En un locus puede haber distintas instrucciones: alelo.
-Cuando hay dos alelos distintos en un locus (una secuencia en un
cromosoma y la otra en su homologo) uno o ambos pueden ser expresados.
Tipos de escama en carpa común.
En acuacultura los organismos heterocigotos se reconocen fácilmente si
hablamos de color o forma de la aleta, esto son rasgos fenotípicos reflejo de
que uno de los dos alelos esta presente.
En este caso se le llama alelo dominante.
Sin embargo, en otras situaciones los heterocigotos son indiferenciables
(fenotipicamente) de los homocigotos.
En este caso el alelo se llama recesivo.
(Gjedrem, 2005)
La gran
variación en los
patrones de
escama están
controlados por
genes en dos
loci
Dominancia Incompleta se refiere a heterocigotos claramente diferentes
-Varios alelos en el mismo locus.
-Varios alelos en dos o mas loci.
Interacción
epistatica
Locus S - controla la línea de escamas.
Locus N – modifica el patrón de la línea de escamas.
Interacción epistatica = Interacción entre alelos en loci diferentes, se debe a
que un gen en un locus influencia el efecto de un gen en otro locus.
(Gjedrem, 2005)
Como explorar las relaciones de las instrucciones genéticas.
Hay 4 patrones fenotípicos :
Patrones
a) Carpa escamosa
Silvestre
Genotipo
SSnn o Ssnn
Rápido crecimiento
b) Carpa espejo
Escamas salpicadas ssnn
Rápido crecimiento
c) Carpa lineal
25% de
mortalidad
d) Carpa de cuero
Escamas en
arreglos linares
Crecimiento lento
Pocas escamas
Crecimiento lento
SSNn o SsNn
SSNN o SsNN,
ssNN no viable
•Fenotipo por alelos presentes en 1 o mas loci:
-Observables
*Discretos.
*Categorías discontinuas en una población o familia.
-Proporciona una idea del control génico de ese rasgo.
-Presente en los padres y en la descendencia.
La base de este acercamiento es la disolución del par de alelos de un
organismo durante la formación de gametos y su subsiguiente reestablecimiento conforme los gametos de la descendencia se combinan.
Herencia Mendeliana = Transmisión de rasgos
cualitativos de una generación a la otra.
2
Conforme un organismo se desarrolla, o sobrevive día a día para lograrlo, sus
células se replican. Dentro del núcleo de cada célula, cada cromosoma es
usado como huella para construir un cromosoma nuevo e idéntico.
> Re-arreglos de largos segmentos durante la replicación:
Crossing over
(Recombinación homologa)
Intercambio de material genético
materno y paterno entre
secuencias cromosomicas
especificas
Incrementa sustancialmente la variedad de gametos y por lo tanto de
descendencia que un organismo puede producir.
Así como cada humano es diferente
del resto, cada salmón (Salmo salar)
es diferente de cualquier otro salmón
que haya existido, lo mismo para los
mejillones, etc..
Variación genética a nivel de los cromosomas.
>Mutaciones puntuales durante la replicación del DNA.
Esta exclusividad es consecuencia de:
1- DNA.
2- Reproducción sexual*.
•Deleciones.
-Se puede perder el centrómero y por lo tanto en
cromosoma en divisiones celulares subsecuentes.
-Usualmente resultan en gametos no viables.
•Duplicaciones.
-Se puede producir roles divergentes de los genes.
-Principal proceso de evolución para nuevos genes.
•Traslocación.
-Un fragmento de cromosoma se intercambia con otro
cromosoma homologo.
•Inversión.
-Un fragmento de un cromosoma se intercambia con otro
cromosoma no homologo.
•Fusión o fisión del centrómero.
*En muchos mariscos no hay cromosomas sexuales.
Ciertos moluscos como las ostras pueden cambiar de
sexo durante su vida.
Ostrea edulis tiene 10 pares de cromosomas
Para 10 cromosomas hay 210 = 1024 combinaciones posibles.
Segregación independiente
Recombinación
Independent assortment
Esto pasa en cada una de los
millones de células germinales
de la gónada.
(Beaumonty Hoare, 2003)
(Gjedrem, 2005)
Debido a estos dos procesos cada
gameta es única !
Cada cromosoma es único !
Experimento de Mendel
Segregación
Los genes no se fusionan o combinan de ninguna forma, permanecen
diferenciados a lo largo de la vida de un individuo y se segregan (separan)
durante la formación de gametos. De modo que la mitad de gametos lleva un
gen y la otra mitad de gametos lleva el otro gen = LEY de SEGREGACION.
Generación P
(parental)
x
(el rasgo recesivo
parece haber sido
suprimido)
Generación F2
-Observar una sola característica a la vez.
(ambos rasgos
aparecen en
proporción 3:1)
-Obtener líneas puras.
Rasgo
recesivo a
Todos tienen A, sin
importar si A era
paterno o materno
Generación F1
Logros de Mendel usados aun actualmente:
Rasgo
dominante A
1/3 de las
redondas
o 1/4 de
las F2
2/3 de las redondas o
1/2 de las F2 fueron
como F1, desarrollarán
híbridos con radio 3:1
El rasgo dominante
es 3 veces mas
común que el
recesivo
-Contar la progenie para poder estimar las proporciones.
-Controlar el momento de la reproducción.
Generación F3
1/3 de las 2/3 de las
redondas redondas son
es true
híbridos
breeding
3
Test cross:
Experimento de Mendel
Homocigoto para
redondez
Generación P
(parental)
AA
Rasgo
dominante A.
Homocigoto para
rugocidad
aa
x
Rasgo
recesivo a.
aa
P
Cruza AA, aa
F1
Generación F1
Aa
(el rasgo recesivo
parece haber sido
suprimido)
Aa
Aa
Todos tienen A, sin
importar si A era
paterno o materno.
Aa
Descendencia =
Cruza con otras Aa
Generación F2
AA
(ambos rasgos
aparecen en
proporción 3:1)
Aa
aa
2/3 de las redondas o
1/2 de las F2 fueron
como F1, desarrollarán
híbridos con radio 3:1
1/3 de las
redondas
o 1/4 de
las F2
AA Aa Aa aa
AA
Generación F3
Aa
El rasgo dominante
es 3 veces mas
común que el
recesivo.
Valido para
plantas y
animales
incluido el
hombre.
aa
1/3 de las 2/3 de las
redondas redondas son
híbridos.
es true
breeding.
Aa
Aa
Aa
aa
aa
Las características (redondo o rugoso) están determinadas por factores
(genes) que son transmitidos de los padres a la descendencia a través de los
gametos. Cada factor puede existir en formas alternativas (alelos)
responsables de la forma que ese carácter adquirirá.
Para cada carácter existen 2 genes, uno heredado del padre y el otro de la
madre.
Segregación independiente
P:
Blanco
Morado
F1:
Rosa
Rosa
Rosa
Rosa
F2:
Blanco Rosa
Rosa
Morado
F3:
Blanco
BRRM
Los genes para diferentes caracteres se heredan independientemente
(genes en cromosomas diferentes).
Morado
Codominancia
Sangre A
Cuando se consideran dos caracteres simultáneamente: 24= 16
Generación F1 son
intermedios entre ambos
padres
Generación F1 exhibe las
características de ambos padres.
A partir de F2 dominancia y
codominaicia son iguales.
P:
Independent assortment
Dominancia incompleta
Sangre B
F1:
Sang AyB
Sang AyB
Sang AyB
F2:
Sang A
Sang Ay B
Sang Ay B
F3:
Sang A
SA SAB SAB SB
Sang AyB
Sang B
Sang B
Generación P
(parental)
x
Amarillo
Verde
Generación F1
Todos amarillo
(los rasgos recesivos
parecen haber sido
suprimidos)
Generación F2
(ambos rasgos
aparecen en
proporción 9:3:3:1)
Amarillo
Verde
Amarillo Verde
9 : 3 : 3 : 1
Cruzas de tri-híbridos.
Cuando los padres difieren en tres caracteres:
Macho
9
3
3
1
P:
Hembra
RR
rr
YY
yy
CC
cc
RYC
ryc
(1/2) (1/2) (1/2) = 1/8
F1:
RYC
RYc
RyC
Ryc
rYC
rYc
ryC
ryc
= 8 tipos de gametos, todos con igual probabilidad
(Ayala y Kiger, 1980)
4
La unión azarosa de estas gametas resultaría en 27 clases genéticas
diferentes 33= 27 genotipos diferentes.
(Ayala y Kiger, 1980)
F2:
8 gametos ♀ x 8 gametos ♂
= 64 gametos del tipo:
27 redondas - amarillas – púrpura
9 redondas – amarillas – blanca
9 redondas – verde – púrpura
9 rugosas - amarillas - púrpura
3 redondas – verdes – blanca
3 rugosas – amarilla – blanca
3 rugosas – verde – púrpura
1 rugosa – verde – blanca
(Ayala y Kiger, 1980)
Resumiendo
Por cada gen que se añada, se multiplica el numero de gametos por 2
y el numero de clases genéticas (genotipos) por 3.
Heterocigoto para n par de genes produce 2n tipos de gametos.
3n tipos de genotipos.
Si hay dominancia
el # de organismos con el mismo fenotipo = numero de gametos
Si no hay dominancia
el # de organismos con el mismo fenotipo = numero de diferentes
genotipos
Preguntas?
5
Genotipo y Fenotipo
5
Genética Mendeliana y
genética de las poblaciones.
estructura
Objetivo: Describir como se heredan las
características biológicas.
Importancia de la diferencia fue introducida en 1909 por Wilhelm Johansen.
Redes de
interacciones entre
diferentes genes
Fenotipo – apariencia externa, lo que se observa
Morfología
Fisiología.
Comportamiento
Entre genes y el
medio ambiente
Cambia con el tiempo.
5.4 Genotipo y Fenotipo.
5.5 Bases cromosomicas de la herencia y
heredabilidad.
6.1 Genética de poblaciones.
Y
La relación entre
ambos no es fija
Genotipo - Constitución genética heredada.
Permanece constante.
Genes y medio ambiente influencian el genotipo.
-Los individuos no tienen igual fenotipo. Pero si son similares, si se consideran unos
cuantos rasgos.
1. Individuos con fenotipos similares no necesariamente tienen igual genotipo* si las
condiciones ambientales son diferentes.
*Únicamente los gemelos monocigotos tienen idénticos cromosomas porque
proviene de un solo huevo fertilizado.
*Productos de la reproducción asexual de un cierto individuo son idénticos
entre ellos y a su padre.
Incluso este tipo de individuos con idéntico genotipo tienen fenotipos diferentes.
Experiencias diferentes de vida.
Visibles: Altura.
Tamaño.
Longevidad.
Otros:
Fertilidad.
Tasas de crecimiento.
(Griffiths, 2008)
Caso de gemelos. Genes afectan en el sistema dando ciertas señales generales,
pero el medio ambiente determina el desarrollo.
Diferencias en genes y medio ambiente = gran variedad de fenotipos.
(Griffiths, 2008)
(Griffiths, 2008)
1
2. Genotipos diferentes → fenotipos diferentes.
3. No hay un solo genotipo que se adapte idealmente en todos los medios ambientes.
Rango de reacción ó
Norma de reacción del
genotipo.
El genotipo determina el rango
de fenotipos que un organismo
puede desarrollar.
Es decir, el genotipo puede ser el mejor bajo X condiciones
Muy importante
y puede ser el peor bajo Y condiciones.
en acuacultura
Cual de ellos se realizará
depende del medio ambiente en
el que se lleve a cabo el
desarrollo.
Este rango no es jamás conocido pues requiere
que individuos con idéntico genotipo sean
expuestos a todo tipo de medios ambientes, lo
cual es virtualmente infinito.
Un organismo hereda únicamente las estructuras moleculares del huevo
fertilizado a partir del cual se desarrolla, no los productos finales de su historia
individual del desarrollo.
(Dunham, 2004)
Genotipo:
- es un carácter fijo.
-se mantiene constante a lo largo de la vida de un organismo.
(a excepción de raras mutaciones en la célula).
-no cambia por los efectos ambientales.
Fenotipo:
-cambian continuamente a lo largo de la vida de un organismo
conforme sus genes interactúan con una secuencia e medios
ambientes.
Con un dado genotipo y medio ambiente hay un rango de
resultados posibles para cada etapa del desarrollo.
Porqué las diferencias fenotípica entre dos secciones diferentes del cuerpo?
Tamaño.
Forma.
Número.
Se deben a variaciones
durante el proceso de división
celular.
Cigoto
Variaciones en la concentración de ciertos
componentes químicos esenciales disponibles en un
momento determinado.
Organismo
multicelular
= Ruido del desarrollo.
Niveles del desarrollo.
1er nivel – Genes determinan el fenotipo. Ejemplo: Segmentación del cuerpo.
2do nivel – Variación del desarrollo básico entre spp.
genes que determinan la diferencia en 2 spp (su relación con medio
ambiente).
3er nivel – Diferencias en morfología, fisiología y comportamiento entre individuos de
la misma sp.
Genes, medio ambiente y ruido del desarrollo se entrelazan.
En genética acuícola es muy importante conocer los efectos del medio ambiente sobre
los peces y otros organismos ya que se pueden alterar enormemente los resultados
enmascarando los efectos genéticos verdaderos.
P = G + E + GE
Critico en acuacultura !
muy importante para cruzas
(híbridos o poliploides).
P = Desempeño o fenotipo.
G = Genotipo de un individuo.
E = Medio ambiente.
GE = Interacción entre el genotipo
y el medio ambiente.
En líneas puras o seleccionadas estas
interacciones son menos significativas.
- Cultivo de Tilapia en estanques o en jaulas
es igual para líneas puras pero muy diferente
para híbridos.
Hay mucha confusión entre estos tres niveles por lo no genetistas.
- En caso del bagre aumenta la agresividad si el agua es muy clara, en carpa es
inverso
- Ostras tienen diferentes rendimientos según el tipo de sedimento.
2
Particularmente en el medio acuático hay mucha variación del medio ambiente y es
mas difícil de controlar que en el medio terrestre.
- Desechos son difíciles de remover por lo tanto hay grandes fluctuaciones
en niveles de oxígeno.
Algunos efectos ambientales que pueden afectar el fenotipo y requieren ser
controlados:
-Edad.
-Mortalidad/Sobrevivencia. Altera el rango de los genotipos.
-Densidad de siembra. Afecta la tasa de crecimiento, mortalidades diferenciales.
-Temperatura. Afecta crecimiento, resistencia a enfermedades,
deformidades, radio sexual.
-Calidad del agua.
La endogamia reduce la tasa
-Efectos maternos*.
de crecimiento y la
-Ganancia compensatoria*.
sobreviviencia, por tanto
-Competencia*.
reduce la densidad de los
-Efectos de magnificación*.
endogámicos promoviendo la
-Asimetría. Competencia por alimento,
tasa de crecimiento del resto,
tamaño de partícula y tipo.
subestimando la verdadera
-Tamaño.
depresion de crecimiento.
-Confinamiento comunal*.
(Dunham, 2004)
-Biología y fisiología.
Ejemplo de deformidad ambiental sin bases genéticas
Conforme el pez crece la superficie branquial con respecto al volumen corporal
disminuye.
Normalmente peces grandes tienen menor tolerancia a bajas
concentraciones de oxígeno que peces pequeños.
Por lo tanto en una prueba para evaluar tolerancia al oxígeno se debe
considerar la relación con el tamaño y la edad para estandarizar los datos
genéticos.
Normalmente peces mas pesados y mas largos tienen la cabeza mas larga,
por tanto también se deben estandarizar las mediciones morfológicas (por
medio de radios).
(Dunham, 2004)
Efectos maternales
Son producto del efecto medio
ambiental de la madre al fenotipo
de su descendencia.
-Tamaño.
-Edad.
-Condición de la hembra.
Ganancia compensatoria
Animales que sufren un retrazo en su crecimiento debido a malas condiciones del
medio ambiente pueden alcanzar el “tamaño normal” una vez que las condiciones
son óptimas.
Esto ha sido demostrado en mamíferos y ganado, pero controversial en peces.
Los efectos paternos de este
tipo son insignificantes ya que
los gametos masculinos son
mucho mas pequeños
-Calidad de los huevos
-Crecimiento y viabilidad del embrión
después de la fertilización.
Directamente relacionado con el tamaño
del huevo.
Mayor tamaño y edad de la hembra, menor tamaño del huevo → Ictalurus
Menor tamaño y edad de la hembra, mayor tamaño del huevo → O. niloticus
pero menor fecundidad y mayor sobrevivencia.
Hembras de la misma edad igual tamaño y cantidad de huevos. Diferencias indican
efectos maternos.
Huevos mas grandes indican mayor puesta y mayor sobrevivencia de larvas.
Ventajas para optimizar espacios – uso de nauplieras y pre-crias.
La condición en mantener un buen estado nutricional.
3
Confinamiento comunal
Bases cromosomicas de la herencia.
Experimentos comparativos entre diferentes familias o especies tiene mejores
resultados si se hacen en grupos ya que se reducen las variaciones ambientales
entre replicas y tratamientos.
1902- Teoría cromosomica de la herencia.
Genética de Mendel
vs.
Mitosis y Meiosis
Genes contenidos en cromosomas
-Walter S. Sutton – USA.
-Theodor Boveri- Alemania.
1910 Thomas Hunt Morgan
Calvin B. Bridgen
P:
F1:
F2:
Excepciones a los resultados esperados por Mendel.
Hojos rojos
Mojos blancos
Todos los hijos son ojos rojos
Hrojos Hrojos M1/2rojos M1/2blancos
true rojos
true rojos true blancos
H1/2rojos M1/2blancos
P:
F1:
F2:
Hojos blancos
Mojos rojos
Todas las Hrojos Todos los Mblancos !
En números iguales de ambos sexos
Hblancos Hrojo
Mblanco
Mrojo
En F1 no todos son rojos !
(Ayala y Kiger, 1980)
Esto se explica si:
(Ayala y Kiger, 1980)
Los casos raros se producen por la nodisyunción del cromosoma X.
1- El gen de color de ojo reside en el cromosoma sexual X.
2- Si el cromosoma sexual (Y) del macho no contiene gen para el color de ojo !
Esto ocurre durante la meiosis, 2 cromosomas X no se logran separar y producen
huevos con dos cromosomas X o sin cromosoma X.
Cromosomas ocurren en pares, excepto los que están asociados a determinación del sexo.
Hembra carga dos cromosomas X idénticos
Uno paterno
Uno materno
Los transmiten a todos
sus hijos, H y M.
Macho carga dos cromosomas diferentes X y Y - El macho recibe el X de su
madre y lo transmite solo a sus
hijas. A sus nietos a través de
sus hijas.
Nunca a través de sus hijos.
Hblancos
P:
F1:
Hblancos
Y
Hblancos!
XXY
Mrojos
XY
Mrojos
XY
Normales y fértiles.
F2:
CONCLUYÓ QUE EL COLOR DEL OJO ESTA LIGADO AL SEXO,
LLEVADO POR EL CROMOSOMA X.
XX
4% de las Hblancos
4% de los Mrojos
96% Hrojos
Mblancos
Mrojos!
X
Carecen del cromosoma Y.
Normales en apariencia pero estériles.
Nodisyunción del cromosoma X durante la meiosis
= Nodisyunción secundaria.
Ocurre en la progenia de las hembras producidas por
nodisyuncipn secundaria.
4
Estos patrones de herencia ligada el sexo en drosofila también se
observa en todos los animales y plantas en los cuales el macho es
heterogameto en cromosomas sexuales.
•En humanos hay ~ 150 características hereditarias ligadas al sexo.
•Las hembras hemicigoticas en cromosomas sexuales transmiten la
característica únicamente al hijo.
•Los machos hemicigoticos en cromosomas sexuales transmiten la
característica tanto a hijas como a hijos.
•Caso mas conocido de hemofilia.
(Griffiths, 2008)
En diferentes organismos el sexo esta determinado de diferentes formas.
El cromosoma Y
Macho
Carece de muchas contrapartes de la mayoría de los genes presentes en el cromosoma X.
Información genética
que contiene
•Genes presentes en cromosoma Y.
-Los padres heterogaméticos lo transmiten solo a
sus hijos “Herencia holandica”.
-Seran manifestados solo en machos.
-Información necesaria para masculinidad.
•Genes presentes tanto en cromosoma X como en Y.
Aves
Mariposa
Polilla
XX Sexo
homogametico=ZZ
Hembra
XY ó XO sexo
heterogametico=ZW ó ZO
Haplodiploidia= no hay cromosoma sexual.
Abeja
Hormiga
Orgs. haploides (drones)
Se desarrollan a partir de
huevos no fertilizados.
Mayoría de plantas
Pocos animales
Hermafroditas= macho y hembra en el mismo org., se
reproducen por auto fertilización.
Orgs. diploides. Se
desarrollan a partir de
huevos fertilizados.
La determinación del sexo depende de las circunstancias
del medio ambiente.
La mayoría de los vertebrados,
muchos
insectos,
algunos
invertebrados
y
plantas,
las
hembras tienen XX y los machos
XY.
El fenotipo sexual esta determinado
por el balance entre el numero de
cromosomas X y el numero de
autosomas (A)
Algunos animales
Poliquetos (Boniella)
Larvas adheridas al cuerpo
de hembras se convierten
en machos.
Peces coralinos
(Labroides dimidiatus)
Grupos de 1 macho con varias hembras, si macho muere
hembra dominante repele a otros machos y comienz a
cortejar hembras, en 2 semanas produce esperma fértil.
Ventaja: No hay un exceso de machos buscando
aparearse.
Larva flotante se convierte
en hembra.
(Ayala y Kiger, 1980)
Genética de poblaciones
En la mayoría de los organismos con sexo separado el radio sexual es = 1
Herencia de grupos o individuos dentro de una población y como cambia su
constitución genética de generación en generación.
# machos = 1
# hembras
Cambios hereditarios a través de generación son la verdadera razón del proceso evolutivo.
Lo relevante no es el individuo si no la población por que hay una continuidad de
generación en generación y puede cambiar ó evolucionar con el tiempo. Debido a la
herencia.
Población= es una comunidad de individuos relacionados por apareamientos y
parentescos.
= individuos de la misma especie.
Población Mendeliana = Son aquellas en las que la reproducción implica
apareamientos.
Organismos con determinación sexual ambiental el radio es menor a 1.
(Ayala y Kiger, 1980)
5
Distribución geografica de
Lacerta agilis.
Pool genético = conjunto de genotipos de todos los individuos en una población.
Organismos diploides = pool genético de una población con N individuos consiste de dos
genomas haploides 2N.
Cada genoma consiste de toda la información recibida de uno de los padres.
Hay 2N genes para cada locus y N pares de cromosomas homólogos.
(excepto cromosomas sexuales y los ligados al sexo).
a) Eurpoa y Asia del Este.
1- Asumamos que todos los individuos de una población son homocigotos para el
mismo alelo de cierto gen de un locus.
b) Cerca de ríos.
c) Familias de pocos
individuos.
Las frecuencias alelicas no cambiaran de generación en generación
Ese locus no evolucionará.
2- Asumamos que en otra población hay dos alelos diferentes en ese locus particular:
Un alelo incrementará en frecuencia a expensas del otro alelo
Ese locus podrá evolucionar
<0.01%
<4%
(Ayala y Kiger, 1980)
Frecuencias Génicas y Genotípicas
En este caso se seleccionaran naturalmente según la presión del medio ambiente.
*Charles Darwin (1809-1889)
*Demostrado matemáticamente por Sir. Ronald A Fisher (1930).
A mayor numero de loci variable y mayor numero de alelos en ese locus variable,
Mayor posibilidad de cambio en la frecuencia de ciertos alelos a expensas de otros.
* Siempre y cuando la selección favorezca dichas características (rasgos).
*Que la variación sea relevante para las características seleccionadas (rasgos).
Frecuencia alelica = # de veces que se presenta cada alelo/# total de alelos en la muestra
El numero total de alelos es el doble del número de individuos porque
cada individuo tiene 2 alelos.
Si k= # de alelos
# genotipos =
k(k+1)/2
Variaciones del pool génico se expresa como frecuencia del genotipo o frecuencias de genes.
Si conocemos genotipo especifico → Fenotipo especifico.
Por lo tanto podemos transformar frecuencias fenotípicas en frecuencias genotípicas.
Modelos sobre la estructura de poblaciones
Modelo clásico
Modelo de balance
-Hay poca variación genética en las
poblaciones.
-La mayoría de los loci con alelo wildtype ~1.
-algunos alelos diferentes que
aparecen por mutaciones de baja
frecuencia. Si este es favorecido por
la selección natural poco a poco será
el wild-type y reducirá el original a
bajas frecuencias.
-Hay mucha variación.
-No hay un solo alelo wild-type.
-Hay diversos loci con arreglo de alelos de varias frecuencias.
-Los individuos son heterocigotos en una gran proporción de
estos loci.
-No hay un genotipo “normal” o “ideal”.
-Las poblaciones consisten de arreglos de genotipos que
difieren entre ellas en varios loci pero están satisfactoriamente
adaptadas a la mayoría de medio ambientes encontrados por
la población.
-Ve la evolución como un proceso de cambio gradual en las
frecuencias y tipos de alelos en muchos loci.
-Los alelos no actúan aisladamente, la “aptitud” de un alelo
depende que otros alelos existan en el genotipo.
-El juego de alelos presente en cada locus esta co-adaptado
con el juego de alelos de otros loci, por lo tanto los cambios
alelicos en un locus están acompañados por cambios alelicos
en otros loci.
Esta es
preferible
porque hay
menos alelos
que genotipos.
Frecuencia genotípica:
Frecuencia de un alelo es la frecuencia de los individuos homocigotos para ese alelo
+ ½ frecuencia de heterocigotos para ese alelo. = Numero de veces que cada
genotipo es observado /numero total de genotipos.
Observando la variación.
La evidencia que las poblaciones tienen una gran variación ocurrió a finales de los 60s.
Había divergencia entre ambos modelos.
Difícil separar variaciones morfológica debidas a variación genética o a efectos medio
ambientales.
Ambos modelos coinciden que mucho mutantes pueden ser dañinos a sus
portadores y que son eliminados o mantenidos a bajas frecuencias por selección
natural, pero juegan roles secundarios negativos en la evolución.
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SDS-PAGE
Los genetistas descubren que hay mucha mayor variación genética de la aparente
cuando los organismos fueron observados en la naturaleza.
Cuando cruzaron individuos cercanamente relacionados (endogamia) se aumenta la
probabilidad de homocigosis; los genes recesivos fueron expresados.
Las variantes alelicas en homocigotos resultan en fenotipos anormales o condiciones que
afectan sus aptitudes, modifican su fertilidad o probabilidades de sobreviviencia.
Hay mucha evidencia de experimentos de selección artificial. Los individuos
seleccionados para cruzas con la siguiente generación se selecciona en base a su mejor
expresión del carácter deseado.
Sin embargo, si através de las generaciones las poblaciones seleccionadas cambian la
dirección de la selección, es claro que los organismos originales tienen una variación
genética con respecto al rasgo seleccionado.
La selección artificial también puede ser practicada en direcciones opuestas: incrementar
o reducir cierto carácter: Ejemplo: # de huevos, % de proteína, etc…
Esto apoya el modelo de balance e indica que la variación genética existe en las
poblaciones para virtualmente cada característica del organismo.
Gel de proteínas
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