GENÉTICA EVOLUTIVA

GENÉTICA EVOLUTIVA
La evolución es la consecuencia de dos procesos: la transformación y el desdoblamiento de linajes.
Hay evolución cuando se produce un cambio genético en la población  La evolución afecta al “grupo” de organismos.
La estructura genética de las poblaciones cambia a lo largo del tiempo
2 pasos: 1) AZAR: Mutación y recombinación (independientes de la evolución)
2) Procesos evolutivos: cambio en las frecuencias alélicas
EVOLUCIÓN ‐ ESPECIACIÓN
La mayoría de las poblaciones tienen un alto grado de heterocigosis.
Parte de esta variabilidad es difícil de detectar. Varios acercamientos:
‐ Selección artificial: respuesta a la selección  variabilidad
‐ Polimorfismos proteicos: electroforesis en gel: Isoenzimas‐‐‐aloenzimas
(alozimas)
‐ Variación en la sec. de nucleótidos (RFLP, VNTR, ……., secuenciación , sec. masiva de SNPs
Análisis moleculares han demostrado la existencia de mucha mas variación de la inicialmente supuesta
Ej. Fibrocis cística (enfermos vs sanos)
Fig 26.3 Klug
CFTR = regulador de la conductancia transmembrana de la fibrosis cística
ESPECIACIÓN
Esperábamos que el mejor alelo la selección lo hubiese fijado 
la mayoría homocigotos
Datos moleculares  duda ¿para qué sirve y qué fuerzas mantienen la variación genética?
Neutralistas: reflejan la acción de la mutación y la deriva
Seleccionistas: acción principal = selección
La mayoría de las poblaciones albergan una gran diversidad y difieren (unas de otras, en diferentes tiempos, espacios,…)
Altitud Tiempo
Varias fuerzas actúan conjuntamente
ESPECIACIÓN ‐ ESPECIE
La definición de especie es un gran reto de la biología evolutiva
Asexuadas ‐ Sexuadas
Actuales ‐ Fósiles
Graduales ‐ Saltacionales
Concepto biológico de especie = Grupos de poblaciones que se pueden cruzar, real o potencialmente, y que en la naturaleza están reproductivamente aisladas de todos los otros grupos.
Comparten el mismo “pool” ó acervo genético
Varios problemas:
‐ 20% vegetales y 10% aves y mariposas, hibridan entre ellas y son consideradas especies
‐ Genes obtenidos por transferencia genética horizontal (intercambio entre especies)
‐ dificultad de comprobar el aislamiento reproductor en algunos grupos actuales
Concepto filogenético: especie está formada por aquellos organismos que son monofiléticos y que comparten una o mas características únicas derivadas.
Concepto ecológico: Grupo de individuos que viven en el mismo tipo de ambiente y han compartido necesidades ecológicas, ocupando el mismo nicho.
EVOLUCIÓN ‐ ESPECIACIÓN
Diversos tipos de cambios pueden hacer que los linajes diverjan y se separen
Fig 26.1 Klug
Estasis
Anagénesis ó evolución filética
Cladogénesis
No hay posibilidad de cambio si no hay variación genética.
Para comprender la evolución, debemos comprender el mecanismo que transforma una especie en otra y que escinde a una especie en dós o más
ESPECIACIÓN – MECANISMOS DE ESPECIACIÓN
Una reducción del flujo génico (migración) entre poblaciones, acompañada de selección divergente y/o de deriva genética, puede dar lugar a especiación
Mecanismos de aislamiento reproductor
PRECIGÓTICOS: Ecológico o de hábitat, temporal, conductual, mecánico, fisiológico
Evitan la fecundación y la formación del cigoto
POSTCIGÓTICOS: Inviabilidad, esterilidad (por el desarrollo o por la segregación) híbrida ó colapso de la F2
Evitan la formación o procreación del híbrido
Divergencia y tiempo en la especiación
La divergencia genética acumulada suele estar correlacionada con el tipo y tiempo de especiación.
Especiaciones rápidas (algunas simpátridas), poca divergencia genética
Especiaciones lentas (alopátridas), acumulan más divergencia genética
EVOLUCIÓN DEL GENOMA
Descubrimos nuevos mecanismos de evolución genómica
Barajado (“shuffling”) de exones:
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‐
‐
‐
Observamos dominios en las proteínas.
Distintas proteínas comparten dominios.
Algunos dominios se corresponden con algunos exones
Duplicación de exones: adquisición de nuevas funciones por duplicación + divergencia
Estudios evolutivos evidencian el barajado de exones: detectan nuevos genes que son mosaicos de otros genes
Duplicación génica: ‐ Familias multigénicas : conjunto de genes que tienen una secuencia similar pero codifican productos diferentes.
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EVOLUCIÓN DEL GENOMA
Duplicación del genoma completo: Se han detectado algunos casos. Ej: Saccharomyces cerevisiae presenta doble nº de cromosomas que sus hongos afines.
Transferencia génica horizontal (HGT): Transmisión de genes entre organismos muy poco relacionados.
Muy común en bacterias:
‐ 17% del genoma de E.coli proviene de HGT
‐ La capacidad infectiva de varias bacterias patógenas y
‐ la resistencia a antibióticos se ha obtenido en muchos casos por TGH de plásmidos (problema hospitales).
También se ha detectado TGH de bacterias a Eucariotes, y de bacterias ó virus a plantas:
‐ Genoma de Wolbachia en insectos y nemátodos.
‐ Genes bacterianos en rotíferos
‐ Elysia chlorotica (gasterópodo marino) realiza la fotosíntesis (ADN del alga Vaucheria
litorea)
En discusión la TGH entre eucariontes, sobre todo entre animales, aunque hay rastros en los ancestros
Dificultad en la reconstrucción filogenética