poblaciones

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Introducción. Equilibrio de Hardy - Weinberg. Factores de alteración.

INTRODUCCION

 Los genes que gobiernan a los diversos caracteres de las diferentes poblaciones se encuentran en cada grupo poblacional con una frecuencia determinada. 

A medida que estudiamos las frecuencias de esos genes en esas poblaciones, ello nos permitirá luego confrontarlas con las de otras poblaciones, poder asociar a esas variaciones la importancia del ambiente en ese cambio de frecuencias, etc. 

La genética de poblaciones estudia la frecuencia de los genes y de los genotipos y fenotipos en las diversas poblaciones y a su vez analiza los cambios de esas frecuencias a través de generaciones.

Población mendeliana: así se denomina a un grupo de individuos de la misma especie que se pueden cruzan entre sí libremente. En esta población cada gen y sus alelos siguen las leyes de la herencia mendeliana.

Población panmíctica: se llama así a una población formada por individuos de sexos separados y en donde no hay apareamientos preferenciales, por lo que cada gameto de un sexo tiene la misma probabilidad de unirse a un gameto del sexo contrario.

Frecuencia génica: es la frecuencia relativa de un gen o sus alelos en una población mendeliana determinada.

Frecuencia genotípica: es la frecuencia de cada uno de los genotipos posibles que aparecen en esa población mendeliana determinada.

Frecuencia fenotípica: es la proporción o frecuencia de los distintos fenotipos en esa población.

EQUILIBRIO DE HARDY - WEINBERG

En una población suficientemente grande en la cual el apareamiento se realiza al azar y en donde no existan ni selección, ni mutación ni migración, la constitución genética ( frecuencias génicas y frecuencias genotípicas ) no cambian de generación en generación.

Como veremos a continuación, los postulados de este equilibrio son verdaderos en la teoría de una población mendeliana, pero, y debido a que las condiciones para llegar al equilibrio son difíciles de mantener, en la práctica es muy difícil de observarlo.

Las condiciones para llegar al equilibrio según Hardy-Weinberg son:

bullet

- Población  muy grande

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- Apareamientos al azar ( población panmíctica)

bullet

- Material genético absolutamente estable (ausencia de mutación)

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- No debe existir migración

bullet

- Los individuos tienen igual capacidad reproductiva y de sobrevivencia (ausencia de selección).

En una situación real es muy difícil que se cumplan esas condiciones, ya que alguna o todas, alguna vez se verifican y por lo tanto actuarán para cambiar las frecuencias génicas y genotípicas de la población bajo estudio.

Igualmente, si una población no se encuentra en equilibrio, veremos como una sola generación de apareamiento al azar es necesaria para llegar al equilibrio y mantenerse en ese estado siempre y cuando las condiciones ya mencionadas no se manifiesten.

A continuación veremos cómo calcular las frecuencias génicas y genotípicas de una población:

Supongamos considerar el grupo sanguíneo MN (ver codominancia). Consideremos una población de 2500 individuos distribuidos del siguiente modo, con las correspondientes frecuencias genotípicas, que llamaremos, 

P = frecuencia del genotipo MM

H = frecuencia del genotipo MN

Q = frecuencia del genotipo NN

Siendo

 P + H + Q = 1 

genotipos MM MN NN
frecuencias absolutas 1200 1100 200
frecuencias relativas 0.448 0.44 0.08
  P H Q

Calculemos a continuación las frecuencias génicas ( o alélicas ) de M y de N.

Frecuencia del alelo M = p = P + 1/2 H = 0.48 + 0.22 = 0.70

Frecuencia del alelo N = q = Q + 1/2 H = 0.08 + 0.22 = 0.30

p = P + 1/2 H

q = Q + 1/2 H

También podemos calcular las frecuencias génicas a partir de las frecuencias absolutas, o sea, de la cantidad de individuos de cada genotipo que hay en la población.

Frecuencia del alelo M = deberemos tomar en cuenta todos los individuos que son MM y multiplicarlo por 2 pues cada individuo tiene dos alelos M y además deberemos sumar los individuos MN pues ellos poseen un alelo M y dividir todopor la cantidad total de alelos, que será igual a la cantidad de individuos por dos:

                                             2 x 1200 + 1100

Frecuencia alelo M (p) =  ------------------------- = 0.70

                                                    2 x 2500

Frecuencia del alelo N: se procede de similar forma:

                                                  400 + 1100

Frecuencia del alelo N (q) =  -------------------   = 0.30

                                                      5000

En forma general, siendo n el número total de individuos será:

2 P + H                                      P  +  1/2 H

---------     (simplificando)=   --------------

   2 n                                                     n

Las frecuencias génicas deberán sumar 1:

p + q = 1 

Las frecuencias genotípicas también deberán sumar 1 y responden a la siguiente fórmula, de la ley de Hardy - Weinberg:

( p + q )2 = p2 + 2pq + q2 = 1 

Ahora calculemos, a partir de las frecuencias génicas cuáles deberían ser las frecuencias genotípicas de esa población en equilibrio:

Sabemos que:

p = 0.7

q = 0.3

n = 2500 individuos

Si permitimos que se realice una generación de apareamiento al azar las frecuencias genotípicas serán:

Frecuencia de MM = p2 = (0.70)2 = 0.49

Frecuencia de MN = 2pq = 2 x 0.7 x 0.3 = 0.42

Frecuencia de NN = q2 = (0.30)2 = 0.09

Cantidad de individuos de cada clase:

MM = 0.49 x 2500 = 1225

MN = 0.42 x 2500 = 1050

NN = 0.09 x 2500 = 225

Como podemos observar la cantidad esperada de individuos de cada clase genotípica varían con respecto a los observados. 

Deberemos realizar un test estadístico (ver Chi cuadrado) para establecer si las diferencias observadas son producto del azar o no. 

Si se concluye, luego de hacer el test estadístico, que no hay diferencias significativas entre lo observado y lo esperado, concluiremos entonces que la población ya se encontraba en equilibrio. Si así no lo era se necesitó sólo una generación de apareamiento al azar para lograrlo.

Podemos observar que las frecuencias génicas no han cambiado:

p (M) = ( 1225 + 525 ) / 2500 = 0.7

q (N) = ( 225 + 525 ) / 2500 = 0.3

El equilibrio se espera lograrlo cuando las frecuencias genotípicas se corresponden con aquellas que esperamos a partir de las frecuencias génicas. 

Puede ocurrir que una población todavía no haya alcanzado el equilibrio debido a que no ha tenido tiempo suficiente o el apareamiento no es al azar.

En el caso de genes con dominancia completa podemos calcular rápidamente la frecuencia ( q ) del gen recesivo a partir de los individuos con genotipo homocigóticos recesivos.

¿ a partir de qué individuos se calcularán las frecuencias alélicas de un gen ligado al sexo ?. Se puede realizar directamente a partir de la frecuencia de ese gen en los machos, pues en ellos la frecuencia alélica es igual a la frecuencia genotípica.

En el caso que existan más de dos alelos para un determinado gen, la suma de las frecuencias para todos los alelos igualmente deberá sumar la unidad. Intenta calcular las frecuencias para los alelos del sistema de grupo sanguíneo ABO en el hombre. Considera p, q y r las frecuencias para cada uno de los alelos. 

FACTORES DE ALTERACION

Como hemos dicho anteriormente, las condiciones que Hardy-Weinberg presuponen indispensables para mantener el equilibrio de una población, son muy difíciles de encontrar en una situación real.

Es evidente que:

bulletes casi imposible considerar que la población sea infinita o muy grande, ya que como todos sabemos no existe población con una cantidad infinita de individuos y además, si existieran, la condición de que sea panmíctica, o sea que los apareamientos se realizaran totalmente al azar, sabemos que es muy difícil, pues los individuos se aparean, en mayor proporción con individuos cercanos desde el punto de vista geográfico.
bulletes imposible que el material genético sea absolutamente estable, o sea que no exista mutación ya que la capacidad de mutar es una propiedad de la materia viviente.
bulletes casi imposible que no exista algún tipo de selección natural haciendo que los genotipos que mejor se adaptan a un ambiente determinado sobrevivan aventajando a aquellos con menor fitness.
bulletlas poblaciones naturales difícilmente son poblaciones cerradas en donde no se manifieste algún tipo de migración ya sea inmigrando o emigrando individuos hacia y desde la misma, haciendo que las frecuencias de los genes que llevan esos individuos alteren las frecuencias génicas de la población.

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Creative Commons License www.librogen.com.ar fecha última actualización 24/11/2009
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