5: Genética de Poblaciones

Última actualización
Guardar como PDF

Page ID: 117615

$ \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } $ $ \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} $$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $ \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$ $ \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$ $ \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$ $ \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$ $ \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$ $ \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$ $ \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $ \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$ $ \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$ $ \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$ $ \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$ $ \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$ $ \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$ $ \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$$\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}$

El ácido desoxirribonucleico, o ADN-una molécula helicoidal bicatenaria grande, con peldaños hechos de los cuatro pares de bases adenina (A), citosina (C), timina (T) y guanina,$(G)$ porta información genética heredada. El orden de los pares de bases$A, C$,$\mathrm{T}$ y$\mathrm{G}$ determina la secuencia de ADN. Un gen es una secuencia particular de ADN que es la unidad fundamental de herencia para un rasgo particular. Algunas especies se desarrollan como diploides, portando dos copias de cada gen, una de cada progenitor, y algunas especies se desarrollan como haploides con una sola copia. Incluso hay especies que se desarrollan como diploides y haploides.

Considera la planta de guisante, que se desarrolla como un diploide. Cuando decimos que hay un gen para el color del guisante, digamos, queremos decir que hay una secuencia de ADN particular que puede variar en una población de plantas de guisante, y que hay al menos dos subtipos, llamados alelos, donde las plantas con dos copias del alelo de color amarillo tienen guisantes amarillos, aquellos con dos copias del alelo de color verde, guisantes verdes. Una planta con dos copias del mismo alelo es homocigótica para ese gen en particular (o un homocigoto), mientras que una planta que porta dos alelos diferentes es heterocigótica (o heterocigótica). Para el gen del color del guisante, una planta que porta un alelo de color amarillo y verde tiene guisantes amarillos. Decimos que el color verde es un rasgo recesivo (o el alelo de color verde es recesivo), y el color amarillo es un rasgo dominante (o el alelo de color amarillo es dominante). La combinación de alelos portados por la planta se llama su genotipo, mientras que el rasgo real (guisantes verdes o amarillos) se llama su fenotipo. Un gen que tiene más de un alelo en una población se llama polimórfico, y decimos que la población tiene un polimorfismo para ese gen en particular.

La genética poblacional puede definirse como el modelado matemático de la evolución y mantenimiento del polimorfismo en una población. La genética poblacional junto con la teoría de la evolución por selección natural de Charles Darwin y la teoría de la herencia biológica de Gregor Mendel forman la síntesis evolutiva moderna (a veces llamada síntesis moderna, síntesis evolutiva, síntesis neodarwiniana o neo-darwinismo). Los principales fundadores a principios del siglo XX de la genética de poblaciones fueron Sewall Wright, J. B. S. Haldane y Ronald Fisher.

Las frecuencias alélicas en una población pueden cambiar debido a la influencia de cuatro fuerzas evolutivas primarias: selección natural, deriva genética, mutación y migración. Aquí, nos enfocamos principalmente en la selección natural y mutación. La deriva genética es el estudio de los efectos estocásticos, y es importante en poblaciones pequeñas. La migración generalmente requiere considerar la distribución espacial de una población, y generalmente se modela matemáticamente mediante ecuaciones diferenciales parciales.

Los modelos simplificados que consideraremos asumen tamaños infinitos de población (descuidando los efectos estocásticos excepto en$\$ 5.5$), poblaciones bien mezcladas (descuidando cualquier distribución espacial) y generaciones discretas (descuidando cualquier estructura de edad). Nuestro propósito principal es ilustrar las formas fundamentales en que se puede mantener un polimorfismo genético en una población.

Cuadro 5.1: Genética haploide usando tamaño poblacional, viabilidad absoluta y aptitud de fertilidad.
genotipo	$A$	$a$
número	$n_{A}$	$n_{a}$
viabilidad aptitud	$g_{A}$	$g_{a}$
aptitud para la fertilidad	$f_{A}$	$f_{a}$

genotipo	\(A\)	\(a\)
número	\(n_{A}\)	\(n_{a}\)
viabilidad aptitud	\(g_{A}\)	\(g_{a}\)
aptitud para la fertilidad	\(f_{A}\)	\(f_{a}\)