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Genética de Poblaciones Equil ibrio de Hardy Weinberg : genética de las poblaciones ideales

1- Descripción de las poblaciones: pool génico, frecuencias genotípicas, frecuencias génicas

2- Equil ibrio Hardy Weinberg

3- Cálculo de frecuencias génicas y genotípicas: Dominancia Incompleta, Dominancia completa, Alelos múltiples, Ligados al sexo

Cátedra de Genética

Machos Hembras

Machos Hembras

x

Población =Población =

•En la descendencia se espera una proporción de un 50 % de machos y un 50 % de hembras

•En especies en las que la descendencia se obtiene por medio de reproducción sexual se observan dos grupos de individuos.

Es un grupo de individuos de la misma especie que están aislados reproductivamente de otros grupos afines.

•En otras palabras es un grupo de organismos que comparten el mismo hábitat y se reproducen entre ellos, compartiendo un conjunto de genes (pool génico) común.

Machos Hembras

Machos Hembras

x

Población Población

La descendencia reemplaza a esos individuos

Si:•N° reemplazos = N° eliminados N constante•N° reemplazos < N° eliminados N disminuye•N° reemplazos > N° eliminados N aumenta

Algunos de los individuos de la población son eliminados de ella por diversas causas, ej.: muerte


Existen diferentes estrategias reproductivas:

Un macho Varios machos

Una hembra

Monogamia92 % de las aves,

5 % de los mamíferos

Poliandria1 % de las aves,

raro en mamíferos

Varias hembras

Poliginia7 % de las aves,

94 % de los mamíferos

PromiscuidadMuchas especies de

peces

Fuente: Ecología Evolutiva. Capítulo: Evolución de los sistemas de apareamiento. Juan José Sanz. http://www.sesbe.org/eco_evo

Lo más frecuente en mamíferos es la

poliginiapoliginia

En las poblaciones naturales el % de individuos reproductivamente activos no siempre es parejo.

Machos Hembras

http://www.sesbe.org/eco_evo

Machos Hembras

Machos Hembras

x


En los animales domésticos, el comportamiento reproductivo está muy condicionado por el hombre, que elimina o minimiza gran parte de los comportamientos observados en las especies silvestres (segregación de sexos por edades, jerarquización, estacionalidad reproductiva, formación del nido, etc.). Este condicionamiento lo logra mediante la Selección.

Herramientas para la selección: sincronización de celos, Inseminación Artificial, SOTE, etc.

Machos Hembras

Machos Hembras

x


En una población artificial:

•Un cierto % de animales es eliminado, en cada ciclo , por diversas causas: sanitarias, reproductivas, productivas. Se denominan refugos.

•La reposición de dichos animales está dada por la descendencia de los animales reproductivamente activos

Machos Hembras

Machos Hembras

x

población población

Ejemplos:

Producción Porcina

Machos Hembras

Machos Hembras

x


Ejemplos:

Producción de Carne

Machos Hembras

Machos Hembras

x


Ejemplos:

Producción de Leche

Para iniciar el estudio, partiremos de una población que cumple con los siguientes supuestos:

igual número de machos y hembras

todos son aptos reproductivamente

todos dejan igual número de descendientes

las generaciones no se superponen


La estructura poblacional está

determinada por sus parámetros

Generación 1

Generación n

Generación 0

Generación 1Generación 1Generación 1

Generación nGeneración nGeneración n



Frecuencias Genotípicas

N

AAN)Af(A 11

11

°=N

AAN)Af(A 21

21

°=N

AAN)Af(A 22

22

°=

Frecuencias Génicas

p)Af(A2

1)Af(A

2N

AAN

2N

AA2N

2N

AANAA2N)f(A 2111

211121111 =+=°+°=°+°=

q)Af(A2

1)Af(A)f(A 21222 =+=

Generación 1

Generación n

Generación 0



Generación 0Generación 0Generación 0 f(A1 A1) = 0.5

f(A1A2) = 0.2

f(A2A2) = 0.3

= parental

= filial

gametas

f(A1 A1) = ? f(A1A2) = ? f(A2A2) = ?

mh

p q

p p2 pq

q pq q2

genotipo A1 A1 A1A2 A2A2

Frec Esperada en la Filial

p2 2pq q2

Las frecuencias genotípicas de cualquier

generación dependen de los valores de frecuencias génicas

de la generación anterior

Las frecuencias genotípicas de cualquier

generación dependen de los valores de frecuencias génicas

de la generación anterior

0,50

0,200,30

0,00

0,20

0,40

0,60

0,36

0,48

0,16

0,00

0,20

0,40

0,60

0,600,40

f(A1A1) f(A1A2) f(A2A2)

gametas

p2 2pq q2

Si las frecuencias genotípicas observadas en la generación parental son iguales a las frecuencias genotípicas esperadas

en la filial la población se encuentra en equilibrio

f(A1A1)0 = p2 f(A1A2)0 = 2pq f(A2A2)0 = q2

Una población en equilibrio se comporta como una

población ideal y cumple con la Ley de Hardy – Weinberg.

Población Ideal tamaño grande (infinito)

panmítica (apareamiento al azar)

ausencia de Fuerzas Evolutivas (mutación, migración, selección natural, deriva génica)

Ley de Hardy-WeinbergEn una población ideal las frecuencias génicas y genotípicas se mantienen constantes generación tras generación.

Cuando una población se encuentra en equilibrio su estructura se

mantiene igual mientras ningún

factor haga variar sus parámetros

Cuando una población se encuentra en equilibrio su estructura se

mantiene igual mientras ningún

factor haga variar sus parámetros

Generación 1

Generación n

Generación 0




0,50

0,200,30

0,00

0,20

0,40

0,60

0,36

0,48

0,16

0,00

0,20

0,40

0,60

0,36

0,48

0,16

0,00

0,20

0,40

0,60

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00

frecuencias génicas

fre

cu

en

cia

s g

en

otí

pic

as

aa

Aa

AA

p

q

DOMINANCIA INCOMPLETA

FENOTIPO GENOTIPO

AA AA

Aa Aa

aa aa

P (f(AA))= Nº de individuos AA Total

H (f(Aa))= Nº de individuos Aa Total

Q(f(aa))= Nº de individuos aa Total

PROBLEMA A.1.-En un establecimiento que cría ganado Shorthorn se estudió una muestra de animales y se obtuvieron los siguientes resultados:

Fenotipos Colorado Rosillo Blanco

Genotipos AA Aa aa

Nº de animales 180 40 130

a.- Describa la población según sus frecuencias genotípicas observadas y sus frecuencias génicas.b.- Interprete genéticamente qué significa el valor H hallado y el valor p estimado.c.- Está la población en EHW?

DOMINANCIA COMPLETA

FENOTIPO GENOTIPO

A_ AA o Aa

aa aa

Q = q2 » √Q = q

p = 1 - q

Si EXISTE EHW

PROBLEMA A.2.-En una población bovina, en equilibrio Hardy-Weinberg, para el carácter mocho-astado regido por un mecanismo de dominancia completa donde el alelo m codifica para astado, se encontró que el 16 % de los animales presentaban fenotipo astado.

Estime:a.- las frecuencias génicas.b.- las frecuencias genotípicas de los portadores y homocigotas dominantes.

Carácter determinado por una serie alélica

f(A1A1) f(A1A2) f(A2A2) f(A1A3) f(A2A3) f(A3A3)

A1 A2 A3

p2 2pq q2 2pr 2qr r2

Frecuencias genotípicas observadas:

p q rFrecuencias génicas:

Frecuencias genotípicas esperadas en la filial:

PROBLEMA A.3.-Para un carácter codificado por una serie alélica (A1, A2, A3), se encontró para dos poblaciones diferentes (N1 y N2), las siguientes cantidades de individuos por genotipos:

a.- Describa la estructura genética de ambas poblaciones. b.- Compruebe si se hallan en equilibrio Hardy-Weinberg.

Genotipos A1A1 A1A2 A1A3 A2A2 A2A3 A3A3

Nº de individuos N1 2500 1200 3600 200 500 100

Nº de individuos N2 480 0 0 0 1100 330

Genes Ligados al SEXO

Se debe calcular las Frecuencias Genotípicas para cada sexo .

GENOTIPO SEXO FREC. EN C/SEXO

XBY ( R ) MACHO p

XbY ( S ) MACHO q

XBXB ( P ) HEMBRA p2

XBXb ( H ) HEMBRA 2 pq

XBXb ( Q ) HEMBRA q2

FRECUENCIAS (SEXO HOMOGAMÉTICO)

P (f(XBXB))= Nº de hembras XBXB

Total hembras

H (f(XBXb))= Nº de hembras XBXb

Total hembrasQ (f(XbXb))= Nº de hembras XbXb

Total hembras

XBXBGENOTIPO= XBXb XbXb

qh(f(Xb))= Q + (1/2 H)

ph(f(XB))= P + (1/2 H)

Frecuencias “GENICAS”

Frecuencias “GENOTÍPICAS”

FRECUENCIAS (SEXO HETEROGAMÉTICO)

GENOTIPO=

qm(f(Xb))= S

pm(f(XB))= R


Frecuencias “GENOTÍPICAS”

XBY XbY

R (f(XBY))= Nº de machos XBY Total machos

S (f(XbY))= Nº de machos XbY Total machos

EQUILIBRIO DE HARDY-WEINBERG PARA GENES LIGADOS AL SEXO


pE=2/3 ph + 1/3 pm

ph = pm

Con los datos de cualquier generación se puede calcular cual será la pE del equilibrio

Genes Ligados al SEXO

Bibliografía

• Nicholas,F.W. (1990) Genética Veterinaria. Editorial Acribia.

• Cardellino,R. Y Rovira,J. (1987) Mejoramiento Genético Animal. Editorial Hemisferio Sur.

• Falconer,D.S. (1991) Introducción a la Genética Cuantitativa. Editorial CECSA, Méjico.

• Warwick,E. Y Legates,J. (1980) Cría y Mejora del Ganado.

• Notas de Genética de Poblaciones.(2005) BMPress.