Incluyendo el flujo de genes en el equilibrio de Hardy-Weinberg

Publicado el 30 junio, 2024 por Rodrigo Ricardo

Descripción general de la genética

En general, los genes dentro de una población están representados en los mismos porcentajes de una generación a la siguiente. Ésta es la teoría principal de la Ley de Equilibrio de Hardy-Weinberg . Sin embargo, los genes pueden cambiar con el tiempo y esto puede conducir a cambios en la composición genética de toda una población.

Los genomas pueden cambiar debido a muchos mecanismos diferentes. Estos cambios refutan la Ley de Hardy-Weinberg.

Ecuación de equilibrio de Hardy-Weinberg

La Ley de Hardy-Weinberg, o la ‘Ley del Equilibrio’, incluye una ecuación matemática que sugiere que la proporción de genotipos , o alelos específicos, en una población es constante siempre que los individuos de la población se apareen aleatoriamente entre sí. Esta ecuación se escribe como p 2 + 2pq + q 2 = 1

Esta ecuación se centra en un gen específico. En la ecuación anterior, p representa la frecuencia del alelo dominante. Esto enmascara un alelo recesivo y se expresa a sí mismo, y está escrito en mayúscula. La letra q representa la frecuencia del alelo recesivo, escrito en minúscula, en la población. Si estas frecuencias alélicas están disponibles, se pueden insertar en la ecuación y se pueden calcular las frecuencias de los posibles genotipos.

Esta ecuación permite a los científicos estimar los tipos y frecuencias de genes en una población. Sin embargo, puede modificarse por diferentes factores, como

  • si hay mutaciones en genes en los que los alelos pueden eliminarse, sustituirse por otros alelos o duplicarse.
  • si los alelos se introducen en una proporción mayor o menor por alguna razón, se denomina deriva genética.
  • si los individuos de una población no se aparean al azar y no producen descendencia. Esta es la premisa del flujo de genes.

Flujo de genes

¿Alguna vez has soñado con mudarte a otra ciudad, o incluso a un país diferente? Imagine que viaja a un lugar lejano, conoce a alguien y tiene un hijo juntos. En este escenario, dado que ha introducido sus genes en una nueva región y población, este es un ejemplo de flujo de genes. El flujo de genes es simplemente el movimiento de alelos hacia un nuevo grupo o población.

Si se introducen nuevos genes en una población, los alelos y genomas disponibles cambian en consecuencia. Esto puede suceder si una población de animales ha migrado a una nueva región.

Esto aumentaría la diversidad genética dentro de la nueva población, pero hace que las dos poblaciones (el grupo anterior y la población actual) sean más similares en su composición genética. Dado que los alelos dentro del nuevo grupo cambian, sus proporciones dentro del grupo también cambian.

Esto hace que sea más difícil predecir la composición genética de los individuos del grupo, así como la forma en que los genes se distribuirán a las generaciones futuras.

Selección

La selección genética ocurre cuando rasgos o alelos específicos se vuelven más frecuentes que otros dentro de una especie. A medida que cambian estas frecuencias alélicas, la ecuación de equilibrio completa cambia y puede alterarse.

Existen varios estudios que demuestran los efectos contrarios del flujo de genes que equilibran la ecuación de Hardy-Weinberg a pesar de la selección genética. De lo contrario, la ecuación se puede ajustar con nuevas variables para reflejar la selección de alelos específicos.

Normalmente, los individuos que pueden sobrevivir y reproducirse poseen alelos favorables para su entorno. Sin embargo, si el individuo migra a una nueva región, es probable que disminuya su aptitud, así como la aptitud de sus crías. Esta migración representa el concepto de flujo de genes.

Esta introducción de nuevos genes en un entorno y una población nuevos puede impedir cambios en la frecuencia de los alelos debido a la selección. Esto equilibrará la ecuación de Hardy-Weinberg e impedirá el grado de adaptación local.

Ejemplo

Veamos un ejemplo de la interacción entre la selección y el flujo de genes. La selección natural permite que un pez llamado espinoso de tres espinas cambie y se adapte para vivir en varios ambientes. Los investigadores examinaron las poblaciones de este pez en sus diferentes entornos nativos.

El estudio descubrió que la selección natural mejora la capacidad de las poblaciones de peces para adaptarse a sus entornos, sin embargo, la medida en que se adaptan puede verse limitada por el flujo de genes.

En otras palabras, una población de peces aumenta la frecuencia de alelos ideales para adaptarse mejor a su entorno, sin embargo, otros peces de diferentes ambientes continúan uniéndose a la población, apareándose con peces de este grupo e introduciendo genes similares que contrarrestan este efecto. . De esta manera, el flujo de genes y la selección equilibran el equilibrio.

Resumen de la lección

La Ley de Equilibrio de Hardy-Weinberg nos proporciona una ecuación (p 2 + 2pq + q 2 = 1) que predice matemáticamente la ocurrencia de ciertos genes de una generación a la siguiente dentro de la misma población. Hay algunas cosas que deben permanecer constantes para que esta Ley sea consistente. Un factor importante es que los individuos de la población deben aparearse al azar entre sí.

Las desviaciones de este apareamiento alteran el equilibrio al cambiar los genomas y la proporción de alelos en la población. Estas desviaciones pueden incluir el flujo de genes , el movimiento de alelos hacia un nuevo grupo o población, a menudo debido a la migración. Estas pequeñas variaciones conducen a cambios poblacionales mayores y complican las predicciones matemáticas de probabilidad genética.

La selección también cambia la frecuencia de los genes a medida que se eliminan los alelos del genoma de una población. Sin embargo, la selección y el flujo de genes pueden equilibrarse, ya que el flujo de genes hacia un grupo puede anular la frecuencia de los cambios genéticos debidos a la selección, lo que ayuda a resistir los cambios en el equilibrio.

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