Biología (plan 1997) 2015-2

Optativas, Genética de Poblaciones

Genética de poblaciones

Curso Optativo, Facultad de Ciencias

Gabriela Castellanos y Enrique Scheinvar

La evolución puede ser vista como el cambio de las frecuencias alélicas de las poblaciones en el tiempo, de ahí que la genética de poblaciones se encarga de analizar las bases de la evolución mediante la construcción de modelos matemáticos fundamentados en el análisis del cambio en las adecuaciones y frecuencias alélicas y genotípicas de las poblaciones biológicas.

El objetivo principal del curso es que puedas entender y aplicar los principios básicos de la genética de poblaciones y de la evolución molecular, desde sus bases clásicas hasta los desarrollos más recientes revisando tanto la teoría como los patrones empíricos, de forma que al final del curso seas capaz de hacerte preguntas en términos evolutivos y poseas la herramientas básicas para contestarlas.

El curso esta dirigido a estudiantes de la carrera de biología interesados en conocer con cierto detalle la teoría básica de la Genética de Poblaciones, ya sea con objetivos ecológicos, evolutivos, taxonómicos, médicos, fisiológicos, moleculares, etc. Los alumnos deben de tener conocimientos básicos de evolución a nivel licenciatura y facilidad para el pensamiento abstracto.

La dinámica del curso será de manera teórico-práctica mediante la explicación en pizarrón de los modelos teóricos y conceptos básicos de genética de poblaciones, realización de ejercicios que nos ayudarán a comprender sus derivaciones, discusión de varios artículos científicos en los se ejemplifica su uso y se abordan temas de actualidad y realización de prácticas y simulaciones en los que conoceremos algunos de los programas de cómputo que nos ayudarán a realizar pequeños análisis.

La evaluación se realizará con los siguiente elementos: exámenes, trabajo semestral, ensayos de lecturas, tareas y ejercicios, exposición de cuando menos un artículo (lecturas), discusión, participación y entrega de prácticas. Los alumnos deben de entregar todos los problemas y presentar todos los exámenes para aprobar el curso. El trabajo semestral consistirá en un trabajo de revisión o de análisis de datos relacionados a los temas del programa, breve pero de calidad, original y creativo, y en formato de un artículo de revista, y se expondrá de manera breve frente al grupo.

La calificación final será la suma de los siguiente componentes:

Introducción a la genética de poblaciones (6 hrs)

a) Objetivos y metas de las genética de poblaciones.

b) Breve historia de la genética de poblaciones y de la evolución molecular.

c) Repaso de conceptos básicos

La lucha por medir la variación en las poblaciones naturales (6 hrs)

a) Qué es y cómo estudiarla

b) Variación morfológica y aloezimas

c) Variación a nivel molecular y patrones

d) Medidas de variación y distancia genéticas

Las poblaciones en equilibrio (6 hrs)

a) La ley del equilibrio de Hardy-Weinberg para un locus, dos alelos

b) Complicaciones a Hardy-Weinberg: Diferencias entre sexos, genes ligados al sexo y más de dos alelos.

c) El problema de la estimación empírica de las frecuencias alélicas.

La selección natural (8 hrs)

a) Seleccion senu Darwin

b) El modelo básico de selección.

c) Diferentes tipos de selección natural.

d) Complicaciones al modelo básico: genes ligados al sexo y alelos múltiples.

e) Selección en viabilidad.

f) Selección sexual y apareamiento clasificado negativo (negative assortative mating).

g) Selección gamética y alelos de incompatibilidad.

h) El problema de estimar la intensidad de la selección en el campo.

i) Modelos ecológicos, variación espacial y temporal y selección dependiente de la frecuencia.

La endogamia (6 hrs)

a) Concepto y efectos

b) Modelos básicos: autofertilización total y parcial.

d) Estimación del coeficiente de endogamia.

f) La endogamia en las poblaciones naturales.

g) Endogamia y selección.

h) “Kin selection”.

i) Reproducción asexual.

La deriva génica y el tamaño efectivo de las poblaciones (6 hrs)

a) Aproximación general

b) El tamaño efectivo de las poblaciones, definiciones y métodos para su estimación.

c) Efecto de fundador y cuellos de botella.

d) Deriva génica y selección natural.

El flujo génico y la estructura de las poblaciones (8 hrs)

a) Aproximación general

a) El modelo continente-islas de flujo génico y modelo general.

b) El efecto Wahlund.

c) Estimaciones directas e indirectas de flujo génico

d) Flujo génico y selección.

e) Flujo génico y deriva.

La mutación (6 hrs)

a) Definición y tipos.

b) Medidas de mutación.

b) Modelos de mutación: basicos, alelo infinitos, sitios infinitos, sitios finitos y step-wise

c) Mutación y selección.

d) Mutación y deriva.

e) El problema de la estimación de las tasas de mutación

Desequilibrio de ligamiento (6 hrs)

a) Toría básica y métodos de estimación

b) Relación con las fuerzas evolutivas.

c) Desequilibrio y selección.

d) Hitchiking, recombinación, sexualidad, “Muller ratchet”, y selección de fondo.

Introducción a la evolución molecular (4 hrs)

a) La teoría neutra de la evolución molecular.

b) Estimación del número de substituciones y tasas de substitución.

c) Relojes moleculares y pruebas de reloj.

Genética de poblaciones molecular (12 hrs)

a) Estimación de variación genética a nivel molecular.

b) Pruebas de neutralidad-selección (Tajima, Ewens-Watterson, HKA y MK)

c) Coalescente básico: Modelo Wright-fisher para una población en equilibrio

d) Colaescencia y mutación, Coalescencia y flujo

e) Inferencia demográfica

f) Filogeografía

g) Filogenia

Bibliografía

Referencias básica:

• Hedrick, P.W. 2011. Genetics of populations. Cuarta edición. Jones and Bartlett publishers.Sudbury, Massachusetts. 553 págs.

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• Eguiarte Luis E., V. Souza y X. Aguirre (Compiladores). 2007. Ecología molecular. Semanrant, Conabio, Inst. de Ecología UNAM. D. F., México.574 págs. Disponible como pdf sin costo en http://www2.ine.gob.mx/publicaciones/consultaPublicacion.html?id_pub=530

Otras referencias:

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• Gillespie, J.H. 2004. Population Genetics. A concise guide. Second edition. The John Hopkins Univesity press. Baltimore, 214 págs. Un texto compacto, relativamente económico y actualizado.

• Futuyma D. 1998. Evolutionary Biology. 3^rd edition, Sinauer, Sunderland, Mass. 763 págs.

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• Nei, Masatoshi. 1987. Molecular evolutionary genetics. Columbia University Press. 512 pags.

• Beebe T. y Rowe G.. 2008. An introduction to molecular ecology

• Wakeley J., 2009. Coalescent theory, an introduction.

• Lemey, Salemi y Vandamme. 2009. The Phylogenetic Handbook. 2a ed. Cambridge University Press. 723 pp.

Lecturas Introducción-Variación:

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Lecturas Selección Natural:

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Lecturas Endogamia:

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Lecturas Deriva:

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