Biología (plan 1997) 2023-2

Optativas, Genética de Poblaciones

Genética de Poblaciones

Facultad de Ciencias

Semestre 2023-2

Grupo: 5315

Presentación del curso: lunes 30 de enero

Modalidad: Asignatura Optativa

Área: Genética y Evolución

Inicio del curso: lunes 30 de enero

Número de clases: 32

Horario: lunes y jueves de 11:00-14:00 hrs.

Aula: B005 (Nos vemos en el aula asignada a las 11:00 horas para la presentación del curso).

El curso está dirigido a estudiantes del área de las Ciencias Biológicas interesados en conocer, con cierto grado de detalle, la teoría básica de la Genética de Poblaciones, ya sea con propósitos ecológicos, evolutivos, taxonómicos, médicos, fisiológicos o moleculares, entre otros. Los alumnos deben contar con conocimientos básicos de evolución y facilidad para abordar el pensamiento abstracto y matemático.

En este curso se revisarán los fundamentos teóricos, las metodologías más importantes y de mayor actualidad que proporcionen a los estudiantes las bases teóricas y experiencia práctica para el análisis e interpretación de conjuntos de datos de tipo poblacional.

Esta asignatura tiene como finalidad que los alumnos entiendan y apliquen los principios básicos de la genética de poblaciones, desde sus bases clásicas hasta los desarrollos más recientes. Se espera que al finalizar el curso los alumnos cuenten con los elementos básicos, perspectivas y una visión más amplia e integral de los alcances y aplicaciones de la Genética de Poblaciones en diversas áreas de la biología evolutiva.

Evaluación: Durante el curso se llevarán a cabo actividades específicas para que los alumnos desarrollen y ejerciten habilidades de análisis e interpretación. La evaluación del curso estará conformada por los siguientes aspectos:

Ejercicios

Tareas

Reporte de prácticas

Ensayos de lecturas

Exámenes

Participación

Trabajo final

Se dará un peso equitativo a cada uno de los aspectos señalados para evaluar el desempeño de los alumnos durante el curso.

TEMARIO

1.- Introducción a la genética de poblaciones

a) Objetivos y metas de la genética de poblaciones.

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

c) Repaso de conceptos básicos

2.- La lucha por medir la variación en las poblaciones naturales

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

3.- Las poblaciones en equilibrio

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.

4.- La selección natural

a) Seleccion sensu 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.

5.- La endogamia

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.

6.- La deriva génica y el tamaño efectivo de las poblaciones

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.

7.- El flujo génico y la estructura de las poblaciones

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.

8.- La mutación

a) Definición y tipos.

b) Medidas de mutación.

b) Modelos de mutación: básicos, alelos 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

Práctica 1. Variación y estructura genética: Arlequin, structure, MEGA

9.- Desequilibrio de ligamiento

a) Teoría 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.

10.- Introducción a la evolución molecular

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.

d) Estimación de variación genética a nivel molecular.

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

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

g) Coalescencia y mutación, Coalescencia y flujo

Práctica 2. Base de datos: NCBI (blast, genbank)

Práctica 3. Selección a nivel molecular: Arlequin, DNasp

TEMA EXTRA

11.- Genética de poblaciones molecular

a) El origen de nuevos genes

b) La genómica evolutiva

c) Filogeografía

d) Filogenia

Práctica 4. Programas de alineación de secuencias e inferencia filogenética: MEGA, Bioedit, RaxML, PhyML, Mr Bayes, BEAST, Phylip, DNAsp, Arlequin

Referencias básicas:

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

Hartl, D y Clark A. Principles of population genetics (4a edición). Sinauer Associates. Sudeland, Massachusetts.

Frankham, R., J.D. Ballou y D.A. Briscoe. 2010. Introduction to Conservation Genetics. Cambrige University Press. Para iniciarse en genética para la conservación.

Frankham, R., J.D. Ballou y D.A. Briscoe. 2004. A primer of Conservation Genetics. Cambridge University Press. Para introducción en genética y conservación.

Allendorf, F.W. y G.H. Luikart. 2007. Conservation and the Genetics of Populations. Blackwell Publishing.

Literatura complementaria:

Charlesworth y Charlesworth. 2010. Elements of Evolutionary Genetics. Roberts and Company Publishers. 734 págs.

Graur D. y W.H. Li, 2000. Fundamentals of molecular evolution. 2nd. edition. Sinaeur. Suderland, Mass. 481 págs.

Kimura, M. 1983. The neutral theory of molecular evolution. Cambridge university press, Cambridge, UK, 361 págs.

Li, W. H. 1997. Molecular evolution. Sinauer, Sunderland, Massachusetts. 487 págs.

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

Nei, M. y S. Kumar. 2000. Molecular evolution and phylogenetics. Oxford University Press, Oxford. 333 págs.

Page R.D.M. y E. C. Holmes. 1998. Molecular evolution: A phylogenetic approach. Blackwell, Oxford. 346 págs.