Evolución Molecular

Contenidos Teorıa Neutral de la Evolucion Evolucion del tamano del genoma Otras fuerzas operando sobre los genomas

Propedeutico PCBiol: Evolucion Molecular

19 de marzo de 2015


Contenidos

1 Teorıa Neutral de la Evolucion

2 Evolucion del tamano del genoma

Duplicacion

Transferencia Horizontal

3 Otras fuerzas operando sobre los genomas

Reduccion de genomas

Elementos moviles


Teorıa Neutral de la Evolucion


Antes de entrar en materia...

¿Que es la diversidad genetica?

¿Que son la seleccion positiva, negativa y balanceadora?

¿Que es la Deriva Genica (Random Genetic Drift)


diversidad genetica

Se refiere a la cantidad de caracterısticas geneticas de laconstitucion genetica de una especie, se distingue de lavariabilidad que describe la tendencia de las caracterısticasgenetivas a variar.

Es cuantificable mediante la determinacion de la diversidad degenes (proporcion de loci polimorficos en el genoma y/o el nivelde heterocigocidad (fraccion de individuos heterocigos para unlocus).


Seleccion II

La Seleccion Natural puede verse mas como un proceso quecomo una mano que guıa a la evolucion.

Es el resultado de la variacion, reproduccion diferencial y laherencia.

NO tiene objetivos, NO genera progreso, NO planea, pero NO esazarosa.


Seleccion II

Seleccion Positiva (Direccional):Seleccion que favorece un aleloque incrementa la adecuacion.

Seleccion Negativa (Purificadora): Remueve alelos que sondeletereos en la poblacion, puede llevar a seleccionbalanceadora

Seleccion Balanceadora: Procesos selectivos por el cualmultiples alelos se mantienen en una poblacion a frecuenciassuperiores a la tasa de mutacion. Generalmente se producecuando los heterocigotos tienen un valor adaptativo mayor quelos homocigotos


Random Genetic Drift (Deriva Genica)

Se forman mas gametos de los que pueden sobrevivir (Darwin),Cuales sobreviven es un asunto determinado en buena medidapor el azar.

Lo anterior implica que las frecuencia de los alelos puedemodificarse unicamente por efecto del azar.

Dado que los procesos de muestreo no cambian las fecuenciasgenicas en ninguna forma predeterminada este proceso sedenomina deriva genica.


Simulaciones


Partiendo del modelo de Hardy-Weinberg:


La cantidad de variacion en una poblacion natural

¿Como cuantificarıan uds. la variacion de una poblacion?

¿Cuando se comenzaron a obtener secuencias de proteınas?

¿Como es la variacion genetica en las poblaciones?


Zuckerkandl y Pauling (1962)


Hubby y Lewontin (1966)


Motoo Kimura (1966)

Evolutionary Rate at the Molecular Level

by MOT00 KIMURA National Institute of Genetics,

Japan

Calculating the rate of evolution in terms of nucleotide substitutions seems t o give a value so high that many of the mutations involved must be neutral ones.

COMPARATIVE studies of haemoglobin molecules among change in for a chain consisting of some amino- different groups of animals suggest that, during the acids. For example, by comparing the and chains of evolutionary history of mammals, amino-acid substitution man with those of horse, pig, cattle and rabbit, the has taken place roughly at the rate of one amino-acid figure of one amino-acid change in x was obtained'.


La Teorıa Neutral

La mayorıa de los cambios evolutivos se deben a la fijacionazarosa de mutaciones.

A nivel molecular la mayorıa de los cambios evolutivos no debea la seleccion positiva de alelos ventajosos ni por seleccionbalanceadora sino a la DERIVA GENICA.

Neutralidad en este contexto NO implica que la adecuacion detodos los alelos sea igual, sino que el papel del azar es muy(MUY) relevante.


La Teorıa Neutral II

El papel de la seleccion es muy debil para contender con el azar.Esto es estrictamente cierto siempre que la ventaja adaptativa|s| cumpla con la condici;on |s|< 1/2Ne

Ası la frecuencia de los alelos en cualquier momento sedetermina por azar.

Los loci polimorficos consisten de alelos que estan en procesode fijacion o de extincion.

La fijacion de los alelos es un proceso gradual.


La Teorıa Neutral III

La Teorıa Neutral NO sugiere que:Los organismos no esten adaptados a su medioLa variacion morfologica es neutralTODA la variacion genetica es neutralLa selecion natural es irrelevante para “dar forma.a los genomas

La Teorıa Neutral NO es una teorıa alternativa a la teorıaevolutiva; toda la investigacion en Teorıa neutral apoya la teorıaevolutiva.


Del protogenoma a ”nosotros”


¿Como crece y reorganiza un genoma?

¿Ideas?..

Duplicacion de genes, cromosomas, o genomas completos

Transferencia de genes de otros organismos


Duplicacion

Duplicacion

Genes individuales, cromosomas o genomas

Propuesta como mecanismo evolutivamente relevante porSusumu Ohno en 1970

¿Como ocurrirıa?...

¿Como lo probamos?...


Duplicacion

Autopoliploidizacion


Duplicacion

Autopoliploidizacion II


Duplicacion

Ejemplos de duplicacion I


Duplicacion

Ejemplos de duplicacion II



La ”pureza”de los genomas

¿Como se transmite la informacion genetica?

¿Y si la transmision de la informacion genetica no fuera solovertical?





Transferencia Horizontal de Genes



Transferencia Horizontal de Genes II



Transferencia Horizontal de Genes III



Transferencia Horizontal de Genes IV



Transferencia Horizontal de Genes V



El tamano (reducido) de algunos genomas

¿En quienes ocurrirıa?

¿por o para que ?





Reduccion de genomas II


Elementos moviles

¿Que causa esto?


Elementos moviles

¿Que causa esto II?


Elementos moviles

¿Que causa esto III?


Elementos moviles

¿Que causa esto IV?


Elementos moviles

Trasposones


Elementos moviles

¡Fin!

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