evolución molecular
evolución molecular
evolución molecular
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
CURSO DE LA MATERIA OPTATIVA<br />
EVOLUCIÓN II:<br />
EVOLUCIÓN MOLECULAR
Introducción a la <strong>evolución</strong> <strong>molecular</strong><br />
1.1Un poco de historia sobre la genética de<br />
poblaciones y el origen de la <strong>evolución</strong><br />
<strong>molecular</strong>
¿Qué es <strong>evolución</strong>?<br />
COMO DEFINIMOS LA EVOLUCIÓN.
Del Latín evolvere:<br />
desplegarse o desenrollarse<br />
Para revelar o manifestar potencialidades ocultas<br />
mmm…<br />
En un sentido muy<br />
general, la <strong>evolución</strong><br />
es cambio.<br />
Está implicada en muchos aspectos del universo.
Evolución = Cambio<br />
Cambio<br />
Está implicada en muchos<br />
aspectos del universo.
Ok, implica un cambio…<br />
Desde un punto de vista biológico…<br />
Evolución (Biológica) = ¿ Cambio ?<br />
¿A que nivel se da este cambio?<br />
¿Podemos aplicar el termino de cambio a entidades<br />
individuales durante su tiempo de vida?
Podemos aplicar el termino de cambio a entidades individuales durante<br />
su tiempo de vida<br />
NO<br />
Mas bien un sistema en <strong>evolución</strong> es uno el cual hay descendencia de<br />
entidades, una generación a la otra, en el tiempo y en el que las<br />
características de las entidades difieren en el tiempo<br />
Que implicación tiene esto…
Que implicación tiene esto…<br />
Que la EVOLUCIÓN en un amplio sentido es descendencia con<br />
modificación…<br />
Se da en un contexto poblacional!!!<br />
Donde hay variación en una o más características entre los miembros<br />
de la población…
Existe una SIMILITUD HEREDITARIA entre padres e hijos…<br />
…Y en el curso de las generaciones puede haber cambios en las<br />
proporciones de los individuos con diferentes características dentro de las<br />
poblaciones<br />
Es decir DESCENDENCIA CON MODIFICACIÓN!!!
La <strong>evolución</strong> biológica (orgánica)….<br />
Es el cambio en las propiedades de los grupos de<br />
organismos a través de las generaciones (Futuyma)<br />
Descendencia con modificación (Darwin)<br />
Cambio en las frecuencias alélicas de las<br />
poblaciones en el tiempo (Dobzhansky)
El desarrollo (ontogenia)…<br />
De un bicho “NO ES EVOLUCIÓN”<br />
Los organismos individuales no<br />
evolucionan<br />
Grupos de organismos es decir poblaciones presentan<br />
descendencia con modificación<br />
Los cambios en las poblaciones que son considerados<br />
evolutivos son los que se heredan por medio del material<br />
genético de una generación a la siguiente.
Los cambios en la biología evolutiva pueden ser…<br />
Escasos (ligeros cambios)<br />
Proporción de diferentes formas de un gen dentro de una<br />
población<br />
Alelos que determinan los diferentes grupos sanguíneos
Los cambios en la biología evolutiva pueden ser…<br />
substancial (cambios importantes)<br />
Alteraciones que dirigen de los primeros organismos a dinosaurios,<br />
abejas y humanos
¿Como se puede mostrar que las especies<br />
cambian a través del tiempo y que las<br />
especies comparten un ancestro común?
Han surgido diversas teorías para explicar la gran<br />
diversidad biológica que observamos…
La teoría de la <strong>evolución</strong> trata de explicar dos<br />
características fundamentales de la vida en la tierra:<br />
1) la diversidad en el número de<br />
especies<br />
2) La adaptación<br />
Millones de sp.<br />
Ajuste de los organismos al lugar donde viven
Tres grandes visiones…<br />
EVOLUCIÓN<br />
CREACIONISMO<br />
TRANSFORMISMO
Antes de Darwin…<br />
La filosofía y visión occidental del mundo estuvieron<br />
dominadas durante muchos siglos por…<br />
las ideas del gran filósofo griego Platón (428-348<br />
AC)<br />
y su discípulo Aristóteles (348-322 AC).
En el contexto de esta filosofía esencialistala variación o<br />
diversidad biológica se interpretaba como imperfección<br />
accidental.<br />
Aristóteles desarrolló el concepto platónico<br />
de inmutabilidad de las esencias<br />
proponiendo el concepto de que las especies tienen propiedades fijas.<br />
Las especies tienen esencia inmutable con características fijas.
CREACIONISMO<br />
El(los) dios(es) crean las sp<br />
Cada especie fue creada individualmente “a imagen y semejanza” del<br />
Creador, en la forma en la que las conocemos hoy.<br />
Estas ideas postulan la creación<br />
independiente e inmutabilidad de las<br />
especies<br />
Las especies tienen un origen separado y no cambian
En la creencia y filosofía cristianase asume que el orden es<br />
un estado superior al desorden<br />
Las creaciones divinas siguen un<br />
plan:<br />
una gradación que va desde objetos inanimados y formas<br />
“mínimamente animadas”, progresando a través de plantas e<br />
invertebrados hacia formas cada vez “más elevadas” de vida.<br />
Esta scala naturae culmina con el humano, la única criatura con<br />
naturaleza dual: física y espiritual.<br />
La escala natural es permanente e inmutable, ya que la posibilidad de cambio<br />
implicaría la existencia de imperfección en la creación original.
Los descubrimientos en astronomía y geología hechos en los siglos XVIII<br />
y XIX los que sentaron las bases decisivas para el nacimiento de las<br />
ideas evolutivas…<br />
Particularmente importante fue el trabajo del geólogo<br />
escocés Charles Lyell (1797-1875),<br />
Charles Lyell<br />
(1797-1875).<br />
Expuso el principio del uniformitarismo<br />
Este se basa en reconocer que los mismos procesos geológicos<br />
reconocidos en el presente operaban en el pasado, y que por lo tanto las<br />
formaciones geológicas se pueden explicar por causas observadas en el<br />
presente.
Se crean muchos sistemas de clasificación<br />
Algunos altamente misteriosos…<br />
Carolus Nilsson von Linnaeus<br />
(1707-1778)<br />
Pero todos fueron superados por el trabajo<br />
del botánico…<br />
Naturalista Sueco, hijo de pastor protestante, estudia medicina como<br />
muchos naturalsitas botánicos!<br />
Propone la nomenclatura binomial en un sistema de Clasificación<br />
Jerárquica con el objetivo de entender el plan de la creación<br />
(“descifrar” la cadena del ser)!
Lista las especies conocidas y provee un<br />
esquema de clasificación<br />
Genera nomenclatura binomial
Reemplaza los sistemas anteriores de agrupamiento de las<br />
especies…<br />
por un sistema de Clasificación Jerárquica<br />
Grupos anidados dentro de grupos<br />
Todo esto con el objetivo de entender el plan de la creación
Pero se comienza a acumular evidencias de que<br />
el mundo cambia…<br />
Algunos naturalistas buscan mecanismos más<br />
elegantes para explicar la adaptación:!<br />
Jean Baptiste Pierre Antoine de Monet, Chevalier de<br />
Lamarck<br />
conocido simplemente como Lamarck (1744 – 1829)<br />
Francés.También estudio medicina y botánica.En 1809, publica Philosophie<br />
Zoologique!
TRANSFORMISMO<br />
Las especies cambian con el tiempo en<br />
nuevas especies…<br />
Jean Baptiste Lamarck<br />
(Philosophie Zoologique,1809).<br />
Los linajes de las especies persisten indefinidamente, cambiando de una forma a<br />
otra.<br />
Los linajes no se ramifican y no se extinguen
Jean Baptiste de Monet, chevalier de La Marck<br />
(Philosophie Zoologique,1809).<br />
Primeros acercamientos sobre la dinámica<br />
histórica de la transformación de las especies<br />
Cada especie es generada individualmente por generación<br />
espontánea a partir de materia no viva.<br />
C/sp se inicia en la base de la cadena del ser (visión filogenética)<br />
C/sp contiene un “fluido nervioso” que hace que evolucione hacia la<br />
cúspide de la cadena; ese “fluido nervioso” se transmite a los hijos.
Herencia de los caracteres adquiridos<br />
Cuanto más se usa un órgano, más “fluido nervioso”<br />
va a atraer y lo va a alargar. La acumulación de<br />
fluido nervioso es por necesidad o deseo. Cuanto<br />
menos se use, sufre atrofia, o desaparición.<br />
El cambio de ambiente genera nuevas necesidades y deseos.
Origen separado de cada linaje, a través de generación<br />
espontánea, y posterior <strong>evolución</strong> gradual por uso y desuso y<br />
herencia de caracteres adquiridos.
Darwin-Wallace y el inicio<br />
de la Teoría Evolutiva Moderna<br />
Darwin (1809-1882)<br />
Naturalista del H.M.S. Beagle (1831-1836)<br />
“On The Origin of Species by Means of Natural Selection, or The<br />
Preservation of Favoured Races in the struggle of life”<br />
Wallace (1823-1913)<br />
Estudio Archipiélago Malacio<br />
Le escribió a Darwin!!
EVOLUCIÓN<br />
Darwin demostró que …<br />
Los organismos actuales son resultado de<br />
un proceso evolutivo y todos están<br />
relacionados entre si en un gran árbol<br />
filogenético.<br />
La <strong>evolución</strong> es gradual.<br />
La <strong>evolución</strong> es resultado del proceso<br />
de selección natural.<br />
Trata de explicar dos características fundamentales de la vida en la tierra: la diversidad en el<br />
número de especies y la adaptación.
La teoría evolutiva moderna.<br />
La teoría de la <strong>evolución</strong> trata de explicar dos características<br />
fundamentales de la vida en la tierra: la diversidad en el<br />
número de especies y la adaptación.<br />
En general podemos resumir las ideas originales de Charles Darwin en<br />
3 puntos:<br />
1) Los organismos actuales son resultado de un proceso evolutivo, y<br />
todos están relacionados entre si en un gran árbol filogenético.<br />
2) La <strong>evolución</strong> es gradual.<br />
3) La <strong>evolución</strong> es resultado del proceso de selección natural.
El proceso de selección natural según Darwin se<br />
puede explicar en 4 pasos:<br />
a) existe variación en las poblaciones naturales,<br />
b) parte de esta variación tiene que ver con que el<br />
funcionamiento los organismos y es heredable,<br />
c) como los recursos son limitados, se genera<br />
competencia entre los individuos de cada especie,<br />
y ........<br />
d) como consecuencia automática de los tres puntos<br />
anteriores, tenemos un proceso de selección natural,<br />
donde los organismos van cambiando y de esta<br />
forma produce el proceso de la adaptación.<br />
El proceso es Ecológico<br />
(POBLACIONAL)...
Este proceso gradual de selección natural<br />
eventualmente genera divergencia<br />
(por competencia) entre las poblaciones<br />
y así se puede explicar<br />
tanto la gran diversidad actual como la<br />
gran adaptación de las especies.
Darwin trabajó durante más de veinte<br />
años en sus ideas sobre la <strong>evolución</strong><br />
de los organismos…<br />
que desarrolló en “The Origin of Species”<br />
pero tras su publicación tanto el mismo Darwin como<br />
muchos evolucionistas siguieron investigando y<br />
descubriendo pruebas a favor de la <strong>evolución</strong>,
Darwin rompió con la idea dominante en la época de que<br />
las especies eran entidades fijas y que las diferencias en<br />
la forma, conducta y fisiología de los organismos no eran<br />
más que imperfecciones en el ideal de una especie.<br />
El principal problema del modelo Darwiniano original era la<br />
falta de conocimiento de la herencia.<br />
problema que quedó solventado con la formulación de la teoría sintética de la<br />
<strong>evolución</strong>, que integra la selección natural darwiniana y la genética mendeliana
Pero..........<br />
Gregor Mendel (1822-1884)<br />
tenía la clave de la herencia<br />
Mendel y sus chicharitos (1861): bases de la herencia.<br />
Ojo: no descubre genes, descubre los principios de la<br />
herencia:<br />
1.- Principio de la dominancia: hay caracteres que<br />
dominan sobre otros (--> dominantes-recesivos o<br />
codominantes)<br />
2.- Principio de la segregación: Cigoto tiene<br />
características de óvulo y espermatozoide y<br />
expresandose como una sola unidad, pero el óvulo o<br />
espermatozoide tienen solamente una característica.<br />
(--> Meiosis)<br />
3.- Principio de transmisión independiente: Cada<br />
caracter se segrega de forma independiente (--> gen)
Los primeros intentos de reconstruir la historia filogenética estaban<br />
basados en pocos o ningún criterio objetivo.<br />
Reflejaban las ideas o hipótesis plausibles generadas<br />
por expertos de grupos taxonómicos particulares.<br />
Ernest Haeckel:<br />
filogenias “imaginarias” (1866)<br />
Los Darwinianos originales eran Naturalistas como<br />
Darwin, y aceptaban la idea de cambio, de <strong>evolución</strong>, e<br />
interpretaban, usualmente sin experimentos ni análisis<br />
estadísticos, que las características de los seres vivos<br />
eran resultado de la selección natural y por lo tanto<br />
adaptaciones
.<br />
En 1900 se redescubre<br />
la genética y las<br />
ciencias<br />
experimentales<br />
comienzan a adquirir<br />
preeminencia dentro de<br />
la biología.<br />
Hugo de Vries con Oenothera lamarckiana<br />
Los genetistas desde el principio dudaron sobre<br />
la relevancia de la selección natural, y<br />
propusieron que la <strong>evolución</strong> sucedía gracias a<br />
grandes mutaciones que generaban nuevos<br />
tipos de organismos y atacan la forma de hacer<br />
ciencia de los naturalistas (que se convierten en<br />
Ecólogos y Taxónomos), tensión que sigue<br />
hasta nuestros días.
En las décadas de 1920-30…<br />
Nace la Síntesis Evolutiva o Síntesis Moderna.<br />
R. A. Fisher<br />
(1890-1962)<br />
S Wright<br />
(1889-1988)<br />
JBS Haldane<br />
(1882-1964)<br />
Sientan las bases de LA TEORÍA DE GENÉTICA DE POBLACIONES, desarrollando<br />
además muchos de los índices estadísticos usados para estimar la intensidad de<br />
fuerzas evolutivas como la deriva, selección, mutación y migración.<br />
La síntesis original entre las ideas de Mendel y Darwin
LA MOTIVACIÓN inicial de Fisher, Wright y Haldane fue<br />
mostrar que las ideas de Darwin y Wallace eran compatibles<br />
con la GENETICA MENDELIANA<br />
Natural Selection: Differential<br />
survival and reproduction
Ronald A. Fisher (1890-1962):<br />
Genetical Theory of natural Selection<br />
(1930)<br />
La Selección Natural fuerza más<br />
importante<br />
En 1928 inició la escritura de su obra seminal, que<br />
apareció en 1930: “The genetical theory of<br />
natural selection”.<br />
Describe como se comporta la variación genética en<br />
poblaciones naturales y como opera sobre esta variación<br />
las fuerzas evolutivas, con especial énfasis en la<br />
selección natural. Presenta las ideas fundamentales<br />
para una síntesis entre Darwinismo y<br />
Mendelismo.
J.B.S. Haldane (1882-1964)<br />
inicia en 1924 una serie de 5 artículos titulados:<br />
“A mathematical theory of natural and artificial<br />
selection”: análisis de las fuerzas evolutivas y<br />
desarrollo de la Genética de Poblaciones.<br />
En el primer artículo presentó el análisis inicial del de<br />
selección natural direccional: el melanismo industrial en<br />
Biston betularia.<br />
Estos cinco artículos fueron la base conceptual de su libro “The<br />
causes of evolution”, publicado en 1932.
JBS Haldane, Conclusión:<br />
Desarrolla con claridad las ideas de la genética de<br />
poblaciones y de la <strong>evolución</strong> moderna.<br />
Revisa las evidencias genéticas, paleontológicas y<br />
taxonómicas.<br />
Da estimaciones y métodos para estimar los<br />
parámetros relevantes como los coeficientes de<br />
selección y las tasas de mutación.
Sewall Green Wright(1889-1988)<br />
1925 (1931) – Evolution in Mendelian<br />
Populations<br />
Papel fundamental de la Deriva Génica<br />
Deriva Génica: cambio aleatorio en las<br />
frecuencias alélicas de una población como<br />
resultado del muestreo aleatorio de gametos<br />
Shifting balance (Topografía adaptativa)
DERIVA GÉNICA<br />
•FLUCTUACIÓN ALEATORIA DE LAS FRECUENCIAS<br />
ALÉLICAS COMO CONSECUENCIA DEL TAMAÑO<br />
POBLACIONAL FINITO.<br />
Simulación<br />
Inicial:<br />
p =<br />
0.5<br />
N = 10<br />
q =
ERRORES DE<br />
MUESTREO...<br />
UNOS DEJAN<br />
MÁS HIJOS QUE<br />
OTROS<br />
POR AZAR...<br />
•LA DERIVA PUEDE CONDUCIR A LA EVOLUCIÓN SIN<br />
SELECCIÓN, LOS CAMBIOS QUE PROMUEVE SON<br />
SIMPLEMENTE PRODUCTO DEL AZAR.
Posteriormente viene una segunda fase, en la que T. Dobzhansky,<br />
inicia la genética de poblaciones empírica y experimental.<br />
Theodosius<br />
Dobzhansky<br />
George Simpson<br />
Ernst Mayr<br />
Fusionan las teorías propias de las disciplinas de genética,<br />
paleontología, zoología y botánica bajo la luz de la teoría evolutiva en lo<br />
que se vino a conocer como la nueva síntesis.<br />
básicamente, en popularizar, ampliar y adaptar las ideas<br />
de Fisher, Wright y Haldane al estudio de diferentes<br />
grupos de organismos y subdisciplinas dentro de la<br />
biología.
En los años 60s, la r<strong>evolución</strong> de la genética <strong>molecular</strong><br />
alcanza a ésta área de la biología.<br />
Por un lado se comienzan a aplicar los métodos de<br />
electroforesis en proteínas, que revelan una riqueza<br />
extraordinaria de variación genética.<br />
Por el otro, se comienzan a acumular los primeros datos de<br />
<strong>evolución</strong> <strong>molecular</strong> en la forma de secuencias de<br />
aminoácidos para proteínas.<br />
Los datos de electroforesis se podían interpretar usando las<br />
herramientas analíticas de la teoría de Fisher, Wright y<br />
Haldane, y permitieron analizar la estructura genética en<br />
gran cantidad de organismos.
De sus experimentos y datos de drosofilas,<br />
propone el “modelo balanceado de la estructura<br />
genética de las poblaciones”:<br />
poblaciones e individuos ricos en variación<br />
genética: cada individuo es rico en loci<br />
heterócigos, mantenidos por selección<br />
balanceadora (ventaja del heterócigo)<br />
t
Los neodarwinistas pensaban que solo era relevante la<br />
Selección Natural especialmente la balanceadora (ventaja de<br />
heterócigo) y esperaban mucha variación en las poblaciones naturales<br />
(modelo balanceado de la estructura genética de las poblaciones)<br />
R. Lewontin<br />
T. Dobhzansky
Lo contrasta con:<br />
“ El modelo clásico de las estructura genética de las poblaciones”:<br />
las poblaciones casi sin variación genética. La mayor parte de las<br />
mutaciones son constantemente eliminada por la selección<br />
natural purificadora (direccional)...<br />
Se lo atribuye a H.J. Muller, genetista que descubrió el efecto de<br />
los rayos X en generar mutaciones, etc.<br />
t
Al usar técnicas de electroforesis para alo/isoenzimas, R.<br />
Lewontin (1966) detectó mucha variación...., que se<br />
ajustaban al modelo balanceado de T. Dobhzansky<br />
R. Lewontin (alumno estrella) de<br />
T. Dobhzansky<br />
Levels of Genetic Variation in Natural Populations<br />
Lewontin y Hubby (1966): average H= 0.12 y P 30% in 18 loci in<br />
D. pseudoobscura... similar high levels in most organisms!!!
Los datos electroforéticos de las alozimas se ajustan a la<br />
teoría de la Genética de Poblaciones de F. H. &W.<br />
Levels of Genetic Variation in Natural Populations<br />
Lewontin y Hubby (1966): PROMEDIO H= 0.12 y P 30% en 18<br />
loci de D. pseudoobscura.<br />
1966 Harris y Hubby y Lewontin (isoenzimas/alozimas)
En los años de 1970 hacen su aparición las primeras<br />
secuencias de aminoácidos.<br />
codifica en tripletes,<br />
20 aminoácidos, 64<br />
combinaciones.<br />
Como hay aminoácidos que pueden ser codificados por más de un<br />
codón decimos que nuestro código genético es degenerado, ya que un<br />
código genético no degenerado implicaría una relación un aminoácidoun<br />
triplete; y no varios tripletes como es nuestro caso.
Estas herramientas y la Reacción en Cadena de la Polimerasa<br />
(PCR por sus siglas en inglés: “Polymerase Chain Reaction”)<br />
han revolucionado los métodos de análisis en las últimas<br />
décadas. Actualmente se han desarrollado marcadores<br />
inespecíficos que generan información sin previo<br />
conocimiento de las secuencias de genes de las especies que<br />
se quieran estudiar.
La <strong>evolución</strong> <strong>molecular</strong> utiliza marcadores<br />
<strong>molecular</strong>es obtenidos apartir de distintos métodos:<br />
Entre otros para obtener<br />
información de diversos<br />
tipos
MARCADORES MOLECULARES COMO HERRAMIENTA:<br />
Usados para analizar problemas en <strong>evolución</strong>...<br />
Electroforesis y análisis de haplotipos de DNA para estimar la variación<br />
genética dentro y entre las poblaciones.<br />
Estructura de las poblaciones, flujo génico y sistemas de apareamiento.<br />
Diferencias entre especies<br />
Análisis genealógicos de haplotipos para inferir historias: tamaño<br />
poblacional, flujo génico y evidencias de selección<br />
Secuencias de DNA para obtener información de las relaciones filogenéticas<br />
entre especies.
Con este estimulo en 1970´s y 80´s se<br />
comenzaron a desarrollar cientos de estudios<br />
en documentar los montos de variación en<br />
distintos organismos...<br />
Sin embargo los altos montos de variación<br />
genética resultaron no ser consistentes con la<br />
teoría...
Por lo que para explicar estos grandes montos de variación<br />
genética...<br />
King & jukes (1969)<br />
Proveen evidencia de análisis de secuencias, tasas de substitución en<br />
diferentes linajes (humanos, caballos, conejos,etc) sesgos composicionales en<br />
mutaciones sinónimas, tasas de substitución de E. coli e incluso datos<br />
inmunológicos.
Y por su parte Kimura (1969) propone LA TEORÍA NEUTRAL<br />
“La variación genética es<br />
primariamente influenciada por<br />
mutación que genera la variación y<br />
deriva génica que la elimina”.<br />
CONVIRTIENDOSE EN EL EJE PARA ENTENDER LA<br />
EVOLUCIÓN MOLECULAR<br />
PUEDE SER USADA COMO HIPÓTESIS NULA, POR LO<br />
CUAL SE PUEDEN ELABORAR PREDICCIONES DE LA<br />
MAGNITUD Y PATRONES DE LA DIVERSIDAD GENÉTICA
Kimura decide pensar una alternativa...<br />
¿y si el proceso a nivel <strong>molecular</strong> es, un balance entre<br />
mutación y deriva?<br />
Es decir, extender las ideas de Wright al mundo <strong>molecular</strong>,<br />
no al mundo de Mendel...
M. Kimura (1968, 1983) propone la<br />
Teoría Neutra de la Evolución Molecular:<br />
La variación genética es el balance entre la<br />
mutación y la deriva génica...<br />
la selección juega un papel secundario, como<br />
purificadora...<br />
Kimura es alumno, indirecto, de<br />
Wright y de Muller...
Según Motoo Kimura (1924-1994): Hay mucha<br />
variación, pero es nula para la selección natural (no la ve, y si<br />
hay, es purificadora)<br />
Balance entre la Deriva Génica y la Mutación (que hacen que se pierda o<br />
se fije la variación genética) Fundamentos Evolución Molecular!!
La mutación es un proceso importante en la genética de<br />
poblaciones y en la <strong>evolución</strong> por que ES LA FUENTE DE<br />
LA VARIACIÓN EN LAS POBLACIONES.<br />
El proceso de la mutación se da en varios niveles y puede<br />
propiciar cambios en un nucleótido, varios nucleótidos,<br />
parte de un gen, parte de un cromosoma o cromosomas<br />
enteros.
LA MUTACIÓN SE PUEDE DAR POR VARIAS CAUSAS:<br />
Errores en la replicación del “DNA”<br />
Roptura fisca del cromosoma<br />
Inserción de un elemento transponible<br />
MUTÁGENOS ESPECÍFICOS :<br />
Radiaciones que inducen mutaciones:<br />
rayos gamma o rayos x que provocan<br />
ruptura de las cadenas de DNA<br />
Químicos
Las mutaciones usualmente bajan la adecuación (sobrevivencia o<br />
fecundidad) de la población, la mayoría son neutras y muy pocas<br />
aumentan la adecuación<br />
Letales matan a todos los<br />
que las portan.<br />
Deleterious<br />
Neutrales: no afecta<br />
mucho a la adecuación son<br />
las mas comunes<br />
Deleteras: reduce la adecuación.<br />
Ventajosas: incrementan la adecuación y puede ser favorecida por la<br />
selección
MODELO DE ALELOS INFINITOS (KIMURA Y CROW)<br />
- El genoma es tan grande y la tasa de mutación tan pequeña,<br />
que cada mutación ocurre en un sitio diferente del gen.<br />
- Cada mutación genera un alelo único (haplotipo)<br />
- La mutación aumenta el número de alelos y<br />
- La deriva genera un polimorfismo efímero y luego reduce el<br />
número de alelos.
La teoría neutra no niega la existencia de selección<br />
natural, mas bien funciona como MODELO NULO A<br />
PROBAR.<br />
La teoría neutra de la <strong>evolución</strong> <strong>molecular</strong>:<br />
sostiene que, aunque una pequeña minoría de mutaciones en<br />
el DNA o en secuencias de proteínas son ventajosas y son<br />
fijadas por selección natural<br />
Y aunque algunas son desventajosas y son eliminadas por<br />
selección natural purificadora...<br />
La gran mayoría de las mutaciones que son fijadas son<br />
efectivamente neutras con respecto a la adecuación y son<br />
fijadas por deriva génica
La Teoría Neutral<br />
De acuerdo con esta teoría...<br />
La mayoría de la variación genética a nivel <strong>molecular</strong> es<br />
selectivamente neutra carece de un significado adaptativo<br />
Además las substituciones evolutivas a este<br />
nivel ocurren a una tasa aproximadamente<br />
constante, tanto que el grado de las<br />
diferencias de las secuencias entre las<br />
especies puede funcionar como un reloj<br />
<strong>molecular</strong>...
RELOJ MOLECULAR...<br />
Emile Zuckerkandl fue junto con Linus Pauling uno de los pioneros<br />
de la disciplina de la <strong>evolución</strong> <strong>molecular</strong> ,<br />
Descubren que las moléculas de DNA y las proteínas<br />
que codifican son “documentos de la historia<br />
evolutiva” dada la relativa constancia con la que<br />
acumulan variaciones ( mutaciones).<br />
Ambos publican un artículo<br />
histórico en 1965 proponiendo<br />
formalmente la existencia de un<br />
reloj <strong>molecular</strong>
EJEMPLOS RELOJ MOLECULAR...<br />
Para cualquier macromolécula dada los cambios se acumulan a la<br />
misma tasa en todos los linajes evolutivos<br />
el reloj <strong>molecular</strong> (divergencia<br />
<strong>molecular</strong> proporcional al<br />
tiempo de separación de las<br />
especies).
La sistemática y <strong>evolución</strong> <strong>molecular</strong>…<br />
Engloban a un conjunto muy amplio de herramientas y<br />
modelos bio-estadísticos que nos permiten estudiar la<br />
“arqueología <strong>molecular</strong>” de los organismos<br />
Es decir, el registro evolutivo escrito en el material<br />
hereditario (DNA) y en sus productos (proteínas y RNAs<br />
estructurales, etc.)
Lo anterior con el fin de poder hacer inferencias sobre:<br />
1. Las relaciones ancestro-decensdiente (filogenéticas) de dominios<br />
de proteinas, genes y organismos.<br />
Las hipótesis filogenéticas resultantes son la base para hacer<br />
predicciones (inferencias) sobre propiedades biológicas de los grupos<br />
revelados por la filogenia mediante el mapeo de caracteres sobre la<br />
topología (hipótesis evolutiva).<br />
2. Estimar la intensidad y papel de las fuerzas evolutivas (selección,<br />
deriva, migración, recombinación) en el modelaje de la estructura de<br />
dominios protéicos, genes, poblaciones y genomas (<strong>evolución</strong><br />
<strong>molecular</strong>).
La sistemática <strong>molecular</strong> usa marcadores genéticos para hacer<br />
inferencias sobre procesos que acontecen en las poblaciones y para<br />
reconstruir su filogenia.<br />
Así se generan grandes bases de datos de secuencias de genes<br />
específicos para una gran cantidad de especies y organismos<br />
Los estudios de <strong>evolución</strong> <strong>molecular</strong> usan estos sets de datos para<br />
evaluar tasas , procesos y constricciones en el cambio <strong>molecular</strong> a lo<br />
largo del tiempo.<br />
Los resultados de estos estudios de <strong>evolución</strong> <strong>molecular</strong> a su vez<br />
proveen de nuevos criterios para la selección más informada de<br />
marcadores <strong>molecular</strong>es para estudios filogenéticos y de genética de<br />
poblaciones .
http://web.ecologia.unam.mx/laboratorios/evolucion<strong>molecular</strong>/index.php/es/