Evolución Molecular: Pruebas de Selección, Teoría Neutra, Genética de Poblaciones Molecular

Evolución Molecular:Pruebas de Selección,

Teoría Neutra, Genética de Poblaciones Molecular

Variación genética molecular

Lewontin y Hubby (1966) Isoenzimas.Altos niveles de variación, más de la esperada

a ser mantenida por selección (promedio H= 0.12 & P 30% en 18 loci de D. pseudoobscura… similar en la mayoría de

organismos).

Levels of Genetic Variation in Natural PopulationsLewontin y Hubby (1966): average H= 0.12 & P 30% in 18 loci in D. pseudoobscura... similar high levels in most organisms.

¿TODA esta variación se puede mantener por ventaja de Heterócigo?:

NO!!la adecuación promedio: depende de s

si hay independenciaen una escala multiplicativay si hay m loci, la w promedio es

si hay mil loci y s=0.02w promedio de 0.00004un hijo de 25 mil sobrevive!!!OK esto no lo vemos!

Algunos datos indican que la sobrevivencia o la fecundidad no aumenta si eres heterócigo para más loci: esto sugeriría que los loci son neutros...(Pero otros sugieren selección...)

como ya hemos vistoKimura propuso quelos alelos tiene la mismaw, o sea, son neutrosentre sí: mutación vs deriva

Teoría neutra:

La neutralidad “efectiva” depende de Ne: si la población es muy grande es más estricta, si es muy chica alelos deletéreos se comportan como neutros: si s< 1/(2N) se comporta como neutroNeutral en pob chicas y no en pob gdes.

IAMinfinite alleles model Un aumento en el tamaño pob. o tasa de mutación aumenta

la heterocigosis.

Teoría neutra: a mayor 4Neu, más variación

PERO:En especies o poblaciones con tamaños efectivos grandeshay mucho menos variación que la predicha por el modelo de alelos infinitos.

Predicted

Observed!!

Ejemplo: Natchman humanosmenor tamaño efectivo Ne Y que X:menos variación en Y, luego en X,y luego nucleares autosómicos

Y = 1.5 x 10-4 (5.96 x 10-4) menor Ne, menor pi X= 7.2 x 10 -4 (9.6 x 10-4)

autosómicos= 16.3 x 10-4 mayor Ne, mayor pi

Ejemplo Dib: 5264 micros en humanos. Autosomas H de 0.69 a 0.73 media de 5048= 0.7H 216 del X, media = 0.65

autosomalesH=0.7

ligados al XH=0.65

Del Reloj Molecular y teoría neutra:

k=tasa sub.neutra

total de mutantesp. de fijación

Dinámica neutra:Se fija el alelo neutro en 4Ne gen.El tiempo de perdida es 2ln(2Ne)(siempre más corto que la fijación,)El tiempo entre c/ fijación es i/u

Si el cambio es por selección

Molecular Evolution: Darwin + Kimura:

+

1) Present organisms are the result of an evolutionary process, and all are related in the great phylogenetic tree.

2) Evolution is gradual3) Evolution is the result of the process of

Natural Selection

Motoo Kimura (1924-1994):

There are large level of genetic variation, but it is neutral for natural selection, and if there is any NS it is purifyingBalance between Genetic Drift and Mutation (that makes that the genetic variation is lost or fixed)

D= negativa= sel. pur. o direccional o pobl. creciendo

D= positiva= sel. balanceadora o decreciendo

pero demografía también afecta...

poder de la prueba limitado

mitocondria, d = - 2.99

D= negativa= sel. pur. o direccional o pobl. creciendopero NO SIGNIFICATIVA!!! (n de sólo 7)

ejemplo humanos...

Y, n=24, pi=7.5x10-5; theta= 9.1 x 10-5

D= - 0.592

D= negativa= sel. pur. o direccional o pobl. creciendopero NO SIGNIFICATIVA!!!

D= positiva= sel. balancedora

Humanos HLA-A, 12 poblaciones, 11 de 12 positivasD= Theta pi- Theta S/ (std. dev. d)

A lo largo de un cromosoma, sitios con mucha variación: selección balanceadora o mucha mutación o muy poca: selección purificadora o poca mutación

sel. balancedora

sel.purificadora

la mayor parte de las D en humanosnegativas, pero es posible que se debamás bien a una expansión reciente quea sel. positiva

D Tajima y diversidad pi

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

rORF1ORF1 ORF3 ORF5 escS escUORF10

cesDrORF6rORF8ORF12escN

ORF16ORF18ORF19ORFU escD espA espB escFespF *

LEE genes

Pi Non Syn Tajima D

D negative, p is smaller than ,qindicates directional or purifying selection

D positive, p larger than q, suggests diversifying selection

Example E. coli analysis Amanda Castillo PNAS 2005

Genética de poblaciones a nivel secuencias de ADN:proteína adhesiva, papel en la colonización y patogénesis

interiorselecciónpurificadora

exterior

ext.selecc.diver-sificadora

dn/ds

>>>>

><

<

<<

<<<

Sugiere SN, diferencias adaptativas entre especies!Más alta fuera en la hélice beta y en el exterior...

28 secuencias de diferentes hospederos (humanos, jaguares, águilas, etc.)

sel. diver.

sel. diver.

sel. diver.

sel. purificadora

sel. purificadora

en resumen, con pruebas cuidadosas y buenos tamaños demuestra, datos moleculares nospermiten detectar en muchos casos selección!!!