Genetica de Poblaciones

5/28/2018 Genetica de Poblaciones

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Gentica de poblaciones de Knud Christensen

Divisin de Gentica Animal, Copenhague, Dinamarca

Contenido

Introduccin .......................................................................................................................................... 3Referencias. ........................................................................................................................................... 3

Captulo 1. Introduccin, la gentica cuantitativa versus cualitativa........................................................ 31.1 Animales domsticos en Dinamarca, rasgos cuantitativos ............................................................. 31.2 Herencia cuantitativa versus cualitativa.......................................................................................... 41.3 Los trminos genotipo, fenotipo y heredabilidad............................................................................ 51.4 Efecto de la cra de animales (evolucin) ....................................................................................... 61.5 Caractersticas cualitativas, la gentica mendeliana ....................................................................... 71.6 Base de datos sobre la herencia mendeliana en los animales domsticos ...................................... 8

Captulo 2. Ley de Hardy-Weinberg; estabilidad de las frecuencias gnicas en poblaciones grandes..... 9

2.1 Mtodo de conteo de genes para el clculo de las frecuencias gnicas .......................................... 92.2 Equilibrio de Hardy-Weinberg y la prueba estadstica ................................................................. 112.3 Herencia ligada al sexo ................................................................................................................. 122.4 Ejemplos de aplicacin de las frecuencias gnicas....................................................................... 142.5 Frecuencias de gametos y ligamiento gentico............................................................................. 16

Captulo 3. Desviaciones del equilibrio Hardy-Weinberg ...................................................................... 193.1 Sistemtico desviaciones del equilibrio Hardy-Weinberg ............................................................ 193.2 Seleccin contra el recesivo.......................................................................................................... 213.3 Seleccin de heterocigotos ............................................................................................................ 233.4 Seleccin contra heterocigotos...................................................................................................... 243.5 Desviaciones aleatorias del equilibrio Hardy-Weinberg .............................................................. 25

3.6 Tamao efectivo de la poblacin .................................................................................................. 26Captulo 4. Relacin y consanguinidad................................................................................................... 27

4.1 Relacin y consanguinidad, definicin ......................................................................................... 274.2 Relacin y consanguinidad, ejemplos de clculo y frmulas ....................................................... 284.3 Sencillas formas de estrecha consanguinidad ............................................................................... 294.4 La segregacin de recesiva por consanguinidad ........................................................................... 304.5 Calculo de relacin y consanguinidad, el mtodo de la tabular.................................................... 31

Captulo 5. Prueba de hiptesis genticos simples, experimentales o de datos de campo...................... 345.1 Genealoga y la formulacin de hiptesis genticas ..................................................................... 345.2 Herencia autosmica recesiva....................................................................................................... 355.3 Herencia autosmica dominante ................................................................................................... 365.4 Herencia recesiva ligada al sexo ................................................................................................... 365.5 Herencia dominante ligada al sexo ............................................................................................... 375.6 Prueba apareamiento y prueba estadstica .................................................................................... 375.7 Prueba estadstica de datos del campo.......................................................................................... 39

Captulo 6. Definicin de un carcter cuantitativo, el valor de cra y la heredabilidad .......................... 416.1 Definicin de un carcter cuantitativo .......................................................................................... 416.2 El trmino valor de genotipo, el valor de cra y la desviacin del dominante .............................. 426.3 Los trminos varianza aditiva y heredabilidad ............................................................................. 456.4 Estimacin de la heredabilidad y el efecto ambiental comn....................................................... 46

Captulo 7. Estimacin de los valores de cra ......................................................................................... 48

7.1 Estimacin de los valores de cra, general .................................................................................... 487.2 Frmulas para calcular estimado valor de cra basado de fenotipos uniforme relacionados........ 487.3 Actualizacin directa de los ndices de los valores de cra ........................................................... 527.4 Estimacin de los valores de cra, y el uso de marcadores genticos ........................................... 53


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Captulo 8. Cambio gentico mediante seleccin ................................................................................... 548.1 Diferencia e intensidad de seleccin............................................................................................. 548.2 Respuesta de seleccin.................................................................................................................. 558.3 Seleccin de los rasgos del umbral ............................................................................................... 568.4 Correlacin gentica, y cambios en las caractersticas secundarias.............................................. 59

Captulo 9. La consanguinidad, el cruzamiento y la estructura de raza. ................................................. 63

9.1 Efecto de consanguinidad para un individuo y para una poblacin.............................................. 639.2 Efecto de cruzamiento................................................................................................................... 649.3 Sistemas de consanguinidad mnima ............................................................................................ 679.4 Lneas consanguneas en animales de laboratorio ........................................................................ 689.5 Estructura de la poblacin, la pirmide de la crianza ................................................................... 69

Captulo 10. Cromosomas y aberraciones cromosmicas ...................................................................... 6910.1 Preparacin de cromosomas........................................................................................................ 6910.2 Cariotipo normal en animales domsticos .................................................................................. 7010.3 Aberraciones cromosmicas en animales domsticos ................................................................ 7210.4 Identificacin de cromosomas por medio de pintura de cromosomas ........................................ 7510.5 Aberraciones cromosmicas identificadas por medio del ADN contenido en espermatocitos .. 76

Captulo 11. Gentica en color de pelo y pelaje en mamferos............................................................... 7711.1 Tipos de pelo en mamferos ........................................................................................................ 7811.2 Tipos de color de pelaje en mamferos, genes de color .............................................................. 7911.3 Funcin bioqumica de los genes de color.................................................................................. 8111.4 Genes de color en animales domsticos...................................................................................... 82

Captulo 12. Estimacin-tecnologa, biotecnologa y la resistencia a enfermedades ............................. 8612.1 Tecnologa para estimar el valor de cra ..................................................................................... 8612.2 La significacin de la inseminacin artificial para estimar el valor de cra................................ 8812.3 Transgnes y animales transgnicos ........................................................................................... 8912.4 Utilizacin de los marcadores de la ADN................................................................................... 9012.5 Deteccin de marcadores de ADN de los genes de la enfermedad o de QTLs ......................... 9112.6 Resultados de experimentos de seleccin para resistencia a enfermedades ............................... 93

13. Clculos genticos, applets y otros programas ................................................................................. 96Valores crticos de la distribucin de Ji-cuadrado .............................................................................. 962.2 Clculo de Ji cuadrado para la desviacin de equilibrio de Hardy-Weinberg .............................. 972.51 Clculo de la prueba de Ji-cuadrado de 2 por 2, 3 por 3 o 2 por 3 tabla..................................... 982.4 Clculo las frecuencias de tipo de apareamiento en una poblacin H-W..................................... 992.5 Ligamiento, frecuencia de los gametos y de los genotipos generacin tras generacin............... 993.4 Cambias en las frecuencias gnicas y de los genotipos durante seleccin ................................. 1013.5 Cambias en las frecuencias gnicas y los genotipos, y el efecto del tamao de la poblacin .... 1024.4 Manipulacin de un matriz general y el clculo de la relacin y la consanguinidad.................. 102

5.6 Clculo de la prueba de Ji-cuadrado de la desviacin de proporciones mendeliana .................. 1045.7 Clculo de ratios de segregacin corregidos de acuerdo del mtodo de Singles........................ 1056.2 Clculo de la promedia, los valores genotpica y valores de cra, y desviaciones dominancia .. 1067.2 Estimacin de simple formas de valores de cra ......................................................................... 1067.2 Estimacin de los valores de cra usando el modelo de animal .................................................. 1088.2 Estimacin de valor de cra y respuesta de seleccin ................................................................. 1118.3 Clculo de la heredabilidad de los rasgos de umbral (enfermedades). ....................................... 112


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Introduccin

Las notas que se producen para un curso por estudiantes de veterinaria. Por tanto, se han hecho esfuerzospara ajustar las notas de los estudiantes con unos conocimientos de biologa, y al mismo tiempoproporcionar un conjunto mnimo de frmulas para describir la relacin entre las observaciones prcticasy la teora gentica. Adems la descripcin de los rasgos de la herencia mendeliana simple, la descripcin

de la gentica para las caractersticas (enfermedades), con etiologa multifactorial. Tambin se hasubrayado, aqu la aplicacin de los planes de crianza que hacen posible reducir significativamente lafrecuencia de una enfermedad gentica.

Las notas de la gentica estn disponibles en el servidor web, que puede ser accesible desde la direccin:www.ihh.kvl.dk/htm/kc/. Tanto en ingls, espaol y una versin danesa estn disponibles.

Las notas en lnea incluyen una serie de enlaces (subrayados en el texto) a otros servidores y de ejemplosde clculo extendido y los programas (applets).

No hay seccin de ejercicios independientes, en la versin en ingls y espaol. Pero para cada applet esun ejemplo y uno o ms ejercicios para solucionar

El profesor Peter Sestoft me ha asesorado y guiado durante la produccin de los applets.

Algunos estudiantes que tenan el antecedente importante de estar en el proceso de aprendizaje de deltema han comentado sobre el texto. Las notas en espaol han sido producidas por una traduccin deGoogle de la versin en ingls, por lo tanto la lengua puede ser un poco primitiva, aunque los peoreserrores han sido corregidos por el autor, y Rolando Escobar Savececho, Cochabamba ha dadocomentarios sobre el contenido y el estilo espaol en el texto. Cualquier propuesta de mejora del texto yel espaol son bienvenidos.

Segunda edicin en espaol, Marzo 2011; Knud Christensen

Referencias.

Christensen, L.G.,Husdyravl - teori og praksis,DSR Forlag, 2005.Falcorner,D.S. Mackay T.,Introduction to Quantitative Genetics,Longman Scientific Technical, 1996.Nicolas, F.W., Veterinary Genetics, Oxford University Press, 1989.Nicolas, F.W.,Introduction to Veterinary Genetics, Oxford University Press, 1996.Samuel, M., Statistics for the life science, Prentice-Halls,1989.Strachan, T. Read A.P.,Human Molecular Genetics, pp.597, John Wiley Sons, 1996.

Transferencia Gentica de Poblaciones, Archivo pdf

Captulo 1. Introduccin, la gentica cuantitativa versus

cualitativa

Este captulo est concebido como un refresco de trminos tales como el genotipo, fenotipo y de regresinlineal, as como la introduccin de otros nuevos. Esto es tan slo una introduccin general, y un muydetallado estudio debera evitarse, ya que algunos de los trminos son bastante abstractos. Tras la lecturade los captulos 2 al 8 lea este captulo de nuevo.

1.1 Animales domsticos en Dinamarca, rasgos cuantitativos


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Poblaciones danesas de animales domsticos y produccin por ao, nmeros redondeados

Figura 1.1. Poblaciones: 500 perros, 500 gatos,caballos 100, 100 ovejas y la produccin por ao deGanado de 1000, 120.000 pollos de engorde, cerdos22000, visn (Mink) 10000 (todos en miles) 40 de

peces, 100 de mantequilla, 300 de queso, carne devacuno 300 (todos en miles toneladas)

La lista resumida de la produccin animal danesas muestra que los rasgos cuantitativos, son de granimportancia para la magnitud y la economa de la produccin animal. La produccin conjunta de animalesdomsticos en Dinamarca asciende a alrededor de 50 mil millones de coronas danesas por ao. La mayorparte se exportan.

1.2 Herencia cuantitativa versus cualitativa

Existe una continuidad de los rasgos que se heredan como herencia mendeliana simple y con rasgos dehaber herenciacuantitativa sinclases separadasy as con muchosgenes implicados.

Clasificacin derasgos en relacincon el modo de

herencia y latolerancia demedio ambientese muestra en laFigura 1.2. Enprimer lugar, sonlos rasgos bienconocidos con unsimple modo deherenciamendeliana. Uncarctercuantitativo conla herenciagentica escausado por lasegregacin demuchos pares degenes, cada unocon efectospequeos. Al

mismo tiempo elcarcter estinfluenciado por una gran cantidad de menores efectos ambientales.

Figura 1.2. Clasificacin de rasgos en relacin con el modo de herencia y la toleranciade medio ambiente.


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Enfermedades a menudo se presentan o no como simples rasgos mendelianos. Casos en el que lagravedad de la enfermedad tiene una distribucin normal tambin se pueden encontrar. En muchasenfermedades de la produccin, la enfermedad slo se produce cuando un individuo propensogenticamente est expuesto a efectos ambientales adversos. Vase la Figura 1.2, producido por el Prof.emrito Erik Andresen.

Figura 1.3 muestra un ejemplo de cmo un o dos pares degenes mendelianos segregan y controlan la produccin deleche. Para cada alelo A o B, un individuo tiene un incrementode la produccin de un kilogramo. Los alelos A y B tiene lamisma frecuencia en las distribuciones. Para obtener unaimagen realista de la base gentica para la produccin de

leche, cientos de pares de genes tienen que estar involucrados.La produccin de leche ha sido cambiada por la seleccin demanera espectacular al igual que el porciento de grasa en laleche, como se muestra en la seccin 1.4. Para que esto seaposible tiene que haber un efecto de numerosos pares de genes.En el presente ejemplo, el uso de slo dos pares de genes, quepodra fijarse en una o dos generaciones de seleccin.

1.3 Los trminos genotipo, fenotipo y heredabilidad

La mayora de los rasgos cuantitativos muestran un cierto grado de heredabilidad. La heredabilidad esevidente cuando los individuos se desvan positiva o negativamente respecto a la media, tambin sedesvan en la descendencia con el mismo rasgo en la misma direccin que sus padres. Existe unacontinuidad de algunos rasgos, que se hereda con una simple forma mendeliana con otros rasgoscuantitativos herencia gentica sin clases separadas. La herencia gentica cuantitativa es causada por elefecto de muchos genes diferentes, cada uno con menor efecto. Los rasgos son tambin los influenciadospor los efectos de medio ambiente.

La similitud entre individuales relacionados es determinada por el grado de heredabilidad. El grado deheredabilidad puede ser estimado estadsticamente como una regresin de la descendencia, en promedio,los padres. El grado de heredabilidad tiene valores entre 0 y 1. El grado de heredabilidad 0 corresponde a

ninguna similitud, y el 1 corresponde a la mayor posible similitud entre padres e hijos. Vase al ladoderecha de la Figura 1.4.

Figura 1.3. Que ilustra cmo uno y dospares de genes pueden influir en laproduccin de leche. En realidad,numerosos pares de genes tienen queestar involucrados si la seleccin se llevaa repetirse generacin tras generacin, sin

la variacin gentica vaciarse.

Figura 1.4La relacin entre fenotipo, genotipo y el medioambiente (environment) han sido formuladas por elSr. W. Johannesen sobre la base de muestras deexperimentos en frjoles (beans).


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La parte superior de la figura 1.4 da la frmulapara una relacin entre un rasgo, el genotipo(todos los genes heredado de los padres) y elfenotipo(apariencia o lo que puede medirse en el

individuo). Las desviaciones del fenotipo delgenotipo aleatorio son causadas por los efectosambientales. La formulacin se hizo por elgenetista Johannesen, empleados en nuestra universidad alrededor del ao 1900, La frmula se basa en eltamao de frjol derivados de semillas de frjoles con diferentes grados de consanguinidad.

Figura 1.4 muestra lo que Johannesen ha descubierto: Cuando los granos fue del 100 porciento pura, loque significa que todos los frjoles eran genticamente similares, no hay ninguna relacin entre el peso delos padres de frjol y de su descendencia, es decir, el coeficiente de regresin (b) de la descendencia a lospadres igual 0. Para frjoles genticamente diferentes, el fue una regresin linear de b = 0,27. Lo quesignifica que si un frjol ms grande del promedio que10 mg entonces el promedio de hijos era 2.7 mg

ms grande.

Figura 1.5 muestra que existe unafuerte relacin entre la altura de lospadres y la de sus hijos. La relacin esigual a un grado de heredabilidad del60 porciento para el rasgo de altura enla poblacin humana, es decir, lainclinacin de la lnea de regresin esb = 0,6.

El Genotipo slo puede ser observadocuando ocurre variacin gentica. Estavariacin es igual a la parte delfenotipo (la variacin fenotpica), quepuede ser transmitido a ladescendencia (variacin genotpica).El genotipo constituye el 27 porciento,respectivamente, de la variacinfenotpica del peso del frjol y 60porciento de la altura humana. Por lo

tanto, los efectos ambientalescontribuyen con el resto de lavariacin. Que es (100-27) = 73porciento para el peso de frjoles y(100-60) = 40 porciento de lavariacin fenotpica para la alturahumana.

1.4 Efecto de la cra de animales(evolucin)

Figura 1.5Relacin entre la altura (height) de los padres e hijos (vet.estudiantes). Si la altura media de los padres es de 1 cm porencima de la media, su descendencia es de 0,6 por encima de lamedia. La relacin es causada por el hecho de que la altura, comoun rasgo, es transmitido con heredabilidad de un 60 porciento. El1 es el smbolo de los hijos y de las hijas es el 2.


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El efecto de la crianza deanimales se muestra en la Figura1.6. Esto da una comprensin decmo el trabajo de crianza haafectado a los porcentaje de grasaen la leche de la raza lechera

Yrsey dans. Durante losltimos 20 generaciones losanimales con el mayor porcentajede grasa en la leche se han estadoseleccionados para lareproduccin. El efecto de estaseleccin ha sido un aumento de 0,1 unidades en el porcentaje de grasa por generacin. Nada indica quesera imposible continuar para los prximos 20 generaciones con el mismo efecto de la seleccin paraobtener un mayor contenido de grasa en la leche. O si es conveniente por la seleccin volver al punto departida. La HF no ha sido seleccionado para porciento de grasa y por lo tanto, ha sido relativamenteestable con respecto al porciento de grasa en

la leche durante el mismo perodo.

Figura 1.7 muestra un dibujo de Sience denoviembre de 1990, El dibujo indica que laevolucin es un principio simple en el quecada animal se adapta a los retos del medioambiente. La evolucin no es as de simpleque el individual adaptarse, pero el hecho deque los animales que mejor se adapten darna luz a un mayor nmero bien de adaptadasdescendencias, por lo tanto, las nuevasgeneraciones son an mejor adaptadas y seproduce mejor descendencias en cada nueva generacin

Tanto la crianza de animales y la seleccin natural son procesos lentos. Pero con una fuerte seleccin deuna poblacin puede cambiar el valor promedio con un mximo de 10 porciento de una generacin, si elrasgo tiene un alto grado de heredabilidad.

Resultados de la continuacin de la seleccin para el tamao de camada en ratones a travs de 30generaciones se pueden ver aqu.Por la seleccin en este perodo, el tamao de la camada se haincrementado en un 5 por camada joven, del 9 al 14. Esto corresponde a un aumento en el tamao de la

camada de 0,16 por generacin

1.5 Caractersticas cualitativas, la gentica mendeliana

Caractersticas cualitativas se caracterizan por la segregacin en la manera clsica con coeficientesmendelianos. Un ejemplo es el gen de color en el Labrador Retriever que puede ocurrir ya sea comonegro o amarillo. El color amarillo es recesivo y el negro es dominante. Cuando un gen del color amarilloes mencionada en lo seala de un locus y de un alelo.Tambin se puede hablar sobre Albmina de un locus, incluso los fenotipos no se pueden verdirectamente. Pero, como se mostrar en el prximo captulo, el polimorfismo en el locus se puedeasignar por medio de muestras de la electroforesis que separa a las dos de albmina alelos. La palabra

'gen' no debe utilizarse para ADN polimorfismo con ms alelos en la secuencia no codificante. En lugardebera ser llamado un locus con ms alelos. No siempre existe una fuerte separacin entre el gen y ellocus de un gen o entre alelo y en la prctica, por lo tanto, cuando se menciona las frecuencias gnicas en

Figura 1.6.Curvas de distribucin porciento de grasaen la leche de HF (Holstein frisona) yYrsey. Por Yrsey tanto en ao 1900 y1990,

Figura 1.7.


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los prximos captulo, se entender tanto los genes adecuados, as como alelos no codificantes en lassecuencias de ADN (loci).

Figura 1.8 muestra la separacin de polimorfismogentico en una familia de la especie porcina. Elpolimorfismo se trata de una mikrosatellite, 'S0002'

locus, que tiene un (GT) repeticin. Se detecta pormedio de PCR seguida de la electroforesis paraseparar los productos, los alelos. La mayora de lasdescendencias tienen dos bandas, heterocigotos.Algunas descendencias slo tienen una banda,homocigosidad. El anlisis de PCR se lleva a cabopor Merete Fredholm.

El cerdo Cup lleva los alelos 209 y 195 y la cerda400 lleva los alelos 199 y 195. Cup es a la vez padrey gran padre de la camada. La madre de la camada

tiene el nmero 401 y el alelo '195' recibido de Cupy alelo '199 ' de cerda 400,La camada es parte de una familia ms grande, queser parte de un ejemplo de clculo en el prximo captulo.

1.6 Base de datos sobre la herencia mendeliana en los animalesdomsticos

Para obtener una impresin de la herencia mendeliana de los animales domsticos,una visita a la base de datos Australia ANGIS es adecuada. Se puede llegar aqu .

La base de datos contiene principalmente informacin sobre la segregacin de losgenes de enfermedades en las poblaciones de animales domsticos. La base dedatos es compilada por Nicols quien tambin es el autor del libro 'Introduction toVeterinary Genetics'. A continuacin se muestra una impresin de referencia de la base de datos sobre elgen albina en el ganado bovino. Foto de una ternera albino a la derecha, cfr. Lars Gjl. Christensen

A continuacin ver un ejemplo que usa la base de datos utilizando las palabras clave (albino y cattle)

COAT COLOUR, ALBINISM in CATTLE, en espaol Capa de color, albinismo en BOVINOS

MIA Nmero : 000202

Posible human homologue (MIM number) : [ 203100 ]

Across-Species Summary :

Congenital lack of pigmentation in all parts of the body. Due to a

non-functional form of the enzyme tyrosinase.

Referencies after 1970

Greene, H.J., Leipold, H.W., Gelatt, K.M., Huston, K. (1973).

Complete albinism in beef Shorthorn calves. Journal of Heredity

64: 189-192.Weber, W., Lauvergne, J.J., Winzenried, H.U. (1973). Hereditary

albinism in Swiss Simmental cattle[French]. Schweizer Archiv fur

Tierheilkunde 115: 142-144.

Figura 1.8 Separacin de la variacin gentica(mikrosatellite) en un locus en una familia porcinadetectada por un electroforesis de PCR producto. El

cerdo Cup lleva los alelos 209 y 195 y la hembra400 lleva los alelos 199 y 195 que segregan en lascras.


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Manunta, G., Lai, P., Cancedda, M. (1975). A contribution to the

study of albinism in the Brown Mountain breed. Zootecnica e

Veterinaria. Fecondazione Artificiale 30: 129-135.

Ojo, S.A., Leipold, H.W. (1976). Ocular albinism in a herd of

Nigerian Holstein Friesian cattle. Zeitschrift fur Tierzuchtung




und Zuchtungsbiologie 93: 252-254.

Jayasekera, U., Leipold, H.W. (1981). Albinism in United States

Charolais cattle. Annales de Genetique et de Selection Animale

13: 213-218.

Foreman, M.E., Lamoreux, M.L., Kwon, B., Womack, J.E. (1994). Mapping

the bovine albino locus. Journal of Heredity 85: 318-320,

Captulo 2. Ley de Hardy-Weinberg; estabilidad de lasfrecuencias gnicas en poblaciones grandes

Trminos genticos de genes y alelos.La raza Labrador Retriever tiene los colores amarillo y negro. As considerando un gen de color amarillo,que apunta a un locus y un alelo. Esto corresponde a los principios de la comprensin de los genes quehay una variante (amarillo), correspondiente a la de tipo salvaje (negro).El trmino "gen" no debe ser utilizado cuando se habla de un polimorfismo de ADN secuencias nocodificantes con ms alelos. En cambio, el trmino "lugar", locus debe ser utilizado. Esta terminologatambin debe ser utilizada en relacin con variantes genticas. No siempre existe una fuerte separacinentre el gen y el locus, y entre el gen y el alelo en la prctica. As que cuando las frecuencias gnicas semencionan en este captulo, se incluyen los genes en el sentido tradicional y los alelos no codificantesecuencias de un ADN (locus).

2.1 Mtodo de conteo de genes para el clculo de lasfrecuencias gnicas

Mtodo de conteo de genes, la herencia co-dominante, Fenotipo =

GenotipoLos datos de un estudio de los tipos de la albmina en la raza de perroPastor Alemn dans se utilizan para explicar los principios, vase laTabla 1, seccin 2.4. Cuando el suero se prueba en una electroforesisde gel de alelos son un "rpido" y un "lento" de albmina designadocomo el alelo F y S, respectivamente. Vase la Figura 2.1. Lasinvestigaciones se han llevado a cabo por el K. Christensen et al.1985,Hereditas, 102:219-223.

Los siguientes nmeros de los tres genotipos de albmina fueronencontrados en una poblacin.

---------

Genotipo SS SF FF Total

Nmero 36 47 23 106

Frecuencia 0,34 0,44 0,22 = 1,00

----------

La frecuencia de SS tipo se calcula como 36/106 = 0,34

Figura 2.1. Albmina tipo esheredado co-dominante, lo quesignifica que ambos alelos sepueden ver directamente en el gel.Los fenotipos, visto en el gel, sonun SS, un SF y un FF tipo.Despus de la electroforesis de lasmuestras de suero albmina el gelse tie con Amidoblack.


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Las frecuencias gnicas para S se basan en el mtodo de gen conteo, todos los individuos SS tienen 2 Salelos y los individuos SF tienen 1. Esto es relativo a todos los genes en la poblacin, que son 2*106.

La frecuencia de la S tipo se calcula como p = (2*36 + 47)/(2*106) = 0,56

" F " q = (2*23 + 47)/(2*106) = 0,44

------

1,00

A la frecuencia del primer alelo se da normalmente el smbolo p, y al segundo alelo el smbolo q. Si hayms alelos son continuacin de los smbolos en orden alfabtico.

Una frecuencia de alelo corresponde a una probabilidad y, por tanto, la suma de alelos (frecuenciasgnicas) es 1. Para ver formulaciones estadstica bsica aqu, o ver Samuels,Estadsticas para Cienciasde la Vida, en ingls

Ejemplos de alelos mltiples (ms de dos alelos)En la seccin 1.5 la segregacin de una mikrosatellite en una familia porcina es mencionada. Existen tresalelos como puede verse en el gel en la Figura 2.2. Las denominaciones de alelos son 209, 199 y 195.

Figura 2.2Separacin de la variacingentica (mikrosatellite) en unafamilia porcina, detectados porgel electroforesis. El cerdo Cuplleva los alelos 209 y 195 y lahembra 400 lleva los alelos 199y 195. La mayora de losanimales son heterocigotos cadauno con dos bandas. Lahomocigosidad slo tiene unabanda. El gel esta preparado por

Merete Fredholm

Los clculos de las frecuencias gnicas por medio de los mtodos de conteo de genes se muestran acontinuacin. Para el alelo '209' hay 18 heterocigotos y 2 homocigotos (sin bandas en la lnea bajo).Recuenta por ti mismo Para el alelo'199' hay 12 heterocigotos y 0 homocigoto (todos tienen 12 bandas en'199') y una lnea de banda, ya sea en otros '195 ' o '209').Recont de nuevo


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Frecuencia de'209'calculado como p = (2*2 + 18)/(2*44) = 0,250

" '199' " q = (2*0 + 12)/(2*44) = 0,134

" '195' " r = 1 - p - q = 0,616

La ltima frecuencia de los alelos es ms fcilmente calculada como la diferencia, ya que la suma de lasfrecuencias de los alelos es 1.

Mtodo de la raz cuadrada, para herencia dominante

En una poblacin de Labrador Retrievers los siguientes nmeros de los dosfenotipos se encontraron:

---------

Fenotipo Negro Amarillo Total

Genotipo EE+Ee ee

Nmero 182 18 200

Frecuencia 0,91 0,09 = 1,00

----------

El tipo de color negro representa homocigotos y heterocigotos. Si dos perrosnegros son acoplados aleatoriamente, en ocasiones se obtiene cras de coloramarillo. Esto ocurre cuando los dos perros por aleatorias son del colorgenotipo Ee.

El mtodo de gen conteo implica que el fenotipo es igual al genotipo, pero esto slo es el caso deamarillo. Para una descendencia para ser amarillo, debe tener un gen tanto de su padre y madre, cada unocon una probabilidad de q. Por lo tanto, la probabilidad de regla de multiplicacin se puede aplicar paracalcular la frecuencia de ee lo que corresponde a q2. Los materiales de datos da que la frecuencia seestima como 18/200 = 0,09.

La raz cuadrada de 0,09 es q = 0,30.

La frecuencia de los genes negro en la poblacin se obtiene p = 1 - q = 0,7.

2.2 Equilibrio de Hardy-Weinberg y la prueba estadstica

Definicin de equilibrio de H-W. En una gran poblacin con apareamiento al azar. El H-W equilibrio seproducir despus de una generacin, siempre que las mismas frecuencias gnicas ocurren en ambossexos. El equilibrio de Hardy-Weinberg implica que las frecuencias gnicas y el genotipo son constantesde generacin tras generacin. Si se produce un desequilibrio, el equilibrio se restablecer despus de unageneracin de apareamiento al azar. El H-W condiciones tambin implica que cuando las frecuenciasgnicas son p y q, los genotipos, respectivamente, las frecuencias sern p2, 2pq y q2para los dominantes,los heterocigotos y los recesivos en un sistema con dos alelos. Esto se puede inferir desde los argumentosusados para el recesivo genotipo en el prrafo herencia dominante.

Prueba estadstica de equilibrio H-WComo ejemplo es aplicado los datos de albmina tipos en la poblacin Pastor alemn en Dinamarca, seindica en la seccin 2.4.Observ los siguientes nmeros de los tres genotipos (obs) y el calculado nmeros que aparecen enexpectativa de Hardy Weinberg proporciones (exp), con frecuencias p(S) = 0,56 y q(F) = 0,44 que se

encontr en la poblacin---------

Genotipo SS SF FF Total

Figura 2.3. El LabradorRetriever con el colornormal de negro y con lasegregacin del recesivocolor amarillo debido alos alelos en el locus deextensin.


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Nmero, obs 36 47 23 = 106 = N

Frecuencia, exp p2 2pq q2 = 1,00

Nmero, exp p2N 2pqN q2N = N

Nmero, exp 33,2 52,3 20,5 = 106

Desviaciones 2,8 -5,3 2,5

Ji-cuadrado 0,24 0,54 0,31 = 1,09

----------

Los nmeros expectativa de Hardy Weinberg (exp) se calculan utilizando la regla de multiplicacin deprobabilidades.Para el genotipo SS un gen S de un padre y un gen S de una madre tiene que ser dado, lo mismo sonrepetido 106 veces. Por lo tanto, la probabilidad de un genotipo SS es p * p * 106. Los argumentos por elcorrespondiente otros dos genotipos, nos conducimos a los resultados que se muestran en la tabla dearriba.Ahora una prueba de Ji cuadrado para H-W equilibrio puede ser calculado como la suma de lasdesviaciones al cuadrado, cada uno dividido por el nmero esperado.La prueba tiene 1 grado de libertad (DF), ya que hay tres clases, y dos parmetros dados por el material, py N, tiene que aplicarse para calcular el nmero esperado. El ltimo parmetro (q) no es libre, ya que

puede calcularse como (1 - p).Por el uso de la tabla de Ji-cuadrado (captulo 13), DF = 1 con el valor 3,84 es igual al 5 porciento loslmites para el mantenimiento de la H0hiptesis, que los datos corresponde a H-W proporciones. Por lotanto, la desviacin entre encontrado observado y los esperados nmeros tienen una probabilidad que esmayor de 5 por ciento. Conclusin: No existe ninguna estadsticamente significativa desviacin de H-Wequilibrio.

Un applet para el clculo de Ji-cuadrados para el equilibrio de H-W, haga clic aqu.

2.3 Herencia ligada al sexo

Una de las condiciones para el equilibrio H-W de la poblacin es el apareamiento al azar. En dichapoblacin el H-W equilibrio siempre se produce despus de una generacin de apareamiento al azar, acondicin de que los machos y las hembras tengan las mismas frecuencias gnicas.

Por herencia ligada al sexo no es necesariamente las mismas frecuencias gnicas en los machos y lashembras despus de apareamiento al azar, ya que los dos sexos obtienen sus genes de dos fuentesdiferentes.

En mamferos los machos obtienen todos sus genes ligados al sexo de sus madres, mientras que lashembras obtienen la mitad de sus genes de sus padres y la mitad de sus madres. Lo contrario es el caso en

las aves, donde la hembra es el sexo heterogametico.Ejemplo, el gen naranja en el gato: Los siguientes nmeros en la poblacin de los tres genotipos fueronencontrados. El gen naranja (O) da pelaje de color amarillo. El genotipo Oo da una mezcla de color, quees causada por inactivacin al azar del cromosoma X en las animales XX. El fenotipo oo no es amarillo.

--------- ------ hembras --------- ----- machos -----

Genotipo OO Oo oo Total O o Total

Nmero 3 53 117 173 28 149 177

Frecuencia 0,02 0,31 0,67 = 1,00 0,16 0,84 = 1,00

----------


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En los mamferos el gen ligado al sexo se ve directamente en el sexo masculino. Es decir, la frecuencia degenotipo es igual a las frecuencias gnicas. Considerando que las hembras en el clculo las frecuenciasgnicas es idntica de de los genes autosmico, como se muestra a continuacin abajo.

Frecuencia de O calculado como p = (2*3 + 53)/(2*173) = 0,17

"" o "" q = (2*117+ 53)/(2*173) = 0,83

------

1,00

Solo existen algunas pequeas diferencias entre la frecuencia en los dos sexos, como se muestra. Si hayuna diferencia que se reducir a la mitad en cada nueva generacin de apareamiento al azar, por lo que enla prctica el equilibrio H-W se restablece despus de unas pocas generaciones, si la poblacin se desvidel equilibrio, en primer lugar. Fenotpicamente los heterocigotos son muy especiales, ya que slo elefecto de un gen est presente en cada clula. Los fenotipos se producen a causa de una mezcla aleatoriade las clulas con una alternativa gen activado.

En una preparacin de cromosomas se puede ver que uno de los cromosoma X es inactivada (en crculo),Figura 2.4 a la derecha. A la izquierda es una gata heterocigoto con el genotipo Oo. La gata tiene el coloramarillo y manchas negro causado por alelos en el sexo ligada locus naranja. El color blanco es causadopor un otro gen autosmico dando puntos.

Figura 2.4Gata heterocigtico enel genotipo Oo en ellocus Naranja ligada alsexo. Foto Bodil

Andersen, Bogense.Ella ofrece una mezclade pelaje de coloramarillo y negro contamaos variados. Estoes causado por lainactivacin al azar deun cromosoma X enhembras de mamferos.El inactivo cromosomaX de una hembra

porcina se muestra enun crculo.

.

El cromosoma X inactivo se detecta por medio de la tincin de acridina naranja, las clulas son cultivadaspor 6,5 horas con BrdU (Brom deoxi-uridina) en los medios. Sntesis de ADN que se producen despusde aadir BrdU puede ser visto como dbilmente manchado zonas en los cromosomas. Hay un crculoalrededor del X cromosoma inactivo. Los genes activos se replican en una fase temprana del ciclo celulary, por tanto, se encuentran con las bandas blancas.

La mayora de los casos de enfermedades recesivas ligadas al sexo ocurren en varones. Hemofilia enhumano es uno de los ms conocidos ejemplos de herencia recesiva ligada al sexo, la frecuencia en losnios est 100 veces ms grande que la de las nias. Esto ocurre cuando la frecuencia gnica es 0,01,correspondiente a la frecuencia en los nios. Considerando que el gen de las nias tiene que venir del


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padre y madre, cada uno con una probabilidad de 0,01, lo que corresponde a una frecuencia en las niasde 1 por 10'000,

2.4 Ejemplos de aplicacin de las frecuencias gnicas

Cuando la frecuencia gnica en una poblacin se conoce, la frecuencia de genotipo para cada genotipo

bajo condiciones de H-W se puede calcular. De igual forma el tipo de frecuencias en virtud deapareamiento al azar de apareamiento se puede calcular por medio de la regla de multiplicacin deprobabilidades, los resultados se muestran en la tabla siguiente. Tenga en cuenta que cuando los dosgenotipos diferentes, tiene que ser multiplicado por 2, como los dos tipos se pueden combinar tambin enrdenes invertido.

Decenciassegregacin

Tipo deapareamiento

Frecuencia AA Aa aa

AA x AA p2

x p2

= p4

1AA x Aa 2 x p2x 2pq = 4p3x q 0,5 0,5

Aa x Aa 2pq x 2pq = 4p2x q2 0,25 0,5 0,25

AA x aa 2 x p2x q2 = 2p2x q2 1

Aa x aa 2 x 2pq x q2 = 4pq3 0,5 0,5

aa x aa q2x q2 = q4 1

Clculo de frecuencias de tipo de apareamiento es importante en relacin con el control de enfermedadeshereditarias monogenetica. Este tema ser objeto de discusin ms detallada en el captulo 5, donde laclsica segregacin en la descendencia se presentar al anlisis estadstico.Un applet para clculo de frecuencias de apareamiento tipo puede verse a continuacinEjemplo de uso del applet se muestra a continuacin donde q = 0,005. El 99 porciento de la descendenciarecesiva proceden de los padres normales.

Frecuencias de genes tambin tienen un gran campo de aplicacin en estudios de razas. Las frecuenciasgnicas para las razas estrechamente relacionadas tienen una tendencia a estar ms cerca de otras razasque no estn estrechamente relacionadas.


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En la tabla anterior se presenta los resultados de un estudio de la albmina tipos en razas de perros dans.Como mencionado en la seccin 2.1 una forma rpida y un lento alelo se producen cuando el sueroalbmina es probado en un gel electroforesis. Estas denominaciones tienen alelos M y S. Las frecuenciasdel S alelo varan de 0 a 1 en las razas de perros. Las investigaciones han estado llevado a cabo por K.Christensen et al. 1985;Hereditas, 102:219-223.

En la tabla siguiente son los resultados de un estudio de algunos mikrosatellites en razas de perro dans,as como en la rojo y el azul de los zorros. Aqu estn los resultados de tres loci, cada uno con variosalelos, siendo nombrada como la larga de la cadena de ADN que se amplifican por los primeros. Las

frecuencias varan considerablemente entre las razas de perro. Los primeros que se desarrollan en el perrofuncionan igualmente bien en ambas especies de zorros. Esto indica un alto grado de homologa genticaentre perros y zorros. Heda la informacin contenida en los loci. Esto depende del porciento de


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heterocigotos en la poblacin. Los animales genticamente heterocigotos son los ms informativos. En laspruebas de paternidad o otras investigaciones genticas de la homocigosidad dar muy poca o ningunainformacin sobre cul de los padres un alelo descendencia ha heredado. Las investigaciones han estadollevado a cabo por M. Fredholm et al. 1995;Mamalian Genome, 6:11-18.

2.5 Frecuencias de gametos y ligamiento gentico

El termino frecuencia de gametos se aplica cuando los alelos de ms de un locus se consideran. Cadagameto contiene un alelo de cada locus. Considere los dos loci A y B, los genotipos de cada locus puedeocurrir en H-W proporciones, aunque este no es el caso de los dos loci juntos. Esto puede ser de gran

importancia en relacin con los marcadores de genes (loci). De vez en cuando un alelo especfico en elmarcador loci ocurre con la enfermedad alelo de un otro locus. Si los dos loci estn estrechamenteligamentados podra tener varias generaciones antes que el equilibrio sea alcanzado entre los dos loci.

La combinacin de dos pares de genes A y B, cada uno con dos alelos que se muestran a continuacin enel clsico de dos por dos tabla, donde r, s, t, y u son las frecuencias observadas de los gametos AB, Ab,AB y ab, ver tambin Figura 2.5.

gen A gen B B b frecuencia

------------------------------------------------

A | r=p(A)*p(B)+D s=p(A)*q(b)-D | p(A)

a | t=q(a)*p(B)-D u=q(a)*q(b)+D | q(a)-----------------------------------------------

Frecuencia | p(B) q(b) | 1


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Las frecuencias gnicas se pueden calcular por medio de los genes y el mtodo gen conteo quecorresponden a las distribuciones de la frontera. El frecuencia esperada de un gameto es el producto de lasdistribuciones de la frontera que es igual a P(A) = r + s = P(A) * p(B) + D + P(A) * q(b) - D = P(A) [p(B)+ q(b)] = p(A). La desviacin que se produce entre los nmeros observados y esperados se le asigna elsmbolo D (desequilibrio). Tenga en cuenta que las desviaciones son del mismo tamao para todas las

clulas (D), pero con un signo negativo para la fase de repulsin gametos Ab y aB. La combinacin dedos pares de genes, A y B, cada uno con dos alelos que se muestran a continuacin en el clsico de dospor dos de tabla, donde r, s, t, y u son las frecuencias observadas de gametos de los gametos AB, Ab, ABy ab, ver Figura 2.5.

Un ejemplo de clculo: El nmero de gametos que se observ son AB=21, Ab=49, aB=19, ab=11.

gen A/gen B B b Suma (frec)

------------------------------------------------------------

A | 21 (r=0,21) 49 (s=0,49) | 70 (p(A)=0,7)

a | 19 (t=0,19) 11 (u=0,11) | 30 (q(a)=0,3)

-------------------------------------------------------------

Suma(frec) | 40 (p(B)=0,4) 60 (q(b)=0,6) | 100 1

Las frecuencias se dan entre parntesis: Ji-cuadrado = 9,7**Df=1

D= u-q(a)*q(b)=0,11 - 0,3*0,6= -0,07

Estadsticamente significativa desviacin se produce a partir de la combinacin aleatoria entre los genesA y B y corresponde a un desequilibrio igual a -0,07.Los gametos correspondientes procedentes de la primera tabla puede ser organizada de manera diferentecomo se muestra abajo:

gametos frecuencia observada frecuencia esperada desviacin

------------------------------------------------------------

AB r p(A)*p(B) D

Ab s p(A)*q(b) -D

aB t q(a)*p(B) -D

ab u q(a)*q(b) D

En la tabla se ve todos los genotipos posibles de un dos gen sistema. Recombinacin fsica slo hanocurrido en el doble heterocigoto, en todos los dems genotipos una recombinacin no dara lugar a otrostipos de gametos diferentes de la cual se forman. El genotipo de las frecuencias correspondientes envirtud de apareamiento al azar est obtenido por la multiplicacin de las frecuencias de gametos, como se

muestra. La multiplicacin se hace por medio de un applet diseado para estudiar el ligamiento y elligamiento desequilibrio.


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Figura 2.5 muestra los dos tipos de dobles heterocigotos. Por la recombinacin de los gametos del otrotipo y de forma inversa. Por lo tanto, el equilibrio de ligamiento cuando los nmeros son igual de los dostipos de dobles heterocigotos. Estotambin puede ser visto en la frmula

de D dado abajo.

La frecuencia esperada de un gametocorresponde a la frecuencia donde losdos genes son heredadosindependientemente. En ese caso laregla de multiplicacin deprobabilidades se pueden aplicar paracalcular el nmero esperado. El

desequilibrio tiene el smbolo D y sedefine como se muestra arriba (observados - espera frecuencia de gametos). Puede tambin se calculacomo la mitad de la diferencia entre la doble frecuencia de heterocigotos en fase de ligamientos yrepulsiones:

D = u - q(a)*q(b), o

D = r*u - t*s (= [p(AB/ab) - p(Ab/aB)]/2)

El mximo desequilibrio existe cuando todos los dobles heterocigotos estn en fase de ligamiento(AB/ab) o en repulsa fase (AB/AB), entonces se tiene el valor DMax.

Si la frecuencia de recombinacin es c, D ser inflado a D*(1-c), por generacin, por lo que en lageneracin n Dn= D0* (1-c)

n, donde D0esel desequilibrio en la poblacin base, verfigura 2.6.

Figura 2.5. Los dos cromosomas homlogos en ligamiento y enfase de repulsiones. Cuando la recombinacin tiene lugar (conuna frecuencia c) se forma los gametos contrario correspondientea la frmula de D.

Figura 2.6. Curvas de nmero de generaciones hacia elequilibrio de diferentes frecuencias de recombinacin.


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Por dos loci independientes teniendo 0,5 enla frecuencia de recombinacin de 4 a 5generaciones pasar antes de que elequilibrio fuera alcanzado. En cuanto a lociestrechamente ligamientado con menos del 5porciento de recombinacin, que tendr ms

de 25 generaciones antes de que se alcance elequilibrio.

La liberacin de ligamiento desequilibriopuede producir nuevas variacin genticapara los rasgos cuantitativos. Si son dos locial lado entre s, ambos con un efecto positivoy un efecto negativo y existen en la fase deligamiento, si surge nueva variacin si lospositivos alelos estn recombinados a estaren fase de ligamiento

La segunda ley de Mendel predice que dos loci se segregan en forma independiente F2en un anlisis dedoble cruz. Esto es causado por el hecho de que todos los individuos en F1son dobles heterocigotos.Dado que slo el doble heterocigotos pueden recombinarse, tomar mucho tiempo antes de equilibrio seda en una poblacin mixta, donde la frecuencia de doble heterocigotos slo es 2(r*u + t*s).

En relacin con una nueva mutacin completa desequilibrio existe en las generaciones futuras, ya que lamutacin se presenta en un solo cromosoma. Este desequilibrio puede ser utilizado en relacin con laaplicacin de marcadores de genes para identificar la localizacin de los genes y de identificar los'transportistas' en los individuos relacionados por medio del marcador loci.

Mximo desequilibrios siempre existen dentro de una familia. Esto hace que sea posible utilizar genesmarcadores dentro de las familias. Si un individuo nace con una enfermedad recesiva y tiene un marcadorespecfico combinacin, los nuevos hijos que tengan la misma combinacin de gen y marcador, con granprobabilidad tambin sean portadoras de la enfermedad.

Aplicacin para el clculo de la prueba de Ji cuadrado para el ligamiento desequilibrio, haga clic aqu, yun applet para el estudio del ligamiento y ligamiento desequilibrio haga clic aqu.

Captulo 3. Desviaciones del equilibrio Hardy-Weinberg

3.1 Sistemtico desviaciones del equilibrio Hardy-Weinberg

En una gran poblacin con apareamiento al azar del equilibrio H-W ocurre a menos que la poblacin estasometida a efectos sistemticos, que pueden cambiar las frecuencias gnicas. Los procesos sistemticospueden ser divididos en las categoras mostrado en Figura 3.1.


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Figura 3.1.

Mutacin,

Migracin y

Seleccin

Para los verdaderos genes (los genes de estructura) mutacionesgeneralmente se producen con unafrecuencia de 0,1 a 1 por milln de gametos por gen. Se produce 1000 veces ms a menudo en el nmerode repeticiones de secuencias cortas repetidas de ADN (mikrosatellites). Estas secuencias no se traducen

en protenas, pero funciona como separacin entre los genes. La suma de todas las mutaciones en losgenes que constituyen cada nuevo individuo lleva a una o ms nuevas mutaciones. La mayora de lasnuevas mutaciones en los genes de estructura son nocivas. Por lo tanto, debido a la baja "fitness" unaseleccin de los animales portadores de mutaciones perjudiciales se producen en cada generacin. Ms deun gran nmero de generaciones de un equilibrio entre las nuevas mutaciones y de seleccin seestablecer. Para genes recesivos el equilibrio frecuencia gnicas (q) se puede calcular mediante lasiguiente ecuacin:

q2*s = my,

La frecuencia de mutacin (my) es igual a la frecuencia de los individuos recesivos que son eliminados en

cada generacin (q2*s). Para los genes dominantes el equilibrio frecuencia gnicas (p) se puede calcularmediante la siguiente ecuacin:

(1/2)2pq*s = ps = my,

La frecuencia de mutacin (my) es igual a la mitad de la frecuencia de animales heterocigotos, que sesepara en cada generacin (pq * s) y q es aproximadamente 1. Para la definicin de s ver seccin 3.2.

En las poblaciones naturales migracina menudo ocurre desde el barrio ms cercano. As una transicinsin tropiezos en la frecuencia gnicas se produce entre los sub poblaciones. En la crianza de animales

migracin corresponde a la introduccin de nuevos animales. Normalmente se compra el mejor donde secran los animales.

Seleccinnatural se corresponde con el trmino "supervivencia del mas apto" (survival of the fittest),conocida a partir de la teora de la evolucin de Darwin. La seleccin natural rara vez llevan a la fijacinde genes, como una poblacin a menudo son sometidos a cambios repentinos en las condicionesambientales. Por lo tanto, puede ser una ventaja para una poblacin con genes que, en la situacin actual,no son las ptimas. Sobre genes recesivos otra parte se puede llevar en baja frecuencia con pequeasprdidas de vitalidad (fitness).

El trmino carga de genticos (en ingles genetic load)es usado para describir una poblacin con genes

letales o con genes de menores fitness. Una poblacin slo puede mantener una carga determinada, que sesepara con seleccin en cada generacin. En contraste con las nuevas mutaciones, que desempean un


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papel de menor importancia, es ms costoso mantener los sistemas, donde superdominancia ocurre con laeliminacin de parte de ambos tipos dehomozigotos en cada generacin.

En la raza azul belga, un mutante recesivo(msculos doble) se presenta. Esta raza se muestra

en la Figura 3.2. El gen slo se puede transmitir siun alto nmero de cesreas son aceptadas como losterneros son demasiado grandes para nacer demanera natural. En la naturaleza la mayora de estosterneros msculos dobles se mueren, por lo tanto en la naturaleza el gen slo existe en una frecuenciamuy baja.

En las secciones siguientes se dar frmulas para predecir los cambios de frecuencias gnicas cuando unapoblacin est expuesta a la presin de seleccin sobre un genotipo determinado.

3.2 Seleccin contra el recesivo

Al seleccionar en contra del recesivo se obtiene la siguiente tabla. Seleccin (s) en contra del recesivo esrelativa en comparacin con el tipo dominante. A la seleccin del porcentaje de un determinado genotipose da el smbolo s, que no se reproducen en cada generacin. Por lo tanto, 'el fitness 'es igual a 1-s.

Tabla con formulacin de seleccin:

---------

Genotipo EE EE ee Total

Frecuencia p2 2pq q2 = 1,00

Fitness 1 1 1-sProporcin p2 2pq q2(1-s) = 1-sq2

despus de seleccin

---------

Despus de la seleccin la frecuencia gnica se calcula por el mtodo del conteo de genes. La nuevafrecuencia gnica q' se calcula como los heterocigotos ms 2 veces los sobreviven recesivo con respecto ala proporcin de genes de todos los supervivientes despus de la seleccin, que es igual a 1-sq 2cada unocontiene 2 genes.

q' = (2pq + 2*q2(1-s))/(2(1-sq2))

Figura 3.2Toro de la raza belga azul

que tiene dobles msculos.El trmino "carga gentica"se visualiza directamente.

Figura 3.3. Efecto de la seleccin contra recesivos y loscambios en frecuencias gnicas a travs degeneraciones. Para un gen de baja frecuencia loscambios son muy lentos.


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La frecuencia q' representa los genes quesobreviven y, por tanto, corresponde a lafrecuencias gnicas en la prxima generacindespus de la seleccin. La frmula puede seraplicada repetidamente generacin trasgeneracin. En la frmula q se calcula de la

generacin anterior y as sucesivamente.

Figura 3.3 muestra una aplicacin de estafrmula. Por una fuerte seleccin (s = 1) elcambio de frecuencias gnicas es muy rpidapara un gen con alta frecuencias. Si la frecuenciagnica en contrastes es baja, la seleccin apenasafectar a la frecuencia, la poblacin se haestacionado el gen en una posicin de espera poras decirlo. Esto provoca algunos problemas sise refiere a un gen recesivo de enfermedad en

una poblacin de animales. La seleccin nopuede realmente resolver este problema. Por lo tanto existe un gran inters en la bsqueda de un mtodode prueba de ADN para diagnosticar los heterocigotos transportista. De Figura 3.3 tambin se haceevidente que a presin bajo de seleccin los cambios en las frecuencias gnicas siempre son muy lentos.

Para s = 1 la frmula para los cambios de las frecuencias gnicas se puede ampliar a las generaciones n,cuando q0es la frecuencia gnica en la poblacin inicial:

qn= q0/(1+n*q0)

De esta frmula, n puede ser aislada y puede calcularse el nmero de generaciones que ser necesariapara obtener un cambio en la frecuencia gnica q.

n = 1/qn- 1/q0

Ejemplo: Cuando s = 1, el cambio de frecuencia gnicas de 0,01 a 0,005 durara

n = 1/0,005 - 1/0,01 = 200 - 100 = 100

Toma 100 generaciones para cambiar la frecuencia de un gen letal del 1% al 5 por mil.

Un applet, como se ver ms adelante, para el clculo de las frecuencias gnicas cambios para las

diferentes combinaciones de fitness, haga clicaqu.Los clculos indican que las frecuencias gnicascambio 0,5 a 0,42 despus de una generacin de seleccin cuando el 'fitness' de la recesiva es igual a 0,5Lleva 100 generaciones para cambiar la frecuencia de un gen letal del 1% al 5 por mil.


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Prueba de ADN y el sacrificio de machos heterocigotosSe necesita mucho tiempo para eliminar una enfermedad recesiva de un poblacin, cuando slo ha sidoseleccionado contra la recesiva. En muchas poblaciones el nmero es relativamente menor de machos quede hembras. Por lo tanto, es a menudo suficiente usar la prueba de ADN para el sexo masculino. Comolos machos contribuyen a la mitad de los genes en la nueva generacin. La frecuencia gnica de laenfermedad gentica se reducir a la mitad en cada nueva generacin, si slo los machos 'libres' se

utilizan para la cra. Al mismo tiempo, se logra tambin que no segregacin de los afectados recesiva sevaya a producir.Ejemplo: La enfermedad hereditaria recesiva BLAD (Bovino Leucocitos Adherencia Deficiencia) de altafrecuencia se produce en las razas lecheras. En 1992, la frecuencia gnica en la poblacin danesa de vacasfue de aproximadamente el 15% de la BLAD gen. Sistemticamente las pruebas de ADN para "BLAD"en todos los toros la frecuencia en el ao 2000 se ha reducido a menos de 7%. Por este procedimiento, lafrecuencia gnica de BLAD se reduce a la mitad en cada nueva generacin.

3.3 Seleccin de heterocigotos

Mediante la seleccin de heterocigotos (superdominante) se obtiene la siguiente tabla. Seleccin contra elrecesivo (s2) y la dominante (s1) es relativa en comparacin con los tipos de heterocigotos.

Tabla con formulacin de seleccin de heterocigotos:

---------

Genotipo EE Ee ee Total


Fitness 1-s1 1 1-s2

Proporcin p2(1-s1) 2pq q2(1-s2) = 1-p

2s1- q2s2

despus de seleccin

---------

Despus de seleccin la frecuencia gnica se calcula por el mtodo de conteo de genes, como se muestraen la seccin 3.2.

q' = (2q2*(1-s2) + 2pq)/(2*(1-p2s1- q

2s2))

La frecuencia q' representa los genes que sobreviven y, por tanto, corresponde a las frecuencias gnicasen la prxima generacin antes de la seleccin. En este caso, relativa a superdominante, la seleccin no seacabar por la fijacin de uno de los alelos, El equilibrio de frecuencias se denomina q (sombrero), y elequilibrio se alcanza cuando no hay ningn cambio de una generacin a la siguiente, es decir, el delta q =0

delta q = q' - q = pq(ps1-qs2)/(1-p2s1- q2s2) = 0ps1-qs2 = 0

y resolvi con respecto a la q le da el equilibrio de frecuencias

q(sombrero) = s1/ (s1+ s2) o

p(sombrero) = s2/ (s1+ s2)

Delta q es igual al cambio de las frecuencias gnicas de una generacin a la siguiente. Cuando lasfrecuencias gnicas es ms grande que el equilibrio frecuencia q delta q (sombrero) pasa a ser negativa, ycuando la frecuencia q es menor delta es positivo. Por lo tanto la seleccin de heterocigotos es una

seleccin sin fin. Por lo tanto, la poblacin debera llevar una gran carga gentica, es costoso mantenereste tipo de polimorfismo. Superdominante es mejor utilizado en la crianza de animales para laproduccin de cruces, en la que todas las individuas pueden ser heterocigotos.


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Fitness para superdominante se visualiza en la Figura 3.4, aqulos dos tipos homocigotos tienen una aptitud nivel que esinferior a los heterocigotos, cuyo fitness es de 1.

Ejemplo:El clsico ejemplo de la gentica humana desuperdominante es la aparicin de la enfermedad recesiva

mendeliana heredado con anemia de clulas falciformes conuna frecuencia de alrededor del 5 porciento correspondiente aq = 0,22 en zonas de malaria. Los individuos que sonheterocigotos para la anemia de clulas falciformes sonresistentes a la malaria, esto les da una mayor posibilidad de supervivencia que de los individuosnormales. Las personas con anemia tienen bajos posibilidades de supervivencia, s2= 1.Cul es el nivel de fitness para el homocigoto normal en comparacin con los heterocigotos?

El equilibrio se produce cuando p(sombreo) = s2/ (s1+ s2) = 1 - q =1 - 0,22

lo que da s1= (s2/(1 - q)) - s2= 0,285

Fitness de condiciones de los individuos normales en un rea de la malaria es de 1 - 0,285 = 71,5porciento en comparacin con los heterocigotos. La "carga gentica" de la poblacin es p 2s 1+ q

2s2 =0,22, lo que significa que 22 porciento de una generacin sucumben para mantener el equilibrio, ya sea acausa de la anemia o de la malaria.

Applet para el clculo de las frecuencias gnicas de diferentes combinaciones de fitness, haga clic aqu

3.4 Seleccin contra heterocigotos

La tabla, que se utiliz en la seleccin de heterocigotos, tambin se puede utilizar en la seleccin contraheterocigotos. Seleccin (s) de la recesiva y el tipo dominante ahora tiene un signo negativo y de nuevo esrelativo el heterocigoto tipo, ver Figura 3.5.

Tabla con formulacin de seleccin contra heterocigotos,

s1y s2es ahora negativa:

---------

Genotipo EE Ee ee Total


Fitness 1-s1 1 1-s2

Proporcin p2(1-s1) 2pq q2(1-s2) = 1-p

2s1- q2s2

despus de seleccin

---------

Despus de seleccin las frecuencias gnicas se calculan por medio de mtodo de conteo los genes, comose muestra en la seccin 3.2.

q' = (2q2*(1-s2) + 2pq)/(2*(1-p2s1- q

2s2))

La frecuencia q' representa los genes que sobreviven y, por tanto, corresponde a las frecuencias gnicasen la prxima generacin antes de la seleccin. El equilibrio de frecuencias se denomina q (sombrero), yel equilibrio se alcanza cuando no hay ningn cambio de una generacin a la siguiente, es decir, el delta q= 0.

delta q = pq(ps1-qs2)/(1-p2s1- q

2s2) = 0

q(sombrero) = s1/ (s1+ s2)

Figura 3.4.Fitness condiciones por superdominante.


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Figura 3.5 muestra el nivel de fitness cuando la seleccin es encontra del heterocigoto. Los dos tipos homocigotos nivel defitness son superiores del heterocigoto, cuyo fitness es 1.

Delta q es el cambio en las frecuencias gnicas de una

generacin a la siguiente. Cuando las frecuencias gnicas esms grande que el equilibrio de la frecuencia q (sombrero), eldelta q es positiva, y cuando la frecuencia es menor delta q esnegativo. Por lo tanto, la seleccin contra heterocigotos lleva auna situacin inestable. Que conduce a la fijacin del alelocuya frecuencia es superior a la del equilibrio. En algunoscasos, los heterocigotos pueden ser seleccionados en contra un periodo de vida y seleccin en favor delotro, y an se produce el equilibrio.

Un ejemplo de la seleccin contra los heterocigotos: Cuando el cromosoma polimorfismo ocurre en elzorro azul, como se muestra en la seccin 10,3, los heterocigotos tienen una menor tasa de reproduccin

que el de los homocigotos. Sin embargo, el polimorfismo an se encuentra en muchas poblacionesnaturales, y an se produce el equilibrio.

3.5 Desviaciones aleatorias del equilibrio Hardy-Weinberg

Problemas pueden ocurrir con el equilibrio de H-W en pequeas poblaciones, como un gen puedecambiar la frecuencia por casualidad.En una poblacin ms pequea posible (1 macho y 1 hembra), slo 4 genes pueden ser llevadas a laprxima generacin. En un sistema con dos alelos p = 0,5, lo que corresponde a las 5 posibles frecuenciasgnicas en la prxima generacin, como se muestra ms adelante, cuando ambos padres han sido

heterocigotos (Aa):AA - AA q=0

AA - Aa q=0,25

AA - aa q=0,5

Aa - Aa q=0,5

Aa - aa q=0,75

aa - aa q=1

Si las frecuencias gnicas son 0 o 1, el gen es fijo o perdido. Si 4 genes se han extrado de una base depoblacin con una frecuencias gnicas de p = 0,5, la posibilidad de prdida o de fijacin (cada uno de loscuatro genes es a o A) es 0,54= 0,0625.

Figura 3.5Fitness condicin de la seleccin contraheterocigotos.

Figura 3.6Desviaciones estndar a partir de una frecuencia degenes en funcin del tamao de la poblacin.


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Las frecuencias gnicas son bajas a una varianzabinomial. Esto puede ser usado en la evaluacinsi es una poblacin pequea, con los cambios alazar en las frecuencias gnicas o un grande conestable frecuencia gnicas.Un applet para simular los cambios al azar en las

frecuencias gnicas en funcin del tamao de lapoblacin es encontrado aqu.

El binomio varianza es igual a (p*q)/(2*N), 2*Ny es igual al nmero de genes de transmisin a lasiguiente generacin.Figura 3.6 muestra las desviaciones estndar de la frecuencia gnica (p) cuando la base poblacin tiene unpromedio de 0,5 frecuencias gnicas. La nueva generacin consta de N individuales con 2N genes. Ladesviacin tpica tiene importancia para la frecuencia gnica cuando se va de una generacin a lasiguiente. El proceso al azar es importante, cuando slo un nmero limitado de animales puede llevar losgenes. En la Figura 3.6 es evidente que en una gran poblacin tiene desviacin estndar de las frecuencias

gnicas pequea. Lo que significa que la ley de H-W es valida, en la gran poblacin, con una constantefrecuencias gnicas de generacin a generacinEn caso de bajas o altas frecuencias gnicas, el nmero de individuales es an ms importante si un gense pierde o fija. En la gran poblacin, incluso los genes con frecuencias muy bajas se mantendran.La regla de los pulgares:Que se pueden derivar de Figura 3.6, que las grandes poblaciones, se cuentanen cientos, no en decenas.

El tamao de la poblacin es el problema cuando se considera en peligro de extincin. Si una especie secra en menos de 100 individuos, su oportunidad de sobrevivir ser cuando el hombre ayuda a aumentar eltamao efectivo de la poblacin, vase el captulo 9.3.En la pequea poblacin, si sobrevive, se producirn cambios rpidos fuera de la poblacin base. Darwindescribi el fenmeno como "la evolucin por el aislamiento". Bas su teora en las observaciones de lasmuchas islas aisladas en el ocano Pacfico. Aqu, tanto los animales y las plantas varan mas fuertementeque el de los continentes.

3.6 Tamao efectivo de la poblacin

Cada nueva generacin hereda la mitad de sus genes de los machos y la mitad de las hembras. Esto esmuy importante, por ejemplo, en la cra de ganado, donde la posibilidad de utiliza la inseminacinartificial. El nmero de machos aqu puede ser muy bajo en comparacin con el nmero de vacas.En el caso de nmeros de los dos sexos es desigual el tamao efectivo de la poblacin (Ne) puede

calcularse con la siguiente frmula:

4/Ne = 1/Nmachos+ 1/Nhembraso resuelto por Ne

Ne = (4Nmachos* Nhembras)/(Nmachos+ Nhembras)

Ejemplo 1) 10 machos y 10 hembras

4/Ne = 1/10 + 1/10 corresponden a Ne = 20

Ejemplo 2) 1 machos y 10 hembras

4/Ne = 1/1 + 1/10 corresponden a Ne = 3,7

Ejemplo 3) 100 toros y 100000 vacas

4/Ne = 1/100 + 0 corresponden a Ne = 400


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La diferencia de las frecuencias gnicas en la prxima generacin corresponde a lo que se calcula por eluso de Ne, ver seccin 3.5. Si el nmero de machos y hembras son los mismos (ejemplo 1), Ne es igual ala suma. Si el nmero de hembras es infinito en comparacin con el nmero de machos, Ne es igual a 4veces el nmero de machos. El sexo que tenga el menor nmero de individuas determina el tamaoefectivo de la poblacin.

El tamao efectivo de la poblacin y el aumento de la consanguinidad.El tamao efectivo de la poblacin es importante en relacin a la acumulacin de la consanguinidad enuna poblacin. En poblaciones con pocos animales todos los animales estarn estrechamente relacionadosentre s dentro de un par de generaciones. La consanguinidad se produce cuando los padres de unindividuo estn relacionados, vase Captulo 4. Consanguinidad conduce a varios efectos negativos, queson directamente proporcionales al coeficiente de consanguinidad. De acuerdo con la frmula el aumentode la consanguinidad es inversamente proporcional para el tamao efectivo de la poblacin:

delta F = 1/(2*Ne)

En una poblacin donde Ne = 20 el aumento de la consanguinidad es de 2,5 porciento de una generacin.

Captulo 4. Relacin y consanguinidad

4.1 Relacin y consanguinidad, definicin

Como introduccin a este captulo debera darse algunos comentarios de carcter general. Laconsanguinidad es a menudo una palabra con carga negativa, por lo general se utiliza para describirsituaciones en las que no hay sangre nueva introducida. Como por ejemplo un instituto cientfico puedeobtener el negativo atributo consanguneo. La expectativa es tambin inferior a animales deconsanguinidad.

Relacin es sinnima de "estar en familia". Normalmente es una palabra positiva como, por ejemplo.Estoy en familia con este individuo.

Consanguinidadse produce en las cras de los individuos que estn relacionados. Relacionados son losindividuos que tienen antepasados comunes en el pedigr. Antepasados comunes pueden ser los padres,abuelos etc.. Estos antepasados comunes no son necesariamente de la misma generacin en relacin conel individuo en cuestin. Dos individuos son, por ejemplo relacionados si el abuelo de uno es el padre dela otra. En la Figura 4.1 se muestra las consecuencias de homocigocidad en la descendencia despusapareamiento entre plenahermanos

Figura 4.1. Homocigocidad idntica en la descendencia despus delapareamiento entre pleno hermanos. Hay 16 resultados posibles 4 deellos en la diagonal con homocigosidad idntica


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El grado de consanguinidadsedefine como la probabilidad dequehomocigocidad idntica seproduce en un locus. La

identidad no es de un tipo de alelo,pero debera ser heredado delmismo alelo del ancestro comn.El grado de consanguinidad esdado el smbolo F y puede variarentre 0 y 1. El grado deconsanguinidad en animales queno tiene padres relacionados es 0,Esto es vlido aun cuando lospadres de los individuos tienenantepasados comunes ms de 10 generaciones atrs. El grado de la consanguinidad despus de

apareamiento plena hermanos es de 0,25. Lo que puede ser obtenido por medio del ejemplo en Figura 4.1.El grado de relacin aditiva (a) entre dos individuos se define como dos veces la probabilidad de quedos alelos escogidos al azar en un locus son idnticos porque decente desde el ancestro comn (s), ola proporcin de alelos idnticos del ancestro(es) comn en los dos individuos. Los alelos son "idnticospor decente". Consanguinidad en un individuo, y la relacin aditivo entre los dos padres est directamenterelacionada.El grado de consanguinidad en un individuo constituye un medio del grado de relacinentre los dos padres. El grado de relacin y de consanguinidad tambin se llama el coeficiente derelacin y el coeficiente de consanguinidad.

Un grfico de la consanguinidad. Se muestra en el nivel de cromosoma aqu.

4.2 Relacin y consanguinidad, ejemplos de

clculo y frmulasFigura 4.2. Ejemplo: Clculo de la relacin y laconsanguinidad despus de apareamiento entreprimos


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Individuos relacionados se pueden poner en unesquema genealgico. Para calcular el coeficientede relacin y de consanguinidad es ms fcilrealizar el seguimiento de los individuos en el

pedigr y traza los individuos a los ancestroscomunes mediante un diagrama de camino.Solamente individuos de importancia de laconsanguinidad se hace referencia en el diagrama.Lo que significa que los individuos que noconducen a un antepasado comn son excluidos, verejemplo en Figura 4.2.El coeficiente de relacin (a) es calculado por elrastreo de todas las posibles relaciones entre los dospadres a travs de los antepasados comunes. Nota:las lneas punteadas en la figura. Tambin tomamos

nota de cada animal que se observ a lo largo de lasrutas. A continuacin, el nmero de generaciones encada ruta se cuenta. La relacin aditivo puede sercalculado como la suma de 1/2 en el poder de n (n =nmero de generaciones) como se muestra en la Figura 4.2. FAen la frmula, Figura 4.3, significa elcoeficiente de consanguinidad en un ancestro comn, en este caso A y B, ambas con F = 0, Por lo tanto,el factor de multiplicacin es 1 en ambos casos, y por lo tanto, no se muestra en los clculos.El coeficiente de consanguinidad es 1/16, que es lamitad de coeficiente de relacin entre los padres.

Aqu n designa el nmero de generaciones entre lospadres X e Y, a travs de un ancestro comn, y FAsimboliza el coeficiente de consanguinidad delancestro comn de pertenencia a una rutadeterminada.

4.3 Sencillas formas de estrecha

consanguinidad

Figura 4.3. Frmula para el clculo del coeficiente

de relacin aditivo entre dos animales, X e Y.

Figura 4.4. Relacin y consanguinidad despus deapareamiento de individuos estrechamente relacionados.


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Individuos relacionados pueden serutilizados como fuentes de informacincuando se estima del valor de cra de unanimal, vase el captulo 7. Por lo tanto,

es importante tener una claracomprensin de qu tipos de parientes seproducen en grandes cantidades y que almismo tiempo, estn estrechamenterelacionados. Figura 4.4 muestra lasformas ms comunes con una estrecharelacin.Recapitulacin de los mtodos de clculopara el coeficiente de relacin: Cuente elnmero (n) de las generaciones entre losprogenitores A y B a travs de los

antepasados comunes. Cuntosdiferentes rutas se producen? Elcoeficiente de relacin es la suma de 0,5n(1 + FA) para todas las rutas posibles.Ejemplo: El coeficiente de relacin entrelos plenos hermanos es de 0,52+ 0,52= 0,50, desde las rutas de vuelta a cada uno de los padres.

El coeficiente de consanguinidad en las cras es igual a la mitad del coeficiente de relacin entre los dospadres. La figura tambin muestra que padres e hijos tienen la misma relacin como pleno hermanos. Lomismo es cierto para medio hermanos, y un individuo y su abuelo.Pleno y medios hermanos puede ser criados en grandes cantidades en los animales domsticos. Nuevosmtodos de la clonacin de ovocitos permiten producir varios gemelos idnticos.

Cuando la cra de animales de laboratorio, por ejemplo, ratas y ratones, que es comn se reproducen deapareamiento por pleno hermanos continuamente. La mayora de los laboratorios cepas son 100 porcientopura, y la consanguinidad se mantiene por apareamiento continuo de pleno hermanos. Veintegeneraciones de apareamiento pleno hermanos es necesario, antes de que el coeficiente deconsanguinidad este por encima de 99 porciento. La mayora de nuestros animales domsticos tienengrandes dificultades en la reproduccin si el coeficiente de consanguinidad es superior al 50 porciento,como la consanguinidad reduce la eficiencia biolgica, al igual que se muestra en la siguiente seccin. Enel captulo 9 ms detalles de los efectos de la consanguinidad y la forma de control sern demostrados.

4.4 La segregacin de recesiva por consanguinidad

La frecuencia de los individuos homocigoto recesivo en la poblacin aumenta con la consanguinidad, estoes particularmente cierto cuando la frecuencia gnica es baja.

Ejemplo: En una poblacin la frecuencia de un gen recesivo es 0,01 correspondiente a una frecuencia dehomocigoto recesivo de 0,0001, 1 de cada 10,000. Si tiene apareamiento de pleno hermanos, nicamente,el coeficiente de consanguinidad es de 25 porciento en todos los individuos en la prxima generacin.En esta poblacin la frecuencia de homocigoto recesiva puede ser calculada de la siguiente manera: Esproporcional al nmero de los individuos heterocigotos en la generacin de padres es (2 * 0,01 * 0,99 =

0,0198) y sus posibilidades de que la segregacin de la recesiva se produce (1/16) por el apareamiento depleno hermanos (Figura 4.1), esto debera ser igual a una segregacin de los genes, el gen de enfermedad.Ya sea el abuelo o la abuela pueden llevar el gen de enfermedad. As pues, la probabilidad conjunta debe


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ser multiplicada por dos.Por lo tanto, la probabilidad conjunta de los individuos homocigoto recesivo es 2 * 0,0198 / 16 = 0,0025,que significa que lo ha aumentado 25 veces en comparacin con la base poblacin de cri al azar. (Enestos clculos, el caso de que otras combinaciones de heterocigotos y homocigotos de los abuelos no setienen en cuenta, por lo que el resultado desviarse ligeramente cuando en comparacin con las frmulasen general se muestra a bajo. Si las frmulas que se indican a abajo son utilizadas en nuestro ejemplo, el

resultado es

q2+ pqF = 0,0001 + 0,99 * 0,01 * 0,25 = 0,0026.

Correspondientemente, el nmero de conjuntos dominantes homocigotos se incrementar en la mismaproporcin que la recesiva a expensas de los individuos heterocigotos. Durante la consanguinidad quecambiar las proporciones en comparacin con la frecuencia prevista en virtud de Hardy Weinberg con lassiguientes expectativas, exp:

---------

Genotipo AA Aa aa

Frecuencia, exp p

2

2pq q

2

+pqF -2pqF +pqF

Por medio de las frecuencias esperadas el grado de consanguinidad se puede calcular en los subpoblaciones:

lo que da F = (H0- Hn)/H0,

donde H0y Hnson las frecuencias del genotipo heterocigotos respectivamente de la base poblacin y de lageneracin n en las poblaciones subdividas.Aplicada sobre la Albmina ejemplo de los perros, el punto 2.4, el promedio de la consanguinidad dentrode razas de perros es F = (0,490 - 0,330)/0,490 = 0,33.

4.5 Calculo de relacin y consanguinidad, el mtodo de la tabular

El clculo de relacin y consanguinidad se puede hacer por medio del mtodo tabular. La gran ventaja esque un dibujo grfico de la genealoga no es necesario. Al mismo tiempo slo hay necesidad deconcentrarse en dos generaciones a la vez, como el mtodo siempre se mueve a partir de los ms antiguosa los animales ms jvenes. Por lo tanto, es posible construir la consanguinidad y relacin de lageneracin anterior, ya que cada nivel slo considera a los padres.

Slo dos frmulas simples se aplican en el clculo de coeficiente de relacin y de consanguinidad y losdos tienen los smbolos a y F, como se muestra en los dos puntos siguientes:

1) Consanguinidad en un animal (FX) es igual a la mitad de la relacin aditivo entre sus padres, A y B, yla relacin con uno mismo esaXX= 1 + FX2) La relacin aditivo entre dos animales, X e Y, es igual a la mitad de la relacin entre la ms antigua(X) y los padres, A y B, del ms joven (Y).aXY= (aXA+ aXB)/2

La construccin de la matriz de relacin se muestra en los siguientes puntos.


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1) Ponga el nmero de todos los animales en una lnea (la ms antigua primero)2) Ponga el nmero de cada uno de los padres sobre el nmero del individuo.3) Copiar el paso 1) en una columna vertical en el lado izquierdo del papel4) Escriba una fila de 1 en la diagonal5) Calcular la relacin entre los animales 1 y 2, 3, 4, hasta n6) Copia la primera fila en la primera columna

7) Calcular la relacin entre los animales 2 y 3, 4, hasta n8) Copiar la segunda fila en la segunda columna9) etc. - - la mitad de la relacin de los padres se aade al elemento de la diagonal, en su caso el paso 9 sellevar a cabo antes del paso 7

Ejemplo de aplicacin del mtodo de tabularUsando el siguiente conjunto de datos.

Animal Padre Madre

---------------

a =

1 0 02 1 0

3 1 0

4 1 0

5 2 3

6 4 3

7 5 6

Para el clculo a mano los pasos del 1 al 4 se muestran primero. (-) Significa un padre desconocido

Padres - - 1 - 1 - 1 - 3-2 3-4 5-6

Animal 1 2 3 4 5 6 7

-----------------------------------------1 1

2 1

3 1

4 1

5 1

6 1

7 1

Los prximos pasos (5 y 6) es llenar la primera fila en la matriz. El primer valor es el valor del animal elnmero 2. Mirar en la columna de los padres, que muestra 1 y - (desconocido). El valor en la columna 1

es 1, y la incgnita es igual a 0, lo que equivale a (1+0)/2 = 1/2 que se pone en la columna 2. El mismoresultado se obtiene del animales 3 y 4. Para del animal 5 los padres son 2 y 3, en sus correspondientescolumnas es 1/2 y 1/2, y sumado y dividido por 2 da 1/2. Los resultados son los mismos para los animales6 y 7. Ahora se copia fila una en columna una como se ve a continuacin

Padres - - 1 - 1 - 1 - 3-2 3-4 5-6

Animal 1 2 3 4 5 6 7

-----------------------------------------

1 1 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2

2 1/2 1

3 1/2 1

4 1/2 1

5 1/2 16 1/2 1

7 1/2 1


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Y luego contina con la segundo fila (el paso 7 y 8). Animales 3 y 4 tienen 1 y desconocidos como lospadres. En columna 1 segunda fila es 1/2, lo que equivale a (1/2+0)/2 = 1/4 de los animales 3 y 4. Elanimales 5, que tienen los padres 2 y 3, tiene 1 y 1/4 en las dos columnas correspondientes, se obtiene(1+1/4)/2 = 5/8. Animales 3 y 4 son los padres de los animales 6, el promedio de su relacin con los doses 1/4, que es poner en el diagrama. Animal 7 tiene el 5 y 6 como padres, el promedio de su relacin losdos es (5/8 + 1/4) /2 = 7/16, que se pone. Los nuevos resultados se copian en el lugar correspondiente en

la columna 2.

Padres - - 1 - 1 - 1 - 3-2 3-4 5-6

Animal 1 2 3 4 5 6 7

-----------------------------------------

1 1 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2

2 1/2 1 1/4 1/4 5/8 1/4 7/16

3 1/2 1/4 1

4 1/2 1/4 1

5 1/2 5/8 1

6 1/2 1/4 1

7 1/2 7/16 1

Ahora podemos seguir llenando la tabla de repitiendo los pasos 7 y 8. Recuerde (paso 9) que la mitad dela relacin entre los padres deben aadirse a la diagonal elemento. Esto no es relevante hasta el animales5, donde los padres, 2 y 3, tienen una relacin de 1/4, que se puede leer en la fila 2 columna 3. Recuerde,si procede el paso 9 debe llevarse a cabo antes del paso 7.

Padres - - 1 - 1 - 1 - 3-2 3-4 5-6

Animal 1 2 3 4 5 6 7

-----------------------------------------

1 1 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2

2 1/2 1 1/4 1/4 5/8 1/4 7/16

3 1/2 1/4 1 1/4 5/8 5/8 5/84 1/2 1/4 1/4 1 1/4 5/8 7/16

5 1/2 5/8 5/8 1/4 1+1/8

6 1/2 1/4 5/8 5/8 1

7 1/2 7/16 5/8 7/16 1

La tabla final:

Padres - - 1 - 1 - 1 - 3-2 3-4 5-6

Animal 1 2 3 4 5 6 7

-----------------------------------------

1 1 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2

2 1/2 1 1/4 1/4 5/8 1/4 7/16

3 1/2 1/4 1 1/4 5/8 5/8 5/84 1/2 1/4 1/4 1 1/4 5/8 7/16

5 1/2 5/8 5/8 1/4 1+1/8 7/16 25/32

6 1/2 1/4 5/8 5/8 7/16 1+1/8 25/32

7 1/2 7/16 5/8 7/16 25/32 25/32 1+7/32

El mtodo es simple para informatizar, por lo que este mtododebe usarse en las grandes poblaciones de animales.

El camino grfico que se utiliza es mejor en relacin con la degenealoga, cuando un buen panorama es importante. En tales

casos, el animal puede jugar un papel importante.Es ms fcil utilizar un programa, cuando se realice el clculo,haga clic aqu para un applet.

Los mismos resultados calculados por unapplet. Entrada en la parte inferior de laventana, salida en la parte superior.


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Un programa de DOS, que puede utilizarse para analizar toda la poblacin, se puede ver aqu . Paradescargar el programa, haga clic aqu y por un error lista de archivohaga clic aqu . Cuando su navegadorquiere guardar, haga clic en guardar y guardar los archivos inbred.exe y fl90.eer. El archivo inbred.exe,que es un programa de dos, ahora puede ser ejecutado en DOS. El archivo de entrada debe ser generada,como se indica en el impreso ejemplo.

Captulo 5. Prueba de hiptesis genticos simples, experimentaleso de datos de campo

5.1 Genealoga y la formulacin de hiptesis genticas

Cuando nuevos rasgos o enfermedades son reconocidos, es importante formular hiptesis gentica oposibles alternativas de causas exgenas. Exgeno factores pueden ser la desnutricin, la vivienda, lainfeccin microbiolgica o una combinacin de factores exgeno y endgeno (gentica).

Cuando una enfermedad es causada de gentica es probable que se produzca algunas de las siguientescaractersticas. Como por ejemplo la ocurrencia en familias, el hecho de que slo algunos miembros de lafamilia son afectados. La tpica segregacin en proporciones mendeliana son 1:1, 1:3 y 1:7 dentro de unafamilia. En este contexto rasgos con la herencia intermediario no se incluyen, ya que estos tipos deherencia son rara vez vistas en enfermedades de animales.

Una alternativa a las segregacin mendeliana son los llamados enfermedades umbrales, cuando la sumade medio ambiente y factores genticos desencadena la enfermedad. Umbral enfermedades de bajafrecuencia ocurrencia en familias, que es muy similar a la segregacin mendeliana, vase la seccin 8.3,donde la herencia de rasgos umbral se describe.El esquema general de los diferentes tipos de herencia que se ve en la figura en la seccin 1.2 debera

tambin tomarse en consideracin.La herencia simple mendeliana puede ocurrir en cuatro diferentes formas de herencia. Los rasgos comopuede ser heredados dominante o recesivo, en comparacin con el fenotipo normal, y pueden exhibirherencia autosmico o ligada al sexo. En las pginas siguientes las caractersticas de las cuatro formassencillas de la herencia se han demostrado. Tenga en cuenta que la mencionada herencia mendeliana slose aplicar si la poblacin frecuencia es baja. Esto es siempre el caso para las enfermedades recin

descubiertas causado genticamente dentro de una o unas pocas familias.

Figura 5.1. Smbolos utilizados en genealoga. male=macho, female=hembra, carrier=portador,mating=apareamiento, offspring=descendencia


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En cuanto a enfermedades con alta frecuencia, como por ejemplo el cncer de mama en la poblacinhumana, exegie a menudo una cantidad significativa de heterogeneidad. Esta enfermedad tiene una basegentica, que puede ser causada por la segregacin de los genes en varias loci independiente. Cuandogran heterogeneidad ocurre el anlisis de segregacin no puede llevarse a cabo entre las familias, perosislo dentro de una gran familia. Finalmente hay un problema con Fenocopias, que es una enfermedadcausada por causas no genticas. Fenocopias tambin se producen en el cncer de mama en los sereshumanos.

Los diferentes smbolos que se aplican en genealoga se muestran en Figura 5.1.

El probando es el individuo que caus la apertura de la investigacin. Este individuo o familianormalmente debera ser excluido en el anlisis estadstico posterior. Una combinacin de ruta diagramay esquema genealgico tambin se puede utilizar junto con el diagrama genealoga.

5.2 Herencia autosmica recesiva

Factores que indican herencia autosmica recesiva.

1. Los individuos que se ven afectados a menudo son consanguneo 2. Los individuos afectados no necesariamente se producen en cada generacin 3. Todas las descendencias con ambos padres afectados tambin se ven afectados 4. La frecuencia de la poblacin en l

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Genetica de Poblaciones