AUTOEVALUACIÓN - Capítulo 21. Las bases genéticas de la evolución

Cuestionario:

Al final del experimento sobre el número de cerdas en Drosophila, las mosquitas en la línea de selección alta tenían un promedio de 56 cerdas. ¿Cómo explica usted este hecho?
Suponga que en un experimento de cruza, 7.000 individuos AA y 3.000 individuos aa se aparean al azar. En la descendencia de la primera generación, ¿cuáles serían las frecuencias de los tres genotipos (AA, Aa y aa)? ¿Cuáles serían las frecuencias de los dos alelos? ¿Cuáles serían los valores en la segunda generación, suponiendo que los requerimientos planteados por el modelo de Hardy-Weinberg se cumplan?
Entre los americanos de origen africano, la frecuencia de anemia falciforme es aproximadamente 0,0025, ¿cuál es la frecuencia de los heterocigotos? Cuando dos afroamericanos se casan, ¿cuál es la probabilidad de que ambos sean heterocigóticos? Si ambos son heterocigóticos ¿cuál es la probabilidad de que uno de sus hijos tenga anemia falciforme?
¿De qué manera afectarían los siguientes hechos el equilibrio de Hardy-Weinberg y los fenotipos en una población: Mutación incrementada de A con respecto a a (suponiendo que A sea dominante). Mutación incrementada de a con respecto a A (suponiendo que a sea recesivo)?
¿Cuál es la diferencia entre flujo de genes y deriva genética? ¿De qué manera afecta cada una de ellos al reservorio génico de una población?
¿Qué papel podría desempeñar la inmigración en la promoción de la variabilidad genética? Compare el impacto potencial de la inmigración sobre el reservorio génico de una pequeña población isleña respecto de una población continental grande.
¿De qué manera la autofecundación que ocurre en algunas plantas con flor, afecta el equilibrio de Hardy-Weinberg?
¿De qué manera los alelos de autoesterilidad promueven la variabilidad en una población?
En los casos de superioridad de los heterocigotos que implican a un único gen con sólo dos alelos, ¿de qué manera la selección para el heterocigoto afecta la frecuencia relativa de ambos alelos? ¿De qué manera la selección contra el heterocigoto afecta esta frecuencia?
En las bacterias, el intercambio de información genética y la reproducción ocurren como acontecimientos separados. En los eucariotas, la recombinación genética generalmente está ligada a la reproducción. ¿Cómo podrían justificarse cada uno de estos dos patrones?

Respuestas:

1.Al final del experimento sobre el número de cerdas en Drosophila, las mosquitas en la línea de selección alta tenían un promedio de 56 cerdas. ¿Cómo explica usted este hecho?

Este experimento representa la amplitud de la variabilidad latente en el número de cerdas. Cuando se reanudó la selección para alto número de cerdas en parte de esa línea de moscas, se recuperó el alto número de 56 cerdas y no hubo una pérdida de la capacidad reproductiva. Aparentemente, el genotipo se reorganizó de modo tal que los alelos que controlaban el número de cerdas entraron en combinaciones más favorables con los alelos que afectaban la fertilidad.

2.Suponga que en un experimento de cruza, 7.000 individuos AA y 3.000 individuos aa se aparean al azar. En la descendencia de la primera generación, ¿cuáles serían las frecuencias de los tres genotipos (AA, Aa y aa)? ¿Cuáles serían las frecuencias de los dos alelos? ¿Cuáles serían los valores en la segunda generación, suponiendo que los requerimientos planteados por el modelo de Hardy-Weinberg se cumplan?

Inicialmente, hay un total de 20.000 alelos en el reservorio génico: 14.000 alelos A y 6.000 alelos a. La frecuencia del alelo A (es decir, el valor de p) es 14.000/20.000=0,7. La frecuencia del alelo a, (es decir, el valor para q) es 1 – p=0,3.

En la primera generación, los valores de los 3 genotipos de la descendencia serían:

p²=(0,7)²=0, 49 (frecuencia del genotipo AA)

2pq=2 x 0, 7 x 0,3=0, 42 (frecuencia del genotipo Aa)

q²=(0,3)²=0,09 (frecuencia del genotipo aa)

Las frecuencias alélicas serían:

p= =0,7 (frecuencia del alelo A)

q= =0,3 (frecuencia del alelo a)

Si se asume que las 5 condiciones de la ley de Hardy-Weinberg se cumplen, los valores en la segunda generación deberían ser los mismos.

q²=0,0025; q=0,05 y p= 0, 95.

La frecuencia de los heterocigotos es 2 pq o 0,095=9,5%

3.Entre los americanos de origen africano, la frecuencia de anemia falciforme es aproximadamente 0,0025; ¿cuál es la frecuencia de los heterocigotos? Cuando dos afroamericanos se casan, ¿cuál es la probabilidad de que ambos sean heterocigóticos? Si ambos son heterocigóticos ¿cuál es la probabilidad de que uno de sus hijos tenga anemia falciforme?

La probabilidad de que dos afroamericanos que se casen sean heterocigotos es:

0,095 x 0,095=0,009 (0,9%)

Si ambos padres son heterocigotos, la probabilidad de que uno de los hijos tenga anemia es del 25%.

4.¿De qué manera afectarían los siguientes hechos el equilibrio de Hardy-Weinberg y los fenotipos en una población: Mutación incrementada de A con respecto a a (suponiendo que A sea dominante). Mutación incrementada de a con respecto a A (suponiendo que a sea recesivo)?

Una mutación incrementada de A con respecto a a desplazaría el equilibrio de Hardy-Weinberg hacia una frecuencia más alta del homocigoto aa y a una frecuencia más baja del homocigoto AA. Un incremento de una mutación de a con respecto a A tendría un efecto inverso: una frecuencia más alta del homocigoto AA; una frecuencia más baja del homocigoto aa. Obsérvese cómo varía el heterocigoto en la curva de la figura 21-8 del libro:

5.¿Cuál es la diferencia entre flujo de genes y deriva genética? ¿De qué manera afecta cada una de ellos al reservorio génico de una población?

Flujo de genes es el movimiento de alelos de una población a otra como resultado de la inmigración y emigración de individuos. El flujo de genes puede introducir alelos nuevos en una población o puede cambiar la frecuencia de los alelos independientemente de su valor adaptativo. La deriva genética es un fenómeno que ocurre en poblaciones pequeñas que involucra cambios en el reservorio génico que ocurre como resultado del azar. Por este proceso la frecuencia de ciertos alelos puede aumentar y otros disminuir hasta desaparecer.

6.¿Qué papel podría desempeñar la inmigración en la promoción de la variabilidad genética? Compare el impacto potencial de la inmigración sobre el reservorio génico de una pequeña población isleña respecto de una población continental grande.

La inmigración podría promover la variabilidad genética en una población tanto por llevar nuevos alelos a la población o por producir una mayor frecuencia de un alelo que antes era raro. El impacto potencial de la inmigración sobre el reservorio génico es más grande en una población isleña pequeña que en una población continental grande.

7.¿De qué manera la autofecundación que ocurre en algunas plantas con flor, afecta el equilibrio de Hardy-Weinberg?

Aunque la autofecundación es una forma no azarosa de apareamiento, no necesariamente cambia el equilibrio de Hardy-Weinberg. Los alelos presentes en una planta dada se reorganizan en el proceso meiótico que produce gametos. En ausencia de presiones selectivas que favorezcan a los descendientes de ciertas plantas por sobre otras, la frecuencia alélica en la población permanece constante. Puede haber, sin embargo, un desplazamiento en las frecuencias genotípicas, en particular, un incremento en las frecuencias relativas de los dos tipos de homocigotos, pero sin desplazamiento consecuente en las frecuencias alélicas.

8.¿De qué manera los alelos de autoesterilidad promueven la variabilidad en una población?

Los alelos de autoesterilidad promueven la variabilidad genética asegurando que las plantas que portan el mismo alelo para un gen particular no fertilicen a otra con ese alelo. Para que la fertilización ocurra, las plantas deben tener distintos alelos para ese gen. Cuando un alelo en particular es raro en la población, será seleccionado, es decir, habrá plantas que producen gametos que pueden ser fertilizados por otros gametos que porten ese alelo raro. Contrariamente, cuando un alelo es común en la población, será seleccionado en contra. Esto asegura que todos los alelos permanezcan en la población. Estos alelos de autoesterilidad están ligados a otros pertenecientes a otros genes en el mismo cromosoma; así, estos alelos, simultáneamente, son mantenidos en la población.

9.En los casos de superioridad de los heterocigotos que implican a un único gen con sólo dos alelos, ¿de qué manera la selección para el heterocigoto afecta la frecuencia relativa de ambos alelos? ¿De qué manera la selección contra el heterocigoto afecta esta frecuencia?

En sí misma, la selección a favor o en contra del heterocigoto no afecta la frecuencia relativa de los alelos en cuestión. Si la selección para el heterocigoto fuera absoluta, es decir, todos los homocigotos fueran eliminados, la frecuencia alélica sería igual. Si algunos homocigotos de ambos tipos sobrevivieran, la selección para el heterocigoto mantendría la frecuencia alélica sin cambio, aunque no necesariamente igual. Si se asume que no hay ventaja selectiva para los homocigotos, la selección contra el heterocigoto mantendría la frecuencia relativa de los alelos sin cambios.

10.En las bacterias, el intercambio de información genética y la reproducción ocurren como acontecimientos separados. En los eucariotas, la recombinación genética generalmente está ligada a la reproducción. ¿Cómo podrían justificarse cada uno de estos dos patrones?

Las células eucariotas son más complejas que las procariotas y la organización del material genético es también más complejo. Con muchos cromosomas, de a pares, es más eficiente un proceso muy ordenado que recombine el material genético sin error; de modo similar, es ventajoso un orden extremo en la producción de nuevo material genético y en la separación de ese material entre las células hijas en mitosis o meiosis. Dada esta complejidad, debe haber resultado más eficiente para las células tener los dos procesos combinados ya que el gasto de energía es mucho menor.

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