Diversidad genética

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A lo largo de la vida en la Tierra, han ocurrido una serie de transformaciones en los seres vivos que se han adaptado al medio ambiente, hábitat o entorno. Dando como resultado una diversidad impresionante de especies con constantes cambios formando nuevas formas, colores y tamaños. Esta diversidad tendrá sistemas genéticos similares, que nos ayudarán a entender su proceso evolutivo. También la determinación para que una especie se extinguiera o por el contrario, se adaptara al cambio. Estos cambios se mantendrán por medio de la herencia y qué tanto beneficiará o perjudicará a sus descendientes.

Heliconius mimicry.png

La diversidad genética es el componente básico de la biodiversidad, representa la cantidad de ejemplares que forman una especie y, por tanto, la capacidad para encontrar individuos que suplan a otros afectados por dolencias congénitas, malformaciones, debilidad ante patógenos y otros problemas hereditarios. Es el número total de las características genéticas dentro de una especie, entre mayor diversidad genética, las especies tienen mayores probabilidades de sobrevivir al medio ambiente

Técnicamente P. J. Smith (1996, p. 1) lo define como:

La información contenida en los genes de los distintos individuos de una especie.

Según el mismo autor, la diversidad genética se ha estudiado mucho en la tierra firme, especialmente la referente a los bosques tropicales. Menos en el mar, centrándose principalmente en los mamíferos y las aves, escaseando la documentación sobre la diversidad genética de los peces. Sin embargo, la pérdida de esta diversidad y la consiguiente endogamia puede constituir una causa de extinción.

La mayoría de los análisis de diversidad genética pueden observar en: [1]

  • La descripción de la diversidad.
  • El cálculo de las relaciones entre las unidades analizadas en el paso uno
  • La expresión de estas relaciones con cualquier método de ordenación y/o clasificación disponible

Gen[editar]

El gen es una unidad física y funcional de la herencia que ocupa una posición específica en el genoma y está formado por una secuencia de ADN que posee información para elaborar cierta proteína. Los genes determinan las propiedades inherentes a una especie.

Gen diagrama.JPG

Para desarrollar su función biológica deben tener tres propiedades:

  • La trasmisión de la información: los genes son susceptibles de duplicarse y trasmitir su información a la descendencia, por ejemplo: los gametos y la división de células
  • La generación de forma: Los genes representan la información, por su parte las proteínas componen la forma de la célula por medio de la síntesis y la información.
  • Mutación: (se verá más adelante).

Las características de una especie están cifradas en sus genes. Un gen, es una fracción del ADN que determina características hereditarias que están definidas por la participación de otros genes o su cooperación; aunque pueden ser modificadas según sea el ambiente en el que están.

Según la página genetic homereference en los seres humanos, los genes varían de tamaño de unos pocos cientos de bases de ADN a más de 2 millones de bases. El Proyecto Genoma Humano ha estimado que los seres humanos tienen entre 20.000 y 25.000 genes. Los alelos son formas del mismo gen con pequeñas diferencias en su secuencia de bases de ADN. Estas pequeñas diferencias contribuyen a las características físicas únicas de cada persona.

Genética[editar]

La genética proviene de la palabra gen en griego γένος y en inglés "gene" que significa descendencia. Estudia la transmisión hereditaria de una generación a la siguiente, también el origen y significado de las distintas variaciones y los mecanismos por los cuales las semejanzas se modifican y se transforman. Además, analiza la variabilidad de las especies, (ya que los seres vivos son diversos y por ello se clasifican en diferentes grupos). La genética estudia la forma en la que las características de los organismos vivos (morfológicas, fisiológicas, bioquímicas o conductibles), se generan y se transmiten bajo diferentes condiciones ambientales.

Las primeras teorías de la herencia fueron hechas por los griegos, en este caso filósofos como Heráclito y Aristóteles, dónde este último desarrolló su teoría del esencialismo, que afirmaba que las especies tenían una esencia que las define y las hace únicas. Los romanos, tuvieron un primer acercamiento a la genética al cruzar su cultivo y ganadería. Pero no fue hasta el siglo XlX, donde la genética comenzó a adquirir una forma más estudiada, esta vez por un biólogo llamado Gregor Mendel mejor conocido como "El padre de la genética" que estudió la forma por la cual se transmiten los caracteres en las generaciones y estableció los principios fundamentales de la herencia. [2]

Métodos empleados a la genética[editar]

  • Observación de la descendencia en cruzas:

Estudio al aparear en forma controlada a progenitores que difieren en características discontinuos, correspondiente al método mendeliano.

  • Análisis bioquímica de procesos celulares regulados por los genes

Conjunto de reacciones químicas de estructurar los dogmas de los genes que controlan dichas reacciones.

  • Análisis microscopio de los cromosomas

Nuevas técnicas para marcar a los genes para establecer su localización en el telescopio.

  • Análisis directo del ADN

Se emplean métodos, que incluyen desde un fragmento de ADN o un genoma.

Deriva genética[editar]

La deriva genética es un cambio genético aleatorio, en donde habrá cambios en las frecuencias alélicas y en el momento de la fecundación de los gametos si llegan a fertilizarse, es decir, es un proceso aleatorio, y por tanto es probable que no se produzca los mismos resultados en diferentes poblaciones. Ocurre cuando por casualidad sólo ciertos miembros de una población se reproducen y transmiten sus alelos a la generación siguiente. Las frecuencias alélicas en el acervo genético de la siguiente generación pueden ser muy diferentes de las de las generación anterior. [3]

En otras palabras, cuando una mutación nueva surge dentro de una población su frecuencia está representada por una única copia dentro de los genes de la población. La probabilidad de que esa mutación sobreviva y pueda transmitir de una generación a la siguiente, está terminada tanto por el azar (casualidad probable), como por los fenómenos de selección natural. En este caso dependerá sólo de probabilidades, la frecuencia del alelo mutante variará de generación en generación.

Es aún más notoria en poblaciones pequeñas, debido a que el grupo no es representativo desde el punto de vista genético dentro del grupo poblacional mayor, y puede ser causada porque los individuos poseedores de un alelo determinado no se reproducen o lo hacen en baja proporción, por lo que en la siguiente generación de este alelo desaparece o disminuye su frecuencia. La deriva genética entonces, tiende a aumentar la variabilidad genética entre las poblaciones.

En este término hay dos efectos:

Efecto cuello de botella[editar]

Cuello de botella.jpg

En ocasiones, una especie llega casi a punto de extinguirse debido por ejemplo, a un desastre natural o a la caza o pérdida de su hábitat que producirá una reducción en la población. Es como si gran parte de la población quedara atrás y entonces, sólo una parte sobrevive impidiendo que la mayoría de los genotipos participen en la producción de la siguiente generación. Provocan cambios considerables en las frecuencias de alelos y de la variabilidad genética [4]

Efecto del fundador[editar]

Es un ejemplo de deriva genética en el cual los alelos inusuales, o combinaciones de alelos, se presenta con mayor frecuencia en una población apartada del resto. Es decir, si uno de los fundadores del nuevo grupo poblacional aporta un alelo relativamente raro, dicho alelo llegará a transmitirse y expandiese con unas frecuencias relativamente altas. Los alelos particulares que los fundadores portan, están determinadas tan sólo por el azar. Por ejemplo, se puede observar en la alta incidencia del desorden neurológico de la enfermedad de Huntington.

Flujo genético[editar]

En contraste con la deriva genética, (que permite la variación genética por casualidad en poblaciones pequeñas), el flujo genético es definido como la difusión lenta de genes a través de una barrera racial. Es un proceso que involucra a una población más o menos grande de individuos, junto con un cambio gradual en sus frecuencias genéticas. Los genes de las poblaciones migratorias con sus frecuencias génicas migran en forma gradual a un gen mayor.

Migración, Veracruz.jpg

También conocido como migración genética, es el movimiento de alelos entre las poblaciones por migración de los individuos que se reproducen. Puede haber un flujo constante de genes entre las poblaciones animales cercanos debido a la migración de organismos. Incluso aumenta la variación dentro de una población al introducir alelos novedosos que se produjeron por mutaciones en la población. Es una fuerza evolutiva que contribuye a que todos los organismos de una región extensa, se conserven como una sola especie. Es evidente que sin flujo de genes entre poblaciones de la misma especie, sería factor clave en la aparición de una nueva especie. [5]

Ayuda a la variabilidad genética de una población cuando un inmigrante trae a un nuevo alelo que podría ser beneficio o dañino. Siempre que hay movimiento de genes de una parte de la distribución de una especie a otra hay un flujo genético. Es decir, se opera cuando especies de una población se mueven a otra para determinar su durabilidad dependerá de que esas nuevas poblaciones persistan por un tiempo prolongado.

"Si no existe flujo genético habrá diferentes alelos en diferentes localidades" J.B.S

A comparación de la deriva genética, (según su variación será por casualidad en una población pequeña), el flujo genético lo hará con una población de media a grande con la brevedad de los genes de una forma lenta por una barrera racial con el cambio de las frecuencias genéticas. [6]

Mutación[editar]

Una mutación es una alteración o cambio en una secuencia de ADN. Se hereda en la información genética, provocando variaciones en una población. Un gen cambia y pasa de una forma alélica a otras por medio de la mutación, en donde ocurre un hecho extraño e inusual de una forma regular. En algunos casos, no afecta de manera inmediata al fenotipo, y por lo tanto quizá no se detecten; sin embargo la prueba de alelismo o el análisis de complementación constituye una herramienta genética esencial para decidir si las diferentes mutaciones, afectan a un mismo carácter. Son variantes alélicas de un mismo gen o pertenece a genes diferentes no alélicos. [7]

Darwin Hybrid Tulip Mutation 2014-05-01.jpg

"Las mutaciones ocasionan que muchos loci génicos tengan alelos múltiples. La recombinación de estos alelos aumenta la posibilidad de fenotipos favorables".[1]

La mutación, es sin duda el paradigma de la genética, es la fuente primaria de variabilidad, pues resulta fundamental para identificar o contrastar la existencia de una estructura o de una función de alguna población. Representan un cambio evolutivo debido a que sin ellas, no se presentarían variaciones entre especies y por lo tanto no habría algún cambio. Algunos rasgos se ven afectados por múltiples factores, influidos por genes que interactúan en forma compleja con factores ambientales y seres humanos, por ejemplo se ve afectada tanto por cientos de genes como en la nutrición. La mutación puede ser vista desde varios puntos, cuando una especie muta, se puede deber a que se adaptó a su medio ambiente o por el contrario que hubo alguna malformación que provocó un cambio.

Dicho lo anterior puede haber:

Mutaciones genéticas: afectan únicamente la información genética de un único gen.

Mutaciones cromosómicas: pueden alterar el número o la estructura de los cromosomas y por lo tanto, suelen afectar a los genes.

Hay dos selecciones contra mutaciones autosómicas, la dominante y la recesiva:

Dominante[editar]

Está expuesto a los mecanismos de selección natural en individuos (homocigotos y heterocigotos), la transformación del gen a las futuras generaciones depende del grado de letalidad, es decir, si el gen mutado se comporta de la misma manera que un alelo normal, entonces se adaptará; pero por el contrario, si causa la muerte o esterilidad no se adaptará.

Recesiva[editar]

Su selección natural es menos efectiva debido a que solamente los homocigotos están expuestos a la fuerza de selección mientras que los heterocigotos presentan una adaptabilidad.

Los mutágenos son los factores que influirán para que una especie cambie.

Hay tres tipos de factores:

Factores mutágenos.png

Bibliografía[editar]

Smith, P. J. (1996). La Diversidad genética de los recursos pesqueros marinos. Wellington: FAO. ISBN 9253036311. 

Ortíz, A.R (2013). La Esencia de la Genética. Universidad Autónoma Metropolitana. 

Mojica, T. (2001). Genética molecular humana. Celsus. 

Mader, S. (2008). Biología. Mc Graw Hill. 

Referencias[editar]

http://web.ecologia.unam.mx/laboratorios/fmolina/pdf/lab/gen/Medida_de_la_diversidad_genetica.pdf

http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/basics/gene

http://www.ejournal.unam.mx/cns/no79/CNS07913.pdf

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/125/htm/sec_6.htm

https://books.google.com.mx/books?id=uO48-6v7GcoC&sitesec=buy&source=gbs_vpt_read

http://www.revistas.unam.mx/index.php/cns/issue/view/872

http://cogprints.org/9748/1/ESDE-Guild-June2014.pdf

https://books.google.com.mx/books?id=e-slX7S1KdsC&pg=PA143&dq=mutacion&hl=es-419&sa=X&ved=0ahUKEwjk68fx5bnJAhXC7iYKHZrSAsMQ6AEIGzAA#v=onepage&q=mutacion&f=false

  1. Sylvis, Mader. Biología. Mc Graw Hill.