Tema 4. Organización de la Variación Genética II. Flashcards
Frecuencia Gamética
Frecuencia relativa de cada haplotipo en la población.
Equilibrio Gamético
Independencia estadística entre los alelos, donde x1 = x2 = x3 = x4
Combinación en acoplamiento (gametos)
A1B1 y A2B2
Combinación en repulsión (gametos)
A1B2 y A2B1
Frecuencia de Recombinación
En una población ideal, el único punto donde se produce una variación en las frecuencias gaméticas es durante la gametogénesis, donde se produce la recombinación. r = 0 cuando haya ligamiento completo y r = 0 cuando haya segregación independiente.
La frecuencia de recombinación es la frecuencia con la que un genotipo puede formar gametos nuevos o recombinantes. Solo se produce una variación en la frecuencia gamética de los dobles heterocigotos.
Dobles Heterocigotos en Acoplamiento
Formados por la unión de gametos en acoplamiento: A1B1/A2B2.
Dobles Heterocigotos en Repulsión
Formados por la unión de gametos en repulsión: A1B2/A2B1.
Frecuencia Recombinación (Acoplamiento)
Los dobles heterocigotos en acoplamiento producen gametos recombinantes (A1B2 o A2B1) con frecuencia r y cuyos parentales son A1B1 y A2B2, con frecuencia 1 - r.
El cambio neto de la frecuencia del haplotipo A1B1 corresponde a:
1-r / 2 - 1/2 = -r/2
1/2 corresponde a la frecuencia de A1B1 en los gametos parentales.
Frecuencia Recombinación (Repulsión)
Los dobles heterocigotos en repulsión producen gametos recombinantes (A1B1 y A2B2) con frecuencia r y cuyos gametos parentales son A1B2 y A2B1, con frecuencia 1-r.
El cambio neto de frecuencia del haplotipo A1B1 corresponde a:
r/2 + 0 = r /2
0 corresponde a la frecuencia de A1B1 en gametos parentales.
Frecuencias Génicas
p1 = x1 (A1B1) + x2 (A1B2) p2 = x3 (A2B1) + x4 (A2B2) q1 = x1 (A1B1) + x3 (A2B1) q2 = x2 (A1B2) + x4 (A2B2) x1 + x2 + x3 + x4 = 1
Asociación Gamética o Desequilibrio de Ligamiento (D)
Se dice de una población que no presenta equilibrio gamético (x1 = x2 = x3 = x4). Las frecuencias gaméticas se desvían.
D = x - pq (los subíndices dependen del haplotipo)
D = x1x4 - x2x3
D > 0 cuando hay exceso de dobles heterocigotos en acoplamiento.
D < 0 cuando hay exceso de dobles heterocigotos en repulsión.
Si no hay equlibrio gamético hay un cambio neto de las frecuencias gaméticas debido a que las frecuencias de los dobles heterocigotos difieren.
Frecuencia del Haplotipo en la siguiente generación
x1’ = x1 - rD
x2’ = x2 + rD
x3’ = x3 + rD
x4’ = x4 - rD
Si inicialmente hay un exceso de gametos en acoplamiento (D>0), su número descenderá y aumentarán los gametos en repulsión para alcanzar el equilibrio. Esto ocurre en x1’ y x4’.
Si inicialmente hay un exceso de gametos en repulsión (D<0), su número descenderá y aumentarán los gametos en acoplamiento para alcanzar el equilibrio. Esto ocurre en x2’ y x3’.
Desequilibrio de Ligamiento después de t generaciones con panmixia y recombinación
Dt = D * (1-r)^t
Si la recombinación es máxima (r = 0,5), el desequilibrio disminuye rápidamente. Si la recombinación se acerca a 0, el desequilibrio necesita más generaciones para alcanzar un valor de 0.
Desequilibrio Relativo (D’)
Esta medida permite realizar comparaciones. D’ es el cociente de D entre Dmáx o Dmin. Se utiliza Dmáx cuando D>0 y Dmin cuando D<0.
Dmáx = min repulsión (p1q2 o p2q1)
Dmin = máx acoplamiento (p1q1 o p2q2)
Este valor es siempre positivo y varía entre 0 y 1.
Coeficiente de Correlación (p^2)
Esta medida permite realizar comparaciones.
p^2 = D^2 / p1q2p2q1 = D^2 / x2x3
Este valor es siempre positivo y varía entre 0 y 1.
Estimación Frecuencias Gaméticas (Haplotipos)
En este caso se indica el número de individuos que presenta cada haplotipo. Solo habrá que calcular las frecuencias gaméticas y a partir de ellas se podrá calcular el desequilibrio gamético absoluto y relativo, así como el coeficiente de correlación.
Chi-cuadrado = n*p^2
Estimación Frecuencias Gaméticas (Codominancia)
En este caso se pueden diferenciar todos los genotipos, pero no se podrá diferencias los dobles heterocigotos en acoplamiento (x1 y x4) de los en repulsión (x2 y x3), N* = N14 + N23. Para ello, se utiliza el método iterativo, donde se considera que inicialmente todos los dobles heterocigotos son en acoplamiento y se realiza una estima por medio del método del recuento que será errónea.
Cuando se estabilicen las frecuencias gaméticas podremos calcular el desequilibrio gamético absoluto y relativo, así como el coeficiente de correlación y un chi-cuadrado (n*p^2).
Estimación Frecuencias Gaméticas (Dominancia)
En este caso solo aparecen cuatro fenotipos. Se realizan estimas a partir del genotipo recesivo (x4). Para obtener las frecuencias génicas se asumen proprociones en equilibrio de Hardy-Weinberg.
Chi-cuadrado = 4N * ((D^2)/((1-p2^2)*(1-q2^2)))
Generación de la Asociación Gamética
- Mutación. La mutación es considerada a nivel molecular un evento único y la asociación gamética surge de la propia historia genealógica de los haplotipos.
- Deriva Genética. Cambios aleatorios de las frecuencias génicas y gaméticas, estos cambios son más acentuados si la población es pequeña.
p^2 = 1 / 1 + 4Nr ; si Nr es pequeño p^2 se acerca a 1 y si Nr es grande p^2 se acerca a 0. - Efecto Fundador. Un número de individuos de una población coloniza un nuevo territorio fundando una nueva población. Caso particular de la deriva genética.
- Arrastre. Si surge una mutación ventajosa, esta se mantiene y aumenta su frecuencia, por lo que aparece un cambio en las frecuencias gaméticas y la aparición de desequilibrio de ligamiento.
- Migración. Las poblaciones aisladas divergen con el tiempo sus frecuencias gaméticas y génicas.
- Selección Epistática. Se favorecen algunos caracteres sobre otros.
- Sistema de Apareamientos. Por ejemplo, la consanguinidad disminuye la frecuencia en la población de dobles heterocigotos. El desequilibrio se reduce a una velocidad menor.
Proyecto HapMap (2002)
Caracterizar la asociacioón gamética existente en el genoma humano. Se encontró una relación inversa entre asociación gamética y distancia entre marcadores, se observaron asociaciones intensas entre marcadores cercanos y asociaciones débiles entre marcadores lejanos.
Proyecto ENCODE
El genoma humano presenta una organización en bloques, donde la recombinación dentro de bloques es poco frecuente, pero los límites entre bloques son hotspots. En rojo aparece una asociación máxima con D’ = 1.
Asociación Fenotipo-Genotipo
Aparece una enorme cantidad de variación nucleotídica identificada en el genoma humano, lo que permite investigar la base genética de cualquier genotipo. Para ello solo será necesario utilizar un SNP tag o representativo, estudiado en una población control y afectados.
