Equilibrio genético

El equilibrio genético es la condición de un alelo o genotipo en un grupo de genes (como una población) donde la frecuencia no cambia de generación en generación.[1]​ El equilibrio genético describe un estado teórico que es la base para determinar si las poblaciones pueden desviarse y de qué manera. El equilibrio de Hardy-Weinberg es un marco teórico para estudiar el equilibrio genético. Se estudia comúnmente utilizando modelos que toman como suposiciones los de Hardy-Weinberg, lo que significa:

También puede describir otros tipos de equilibrio, especialmente en contextos de modelado. En particular, muchos modelos utilizan una variación del principio de Hardy-Weinberg como base. En lugar de que todos los personajes de Hardy-Weinberg estén presentes, estos suponen un equilibrio entre los efectos diversificadores de la deriva genética y los efectos homogeneizadores de la migración entre poblaciones.[2]​ Una población que no está en equilibrio sugiere que se ha violado uno de los supuestos del modelo en cuestión.

Modelos teóricos del equilibrio genéticoEditar

El principio de Hardy-Weinberg proporciona el marco matemático para el equilibrio genético. El equilibrio genético en sí mismo, ya sea Hardy-Weinberg o de otro tipo, proporciona la base para una serie de aplicaciones, incluida la genética de poblaciones, la conservación y la biología evolutiva. Con el rápido aumento de las secuencias genómicas completas disponibles, así como la proliferación de marcadores anónimos, se han utilizado modelos para extender la teoría inicial a todo tipo de contextos biológicos.[3]​ Utilizando datos de marcadores genéticos tales como ISSRs y RAPDs, así como el potencial predictivo de las estadísticas, los estudios han desarrollado modelos para inferir los procesos que condujeron a la falta de equilibrio. Esto incluye la adaptación local, la contracción y expansión del rango y la falta de flujo de genes debido a barreras geográficas o de comportamiento, aunque el modelado de equilibrio se ha aplicado a una amplia gama de temas y preguntas.

El modelado de equilibrio ha llevado a desarrollos en el campo. Debido a que el dominio alélico puede alterar las predicciones de equilibrio,[4]​ algunos modelos se han alejado del uso del equilibrio genético como una suposición. En lugar de las estadísticas F tradicionales, hacen uso de estimaciones bayesianas.[5]​ Holsinger y col. desarrolló un análogo a FST, llamado theta.[6]​ Los estudios han encontrado que las estimaciones bayesianas son mejores predictores de los patrones observados.[7]​ Sin embargo, el modelado basado en el equilibrio genético sigue siendo una herramienta en la genética de poblaciones y conservación: puede proporcionar información invaluable sobre procesos históricos anteriores.

Sistemas de estudio biológicoEditar

El equilibrio genético se ha estudiado en varios taxones. Algunas especies marinas en particular se han utilizado como sistemas de estudio. La historia de vida de los organismos marinos, como los erizos de mar, parece cumplir mejor los requisitos del modelo de equilibrio genético que las especies terrestres.[8]​ Existen en grandes poblaciones panmícticas que no parecen estar fuertemente afectadas por barreras geográficas. A pesar de esto, algunos estudios han encontrado una diferenciación considerable en el rango de una especie. En cambio, al buscar el equilibrio genético, los estudios encontraron complejos de especies grandes y extendidos.[9]​ Esto indica que el equilibrio genético puede ser raro o difícil de identificar en la naturaleza, debido a cambios demográficos locales considerables en escalas de tiempo más cortas.[10]

De hecho, aunque un tamaño de población grande es una condición necesaria para el equilibrio genético de acuerdo con Hardy-Weinberg, algunos han argumentado que un tamaño de población grande en realidad puede retrasar el enfoque del equilibrio genético.[11]​ Esto puede tener implicaciones para la conservación, donde el equilibrio genético se puede utilizar como marcador de una población sana y sostenible.

ReferenciasEditar

  1. «Genetic equilibrium». 
  2. Duvernell, D. D.; Lindmeier, J. B.; Faust, K. E.; Whitehead, A. (2008). «Relative influences of historical and contemporary forces shaping the distribution of genetic variation in the Atlantic killifish, Fundulus heteroclitus». Molecular Ecology 17 (5): 1344-60. PMID 18302693. doi:10.1111/j.1365-294X.2007.03648.x. 
  3. Shriner, D. (2011). «Approximate and exact tests of Hardy-Weinberg equilibrium using uncertain genotypes». Genetic Epidemiology 35 (7): 632-7. PMC 4141651. PMID 21922537. doi:10.1002/gepi.20612. 
  4. Kramer, Koen; van der Werf, D. C. (2010). "Equilibrium and non-equilibrium concepts in forest genetic modeling: population- and individually-based approaches," Forest Systems, 19(SI): 100–112.
  5. Wilson, G. A.; Rannala, B. (2003). «Bayesian inference of recent migration rates using multilocus genotypes». Genetics 163 (3): 1177-91. PMC 1462502. PMID 12663554. 
  6. Holsinger, K. E.; Lewis, P. O.; Dey, D. K. (2002). «A Bayesian approach to inferring population structure from dominant markers». Molecular Ecology (Submitted manuscript) 11 (7): 1157-64. PMID 12074723. doi:10.1046/j.1365-294X.2002.01512.x. 
  7. Ramp Neale, Jennifer M.; Ranker, TOM A.; Collinge, Sharon K. (2008). «Conservation of rare species with island-like distributions: A case study of Lasthenia conjugens(Asteraceae) using population genetic structure and the distribution of rare markers». Plant Species Biology 23 (2): 97-110. doi:10.1111/j.1442-1984.2008.00211.x. 
  8. Palumbi, Stephen R.; Grabowsky, Gail; Duda, Thomas; Geyer, Laura; Tachino, Nicholas (1997). «Speciation and Population Genetic Structure in Tropical Pacific Sea Urchins». Evolution 51 (5): 1506-1517. PMID 28568622. doi:10.1111/j.1558-5646.1997.tb01474.x. Archivado desde el original el 12 de julio de 2010. Consultado el 30 de junio de 2020. .
  9. Knowlton, Nancy (1993). «Sibling Species in the Sea». Annual Review of Ecology and Systematics 24: 189-216. doi:10.1146/annurev.es.24.110193.001201. .
  10. Whitlock, M. C. (1992). «Temporal Fluctuations in Demographic Parameters and the Genetic Variance Among Populations». Evolution; International Journal of Organic Evolution 46 (3): 608-615. PMID 28568658. doi:10.1111/j.1558-5646.1992.tb02069.x. 
  11. Birky Jr, C. W.; Maruyama, T.; Fuerst, P. (1983). «An approach to population and evolutionary genetic theory for genes in mitochondria and chloroplasts, and some results». Genetics 103 (3): 513-27. PMC 1202037. PMID 6840539.