ENTENDIENDO LA GENÉTICA DE POBLACIONES: El principio de Hardy-Weinberg

En la foto: un organismo diploide usado ampliamente como uno de los organismos modelo para el estudio y entendimiento de la genética de poblaciones. Razgos como el color del pelaje y color de ojos se deben a la frecuencia alélica y genotípica presentes en su acervo genético (poza genética) (Explorer BioGen, 2017).  

Comencemos definiendo la siguiente pregunta ¿Qué es una población? Se trata de un conjunto de individuos pertenecientes a una misma especie los cuales tienen un intercambio genético entre sí  y, que además comparten un mismo hábitat en un determinado tiempo.

Ahora definamos que es la genética de poblaciones: se trata de un estudio genético aplicando los principios mendelianos a las poblaciones para estudiar los cambios en las frecuencias genéticas, de tal modo que se le puede relacionar también con la genética evolutiva, pues la evolución depende de los cambios en las frecuencias genéticas.

EQUILIBRIO DE HARDY-WEINBERG

En 1908, el matemático británico G. H. Hardy y el físico alemán W. Weinberg de manera independiente formularon un principio que relaciona las frecuencias alélicas y genotípicas en una población de individuos diploides que se reproducen sexualmente.

Esta ley describe la frecuencia de alelos en equilibrio en una población mendeliana es por tanto que, a partir de cualquier frecuencia genotípica inicial a la siguiente generación se da la siguiente relación:

(AA) = (p * p) = p2

f(Aa) = (p * q) + ( q * p) = 2 pq

f(aa) = (q * q) = q

En este caso se parte de un caso hipotético de un locus autosómico “A” que segrega para dos alelos “A” y “a” y en donde se pueden encontrar los siguientes tres posibles genotipos de un individuo: AA, Aa y aa es decir, el binomio (p + q)2 =  p2 + 2pq + q2 donde p representa al locus dominante, q al locus recesivo y pq al heterocigoto.

Para que la ley de Hardy-Weinberg se pueda cumplir, deben darse las siguientes condiciones específicas:

Tamaño de población grande: la población debe ser los suficientemente grande por dos motivos, el primero es que se transmita una muestra grande de gametos y, la segunda que al ser transmitida la muestra grande de gametos se incremente la probabilidad de que las frecuencias alélicas de la descendencia representen fielmente a la de la población parental.

Ausencia de mutación y migración: las frecuencias alélicas y genotípicas pueden cambiar por efecto de la pérdida o de la aparición de alelos por mutación, o mediante la migración de individuos desde o hacia una población.

Ausencia de selección natural: ningún individuo posee una ventaja reproductiva sobre otro debido al genotipo que presenta. En este caso hablamos de que hay una ausencia de selección natural.

Debe de haber apareamiento al azar entre organismos diploides y sus generaciones no se deben sobrelapar.

Asumiendo que se cumpliera la ley de Hardy-wenberg, no se presentaría cambio alguno y por lo tanto las frecuencias de los genes permanecerán iguales es decir, la consecuencia última es que no se presente el proceso de la evolución.

UN EJEMPLO

Supongamos que tenemos una población con el alelo “A” el cual, tiene una frecuencia del 60% y el alelo “a” con una frecuencia del 40%. Obtener las frecuencias genotípicas.

Dado que se nos está proporcionando los datos de la poza genética (acervo genético conformado por todos los genes de todos los individuos, que se mantiene casi constante y se hereda de una generación a otra) procedemos a obtener la frecuencia genotípica (proporción de genotipos de un gen determinado, presentes en los individuos  que forman parte de una población).

A = 60% pasa a ser “p” en nuestra ecuación y su valor entonces es: p = 0.6

a = 40% pasa a ser “q” en nuestra ecuación y su valor entonces es: q = 0.4

Aplicamos el binomio y sustituimos:

(p + q)2 =  p2 + 2pq + q2

(0.6 + 0.4)2 = (0.6)2 + 2(0.6) (0.4) + (0.4)2

(0.6 + 0.4)2 = 0.36 + 0.48 + 0.16 = 1

Tenemos que las frecuencias genotípicas son de:

AA = p2 = 0.36

Aa = 2pq = 0.48

aa = q2 = 0.16

Sumando nos da un resultado de 1.0 que hace alusión al 100 % de las frecuencias genotípicas, la cual se representaría de la siguiente forma:

 

Frecuencias genotípicas 60 y 40

EJERCICIOS.

  1. En una población de 100 individuos humanos se investigó sobre el uso de la mano izquierda y la mano derecha al escribir. 4% escribe con la mano izquierda, esto presenta al gen homocigoto recesivo “aa”. En la misma población, los heterocigotos Aa y los Homocigotos AA escriben con la mano derecha. Calcular: a) Frecuencia de alelo recesivo y dominante, b) poza genética y c) distribución de los alelos en los genotipos de la población.

REFERENCIAS Y RECOMENDACIONES

Eguiarte, F. L. E. 1986. Una Guía para principiantes a la Genética de Poblaciones. Ciencias, Revista de difusión.

National Geographic. La marcha de los pinguinos. Dirección electrónica: https://www.youtube.com/watch?v=38JGkji6Q-0

Tamarin, R. H. 1996. Principios de Genética. 4ta edición. Editorial Reverte, S. A. Barcelona. pp 545 – 561.

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2 Comentarios Agrega el tuyo

  1. Camila dice:

    Profe también copiamos el ejemplo?

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    1. Hola Camila. Puedes copiar el ejercicio si así lo deseas, lo vamos a resolver en clase.

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