1 A) Complicaciones: 1. Varios alelos 2.- Genes ligados al sexo SELECCION NATURAL 2 (avanzada ) Curso Evolución L. Eguiarte et al. A) Complicaciones: 1. Varios alelos 2.- Genes ligados al sexo B) Estimación de la Selección:
2 lx en lo demás es igual que H.-W.
3 equilibrio balanceadora: más difícil!A) Complicando las suposiciones del modelo: 1.-Alelos múltiples (más de 2 alelos) equilibrio balanceadora: más difícil!
4 Alelos múltiples (más de 2), modelo generaladecuación asociada a i, menos el promedio para que cambie, diferente de 0 si menor que promedio pi decrece
5 adecuación i menos promedio dif. de 0 adecuación promedio n alelossumatoria de TODAS las w donde aparece i, por la f. alélica del otro alelo adecuación promedio n alelos
6 el alelo C funciona no tan mal de forma homócigaAlelos múltiples (más de 2) Casos alelos multiples... el alelo C funciona no tan mal de forma homóciga
7 recordemos la SN direccional con 2 alelosSELECCION DIRECCIONAL N-ALELOS recordemos la SN direccional con 2 alelos Selección vs. recesivo Sel. vs. dominante se va perdiendo el alelo desfavorable...
8 sAA = sAa = 0.153 saa= 0 26 años, 2 generaciones por año
9 un caso particular direccional 3 alelosA1 melánica negra dominante A2 insularia gris recesiva a todos A3 típica, blanca recesiva a A1, dominante a A2
10 típica (clara) 0.79, insularia 0.2, entra melánica 0.01
11 A3claras A1 A2 se pierde rápido típica (clara), se acaba sel. obscurasmelánicas decrece A2 A2 insularias se pierde rápido típica (clara), se acaba sel.
12 Ventaja del heterócigo en n-alelos¿en que condiciones hay equilibrio? en el caso de 2 alelos bastaba tener wAA
13 Ventaja del Heterócigo saa = 2sAA
14 Ventaja del heteróciogo ¿en que condiciones hay equilibrio si dos alelos?si en ambos la dif. contra el promedio es 0, tenemos el equilibrio
15 2 alelos usando estas w´s w1= 1xq+(1-s1)xp w1=1-p+p-s1p w1=1-s1p
16 2 alelos cont. adecuaciones promedio en el eq. 2 alelos
17 Expansión n-alelos equilibriospero más complicado
18 el equilibrio para 3-alelos se calcula de 3 juegos de 3 ecuaciones
19 En el equilibrio de tres alelos x y zdeben ser mayores que 0
20 las frecuencia en el equilibrio para los tres alelos están dadas por la z´s
21 La condición general para elpolimorfismo con 3 alelos: la viabilidad promedio de los heterócigos> viablidad prom. homócigos
22 Ejemplo anemia otros tres casos particulares de eq. ...
23 Ventaja del Heterócigo:
24 Ventaja del Heterócigo: anemia falciforme
25 Ventaja del Heterócigo:
26 Pero la realidad más complicada:hay tres alelos, el C
27
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29 w un poco más alta (0.897) que con dos alelos (0.878)frecuencias en el equilibrio w un poco más alta (0.897) que con dos alelos (0.878)
30 Dinámica: si no hay C o si en muy baja frec.el equilibrio S y A si no hay C si C en baja freq. inicial, mucho tiempo...
31 C tarda mucho en invadir si bajas freq. inicialEl C puede invadir, pero le toma 5 mil gen. llegar al eq. de 0.1
32 Otra estimación de las w´s:Burkina Faso
33 Estas adecuaciones soninteresantes... no hay un equilibrio general C siempre invade...
34 la dinámica depende de la freq. de S:a) S ausente, b) C y S entran al mismo tiempo c) S y A en su equilibrio.
35 a) a) si no hay S, C aumenta muy rápido a 0.5 en 60 g generaciones 60
36 b) b) si S y C se introducen al mismo tiempo ambas aumentan, primeroS más rápido que C, ya que su hetero SA tiene más w
37 c) c) si A y S en su equilibrio, C aumenta muy despacio pC al 0.5en unas 170 generaciones
38 c común s común si es común S, C es raro
39 dos posibles resultadosTempleton (2006) Topografía de Templeton (2006) dos posibles resultados
40 Dos Picos pico adapta- tivo 2 solo C pico adaptativo 1 AS, se pierde C
41 de la “silla de montar” Ampliación si comienzases más común, se llega al pico solo C si comienzas aquí, acabas en AS, C muy raro
42 Condiciones incremento tercer aleloUna z mayor que cero garantiza que entre. Las tres mayor que 0 eq. estable
43 2.- Genes ligados al sexo y organismos haplo-diploides:A. Complicando las suposiciones del modelo: 2.- Genes ligados al sexo y organismos haplo-diploides:
44 Genes ligados al sexo y Haplo-diploides: recordatorio HWmachos, heredan todo de su mama eq. 2/3 madresAA 1/3 padres A hembras, el promedio de mamás y papás
45 si letal, la freq. de hem. A1A2 1/2 cada gen.Genes ligados al sexo y Haplo-diploides si letal, la freq. de hem. A1A2 1/2 cada gen.
46 Genes ligados al sexo y Haplo-diploides
47 Cambio q después de la selección:cada sexo
48 cuatro juegos de adecuaciones…Genes ligados al sexo y Haplo-diploides vamos a considerar cuatro juegos de adecuaciones…
49 vs. el recesivo
50 1 qf(1-1)=qf x 0
51 el cambio en las f. alélicas por sexo diferencias en frecuencias entre sexos
52 vs hembras aa y machos a (más intensa machos)Genes ligados al sexo y Haplo-diploides; ligado al X, white machos machos vs hembras aa y machos a (más intensa machos)
53 condiciones generales de polimorfismo Genes ligados al sexo y Haplo-diploides: Condiciones de Equilibrio para ligados al sexo: condiciones generales de polimorfismo más reducidas, ya que los machos no pueden tener ventaja heterócigo...
54 un alelo favorecido en machos yambos homócigos desfavorables en hembras
55 si hay equilibrio pero loscondiciones polimorfismo estable muy restrictivas (sólo 58% de lo de un locus 2 alelos diploide)
56 0<1>0 no conocemos sm (irrelevante) Ejemplo hormiga colonias poligínicas
57 G-6PD (ligado al X) y malariaRR relative risk (luego) G-6PD (ligado al X) y malaria wBB= wBA-=1 wA-A-<0.972? wB= wA-=1
58 ¿Equilibrio estable?
59 Frecuencia en el Equilibrioaproximando si s chicas p p
60 Un caso de eq. balanceado 2 sexosselección opuesta en machos y en hembras equilibrios en dif. p en machos y hembras
61 Hay un polimorfismo balanceadosi fre.alélicas dif. entre sexos, primero oscilaciones y luego se acercan a dif. equilibrios
62
63 B.-Estimando la Selección: Relative fitness: Adecuación Relativa:La habilidad de un genotipo, relativa a los otros genotipos, de pasar alelos a la siguiente generación... parece simple, pero tiene varios problemas...
64 Fitness: Adecuación, w AA 100 80 0.8 1 Aa 200 160 0.8 1Parámetro que mide la intensidad de la selección Ad. absoluta May. minuscu. Genotipo N. inicial N.final lx (=W) w relativa AA Aa aa La w es la adecuación relativa, que se obtiene dividiendo la w entre una de las W´s (a veces la de heterócigo, a veces la más alta...).
65 Caso I: Selección vs. recesivo w A1A1 1 A1A2 1 A2A2 1-sw11= w12 > w22 Selección direccional contra el recesivo w A1A1 1 A1A2 1 A2A2 1-s donde s es el coeficiente de selección (s= 1-w) s=0: no te “ve” la SN (tienes el mejor genotipo) s=1: mata a todos! (letal)
66 La estimación de la selección es centralpara la ecología evolutiva, pero... hay muchos problemas para le estimación, relacionados tanto al tamaño de muestra, como estadísticos... 1. Método de Christiansen y Frydenberg 1973 (eelpout fish, Zoarces viviparus): analizar los diferentes eventos a lo largo del ciclo de vida “con chi-cuadradas”
67 Christiansen y Frydenberg 1973 (Zoarces viviparus):
68 Números observados Números esperados
69
70 hipótesis explícitas:Christiansen y Frydenberg (Zoarces) hipótesis explícitas: i) mitad de hijos de madres heterócigas, deben de ser heterócigos
71 ii)apareamiento al azar, iii) sexual male selection La segunda hipótesis es que los gametos se unen al azar ii)apareamiento al azar, iii) sexual male selection iv) female sexual selection, v) zygotic selection
72 NS
73 un año bien un homócigo, otroaño el otro homócigo
74 B. Estimando la Selección: 2. Selección en Viabilidad: cociente de frecuencias genotípicas ¿cómo cambian las frecuencias genotípicas de antes a después de la selección?
75 viabilidad promedio fre. genotípica despúes de la selección
76 cociente para eliminar v promedio
77 Estimando la Selección: Selección en Viabilidad: despejamos las “v”la w como la viabilidad se estima de la f. genotípicas antes y después de la selección
78 Genotipo N. inicial N.final lx (=W) w relativaAA Aa aa La w es la adecuación relativa, que se obtiene dividiendo la w entre una de las W´s (a veces la de heterócigo, a veces la más alta...). En realidad sólo formalizamos lo que vimos al principio
79 homócigo después homócigo antes =(P´11/P11)/ P´12/P12 lx homócigoestandarizado entre la lx heterócigo, que son 1
80 Ejemplo vx Cebada Mike Clegg (Horedum vulgare)
81 P´ P (estandarizado a A1 A1) errores std grandes!
82 se van co-adaptando losgenes, se eliminan los heterócigos y selección tal en otros genes
83 Selección en Viabilidad: Ejemplo Kuru: “vacas locas” en humanos (prion).
84 Ejemplo Kuru:
85 Selección en Viabilidad: Kuru: “vacas locas” en humanos (prion).0.403
86 Selección en Viabilidad: Kuru: “vacas locas” en humanos (prion).0.403
87 Selección en Viabilidad: Kuru: “vacas locas” en humanos (prion).estimación final, corregir ya que sólo en mujeres SMM = 0.358, Svv=0.373, los más altos en humanos eqqv=0.483
88 B. Estimando la Selección:3. Estimación a partir de desviaciones a HW en las frecuencias genotípicas
89 menos H de los esperados más H de los esperados
90 Estimación a partir de desviaciones a H-W: ineficienteF = 1 – P´12/2p´q´ para detectar selección fuerte, s=0.2 n de más de ochocientos... débil más
91 4. Desviación de las expectativas MendelianasEstimando la Selección: 4. Desviación de las expectativas Mendelianas haciendo cruzas controladas, la forma más elegante A1A1 x A1 A2, se espera iguales números de N11 y de N12
92 Desviación de las expectativas Mendeliana: Biston betulariano es una cruza, pero las proporciones y la lógica análogas
93 V11= 39/ 58+1=0.661 viabilidad claras fondo obscuro V22= 24/32+1= viabilidad obs. fondo claro S11= 0.339 S22= 0.273
94 4.- Desviación de las expectativas Mendeliana:MHC Salmón: ventaja de los heterócigos 2 métodos (2.Selección en Viabilidad y 4 Exp. mendel) cruzas y vs. patógenos
95 /604= 0.495 /473= 0.518 /604= 0.505 /473= 0.482
96 Virus IHNV: ventaja heterócigos
97 s vs. los homócigos = 0.088 ventaja en el MHC a favor de los heterócigos
98 HLA pocos alelos en Nativos de Sudamérica HLA (= MHC en humanos) selección balanceadora HLA pocos alelos en Nativos de Sudamérica se puede analizar la segregación en la progenie
99 Claro ejemplo de ventaja del heterócigo:exceso de heterócigos en la progenie Selección balanceadora s ca. 0.5, selección MUY intensa
100 otras estimaciones de s muy altas! ventaja de heterócigo! s=1-v 1:13:1 s=1-v otras estimaciones de s muy altas! ventaja de heterócigo!
101 5. Riesgo Relativo RR estudios médicos epidemiológicosEstimando la Selección: 5. Riesgo Relativo RR estudios médicos epidemiológicos
102 Riesgo de los que tiene un genotipo, de enfermarsefrecuencia del genotipo en enfermos frecuencia del genotipo en el control RR<1 genotipo aumenta resistencia RR=1 no hace diferencia RR>1 genotipo aumenta susceptibilidad
103 RR<1 gen aumenta resist.RR=1 no hace diferencia RR>1 gen aumente sucep
104 m = tasa de mortandad de los enfermos, indep. del genotipoRiesgo Relativo, w resistentes, RR<1 m = tasa de mortandad de los enfermos, indep. del genotipo
105 Seguimos con w resistentes, RR<1 s=m(1-RR) = 0.5 (1-0) = 0.5para obtener la w hay que re-escalar, w= 1/(1-s) si RR=0, un genotipo totalmente resistente m =0.5, la tasa de mortalidad de los infectados s=m(1-RR) = 0.5 (1-0) = 0.5 w resistente = 1/(1-s)= 1/0.5=2
106 ahora el caso del susceptible, RR>1para los genotipos susceptibles si 1/RR=0, son completamente suceptibles mortalidad m= 0.5 s= 0.5(1-0) s=0.5 w= 1-s=0.5
107 ejemplo anemia falciforme,Riesgo relativo: ejemplo anemia falciforme, Burkina Faso de Modiano
108 RR<1 gen aumenta resist.RR=1 no hace diferencia RR>1 gen aumenta suceptibilidad
109 s= m(1-(1/RR)) susceptible, RR>1 w=1-s resisten. RR<1 w=1/1-s
110 s= m(1-(1/RR)) w=1-s (s) m=0.1 es sólo un poco de talacha w=1/1-ssusceptible,RR>1 w=1-s resistentes RR<1 w=1/1-s (s) (0.051) (0.029) (0.073) (0.092) m=0.1 es sólo un poco de talacha
111 CONCLUSIONES La estimación de la selección y sus parámetros w y s es complicada Se puede confundir con otros procesos Se necesitan diseños cuidadosos Las n necesitan ser muy grandes, especialmente si s es pequeña. Existen varios métodos disponibles, vimos cinco: 1chi-cuadradas, 2 f. genotípicas viabilidades, 3 desv. H.W., 4 cruzas (experimentos) controladas, 5 RR
112 La selección puede ser MUY intensaen varios casos la s se ha estimado de más de 0.1, y hasta 0.5 y más: cambio x selección en decenas de generaciones!! También puede ser débil, pero entre más débil es más difícil estimarla de manera directa, pero puede deja una huella molecular, como luego veremos.
113 Otros direccional, como Biston betularia, Varios casos de selección balanceadora, no sólo anemia falciforme!: kuru, HLA sudamérica, MHC salmón vs. virus. Otros direccional, como Biston betularia, o complicados como Zoarces viviparus o en Hordeum vulgare, que parece que cambia en el tiempo, coadaptaciones, “underdominace” Próxima clase: complicaciones a la SN (sel. sexual, factores ecológicos, apareamientos clasificados, etc.!)
114 Artículos de selección: Martes 18 septiembre1) Allison AC Anemia, British Med. J. (1954) Ana Teresa 2) Allison AC Anemia 2, Ann. H. Genetics (1954) Nancy Jueves 20: 3) Edward y Chapman 2011, TREE, Selección sexual. Victor Argaez 4) Lenski y Travisano Pnas Alejandra G. 5) Rainey y Trevisano Natures G. Yaxal minutos… todos leer y resumen EXAMEN PRIMERA PARTE: MARTES 25 DE SEPTIEMBRE
115 (pensar en el trabajo semestral)fin!