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Facultad de Recursos
Naturales Renovables
Ingeniería Ambiental
Práctica nº1:
LEY DE HARDY-WEINBERG
CURSO : Ecología aplicada
ALUMNO : Aguilar Flores Howar Billy
DOCENTE : Blgo. Ñique Álvarez, Manuel
SEMESTRE : 2015-V
TINGO MARÍA-PERÚ
Universidad Nacional Agraria
De La Selva
I. INTRODUCCION
La genética de poblaciones es la rama de la genética que estudia la
distribución de los genes en las poblaciones y la manera en que la frecuencia
de genes y genotipos se mantienen o cambian.
Entetenmos por población a aquel grupo de individuos capaces de
reproducirse entre si y que comparten un mismo conjunto de genes, lo que se
conoce como gene pool.
En un sentido amplio, poblcion coincide con especie. En un sentido
limitado, definimos especie como el conjunto de individuos de una misma
especie geográficamente localizados, que se cruzan entre si presentemente y
ocasionalmente con individuos de poblaciones vecinas.
La población es la base de la evolución. Hasta finales del siglo XIX y
principios filosóficos y no mediante razonamientos de origen científico. Desde
este punto de vista las especies que han desaparecido y otras que han mutado
( es decir, que cambian), por lo que esta teoría actualmente es insostenible.
La evolución se produce por la aparición de variaciones hereditarias
debido a la recombinación sexual y la mutación, y su difusión en la población
por medo de la selección natural.
OBJETIVO
Calcular la frecuencia alélica de cada una de las poblaciones.
Determinar si la población está en equilibrio.
II. MARCO TEORICO
2. EQUILIBRIO DE HARDY-WEINBERG
En genética de poblaciones, el principio de Hardy-Weinberg (PHW)
(también equilibrio de Hardy-Weinberg o ley de Hardy-Weinberg) establece que
la composición genética de una población permanece en equilibrio mientras no
actúe la selección natural ni ningún otro factor y no se produzca ninguna
mutación. Es decir, la herencia mendeliana, por sí misma, no engendra cambio
evolutivo. Recibe su nombre del matemático inglés G. H. Hardy y del físico
aleman Wilhelm Weinberg que establecieron el teorema independientemente
en 1908. En el lenguaje de la genética de poblaciones, la ley de Hardy-
Weinberg afirma que, bajo ciertas condiciones, tras una generación de
apareamiento al azar, las frecuencias de los genotipos de un locus individual se
fijarán en un valor de equilibro particular. También especifica que esas
frecuencias de equilibrio se pueden representar como una función sencilla de
las frecuencias alélicas en ese locus. En el caso más sencillo, con un locus con
dos alelos A y a, con frecuencias alélicas de p y q respectivamente, el PHW
predice que la frecuencia genotípica para el homocigoto dominante AA es p 2 ,
la del heterocigoto Aa es 2pq y la del homocigoto recesivo aa, es q 2 . El
principio de Hardy-Weinberg es una expresión de la noción de una población
que está en "equilibrio genético", y es un principio básico de la genética de
poblaciones.
El equilibrio de Hardy-Weinberg, fue estudiado a principios del siglo 20
por diferentes autores, pero fueron Hardy, un matemático y Weinberg, un físico
quienes lo establecieron.
El principio de Hardy-Weinberg para dos alelos: el eje horizontal muestra las dos frecuencias
alélicas p y q, el eje vertical muestra la frecuencia de los genotipos y los tres posibles genotipos
se representan por los distintos glifos.
2.1 Condiciones necesarias para mantener el equilibrio de H-W
2.1.1. Deriva genética
– Asume que no hay cambios en la frecuencia alélica debido a fluctuación al
azar.
– Asume que las poblaciones son grandes.
2.1.2. Selección
– Asume que no hay selección.
– Pero en la “vida real” algunos genotipos tienen mayor “preferencia” para
reproducirse que otros.
2.1.3. Mutaciones
– Asume que no hay mutaciones
– No es muy significativo ya que normalmente estas ocurren en el orden de
1x10-5 o 1x10-6 . 2.1.4. Migración
– Asume que no hay migración.
– Si ocurre migración se pueden introducir nuevos genes a la población, puede
ocurrir variabilidad.
2.1.5. Todos los individuos se cruzan.
2.2 Descripción genética de una población: parámetros
2.2.1. Frecuencia alélica: es la frecuencia relativa de un alelo en una
población mendeliana determinada.
2.2.2. Frecuencia genotípica: es la frecuencia de cada uno de los
genotipos posibles que aparecen en esa población mendeliana
determinada.
2.2.3. Frecuencia fenotípica: es la proporción o frecuencia de los
distintos fenotipos en esa población.
Equilibrio de Hardy-Weinberg
• Para sacar la frecuencia del alelo A en la nueva generación
p(A)= [p2+½(2pq)] / (p2 + 2pq + q2)= p2 + pq = = p (p+q) = p
• Para sacar la frecuencia del alelo a
q(a)= [q2+½(2pq)] / (p2 + 2pq + q2) = q2 +pq = q(p+q) = q
2.3 Consecuencias de la ley de Hardy-Weinberg
Los supuestos de la ley de H-W se aplican a un locus individual
Una población no puede evolucionar si cumple los supuestos de H-W,
dado que la evolución supone cambio en la frecuencia alélicas.
Cuando una población está en equilibrio las frecuencias genotípicas
están determinadas por las frecuencias alélicas.
Una sola generación de apareamiento produce las frecuencias
genotípicas de equilibrio.
2. 4. Citogenética
La citogenética es la disciplina que estudia los cromosomas presentes
en las metafases de las células de interés (características numéricas y
estructurales). Las distintas técnicas de citogenética se pueden clasificar en
dos grandes grupos: las técnicas de citogenética convencional o de Bandas G
y las técnicas de citogenética molecular.
Los estudios citogenéticos han permitido realizar valiosos aportes al
conocimiento de los mecanismos de aislamiento reproductivo y modos de
especiación en plantas. La especiación híbrida es muy común en el reino
vegetal, en especial la especiación por poliploidía.
En estos casos la citogenética, a través del análisis genómico, ha contribuido a
la resolución del origen y evolución de distintos grupos taxonómicos.
Mutaciones cromosómicas que alteran la morfología de los cromosomas
jugarían un papel importante en la determinación de los mecanismos de
aislamiento reproductivo y distintos modos de especiación. Aun sin alterar la
morfología de los cromosomas, existen ejemplos en los que mutaciones
génicas que afectan el apareamiento han sido determinantes en la evolución de
distintos grupos.
La citogenética brinda valiosos aportes para la resolución de problemas
taxonómicos, evolutivos y aplicados. Esta disciplina tiene grandes ventajas
pero también limitaciones y sus aportes deben ser complementados con
estudios provenientes de otros campos. Sin embargo es importante señalar
que trabajar en biología o genética de eucariontes, usando técnicas clásicas o
moleculares, pero desconociendo las características y el comportamiento de
sus cromosomas p
2.5. Análisis del cariotipo
Los taxónomos y evolucionistas están familiarizados con el hecho de
que los cromosomas son parte de un sistema dinámico que está moldeando el
proceso de evolución. Esta variación se expresa en características fácilmente
analizables como el número, forma y tamaño de los cromosomas y no está
relacionada con complejidad genética u organísmica. Es importante analizar
también, la cantidad y localización de heterocromatina (ADN repetitivo no
codificante) mediante distintas técnicas de bandeo, y caracterizar
citoquímicamente distintos tipos de heterocromatina utilizando fluorocromos, y
en algunos casos, identificar ADN satélite y relacionarlo con bandas
heterocromáticas. Además, deben localizarse las regiones organizadoras del
nucléolo (NOR). Por otro lado, aunque menos frecuente, también puede existir
variabilidad cariotípica intraespecífica manifestada como polimorfismos
cromosómicos, varios parámetros del cariotipo pueden ser alterados por
rearreglos estructurales, en algunos casos puede variar el número
cromosómico y la simetría del cariotipo, un ejemplo de este caso lo constituyen
las fusiones céntricas entre cromosomas con centrómero subterminal
produciendo cromosomas metacéntricos de mayor tamaño, con o sin
eliminación de regiones centroméricas, el fragmento con centrómero puede
persistir como un cromosoma supernumerario. En otros casos no se encuentra
variación en el número cromosómico ya que en muchos géneros el número y, a
veces, la morfología cromosómica son constantes entre las distintas especies
que lo componen.
III. MATERIALES Y METODOLOGIA
3.1. Materiales
Calculadora
laptop
Hoja de cálculos(Excel)
3.2. Metodología
EJERCICIOS PRACTICOS
Se usa la fórmula de equilibrio de Hardy-Weinberg para cada una de los
problemas dispuestos con el fin de saber si existe equilibrio.
IV. RESULTADOS
1. En una poblacion en equilibrio genético, la frecuencia del genotipo
homocigoto recesivo (tt) es 0.16.¿cuales son las frecuencias alélicas de T y
t, y cuales son las frecuencias esperadas de los genotipos TT y Tt?
SOLUCIÓN:
Según los datos:
> frecuencia de los genotipos: y los fenotipos [ ]:
AA = p2 [A] = p2 +2pq
Aa = 2pq aa = q2 [a] = q2
q + p =1
aa = q2 = 0.16
q = 0.4
0.4 + p =1
P = 0.6
Entonces las frecuencias alélicas son:
q = t = 0.4 p = T = 0.6
Entonces
TT = p2 = 0.36 <-- HOMOCIGOTO DOMINANTE
Tt = 2pq = 0.48 <-- HETEROZIGOTO
tt = q2= 0.16 <-- HOMOCIGOTO RECESIVO.
2. En una población en equilibrio genético, la frecuencia del Fenotipo
dominate es 0.96.¿cuáles son las frecuencias de los alelos dominante (A) y
recesivo (a), y cuáles son las frecuencias esperadas de los genotipos AA,
Aa y aa?
SOLUCIÓN:
Según los datos:
> frecuencia de los genotipos: y los fenotipos [ ]:
AA = p2 [A] = p2 +2pq
Aa = 2pq aa = q2 [a] = q2
Según los datos: [A] = 0.96, como es la frecuencia de fenotipo
: [A ¿=p2+2 pq . Entonces : 0.96=p2+2 pq. Despejando se tendría: p2+2pq-0.96=0
Igualandoacero se puedeobtener el valor de p: p2 - 0.96 = 0 →p=0.98.
Por lo tanto, según la teoría p + q = 1. Entonces q= 0.02
Dado que que la población esta en equilibrio entonces se cumple la siguiente
fórmula:
(p + q)2 = p2+2pq+q2 =1. Dónde:
p2 = 0.96<-- HOMOCIGOTO DOMINANTE
2pq = 0.0004 Aa<-- HETEROZIGOTO
q2 = 0.000784 aa <-- HOMOCIGOTO RECESIVO.
Y las frecuencias alélicas son:
q = a = 0.02 p = A = 0.98
3. Se determina que las frecuencias genotípicas de una población serán 0.6
BB, 0.0 Bb y 0.4 bb. ¿es probable que esta población satisfaga todas las
condiciones requeridas para el equilibrio genético?
SOLUCIÓN:
Frecuencia genotípica
BB =0.6
Bb=0.0
Bb =0.4
Frecuencia fenotípica
BB + Bb =0.6
Bb = 0.4
> frecuencia de los genotipos: y los fenotipos [ ]:
AA = p2 [A] = p2 +2pq
Aa = 2pq aa = q2 [a] = q2
Hallando p y q
P= o.6 + 0.0/2=0.6
q = 0.4 + 0.0/2 = 0.4
P2(BB) + 2pq(Bb) + q2(bb) = 1
0.42(BB) + 2*0.4*0.6 (Bb) + 0.62(bb) = 1
1=1
V. DISCUSION
Según (Agustín B.1995) Los cromosomas de una célula animal,
que son 2n, están organizados en n parejas de cromosomas, llamándose a los
cromosomas de cada pareja cromosomas homólogos. Cada miembro de la
pareja es aportado por un espermatozoide y un óvulo respectivamente. En
lugares concretos de los cromosomas homólogos se encuentran los genes. Un
gen está constituido por dos fragmentos de cromosoma (llamados alelos), cada
uno en uno de los cromosomas homólogos. A este sistema también se le
denomina locus.
.
Según (Josefa C. 1987) En esencia, el principio de Hardy-Weinberg
enuncia que, en ausencia de fuerzas, la descripción del sistema no cambia en
el tiempo una vez alcanzado el equilibrio, y que la consecución de éste puede
llevar una o más generaciones, dependiendo de las restricciones físicas
impuestas por la organización del genoma..
Según ( Mateo Henao 2013) De acuerdo con la ley de Hardy-
Weinberg, este equilibrio se conserva en una población siempre que se
cumplan cuatro condiciones. En primer lugar, los individuos deben seleccionar
parejas al azar con independencia de los caracteres visibles, o fenotipos.
Segundo, ningún genotipo puede verse favorecido de manera que su
frecuencia aumente en la población a lo largo del tiempo. La tercera condición
establece que no pueden introducirse alelos nuevos en la población, bien
procedentes de individuos externos a la población o como consecuencia de
alelos que han cambiado, o mutado, de una forma a otra. La última condición
establece que el número de individuos y genotipos en la población debe
permanecer elevado. Una población que cumple estos requisitos mantiene
constantes las frecuencias génicas y genotípicas de generación en generación
la composición genética de la población nunca varía. Los genes poco comunes
nunca desaparecen y los genes más habituales siguen siendo numerosos.
VI. CONCLUSIONES
En el primer Ejercicio se halló las frecuencias alélicas T y t las cuales son
0.6 y 0.4, respectivamente. También se obtuvo las frecuencias esperadas
TT y tt las cuales son 0.36 y 0.16, respectivamente además cumple que
esta en equilibrio.
En el segundo Ejercicio se obtuvo las frecuencias alélicas A y a las cuales
son 0.98 y 0.02, respectivamente. Por consiguiente se obtuvo las
frecuencias esperadas AA = 0.96, Aa = 0.000784 y aa = 0.0004 ademas
se sabe que población esta en equilibrio genético.
En el Ejercicio 3 al aplicar la fórmula para saber si la población está en
equilibrio se obtuvo un valor (1) que es igual 1, por lo tanto esta población
satisface todas las condiciones requeridas para el equilibrio genético.
VII. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA
RABINOVICH, E. 1978. Ecología de poblaciones animales. Caracas-
Venezuela. washinton, D.C. pág. 114.
ANTONIO, F. ANDRES M, 2000, INTRODUCCION A LA GENETICA DE POBLACIONES, editorial sintesis , pág 320
FONTDEVILA, A. y MOYA, A. 1999. Introducción a la genética de poblaciones,
Madrid Editorial Síntesis.
BEGON, M., HARPER, L., TOWNSEND, C.1995.Ecologia: individuos,
poblaciones y comunidades. Barcelona. Edición omega S.A.873p.
D.Hartl y A. Clark, 1989 , "PrincipIes of population Genetics", sinnauer
Equilibrio de Hardy-Weinberg. Conceptos: Equilibrio H-W. [en línea]: Genética
de poblaciones, (http://bioinformatica.uab.cat/base/base3.asp?
sitio=geneticapoblaciones&anar=concep&item=Hardy-Weinberg).
Modelo de Hardy-Weinberg. [en línea]: Atlas of Genetics and Cytogenetics in
Oncology and Haematology,
(http://atlasgeneticsoncology.org/Educ/HardySp.html)