Docsity
Docsity

Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes

Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity


Consigue puntos base para descargar
Consigue puntos base para descargar

Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium


Orientación Universidad
Orientación Universidad


Evolución Molecular: Teorías y Procesos - Prof. Vidal, Apuntes de Biología

Una introducción a la evolución molecular, incluyendo las áreas de estudio, la base molecular de las adaptaciones y las teorías neo-darwiniana y neutralista. Se abordan conceptos como la selección natural, la mutación, la polimorfismo y la deriva genética.

Tipo: Apuntes

2012/2013

Subido el 07/06/2013

xavi_iavan
xavi_iavan 🇪🇸

4.3

(226)

22 documentos

1 / 4

Toggle sidebar

Esta página no es visible en la vista previa

¡No te pierdas las partes importantes!

bg1
EVOLUCIÓ MOLECULAR
Introducció
L'evolució molecular inclou diverses àrees d'estudi, en general.
Evolució de les macromolècules. Per exemple, anticossos.
La reconstrucció de la història evolutiva de gens i d'organismes. Com el registre fòssil o el
DNA (són més propers com més gens comparteixen) i els gens com a entitat independent (el
gen de la beta-lactoglobulina, per exemple).
Evolució prehistòrica, o l'origen de la vida (RNA).
Base molecular de les adaptacions
En l'evolució es produeixen adaptacions. Condicions de ficar en l'estudi canvis en el DNA
per a explicar les adaptacions.
Teoria naturalista de l'evolució molecular
Neo-Darwinisme: Seleccionisme
Una de les teories per explicar l'origen d'espècies.
Junta conceptes mendelians amb darwinistes.
Mutació com a font de variabilitat i, a partir d'aquesta, la selecció és la que el paper en
determinar l'estructura genètica de les poblacions: substitució gènica.
Apareix una mutació. Pot ser dolenta i desaparèixer o bona, on la freqüència de l'al·lel inicial
va caient al llarg de les generacions fins desaparèixer. La responsable d'aquest fet és la
selecció. D'aquí ve el nom de seleccionisme.
La generació de polimorfisme i la substitució gènica són processos separats i guiats per
forces diferents.
El seleccionisme és predominant en la teoria de l'evolució, però després apareixen tècniques
moleculars. La variabilitat hauria de ser mínima, o es fixa o desapareix.
Neutralisme
Amb l'electroforesi de proteïnes (1960) es va veure la gran quantitat de variabilitat gènica
que hi ha, que és enorme.
Al 1968, Kimura va imposar una
alternativa, la teoria neutralista de
l'evolució molecular.
ˣLa gran majoria de canvis
moleculars que es poden
produir estan predits en realitat
per efectes de fixació a l'atzar
per mutacions neutres o gairebé
neutres.
ˣEn la gran majoria de casos la
mutació és neutra i que
substitueixi l'al·lel inicial depèn purament de l'atzar. Les mutacions neutres no afecten la
fitness, que descriu la capacitat d'un individu que té un fenotip determinat per reproduir-
se. Una manera de calcular-la és la proporció del seu genotip en la generació següent. Si
s'ha reproduit molt, té una fitness elevada.
ˣLa gran majoria de mutacions que apareixen són neutres i estaran en molt baixa
freqüència i, per efectes de l'atzar, por ser que l'individu es reprodueixi més i acabi
substituint a la resta.
ˣUna mutació amb molts efectes negatius pot matar-lo o fer-lo desaparèixer, però n'hi ha
altres que poden donar-li capacitat reproductiva, com adaptant-lo millor al medi.
ˣSi només actua l'atzar, la força principal és la deriva. Pot créixer molt una i després
desaparèixer.
ˣSi la selecció no és intensa, els efectes de la deriva són més importants. En una població
molt petita afecta molt més la deriva.
Tercer de Biologia Xavier Visent Segarra Curs 2012-2013
pf3
pf4

Vista previa parcial del texto

¡Descarga Evolución Molecular: Teorías y Procesos - Prof. Vidal y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity!

EVOLUCIÓ MOLECULAR

Introducció ● L'evolució molecular inclou diverses àrees d'estudi, en general. − Evolució de les macromolècules. Per exemple, anticossos. − La reconstrucció de la història evolutiva de gens i d'organismes. Com el registre fòssil o el DNA (són més propers com més gens comparteixen) i els gens com a entitat independent (el gen de la beta-lactoglobulina, per exemple). − Evolució prehistòrica, o l'origen de la vida (RNA). ● Base molecular de les adaptacions − En l'evolució es produeixen adaptacions. Condicions de ficar en l'estudi canvis en el DNA per a explicar les adaptacions. ― Teoria naturalista de l'evolució molecularNeo-Darwinisme: Seleccionisme − Una de les teories per explicar l'origen d'espècies. − Junta conceptes mendelians amb darwinistes. − Mutació com a font de variabilitat i, a partir d'aquesta, la selecció és la que té el paper en determinar l'estructura genètica de les poblacions: substitució gènica****. − Apareix una mutació. Pot ser dolenta i desaparèixer o bona, on la freqüència de l'al·lel inicial va caient al llarg de les generacions fins desaparèixer. La responsable d'aquest fet és la selecció. D'aquí ve el nom de seleccionisme****. − La generació de polimorfisme i la substitució gènica són processos separats i guiats per forces diferents. − El seleccionisme és predominant en la teoria de l'evolució, però després apareixen tècniques moleculars. La variabilitat hauria de ser mínima, o es fixa o desapareix. ● Neutralisme − Amb l'electroforesi de proteïnes (1960) es va veure la gran quantitat de variabilitat gènica que hi ha, que és enorme. − Al 1968, Kimura va imposar una alternativa, la teoria neutralista de l'evolució molecular. ˣ La gran majoria de canvis moleculars que es poden produir estan predits en realitat per efectes de fixació a l'atzar per mutacions neutres o gairebé neutres. ˣ En la gran majoria de casos la mutació és neutra i que substitueixi l'al·lel inicial depèn purament de l'atzar. Les mutacions neutres no afecten la fitness , que descriu la capacitat d'un individu que té un fenotip determinat per reproduir- se. Una manera de calcular-la és la proporció del seu genotip en la generació següent. Si s'ha reproduit molt, té una fitness elevada. ˣ La gran majoria de mutacions que apareixen són neutres i estaran en molt baixa freqüència i, per efectes de l'atzar, por ser que l'individu es reprodueixi més i acabi substituint a la resta. ˣ Una mutació amb molts efectes negatius pot matar-lo o fer-lo desaparèixer, però n'hi ha altres que poden donar-li capacitat reproductiva, com adaptant-lo millor al medi. ˣ Si només actua l'atzar, la força principal és la deriva. Pot créixer molt una i després desaparèixer. ˣ Si la selecció no és intensa, els efectes de la deriva són més importants. En una població molt petita afecta molt més la deriva.

− En la teoria neutralista, la substitució gènica i el polimorfisme formen part del mateix procés. − La selecció gènica és un procés llarg i gradual que genera molt polimorfisme en la població, sense anar encarat cap a cap direcció. ● Neutralisme i seleccionisme − La diferència principal és el paper de les mutacions neutres. − Moltes mutacions poden ser molt dolentes. En un organisme molt organitzat una petita mutació pot tenir efectes desastrosos (i desapareixen de la població). − En el seleccionisme les que no desapareixen tenen un efecte positiu i el neutralisme diu que són neutres. Tenen raó els neutralistes; en les poblacions trobem molt polimorfisme. − La deriva genètica és un procés fonamental en l'evolució i ha arrossegat la genètica de població cap al punt evolutiu. − Si hi ha pocs individus la deriva és molt important, ja que de seguida es fixen o desapareixen al·lels. Si hi ha molts individus es mantenen els al·lels. − El seleccionisme molt fort amb qualsevol mutació bona seria molt útil i s'escamparia, a pesar de que el temps que passa és curt i haurien de tenir genotips diferents. Pot estar afectat per la deriva, però a nivell de població els canvis del DNA són pel temps. El DNA canvia de manera constant per efecte de l'atzar. Si és molt diferent vol dir que dos tàxons han estat separats molt temps. ― Inferències evolutives ● Manera de tractar les dades. ● Es fa en DNA, on cada nucleòtid és un caràcter que es pot mirar i es pot analitzar de la mateixa manera (A, T, C o G). Es poden fer inferències de manera senzilla, eficient i fiable. Com els caràcters no són diferents no són cap biaix per ressaltar uns caràcters més evidents que altres, per exemple, hi ha gallines que tenen una mutació que fa que un germà tingui uns dits i l'altre un altre nombre de dits. No hi ha biaix respecte seleccionar uns fragments de DNA en concret a pesar de que sí s'agafen gens.

● Hi haurà una doble cadena i els canvis generen un nou al·lel i, per efectes de l'atzar, anirà

creixent en freqüència. Utilitzem un model matemàtic per analitzar aquestes mutacions. Si la història de la cadena per la freqüència de les mutacions assignem possibilitats de mutació. ● Model de Jukes-Cantor, on la α és la probabilitat de canvi, la taxa de substitució. És un model d'un sol caràcter.

− En aquest model la probabilitat de que C canvii a A és α. La probabilitat de que C canvii és

3 α. − És el model menys cert Transicions (purina-purina i pirimidina-pirimidina) són més probables que es donin que les transversions (purina-pirimidina). ● Les taxes de mutació diferents les trobem al model de Kimura de dos caràcters.

irresoluble era que les balenes o no tenen cintura pèlvica o la tenen molt rudimentària (ni fusions d'ossos ni res, com a molt restes vestigials difícils de comparar). − Amb les evidències moleculars es va concloure que formaven part dels artiodàctils, que inclou tres subclades: suïformes (porcs), tilòpodes (camells i llames) i remugants, i es considera que hi ha també els hipopòtams (taxonòmicament). − Delfínids i marsopes no sabem on posar-los. Tant la història molecular com el registre fòssil confirma que són artiodàctils. En la filogènia molecular queda clar que són artiodàctils, però no es sap ben bé la seva relació. ● Biston betularia − Si no hi ha contaminació són blanques i si n'hi ha són negres. − La causa exacta del fenotip aquest no es coneix. Caldria fer un estudi molt gros per a identificar aquesta mutació.

− Hi ha mutacions molt difícils de trobar, però es sap que és un sol locus. Hi ha diferents

poblacions de B. betularia amb ambdós fenotips i pot ser que cada població hagi arribat als fenotips amb rutes diferents. ● Podarcis lilfordi − Es troba en les Illes Balears. Hi ha una forma salvatge (més antiga) amb color verdós on hi ha predació. On no hi ha predació són negres. − En funció de l'edat de la població com més antics són, més negres són. Ser negre és una adaptació. En un illot sense depredació “canten”/destaquen molt, però és una adaptació a la temperatura, s'escalfen més ràpid. Mengen pol·len i nèctar de flors, és important termoregular perquè el menjar és poc energètic i necessiten escalfar-se més. Entretemps, quan fa més fred i les flors tenen nèctar, amb pocs minuts de sol ja poden començar a menjar. Poden menjar més sovint. − Com no tenen depredadors, molts negres tarden molt més en soltar la cua. − La base genètica s'ha estudiat i no s'ha trobat. ● Astynax mexicanus − Uns viuen en coves de rius de Mèxic i sóc cecs. És un mecanisme troglodita: desapareixen els ulls, pigmentació i canvia metabolisme i comportament (patró de son alterat). − Les dues formes són fèrtils entre elles i podem fer creuaments per estudiar el caràcter. L'albinisme s'ha aconseguit trobar; el gen OK2 provoca alguns canvis que causen l'albinisme. En l'evolució s'utilitzen de vegades el mateix recurs. En ambients en els quals no es troben pigments es deleeixen fragments del gen. − Molts gens causen altres efectes que no serien desitjables, l'OK2 sols altera la pigmentació. Alguns poden formar tumors o alterar la viabilitat evolutiva. ● En rèptils que viuen en matolls (presència de pigmentació), tal com s'apropen a la mar n'hi ha menys i la sorra és molt blanca i els rèptils són més blancs (camuflatge).

− En un ambient on el substrat és blanc les formes clares tenen més fitness. És el mateix gen

en tots els casos de rèptils vistos ( Sceloporus undulatus, Aspidoscelis inornata i Holbrookia maculata ). − Quan es desplaçaven a sorra blanca tenien major pressió adaptativa. El gen MCUR és molt avantatjós. La desaparició de la pigmentació és difícil. ● Un altre exemple són els ratolins de terra volcànica són foscos i els de terra normal més clars. També està involucrat el gen MCUR. Són gens recurrents que apareixen mutats.