Aspectos Ecológicos e Evolutivos Relacionados à Genética de Populações

Populações: Definição

É um grupo de indivíduos, numa área geográfica suficientemente restrita, onde os indivíduos têm possibilidade de cruzar com qualquer outro membro do grupo. É também chamada de população local, população Mendeliana, deme ou subpopulação.

Desvios do sistema de acazalamento

Auto-fecundação Padrões de acasalamento Distribuição espacial de indivíduos

Estrutura genética das populações

A estrutura populacional pode ser avaliada através de:

Ferramentas estatísticas Estatística F (FIS ;FST e FIT) AMOVA (Análise de Variância Molecular)

Padrões geográficos de isolamento Dados de sequência nucleotídica

As estatísticas “F”: É o conjunto de ferramentas estatísticas

para avaliar a estrutura genética em um conjunto de populações

São coeficientes de endocruzamento para diferentes subdivisões de populações. Estimam a deficiência de heterozigotos de maneira hierárquica, separando os componentes Dentro e Entre nas populações.

FIS = (HS - HI) / HS: estima a deficiência de heterozigotos DENTRO das populações devido a endocruzmento

FST = (HT - HS) / HT : estima a deficiência de heterozigotos ENTRE as populações (uma medida do Efeito Wahlund)

FIT = (HT - HI) / HT : estima a deficiência GLOBAL de heterozigotos

Partição de heterozigosidade

É a variação da heterozigosidade populacional devido ao endocruzamento ou incremento em homozigosidade devido a outros fatores

HI - heterozigosidade em uma subpopulação

HS – heterozigosidade esperada se existisse acasalamento ao acaso na subpopulação

HT – zigosidade esperada se existisse acasalamento ao acaso na população total

Como se identificam alelos e os indivíduos homizotos e os herezigotos

Eletroforese de hemoglobinas em acetato de celulose, pH 8.6, mostrando da esquerda para a direita os genótipos Hb AS (heterozigoto de Hb S); Hb AA (padrão normal); Hb SS (homozigose de Hb S) e Hb SC (dupla heterozigose de Hb S e Hb C).

Fonte: http://www.hemoglobinopatias.com.br/d-falciforme/intro.htm

O efeito de Wahlund

Subgrupo 1 Subgrupo 2 Conglomerado

P 0,1 0,9 0,5

q 0,9 0,1 0,5

Esperado

Obser.

P2 0,01 0,81 0,25 0,41

2pq 0,18 0,18 0,5 0,18

q2 0,81 0,01 0,25 0,41

Nota: Neste exemplo, os subgrupos são de tamanhos iguais

Divergência genética entre subpopulações: FST (= GST)

Pouca diferenciação FST = 0 a 0,05

Moderada diferenciação FST = 0,05 a 0,15

Muita diferenciação FST = 0,15 a 0,25

Grande diferenciação FST > 0,25

Mas podem ter diferentes subestruturas populacionais como regiões, efeito do fundador, sistema reprodutivo, distribuição espacial dos indivíduos e etc ...

Deriva genética: Populações pequenas leva a flutuação aleatória das frequências gênicas

Aleatoriedade surge de três fontes:

1-mortes aleatórias 2-aleatoriedade no tamanho da prole 3-aleatoriedade da segregação de alelos

durante formação de gametas

As pequenas mudanças nas frequências gênicas são cumulativas

A direção da mudança é aleatória

Deriva genética: Consequências

Erro amostral Mudança aleatória

das frequências gênicas

Efeito maior em populações pequenas

Perda e fixação de alelos diferentes em cada população

Diferenciação genética

Perda de Heterozigosidade nas sub-populações devido a deriva genética

Coeficiente de endocruzamento

Em populações bisexuais cada indivíduo têm 2 pais, 4 avós, 8 bisavós, 16 tataravós, e assim sucessivamente, ou mais geralmente 2t ancestrais na geração t.

Ou seja, não muitas gerações atrás, o número de indivíduos requeridos para fornecer ancestrais separados para todos os indivíduos torna-se mais do que o tamanho N que qualquer população real possa conter.

Quanto menor o tamanho da população nas gerações anteriores, menos remotos serão os ancestrais comuns, ou maior o seu número. Desta forma, pares acasalando ao acaso em uma população pequena são mais aparentados que pares acasalando ao acaso em populações grandes.

Mutação

O equilíbrio mutacional Estabilidade do equilíbrio

mutacional Efeito da mutação na frequência

alélica

Flutuação aleatória das frequências gênicas