Grado en Biología Universidad de Alcalá Curso Académico 2015/2016 Curso 3º Cuatrimestre 1º

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1 ASIGNATURA GENÉTICA EVOLUTIVA Grado en Biología Universidad de Alcalá Curso Académico 2015/2016 Curso 3º Cuatrimestre 1º

2 GUÍA DOCENTE Nombre de la asignatura: GENÉTICA EVOLUTIVA Código: Titulación en la que se imparte: Departamento y Área de Conocimiento: Carácter: OPTATIVO Créditos ECTS: 6 Curso y cuatrimestre: GRADO EN BIOLOGÍA BIOMEDICINA Y BIOTECNOLOGÍA GENÉTICA TERCERO. PRIMER CUATRIMESTRE Profesorado: Nicolás Jouve de la Barreda Araceli Fominaya Yagüe Horario de Tutoría: Idioma en el que se imparte: Español 1. PRESENTACIÓN Sus contenidos están enfocados principalmente al estudio de los mecanismos genéticos de la evolución. El programa incluye el conocimiento de la constitución genética de las poblaciones, los mecanismos que alteran su equilibrio, el análisis de la diversidad genética existente en las poblaciones y su origen. Además, se explican las modalidades de selección y los factores determinantes de la diversidad entre poblaciones y los mecanismos de aislamiento reproductor determinantes de la especiación. Se estudian los patrones microevolutivos y macroevolutivos que explican la evolución gradual y la evolución transespecífica. Prerrequisitos y Recomendaciones (si es pertinente) Los estudiantes deberían tener conocimientos básicos de Genética. 2

3 2. COMPETENCIAS Competencias genéricas: 1. Entender y valorar la importancia del trabajo experimental en el avance del conocimiento científico. 2. Fomentar el espíritu crítico y las capacidades de análisis y síntesis. 3. Desarrollar destrezas en la búsqueda de información científica y la valoración crítica de las mismas. 4. Desarrollar la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas de índole científico y social. 5. Desarrollar la capacidad de comunicación tanto oral como escrita. Competencias específicas: 1. Conocer los mecanismos y modelos evolutivos 2. Conocer las bases genéticas de la biodiversidad y el fundamento de la metodología utilizada. 3. Calcular correctamente las frecuencias alélicas y genotípicas de un gen con dos o tres alelos en una población natural. 4. Demostrar razonadamente si la población analizada está o no en equilibrio a partir de sus frecuencias fenotípicas. 5. Distinguir en qué condiciones puede establecerse el equilibrio para las frecuencias alélicas y/o genotípicas, cuando actúan los diferentes agentes de cambio evolutivo (mutación, migración, selección y deriva). 6. Aplicar correctamente el concepto de carácter aleatorio de la mutación. 7. Conocer el fundamento de la selección natural y las aplicaciones de la selección artificial. 8. Conocer y describir las metodologías de detección de la variabilidad genética. 9. Conocer los mecanismos de aislamiento reproductor determinantes de la especiación. 10. Distinguir correctamente entre microevolución y macroevolución. 3

4 3. CONTENIDOS Bloques de contenido (se pueden especificar los temas si se considera necesario) PROCESOS GENÉTICOS DEL CAMBIO EVOLUTIVO 1.- Introducción. Historia de los estudios de la Evolución. La Genética Evolutiva en el contexto de la Biología y de la Genética. 2.- Constitución genética de las poblaciones. Concepto genético de la población. Frecuencias alélicas y genotípicas. Ley del equilibrio en poblaciones panmícticas. Aplicaciones al caso de alelismo simple. Aplicaciones a diversos sistemas genéticos. Series alélicas. Genes ligados al sexo. Genes ligados. 3.- Cambios de las frecuencias alélicas en las poblaciones infinitas. Procesos de cambio: sistemáticos y dispersivos. Mutación y tasas de mutación. Aleatoriedad de las mutaciones: pruebas experimentales. Cambio en las frecuencias alélicas con presión de mutación. 4.- Migración y flujo génico. Modelo insular de flujo génico. Tasa de migración. Efecto de la migración. 5.- Concepto de selección. Eficacia biológica y coeficiente de selección. Selección con dominancia. Selección sin dominancia. Selección con superdominancia. Equilibrio mutación-selección. 6.- Poblaciones finitas. Cambio de las frecuencias alélicas. Muestreo: varianza de frecuencias alélicas y genotípicas. Deriva genética al azar. Tamaño efectivo de la población. Fijación génica y pérdida de alelos. Efecto fundador y cuello de botella. La endogamia y sus efectos genéticos. Consanguinidad. 7.- La naturaleza de la variación cuantitativa. Mutación. Dominancia y heterosis. Selección para caracteres cuantitativos. Heredabilidad. ANÁLISIS DE LA VARIACIÓN GENÉTICA 8.- Poblaciones y evolución. Poblaciones panmícticas y naturales. Modelo clásico y modelo equilibrado de la estructura genética de las poblaciones. Teorema fundamental de la selección natural. Demostración experimental. Total de clases, créditos u horas 19 h. presenciales 13 h. grupo completo 6 h. grupo reducido 10 h. presenciales 9 h. grupo completo 1 h. grupo reducido 4

5 9.- Estimación de la variabilidad en poblaciones naturales. Tipos de caracteres. Polimorfismos visibles: cualitativos y cuantitativos Variación cromosómica. Variación en caracteres que afectan a la eficacia biológica: utilidad de sistemas de letales equilibrados Caracteres bioquímicos: análisis de polimorfismos de proteínas. Estimación de la heterocigosis y polimorfismo. Comparación de resultados en diversos grupos taxonómicos de plantas y animales Polimorfismos moleculares. Concepto de marcador. Los marcadores basados en la técnica de Southern: RFLPs y minisatélites. Polimorfismos basados en la reacción en cadena de la polimerasa: microsatélites. Secuencias de ADN. Ventajas e inconvenientes de los métodos de análisis de la variabilidad en las poblaciones naturales El origen de la variación genética. Papel de la mutación y de la recombinación. Mutación y adaptación. Tasas de mutación y tasas de evolución. GENÉTICA EVOLUTIVA Y EL ANÁLISIS DE LA FILOGENIA 14.- Darwinismo: la evolución por selección natural. Modalidades de selección natural: equilibradora, direccional y disruptiva. Selección y adaptación Poblaciones, razas y subespecies. Politipismo. Concepto genético de especie. Mecanismos de aislamiento reproductor: geográficos, precigóticos y postcigóticos. Control genético de los mecanismos de aislamiento reproductor. Especies gemelas y semiespecies. Especiación en islas. Patrones de especiación Evolución transespecífica. Concepto de microevolución y macroevolución. Modelos noadaptativos. Modelos adaptativos. Modelos genéticos: regulación genética y nuevos planes de organización del desarrollo de los seres vivos Evolución de Genes y Genomas. Principales hitos de la evolución genómica. Genes parálogos y ortólogos. Genómica comparada. 7 h. presenciales 6 h. grupo completo 1 h. grupo reducido 4. PRACTICAS 5

6 Práctica 1 Dinámica genética en poblaciones experimentales Práctica 2 Simulación experimental de la selección/colonización de una isla por D. melanogaster Práctica 3 Genética cuantitativa Practica 4 Estudio de polimorfismos. Análisis del grupo sanguíne 4 h. 4 h. 2 h. 2 h. 5. METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE.- ACTIVIDADES FORMATIVAS 5.1. Distribución de créditos (especificar en horas) Número de horas presenciales: 50 Número de horas del trabajo propio del estudiante: 100 Total horas: 150 Clases en grupo completo: 28 Seminarios: 8 Prácticas: 12 Realización de exámenes: 2 Estudio independiente, resolución de problemas, elaboración de trabajos: Estrategias metodológicas, materiales y recursos didácticos Clases presenciales 1. Clases magistrales al grupo completo. 2. Clases de cuestiones y ejercicios en grupos reducidos y coordinadas con las clases teóricas. Previamente se proporcionará a los estudiantes los enunciados de los ejercicios y cuestiones con el fin de que los puedan resolver individualmente. 3. Clases de debate en grupos reducidos sobre artículos científicos o noticias recientes relacionados con la asignatura y que se proporcionarán a los estudiantes con antelación. 4. Clases de prácticas experimentales que se desarrollarán en grupos reducidos en el laboratorio. 6

7 Actividades no presenciales 1. Estudio y comprensión de los contenidos teóricos de la asignatura. Búsqueda de información bibliográfica tanto escrita como on-line. 2. Resolución de cuestiones y ejercicios relativos a las diferentes unidades del programa. 3. Elaboración y discusión de un artículo sobre evolución. 4. Elaboración y discusión de los resultados experimentales obtenidos en el laboratorio. Planteamiento de hipótesis. Tutorías 1. Personales o grupales realizadas durante el curso. 6. EVALUACIÓN: Procedimientos, criterios de evaluación y de calificación 1 Los estudiantes podrán optar por un sistema de evaluación continua o por la realización de un examen final. Según el artículo 10 del Título segundo de la Normativa Reguladora de los Procesos de Evaluación de los Aprendizajes, aprobada por el Consejo de Gobierno de la Universidad de Alcalá el 24 de marzo de 2011, los estudiantes que opten por la modalidad de Evaluación final, deberán solicitarlo por escrito al Decano dentro de las dos primeras semanas de impartición de la asignatura, explicando las razones que le impiden seguir el procedimiento de Evaluación continua. En ambos Procedimientos de Evaluación, será obligatoria la realización de las clases de prácticas de laboratorio, que serán calificadas a partir de cuestionarios e informes de las mismas. La calificación de las prácticas de laboratorio supondrá el 20% de la calificación total de la asignatura. Si las prácticas de laboratorio hubieran sido realizadas pero no aprobadas, el estudiante podrá hacer un examen de las mismas en las convocatorias ordinaria y/o extraordinaria. Procedimiento de evaluación final 1 Es importante señalar los procedimientos de evaluación: por ejemplo evaluación continua, final, autoevaluación, co-evaluación. Instrumentos y evidencias: trabajos, actividades. Criterios o indicadores que se van a valorar en relación a las competencias: dominio de conocimientos conceptuales, aplicación, transferencia conocimientos. Para el sistema de calificación hay que recordar la Normativa del Consejo de Gobierno del 16 de Julio de 2009: la calificación de la evaluación continua representará, al menos, el 60%. Se puede elevar este % en la guía. 7

8 Consistirá en un examen de todo el programa de la asignatura, en el que se incluirán tanto preguntas teóricas como de resolución de problemas. Este examen contabilizará un 80% de la calificación total. A esta nota se le sumará la obtenida en las clases prácticas de laboratorio, siempre y cuando ambas partes (examen final y clases prácticas) hayan sido aprobadas. Los estudiantes que opten por el sistema de evaluación mediante examen final y que no hayan superado la asignatura en la convocatoria ordinaria, tendrán derecho a una convocatoria extraordinaria que consistirá en un examen conteniendo tanto preguntas teóricas como de resolución de problemas. Este examen contará el 80% de la calificación final. La nota final se obtendrá sumando a la calificación del examen anterior la de las clases prácticas, siempre y cuando ambas partes hayan sido aprobadas. Procedimiento de evaluación continua Constará de los siguientes apartados: 1. Un examen global que supondrá el 40% de la nota final. 2. Resolución de cuestiones y ejercicios que supondrán el 20% de la nota final. El estudiante entregará al profesor una serie de cuestiones y ejercicios que serán corregidos y calificados. 3. Redacción y presentación de un artículo con un contenido relacionado con la asignatura, lo que supondrá el 15% de la nota final. 4. Asistencia a las clases de seminarios que supondrá el 5% de la nota final. El control de asistencia a clase se hará mediante la firma de los estudiantes asistentes a las mismas. 5. Realización de las clases de prácticas de laboratorio y entrega de informes sobre los resultados obtenidos. La calificación de las prácticas de laboratorio supondrá el 20% de la nota final. Los estudiantes que siguiendo el procedimiento de evaluación continua, no participaran en las actividades 1, 2 y 3 aparecerán en las actas de calificación de la convocatoria ordinaria como No Presentado. Los estudiantes que opten por el procedimiento de evaluación continua y que no hayan superado la asignatura en la convocatoria ordinaria, tendrán derecho a una convocatoria extraordinaria que consistirá en un examen conteniendo tanto preguntas teóricas como de resolución de problemas. Este examen contará el 80% de la calificación final. La nota final se obtendrá sumando a la calificación del examen anterior la de las clases prácticas, siempre y cuando ambas partes hayan sido aprobadas. Calificación De acuerdo con el R.D 1125/2003 que regula el Suplemento al Título las calificaciones deberán seguir la escala de adopción de notas numéricas con un decimal y una calificación cualitativa: 0,0-4,9 SUSPENSO (SS) 5,0-6,9 APROBADO (AP) 7,0-8,9 NOTABLE (NT) 8

9 9,0-10 SOBRESALIENTE (SB) 9,0 10 MATRÍCULA DE HONOR limitada ó 5% de los alumnos matriculados. 7. BIBLIOGRAFÍA Bibliografía Básica 1. Conner FK, Hartl DL (2004). A primer of ecological genetics. Ed. Sinauer, Sunderland. 2. Dobzhansky Th, Ayala F., Stebbins L., Valentine JW (1993). Edit. Omega. 3. Elredge N, Darwin Ch (2009). Darwin. Katz Editores, S.A. 4. Falconer DS, Mackay TFC (2001). Introducción a la genética cuantitativa. Ed. Acribia. 5. Fontdevila A, Moya A (2001). Introducción a la genética de poblaciones. Ed. Síntesis. 6. Fontdevila A, Moya A (2003). Evolución. Ed. Síntesis. 7. Freeman S, Harron JC (2002). Análisis Evolutivo. Ed. Prentice Hall. 8. Futuyma DJ (2005). Evolution. Ed. Sinauer. 9. Gallardo MH (2011) Evolución. El curso de la Vida. Panamericana 10. Graur D, Wen-Hsiung L (2000). Fundamentals of molecular evolution. Ed. Sinauer. 11. Lewontin R (1979) La base genética de la evolución. Ed. Omega 12. Maynar Smith J (2000). Evolutionary genetics. Ed. Oxford Univ. Press. 13. Nei M, Kumar S (2000). Evolution and Phylogenetics. Ed. Oxford Uni. Press. 14. Ridley M (2007). Evolution. Ed. Blackwell. 15. Soler M (Editor) (2002). Evolución: la base de la biología. Ed. S.L. 16. Strickberger MW (1993) Evolución. Ed. Omega Bibliografía Complementaria Nei M, Kumar S (2000). Molecular Evolution and Phylogenetics. Oxford Univ. Press. Jouve N (2008) Explorando los genes. Del big-bang a la nueva Biología. Ed. Encuentro (Madrid) Páginas Web sobre Evolución y Genética evolutiva Prof. Antonio Barbadilla.- Departamento de Genética y Microbiología. Universidad Autónoma de Barcelona