UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR BAHIA BLANCA - ARGENTINA

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1 PROGRAMA DE: GENETICA DE POBLACIONES CODIGO : HORAS CLASE PROFESOR RESPONSABLE TEORICAS PRACTICAS Dra. Mónica POVERENE P/SEMANA P/ CUATRIM. P/SEMANA P/CUATRIME Dra. Alicia CARRERA 4, 70 3, 8 ASIGNATURAS CORRELATIVAS PRECEDENTES APROBADAS GENÉTICA GENERAL CURSADAS ECOLOGÍA GENERAL DESCRIPCION: Describe los mecanismos de cambio de la evolución biológica y la adaptación de los seres vivos al ambiente. Examina las técnicas de la genética molecular para el análisis de la diversidad biológica a nivel de individuos, poblaciones y especies. Permite sintetizar y unificar conceptos de biología molecular, genética, ecología, sistemática, conservación de recursos, manejo de vida silvestre, mejoramiento genético, genética humana, sociología, antropología, matemática y estadística. Analiza los procesos mediante los cuales la variación intraespecífica puede transformarse en linajes diferenciados y culminar en especiación. Constituye además un espacio de discusión y de reflexión acerca del papel del biólogo en la toma de decisiones relacionadas con la protección de especies amenazadas y con el potencial impacto ambiental de especies introducidas. Metodológicamente, hace énfasis en el desarrollo del pensamiento lógico. Utiliza conceptos estadísticos y modelos matemáticos para describir fenómenos biológicos. La lectura y discusión de los principios fundamentales se acompaña de resolución de problemas y ejemplos numéricos. Comprende además la lectura y discusión de artículos de revisión, de opinión y el uso de programas específicos en general de acceso gratuito. OBJETIVOS 1. Cognitivos a. Comprender y aprender la organización de la variabilidad genética en las poblaciones, sus bases físicas y moleculares. b. Aplicar lo anterior para interpretar las causas y mecanismos de la evolución c. Integrar conocimientos para interpretar procesos de conservación de los recursos naturales e impacto ambiental. 2. Procedimentales a. Leer e interpretar textos científicos y tecnológicos. b. Razonar y resolver problemas. c. Interpretar resultados de análisis moleculares. d. Utilizar programas de computación para el análisis de variabilidad genética. 3. Actitudinales a. Desarrollar redes conceptuales de conocimiento. b. Realizar una lectura crítica de textos científicos. c. Entrenar en la discusión científica. d. Integrar diversos enfoques para el análisis de un problema.

2 2 PROGRAMA DE : GENETICA DE POBLACIONES CODIGO : 077 PROGRAMA SINTETICO: UNIDAD 1: Poblaciones mendelianas y variabilidad. UNIDAD 2: Deriva génica y apareamiento no panmíctico. UNIDAD 3: Estructura de la población y flujo génico UNIDAD 4: Mutación y teoría neutralista. UNIDAD : Selección natural. UNIDAD 6: Herencia cuantitativa y variación continua UNIDAD 7: Especiación y evolución molecular PROGRAMA ANALITICO: UNIDAD 1: Poblaciones mendelianas y variabilidad Poblaciones mendelianas. Evolución. Darwinismo. Síntesis evolutiva. Variación genética y variación fenotípica. Polimorfismo. Detección de la variabilidad. Organización de la variación genética. Actividades de aplicación: Detección de la variabilidad genética a nivel morfológico, citogenético y molecular. Electroforesis de proteínas, isoenzimas y ADN. Interpretación genética de patrones electroforéticos. Variación en secuencias de ADN. Polimorfismos de fragmentos y sitios de restricción. Marcadores RFLP. Marcadores basados en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Uso de primers al azar (RAPDS) y específicos (SSR). Polimorfismo de nucleótidos simples (SNP) Frecuencias alélicas y genotípicas. Variación aloenzimática y molecular. Equilibrio de Hardy-Weinberg. Loci autosómicos: dos alelos, alelos múltiples, dominancia. Loci ligados al sexo. Desequilibrio de ligamiento. Medidas de diversidad: Polimorfismo. Heterocigosis. Número efectivo de alelos. Indice de diversidad. Estrategias de muestreo. Actividades de aplicación: Equilibrio en loci multialélicos. Alelos dominantes. Desequilibrio sexual en loci autosómicos y alosómicos. Estimación de frecuencias alélicas a partir de frecuencias genotípicas muestrales. Métodos de máxima verosimilitud. Cuantificación de la variabilidad y diferenciación genética a partir de frecuencias alélicas y genotípicas. Coeficientes de variabilidad: Heterocigosis esperada y observada. Porcentaje de loci Polimórficos. Número total de alelos (n) y número efectivo de alelos (ne). Indice de Shannon-Weaver Diferenciación genética entre Poblaciones. Distancia e identidad genética de Nei. Indice de Rogers. Distancia e Identidad Genotípica de Hedrick. Medidas de variación genética intra e interpoblacional. UNIDAD 2: Deriva génica y apareamiento asociativo (No panmíctico) 2.1. Deriva génica. Modelo de Wright-Fisher. Efecto fundador y cuellos de botella. Tamaño efectivo de la población. Factores que afectan el tamaño efectivo. Particularidades genéticas de las poblaciones insulares. Fragmentación y pérdida aleatoria de alelos Endogamia. Sistemas de apareamiento endogámico. Coeficiente F. Consecuencias de la endogamia Otras formas de apareamiento asociativo o No panmíctico. Apareamiento preferencial positivo y negativo. Apareamiento mixto. Actividades de aplicación: Modos reproductivos y endogamia. Sistemas de auto-incompatibilidad en plantas. Depresión por endogamia. Relación entre endogamia y deriva génica. Cálculo del tamaño efectivo. Cálculo del coeficiente de consanguinidad.

3 3 PROGRAMA DE : GENETICA DE POBLACIONES CODIGO : 077 UNIDAD 3: Migración y flujo génico 3.1. Migración y estructura de las poblaciones. Efecto Wahlund. Estadísticos F de Wright. Modelos de migración. Divergencia genética 3.2. Flujo génico. Flujo y deriva génica. Flujo génico en plantas. Efecto sobre la variabilidad de las poblaciones. Depresión exogámica y riesgo de extinción. Raza y distancia genética. Actividades de aplicación: Cambio de la frecuencia alélica por migración: una generación y varias generaciones. Métodos de estimación del flujo génico. Transferencia horizontal. Plantas transgénicas. UNIDAD 4: Mutación y teoría neutralista Origen de la variación genética. Tipos de mutación. Cambios en el cariotipo. Fuentes externas de variación. Mutación directa y retromutación. Mutación recurrente. Tasa de mutación. Presión de mutación. Mutación a nivel molecular: Modelos. Efecto de las mutaciones en la variabilidad y cambio de las frecuencias alélicas Teoría neutralista y evolución molecular. Reloj molecular. Hipótesis de neutralidad selectiva. Filogenia molecular. Actividades de aplicación: Composición del genoma. Cambios cromosómicos a gran escala. Carga genética. UNIDAD : Selección natural..1. Adaptación. Aptitud biológica. Componentes. Estimación de la aptitud. Modelo general de selección en un locus. Modos de selección. Selección direccional. Selección a favor del heterocigoto. Selección en contra del heterocigoto. Polimorfismo equilibrado..2. Teorema fundamental de la selección natural. Variación molecular y selección natural. Selección y mutación. Topografía adaptativa. Teoría de equilibrios cambiantes y selección interdemos..2. Selección sexual. Selección dependiente de la frecuencia. Selección dependiente de la densidad. Distorsión meiótica y selección gamética. Métodos de estudio de la selección natural. Actividades de aplicación: Aptitud y coeficiente de selección. Aptitud media poblacional. Cambio de frecuencias alélicas y genotípicas. Efecto medio de un alelo. Selección contra alelos recesivos letales y subvitales. Selección contra genes dominantes. Ventajas del heterocigota. Ejemplos de equilibrio mutación/selección y migración/selección. UNIDAD 6: Herencia cuantitativa y variación continua 6.1. Caracteres cuantitativos. Variación contínua. Efectos del ambiente. Selección direccional. Selección artificial. Heredabilidad. Valores genotípicos y componentes de la varianza. Componentes de la varianza fenotípica. Evolución de caracteres cuantitativos Interacción genotipo-ambiente. Norma de reacción. Plasticidad fenotípica. Actividades de aplicación: Valor fenotípico. Valor genotípico. Efecto de la dominancia. Efecto de la interacción.. Diferencial de selección. Intensidad de selección. Respuesta a la selección o ganancia genética. Heredabilidad. Técnicas multivariadas. Análisis de caracteres cuantitativos basado en marcadores moleculares. Identificación y mapeo de QTLs. Asociaciones recientes con genes candidatos.

4 4 PROGRAMA DE : GENETICA DE POBLACIONES CODIGO : 077 UNIDAD 7: Especiación y evolución molecular 7.1. Concepto de especie. Barreras al flujo génico. Aislamiento reproductivo. Hibridación. Sistemática y filogenia Modos de especiación. Especiación alopátrica. Especiación simpátrica y parapátrica. Especiación cromosómica. Poliploidía. Especiación por hibridación Evolución molecular. Evolución de las secuencias de DNA. Familias de genes. Genes ortólogos y parálogos. Evolución de nuevas funciones. Genómica. Secuenciación y análisis genómico. Integración de métodos filogenéticos clásicos y moleculares. Actividades de aplicación: Análisis informático de la variación molecular (en gabinete): I. Construcción de matrices de presencia-ausencia de bandas y de frecuencias genotípicas. Análisis de la variabilidad poblacional mediante marcadores dominantes y codominantes. Uso de programas. Cálculo de medidas de diversidad y de distancia genética. Correlación con distancias geográficas y fenotípicas. Componentes de la varianza dentro y entre poblaciones (AMOVA) con extensión a niveles supraespecíficos. Ejemplos en conservación de especies nativas y en evaluación de exóticas invasivas. II. Uso de secuencias de ADN. Métodos de secuenciado. Genomas secuenciados. Nociones de bioinformática. Edición de secuencias. Algoritmos de búsqueda en bases públicas de datos. Parámetros de confiabilidad. Alineamiento de secuencias de aminoácidos y de nucleótidos. Búsqueda y cuantificación de polimorfismos. Construcción de árboles. Índices de consistencia. Aplicaciones en filogeografía y filogenia. Práctica final: presentación oral de monografía (tema a elección del alumno: diversidad, centros de origen, especiación). TRABAJOS PRACTICOS 1. VARIABILIDAD GENETICA: Variación en caracteres fenotípicos, citológicos, bioquímicos y moleculares. Registro de datos. Interpretación de tablas y gráficos. 2. MARCADORES MOLECULARES: Los estudiantes participan de las actividades de laboratorio para el análisis de muestras de girasol. Manejo de los equipos. Obtención de patrones isoenzimas y DNA: RAPD y SSR. 3. MANEJO DE PROGRAMAS: Uso de los programas InfoGen, GenAlex y otros en la sala de cómputos del Dto. de Agronomía. Frecuencias génicas, prueba de equilibrio, distancia genética. Carga de los datos, procesamiento e interpretación de los resultados. 4. LECTURA E INTERPRETACION: Todos los temas del programa son aplicados en la lectura e interpretación de textos científicos, utilizando comunicaciones a congresos, artículos de revistas, artículos de revisión, etc. Esta actividad es semanal. El material utilizado puede variar de año en año, pero se halla a disposición en la página web de la cátedra. BIBLIOGRAFIA BASICA (disponible en el Dpto de Agronomía) CONNER J.K. y HARTL D.L. A Primer of Ecological Genetics. Sinauer, FONTDEVILA A. y MOYA A. Introducción a la Genética de Poblaciones. Ed. Síntesis, FRANKHAM R., BALLOU J.D., BRISCOE D.A. Introduction to Conservation Genetics. Cambridge University Press, FUTUYMA D.J. Evolutionary Biology, 3rd Edition. Sinauer Assoc. Inc, Sunderland, Mass GIVNISH T. J. and SYTSMA K.J. (Eds.) Molecular Evolution and Adaptive Radiation. Cambridge Univ. Press, GRIFFITHS A.J., MILLER J., SUZUKI D., LEWONTIN R., GELBART W. Introducción al Análisis Genético. McGraw-Hill - Interamericana, ª. edición. (En la Biblioteca del Departamento de Agronomía se encuentran distintas ediciones de este libro, desde la 7ª en adelante pueden utilizarse).

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