Evolución y genes

Tu profesor te propondrá que elabores un simulador utilizando una hoja de cálculo o que utilices el archivo que te haya proporcionado. En todo caso, A continuación tienes unas cuantas indicaciones para utilizarlo y obtener algunas conclusiones de su funcionamiento.

Tu simulador representa las frecuencias génicas de un único gen que están presentes en una población. Se han planteado varios escenarios que podrás relacionar fácilmente con lo que aprendiste en la unidad de genética: el gen tiene dominancia completa, el gen tiene codominancia (o dominancia intermedia) y el gen tiene dominancia completa pero está en el cromosoma X, por lo que se transmite de forma diferente en los individuos de un sexo y de otro. En los tres casos puedes "manipular" dos variables: la frecuencia de los alelos y la mortalidad de cada uno de los fenotipos. Respecto a la frecuencia de los alelos, se supone que el gen solo presenta dos modalidades (no es una serie alélica), por lo que al determinar la frecuencia del primer alelo queda fijada la del segundo.

En cuanto a la mortalidad, puedes cambiarla entre 0 y 1, aunque el valor cero es imposible en la práctica. El valor 1 significa que todos los individuos con esa característica mueren sin dejar descendencia, por lo que puedes utilizarlo para comprobar el efecto de genes deletéreos. La mortalidad de cada característica es independiente de las del resto, y la "presión selectiva" estaría representada por la diferente mortalidad entre unos individuos y otros, de modo que cuanto mayor sea la diferencia de mortalidad entre una característica y otra más elevada será la presión selectiva sobre los individuos con ese carácter.

• Primer escenario: gen con dominancia completa. Esta simulación te permite comprobar cómo actúa la selección natural contra un carácter mendeliano con un alelo dominante y otro recesivo. Puedes encontrar muchos ejemplos de este tipo, como el color de las alas de Biston betularia o muchas enfermedades genéticas. La selección natural puede actuar tanto contra el alelo recesivo (como ocurre en el caso de la mayoría de las enfermedades genéticas) o contra el dominante, como ocurre en Biston, caso en el que la forma melánica (negra) es el alelo dominante. Manipula las dos variables (frecuencia del alelo dominante, mortalidad del fenotipo dominante, mortalidad del fenotipo dominante y del fenotipo recesivo) y trata de responder a las siguientes preguntas:
  • ¿Cuál es el resultado final de la selección natural contra un gen con dominancia completa?
  • Manteniendo la misma presión selectiva, ¿cómo influye la frecuencia génica en la evolución de la población?
  • Teniendo en cuenta tus resultados, ¿cómo puedes explicar que se mantengan en una población las enfermedades genéticas provocadas por un gen de este tipo, como la fenilcetonuria?

• Imagen: The National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI), Dominio público

  Segundo escenario: gen con codominancia. En este caso, el individuo heterocigótico es diferente a los homocigóticos, por lo que la selección puede actuar en contra de uno de los homocigotos, en contra del heterocigoto o favoreciendo al heterocigoto. Un ejemplo clásico de este proceso es la anemia falciforme, una enfermedad que consiste en que los glóbulos rojos toman forma de hoz, por lo que transportan peor el oxígeno, además de poder causar problemas circulatorios (imagen). Los enfermos de anemia falciforme pueden tener graves problemas. Sin embargo los individuos heterocigóticos solo tienen una parte de sus glóbulos rojos alterados. Esto les proporciona una ventaja en zonas en las que la malaria es endémica, porque las infecciones provocadas por Plasmodium son menos graves, de forma que estas personas tienen una ventaja adaptativa (selección a favor del heterocigoto). También puede darse selección en contra de los heterocigotos, como ocurre en algunas mariposas hoja, en las que los individuos heterocigóticos están peor mimetizados que cualquiera de los homocigotos. De nuevo puedes modificar los valores de frecuencias génicas y de presión selectiva.
  
  • ¿Cuál es el resultado final en el caso de la selección en contra del heterocigoto? ¿Qué ocurre si esa característica es deletérea?
  • ¿Cuál es el resultado final de la selección a favor del heterocigoto?
• Tercer escenario: gen con dominancia completa ligado al cromosoma X. Seguramente conoces algún ejemplo de este tipo de genes, como el del daltonismo o el de la hemofilia. Este último ejemplo es interesante porque el carácter es deletéreo cuando se encuentra en homocigosis, es decir, cuando el mismo individuo tiene los dos alelos iguales. Analiza el comportamiento de las frecuencias génicas. ¿Encuentras alguna diferencia debida a que se encuentre en el cromosoma X?