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Flujo génico en poblaciones estructuradas

Ecología Molecular – Clase 4. Flujo génico en poblaciones estructuradas. Población. Diversidad genética. Cromosoma. Individuo. DNA. Alelo a un locus. Población. Diversidad genética. Cromosoma. Individuo. DNA. inferencia. Alelo a un locus. Estructura. Especie. 50 km.

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Flujo génico en poblaciones estructuradas

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Presentation Transcript

  1. Ecología Molecular – Clase 4 Flujo génico en poblacionesestructuradas

  2. Población Diversidad genética Cromosoma Individuo DNA Alelo a un locus

  3. Población Diversidad genética Cromosoma Individuo DNA inferencia Alelo a un locus Estructura Especie

  4. 50 km

  5. La diferenciación genética • Mecanismo • Detección

  6. Las fuerzas evolutivas Factores que cambian las frecuencias génicas en las poblaciones Selección natural Deriva genética Pool génico Flujo genético Mutaciones

  7. N población t pt = 0.5 p = 0.5 N población t+1 pt+1 = 0.6 Deriva genética Binomial sampling (N, pt)  Pool alélico

  8. 2N = 18 2N = 36 Cambios en frecuencias alélicas Diferenciación: cambios aleatorios independientes en distintas poblaciones

  9. La diferenciación genética • Mecanismo • Detección - Distribución de los alelos entre poblaciones - Calculo de un índice de diferenciación

  10. A a p1 q1 n2 ? n1 A a p2 q2

  11. A a 0,3 0,7 30 ? 20 A a 0,6 0,4

  12. Critical values of chi-square for df= 3 [.050]   7.81[.025]   9.35[.010]   11.35[.005]   12.84[.001]   16.27

  13. Fisher´s Exact test P1 P2 P21 Calculo de la probabilidad de cada tabla asumiendo una distribución aleatoria de los alelos

  14. Generalización Tabla de contingencia r x k k alelos r poblaciones

  15. A a 0,3 0,7 30 ? 20 A a 0,6 0,4

  16. p = 0.5, Vp = 0, FST = 0 p = 0.5 , Vp = 0.25, FST = 1

  17. A a 0,3 0,7 30 20 A a 0,6 0,4 ¿Y qué? Permutaciones de los alelos y construcción de la distribución de probabilidad de Fst

  18. A a p1 q1 A a p2 q2 A a p3 q3 n subpoblaciones Conjunto Por pares

  19. Análisis de la Varianza Molecular (AMOVA) Excoffier L., Smouse P.E. and Quattro J.M., 1992. Analysis of molecular variance inferred from metric distances among DNA haplotypes: Application to human mitochondrial DNA restriction data. Genetics 131: 479-491

  20. A a p2 q2 A a p5 q5 A a p1 q1 A a p4 q4 R1 R2 A a p3 q3 A a p6 q6 pR1+R2 pR1 pR2 0 p1 p2 p3 p4 p5 p6 1 R1 R2 R1 + R2

  21. pR1+R2 0 p1 p2 p3 p4 p5 p6 1 R1 R2 R1 + R2

  22. pR1 pR2 0 p1 p2 p3 p4 p5 p6 1 R1 R2 R1 + R2

  23. pR1+R2 pR1 pR2 0 1 R1 R2 R1 + R2

  24. A a p2 q2 A a p1 q1 R1 A a p3 q3 A a p5 q5 A a p4 q4 R2 A a p6 q6

  25. Proporción de la varianza total en las frecuencias alélicas, debida a la subdivisión en 2 regiones. Índice de estructuración de la población total en regiones y en sub-poblaciones dentro de regiones

  26. Secuencias

  27. π1/2 π1 π2 πT πT = πinter+ πintra

  28. Estructura genética vs filogeográfica Frecuencias vs número de diferencias

  29. Mya arenaria

  30. AA Aa aa p22 2p2q2 q22 p1,q1 p2,q2 AA Aa aa p12 2p1q1 q12 Diploides p2,q2 AA Aa aa p32 2p3q3 q32

  31. p1,q1 p2,q2 AA Aa aa p12 2p1q1 q12 AA Aa aa p22 2p2q2 q22 p3,q3 AA Aa aa p32 2p3q3 q32

  32. Genotipo A AA Aa aa Pop1 0,2 0,04 0,32 0,64 Pop2 0,6 0,36 0,48 0,16 Pop3 1 1 0 0 Tres poblaciones, cada una en equilibrio de HW Pop1 Pop2 Pop2

  33. Genotipo A AA Aa aa Pop1 0,2 0,04 0,32 0,64 Pop2 0,6 0,36 0,48 0,16 Pop3 1 1 0 0 Juntas 0,6 0,47 0,27 0,26 Pop1 Pop2 Pop2 H0 = 0,27

  34. Freq A AA Aa aa Pop1 0,2 0,04 0,32 0,64 Pop2 0,6 0,36 0,48 0,16 Pop3 1 1 0 0 Total 0,6 0,47 0,27 0,26 Esperado (HW) 0,6 0,36 0,48 0,16 H0 = 0,27 He = 0,48 Déficit en Heterocigotos

  35. En cada población i, observamos (bajo HW) pi² individuos AA, 2piqi Aa, qi² aa. Sobre el conjunto:

  36. Pero:

  37. Sabemos que: Entonces: Déficit en Heterocigotos

  38. Ho = 2pq (1 –FST)

  39. Estructura genotípica observada (Hardy-Weinberg generalizado a una metapoblación con cada población panmictica): (AA) = p² + pq FST (Aa) = 2pq (1 – FST) (aa) = q² + pq FST Efecto Wahlund: observamos un déficit en heterocigotos cuando muestreamos una población estructurada (que creímos panmictica). Fis se transforma en un Fst

  40. Freq A AA Aa aa Pop1 0,2 0,04 0,32 0,64 Pop2 0,6 0,36 0,48 0,16 Pop3 1 1 0 0 Total 0,6 0,47 0,27 0,26 Esperado (HW) 0,6 0,36 0,48 0,16 2pq(1-Fst) = 0,48 Fst = 0.44 Déficit en Heterocigotos

  41. Efecto Wahlund: observamos un déficit en heterocigotos cuando muestreamos una población estructurada (que creímos panmictica). Fis se transforma en un Fst

  42. ¿Cómo interpretar un Fis estadísticamente significativo? • Sistema de reproducción • Efecto Wahlund • Selección • Alelos nulos

  43. Las fuerzas evolutivas Factores que cambian las frecuencias génicas en las poblaciones Selección natural Deriva genética Pool génico Flujo génico Mutaciones

  44. Modelo de Wright – Fisher 2 poblaciones J : Probabilidad de que dos haplotipos sean idénticos por descendencia Tiempo J ?

  45. 2 de la misma población 1 de cada población 2 de la otra población

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