Medición de la diversidad genética
La medición de la diversidad genética es a menudo utilizada en diversas especies animales con el fin de conocer la conformación de los grupos.
facultad de veterinaria
mar. 29 de jun. 2021
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Para el profesional veterinario enfocado en la ganadería se hacen necesarios ciertos conocimientos específicos y puntuales que no puede pasar por alto. Los mismos le asegurarán que está en el contexto adecuado, además de darle la oportunidad para conocer a fondo los animales que tiene bajo su cargo. La medición de la diversidad genética es una de estas herramientas, permitiéndo al profesional conocer la conformación de los grupos de vacunos.

Diversidad genética

Frankham define la diversidad genética como el conjunto de alelos y genotipos presentes en un grupo poblacional. Se refleja en las diferencias observables en muchos caracteres entre los individuos de una población. Si por ejemplo se estudia en la población bovina actual descendiente del uro o auroch, se puede observar gran variedad de diferencias en distintos caracteres: morfológicos (capa, tamaño, conformación, etc.) relativos al comportamiento, productivos, reproductivos.

Estas diferencias han ido estableciéndose en las distintas razas bovinas originadas desde el uro por efecto de la mutación y la selección realizada a lo largo de muchas generaciones. La diversidad genética se asienta en las diferencias entre los individuos en ADN, diferencias más o menos grandes. Estas diferencias cuando se ubican en genes pueden redundar en diferencias en la cadena de aminoácidos que codifican y, por lo tanto, de las proteínas funcionales finales, lo que puede dar lugar a diferencias en los fenotipos observables mencionados en el párrafo anterior.

La diversidad genética se puede describir a través de la presencia de polimorfismos, heterocigosis media y riqueza alélica, términos que se analizarán más adelante en el tema. La diversidad genética se estudia a nivel del material hereditario:

ADN genómico

La mayor parte de la información genética está ubicada en el ADN genómico (cromosomas) codificando para una multitud de proteínas que determinaran los fenotipos de los caracteres determinísticos para las poblaciones. La dotación cromosómica de un individuo le ha sido transmitida por la generación anterior a través de los gametos. Los individuos eucariotas son diploides y cada juego de cromosomas le ha sido transmitido de un progenitor.

ADN mitocondrial

Las mitocondrias son orgánulos de las células eucariotas que contienen material genético. Este material genético es un ADN circular bicatenario con su propio código genético en el que se encuentran ubicados un número muy pequeño de genes relacionados con la respiración celular y su traducción. El ADN mitocondrial es de herencia materna.

La fecundación del óvulo por parte del espermatozoide dará origen a un nuevo individuo, pero el único material genético que aporta el espermatozoide es el nuclear, mientras que el óvulo aporta el ADN nuclear y el ADN mitocondrial. Este tipo de material genético permite realizar estudios filogenéticos específicos de líneas maternales.

ADN del cromosoma Y

El cromosoma Y es propio de los machos de la población y, por lo tanto, solo se transmite de padres a hijos macho. En los estudios de genética de poblaciones es fundamental porque da información sobre la trazabilidad de las líneas paternales. La diversidad genética que se observa en el ADN puede radicar desde pequeñas diferencias como dos nucleótidos posibles diferentes en una misma posición, hasta grandes diferencias como es el número de cromosomas. El número de cromosomas caracteriza cada especie, y es el primer escalón de diversidad genética entre poblaciones (en este caso, especies) que además sirve de barrera de hibridación.

Consecuencias de la pérdida de diversidad genética: consanguinidad

El nivel de diversidad genética en una población viene determinado por diferentes factores:

  • Tamaño poblacional actual e histórico
  • Cuellos de botella
  • Sistema reproductivo
  • Selección natural y artificial
  • Tasa de mutación
  • Migración y flujo genético entre poblaciones

La pérdida de diversidad genética en una población se produce por diferentes mecanismos:

  • Extinción de especies y poblaciones
  • Fijación de alelos ventajosos por selección (natural o artificial)
  • Eliminación selectiva de alelos deletéreos
  • Pérdida de alelos aleatoria por deriva genética
  • Consanguinidad y su consecuente reducción de la heterocigosis media de la población

Deficiencia genética

La pérdida de diversidad genética en una población conlleva una disminución en la eficacia biológica de la población. Como ya se ha mencionado, un factor esencial en la pérdida de diversidad genética es el tamaño poblacional. En general, en poblaciones de tamaño grande, la diversidad genética se mantiene por un efecto poco acusado de la deriva genética, el equilibrio selección-mutación y la selección natural estabilizadora. Sin embargo, las poblaciones de tamaño pequeño tienen una pérdida progresiva de diversidad genética por diferentes vías:

  • La deriva genética tiene un efecto más acusado conduciendo a la fijación aleatoria de alelos. Los casos más extremos de deriva genética son cuando se presenta el efecto fundador (población formada a partir de un número bajo de individuos) o el efecto cuello de botella (la población en una generación ha pasado por una bajada drástica en el número de individuos aunque luego haya experimentado un fenómeno de expansión).
  • Los loci que estarían sometidos a una selección débil si la población fuera de gran tamaño, en una población pequeña son loci neutros.
  • El equilibrio mutación-selección es más difícil de mantener.
  • Las frecuencias alélicas tienen influencia en la fijación de los alelos más o menos temprana. Los loci con frecuencias intermedias tardan más en fijar un alelo que los de frecuencias extremas.
  • El efecto de la selección estabilizadora es mucho menor

Generaciones y genética

Las poblaciones de tamaño pequeño, sostenido en el tiempo (teniendo en cuenta el número de generaciones y no el número de años pasados), son las que tienen mayor peligro de pérdida de diversidad genética siendo realmente determinante el tamaño efectivo de la población (Ne) y no el tamaño censal (N). La pérdida de heterocigosis que sufre la población es exponencial con el paso de generaciones.

El tamaño efectivo de la población está relacionado con el número de individuos progenitores productores de la siguiente generación. Coincide con el tamaño censal de la población cuando todos los individuos de una generación se reproducen y lo hacen en una proporción semejante. En las especies de reproducción sexual, el tamaño efectivo viene muy influenciado por la existencia de diferencias entre machos y hembras.

Este factor es determinante en las poblaciones naturales, pero es mucho más determinante en las poblaciones de especies domésticas, ya que en muchos casos el número de machos reproductores es muy bajo con la utilización de herramientas reproductivas tales como la inseminación artificial. La fórmula del tamaño efectivo teniendo en cuenta este factor es (Ne = (4 NmNh)/N).

El tamaño efectivo también viene determinado por la variación en el éxito reproductivo entre individuos, la estructura de edad de la población y las fluctuaciones en el tamaño de la población a lo largo de las poblaciones. Se puede formular el tamaño efectivo como la media armónica del tamaño efectivo de la población en t generaciones: (Ne = t/(∑(1/Net))).

El especialista en la ganadería

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