Aspectos Ecológicos e Evolutivos Relacionados à Genética de Populações

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1 Aspectos Ecológicos e Evolutivos Relacionados à Genética de Populações

2 Populações: Definição
É um grupo de indivíduos, numa área geográfica suficientemente restrita, onde os indivíduos têm possibilidade de cruzar com qualquer outro membro do grupo. É também chamada de população local, população Mendeliana, deme ou subpopulação.

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4 Desvios do sistema de acazalamento
Auto-fecundação Padrões de acasalamento Distribuição espacial de indivíduos

5 Estrutura genética das populações

6 A estrutura populacional pode ser avaliada através de:
Ferramentas estatísticas Estatística F (FIS ;FST e FIT) AMOVA (Análise de Variância Molecular) Padrões geográficos de isolamento Dados de sequência nucleotídica

7 As estatísticas “F”: É o conjunto de ferramentas estatísticas para avaliar a estrutura genética em um conjunto de populações São coeficientes de endocruzamento para diferentes subdivisões de populações. Estimam a deficiência de heterozigotos de maneira hierárquica, separando os componentes Dentro e Entre nas populações. FIS = (HS - HI) / HS: estima a deficiência de heterozigotos DENTRO das populações devido a endocruzmento FST = (HT - HS) / HT : estima a deficiência de heterozigotos ENTRE as populações (uma medida do Efeito Wahlund) FIT = (HT - HI) / HT : estima a deficiência GLOBAL de heterozigotos

8 Partição de heterozigosidade
É a variação da heterozigosidade populacional devido ao endocruzamento ou incremento em homozigosidade devido a outros fatores HI - heterozigosidade em uma subpopulação HS – heterozigosidade esperada se existisse acasalamento ao acaso na subpopulação HT – zigosidade esperada se existisse acasalamento ao acaso na população total

9 Como se identificam alelos e os indivíduos homizotos e os herezigotos
Eletroforese de hemoglobinas em acetato de celulose, pH 8.6, mostrando da esquerda para a direita os genótipos Hb AS (heterozigoto de Hb S); Hb AA (padrão normal); Hb SS (homozigose de Hb S) e Hb SC (dupla heterozigose de Hb S e Hb C). Fonte:

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12 O efeito de Wahlund Subgrupo 1 Subgrupo 2 Conglomerado P 0,1 0,9 0,5 q Esperado Obser. P2 0,01 0,81 0,25 0,41 2pq 0,18 q2 Nota: Neste exemplo, os subgrupos são de tamanhos iguais

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16 Divergência genética entre subpopulações: FST (= GST)
Pouca diferenciação FST = 0 a 0,05 Moderada diferenciação FST = 0,05 a 0,15 Muita diferenciação FST = 0,15 a 0,25 Grande diferenciação FST > 0,25

17 Mas podem ter diferentes subestruturas populacionais como regiões, efeito do fundador, sistema reprodutivo, distribuição espacial dos indivíduos e etc ...

18 Aleatoriedade surge de três fontes:
Deriva genética: Populações pequenas leva a flutuação aleatória das frequências gênicas Aleatoriedade surge de três fontes: 1-mortes aleatórias 2-aleatoriedade no tamanho da prole 3-aleatoriedade da segregação de alelos durante formação de gametas As pequenas mudanças nas frequências gênicas são cumulativas A direção da mudança é aleatória

19 Deriva genética: Consequências
Erro amostral Mudança aleatória das frequências gênicas Efeito maior em populações pequenas Perda e fixação de alelos diferentes em cada população Diferenciação genética

20 Perda de Heterozigosidade nas sub-populações devido a deriva genética

21 Coeficiente de endocruzamento
Em populações bisexuais cada indivíduo têm 2 pais, 4 avós, 8 bisavós, 16 tataravós, e assim sucessivamente, ou mais geralmente 2t ancestrais na geração t. Ou seja, não muitas gerações atrás, o número de indivíduos requeridos para fornecer ancestrais separados para todos os indivíduos torna-se mais do que o tamanho N que qualquer população real possa conter. Quanto menor o tamanho da população nas gerações anteriores, menos remotos serão os ancestrais comuns, ou maior o seu número. Desta forma, pares acasalando ao acaso em uma população pequena são mais aparentados que pares acasalando ao acaso em populações grandes.

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23 Mutação O equilíbrio mutacional Estabilidade do equilíbrio mutacional
Efeito da mutação na frequência alélica

24 Flutuação aleatória das frequências gênicas