C2: Introducción a la Genética de Poblaciones


Instructores: Dr. Luis Eguiarte Fruns, Dra. Valeria Souza, Biól. Jaime Gasca.
Instituto de Ecología, UNAM.
Contacto: fruns@servidor.unam.mx Tel.: 56229006
Duración: 14 horas.
Lugar: Unidad de Enseñanza del Posgrado del Centro de Ciencias Genómicas - UNAM (mapa)
Horario:  9 y 10 de junio, de 10 am a 2 pm y de 3: 30 a 6: 30 pm
Cupo: 20 personas
Costo: $350.00 PMX
Requisitos: El curso esta dirigido a gente con formación biológica interesada en conocer con cierto detalle la teoría básica de la Genética de Poblaciones, ya sea con objetivos ecológicos, evolutivos, taxonómicos, médicos, moleculares, etc. Los alumnos deben de tener conocimientos básicos de genética y de evolución a nivel licenciatura avanzada y facilidad para el pensamiento abstracto..

Introducción, justificación y objetivos del curso:

La genética de poblaciones surge en los años 20s y 30s del siglo pasado con las contribuciones teóricas de  R. A. Fisher, S. Wright y J.B.S. Haldane. Inicialmente la genética de poblaciones desarrolló de manera impresionante su aspecto teórico, pero el avance empírico del campo no sucede hasta los años 60s. Los datos de electroforesis de proteínas se podían interpretar usando la extraordinaria herramienta analítica derivada de la teoría de Fisher, Wright y Haldane, y permitieron analizar la estructura genética para muchos genes en gran cantidad de individuos para cualquier especie de organismo. Sin embargo, pronto resultó claro que estos datos, y los de evolución molecular, no se ajustaban a los modelos o paradigmas de evolución propuesta hasta ese momento, y obligó a M. Kimura en 1968 a proponer la “Teoría neutra de la evolución molecular”, donde señalaba que esta variación genética era selectivamente “neutra”, generada por la mutación, y se perdía o conservaba simplemente por cambios aleatorios conocidos como deriva génica. Así, a partir de los años 60s hemos visto como las nuevas herramientas moleculares nos permiten analizar directamente la variación genética a nivel ADN y el desarrollo de nuevos análisis basados en el comportamiento más fino del material genético en términos de la genética de poblaciones. Recientemente, con el desarrollo del PCR, de protocolos moleculares sencillos y económicos y de los secuenciadores automáticos, se ha logrado abatir los costos y de esta forma se puede tener gran cantidad de información genética detallada para cualquier organismo.
    En esté curso pretendemos que los alumnos entiendan y puedan aplicar los principios de la genética de poblaciones, desde sus bases clásicas hasta los desarrollos recientes, revisando rigurosamente tanto la teoría como los patrones empíricos.

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Curso C2: sesión práctica en aulas del Posgrado del CCG        Curso C2: sesión teórica en la U. de enseñanza del Posgrado del CCG

Temario:

I. Introducción a la genética de poblaciones

a) Objetivos y metas de las genética de poblaciones.
b) Breve historia de la genética de poblaciones y de la evolución molecular.
c) Breve repaso de genética clásica y molecular.
1 hora

II. La lucha por medir la variación en las poblaciones naturales y la ley del equilibrio de Hardy-Weinberg.

a) Marcadores morfológicos.
b) Alozimas/ Isozimas.
c) Variación a nivel ADN: métodos moleculares (i.e., RFLPs, PCR, clonación, secuencias, RAPDs, AFLPs, microsatélites, etc.) y patrones.
d) La ley del equilibrio de Hardy-Weinberg.
e) Complicaciones a Hardy-Weinberg: Diferencias entre sexos, genes ligados al sexo y más de dos alelos.
f) El problema de la estimación empírica de las frecuencias alélicas.
g) Medidas de variación genética y de distancia genética.
1 horas

III.- La selección natural.

a) Diferentes tipos de selección natural.
b) El modelo básico de selección.
c) Complicaciones al modelo básico: genes ligados al sexo y alelos múltiples.
d) Selección en viabilidad.
e) Selección sexual y apareamiento clasificado negativo (negative assortative mating).
f) Selección gamética y alelos de incompatibilidad.
g) El problema de estimar la intensidad de la selección en el campo.
h) Modelos ecológicos, variación espacial y temporal y selección dependiente de la frecuencia.
2 horas

IV.- La endogamia:

a) El coeficiente de endogamia y el equilibrio de Hardy-Weinberg.
b) Autofertilización total y parcial: teoría y estimaciones.
c) Estimación de la endogamia a partir de pedigris.
e) La endogamia en las poblaciones naturales.
f) La “depresión” por endogamia.
e) “Kin selection”.
f) Reproducción asexual.
1 hora

V. La deriva génica y el tamaño efectivo de las poblaciones.

a) ¿Que es la deriva génica?
b) Un enfoque de matrices de transición.
c) Efecto de fundador y cuellos de botella.
d) El tamaño efectivo de las poblaciones, definiciones y métodos ecológicos y genéticos para su estimación.
e) Deriva génica y selección natural.
1 horas

VI. El flujo génico y la estructura de las poblaciones.

a) El modelo continente-islas de flujo génico.
b) El efecto Wahlund.
c) Estimaciones directas e indirectas de flujo génico.
d) Los estadísticos F de Wright.
e) Flujo génico y deriva.
f) Flujo génico y selección.
1 hora

VII. La mutación.

a) Historia natural de la mutación.
b) Modelos básicos de mutación.
c) Balance selección-mutación.
d) Mutación en poblaciones finitas: el modelo de alelos infinitos y el modelo de mutaciones por pasos.
e) El problema de la estimación de las tasas de mutación
1 hora

VIII. Modelos de varios genes:

a) El desequilibrio de ligamiento I: teoría básica y métodos de estimación
b) El desequilibrio de ligamiento II: relación con las fuerzas evolutivas.
c) Selección en varios genes.
d) Hitchiking.
e) Recombinación, sexualidad, “Muller ratchet”, y selección de fondo.
1 hora

IX.  Genética de poblaciones molecular.

a) Estimación de variación genética a nivel molecular.
b) El modelo de sitios infinitos.
c) La prueba de Tajima y otras pruebas relacionadas.
d) La prueba de Ewens-Watterson.
e) Pruebas HKA y MK.
f) Filogeografía.
1 hora

X: Ejercicios prácticos y simulaciones en computadora : 4 horas.


Bibliografía:

Las presentaciones Powerpoint de las clases estarán disponibles desde antes y después del curso en nuestro sitio de internet.

A los alumnos se les entregara un CD conteniendo estas presentaciones, algunos programas para analizar datos de genética de poblaciones y evolución molecular y los juegos de datos que se analizaran en clase, y el pdf del texto “Ecología Molecular”, que también estará disponible para su compra.

Se utilizaran dos textos como referencia básica:

Eguiarte Luis E., V. Souza y X. Aguirre (Compiladores). 2007. Ecología molecular. Semanrant, Conabio, Inst. de Ecología UNAM. D. F., México.574 págs. Este libro estara disponible como pdf sin costo en nuestro sitio de internet. 

Hedrick, P.W. 2005. Genetics of populations. Second edition. Jones and Bartlett publishers.Sudbury, Massachusetts. 553 págs. Este libro se puede conseguir de Amazon.

Otras referencias:

Avise J.C. 2000. Phylogeography. The history and formation of species. Harvard University press. Cambridge Massachusetts. 447 págs. Revisión actualizada de diferentes aspectos de evolución a nivel poblaciones, principalmente usando mitocondria en animales.
Gillespie, J.H. 2004. Population Genetics. A concise guide. Second edition. The John Hopkins Univesity press. Baltimore, 214 págs. Un texto compacto, relativamente económico y actualizado.
Hartl, D. L. y A.G. Clark. 1989. Principles of population genetics, 2nd edition, Sinauer. Sunderland Massachusetts. 682 págs.
Hartl D.L. y A. G. Clark. 1997  Principles of population genetics, 3rd edition, Sinauer, Sunderland, Mass. 542 págs. Otro texto “clásico” y excelente de Genética de Poblaciones. La tercera edición es una versión simplificada, y ligeramente actualizada de la segunda, pero recomendamos la segunda por su mayor detalle.
Hillis, D.M., D. Moritz and B.K. Mable (eds.) 1996. Molecular systematics. 2nd edition. Sinauer, Suderland Massachusetts. Buen texto con énfasis en la parte empírica de varios de los temas que toca este curso, aunque ya se siente su edad (estimación frecuencias alélicas, métodos moleculares, reloj molecular, reconstrucción filogenética).
Li, W. H. 1997. Molecular evolution Sinauer, Sunderland, Massachusetts. 487 pags. Excelente texto avanzado de evolución molecular.
Page R.D.M. y E. C. Holmes. 1998. Molecular evolution: A phylogenetic approach. Blackwell, Oxford. 346 pags. Un buen texto básico de evolución molecular.

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