Genética de populações

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Fatores Evolutivos II
Fatores Evolutivos
Estrutura genética de uma população
Estrutura genética de uma população
Grupo de indivíduos de 
uma mesma espécie 
que podem entrecruzar.
Estrutura genética de uma população
Grupo de indivíduos de 
uma mesma espécie 
que podem entrecruzar.
• Alelos
• Genótipos
Padrão das variações genéticas nas populações
Mudanças na estrutura gênica através do tempo
Porquê a variação 
genética é importante?
Como a estrutura 
genética muda?
Fatores 
Evolutivos?
Frequência genotípica
Frequência alélica
Variação genética no espaço e tempo
Porquê a variação genética é importante?
Potencial para mudanças na estrutura genética
• Adaptação à mudanças ambientais
• Conservação ambiental
• Divergências entre populações
• Biodiversidade
Porquê a variação genética é importante?
variação
não variação
EXTINÇÃO!!EXTINÇÃO!!EXTINÇÃO!!EXTINÇÃO!!
AquecimentoAquecimentoAquecimentoAquecimento
globalglobalglobalglobal SobrevivênciaSobrevivênciaSobrevivênciaSobrevivência
Porquê a variação genética é importante?
variação
não variação
Porquê a variação genética é importante?
variação
não variação
divergênciadivergênciadivergênciadivergência
NÃO DIVERGÊNCIA!!NÃO DIVERGÊNCIA!!NÃO DIVERGÊNCIA!!NÃO DIVERGÊNCIA!!
Como a estrutura genética muda?
Como a estrutura genética muda?
Mudanças nas freqüências alélicas e/ou 
freqüências genotípicas através do tempo
Como a estrutura genética muda?
Mudanças nas freqüências alélicas e/ou 
freqüências genotípicas através do tempo
• mutação
• migração
• seleção natural
• deriva genética
• Casamento preferencial
Como a estrutura genética muda?
• mutação
• migração
• seleção natural
• deriva genética
• Casamento preferencial
Como a estrutura genética muda?
• mutação
• migração
• seleção natural
• deriva genética
• Casamento preferencial
Mudanças no DNA
• Surgimento novos alelos
• Fonte final de toda 
variação genética
Mutação
Como a estrutura genética muda?
• mutação
• migração
• seleção natural
• deriva genética
• Casamento preferencial
Movimento de indivíduos 
entre populações
Introduz novos alelos, 
modificação na frequência alélica
“Fluxo gênico”
Fluxo gênico (migrações, mistura populacional)
O fluxo gênico tende a homogeneizar populações 
separadas que compartilharão mais variações, 
retardando o processo de especiação.
Introduz genes novos ou aumenta a freq. do gene antes presente.
Adaptabilidade (f)
Medida do nº prole de animais que 
sobrevivem até a idade reprodutiva 
quando comparados com um grupo 
controle.
f = 1 se o alelo mutado tiver a mesma probabilidade do alelo 
normal de passar para a geração seguinte.
f = 0 se o alelo mutado causar morte ou esterilidade.
Coeficiente de seleção = medida da perda de adaptabilidade 
(s= 1 – f). 
Calculo da nova frequências genica
População Original, frequência do alelo A: 0,7
Frequência na população imigrante do mesmo alelo A: 0,4
Nova frequência deste alelo na população mista, imaginando que a população 
de imigrantes é 10% do total da população original:
Proporção de 90% da população original para 10% da população doadora
(imigrante)
0,9 - proporção alélica de A na população original
0,1 - proporção alélica de A na população imigrante (doadora) 
(0,9 x 0,7) + (0,1 x 0,4) = 0,67 Nova frequência alélica na população mista.
Ex. Determinar a migração de um respectivo povo utilizando a frequência de um 
alelo encontrado especificamente nesta população (europeus) em outra 
população (africanos), comparando sua frequência com uma terceira população 
(negros EUA)
Migração
Após fusão: frequências calculadas pelas 
suas medias aritméticas
Distância genética entre populações 
(não ocorre migração)
� As populações tendem a diferir com o passar do tempo....
� Mutações introduzem alelos únicos em cada população e as frequencias de 
todos os alelos mudam aleatoriamente em cada uma delas...
� Quanto maior o tempo decorrido desde que duas poulações divergiram, 
maior será a diferença em suas frequências gênicas.
Como a estrutura genética muda?
• mutação
• migração
• seleção natural
• deriva genética
• Casamento preferencial
Certos genótipos deixam 
mais descendentes
• Diferenças na sobrevivência 
ou reprodução
diferenças na “aptidãodiferenças na “aptidãodiferenças na “aptidãodiferenças na “aptidão
• Leva à adaptação
Seleção Natural
Resistência à sabão bactericida
1ª geração: 1,00 não resistente
0,00 resistente
Seleção Natural
Resistência à sabão bactericida
1ª geração: 1,00 não resistente
0,00 resistente
Seleção Natural
Resistência à sabão bactericida
1ª geração: 1,00 não resistente
0,00 resistente
mutação!mutação!mutação!mutação!
2ª geração: 0,96 não resistente
0,04 resistente
Seleção Natural
Resistência à sabão bactericida
1ª geração: 1,00 não resistente
0,00 resistente
2ª geração: 0,96 não resistente
0,04 resistente
3ª geração: 0,76 não resistente
0,24 resistente
Seleção Natural
Resistência à sabão bactericida
1ª geração: 1,00 não resistente
0,00 resistente
2ª geração: 0,96 não resistente
0,04 resistente
3ª geração: 0,76 não resistente
0,24 resistente
4ª geração: 0,12 não resistente
0,88 resistente
Seleção Natural pode causar 
divergência em populações
divergênciadivergênciadivergênciadivergência
� Transferência da Resistência aos antibióticos: Plasmídios
Seleção sobre os alelos 
da anemia falciforme
aa – ß hemoglobina anormal
Anemia falciforme
BaixaBaixaBaixaBaixa
aptidãoaptidãoaptidãoaptidão
MédiaMédiaMédiaMédia
aptidãoaptidãoaptidãoaptidão
AltaAltaAltaAlta
aptidãoaptidãoaptidãoaptidão
Aa – Ambas ß hemoglobinas
resistente à malária
AA – ß hemoglobina normal
Vulnerável à malária
A seleção favorece os heterozigotos (Aa)
Ambos alelos são mantidos na população (a em baixa freqüência)
Como a estrutura genética muda?
• mutação
• migração
• seleção natural
• deriva genética
• Casamento preferencial
Mudança genética 
simplesmente ao acaso
• Erros de amostragem
• Sub-representação
• Populações pequenas
Deriva Genética
8 RR
8 rr
2 RR
6 rr
0.50 R
0.50 r
0.25 R
0.75 r
Antes:
Depois:
Deriva Genética
... outra causa das altas frequências para alelos de condições deletérias ou letais 
em uma população.
= flutuação da frequência alélica aleatória que opera em um pequeno pool de 
genes contido em uma população pequena. 
População pequena
Fatores aleatórios como 
sobrevida ou fertilidade 
aumentada
Geração seguinte
Efeito do fundador
Frequência da nova população diferente da população de origem.
Princípio do fundador: tipo extremo de deriva, na qual uma pequena porção do 
indivíduos migra, dando origem a uma população diferente da original.
Efeito Gargalo
Quando uma população sofre dramática 
redução no tamanho
A taxa de infertilidade na chita é muito elevada e foi
causada por uma redução dramática do tamanho da
população ocorrida há muito tempo. Após este
gargalo de garrafa, a consanguinidade aumentou
muito e muitos alelos foram perdidos, resultando em
grande perda de diversidade genética.
O gargalo de garrafa está 
relacionado com a 
redução de tamanho de 
uma única população que 
anteriormente era grande.
O efeito fundador está 
relacionado com o processo 
de colonização.
Como a estrutura genética muda?
• mutação
• migração
• seleção natural
• deriva genética
• Casamento preferencial
Causa mudanças nas 
freqüências alélicas
Como a estrutura genética muda?
• mutação
• migração
• seleção natural
• deriva genética
• Casamento preferencial
Casamento combina os 
alelos dentro do genótipo
Casamento não aleatório
Combinações alélicas 
não aleatórias
Grau de correlação genética
Reprodução Endogamia (grau de correlação genética, genoma inteiro)
População endôgamica: Reprodução entre parentes ocorre de forma mais 
frequentemente do que ocorreria por acaso.
Exogamia ou endogamia negativa: Reprodução entre parentes é menos 
comum do que a por acaso.
Reprodução preferencial (grau de semelhança,uma característica)
Positiva: Ocorre entre parceiros similares 
Negativa: Ocorre entre parceiros diferentes fenotipicamente
Consequência - Aumento da homozigose
Coeficiente de endocruzamento
Probabilidade de dois alelos serem idênticos por descendência
Ano
Acasalamentos 
não produtivos (%)
Tamanho médio 
de ninhada
Mortalidade desde 
o nascimento até 4 
semanas (%)
1887 0 7,50 3,9
1888 2,6 7,14 4,4
1889 5,6 7,71 5,0
1890 17,4 6,58 8,7
1891 50,0 4,58 36,4
1892 41,2 3,20 45,5
Efeitos da Endogamia em ratos
Os anos 1887 – 1892 cobrem aproximadamente 30 gerações de acasalamentos 
pais x filhos e acasalamentos entre irmãos. (De Lerner 1954)
ENDOGAMIA
(Como acasalamento entre indivíduos aparentados)
Variação genética em populações 
naturais
O estudo da variação consiste em dois estágios:
1) Descrição da variação fenotípica
2) Tradução dos fenótipos em termos genéticos
Genótipo Freqüências alélicas
População MM MN NN p (M) q (N)
Esquimós 0,835 0,156 0,009 0,913 0,087
Aborígines australianos 0,024 0,304 0,672 0,176 0,824
Egípcios 0,278 0,489 0,233 0,523 0,477
Alemães 0,297 0,507 0,196 0,550 0,450
Chineses 0,332 0,486 0,182 0,575 0,425
Nigerianos 0,301 0,495 0,204 0,548 0,452