Frecuencias Génicas y Genotípicas en Poblaciones Animales: Ejercicios Resueltos

Ejercicios de Genética de Poblaciones

Ejercicio 1: Mink (Visón)

En el mink, la serie alélica para color incluye: oscuro natural, azul plateado y platino. El color oscuro natural es el más dominante, y el platino es recesivo a todos. En una población se observaron: 900 oscuros, 80 azul acerado y 20 platinos. Se pide determinar las frecuencias génicas y genotípicas, así como su significado e importancia.

Respuesta:

F(platino) = f(pp) = r² = 0.02. Asumiendo el equilibrio de Hardy-Weinberg:

F(p) = √0.02 = 0.1414.

Para estimar la frecuencia del gen azul acerado, se suman las frecuencias de los fenotipos azul y platino: f(azul) + f(platino) = q² + 2qr + r² = 0.08 + 0.02 = 0.10

Factorizando: (q + r)² = 0.10

Sacando la raíz cuadrada en ambos lados de la ecuación y despejando q, dado que r ya se estimó: q = √0.1 – r = 0.3162 – 0.1414 = 0.1748.

La frecuencia del gen para el color oscuro se obtiene por diferencia: f(P) = p = 1 – q – r = 1 – (0.1414 + 0.1748) = 0.6838.

Las frecuencias genotípicas estimadas se encuentran en el cuadro.

Las frecuencias génicas y genotípicas indican, en términos relativos, la abundancia o rareza de los genes y genotipos en la población. Su importancia radica en la caracterización genética de las poblaciones, permitiendo no solo predecir el comportamiento de la población, sino también conocer la probabilidad de que un animal con un fenotipo tenga un genotipo dado.

Ejercicio 2: Ganado Angus

En el ganado Angus, el color negro del pelaje es dominante sobre el color rojo. En un hato, 1200 animales son de color negro y 300 de color rojo.

• ¿Cuáles son las frecuencias génicas y genotípicas en la población?

La frecuencia del gen para color rojo: f(rojo) = f(rr) = q² = 0.2, entonces f(r) = q = √0.2 = 0.4472.

La frecuencia del gen para color negro es: f(R) = 1 - f(r) = 1 – 0.4472 = 0.5528.

• ¿Cuál es el significado de las frecuencias del inciso anterior?

Se asume que la población, en el momento del registro de los animales, estaba en equilibrio de Hardy-Weinberg.

• El ganadero escoge como reproductores a animales negros. ¿Cuál es la probabilidad de que sean heterocigotos?

Se seleccionaron animales de color negro y se está interesado en la posibilidad de que entre ellos haya portadores del gen para color rojo. Entonces:

P(heterocigoto/negro) = 2pq / (p² + 2pq) = (2(0.5528)(0.4472)) / (0.5528² + 2(0.5528)(0.4472)) = 0.4944 / 0.8 = 0.6180.

• Si el ganadero desea disminuir la presencia del color rojo en su hato, puede comprar animales de un hato en el que solo el 1% de los animales son de color rojo o bien hacer selección.

• • ¿Cuál es el cambio en la frecuencia del gen rojo si la tasa de migración es del 25%?

Primero, se definen las poblaciones involucradas: la nativa (la del ganadero) y la de migración (donde comprará los animales).

En la población nativa, se estimó f(r) = 0.4472 = q_o.

En la población de migración: f(rojo) = 1/100 = 0.01. La frecuencia del gen recesivo será: f(r) = √0.01 = 0.1 = q_m.

La tasa de migración, según el problema, es de 0.25 = m.

El cambio en la frecuencia del gen para color rojo es:

Δq = m(q_m – q_o) = 0.25(0.1 – 0.4472) = –0.0868.

• • ¿Cuál es el cambio si en la selección se elimina el 25% de los animales rojos?

Con base en la información de la pregunta 3 y este inciso de la pregunta 4, tenemos: q = 0.4472, s = 0.25. La fórmula del cambio en la frecuencia del gen recesivo cuando la selección es contra el homocigoto recesivo es:

Δq = –((sq²(1 – q)) / (1 – sq²)) = –(0.25(0.4472²)(0.5528) / (1 – 0.25(0.4472²))) = –0.02909.

• • Compare los resultados de los incisos a y b. ¿A qué se deben sus diferencias?

El cambio estimado por migración fue mayor al estimado por selección. El esquema más favorable sería la compra de animales, aunque tiene costos más elevados.

• • Si el ganadero eliminara todos los animales de color rojo, ¿cuántas generaciones debería esperar para que la frecuencia del gen de color rojo sea de 0.2?

n = (1/0.2) – (1/0.4472) = 5 – 2.23 = 2.764 generaciones.

Ejercicio 3: Ganado Shorthorn

En el ganado Shorthorn, el color puede ser rojo, roano y blanco. El roano es heterocigoto y los otros dos colores son homocigotos. En un hato se contaron 250 rojos, 250 roanos y 500 blancos. Los coeficientes de selección de los rojos, roanos y blancos son 0.1, 0 y 0.2, respectivamente.

Frecuencias génicas y genotípicas en la población:

• • ¿Cuál será la frecuencia del gen para el color blanco en la siguiente generación?

La selección favorece a los heterocigotos (roanos), que tienen una mayor tasa reproductiva y/o de supervivencia. s₁ es el coeficiente de selección para los rojos y s₂ para los blancos.

q₁ = (0.625 – (0.5)(0.1)(0.375) – (0.2)(0.625)) / (1 – (0.1)(0.375²) – (0.2)(0.625²)) = 0.6705

La frecuencia del alelo dominante es 1 – 0.6705 = 0.3295.

• • ¿Cuál es la frecuencia para cada fenotipo en la siguiente generación?

• • ¿Cuál fue el impacto de la selección?

El cambio en la frecuencia del gen de color blanco fue: 0.6705 – 0.625 = 0.0455.

Ejercicio 4: Mosca de la Fruta

En la mosca de la fruta, el color del cuerpo puede ser gris (dominante) o amarillo (recesivo), y es una característica ligada al sexo. Se cruzan machos con cuerpo gris y hembras homocigotas con cuerpo amarillo.

• • ¿Cuál es la frecuencia del gen para el color amarillo en machos y hembras en los progenitores?

F(a)_M = 0 y F(a)_H = 1.

• • ¿Cuál es la frecuencia del gen para color amarillo en machos y hembras entre las progenies?

F(a)_M = 1 y F(a)_H = 0.5.

• • ¿Cuáles son las frecuencias genotípicas y fenotípicas entre los progenitores y entre las progenies?

• • ¿Está la población en equilibrio de Hardy-Weinberg?

No.