¿Qué es la variabilidad genética?
La variabilidad genética se refiere a la variación en el material genético de una población o especie e incluye los genomas. Para que la selección natural actúe sobre un carácter, debe haber algo que seleccionar, es decir, múltiples alelos para el gen que codifica ese carácter. Además, cuanta más variación haya, más evolución habrá. Ronald Fisher demostró matemáticamente que cuantos más alelos haya para un gen, más probable es que uno de ellos se imponga al resto (ser corregido). Esto implica que cuanto mayor sea la variabilidad genética de una población, mayor será la tasa de evolución. Esto se conoce como “Teorema llamado modo de selección natural de los osos fundamentales que establece y varía en cambios y transformaciones”.
Los casos más evidentes de variabilidad genética de las especies son las especies domesticadas, donde los humanos utilizan la variabilidad para criar razas y variedades de maíz, frijoles, manzanas, calabazas, caballos, vacas, ovejas, perros y gatos, entre otros.
Gran parte de la variación en los individuos proviene de los genes, es decir, de la variabilidad genética. La variabilidad genética es causada por mutaciones, recombinaciones y alteraciones en el cariotipo (número, forma, tamaño y disposición interna de los cromosomas). Los procesos que dirigen o eliminan la variabilidad genética son la selección natural y la deriva genética.
La variabilidad genética permite la evolución de la especie, ya que en cada generación sólo una fracción de la población sobrevive y se reproduce transmitiendo características particulares a su progenie.
Fuentes principales de variabilidad genética
1. Las mutaciones son cambios en el ADN. Una sola mutación puede tener un efecto considerable, pero en la mayoría de los casos, el cambio evolutivo se basa en la acumulación de muchas mutaciones.
Flujo
2. El gen es cualquier transferencia genética de una población a otra y es una fuente importante de variabilidad genética.
3 – La sexualidad puede dar lugar a nuevas combinaciones genéticas en una población; esta recombinación genética es otra fuente importante de variabilidad genética.
Variaciones Genéticas y Reservorios
Las poblaciones permiten el estudio de la variación genética. Una población es un grupo de individuos de la misma especie que se reproducen por endogamia. A medida que los miembros de una población se cruzan, comparte un grupo de genes llamado reserva genética, que está formado por todos los genes presentes en una población, incluyendo sus diferentes alelos. La frecuencia relativa de un alelo es el número de veces que el alelo se manifiesta en un conjunto de genes en comparación con el número de veces que se manifiestan otros alelos del mismo gen. La frecuencia relativa suele expresarse en porcentaje. Las reservas de genes son importantes para la teoría de la evolución, ya que la evolución causa cambios en una población con el tiempo. En términos genéticos, la evolución es cualquier cambio en la frecuencia relativa de alelos en una población. Por ejemplo, si la frecuencia relativa del alelo N en una población de ratones cambiara con el tiempo al 30%, diríamos que la población está evolucionando.
¿En qué parte del ciclo celular se da la variación genética?
Una mutación es cualquier cambio en una secuencia de ADN. Las mutaciones pueden ser causadas por errores en la replicación del ADN, radiación o químicos en el ambiente. Las mutaciones no siempre afectan el fenotipo de un organismo, es decir, sus características físicas, de comportamiento y bioquímicas. Por ejemplo, un codón de ADN alterado de GGA a GGU codificará el mismo aminoácido, la glicina. Esta mutación no tiene ningún efecto sobre el fenotipo. Sin embargo, en muchas mutaciones, afectan al fenotipo. Algunos incluso afectan la eficacia biológica de un organismo o la capacidad de sobrevivir y reproducirse en su entorno. Otras mutaciones pueden no afectar la eficacia biológica.
Combinación genética
Las mutaciones no son la única fuente de variación hereditaria. La mayoría de las diferencias heredadas se deben a la combinación de genes que ocurre durante la reproducción de los gametos. Debe recordarse que cada cromosoma de un par homólogo se mueve independientemente durante la meiosis. Por lo tanto, los 23 pares de cromosomas que tienen los humanos pueden reproducir 8,4 millones de combinaciones genéticas diferentes.
También durante la meiosis ocurre otro proceso, el cruce. El cruce aumenta aún más la cantidad de genotipos diferentes que pueden aparecer en la descendencia. Cuando los alelos se recombinan durante la reproducción sexual, pueden reproducir fenotipos muy diferentes. Por lo tanto, la reproducción sexual es una fuente importante de variación en muchas poblaciones.
Causas de variación genética
- Las razones de la variación en la descendencia son: Mezcla aleatoria de los genes de los padres. En los seres diploides los cromosomas homólogos (contienen genes para los mismos caracteres) se heredan de uno de los padres y otro del otro, produciendo combinaciones aleatorias de caracteres.
- Combinaciones de cromosomas: Los gametos también son diferentes entre sí porque cada uno recibe una copia aleatoria de cada tipo de cromosoma.
- Recombinación de genes: Ocurre durante la profase de la meiosis I, y se produce la reticulación entre una de las dos cromátidas de los cromosomas homólogos, de forma que las cromátidas resultantes son diferentes entre sí y originales.
Biología del desarrollo
La biología del desarrollo es una disciplina en continua renovación, cuyo objetivo es responder al antiguo rompecabezas de cómo un ser vivo se construye a partir de una sola célula y termina con miles de millones de ellos funcionando correctamente. Abarca, por lo tanto, los mecanismos de desarrollo, diferenciación y crecimiento de animales y plantas a nivel molecular, celular, fisiológico y genético. Las técnicas moleculares han localizado proteínas que se encargan de proporcionar organizadores, inductores y generar estructuras y propiedades orgánicas, así como genes que codifican una dinámica temporal que mantiene un equilibrio preciso entre forma y función. La Biología del Desarrollo se enfrenta actualmente a retos con repercusiones muy importantes en Biomedicina: la integración de genes, proteínas, células, tejidos y órganos en el desarrollo del individuo. Los problemas que afectan el momento de la división celular o la posición que ocupan las células dentro del embrión producirán malformaciones muy variadas. La comprensión de los mecanismos de desarrollo embrionario, fetal y postnatal permitirá comprender las causas biológicas de las enfermedades que nos afectan.
La variabilidad en el genoma humano puede ocurrir de diferentes maneras. Uno de ellos son los simples polimorfismos nucleótidos (SNPs). En otras ocasiones, la variación ocurre a mayor escala, por ejemplo, cuando un segmento de ADN de cientos o incluso miles de pares de bases es diferente entre las personas. Tal vez yo tenga tres copias de este extracto y tú tienes dos. O tal vez es una situación en la que yo tengo los genes en el orden ABC y tú los tienes en el orden ACB porque tienes una inversión en ese lugar. Pero no todas estas variaciones tienen que ser patológicas. De hecho, la mayoría de ellos no lo son, es un tipo diferente de variación que, en algunos casos, puede representar un riesgo de sufrir una enfermedad genética.
Variación genética y teoría de la evolución
La teoría de la evolución nos dice que para asegurar la supervivencia a largo plazo de una especie no es suficiente para mantener a los individuos de esa especie, también es necesario preservar su capacidad de evolucionar con los cambios en las variables ambientales, es decir, hay que mantener a los individuos y la variabilidad genética.
La teoría evolutiva predice el riesgo de extinción o de disminución de la población debido a la baja variabilidad genética, aunque los científicos aún no han encontrado ejemplos definitivos de especies amenazadas en la actualidad; sin embargo, todavía están investigando esta posibilidad. El estudio de caso de la onza, famosa por su baja variabilidad genética, sugiere el tipo de peligros posibles. Cuando los gatos en cautiverio en una colonia de cría de gatos grandes en Oregon fueron expuestos a un virus potencialmente mortal, que devastó la población de guepardos, matando a cerca de la mitad de los individuos directa o indirectamente, pero ninguno de los leones llegó a mostrar síntomas.
Aunque este ejemplo no es concluyente, es posible que la baja variabilidad genética de las onzas, a diferencia de la mayor variabilidad de los leones, signifique que ninguna de ellas tenga las variables genéticas del sistema inmunológico adecuadas para la ilusión de la enfermedad. Es posible que otras epidemias similares maten a otras especies vulnerables con poca variabilidad genética, aumentando la probabilidad de su extinción.