teoría de la coalescencia

LA TEORÍA DE LA COALESCENCIA 

Esta teoría es un modelo retrospectivo basado en la genealogía de los alelos. Usa un modelo básico (normalmente el modelo Wright-Fisher en el que solo hay estocasticidad en la reproducción) para describir la dinámica de la unión de los linajes hasta un ancestro común. Así se establecen diferentes hipótesis (incluyendo otros procesos como mutación, migración o recombinación) acerca de cómo sería la distribución de la variación genética usando diferentes escenarios de coalescencia y la estimación de otros parámetros genéticos, como el tamaño efectivo poblacional y el tiempo al ancestro común más reciente. Esta teoría surge como una extensión natural de la genética de poblaciones clásica, tomando también algunas características e ideas seminales de la filogenia y de la teoría neutral de la evolución molecular (Hein et al. 2005). (citados por Piñeros et. al 2008)

El modelo de deriva genética de Fisher-Wright.

Fisher (1930) y Wright (1931) analizaron las consecuencias del muestreo binomial que ocurre en poblaciones pequeñas, cuando el proceso de muestreo se repite generación tras generación. Desarrollaron un modelo matemático, conocido como el modelo de Fisher-Wright o Wright-Fisher, que permite obtener la distribución de frecuencias génicas entre poblaciones sujetas a un proceso de deriva genética. Si una población tiene 2N genes alélicos con respecto a un determinado locus, y hay 2 alelos (B y N) segregando en la población, podemos definir el estado de esa población en función del número de alelos N presentes. Por tanto, los estados posibles son: 0, 1, 2,....2N. Los estados 0 y 2N se denominan estados absorbentes, representan las fijaciones, y una vez que la población alcanza ese estado, está atrapada, no puede salir de ahí.Partiendo de las propiedades de la distribución binomial, se puede calcular la probabilidad de que una población pase de tener i copias del alelo N en una generación, a tener j copias de ese alelo en la generación siguiente. Esta probabilidad se denomina probabilidad de transición y viene dada por la expresión (Paginas de docencia de Joaquina de la Torre Escudero). 

La teoría de la coalescencia relaciona los patrones de ancestria común entre una muestra de genes y el tamaño y la estructura de la población total (Kingman, 1982a, b; Kuhner, 2008), es por ello que el tiempo de coalescencia para una muestra, será el tiempo de coalescencia de toda la población.Ya que mientras más individuos se agregan a la muestra, es posible acercarse más al tiempo de coalescencia de la población. Debido a la naturaleza estocástica de la muestra, los tiempos de coalescencia para un locus pueden variar entre distintas muestras. Asimismo, resulta esencial integrar varios loci para obtener valores estadísticos más exactos acerca de la distribución de los tiempos de coalescencia (Nordborg, 2000). (Citados por Ramírez, s.f)

La utilidad de la teoría de la coalescencia se debe principalmente a tres características: 1) se trata de una teoría basada en una muestra, dado que para el estudio de una población general se toma en cuenta una muestra de individuos de esa población y se considera que una teoría que describe las propiedades de una muestra es más relevante que la teoría de la genética de poblaciones clásica que describe las propiedades de toda la población; 2) se trata de una aproximación altamente eficiente ya que emplea algoritmos en la simulación de muestras poblacionales sujetas a varios modelos evolutivos permitiendo que diversos aspectos de los mismos se examinen numéricamente; y 3) la teoría puede analizar de manera adecuada la gran cantidad de datos moleculares disponibles, tales como secuencias de DNA, las cuales contienen información sobre las relaciones ancestrales de los individuos muestreados (Fu y Li, 1999). Es decir, los procesos de coalescencia garantizan conexiones filogenéticas entre los genotipos de una especie, en este sentido un evento coalescente ocurre cuando dos linajes de moléculas de DNA se fusionan en una sola molécula en algún tiempo en el pasado (Templeton, 2006). (Citados por Ramírez, s.f)

Además, es posible inferir cambios históricos del tamaño poblacional con base en poblaciones actuales y a su vez combinarlos con filogenias y genealogías para determinar si la población ha sido constante, si ha crecido o bien si ha sufrido algún decremento exponencial a través del tiempo. Se ha visto en algunos estudios que el tiempo de coalescencia no solo se ve afectado por el tamaño efectivo de la población (Ne), sino también por las fluctuaciones en el tamaño poblacional, debido a la selección natural y migración (Avise, 2000; Vázquez-Domínguez et al., 2009). (Citados por Ramírez, s.f)

Bibliografia

Anahi Esquivel Ramírez, (s.f). Genetica de poblaciones: una revision de la teoria de la coalescencia. On line en: http://www.uaeh.edu.mx/scige/boletin/icbi/n2/e3.html