estadística en la genética
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Por: Rafael Moreno
Juan C. Morales
Definición:
La genética es una rama de las ciencias
biológicas, cuyo objeto es el estudio de los patrones
de herencia, del modo en que los rasgos y las
características se transmiten de padres a hijos.
La herencia y la variación constituyen la base
de la Genética.
En la prehistoria, los seres humanos aplicaron
sus intuiciones sobre los mecanismos de la herencia
a la domesticación y mejora de plantas y animales.
En la investigación moderna, la Genética
proporciona herramientas importantes para la
investigación de la función de genes
particulares, como el análisis de interacciones
genéticas
Los genes contienen la información necesaria
para determinar la secuencia de aminoácidos para
la síntesis de proteínas. Éstas, a su
vez, desempeñan una función importante en la
determinación del fenotipo final, o apariencia
física, del organismo.
El objeto de estudio de la genética
son los patrones de herencia, es
decir, el modo en que los rasgos y
las características se transmiten
de padres a hijos.
Los genes están formados por
segmentos de una molécula que
codifica la información genética
en las células, denominada ácido
dexoxirribonuclueico( ADN)
Actualmente hay unasubdisciplina en la que el manejo
de datos es crucial para el entendimiento y comprensión de
esta transmisión de caracteres.
Genética Cuantitativa:
Disciplina que estudia el
efecto, sobre una característica o
fenotipo, de un número grande de
genes.
Generalmente se basa en técnicas
matemáticas y estadísticas que
asumen, entre otras cosas, un
número infinito de genes controlando
caracteres de importancia como
producción de leche, carne
, lana, hormonas o aceites o
diversas sustancias que son útiles
en medicina.
He aqui unas cuantas referencias
que se obtienen al respecto de
uso de Estadísticas en la
Genética Cuantitativa
“La caracterización de la diversidad genética, su estructura y sus relaciones con su origen geográfico y ambiental, es crítica para la conservación y su utilización. Análisis moleculares del ADN de plantas, combinado con herramientas estadísticas, ofrecen una poderosa ventaja para evaluar la diversidad genética” Instituto Alexander Von Humboldt, Universidad Nacional de Colombia - Bogotá, CIAT
El mejoramiento genético es el arte y la ciencia de incrementar el rendimiento o la
productividad, la resistencia a agentes abióticos y bióticos adversos, la belleza, la calidad o el
rango de adaptación de las especies animales y vegetales domésticas por medio de los cambios en el genotipo (la constitución genética) de los
individuos. Como disciplina científica está basada en las leyes de la herencia, la genética
cuantitativa y la genética de poblaciones.
copyright © 1995-2008, CRITICA EN LINEA
Escrito por Consejo de Mejoramiento Genético Indablunes, 21 de mayo de 2007
“El exitoso desarrollo y aplicación de la genética en la industria ganadera se debe a varias razones, entre ellas: …
Desarrollo de sofisticadas técnicas estadísticas que
permiten analizar información conjunta del individuo y sus
parientes.
Creación de programas de registros de producción y
conformación.
Uso de moderna tecnología computacional que permite
analizar registros de millones de animales al mismo
tiempo.
Aquí hay un ejemplo de como las estadísticas
fueron importantes parael comienzo de la
Genética
Aunque ya desde la prehistoria se
manipulaban los caracteres de los
animales domésticos, es en el siglo XIX
que se forjan los fundamentos de la
genética moderna
Veamos el análisis de los guisantes de Gregor
Mendel:
Siete caracteres analizados por Mendel se
comportaron de igual forma en los cruzamientos
realizados cuando los analizaba por separado. Los
resultados que obtuvo fueron los siguientes:
Fenotipo parental F1 F2 Relación
1 Semilla lisa x rugosa Todas lisas 5474 lisas y 1850 rugosas 2.96 : 1
2 Semilla amarilla x verde Todas amarillas 6022 amarillas y 2001 verdes 3.01 : 1
3 Flores púrpuras x blancas Todas púrpuras 705 púrpuras y 224 blancas 3.15 : 1
4 Legumbre lisa x
estranguladaTodas lisas 882 lisas y 299 estranguladas 2.92 : 1
5 Legumbre verde x amarilla Todas verdes 428 verdes y 152 amarillas 2.82 : 1
6 Flores axiales x terminales Todas axiales 651 axiales y 207 terminales 3.14 : 1
7 Talla normal x enana Todas normal 787 largos y 277 cortos 2.84 : 1
Aquí se ve claramente el uso de datosestadísticos bajo el formato de razones.
Alelo. Cada una de las alternativas que puede tener un gen de un carácter. Por ejemplo el gen que regula el color de la
semilla del chicharo presenta dos alelos, uno que determina color verde y otro
que determina color amarillo.
Otra aplicación temprana de las Estadísticas:
A inicios de la primera década del siglo XX, William
Bateson y R.C. Punnet estaban analizando la
herencia en una variedad de guisante.
Estudiaban dos genes: uno que afectaba al color de la
flor (P, púrpura, y p, rojo) y otro que afectaba a la
forma de los granos de polen (L, alargado, y
l, redondo).
Cruzaron líneas puras PP · LL (púrpura/alargado) con
pp · ll (rojo/redondo) y autofecundaron la F1
heterocigótica para obtener la F2.
Fenotipo y genotipoDescendientes
observados
Descendientes
esperados de la
proporción 9:3:3:1
Púrpura/alargado (P- · L-)
Púrpura/redondo (P- · ll)
Rojo/alargado (pp · L-)
Rojo/redondo (pp · ll)
4831
390
393
1338
3991
1303
1303
435
TOTAL: 6952 6952
Cálculo de las frecuencias de recombinación
en cruzamientos dihíbridos:
Dihibrido: Dos alelos diferentes para cada gen
Cruce Dihibrido: Dos individuos con la
característica antes descrita
Valores de RF correspondientes a valores de z en
cruzamientos de dihíbridos en fase de repulsión
z RF
0,001
0,005
0,020
0,040
0,100
0,200
0,300
0,500
0,700
2,2
4,9
9,9
13,8
21,1
28,5
33,5
40,3
45,0
El el caso anterior ambas
columnas corresponden a datos
correspondientes a un producto
(z) y la frecuencia de
recombinación los cuales son
razones obtenidas de tablas
previas.
Otro ejemplo :
Las distintas especies poseen un número de
cromosomas característico.
El número de cromosomas se presenta en un
intervalo muy amplio, que va desde dos cromosomas
en algunas plantas con flor hasta varios centenares en ciertos helechos.
Dos Ejemplos adicionales para el analisis estadisticosobre la herencia en la conducta criminal. Esta vez enforma de párrafo.
Se afirma que los estudios genéticos sobre familiascriminales se remotan a los siglos XIX. Uno deellos referido por Dugdale, en 1877, el cual serefiere a un sujeto de nombreJuke, alcohólico, residente en New York, quien sedice tuvo 709 descendientes, 292 prostitutas ymantenidos, 77 delincuentes, y 142 vagabundossiendo la investigación análoga a las otras familias.
Dugdale, 1877
Una de las más antiguas estadísticas sobre la
herencia criminal fue suministrada por Marro, quien
estudió los progenitores vivos de 500
delincuentes, comparándolos con 500 no
delincuentes encontrando el factor alcoholismo en
un 40% de ellos y taras mentales en más de un
42% en los progenitores y colaterales de los
delincuentes, comparado con un 16% de casos de
alcoholismo en los progenitores de los no
delincuentes y un 13% de taras en sus progenitores
y colaterales.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Progenitor Alcoholico % Progenitor no alcoholico %
Alcoholismo
Taras Mentales
8.1.- Una planta cuyo genotipo
es AaBbCcDd y en la que los
cuatro loci indicados son
independientes se autofecunda
obteniéndose 512
descendientes.
Suponga que cada locus controla
un carácter cualitativo distinto y
que hay dominancia completa en
los cuatro loci ,
(A:a, B:b, C:c y D:d), determine
cuántas de las 512 semillas
tendrán el mismo fenotipo que la
planta original.
Respuesta:
Haciendo un estudio de lascombinaciones posibles de la dominanciade los genes.
Se encontró que aproximadamentela razón de semillas o descendientes con el mismo fenotipo frente al total es de 15:256
Por lo tanto: Habrá 512(15/256)=30 semillas
con el mismo fenotipo de la
planta progenitora.
Proyecciones Futuras:
Mejoramiento de especies para optimizar la producción de productos vegetales y animales.
Manipulación de especies para propósitosfarmacéuticos.
Prevención y tratamiento de condicionesasociadas a la herencia.
Posibles curas del cancer
Aumento de la longevidad
Otras aplicaciones.
¿Qué te parece estocomo materia de trabajo para un
estadístico?