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El reloj molecular moderno - Coggle Diagram
El reloj molecular moderno
Introducción
El reloj molecular surge de la diferencia en el ADN de dos especies con relación al tiempo transcurrido desde su separación
Sus fechas evolutivas han sido controversiales, con respecto al registro fósil
Ejemplo de controversia:
El remplazo de dinosaurios por aves y mamíferos modernos
Un ejemplo de sus beneficios prácticos fue la:
Aclaracion con respecto a la cepa pandémica del virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) en la década de 1930
Efectos principales en la biología evolutiva:
Mostro que la evolución molecular es consistente con un modelo neutral en lugar de la acción de la selección natural.
Proporciona una nueva herramienta para investigar la historia evolutiva de los linajes biológicos
Descubrimiento
Motoo Kimura y Tomoko Ohta sugirieron que la mayoría de los cambios de aminoácidos en una proteína eran efectivamente neutrales
Tasa a largo plazo de evolución molecular neutral en especies = Tasa de mutación neutral en individuos
La teoría neutral ha contribuido significativamente a la comprensión neodarwiniana de los procesos evolutivos.
Una proteína tiene una tasa característica de evolución, pero que los genes difieren en sus tasas características
Emile Zuckerkandl y Linus Pauling compararon secuencias de proteínas de diferentes especies, e informaron de una tasa sorprendentemente lineal de acumulación de diferencias de aminoácidos a lo largo del tiempo evolutiv
Las proteínas variaban en la proporción de posiciones de aminoácidos que eran neutrales o restringidas
Dickerson comparó estructuras proteicas y concluyó que:
Cuanto mayor era la proporción de sitios neutros, más rápida es la tasa de evolución molecular
Descuidos y tasas
La teoría neutral permite dos fuentes de variación de la tasa:
El "descuido" de la "tasa de tictac"
Cambios en la tasa de mutación
Dando lugar a dos tipos de errores:
Efectos residuales (desigualdad de la tasa de sustitución en un linaje)
Efectos de linaje (variación en la tasa de sustitución entre linajes)
Tasa de ticks variable
El reloj molecular es probabilístico, no determinista: funciona a intervalos irregulares
Agrega grandes intervalos de confianza porque el tiempo no se puede conocer con precisión.
Otra fuente de variabilidad es el efecto del tamaño de la población sobre la tasa de fijación de mutaciones
Para conocer esto Tomoko Ohta, amplió la teoría neutral
Se espera que la fijación de alelos casi neutros de efecto selectivo pequeño sea mayor en poblaciones pequeña
Otros investigadores asumen, que las fluctuaciones en la tasa se dispersarán aleatoriamente a lo largo de la filogenia
Tasas diferentes para grupos diferentes
La teoría casi neutral menciona que la tasa de evolución molecular puede variar de tres maneras:
Cambios en la tasa de mutación
Se debe a diferencias en el equipo de reparación (factores bioquímicos).
También puede verse influida por la historia de vida o por variables ambientales.
El tamaño de la población
Los coeficientes selectivos
Dando lugar a efectos de linaje
La teoría casi neutral predice efectos en el tamaño efectivo de la población podría influir en la tasa de sustitución
Confiabilidad
Permite una valiosa percepción de los procesos bioquímicos, selectivos y poblacionales que subyacen a la evolución genética
Es una herramienta notable para investigar la historia evolutiva:
Valioso en el caso de organismos sin registro fósil (virus)
Organismos con un registro fósil irregular en el tiempo o el espacio.
La teoría de la evolución molecular nos lleva a esperar dos tipos de errores:
La naturaleza descuidada de la tasa de sustitución provoca una variación en la diferencia genética esperada para un período de tiempo determinado
Los factores dichos por la teoría neutral que influyen en la tasa de mutación, pueden diferir entre genes, entre especies y a lo largo del tiempo.
Los métodos bayesianos que permiten cambios de velocidad correlacionados entre nodos están generando mucho entusiasmo en el campo.
Relojes moleculares para enfermedades
Se han desarrollado métodos que utilizan estadísticas bayesianas para seleccionar los parámetros más probables de evolución molecular para un conjunto de secuencias virales.
Estudio de enfermedades virales
emergentes.
Para descubrir la causa de la aparición y estimar la fecha de origen
Reconstrucción de la historia de epidemias a partir de muestras de virus existentes
Tasa de evolución molecular
Hay tres enfoques para permitir la variación
Las estimaciones de fechas moleculares deben presentarse con intervalos de confianza que representen la variación en la tasa de evolución molecular
Deben desarrollarse nuevos métodos de reloj molecular que incorporen la variación
en la tasa de evolución molecular
La comprensión de los mecanismos que generan la variación de la tasa
No podemos esperar una relación lineal universal entre la distancia y el tiempo
Debido a factores que influyen en la tasa de evolución molecular