El cálculo de distancia genética entre poblaciones determina diferencias evolutivas precisas. Este artículo explora métodos avanzados, fórmulas y aplicaciones reales.
Mediante análisis estadísticos y muestras de ADN, presentamos procedimientos precisos que facilitan comparaciones entre poblaciones con rigor científico actualmente evaluados.
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- Ejemplo 1: Calcular distancia genética usando frecuencias de alelos 0.8 y 0.6 para dos poblaciones.
- Ejemplo 2: Evaluar FST con heterozigosidad total de 0.65 y promedio de 0.50.
- Ejemplo 3: Determinar I con valores pi de 0.45 y 0.55 en poblaciones A y B.
- Ejemplo 4: Aplicar fórmulas de Nei para poblaciones con distribuciones alelicas 0.7/0.3 y 0.5/0.5.
Fórmulas utilizadas en el cálculo de distancia genética entre poblaciones
Fórmula de distancia genética de Nei
Distancia = – ln (I)
I = [ Σ (piA × piB) ] / √[ Σ (piA²) × Σ (piB²) ]
Variables:
– piA y piB: Frecuencias del alelo i en las poblaciones A y B, respectivamente.
– Σ indica la suma sobre todos los alelos.
– ln es el logaritmo natural, que transforma el índice I en una medida aditiva de distancia.
Fórmula para FST (Coeficiente de fijación)
FST = (HT – HS) / HT
Variables:
– HT: Heterozigosidad total en la población combinada.
– HS: Heterozigosidad promedio en las subpoblaciones.
Este cociente mide la proporción de variación genética debida a diferencias entre poblaciones.
Tablas comparativas en el cálculo de distancia genética entre poblaciones
| Población | Frecuencia Alelica (A) | Frecuencia Alelica (B) | Heterozigosidad (H) | Distancia Nei |
|---|---|---|---|---|
| Población 1 | 0.45 | 0.55 | 0.50 | 0.15 |
| Población 2 | 0.60 | 0.40 | 0.48 | 0.10 |
| Población 3 | 0.35 | 0.65 | 0.55 | 0.20 |
| Indicador | Valor | Descripción |
|---|---|---|
| I (Índice de similitud) | 0.92 | Medida de similitud entre poblaciones. |
| Distance Nei | 0.08 | Valor derivado del índice I. |
| FST | 0.12 | Indica la diferenciación genética entre subpoblaciones. |
Aplicaciones reales del cálculo de distancia genética entre poblaciones
Caso práctico: Análisis genético en poblaciones de peces
En un estudio sobre peces de río, se analizaron dos poblaciones utilizando un marcador microsatelital. En Población X se obtuvo una frecuencia de alelo A de 0.80 y de alelo a de 0.20; mientras, en Población Y, la frecuencia fue de 0.60 para A y 0.40 para a.
Para estimar el índice I, se utiliza la siguiente ecuación:
I = [(0.80 × 0.60) + (0.20 × 0.40)] / √[ (0.80² + 0.20²) × (0.60² + 0.40²) ]
= (0.48 + 0.08) / √[ (0.64 + 0.04) × (0.36 + 0.16) ]
= 0.56 / √[0.68 × 0.52] = 0.56 / √0.3536 ≈ 0.56 / 0.5947 ≈ 0.941
La distancia genética de Nei se calcula aplicando la fórmula: Distancia = – ln (0.941) ≈ 0.061. Esto indica una leve divergencia genética entre ambas poblaciones, respaldada por el análisis estadístico.
Caso práctico: Comparación de poblaciones humanas
En estudios de diversidad genética se analizaron dos poblaciones humanas usando marcadores de un gen relacionado con la adaptación a la altitud. En la Población A, la frecuencia del alelo normal fue 0.85 y la variante 0.15; en la Población B, estos valores fueron 0.75 y 0.25, respectivamente.
Se calcula el índice I de la siguiente manera:
I = [(0.85 × 0.75) + (0.15 × 0.25)] / √[ (0.85² + 0.15²) × (0.75² + 0.25²) ]
= (0.6375 + 0.0375) / √[ (0.7225 + 0.0225) × (0.5625 + 0.0625) ]
= 0.675 / √[0.745 × 0.625] = 0.675 / √0.4656 ≈ 0.675 / 0.6827 ≈ 0.989
Aplicando la fórmula de Nei: Distancia = – ln (0.989) ≈ 0.011, lo que indica una mínima diferenciación genética entre las poblaciones. Adicionalmente, el cálculo de FST puede complementar este análisis para evaluar la estructura genética poblacional.
Aspectos adicionales y recursos relacionados
- Métodos computacionales: Se usan softwares como Arlequin o GenAlEx para calcular estos índices.
- Estudios de caso: Revisar investigaciones publicadas en revistas de genética evolutiva.
- Enlaces de interés:
Nature y
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Preguntas frecuentes (FAQ)
-
¿Qué es el cálculo de distancia genética?
Es un método estadístico que cuantifica la diferenciación genética entre poblaciones, usando frecuencias de alelos y heterozigosidad. -
¿Qué representa el índice I de Nei?
El índice I mide la similitud genética entre poblaciones; valores cercanos a 1 indican alta similitud. -
¿Cómo se interpreta el valor de FST?
Un valor de FST cercano a 0 indica poca diferenciación genética, mientras que valores más altos reflejan mayores diferencias entre poblaciones. -
¿Qué herramientas computacionales se recomiendan?
Software como Arlequin, GenAlEx y STRUCTURE son frecuentemente utilizados para estos análisis.
Este artículo ofrece una visión integral y actualizada sobre el cálculo de distancia genética entre poblaciones, combinando fundamentos teóricos, fórmulas detalladas, tablas comparativas y casos de estudio reales para facilitar la comprensión y aplicación de estas metodologías en investigaciones genéticas.