La teoría neutral de la evolución molecular

La teoría neutral de la evolución molecular es una influyente monografía escrita en 1983 por el biólogo evolutivo japonés Motoo Kimura. Si bien la teoría neutral de la evolución molecular existía desde su artículo de 1968, Kimura sintió la necesidad de escribir una monografía con información actualizada y evidencias que mostraran la importancia de su teoría en la evolución.

La evolución es un cambio en la frecuencia de los alelos en una población a lo largo del tiempo. Las mutaciones ocurren al azar y en el modelo de evolución darwiniano la selección natural actúa sobre la variación genética en una población que ha surgido a través de esta mutación. Estas mutaciones pueden ser beneficiosas o perjudiciales y se seleccionan a favor o en contra en función de ese factor. En esta teoría, cada evento evolutivo, mutación y polimorfismo genético (diferencias neutrales en fenotipo o genotipo) tendría que ser seleccionado positiva o negativamente y mostrar algún tipo de cambio a lo largo de muchas generaciones. Si estas diferencias genéticas crecen entre diferentes poblaciones, pueden ocurrir eventos de especiación. Cuando esta teoría se presentó por primera vez a la comunidad científica, no se entendían principios genéticos como la deriva o la mutación sinónima.

Cuando los biólogos moleculares, como Motoo Kimura (1979), comenzaron a examinar la evidencia del ADN, descubrieron que ocurren muchas más mutaciones en regiones no codificantes de proteínas o que son mutaciones sinónimas en regiones codificantes (que no cambian la estructura de la proteína o función) y, por lo tanto, no están involucrados en la selección ya que no afectan la aptitud de un organismo. Estos hallazgos comenzaron a mostrar que la selección positiva o negativa en la evolución darwiniana era demasiado simplista para describir cada proceso evolutivo. A través de varios experimentos, Kimura pudo determinar que las proteínas en los linajes de los mamíferos eran polimorfismos entre sí, teniendo sólo una o dos mutaciones puntuales que no afectaban las acciones de la proteína de ninguna manera, mientras que en la evolución darwiniana se observaba un patrón lento de selección en los genes. Se espera que existan linajes con una aptitud cada vez mayor a través de generaciones. La evidencia molecular mostró que el ADN cambia con más frecuencia de lo que se esperaba originalmente y no se encontró ningún patrón real. Los polimorfismos en proteínas que no tienen ningún efecto sobre la función son neutrales o casi neutrales y no se seleccionan a favor o en contra en absoluto. Esta teoría significaría que cada cambio en el ADN que se transmite a la siguiente generación no da como resultado un cambio morfológico sobre el que pueda actuar la selección natural.

La deriva genética, o el resultado de un tamaño de población limitado, también puede causar un cambio en las frecuencias alélicas a lo largo del tiempo que puede parecerse a una evolución darwiniana, pero en realidad es una evolución completamente aleatoria o, como dice Kimura, "neutral". proceso. En este escenario, una población relativamente pequeña puede perder alelos neutrales debido a muertes aleatorias o migraciones de individuos que los tienen. A un observador le puede parecer que se está seleccionando un rasgo sobre otro, pero en realidad es un proceso neutral que no necesariamente está sujeto a selección como sucedería en la evolución darwiniana.

Teoría neutral en la investigación

Restricción selectiva en genes de mamíferos

Dentro de la teoría neutral, la restricción selectiva es un tipo de selección negativa que puede ocurrir en las poblaciones. Cuando se alcanza una restricción selectiva en un locus, la selección negativa se vuelve tan pequeña que es efectivamente neutral. Este concepto (también resaltado por Motoo Kimura (1979) en su expansión de la Teoría Neutral de la Evolución Molecular (1979) se ha utilizado en trabajos relacionados con genes de mamíferos. En un estudio realizado por Price y Graur en 2015, la pareja Intentó encontrar evidencia sobre si los genes en primates y roedores estaban experimentando una selección darwiniana o evolucionaban de manera neutral según el modelo de Kimura. El número de pares de bases de guanina/citosina se utilizó en pseudogenes que imitaban mutaciones sinónimas y no sinónimas que comenzaban en qué. Se esperaría en un genoma de evolución verdaderamente neutral tanto para roedores como para primates. Sus hallazgos mostraron que en los roedores, los pseudogenes estaban evolucionando como era de esperar en condiciones neutrales, mientras que en los primates la selección purificadora estaba teniendo un efecto hasta en el 20% de los genes. pseudogenes probados Según estas estimaciones en primates, entre el 20 y el 40% de sus genes podrían estar bajo restricción selectiva en el modelo neutral.

Contenido

1. De Lamarck a genética poblacional
2. Sobredesarrollo de la teoría sintética y la propuesta de la teoría neutral
3. La hipótesis de deriva de la mutación neutral como paradigma evolutivo
4. Tasas evolutivas moleculares contrastadas con las tasas evolutivas fenotípicas
5. Algunas características de la evolución molecular
6. Definición, tipos y acción de la selección natural
7. Estructura molecular, limitación selectiva y tasa de evolución
8. Genética poblacional a nivel molecular
9. Resumen y conclusión