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 en 1968, [1] Kimura sintió la necesidad de escribir una monografía con información actualizada y evidencias que mostraran la importancia de su teoría en la evolución .
Autor | Motoo Kimura |
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La evolución es un cambio en la frecuencia de 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. [2] 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 el fenotipo o genotipo) tendría que ser seleccionado positiva o negativamente y mostrar algún tipo de cambio a lo largo de muchas generaciones. [3]Si estas diferencias genéticas crecen entre diferentes poblaciones, pueden ocurrir eventos de especiación. Cuando esta teoría se introdujo por primera vez en la comunidad científica, no se entendían los principios genéticos como la deriva o la mutación sinónima.
Cuando los biólogos moleculares, como Motoo Kimura (1979), comenzaron a examinar la evidencia de ADN, encontraron que ocurren muchas más mutaciones en regiones que no codifican proteínas o son mutaciones sinónimas en regiones codificantes (que no cambian la estructura o función de las proteínas) y por lo tanto, no participan en la selección, ya que no afectan la aptitud de un organismo. [4] Estos hallazgos comenzaron a mostrar que la selección positiva o negativa en la evolución darwiniana era demasiado simplista para describir cada proceso evolutivo. [4] A través de varios experimentos, Kimura pudo determinar que las proteínas en los linajes de mamíferos eran polimorfismos entre sí, teniendo solo una o dos mutaciones puntuales que no afectaban las acciones de la proteína de ninguna manera, mientras que en la evolución darwiniana un patrón lento de Se espera una selección en linajes genéticos con una aptitud creciente a través de generaciones. [5] La evidencia molecular mostró que el ADN cambia con más frecuencia de lo que se esperaba originalmente y no se encontró un patrón real. Los polimorfismos en las 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. [3] 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. [6]
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 la evolución darwiniana, aunque en realidad es un proceso completamente aleatorio o, como dice Kimura, "neutral". [7] En este escenario, una población relativamente pequeña puede perder alelos neutrales debido a muertes aleatorias o migraciones de individuos que los tienen. Puede parecerle a un espectador que se está seleccionando un rasgo sobre otro, pero en realidad es un proceso neutral que no necesariamente está siendo seleccionado como lo haría en la evolución darwiniana. [8]
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 poblaciones. Cuando se alcanza la restricción selectiva en un locus, la selección negativa se vuelve tan pequeña que es efectivamente neutral. [9] Este concepto (también destacado 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. [9] En un estudio realizado por Price y Graur en 2015, la pareja trató de encontrar evidencia sobre si los genes en primates y roedores estaban sometidos a selección darwiniana o evolucionaban neutralmente bajo el modelo de Kimura. [10] El número de pares de bases guanina / citosina se utilizó en pseudogenes que imitaban sinónimos y no sinónimos mutaciones que comenzaron en lo que cabría esperar en un genoma de evolución verdaderamente neutra tanto para los roedores como para los primates. Sus hallazgos mostraron que en los roedores, los pseudogenes evolucionaban como era de esperar en condiciones neutrales, mientras que en los primates la selección purificadora estaba teniendo un efecto en tantos como 20% de los pseudogenes probados. [10] Según estas estimaciones en primates, 20-40% de sus genes podrían estar bajo restricción selectiva en el modelo neutral. [10]
Contenido
- De Lamarck a la genética de poblaciones
- Sobredesarrollo de la teoría sintética y propuesta de la teoría neutra
- La hipótesis de la mutación neutra-deriva aleatoria como paradigma evolutivo
- Tasas de evolución molecular contrastadas con tasas de evolución fenotípicas
- Algunas características de la evolución molecular
- Definición, tipos y acción de la selección natural
- Estructura molecular, restricción selectiva y tasa de evolución.
- Genética de poblaciones a nivel molecular
- Resumen y conclusión
Ver también
Referencias
- ^ Kimura, Motoo (1968). "Tasa evolutiva a nivel molecular". Naturaleza . 217 (5129): 624–626. Código Bibliográfico : 1968Natur.217..624K . doi : 10.1038 / 217624a0 . PMID 5637732 .
- ^ Wagner, Andreas (2012). "El papel de la aleatoriedad en la evolución darwiniana" (PDF) . Filosofía de la ciencia . 79 : 95-119. doi : 10.1086 / 663239 .
- ^ a b Kimura, Motoo (noviembre de 1979). "La teoría neutral de la evolución molecular". Scientific American . 241 (5): 98-129. Código Bibliográfico : 1979SciAm.241e..98K . doi : 10.1038 / scientificamerican1179-98 .
- ^ a b Ohta, Tomoko (1992). "La teoría casi neutral de la evolución molecular". Revisión anual de ecología y sistemática . 23 : 263-286. doi : 10.1146 / annurev.ecolsys.23.1.263 .
- ^ Suárez, Edna; Barahona, Ana (1996). "Las raíces experimentales de la teoría neutra de la evolución molecular". Historia y Filosofía de las Ciencias de la Vida . 18 : 55–81.
- ^ Davies, Vincent (marzo de 2006). "Teoría neutral, filogenias y la relación entre cambio fenotípico y tasas evolutivas". Evolución . 60 (3): 476–483. doi : 10.1554 / 04-675.1 . JSTOR 4095310 .
- ^ Lynch, Michael; et al. (14 de octubre de 2016). "Deriva genética, selección y evolución de la tasa de mutación". Genética de la naturaleza . 17 (11): 704–714. doi : 10.1038 / nrg.2016.104 . PMID 27739533 .
- ^ Dietrich, Michael R .; Millstein, Roberta L. (2008). "El papel de los procesos causales en las teorías neutrales y casi neutrales". Filosofía de la ciencia . 75 (5): 548–559. CiteSeerX 10.1.1.597.5426 . doi : 10.1086 / 594506 .
- ^ a b Kimura, Motoo (julio de 1979). "Modelo de mutaciones efectivamente neutrales en el que se incorpora restricción selectiva" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 76 (7): 3440–3444. Código Bibliográfico : 1979PNAS ... 76.3440K . doi : 10.1073 / pnas.76.7.3440 . JSTOR 70007 . PMC 383841 . PMID 16592684 .
- ^ a b c Price, Nicholas; Graur, Dan (noviembre de 2015). "¿Los sitios sinónimos en primates y roedores están completamente restringidos?". Revista de evolución molecular . 82 (1): 51–64. doi : 10.1007 / s00239-015-9719-3 . PMID 26563252 : a través de EbscoHost.
Otras lecturas
- Kimura, M. (1983). La teoría neutral de la evolución molecular . Prensa de la Universidad de Cambridge , Cambridge. ISBN 978-0-521-23109-1.
enlaces externos
- Reseña del libro de Gert Korthof