Diversidad Genética: concepto, estimación y marcadores genéticos utilizados

La diversidad genética es el número total de características genéticas dentro de cada especie. En ella, reside la capacidad de respuesta, es decir, la plasticidad de las especies, ante cambios ambientales inesperados y fluctuaciones demográficas. La pérdida de esa variabilidad genética merma la capacidad de afrontar posibles alteraciones del medio ambiente y, en consecuencia, disminuye la supervivencia frente a situaciones adversas. Por ello, el análisis de la estructura poblacional es crucial como herramienta de gran utilidad para posteriores estudios de conservación.

¿Cómo se estima la diversidad genética?

La forma para estimar la diversidad genética es por medio de las técnicas basadas en el análisis del ADN ya que nos permiten poner de manifiesto tanto la diversidad genética entre individuos como entre poblaciones, ayudando a conocer la biodiversidad presente dentro de una especie e incluso entre especies, desvelando así la biodiversidad existente en un ecosistema. En la conservación de las especies, la diversidad genética es un factor crítico puesto que, como se ha mencionado con anterioridad, proporciona la posibilidad de supervivencia frente a situaciones adversas.

La técnica más utilizada para su estimación es la conocida “Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR)” cuyo objetivo es obtener un gran número de copias de un fragmento de ADN particular o molde.

¿Cuáles son las características del marcador genético ideal?

Los marcadores genéticos ideales cumplen una serie de características, entre las que se encuentran:

• Ser codominante, es decir, cada genotipo (información genética que posee un organismo en particular, en forma de ADN) muestra un fenotipo único.
• Presencia de un alto grado de polimorfismo (existencia en una población de múltiples alelos de un gen).
• Gran capacidad para acceder a todas las regiones del genoma.
• Facilidad de obtención.

¿Cuáles son los marcadores genéticos más utilizados en la estimación de la diversidad genética basados en el ADN?

1.       El polimorfismo de longitud de fragmentos de restricción (RFLP) se realiza mediante la identificación de «puntos o sitios de restricción» determinado, usando enzimas de restricción que parten el ADN por esos puntos. Actualmente, el uso más frecuente de los RFLP es en combinación con la PCR (PCR-RFLP), para detectar alelos (cada una de las formas alternativas que puede tener un mismo gen) que difieren en la secuencia de un sitio de restricción concreto. Primero se amplifica un fragmento de gen con la PCR, y luego se expone a un enzima de restricción específico que corta solamente una de las formas alélicas. Los amplicones (conjunto de moléculas de ADN idénticas, resultado de una reacción en cadena de la polimerasa) digeridos suelen resolverse mediante electroforesis.

 Esquema simplificado de la técnica RFLP-PCR en el cual, partimos de una secuencia de ADN que es amplificada. Tras ello, el producto de PCR es digerido con una enzima de restricción donde esta, genera dos fragmentos, obteniéndose un patrón de bandas (electroforesis) correspondiente a cada genotipo.

2.       Los microsatélites o SSR (Repeticiones de Secuencia Única) o STR (Repeticiones Simples en Tándem) son secuencias de ADN en las que un fragmento (cuyo tamaño va desde 2 hasta 6 pares de bases) se repite de manera consecutiva. La variación en el número de repeticiones, y no la secuencia repetida, crea diferentes alelos. Se encuentran en zonas no codificantes del ADN, son neutros, codominantes y poseen una alta tasa de mutación lo que produce un alto grado de polimorfismo. Al ser de un tamaño relativamente pequeño pueden ser fácilmente amplificados con la PCR usando ADN extraído de fuentes diversas como sangre, material vegetal, etc. Son los marcadores de elección para estudios de diversidad, pero esto podría cambiar en el futuro próximo con el desarrollo de métodos para el análisis de los SNP.

 

     En esta población hay tres individuos: el individuo A es homocigótico para el alelo B y el individuo C es homocigótico para el alelo A. Sin embargo, el individuo B es heterocigótico puesto que posee un alelo A y un alelo B .

3.       Los minisatélites comparten las mismas características que los microsatélites, pero la longitud de las repeticiones es de entre diez y algunos centenares de pares de bases. Los microsatélites y minisatélites también se denominan polimorfismos VNTR (Número Variable de Repeticiones en Tándem).

4.       Los polimorfismos de longitud de fragmentos amplificados (AFLP) es una técnica de identificación del ADN en la que se detecta fragmentos de restricción de ADN mediante amplificación con PCR. Los STS (Sitios con Marca de Secuencia) son secuencias de ADN que solo se dan una vez en un genoma, en una posición conocida. Presentan un alto grado de polimorfismo, una amplia distribución por todo el genoma pero son dominantes.

5.       El polimorfismo de un solo nucleótido o SNP es una variación en la secuencia de ADN que afecta a un solo nucleótido. Existen SNP en todo el genoma. La mayoría de SNP se localizan en las regiones no codificantes, y no tienen un impacto directo en el fenotipo de un individuo. No obstante, algunos introducen mutaciones en secuencias expresadas o en regiones que influyen en la expresión génica (promotores, potenciadores), y pueden inducir cambios en la estructura o regulación de las proteínas. Dichos SNP tienen el potencial de detectar la variación genética funcional.

Referencias:

http://www.ecologistasenaccion.org/article7475.html
http://www.fao.org/docrep/012/a1250s/a1250s17.pdf
https://www.news-medical.net/life-sciences/Restriction-Fragment-Length-Polymorphism-(RFLP)-Technique-(Spanish).aspx
https://es.wikipedia.org/wiki/Polimorfismos_de_longitud_de_fragmentos_de_restricci%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Polimorfismos_en_la_longitud_de_fragmentos_amplificados