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Deriva genética

Última atualização em 20 de agosto de 2022

Definição

A deriva genética é uma mudança na frequência do alelo em uma população, devido a uma seleção aleatória de certos genes. Muitas vezes, mutações no DNA não podem ter efeito na aptidão de um organismo. Essas mudanças na genética podem aumentar ou diminuir em uma população, simplesmente devido ao acaso.

Drift genética explicou

Embora as variações de genes (também conhecidas como alelos) possam ser selecionadas porque ajudam ou dificultam um organismo, outras mutações não podem ter efeito. Quando o alelo em si não se responsabiliza pela mudança em sua frequência em uma população, a deriva genética está agindo no alelo. O gráfico abaixo mostra trajetórias diferentes para os mesmos genes ao longo do tempo. Como você pode ver, a frequência desses genes pode mudar drasticamente ao longo do tempo, especialmente com as menores populações.

Nas maiores populações, a frequência do alelo de cada gene permanece relativamente estável. Isso acontece porque os genes não estão afetando a aptidão e, portanto, não têm uma pressão de seleção natural contra ou para o alelo. Nas menores populações, a frequência desses genes pode flutuar bastante. Alguns ficam fixos na população, enquanto outros desaparecem. Esses eventos casuais que levam a mudanças na frequência são chamados de deriva genética.

Exemplos de deriva genética

Em uma população hipotética

Uma população de 100 coelhos vive na floresta. Os coelhos têm muitas cores diferentes de casaco: preto, marrom, marrom, branco, cinza e até vermelho. Na população, os diferentes alelos que criam cor de revestimento são igualmente distribuídos. Uma doença entra na população de coelhos e mata 98 dos coelhos. Os únicos coelhos que restam são coelhos vermelhos e cinza, simplesmente por acaso. Os genes, portanto, “deriva” de 6 alelos para apenas 2. Este é um exemplo de efeito de gargalo.

Na vida real

A deriva genética acontece o tempo todo nas populações, embora não seja facilmente vista. Muitas vezes, surgem mutações que têm pouco efeito no organismo. Essas mutações são transmitidas se o organismo se reproduzir e não for transmitido se o organismo não sobreviver. Embora a deriva genética costumava ser pensada em apenas pequenas populações, mesmo as grandes populações experimentam deriva genética de certos alelos. Isso acontece porque um pequeno número de indivíduos carrega os alelos. Se esses alelos são ou não duplicados não é uma função da seleção natural, mas do acaso. Muitos alelos vêm ou vêm em populações sem afetar grandes mudanças.

O que causa desvio genético?

A deriva genética é muito mais provável em populações menores de organismos, como visto na imagem encontrada neste artigo. As linhas individuais no gráfico rastreiam a frequência de alelos em uma determinada população. Quando a população é pequena e muitos alelos existem (veja o primeiro gráfico), qualquer um dos alelos pode rapidamente se tornar fixo ou extinto na população. Quando há muitos organismos na população (veja o último gráfico), há menos chance de perder um alelo inteiro, porque muitos organismos carregam o alelo e é menos provável que todos sejam eliminados.

A deriva genética pode ser facilmente confundida com a seleção natural. A diferença é se o alelo está ou não participando ativamente da mudança nas frequências alélicas. Se o alelo afetar um organismo de uma maneira que causa mais reprodução do DNA, o alelo aumentará na frequência. Se causar danos, diminuirá. Isso é causado pelos efeitos diretos do alelo no organismo e no meio ambiente. Esta é uma seleção natural. Quando o alelo é aumentado ou diminuído simplesmente porque estava presente nos organismos aleatórios que sobreviveram, isso é deriva genética.

Tipos de desvio genético

Gargalo populacional

Um gargalo populacional é um tipo de desvio genético no qual o tamanho de uma população diminui severamente. A concorrência, doença ou predação leva a essas grandes diminuições no tamanho da população. O pool alelo agora é determinado pelos organismos que não morreram. Alguns alelos aumentam de frequência simplesmente porque são os únicos alelos que restam. Esse tipo de desvio genético pode ser visto quando as pessoas não seguem todo o curso de antibióticos.

Os antibióticos matam bactérias nocivas em seu sistema, independentemente de quais alelos eles têm. Os antibióticos causam uma redução maciça em bactérias nocivas. Isso interrompe os sintomas da doença. Uma pequena população sobreviverá se um paciente desistir de seus antibióticos cedo. Essa população muito menor pode ter frequências de alelos muito diferentes da população original de bactérias. Essas mudanças não refletem o sucesso ou falha dos diferentes alelos, mas os efeitos de uma seleção aleatória de bactérias. Os novos alelos dominarão a população até que a seleção ou a deriva mais genética faça com que as frequências alélicas mudem.

Efeito do fundador

Em outro tipo de deriva genética conhecida como efeito fundador, uma nova população é formada ou “fundada” em um novo local. Se essa nova população não interagir e se reproduzir com a população principal, as frequências alélicas nessa população serão muito diferentes das da população pai. Muitas ilhas contêm espécies que existem apenas em uma única ilha por causa do efeito fundador. Por exemplo, se apenas dois pássaros de uma espécie aterrissem em uma ilha, seus alelos somente serão responsáveis pela diversidade presente.

Embora esses alelos dominem a princípio, as mutações surgirão na população que levará a novas adaptações. Essa nova adaptação permanece com a população fundadora. Com tempo suficiente, as duas populações podem divergir até um ponto que eles não podem mais cruzar. As espécies geralmente se separam dessa maneira.

Drift genético vs. fluxo de genes

O conceito de desvio genético é frequentemente confundido com o conceito de fluxo de genes na biologia. O fluxo gênico é o movimento de genes entre populações, espécies ou entre organismos. Por exemplo, as células bacterianas são capazes de transferir genes entre células diferentes como método de obtenção de resistência a antibióticos. As populações de organismos exibem fluxo de genes quando indivíduos de uma população migram e se reproduzem com uma nova população.

O fluxo genético não analisa a frequência alelo dos genes. Pelo contrário, é um conceito que descreve o movimento de genes entre populações. Por outro lado, a deriva genética descreve a seleção aleatória de genes dentro de uma população, não atribuível às forças de seleção natural.

Questionário

1. Um alelo surge em uma população que ajuda um organismo a digerir alimentos. Enquanto o alelo começa em apenas um organismo, ele aumenta na frequência do alelo, porque permite que os organismos que o levam a reproduzir mais. O que isso é um exemplo?

2. Uma população de camundongos brancos, pretos e bronzeados vive em um laboratório. Um cientista separa dois ratos aleatoriamente da população e inicia uma nova colônia de ratos. Os dois ratos que ele escolhe são bronzeados. A nova colônia, depois que os dois ratos bronzeados se reproduzem, é totalmente bronzeado. O que isso é um exemplo?

3. Por que a deriva genética é mais frequente de uma ocorrência do que os cientistas que pensavam uma vez?

4. Uma doença terrível elimina todos, exceto 10 raposas de artic. As raposas do Ártico que sobrevivem a todos têm nariz mais longo do que a maioria das raposas do Ártico, uma característica não relacionada à sobrevivência da doença. O que pode ser dito sobre por que todas as futuras raposas do Ártico terão narizes mais longos?

5. Aproximadamente um quarto de todos os genes humanos ainda não são entendidos. Embora saibamos que esses genes produzem algum tipo de proteína, o objetivo dessas proteínas não é entendido. Essas proteínas e genes não têm propósito?

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