Autostop genético

El arrastre genético , también llamado arrastre genético o efecto de arrastre , ^{[ 1 ]} ocurre cuando un alelo cambia de frecuencia no porque esté bajo selección natural , sino porque está cerca de otro gen que está experimentando un barrido selectivo y que se encuentra en la misma cadena de ADN . Cuando un gen pasa por un barrido selectivo, cualquier otro polimorfismo cercano que esté en desequilibrio de ligamiento tenderá a cambiar también sus frecuencias alélicas . ^{[ 2 ]} Los barridos selectivos ocurren cuando las mutaciones recién surgidas (y por lo tanto aún raras) son ventajosas y aumentan su frecuencia. Los alelos neutros o incluso ligeramente deletéreos que se encuentran cerca en el cromosoma se "transportan" junto con el barrido. En contraste, los efectos sobre un locus neutro debido al desequilibrio de ligamiento con mutaciones deletéreas recién surgidas se denominan selección de fondo . Tanto el arrastre genético como la selección de fondo son fuerzas evolutivas estocásticas (aleatorias), como la deriva genética . ^{[ 3 ]}

El término "autostop" fue acuñado en 1974 por Maynard Smith y John Haigh. ^{[ 1 ]} Posteriormente, el fenómeno fue estudiado por John H. Gillespie y otros. ^{[ 4 ]}

El efecto de arrastre genético se produce cuando un polimorfismo se encuentra en desequilibrio de ligamiento con un segundo locus que está experimentando una selección direccional. El alelo ligado a la adaptación aumentará su frecuencia, en algunos casos hasta fijarse en la población. El otro alelo, ligado a la versión no ventajosa, disminuirá su frecuencia, en algunos casos hasta su extinción . ^{[ 5 ] [ 6 ]} En general, el efecto de arrastre genético reduce la cantidad de variación genética. Una mutación de arrastre genético (o mutación pasajera en biología del cáncer) puede ser neutra, ventajosa o perjudicial. ^{[ 7 ]}

La recombinación puede interrumpir el proceso de arrastre genético, finalizándolo antes de que el alelo neutro o deletéreo arrastrado se fije o se extinga. ^{[ 6 ]} Cuanto más cerca esté un polimorfismo arrastrado del gen bajo selección, menor será la oportunidad de que ocurra la recombinación. Esto conduce a una reducción de la variación genética cerca de un barrido selectivo que esté más cerca del sitio seleccionado. ^{[ 8 ]} Este patrón es útil para usar datos poblacionales para detectar barridos selectivos y, por lo tanto, para detectar qué genes han estado bajo selección muy reciente.

Tanto la deriva genética como el arrastre genético son procesos evolutivos aleatorios, es decir, actúan de forma estocástica y sin correlación con la selección del gen en cuestión. La deriva es el cambio en la frecuencia de un alelo en una población debido al muestreo aleatorio en cada generación. ^{[ 9 ]} El arrastre genético es el cambio en la frecuencia de un alelo debido a la aleatoriedad de con qué otros alelos no neutros se encuentra asociado .

Suponiendo que la deriva genética es la única fuerza evolutiva que actúa sobre un alelo, después de una generación en muchas poblaciones idealizadas replicadas , cada una de tamaño N, cada una comenzando con frecuencias alélicas de p y q, la varianza recién agregada en la frecuencia alélica a través de esas poblaciones (es decir, el grado de aleatoriedad del resultado) es${\displaystyle {\frac {pq}{2N}}}$[ ^{3 ] Esta ecuación muestra que el efecto de la} deriva genética depende en gran medida del tamaño de la población, definido como el número real de individuos en una población idealizada . El borrador genético produce un comportamiento similar al de la ecuación anterior, pero con un tamaño efectivo de la población que puede no tener relación con el número real de individuos en la población. ^{[ 3 ]} En cambio, el tamaño efectivo de la población puede depender de factores como la tasa de recombinación y la frecuencia y fuerza de las mutaciones beneficiosas. El aumento de la varianza entre poblaciones replicadas debido a la deriva es independiente, mientras que con el borrador está autocorrelacionado, es decir, si la frecuencia de un alelo aumenta debido a la deriva genética, eso no contiene información sobre la siguiente generación, mientras que si aumenta debido al borrador genético, es más probable que aumente que disminuya en la siguiente generación. ^{[ 9 ]} El borrador genético genera un espectro de frecuencia alélica diferente al de la deriva genética. ^{[ 10 ]}