Modelo de alelos infinitos

El modelo de alelos infinitos es un modelo matemático para calcular mutaciones genéticas . El genetista japonés Motoo Kimura y el genetista estadounidense James F. Crow (1964) introdujeron el modelo de alelos infinitos , un intento de determinar para una población diploide finita qué proporción de loci serían homocigotos . Esto fue motivado, en parte, por afirmaciones de otros genetistas de que más del 50 por ciento de los loci de Drosophila eran heterocigotos , una afirmación que inicialmente pusieron en duda. Para responder a esta pregunta, asumieron primero que había un número suficientemente grande de alelos como para que cualquier mutación condujera a un alelo diferente (es decir, la probabilidad de mutación inversa al alelo original sería lo suficientemente baja como para ser insignificante); y segundo, que las mutaciones darían lugar a una serie de resultados diferentes, desde neutros hasta deletéreos .

Determinaron que, en el caso neutro, la probabilidad de que un individuo fuera homocigoto, F , era:

${\displaystyle F={1 \over 4N_{e}u+1}}$

donde u es la tasa de mutación y N _e es el tamaño efectivo de la población . El número efectivo de alelos n mantenidos en una población se define como el inverso de la homocigosidad, es decir

${\displaystyle n={1 \over F}=4N_{e}u+1}$

lo cual representa un límite inferior para el número real de alelos en la población.

Si la población efectiva es grande, se puede mantener un gran número de alelos. Sin embargo, este resultado solo es válido para el caso neutro y no necesariamente se cumple cuando algunos alelos están sujetos a selección , es decir, son más o menos aptos que otros, por ejemplo, cuando el genotipo más apto es un heterocigoto (situación que a menudo se denomina sobredominancia o heterosis ).

En el caso de la sobredominancia, dado que la segunda ley de Mendel (la ley de segregación) necesariamente produce homocigotos (que por definición, en este caso, son menos aptos), esto significa que la población siempre albergará un número de individuos menos aptos, lo que conlleva una disminución de la aptitud promedio de la población. Esto se conoce a veces como carga genética ; en este caso, se trata de un tipo especial de carga denominada carga segregacional . Crow y Kimura demostraron que, en condiciones de equilibrio , para una determinada intensidad de selección ( s ), existe un límite superior para el número de alelos más aptos (polimorfismos) que una población puede albergar para un locus particular. Más allá de este número de alelos, la ventaja selectiva de la presencia de dichos alelos en genotipos heterocigotos se ve anulada por la generación continua de genotipos homocigotos menos aptos.

Estos resultados fueron cruciales para la formulación de la teoría neutral , ya que los alelos neutrales (o casi neutrales) no generan tal carga segregacional y permiten la acumulación de un alto grado de polimorfismo. Cuando Richard Lewontin y J. Hubby publicaron sus innovadores resultados en 1966, que demostraban altos niveles de variación genética en Drosophila mediante electroforesis de proteínas , Kimura y otros utilizaron los resultados teóricos del modelo de alelos infinitos para respaldar la idea de que esta variación debía ser neutral (o generar una carga segregacional excesiva).

• Kimura, M. y Crow, J. (1964). " El número de alelos que se pueden mantener en una población finita" . Genetics . 49 (4): 725–738 . doi : 10.1093/genetics/49.4.725 . PMC 1210609. PMID 14156929 .  {{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
• Lewontin, RC y Hubby, JL (1966). "Un enfoque molecular para el estudio de la heterocigosidad génica en poblaciones naturales. II. Cantidad de variación y grado de heterocigosidad en poblaciones naturales de Drosophila pseudoobscura " . Genetics . 54 (2): 595– 609. doi : 10.1093/genetics/54.2.595 . PMC 1211186. PMID 5968643 .  {{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )

• Modelo de sitios infinitos