UNIVERSIDAD DE COSTA RICA ESCUELA DE BIOLOGÍA
Genética de Poblaciones SP-0937, B-0452
I-2020
Requisitos
Genética General, Estadística para biólogos IIProfesor
Dr. Eric J. Fuchs[email protected] Of. 44. Escuela de Biología 2511-8663
Asistente
Mauricio Rodríguez Bardia. <[email protected]>Horas Lectivas y Créditos
Teoría: 4 horas.Laboratorio: 2 horas, extra clase 4 créditos
Horario
K: 08:00 - 10:00; J: 08:00- 10:00 Atención Estudiantes: L: 13:00-15:00.Página Web
http://sites.google.com/site/genpobucr/Descripción
Este curso introduce los conceptos básicos de genética de poblaciones y ecología molecular. Combina componentes teóricos y experimentales para el análisis e interpretación de estadísticas de diversidad en poblaciones obtenidas a partir de marcadores moleculares. Presenta las bases matemáticas para estudiar la diversidad genética y los factores que la afectan.
Introducción
La genética de poblaciones estudia la variación genética dentro y entre poblaciones y los factores ecológicos o evolutivos que afectan dicha diversidad. En este curso desarrollaremos y
comprenderemos los modelos teóricos que explican cómo la diversidad genética se mantiene en las poblaciones. Y aquellos que sugieren cómo debe cambiar según cambios en la estructura de las poblaciones. Integraremos la práctica al curso, para entender cómo se diseñan estudios en
genética de poblaciones, cómo se recopilan los datos necesarios para estudiar la diversidad genética y su interpretación y aplicación a las ramas de la biología de la conservación, manejo de recursos naturales, mejoramiento genético y desarrollo sostenible. Finalmente, estudiaremos cómo la genética de poblaciones constituye un aporte esencial a la comprensión de los procesos evolutivos a mediano y largo plazo.
Objetivos
1.
Introducir los conceptos básicos de la genética de poblaciones, de tal manera que los estudiantes puedan aplicarlos en sus investigaciones o en cursos más avanzados.de poblaciones;
3.
Dar a conocer problemas actuales en genética de poblaciones y evolución, y fomentar el interés en solucionarlos con investigación original en Costa Rica.4.
Familiarizar al estudiante con la literatura reciente en genética de poblaciones.Metodología para cumplir los objetivos
Se darán clases magistrales utilizando equipo audiovisual y se harán prácticas de laboratorio en las cuales se aprenderá a realizar el análisis de datos genéticos utilizando el lenguaje estadístico R y otros programas. Los estudiantes tendrán lecturas y ejercicios para discusión y trabajo
individual, respectivamente. Se realizará una un proyecto de investigación guiado en genética de poblaciones, además se realizará un proyecto de desarrollo empresarial.
Evaluación
3 Exámenes Parciales 20% c/u 60%
Trabajo práctico (Proyecto de Investigación) 20%
Tareas, quices y prácticas de laboratorio 20%
Total 100%
Trabajo práctico y proyectos de investigación
Se realizará una investigación dirigida la cual tendrá como objetivo principal, familiarizar al estudiante con todos los componentes de un proyecto de investigación en genética de poblaciones en sistemas naturales.
Los estudiantes deberán involucrarse activamente en el diseño experimental, la colecta de datos, el análisis e interpretación de los mismos. Para completar los objetivos los estudiantes deberán participar de forma obligatoria en todos los aspectos relacionados a la investigación:
planeamiento, giras al campo, trabajo de laboratorio, análisis de datos y escritura del informe. Las giras al campo serán de carácter obligatorio. Un informe final se presentará en la semana 12 del curso, siguiendo los lineamientos de formato de la Revista de Biología Tropical.
Tareas, pruebas cortas y prácticas de laboratorio
Tareas
Una vez que un tema ha sido discutido en clase magistral se asignan trabajos o tareas que el estudiante deberá realizar de forma individual. Estas tareas están diseñadas para evaluar la comprensión del estudiante del tema y su capacidad de implementar y comprender los modelos matemáticos estudiados en clase. La entrega de tareas será siempre una semana después de solicitada y se entregará a la asistente del curso en formato electrónico.
Pruebas cortas
Toda lectura asignada es de carácter obligatorio y será evaluada en pruebas cortas. La prueba se realizará una semana después de asignar la(s) lectura(s). Estas pruebas están diseñadas para evaluar la comprensión de las lecturas asignadas.
Prácticas de laboratorio
Las prácticas se realizarán en el laboratorio de cómputo y comprenden el estudio y aprendizaje de programas informáticos para el análisis de datos genéticos. La práctica utilizará datos reales y ficticios. Además, en algunas prácticas se asignan trabajos grupales los cuales plantean problemas relacionados con la materia estudiada. Los reportes de dichos análisis deben ser presentados dos semanas después de realizada la práctica. Los informes deberán incluir un detalle de los
procedimientos realizados, un resumen de los resultados presentados por el programa estadístico y un interpretación de los mismos.
Evaluación
Los exámenes parciales evalúan la materia cubierta hasta la semana anterior a la prueba. Los exámenes evalúan la materia de las clases magistrales, de las prácticas, tareas y asignaciones (e.g. lecturas). Los exámenes se enfocan en la resolución práctica de problemas al igual que la interpretación de resultados. Los exámenes no son acumulativos.
El informe final del trabajo práctico se evaluará bajo los criterios de publicación de una revista revisada por pares. El informe será evaluado por al menos dos revisores los cuales darán una calificación independiente. Se evaluarán los siguientes puntos: Calidad de la revisión
Lista de temas a cubrir
Semana Temas de estudio
1 Introducción al curso
2 Marcadores Moleculares
3 Equilibrio HWE. Estimativas de diversidad
4 Endogamia
5 Deriva génica
6 Semana Santa
7 Semana Universitaria. No hay clases.
8 Estructura génica. Parcial I
9 Aislamiento por distancia.
10 Flujo génico.
11 Análisis de Paternidad
12 Mutación. Parcial II.
13 Coalescencia
14 Teoría Neutral
15 Selección Natural
Bibliografía
Libro de Texto
:Hamilton, MB. 2009. Population Genetics. Wiley-Blackwell Publishing. ISBN 978-1-4051-3277-0
Libros de Texto sugeridos adicionalmente:
Hedrick, PW. 2005. Genetics of populations. Fourth Edition. Jones and Bartlett Publishers.
Templeton, AR. 2006. Population Genetics and Microevolutionary Theory. Wiley-Liss Publication. ISBN-13: 978-0-471-40951-9
Lecturas asignadas
Marcadores moleculares
Holliday J.A., Hallerman E.M., Haak D.C. (2018) Genotyping and Sequencing Technologies in Population Genetics and Genomics. In: Rajora O. (eds) Population Genomics. Population Genomics. Springer, Cham
Diversidad Genética
Ellegren H., Galtier N. 2016. Determinants of genetic diversity. Nature Reviews Genetics 17:422–433. DOI: 10.1038/nrg.2016.58.
Endogamia
Hasselgren, M. and Norén, K. (2019), Inbreeding in natural mammal populations: historical perspectives and future challenges. Mam Rev, 49: 369-383. doi:10.1111/mam.12169
Deriva y tamaño de población
Miles, LS, Rivkin, LR, Johnson, MTJ, Munshi-South, J, Verrelli, BC. Gene flow and genetic drift in urban environments. Mol Ecol. 2019; 28: 4138– 4151.
https://doi.org/10.1111/mec.15221
Monteiro WP, Veiga JC, Silva AR, Carvalho CdS, Lanes ÉCM, Rico Y, Jaffé R. 2019. Everything you always wanted to know about gene flow in tropical landscapes (but were afraid to ask) PeerJ 7:e6446 https://doi.org/10.7717/peerj.6446
Yang M., Fu Q. 2018. Insights into Modern Human Prehistory Using Ancient Genomes. Trends in Genetics 34:184–196. DOI: 10.1016/j.tig.2017.11.008.
Selección
Ahrens CW., Rymer PD., Stow A., Bragg J., Dillon S., Umbers KDL., Dudaniec RY. 2018. The search for loci under selection: trends, biases and progress. Molecular Ecology:n/a-n/a. DOI: 10.1111/mec.14549.
Collevatti, R.G., Novaes, E., Silva-Junior, O.B. et al. A genome-wide scan shows evidence for local adaptation in a widespread keystone Neotropical forest tree. Heredity 123, 117–137 (2019). https://doi.org/10.1038/s41437-019-0188-0
Literatura de apoyo:
Avise,J.C. 1994. Molecular markers, natural history and evolution. Chapman & Hall. New York. Cavalli-Sforza, LL y W Bodmer. 1971. The genetics of human populations. WH Freeman, San
Francisco.
Cavalli-Sforza, LL, P Menozzi y A. Piazza. 1994. The history and geography of human genes. Princeton University Press.
Crow, J. 1986. Basic concepts in population, quantitative, and evolutionary genetics. WH Freeman.
Crow, J y M Kimura. 1970. An introduction to population genetics theory. Harper and Row; New York. (Texto más avanzado, con mayor desarrollo matemático).
Falconer, DS y TFC MacKay. 1996. 4a edición. Quantitative genetics. Longman (un clásico de la genética cuantitativa).
Gillespie, JH. 2005. Population genetics. A concise guide. The Johns Hopkins University Press, Baltimore.
Harlt, DL y AG Clark. 1989 (1997) Principles of population genetics. Sinauer, Mass. (excelente texto general)
Harlt, DL. 2000. A primer of population genetics. Tirad Edition. SINAUER (versión resumida del anterior).
Jaquard, A. 1983. The genetic structure of populations. Springer-Verlarg, New York (excelente libro, con énfasis en humanos).
Kimura, M. 1983. The neutral theory of molecular evolution. Cambridge University Press,
Cambridge (una brillante exposición de su teoría, con referencia a muchos aspectos de la genética de poblaciones y evolución molecular).
Lewontin, RC. 1974. The genetic basis of evolutionary change. Columbia University Press, New York (impresionante obra sobre la variación genética).
Li, CC. (1955) 1976. First course in populations genetics. Boxwood Press, Pacific Grave, California (texto general clásico).
