LA BASE GENÉTICA DE LA CONSERVACIÓN

Objetivos específicos de aprendizaje.

Se trata de proporcionar el conocimiento básico de las propiedades genéticas relacionadas con la pérdida de diversidad y el aumento del riesgo de extinción de las poblaciones amenazadas, que deben ser objeto de consideración en los programas de conservación. Descriptores: censo efectivo, deriva, diversidad genética, depresión consanguínea, potencial adaptativo, selección natural, deterioro mutacional.

Metodología docente: actividades de aprendizaje y su valoración encréditos ECTS

Se proporcionará a los alumnos una base teórica (3 créditos ECTS) según el siguiente temario:

1.- Descripción básica de la variabilidad poblacional identificable a nivel genético.

2. – Descripción genética básica de las poblaciones respecto de los caracteres cuantitativos.

3.- Efectos del censo finito poblacional sobre la constitución genética de las poblaciones: consanguinidad y cambios genéticos en poblaciones fragmentadas

4.- Efectos de la reducción del censo poblacional y la fragmentación del habitat sobre las propiedades genéticas de los caracteres cuantitativos: depresión consanguínea.

5.- La mutación espontánea como fuente de diversidad genética y de deterioro de las poblaciones.

6.- La migración como agente de cambio genético y como freno del proceso dispersivo en poblaciones fragmentadas.

7.- La selección natural como causa determinante de la adaptación y factor limitante de la variabilidad genética.

8.- Efectos conjuntos de las diferentes fuerzas evolutivas sobre la constitución genética de las poblaciones y su impacto en situaciones de riesgo.

9. – Discusión de las repercusiones genéticas de las estrategias de manejo de poblaciones “ex situ”.

10.- Introducción a las estrategias genéticas de manejo de poblaciones “in situ” y sus repercusiones. 

 El desarrollo del temario anterior se apoyará en la presentación y discusión de resultados experimentales, y en la realización de ejercicios y prácticas basadas en programas de simulación (1 crédito ECTS).

 Criterios y métodos de evaluación.

La evaluación se basará en los ejercicios prácticos, el informe de prácticas, la discusión bibliográfica, el desarrollo de un tema y un examen de los contenidos.

Recursos para el aprendizaje

BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA:

Frankham, R, J. D. Ballou y D. A. Briscoe. 2002. Introduction to Conservation Genetics. Cambridge University Press.

Hedrick, PW.  2005.  Genetics of populations. Third Edition.  Jones and Bartlett Publishers.

Fontdevila, A.; A. Moya 1999. Introducción a la genética de poblaciones. Síntesis

Falconer, D.S. y T. F. C. Mackay Introducción a la genética cuantitativa.  Acribia, Zaragoza, 2001.

Lacy, R. 2005. Vortex 9.58. (Recurso en red).

Recursos disponibles: Aulas dotadas de video proyector y ordenadores portátiles. Aulas de informática en las se dispone de ordenadores con los programas necesarios para llevar acabo el trabajo práctico y con acceso a internet. Biblioteca general del centro y de la que se encuentra en el Departamento de Genética. 

Idiomas en que se imparte

El idioma en el que serán impartidas las asignaturas es el español, aunque la mayor parte de la bibliografía y otros recursos están en inglés.

GESTIÓN GENÉTICA DE PROGRAMAS DE CONSERVACIÓN

Objetivos específicos de aprendizaje.

Introducción a la problemática de la conservación de especies en peligro de extinción. Análisis, teórico y a través de simulación por ordenador, de los beneficios y desventajas de los diferentes sistemas de manejo de las poblaciones. 

Metodología docente: actividades de aprendizaje y su valoración encréditos ECTS

Clases teóricas (3.3 créditos ECTS)

1.- Medidas de variabilidad genética.

2.- Análisis genealógico. Teoría: número de fundadores, numero de genomas equivalentes. Cálculo.

3.- Criterios en la gestión genética de programas de conservación.

4.- Elección de reproductores.

5.- Sistemas de apareamientos.

6.- Utilización de nuevas tecnología reproductivas y moleculares.

7.- Poblaciones subdivididas. Teoría. Índices de diversidad genética.

8.- Unidades de conservación. Criterios para establecer prioridades.

Se desarrollarán actividades prácticas mediante utilización de programas de ordenador (2.7 créditos ECTS).

Criterios y métodos de evaluación.

Valoración de la participación en las actividades del curso y de un examen.

Recursos para el aprendizaje

BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA

Introduction to Conservation Genetics. R. Frankham, J. D. Ballou y D. A. Briscoe. 2002. Cambridge University Press.

Genebanks and the conservation of farm animal genetic resources. J. K. Oldenbroek. 1999. DLO Institute for Animal Science and Health, Lelystad, The Netherlands.

Recursos disponibles:

 Idiomas en que se imparte

El idioma en el que serán impartidas las asignaturas es el español, aunque la mayor parte de la bibliografía y otros recursos están en inglés.

FILOGENIAS MOLECULARES

Objetivos específicos de aprendizaje.

Aplicación de los marcadores moleculares en estudios filogenético

Metodología docente: actividades de aprendizaje y su valoración en créditos ECTS

Teoría (3.52 créditos ECTS).

1.- LOS MARCADORES GENÉTICOS

- Los diferentes tipos de marcadores genéticos y su empleo a lo largo de la historia: ISOENZIMAS, RFLPs, PCR, RAPDs, Inter-microsatélites (ISSRs), AFLPs, Minisatélites, Microsatélites y SNPs: Definición, tipo de variabilidad que detectan, tipo de herencia. Comparación de las ventajas e inconvenientes de cada uno de los marcadores moleculares analizados.

- Práctica: Interpretación de patrones obtenidos con diferentes tipos de marcadores moleculares. Lectura de artículos científicos relacionados con el tema y discusión de los resultados.

2.- ANÁLISIS DE SECUENCIAS

- Búsqueda de secuencias de DNA y proteínas en las bases de datos: Genbank, EMBL, Swiss-Prot. Alineamiento de secuencias de DNA y proteínas: similitud y homología. Alineamiento por pares: BLAST, FASTA. Búsqueda de motivos o patrones en las bases de datos. Alineamientos múltiples.

- Práctica: Búsqueda de secuencias utilizando los programas FASTA y BLAST. Establecimiento de relaciones filogenéticas con CLUSTAL y MEGA 3.1. Lectura de artículos científicos relacionados con el tema y discusión de los resultados.

3.- CUANTIFICACIÓN DE LA VARIABILIDAD GENÉTICA

- ESTRUCTURA GENÉTICA DE LAS POBLACIONES: Poblaciones y acervos genéticos. Variación genética y evolución. Frecuencias génicas y genotípicas. Modelos de estructura de las poblaciones. La ley de equilibrio de Hrdy-Weinberg.

- MEDIDAS DE VARIACIÓN DENTRO DE UNA POBLACIÓN: Frecuencias alélicas, porcentaje de loci polimórficos, riqueza alélica, número efectivo de alelos por locus, heterocigosidad observada y esperada de un locus y de una población.

-  MEDIDAS DE VARIACIÓN ENTRE POBLACIONES: Homogeneidad de frecuencias alélicas. Parámetros de Nei: Diversidad genética total, diversidad genética media dentro de las poblaciones y diversidad genética entre poblaciones. Coeficiente de diferenciación genética. Flujo génico.

- EVOLUCIÓN MOLECULAR: constancia de la tasa de sustitución y reloj molecular. Estimación del número de sustituciones nucleotídicas: modelo de Jukes y Cantor y modelo de  Kimura dos parámetros. Estimación del número de sustituciones sinónimas y no sinónimas. Sesgo en el uso de codones.

- Práctica: Empleo de los programas informáticos GENESTAT, NTSYS y AMOVA. Lectura de artículos científicos relacionados con el tema y discusión de los resultados.

4.- SISTEMÁTICA Y CLASIFICACIÓN: TAXONOMÍA Y ESTABLECIMIENTO DE RELACIONES FILOGENÉTICAS

- MÉTODOS DE CLASIFICACIÓN

- ESPECIACIÓN: CONCEPTO DE ESPECIE

- EVOLUCIÓN BIOLÓGICA

·         Tipos de caracteres

·         Patrones de evolución

·         Diferenciación genética durante la evolución: Filogenias genéticas

- CONSTRUCCIÓN DEL ÁRBOL

·         Principios de inferencia filogenética: Distancias y parsimonia.

·         Métodos de construcción del árbol: Agrupamiento (UPGMA, NJ,…). Optimización (máxima parsimonia, máxima verosimilitud, evolución mínima).

·         Búsqueda del mejor árbol.

- Práctica: Establecimiento de relaciones filogenéticas con diferentes tipos de marcadores y los programas ARLEQUIN, CONVERT, NTSYS, PHYLIP, POPGENE, STRUCTURE, TFPGA y WINBOOT.

5.- APLICACIONES AL DIAGNÓSTICO

                        -DETECCIÓN CUALITATIVA Y CUANTITATIVA DE ESPECIES E INDIVIDUOS EN DIFERENTES MATRICES.

- SELECCIÓN DE SECUENCIAS Y ESTIMACIÓN DE NIVELES DE VARIABILIDAD.

-PCR CONVENCIONAL, PCR CUANTITATIVA, BIOCHIPS

-ELECCIÓN DE CEBADORES Y SECUENCIAS DIAGNÓSTICO

-EXPRESIÓN DE GENES CRÍTICOS. RT-PCR.

-VALIDACIÓN DE PROTOCOLOS

-APLICACIONES EN FITOPATOLOGÍA, CLÍNICA, SEGURIDAD ALIMENTARIA, GENÉTICA HUMANA

Práctica: Elaboración de proyectos de diagnóstico. Discusión y evaluación. 

Prácticas (1.6 créditos ECTS) y trabajos y pruebas de evaluación (0.88 créditos ECTS).

Criterios y métodos de evaluación.

Asistencia de los alumnos a las clases de teoría y prácticas. Actitud del alumno en las clases (10%).

Exposición de un seminario (20%).

Elaboración de un trabajo práctico de cuantificación de la variabilidad genética y establecimiento de relaciones filogenéticas (20%).

Prueba escrita: examen final de teoría y prácticas (50%).  

 Recursos para el aprendizaje

 Bibliografía recomendada

- Fontdevila, A.; A. Moya (1999). Introducción a la genética de poblaciones. Síntesis.

- Fontdevila, A.; A. Moya (2003). Evolución. Origen, adaptación y divergencia de las especies. Síntesis

- Frankham, R.; J. D. Ballou; D. A. Briscoe (2002). Introduction to conservation genetics. Cambridge University Press.

- Freeman, S.; J. Herron (2002). Análisis Evolutivo (2ª edición). Prentice Hall.

-. Graur, D.; W-H Li (2000). Fundamentals of Molecular Evolution (2ª edición). Sinauer.

- Hall, B. G. (2004). Phylogenetic trees made easy. A how-to manual for molecular biologists. ( 2ª edición). Sinauer.

- Holder, M.; P. O. Lewis (2003) Phylogeny estimation: traditional and Bayesian approaches. Nature 4: 275-284

- Nei, M.; S. Kumar (2000). Molecular evolution and phylogenetics. Oxford University Press.

- Page, R. D. M.; E. C. Holmes (1998). Molecular evolution. A phylogenetic approach. Blackwell Science.

- Ridley, M. (2003). Evolution (3 ed). Blackwell Science.

- Saunders, G.C.; H.C. Parkers (eds) (1999). Analytical Molecular Biology: quality and validation. Royal Society of Chemistry,

   Cambridge, U.K.

- Soler, M. (2002) Evolución. La base de la biología. Editorial Manuel Soler.

- Stearns, S. C.; R. F. Hoekstra (2000). Evolution, an introduction. Oxford University Press.

Páginas de Internet:

http://evolution.genetics.washington.edu/phylip/software.html

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/

http://www.ebi.ac.uk/embl

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/

http://www2.ebi.ac.uk/fasta3/

http://www.ebi.ac.uk/clustalw/

http://us.expasy.org/prosite/

http://pfam.wustl.edu/hmmsearch.shtml

http://paup.csit.fsu.edu/

http://mrbayes.csit.fsu.edu/

http://www.megasoftware.net/

http://www.zi.ku.dk/eunet/Pages/gensoft.html

Recursos disponibles: Aulas, medios audiovisuales (proyectores de diapositivas, retroproyectores, video proyector, ordenadores portátiles), laboratorio de prácticas, ordenadores con conexión a Internet, Bibliotecas y acceso on-line a las bases de datos, software específico de cuantificación de la variabilidad genética y de construcción de árboles filogenéticos.

 Idiomas en que se imparte

Español. La bibliografía estará en inglés.

FILOGEOGRAFÍA Y SUS APLICACIONES

Objetivos específicos de aprendizaje.

Conocimiento y aplicación de los conceptos y herramientas que permiten el abordaje molecular de los procesos evolutivos en relación con la distribución geográfica y la historia de las poblaciones así como su utilización práctica

Metodología docente: actividades de aprendizaje y su valoración en créditos ECTS

Teoría (3.6 créditos ECTS).

TEMARIO FILOGEOGRAFÍ A Y SUS APLICACIONES

Introducción. Medidas de diversidad molecular haplotípica y nucleotídica: regiones codificadoras y no codificadoras. Teoría de la coalescencia. Desequilibrio de ligamiento y recombinación. Tests para probar el modelo neutral. Detección de procesos históricos y fuerzas evolutivas. Indicadores de diferenciación y flujo généticos. Correlaciones genéticas y ambientales. Filogenias intraespecíficas. Redes filogenéticas. Análisis de clados anidados. Aplicaciones prácticas. Se realizarán prácticas (1.2 créditos ECTS) y trabajos y pruebas de evaluación (1.36 créditos ECTS). 

Criterios y métodos de evaluación.

La evaluación considerará varios de los criterios siguientes: Elaboración de informes, seminarios, pruebas escritas teórico-prácticas, tutoría.

Recursos para el aprendizaje

BIBLIOGRAFÍA

-        Harvey PH, Leigh Brown J, Maynard Smith J Nee S. 1996. New uses for new phylogenies. Oxford University Press, Oxford UK

-        Avise JC. 2000. Phylogeography: the history and formation of species. Harvard University Press, Cambridge, MA.

-        Hewitt GM. 2004. The structure of biodiversity – insights form molecular phylogeography. Frontiers in Zoology 1:4. doi:10.1187/1742-9994-1-4

-        Avise JC, Arnold J, Ball RM, Bermingham E, Lamb T, Neigel JE, Reeb CA, Sounders NC. 1987. Intraspecific phylogeography: the mitochondrial DNA biridge between population genetics and systematics. Annual Review of Ecology and Systematics 18:489-522

-        Posada D, Crandall KC. 2001. Intraspecific gene genealogies: trees grafting into networks. Trends in ecology and Evolution. 16:37-45

-        Templeton AR, Georgiadis NJ. 1996. A landscape approach to conservation genetics: conserving evolutionary processes in African Bovidae, en: Conservation Genetics: Case Histories form Nature. (Eds. Avise JC & Harmrick JL) 398-430 (Chapman & Hall, NY)

-        Templeton AR. 1998. Nested clade analysis about gene flow and population history. Molecular Ecology 7:381-397

Recursos disponibles:

Aulas con dotación audiovisual, Aula de informática con acceso a internet, Laboratorios de Genética Molecular, Biblioteca de la Facultad de Biología, Biblioteca del Departamento de Genética, Aula virtual, acceso a bases de datos on line, programas específicos. 

Idiomas en que se imparte

Español, bibliografía en inglés, seminarios y conferencias ocasionalmente en inglés, tutorías ocasionalmente en inglés, informes en español e inglés.