Teoria Neutra (Parte 2)

e a gente acabou de ver que a teoria neutra ela é capaz de fazer uma previsão sobre a taxa de bolsa molecular ou a taxa de substituição agora a gente vai continuar tratando da teoria neutra e nem que previsão que ela faz sobre a diversidade genética que eu espero encontrar dentro de uma população que foi evoluindo sob o influxo de mutações neutras e o processo de deriva genética e eu fiz um esqueminha aqui para representar graficamente a ideia daquilo que a gente vai mudar o a matematicamente enxerga a população como se fosse um recipiente e

que tem uma entrada de água que por cima que seria o processo de votação que tá contribuindo a variabilidade população aqui embaixo tem um ralo por onde a água escoa isso seria o processo de deriva genética nessa população qual que é o nível que a água vai ficar dentro dessa caixa depende de conta mutação tá entrando e conto deriva genética tá removendo a sua variação dentro desse recipiente dentro dessa população o que a gente vai fazer agora é matematicamente tratar esse ralo a pena de variabilidade por deriva em relação à contribuição da variabilidade genética introduzida

por mutação e esse tratamento matemático vai permitir que eu faça uma previsão de contra a variabilidade permanece dentro das população ou seja qual o nível que a água vai atingir dentro desse recipiente nessa minha metáfora então vamos começar com a deriva genética que a gente ele já tratou antes a gente consegue fazer uma previsão quantitativa sobre quanta variabilidade genética tá sendo removida dessa população o processo de deriva genética qual foi a expressão que a gente já dele vou a que anteriormente a parte de dentro zigose de uma geração em relação a uma geração anterior pode

ser expressa de maneira bastante direta dessa forma aqui e isso permite que eu escreva é uma delta h que é uma medida da diferença da taxa de a todos iguais entre gerações sucessivas sob o efeito de deriva genética que que é um dell pagar é o h numa geração em relação ao da da geração anterior então tá aqui isso aqui atrás dessa você goze na geração tem mais um esse valor a quem e eu vou subtraindo esse valor hp que é da geração anterior se eu fizer isso o que vai o que eu vou ter

a esse favor aí ou menos a gás sobre 2m preço aqui no primeiro ingrediente que descreve conta água tá saindo aqui desse recipiente conta variabilidade genética eu tô perdendo a cada geração pelo processo de deriva genética e eu vou colocar um izinho aqui do lado desse delta simplesmente para lembrar que isso refere-se a mudança da taxa da torre goze sobre os efeitos que deriva genética só que novidade para gente é uma descrição da força da deriva genética numa população é para que é negativo o valor sempre qualquer valor de 2n que a gente colocar ou

agarrar que a gente colocar sempre esse delta vai ser negativo porque sempre o efeito da deriva genética é o de remoção de variabilidade genética dentro de uma população muito bem e a mutação a mutação ela contribui variabilidade genética que uma população e é isso que a gente quer modelar agora a gente vai fazer um recurso a uma estratégia que é muito comum e modelagem e na hora de modelar uma força evolutiva como a mutação a gente remove outros fatores para depois juntar eles no momento apropriado então eu vou tratar de mutação no contexto determinístico eu

vou ver como a mutação afeta a variabilidade da população primeiro sem considerar os efeitos da deriva genética depois a gente vai juntar ela junto com a deriva então numa população sem nenhum efeito de deriva genética eu consigo escrever uma expressão que descreve conta variabilidade genética eu espero que vai ocorrer numa geração em relação à geração anterior quando a mutação tá operando se eu tenho a mutação alterando e eu não tenho o processo de deriva genética o que vai acontecer é que a variabilidade é que existe na geração anterior vai permanecer lá ela não vai ser

perdida por deriva mas em cima dela vai haver um acréscimo de variabilidade genética contribuído pelo processo de mutação então nova geração vai ter a idade da geração anterior acrescido do valor agora quanto que processo de mutação cria novas diferenças numa população um jeito de pensar este é o seguinte o processo de mutação faz com que duas cópias genéticas podem ser diferentes se elas eram iguais na geração anterior qual que é a chance dela ser iguais na geração anterior é de um menos elas não serem diferentes elas eram diferentes 1 - hp é a chance dela

ser iguais na geração anterior e para ela se tornarem diferentes elas tem que ter sofrido uma mutação ou essa sofreu uma mutação na transmissão de uma geração para outra ou essa sofreu uma mutação da geração para outra por isso que eu vou colocar esse valor x 2 meses isso daqui em conjunto e dá a probabilidade de coisas que eram iguais a geração anterior terem se tornado diferentes por quê a outra sofreu uma mutação essa expressão aqui em conjunto escreve a mudança da taxa de heterozigose sobre o efeito de mutação e na ausência do processo poderia

genética e eu posso também escrever aqui um delta h escrevendo a mudança entre gerações sucessivas e esse delta h lembrando que o delta é sempre o hp + 1 - how ht a mudança de uma geração para outra isso daqui vai simplesmente ficar com a seguinte cara com a mudança da taxa de a todos e goze entre duas gerações vai ser um - h x 2 vezes me por favor aqui sempre vai ser o valor positivo que eu tô sempre imaginando que a mutação ela gera nova diferenças e aumenta a probabilidade de dois alelos tomados

ao acaso naquela população serem diferentes entre si e para o que a gente tem agora são duas expressões e dois processos que vão em direções opostas à deriva genética ela está caminhando uma direção de remover variabilidade genética da população ea mutação da caminhando na direção de introduzir variabilidade genética na população vou colocar um vizinho aqui do lado do delta para explicitar que essa é a mudança na taxa de a todos iguais e causada pelo processo de interação a última etapa agora que a gente tem que fazer é ver o que que acontece numa população e

que simultaneamente eu tenho grande variabilidade por mutação nessa taxa o peso de variabilidade genética sobre os efeitos de deriva sobre essa taxa a gente tem aqui as nossas duas expressões que descrevem como a diversidade genética da população muda de uma geração para outra essa que ele escrevendo um ganho de variabilidade comutação e essa que escrevendo a perda de variabilidade pelo processo de deriva genética o molhar essas expressões com um pouquinho mais de atenção e ver que elas dão umas dicas interessantes para gente sobre a dinâmica desses processos é para que o ganho de variabilidade formatação

ele não vai ser constante independente da taxa perto do se goza se eu tenho uma população que o h é muito alto em outros alelos são muito diferentes um dos outros o valor do delta h pela taxa de mutação vai ser muito pequeno faz sentido uma população que já tem muita variabilidade pode sofrer mutação só que essa mutação talvez não introduz a variabilidade porque aquele o que é o meu coração já era diferente de todos os outros por outro lado se a população tem pouca variabilidade genética todo mundo ação correr vai gerar uma novidade em

relação que existia lá então o processo de mutação ele parece ter deltas maiores ele contribui para ganhos maiores justamente quando a população desprovida de variabilidade caso de deriva genética vai na outra direção uma população tem muito homogênea tem pouca variação à deriva não vai remover muita variação porque não tem muita variação disponível para ser removida já uma população que tem alta taxa de todos idosi à deriva pode ter um impacto muito maior o delta h vai ser muito maior entre gerações sucessivas então esses dois processos estão atuando simultaneamente na população e a intensidade deles depende

da própria taxa de atualização da população isso sugere que a gente pode fazer um exercício interessante a gente pode se perguntar existe algum valor de taxa de atraso igual até para uma população em a intensidade de ganho de variabilidade genética por mutação é exatamente compensada pela perda de variabilidade genética através do processo de deriva genética isso que eu tô falando para vocês tem uma condição em que ocorre um equilíbrio há entre o processo de mutação e eu processo de deriva genética vamos dar um tratar quantitativamente esse que lembro entre mutação e deriva a própria definição

do equilíbrio ele escrever que quando a mudança introduzida pela deriva genética por somada pela mudança trazida pela mutação se tiver um valor igual a zero quando agregadas que é populações para o equilíbrio qual que é o significado biológico de equilíbrio mas não tem um processo biológico correndo naquela população tem ela sofre deriva e ela sofre mutação só que a intensidade desses dois processos cancela os seus efeitos o ganho de diversidade por mutação exatamente compensado pela perda pelo processo de deriva genética é isso que eu possa expressar o aqui nesse sentido a população vai estar no

aqui livro eu queria biodinâmico novos alelos estão entrando e alelos estão sendo perdidos por deriva genética população montar estática mas nessa condição de equilíbrio a taxa de heterozigose fica estática é como esse nosso exemplo aqui da água a água que tá dentro do recipiente não é sempre a mesma tá entrando uma água nova e tem água saindo por aqui mas o nível da água ficarei estável isso é a minha condição de equilíbrio eu vou preencher isso aqui com os valores o que adiante ver se a gente consegue chegar numa expressão útil para a gente no

nosso esforço de modelagem o delta h sobre efeito de genética é esse valor aqui e já o delta h associada ao processo de mutação é um - h 12 mil e a gente imagina que isso daqui a condição de equilíbrio é igual a zero então o que que eu posso fazer eu posso colocar o h em evidência eu posso reescrever isso da seguinte forma primeiro eu simplesmente vou manter esse termo e vou fazer o produto nesse segundo termo aqui a social da processo de mutação então esse aqui viram dois mil vezes 1 - 2000h isso

daqui é igual a zero agora sim eu vou colocar o h evidência vou escrever isso da seguinte forma isso aqui é 2000 - hq multiplica um sobre dois n a mais pois mim isso aqui continua igual usar isso aqui é só um rearranjo algébrico tenho certeza que vocês poderiam pensar em outros caminhos que a gente poderia percorrer agora eu tô interessado em expressar qual é o esse valor de h nessa condição de equilíbrio então agora vou escrever só seguinte forma eu vou colocar tudo em função dh então h pode ser escrito como igual a duas

vezes a taxa de mutação vezes um sobre dois n ver mais as duas vezes a taxa de mutação o que que eu fiz aqui eu peguei e eu superei dois mim os dois lados e daí eu dividi os dois lados por 1 sobre 2 n + 2 mim e deu também multi porque os dois lados pelo menos um para inverter o sinal eu cheguei nessa expressão se vocês a calcular em esse valor aqui é vocês vão chegar o seguinte valor de h 14 rezini vezes a taxa de mutação ou de quatro vezes n exaltaste mutação

mais um e esse daqui 1 h qualquer esse daqui é o h que é esperado da condição específica em que a intensidade da deriva genética e da processo mutacional tão exatamente se compensando tá aí a nossa segunda previsão associada a teoria neutra a ter eu nem outra p ver qual que é a variabilidade genética que vai estar presente numa população que tá simultaneamente sofrendo deriva genética associada a um tamanho populacional de tamanho n e o influxo de mutações neutras associada a uma taxa de mutação da daqui pelo valor de mim eu consigo prever o nível

da água nessa recipiente pela intensidade de entrada por mutação e saída poderia da genética esse valor aqui é uma predição bateria neutra que a gente pode estudar em diversos contextos e eu vou resumir aqui as principais conclusões que a gente pode fazer sobre a teoria neutra sobre as predições quantitativas que ela fez isso é o resumo dos vídeos que a gente acabou de assistir a primeira previsão para teoria neutra faz é que a taxa de evolução molecular ou a taxa de substituição é proporcional a taxa de mutação eu vou colocar um izinho nem sempre vai

ser utilizado nos livros textos com todas as vezes que a gente foram lidar com traço de mutação entre constituição mas aqui é só para lembrar vocês que a gente tá falando sobre aquele subir conjunto de mutações que realmente é neutro e isso significa que a taxa com que se dá a mudança molecular ao longo do tempo ela independente do tamanho populacional e depende só da taxa de mutação isso leva aquela previsão que eu já expulso para vocês que existiria uma proporcionalidade entre o tempo desde que dor e se separaram de um ancestral comum e a

quantidade de diferenças que existem entre elas e essa linearidade é aquilo que a gente se refere como o relógio molecular voltando para nossa analogia de um automóvel se os automóveis todos vão sobre a mesma velocidade 70 km por hora que eu sei há quanto tempo atrás ele sair um destino 1:00 2:00 3:00 4:00 eu consigo saber o com longe eles foram mesma coisa aqui se a taxa de evolução molecular depende só da taxa de mutação e a taxa de mutação é constante e isso significa que há uma relação linear entre as diferenças entre as peças

e o tempo desde que elas divergiram de um ancestral comum a segunda previsão agora diz respeito não as diferenças entre espécies mas a variabilidade genética dentro de uma espécie e o dele veio com vocês a expressão para taxa de todos idosa esperada quando um nível entre as forças de mutação e deriva genética e a gente viu que quantitativamente isso pode ser expresso a gente forma e essa expressão aqui ela permite que com informação do tamanho de uma população e a taxa de mutação eu faço uma previsão de conta variabilidade genética ela deve ter e se

eu pilotar esse gráfico aqui relacionando por exemplo o tamanho da população com a taxa criaturas e goze eu vou ter uma função que tem mais ou menos essa cara aqui que eu mandei terminado a taxa de mutação aí tuição aqui é que de acordo com a teoria neutra e de acordo com essa expressão quanto maior for o tamanho de uma população o maior deles é a taxa de a torre zigose a variabilidade genética presente nela isso sugere que há uma segunda forma de atestar se a teoria neutra é válida para dados reais além de ou

confrontar dado diferenças entre espécies para ver se existe um relógio molecular na natureza eu posso comparar diferentes espécies e investigar se existe uma relação entre o tamanho da população ea variabilidade genética que ela apresenta e tem uma terceira classe de previsões da teoria neutra que são mais qualitativas do que é quantitativas e ela diz respeito ao tipo de variabilidade que eu espero encontrar dentro de uma espécie o tipo de diferença que eu espero encontrar entre os pés ea previsão vou escrever da seguinte forma 1 a gente espera de acordo com a teoria neutra que a

maioria das diferenças entre as peças diferenças entre espécies é um a maioria da variabilidade e aí aí dentro e tem uma esperança e deve ser neutra o ou seja o que toma espécies diferentes e o que toma indivíduos dentro de uma população diferente em geral vão ser forma de variação que não afetam as suas chances de sobrevivência e reprodução essa uma visão não adaptativa da grande maioria da variabilidade genética dentro de espécies a diferença entre elas essa previsão qualitativa que dá que pode ser testada utilizando algumas informações que a gente tem sobre dados ao nível

molecular e eu vou dar um exemplo para vocês que a gente vai retomar depois mutações podem ser classificadas como sinônimas e não sinônimas dependendo do impacto que elas têm na alteração de um aminoácido as mudanças sinônimas alteram material genético mas não alteram a proteína que é codificada já algumas funções não sinônimos resultam em mudanças ao nível de proteína é uma ideia que foi bastante explorada dentro desse contexto de previsões da teoria neutra e essa é uma previsão qualitativa é de que a maior parte da variabilidade genética que existiria dentro de uma expresso e seria aquela

que não afeta a chance sobrevivência pulseira seria sinônima que a maior parte das diferenças que existem entre duas espécies seria de natureza sinônimo e não sinônima que é essa previsão de que as diferenças entre as espécies seriam neutras então examinando atentamente as semelhanças e diferenças entre espécies diferentes e a variabilidade dentro de uma espécie e se perguntando se essa variabilidade dentro de espécies e as diferenças entre as espécies é predominantemente sinônimo ou não sinônima ou de um modo mais geral que ela acerta a função de proteína de acerta a função do organismo ou se ela

é neutra porque não tem efeito se não altera sua chance sobrevivência isso constitui uma terceira forma que a gente investigar se a teoria neutra é válido a natureza