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La variación genética se puede definir como las diferencias en la estructura genética de los organismos de una población asociados a una diferenciación en sus características. Se refiere a las variaciones en el material genético, en el ADN (ácido desoxirribonucleico) de una población o una especie.
A continuación se definirán algunos conceptos importantes relacionados a la variación genética, además de cómo puede darse.
¿Qué son los genes?
Los genes son unidades de información: un trozo del ADN que codifica, que dice cómo generar una determinada proteína o una molécula de ARN (ácido ribonucleico). Los genes son la unidad de almacenamiento de la información con la que se desarrollan los organismos, y que se transmite a la descendencia. El conjunto de genes de un cierto organismo se denomina genoma. Un gen específico, o sea, un trozo de ADN con una cierta función, puede tomar formas distintas en la secuencia del ADN, formas que se manifiestan en modificaciones de la función del gen, variando las características heredadas. Esto se denomina el alelo de un gen y es la causa de los cambios en el color de los ojos o en el grupo sanguíneo entre padres e hijos.
La variación genética
La variación genética se puede reflejar en las características macroscópicas de los organismos, es decir, en su fenotipo. Estas variaciones pueden manifestarse en rasgos discretos, como el color de los ojos, o en rasgos continuos, como la longitud de las extremidades de un mamífero. También se puede observar la variación genética en los procesos enzimáticos.
La variación genética está asociada a modificaciones en el orden de las bases de los nucleótidos en los genes, en la secuencia del ADN. Si esta variación modifica el orden de los aminoácidos de las proteínas que codifica ese gen, es decir, esa secuencia de ADN, y a su vez esta diferenciación de la proteína influye en la estructuración del organismo, entonces habrá una modificación del fenotipo del organismo.
La selección natural
La variación genética es clave en los procesos de evolución de las especies; se trata de la evolución biológica, asociada a la selección natural. La selección natural actúa sobre la interacción de los organismos con el medio ambiente, estableciendo la predominancia de aquellos que se adapten mejor a las condiciones en las que se desarrollan. Para que pueda haber selección natural de la especie más apta deben producirse variaciones en las características de los organismos que generen especies que se desarrollen de mejor manera y que luego predominen sobre las anteriores; la excepción es que se produzcan alteraciones drásticas en el medio ambiente.
En lo que se denomina como el teorema fundamental de la selección natural, Ronald Fisher demostró que cuanto mayor sea la cantidad de alelos de un gen, mayor es la probabilidad de que uno de ellos predomine sobre los restantes. Esto significa que cuanto mayor sea la variabilidad genética en una población, mayor será el ritmo de su evolución.
Las mutaciones
La causa principal de la variación genética son las mutaciones, es decir, las modificaciones aleatorias de la secuencia de nucleótidos o de la estructura del ADN. Las mutaciones pueden ser espontáneas o estar asociadas a la acción de un agente mutágeno como la radiación y algunos compuestos químicos.
Una mutación puede afectar una célula de un organismo que al reproducirse genera una serie de células con esa modificación, produciendo una diferenciación en el fenotipo de ese individuo. Esto se denomina mutación somática y es el caso del pétalo amarillo del tulipán rojo de la figura siguiente. Este tipo de mutación afectará solo a ese individuo pero no se trasladará a su descendencia.
En los organismos pluricelulares, las mutaciones solo pueden heredarse cuando afectan a las células reproductivas, es decir, cuando modifican a las células que producen los gametos; estas son mutaciones de la línea germinal y son las que tienen incidencia en la evolución biológica.
Las mutaciones pueden ser poco frecuentes y en la mayoría de los casos no generan cambios en el fenotipo o producen cambios perjudiciales para el organismo. Sin embargo, la selección natural favorecerá la predominancia de los nuevos alelos en los pocos casos en los que las mutaciones modifican el fenotipo y los cambios mejoran la relación del organismo con el medio ambiente.
El flujo genético o migración de genes
Otra forma de promoción de la variación genética es el flujo genético o migración de genes. El flujo genético es la transferencia de alelos de genes entre dos poblaciones de un mismo organismo. La inmigración de organismos en una determinada población pondrá a disposición nuevos alelos en su acervo genético, favoreciendo así la variación genética. La emigración también puede provocar una disminución del acervo genético.
El flujo genético entre poblaciones puede estar condicionado por diferentes factores, siendo la movilidad de los organismos uno de los más importantes. Las barreras físicas constriñen el flujo genético, lo cual sucede con las barreras naturales como montañas y desiertos y también con las artificiales; se han observado ejemplares de la misma especie de plantas con diferencias genéticas a ambos lados de la Gran Muralla china.
La reproducción sexuada
La reproducción sexuada también promueve la variación genética al producir diferentes combinaciones de los genes. Las células sexuales, llamadas gametos, se producen en el proceso de la meiosis, cuando se separan los alelos para luego combinarse con otros alelos durante la fertilización. Durante la meiosis se puede producir una recombinación genética, proceso en el cual una hebra de ADN se secciona y se une a una molécula de material genético diferente. De esta forma, la descendencia tendrá una combinación genética distinta, con diferentes alelos.
Como se dijo, la relación de una población de organismos con el medio ambiente determina si los rasgos genéticos son favorables. Los organismos que son más capaces de adaptarse a su entorno sobreviven y de esa forma pueden transmitir sus genes, que incluyen sus rasgos favorables. La selección sexual se ve comúnmente en la naturaleza, ya que los animales tienden a seleccionar parejas con rasgos que les resultan favorables. Las hembras se aparean más a menudo con machos que tienen rasgos más favorables; por ello, a lo largo del tiempo estos genes aparecen con más frecuencia en esa población.
Ejemplos de variaciones genéticas
El color de la piel, el color del cabello, el largo de las piernas, las pecas y el tipo de sangre de una persona son ejemplos de variaciones genéticas que pueden observarse en una población de seres humanos.
Algunos ejemplos de variación genética en las plantas son las hojas modificadas de las plantas carnívoras, así como el desarrollo de flores que se asemejan a los insectos para atraer a los polinizadores de las plantas. La variación genética en las plantas a menudo ocurre como resultado del flujo genético: el polen se dispersa de una zona a otra por el viento o por los polinizadores que recorren grandes distancias.
Los animales albinos, los que simulan estar muertos y los que imitan hojas para camuflarse, son ejemplos de variación genética; son animales a los que las variaciones genéticas les permitieron una mejor adaptación a las condiciones de su entorno.
Fuentes
- Helena Curtis, Adriana Schnek. Biología. Editorial Médica Panamericana, 2008.
- Jonathan Michael Wyndham Slack Genes-A Very Short Introduction. Oxford University Press, 2014.
- Sources of variation – An Introduction to Genetic Analysis National Center for Biotechnology Information NCBI Bookshelf. Consultado octubre 2021.
