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Diversidad genética en poblaciones humanas mediante polimorfismos de inserción Alu en el municipio de Moñitos- Córdoba. Genetic diversity in human populations through Alu insertion polymorphisms in the municipality of Moñitos-Córdoba. Lizky Paola Alvarez-Villegas. 1 1 Universidad de Córdoba, Facultad de Ciencias Básicas. departamento de Biología. Laboratorio de Genética. Car. 6ª N° 76-103, Montería, Córdoba, Colombia. @ Email de correspondencia: [email protected]. Resumen Los elementos de inserción Alu son secuencias de ADN que se producen por un único evento mutacional y se conoce su estado ancestral, se estima que existen más de un millón de copias de estos elementos, es decir, ocupan aproximadamente cerca del 11% del genoma humano. El objetivo de la presente investigación fue determinar la diversidad genética de la población humana del municipio de Moñitos-Córdoba, mediante el uso de polimorfismos de inserción Alu en 50 individuos no emparentados de cinco poblaciones seleccionadas en el municipio. El estudio se realizó a partir de muestras de saliva, de las cuales se extrajo el ADN, posteriormente se realizó la amplificación del ADN mediante PCR y los amplificados fueron observados en geles de agarosa, finalmente mediante análisis estadísticos se determinaron: Frecuencias alélicas, Heterocigosidades observadas (Ho), Heterocigosidades esperadas (He), Indicie de fijación, Equilibrio de Hardy-Weinberg y Dendogramas. Todos los marcadores Alu fueron polimórficos, con frecuencias que oscilan entre 0,100 ( A25) y 0,944(HS3.23), los valores promedio obtenidos para la Ho y la He fueron respectivamente 0,398 y 0,384, la mayoría de los marcadores se encontraron en equilibrio de Hardy-Weinberg, exceptuando los marcadores ACE y TRA25, la distancia genética entre las diferentes poblaciones estudiadas, mostró a Miramar y Flores de Manga como las más relacionadas y a Santa Lucia como la más alejada entre las poblaciones evaluadas. En conclusión, la población de Moñitos presentó un alto nivel polimórfico y bajos valores de heterocigosidad observada y esperada, lo cual indica una tasa baja de diversidad genética.

Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

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Page 1: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

polimorfismos de inserción Alu en el municipio de

Moñitos- Córdoba.

Genetic diversity in human populations through Alu insertion

polymorphisms in the municipality of Moñitos-Córdoba.

Lizky Paola Alvarez-Villegas.1

1 Universidad de Córdoba, Facultad de Ciencias Básicas. departamento de Biología. Laboratorio de Genética. Car. 6ª N° 76-103, Montería, Córdoba,

Colombia.

@Email de correspondencia: [email protected].

Resumen

Los elementos de inserción Alu son secuencias de ADN que se producen por un único evento mutacional y se conoce su estado ancestral, se estima

que existen más de un millón de copias de estos elementos, es decir,

ocupan aproximadamente cerca del 11% del genoma humano. El objetivo

de la presente investigación fue determinar la diversidad genética de la

población humana del municipio de Moñitos-Córdoba, mediante el uso de polimorfismos de inserción Alu en 50 individuos no emparentados de cinco

poblaciones seleccionadas en el municipio. El estudio se realizó a partir

de muestras de saliva, de las cuales se extrajo el ADN, posteriormente se

realizó la amplificación del ADN mediante PCR y los amplificados fueron observados en geles de agarosa, finalmente mediante análisis estadísticos

se determinaron: Frecuencias alélicas, Heterocigosidades observadas

(Ho), Heterocigosidades esperadas (He), Indicie de fijación, Equilibrio de

Hardy-Weinberg y Dendogramas. Todos los marcadores Alu fueron polimórficos, con frecuencias que oscilan entre 0,100 (A25) y

0,944(HS3.23), los valores promedio obtenidos para la Ho y la He fueron

respectivamente 0,398 y 0,384, la mayoría de los marcadores se

encontraron en equilibrio de Hardy-Weinberg, exceptuando los

marcadores ACE y TRA25, la distancia genética entre las diferentes poblaciones estudiadas, mostró a Miramar y Flores de Manga como las

más relacionadas y a Santa Lucia como la más alejada entre las

poblaciones evaluadas. En conclusión, la población de Moñitos presentó

un alto nivel polimórfico y bajos valores de heterocigosidad observada y esperada, lo cual indica una tasa baja de diversidad genética.

Page 2: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

Palabras claves: Diversidad genética, Heterocigosidad, Marcadores,

Población.

Abstract

Alu insertion elements are DNA sequences that are produced by a single mutational event and their ancestral status is known, it is estimated that

there are more than a million copies of these elements, that is, they

occupy approximately 11% of the human genome. The objective of the

present investigation was to determine the genetic diversity of the human population of the municipality of Moñitos-Córdoba, through the use of Alu

insertion polymorphisms in 50 unrelated individuals from five selected

populations in the municipality. The study was carried out from saliva

samples, from which the DNA was extracted, later the DNA amplification was carried out by PCR and the amplified ones were observed in agarose

gels, finally through statistical analysis the following were determined:

allelic frequencies, Observed heterozygosities (Ho), Expected

heterozygosities (He), Fixation index, Hardy-Weinberg equilibrium and

Dendograms. All Alu markers were polymorphic, with frequencies ranging between 0.100 (A25) and 0.944 (HS3.23), the average values obtained

for Ho and He were respectively 0.398 and 0.384, most of the markers

were found in equilibrium of Hardy-Weinberg, except for the ACE and

TRA25 markers, the genetic distance between the different populations studied, showed Miramar and Flores de Manga as the most related and

Santa Lucia as the most distant among the populations evaluated. In

conclusion, Moñitos population presented a high polymorphic level and

low values of observed and expected heterozygosity, which indicates a low rate of genetic diversity.

Keywords: Genetic diversity, Heterozygosity, Markers, Population.

Introducción

Los elementos transponibles (ETs) son secuencias de nucleótidos que

presentan la capacidad de movilizarse de una región del genoma a otra,

ya sea por si mismos o con la ayuda de algunas secuencias auxiliares, los ETs son considerados como los elementos más abundantes dentro de

dicho genoma constituyendo así una parte importante del mismo (1), el

genoma humano está compuesto por cuatro tipos de estos elementos,

dentro de los cuales se destacan los elementos Alu que también pueden ser clasificados como SINE (elementos cortos intercalados) (2), estos

elementos se transcriben en ARN mensajero con la ayuda de la ARN

polimerasa y luego se transforman en un ADN de doble cadena por medio

Page 3: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

de la transcriptasa inversa, así la nueva molécula de ADN se inserta en

una nueva ubicación dentro del genoma (3).

Se estima que estos elementos surgieron hace aproximadamente 65 millones de años y presentan alrededor de un millón de copias, estos son

elementos relativamente cortos presentando una longitud aproximada de

300pb, las inserciones polimórficas de elementos Alu se interpretan como

la ausencia (Alu-) o presencia (Alu+) de estas dentro del genoma y se caracterizan por ser específicas y polimórficas en los seres humanos (2,4).

Estudios de identificación genética humana como los realizado por

Mamedov et al. (5) y Chinniah et al. (6) señalan que el estudio de la

diversidad genética mediante el uso de las inserciones polimórficas como marcadores moleculares es de suma importancia en diversos campos,

ya que mediante estos es posible esclarecer ciertos patrones y/o procesos

biológicos, determinar la raza, realizar pruebas de paternidad, además

de que este tipo de investigaciones facilitarían la creación de bases de datos de genotipos humanos haciendo posible la resolución de problemas

relacionados con la identificación de víctimas de desastres masivos, la

identificación de sospechosos utilizando material biológico tomado en la

escena de un crimen, genética médica, entre otros.

Las inserciones Alu presentan diversas ventajas que son importantes dentro de los estudios de la diversidad de las poblaciones humanas,

dentro de estas ventajas se señala el conocimiento del estado ancestral

de los polimorfismos y la estabilidad de estas dentro del genoma, esto

debido a la poca influencia de eventos mutacionales y de selección dentro de estos (4), por ello se espera que a partir de un número reducido de

estas inserciones sea posible obtener una diferenciación entre

poblaciones que pertenecen a distintos continentes y poblaciones que se

encuentran dentro de estos continentes y de esta manera demostrar que los polimorfismos son herramientas importantes para los estudios de

mestizaje (7).

Las poblaciones establecidas en Latinoamérica, se caracteriza por ser el

resultado de un variado mestizaje, esto debido a los innumerables aportes

genéticos de distintos linajes, entre ellos se encuentran los nativos americanos que son los pobladores iniciales del continente,

afrodescendientes y europeos provenientes principalmente de España y

Portugal, que colonizaron el territorio e ingresaron a este mediante

distintas rutas y medios de comunicación, como resultado de estos eventos y las diferentes interacciones de tipo social y cultural que se

dieron entre las poblaciones se ha generado amplia mezcla racial dentro

de la probación latinoamericana (8,9).

En Colombia estudios como los realizado por Criollo (10) sugieren patrones de mezcla diversos que podrían explicarse debido a las

diferencias geográficas amplias dentro del territorio, generando como

resultado cambios en los patrones iniciales de distribución de la población

Page 4: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

y limitación en los procesos migratorios internos en periodos iniciales del

crecimiento poblacional del país, esto debido a la escasez de rutas para

movilización y las demoras para trasladarse de un lugar a otro, otras investigaciones realizadas por Criollo, et al. (11) sugieren que en las

regiones costeras del país entre ellas la región caribe se presenta una

mezcla entre poblaciones nativas y descendientes de linajes africanos y

europeos, sin embargo aún es escaso el conocimiento sobre los procesos de mezcla entre estos linajes .

En el departamento de Córdoba, como parte de la región caribe, el origen

de sus poblaciones está dada por la mezcla de diferentes linajes, los

primeros habitantes del departamento fueron los indígenas Zenues, que fueron invadidos por los españoles en la época de la colonia, tomando sus

tierras y zaqueando sus riquezas, obligando a aquellas tribus que no

fueron exterminadas a huir y dispersarse, con la llegada de los españoles

también ingresaron al territorio grupos de africanos para servir como esclavos (12), sin embargo se han realizado trabajos para determinar la

diversidad genética en humanos varios municipios del departamento de

Córdoba mediante el uso de polimorfismos de inserción Alu como Lorica

(13), Cereté (14), San Pelayo (15), sabana cordobesa (16), Montería

(17), pero aún se desconoce cómo se originaron los distintos procesos de mestizaje en Moñitos y otras poblaciones de este departamento (18).

Por todo lo anterior esta investigación tiene como objetivo estudiar la

diversidad genética en las poblaciones humanas en el municipio de

Moñitos y de este modo realizar aportes a los conocimientos que se tienen sobre diversidad y estructura genética de las poblaciones del

departamento de Córdoba.

Page 5: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

Materiales y métodos

Área de estudio

El estudio fue realizado en el municipio de Moñitos, Córdoba, que se

encuentra ubicado en 76°07′43″ longitud oeste y 9°14′46″ latitud norte y presenta una extensión de 180 Km2.

Zonas de muestreo

Los muestreos fueron realizados en los barrios: Miramar, Alfonso López,

Santa Lucia, Flores de Manga y Brisas del Mar.

Obtención de muestras

Las muestras requeridas para el análisis genético fueron obtenidas a

partir de 10 adultos no emparentados entre sí en cada uno de los barrios

seleccionados para un total de 50 individuos, residentes permanentes de la respectiva población de estudio, desde hace 3 generaciones. Se

Page 6: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

recolectó 1ml de saliva por cada individuo muestreado en un tubo

eppendorf. Las muestras de saliva fueron tomadas por un profesional en

el área de la salud; estas, fueron conservadas en cavas refrigeradas y transportadas hasta el laboratorio de Genética de la Universidad de

Córdoba – Sede Central, todos los participantes en el estudio firmaron el

respectivo Consentimiento Informado (Anexo 1 Modelo escrito al final del

documento).

Aspectos éticos

Este trabajo cuenta con la aprobación del comité de ética para

investigación en humanos de la Facultad de Ciencias de la Salud de la

Universidad de Córdoba.

Técnicas de laboratorio

Extracción de ADN Para la extracción de ADN se empleó el kit de extracción Wizard®

Genomic DNA Purification Kit (PROMEGA, Madison, EEUU) y se atendieron

sin alterar las sugerencias del fabricante. La pureza y la concentración del

ADN se determinó a partir de 1 µL de la muestra en un espectrofotómetro Nanodrop 2000® (Thermo Scientific, Waltham, MA, EE. UU.) con

relaciones de absorbancia A260/A280 nm y A260/A230 nm. La integridad

del ADN se estableció de manera visual mediante electroforesis en geles

de agarosa al 1.0%, con un voltaje de 120 V por 2 h en buffer TBE 1X (Tris-HC1 500 mM, ácido bórico 60 mM y EDTA 83 mM) y agente de tinción

GelRed 1X. El gel se visualizó en un transiluminador Bio-Imagen System

312 nm, Neve Yamin, Israel.

Amplificación por PCR

Los cebadores Alu: TRA25 (19), ACE (20), APO y PV92 (21), A25 (22),

D1 (23), HS3.23 (24) se observan en la Tabla 1, fueron amplificados

mediante la técnica de la PCR.

Page 7: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

Tabla 1. Secuencias de los marcadores Alu evaluados.

Marcador secuencia (5’→3’) PB

PV 92 F: AACTGGGAAAATTTGAAGAGAAAGT R: TGAGTTCTCAACTCCTGTGTGTTAG

Alu (+): 416 Alu (-): 101

HS3.23 F: GGTGAAGTTTCCAACGCTGT R: CCCTCCTCTCCCTTTAGCAG

Alu (+): 498 Alu (-): 200

D1 F: TGCTGATGCCCAGGGTTAGTAAA R: TTTCTGCTATGCTCTTCCCTCTC

Alu (+): 622 Alu (-): 333

TRA25 F: GTAAGAGTTCCGTAACAGGACAGCT R: CCCCACCCTAGGAGAACTTCTCTTT

Alu (+): 424 Alu (-): 125

A25 F: CACAAATAGGCTCATGTAGAAC R: TATAATATGGCCTGGATTATACC

Alu (+): 960 Alu (-): 660

APO F: AAGTGCTGTAGGCCATTTAGATTAG

R: AGTCTTCGATGACAGCGTATACAGA

Alu (+):433

Alu (-):122

ACE F: CTGGAGACCACTCCCATCCTTTCT R: GATGTGGCCATCACATTCGTCAGAT

Alu (+): 490 Alu (-):190

La técnica de la PCR (25) se realizó en un volumen total de 25 µl (Tabla

2) que contenía: 0.5 unidades de Taq polimerasa (Thermo Scientific) (Uklam-EE. UU.), 0,5 μl de cada primer (forward y reverse), 0,2 µl de

dNTPs a 10 mM /µl, 1.5 µM de MgCl2, 1,5 µl de buffer de reacción a 10X,

5 µl de ADN y agua estéril hasta alcanzar el volumen final. La reacción de

PCR se realizó en un termociclador Bioard T100 (Los Ángeles, EE. UU.) mediante la técnica PCR Tochdown.

Tabla 2. Ciclos PCR realizados para la amplificación de 7 inserciones Alu.

Temperatura Tiempo Número de ciclos

95° 1-3 min. 1 95° 30 seg.

57°- 62° 30 seg. 23 72° 1 min. 72° 5-15 min. 1

Visualización y determinación de los amplificados

Los amplificados de las PCR fueron sometidos a electroforesis en gel de

agarosa 1,5%, a 115 voltios durante 20 minutos, utilizando como

intercalante EZ-Vision, siguiendo las instrucciones del fabricante. Los

resultados fueron visualizados bajo luz ultravioleta en una cámara de (Cleaver Scientific) (Londres, UK) y fueron documentados por medio de

Page 8: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

imagen digital. Asimismo, en el gel de agarosa se añadió un marcador de

peso molecular de 500 pb, con la finalidad de identificar el tamaño de las

bandas de la PCR.

Análisis estadístico

Para la determinación de los parámetros de diversidad genética: frecuencias alélicas, índice de Shannon, Heterocigosidad observada,

Heterocigosidad esperada, índice de fijación, estimaciones de estructura

poblacional de Wright, flujo génico, equilibrio de Hardy – Weinberg y

distancia de Nei (26), se utilizó el software GenAlEx 6.5 (27); el dendograma UPGMA se obtuvo mediante el software Mega 10 (28), y el

software Structure 2.3.4 (29) se utilizó para inferir la estructura de la

población muestreada.

Resultados

Se tipificaron un total de 50 individuos pertenecientes a 5 subpoblaciones

del municipio de Moñitos-Córdoba. Para cada marcador fueron registradas las frecuencias de cada uno de los elementos Alu en cada una de las

subpoblaciones (Tabla 3). Los 7 marcadores estudiados mostraron ser

polimórficos en todas las subpoblaciones estudiadas, con rangos de

frecuencias que oscilan entre 0,056 (A25) y 0,900 (APO).

Tabla 3. Frecuencias alélicas de cada marcador en las subpoblaciones estudiadas en

el municipio de Moñitos- Córdoba. Locus Alfonso

López Santa Lucia

Miramar Flores de Manga

Brisas del Mar

PV92 0,350 0,556 0,250 0,350 0,550 APO 0,700 0,611 0,900 0,850 0,900

ACE 0,600 0,778 0,600 0,550 0,650 TRA25 0,350 0,556 0,600 0,800 0,600 HS3.23 0,600 0,944 0,650 0,750 0,800

D1 0,400 0,389 0,350 0,350 0,400 A25 0,200 0,056 0,200 0,100 0,100

En la Tabla 4 se observa que la heterocigosidad observada (HO) los valores

para la subpoblación Alfonso López fluctúan entre 0,400 (APO, HS3.23, D1 y A25) y 0,700 (PV92), para la subpoblación Santa Lucia los valores

oscilan entre 0,111 (HS3.23 y A25) y 0,556 (APO), en la subpoblación

Miramar se observa que los valores varían entre 0,200 (APO) y 0,800

(ACE y TRA25), para la subpoblación Flores de Manga los valores van

Page 9: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

desde 0,200 (TRA25 y A25) a 0,500 (PV92 y ACE) y para la subpoblación

Brisas del Mar los valores varían entre 0,100 (ACE) y 0,700 (PV92).

Para la Heterocigosidad esperada (He) los valores en la subpoblación Alfonso López fluctúan desde 0,320(A25) a 0,480 (ACE, HS3.23 y D1),

para la subpoblación Santa Lucia varían entre 0,105 (HS3.23 y A25) y

0,494 (PV92 y TRA25), en la subpoblación Miramar los valores oscilan

entre 0,180 (APO) y 0,480 (ACE Y TRA25), para la subpoblación Flores de Manga los valores van desde 0,180 (A25) a 0,495 (ACE), y para la

subpoblación Brisas del Mar los valores fluctúan entre 0,180 (A25 Y APO)

y 0,495 (PV92).

Así mismo, se advierte en la Tabla 4, respecto al índice de fijación (F) obtenido para los marcadores analizados en las subpoblaciones evaluadas

en Moñitos, que dichos valores oscilan entre -0,667 y 0,375.

También se aprecia que para el equilibrio Hardy- Weinberg (EHW), la

mayoría de los marcadores en las cinco subpoblaciones evaluadas se encuentran en equilibrio de Hardy- Weinberg, exceptuando los

marcadores ACE y TRA25 para la subpoblación Miramar (0,035) y el

marcador ACE para la subpoblación Brisas del Mar (0,014).

Tabla 4. Parámetros genéticos de diversidad genética, índice de fijación y EH-W de

las tres poblaciones. Población Locus Ho He F EH-W

PV92 0,700 0,455 -0,538 0,089 APO 0,400 0,420 0,048 0,880 ACE 0,600 0,480 -0,250 0,429

Alfonso López TRA25 0,500 0,455 -0,099 0,754 HS3.23 0,400 0,480 0,167 0,598 D1 0,400 0,480 0,167 0,598 A25 0,400 0,320 -0,250 0,429

Mean 0,486 0,441 -0,108

PV92 0,444 0,494 0,100 0,764 APO 0,556 0,475 -0,169 0,613 ACE 0,444 0,346 -0,286 0,391

Santa Lucia TRA25 0,444 0,494 0,100 0,764 HS3.23 0,111 0,105 -0,059 0,860 D1 0,333 0,475 0,299 0,370 A25 0,111 0,105 -0,059 0,860

Mean 0,349 0,356 -0,010

PV92 0,500 0,375 -0,333 0,292 APO 0,200 0,180 -0,111 0,725 ACE 0,800 0,480 -0,667 0,035*

Miramar TRA25 0,800 0,480 -0,667 0,035* HS3.23 0,300 0,455 0,341 0,281 D1 0,300 0,455 0,341 0,281 A25 0,400 0,320 -0,250 0,429

Page 10: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

Mean 0,471 0,392 -0,192

PV92 0,500 0,455 -0,099 0,754 APO 0,300 0,255 -0,176 0,577 ACE 0,500 0,495 -0,010 0,975

Flores de Manga TRA25 0,200 0,320 0,375 0,236 HS3.23 0,300 0,375 0,200 0,527 D1 0,300 0,455 0,341 0,281 A25 0,200 0,180 -0,111 0,725

Mean 0,329 0,362 0,074

PV92 0,700 0,495 -0,414 0,190 APO 0,200 0,180 -0,111 0,725 ACE 0,100 0,455 0,780 0,014*

Brisas del Mar TRA25 0,400 0,480 0,167 0,598 HS3.23 0,200 0,320 0,375 0,236 D1 0,400 0,480 0,167 0,598 A25 0,200 0,180 -0,111 0,725

Mean 0,314 0,370 0,122

Ho: Heterocigosidad observada; He: Heterocigosidad esperada; F: Índice de fijación; EH-W:

Equilibrio de Hardy Weinberg; *P˂0.05, ** P˂0.01, *** P˂0.001

En la Tabla 5 se aprecian los estadísticos F de Wright; para el estadístico

FIS el valor promedio es de -0,023 con valores que alternan entre -0.096 (APO) y -0,052 (TRA25), mientras para el estadístico FIT su valor

promedio es de -0,031, con valores que oscilan entre -0,175 (PV92) y

0,303 (HS3.23) y para el estadístico FST su valor promedio fue de 0,052

con valores que fluctúan desde 0,002 (D1) a 0,084 (TRA25). También se observa en la Tabla 5, el valor promedio obtenido para el flujo

génico (Nm) es de 20,0 migrantes.

Tabla 5. Parámetros genéticos de estructura poblacional.

Locus FIS FIT FST Nm

PV92 -0,251 -0,175 0,061 3,863 APO -0,096 -0,006 0,082 2,781

ACE -0,084 -0,055 0,026 9,311 TRA25 -0,052 0,037 0,084 2,713

HS 3.23 0,244 0,303 0,077 2,979 D1 0,261 -0,263 0,002 110,448 A25 -0,187 -0,151 0,030 8,060

Mean -0,023 -0,031 0,052 20,022

En la tabla 6 se pueden observar las distancias genéticas

correspondientes a cada una de las subpoblaciones estudiadas en el municipio de moñitos, se observa que las subpoblaciones Miramar y Flores

de Manga como las más cercanas y Santa Lucia se muestra como la más

lejana.

Page 11: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

Tabla 6. Matriz de distancia genética de Nei entre las subpoblaciones de municipio

de moñitos.

Alfonso

López Santa

Lucia Miramar Flores de

Manga Brisas

del Mar Alfonso López

------

Santa Lucia

0,062185 ------

Miramar

0,028310 0,075315 ------

Flores de Manga

0,062537 0,057869 0,017061 ------

Brisas del Mar 0,46200 0,028324 0,029710 0,022198 ------

En la Figura 2 se observa la distancia genética que existe entre las

diferentes subpoblaciones estudiadas, las subpoblaciones de Miramar y

Flores de Manga presentan mayor cercanía entre sí, seguidas por las

subpoblaciones de Brisas del Mar, Alfonso López y Santa Lucia, siendo esta ultima la más distante entre las subpoblaciones evaluadas.

Figura 1. Árbol UPGMA de distancias genéticas entre las cinco subpoblaciones

estudiadas en el municipio de Moñitos-Córdoba.

Miramar

Flores De Manga

Brisas Del Mar

Alfonso Lopez

Santa Lucia

Page 12: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

Discusión

A partir de los datos obtenidos en esta investigación es posible determinar que los 7 elementos Alu estudiados son polimórficos para las 5

subpoblaciones en Moñitos, atendiendo a que todas las frecuencias

mostraron valores inferiores a 0.95; estos resultados son similares a los

revelados por Comas et al. (4), Gómez-Pérez et al. (7) Chinniah et al. (6), Vega et al. (30) Kshatriya et al. (31) sin embargo estudios realizados por

Batillana et al. (32) y Santovito et al. (33) revelaron a los marcadores

Alu: APO, ACE,HS3.23 como no polimórficos.

Para la heterocigosidad observada (Ho) el valor promedio obtenido

(0,398), fue superior a los obtenidos por Santovito et al. (33) en

poblaciones del norte de Costa de Marfil (0,193) y similares a los

obtenidos por Chinniah et al. (6) en diferentes castas y poblaciones tribales del sur de la india (0,377) e inferiores a los obtenidos por Zainab

et al. (34) en poblaciones jordanas (0,419) y Sarobe (35) en poblaciones

gitanas (0,400). El valor de la heterocigosidad en esta población puede

deberse al importante aporte de grupos étnicos, negros, mulatos,

afrodescendientes, españoles e indígenas dentro de esta población (18).

El valor promedio de la Heterocigosidad esperada (He) para cada una de

las subpoblaciones evaluadas fue de 0,384, superiores a los valores

obtenidos por Moreno (16) en la población de Sahagún (0,292) y similares a los obtenidos por este mismo en la población de Chinú (0,381),

también presentó valores similares a los reportados por Sarobe (35)

(0,392) donde los valores de Ho son superiores a los valores de He, siendo

estos resultados disímiles e inferiores a los obtenidos por Vega-Jiménez (17) , quien reportó valores mayores de He en comparación con los

valores de Ho lo cual indicaría un alto grado de diversidad genética en esa

población de estudio.

Los resultados de los análisis de las Heterocigosidades (Tabla 4) confirman que la población humana de Moñitos, Córdoba presenta baja

diversidad génica, lo cual pudo deberse al elevado flujo génico que se

presentó entre las poblaciones muestreadas, lo cual refleja la estrecha

relación que existe entre las poblaciones, pues un alto intercambio genético supera los efectos de la deriva génica, esta heterocigosidad es

menor a la reportada por Krishnaveni et al. (36).

Para las subpoblaciones estudiadas en Moñitos se presentó un bajo índice de fijación (F) con un valor promedio que osciló entre -0.192 y 0.122,

estos valores pueden deberse a un exceso de heterocigotos, no existencia

de aislamiento geográfico, ni tampoco aislamiento genético de una

Page 13: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

subpoblación con respecto a las otras y presencia de elevado flujo génico

(37).

En el análisis del test de EHW reveló para los marcadores ACE y TRA25

en la subpoblación Miramar (0,035) y el marcador ACE para la

subpoblación Brisas del Mar (0,014) ausencia del equilibrio, lo cual puede

deberse a fuertes procesos endogámicos dentro de la población, pues históricamente el área de Moñitos ha recibido poblaciones migratorias de

grupos externos como fue el caso de los inmigrantes hispanos, africanos

que arribaban a esta población a principios del siglo XX y estas

poblaciones se mezclaron con las poblaciones nativas (10).

Los valores negativos obtenidos en promedio para el estadístico FIS en

cada uno de los marcadores utilizados indicarían que existe un exceso en

el número de los heterocigotos al interior de las subpoblaciones, es decir estas presentan un bajo nivel de consanguinidad, con relación con los

valores obtenidos para el estadístico FIT cuyo valor promedio es de (-

0,031) también indicaría un exceso en el número de los heterocigotos

dentro de la población (38). También se observa un elevado valor de flujo

génico (Nm) lo que permite suponer que las poblaciones mantienen un grado considerable de intercambio genético, asumiéndose un total de

veinte migrantes por generación, lo cual aumenta el número de

heterocigotos en las subpoblaciones estudiadas.

En cuanto al estadístico FST se observaron valores cercanos a cero (0,052)

similares a los obtenidos por Lizarralde (38), Rondón et al. (8), y Pancorbo

et al. (39), estos resultados podrían ser indicadores de una escasa

diferenciación genética dentro de la población que podrá estar dada por un constante flujo genético entre las poblaciones.

Para la distancia genética entre las subpoblaciones tenemos que Miramar

y Flores de Manga son las más cercanas, seguidas por las subpoblaciones

de Brisas del Mar, Alfonso López y Santa lucia (Figura 1), según lo dicho por Demarchi (40) podría considerarse que a distancias genéticas

menores las poblaciones presentan un ancestro común más reciente,

Demarchi (40) también afirma que las distancias biológicas se ven

afectadas por diferentes factores, entre ellos la estructura de las poblaciones, flujo y deriva genética, distribución geográfica y el tamaño

de la misma lo que ocasionaría un aumento entre las distancias de las

poblaciones.

Page 14: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

Conclusión

La población presentó un alto nivel polimórfico en todos los elementos Alu

evaluados, Los bajos valores de heterocigosidad indican que la población de Moñitos presenta una baja de diversidad genética, sin embargo, se

presentaron valores negativos para el índice de fijación en tres de las

subpoblaciones estudiadas, lo que se traduce a un exceso de

heterocigotos dentro de las subpoblaciones y por ende un aumento en los valores de diversidad y una posible tendencia a la exogamia. Los

elementos Alu son acontecimientos únicos en la historia evolutiva del

genoma de los seres humanos, lo que los hace una importante

herramienta para el conocimiento de la historia genética de nuestro país y establecer los genes que vinculan a las diferentes poblaciones, las

causas y proceso que han llevado a la variabilidad de la población actual.

Bibliografía

1. Frutos R. Elementos transponibles y organización del genoma de

eucariotas. Universidad de La Coruña. Departamento de Genética. Facultad de Ciencias Biológicas. 1997. Valencia, España.

2. Hackenberg M. Dinámica evolutiva de los retrotransposones Alu en

el genoma humano [TRABAJO DE DOCTORADO]. Granada, España.

Universidad de Granada; 2014.

3. Pray L. Functions and utility of Alu jumping genes. Nature.

[Internet]. 2008 [consultado el 3 de marzo de 2020]. Disponible

en: https://www.nature.com/scitable/topicpage/functions-and-

utility.-of-alu-jumping-genes-561.

4. Comas D, Calafell F, Benchemsi N, Helal A, Lefrane G, Stoneking M,

Batzer M, Bertranpetit J, Sajantila A. Alu insertion polymorphisms

in NW Africa and the Iberian Peninsula: Evidence for a strong

genetic boundary through the Gibraltar Straits. Hum Genet. 2000;

107(1): 312–319.

5. Mamedov I, Shagina I, Kurnikova M, Novozhilov S, Shagin D,

Lebedev Y. A new set of markers for human identification based on

32 polymorphic Alu insertions. Hum Genet. 2010; 18(7): 808–814.

DOI: 10.1038/ejhg.2010.22.

Page 15: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

6. Chinniah R, Vijayan M, Thirunavukkarasu M, Mani D, Raju K, Ravi

P, Sivanadham R, Kandeepan C, Mahalakshmi N, Karuppiah B.

Polymorphic Alu Insertion/Deletion in Different Caste and Tribal

Populations from South India. Plos One. 2016; 11(6): 1-13. DOI:

10.1371/journal.pone.0157468.

7. Gómez-Pérez L, Alfonso-Sánchez A, Pérez-Miranda M, Pancorbo M,

Peña J. Utilidad de las inserciones Alu en los estudios de mestizaje.

Antropo. 2007; 14(1):29-36.

8. Rondón F, Osorio J, Peña A, Garcés H, Barreto G. Diversidad

genética en poblaciones humanas de dos regiones colombianas.

Colomb. Med. 2008; 39 (2):52-60.

9. Rodríguez E, Hernández A, Salamanca L, et al. Una Nación

Multicultural. [Internet]. Bogotá (Col.): Departamento

Administrativo Nacional de Estadística (DANE); 2007. [Consultado

el 5 octubre de 2019]. Disponible

en://www.dane.gov.co/files/censo2005/etnia/sys/colombia_nacion

.pdf.

10. Criollo A. Caracterización molecular de la variación genética en

cuatro etnias indígenas (Pijao, Paez, Embera y Zenu) y dos

poblaciones mestizas de Colombia (Tolima y Córdoba) mediante

marcadores del mDNA, NRY Y AIMs). [TRABAJO DE GRADO].

Ibagué, Colombia: Universidad del Tolima; 2010.

11. Criollo A, Bohórquez M, Prieto R, Howarth K, Culma C, Carracedo

A, Tomlinson I, Echeverry de ponalco M, Carvajal L. Native

American gene continuity to the modern admixed population from

the Colombian Andes: Implication for biomedical, population and

forensic studies. Forensic Sci Int Genet. 2018; 36 (1): e1-e7. DOI:

10.1016/j.fsigen.2018.06.006.

12. Diaz F. Letras e historias del bajo Sinú. 1ª ed. Monteria:

Universidad de Córdoba-Fondo Editorial; 1998.

13. Lobo D. Determinación de la heterogeneidad genética en humanos

mediante inserciones Alu en Lorica, Córdoba-Colombia. [TRABAJO

DE GRADO]. Córdoba, Colombia. Universidad de Córdoba. Facultad

de Ciencias Básicas; 2018.

Page 16: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

14. Oviedo K. Diversidad genética en poblaciones humana mediante

polimorfismos de inserción Alu en el municipio de Cereté, Córdoba,

Colombia. [TRABAJO DE GRADO]. Córdoba, Colombia. Universidad

de Córdoba. Facultad de Ciencias Básicas; 2018.

15. Cruz A., Cavadía T., Pardo E. Diversidad genética en humanos

mediante polimorfismos de inserción de Alu en la población de San

Pelayo, Córdoba (Colombia). Revista logos ciencia y tecnología.

2019; 11(2). DOI: https://doi.org/10.22335/rlct.v11i2.845

16. Moreno C.D. Variabilidad genética en poblaciones humanas

mediante polimorfismos de inserción Alu humano en poblaciones

de la sabana cordobesa. [TRABAJO DE GRADO]. Córdoba,

Colombia. Universidad de Córdoba. Facultad de Ciencias Básicas;

2018.

17. Vega-Jiménez M. Variabilidad genética de la población humana de

Montería-Córdoba, mediante marcadores de polimorfismos de

inserción Alu. [TRABAJO DE GRADO]. Córdoba, Colombia.

Universidad de Córdoba. Facultad de Ciencias Básicas; 2019

18. DANE. Censo General 2005 nivel nacional. In Dirección de difusión,

mercadeo y cultura - Departamento Administrativo Nacional de

Estadística 2008. [Consultado el 10 de octubre 2019]. Disponible

en: http://dane.gov.co/censo/files/libroCenso2005nacional.pdf.

19. Batzer M.A., Deininger P.L. A human-specific subfamily of Alu

sequences. Genomics 1991; 9:481–487.

20. Tiret, L., Rigat, B., Visvikis, S., Breda, C., Corval, P., Cambien, F.,

Soubrier, F. Evidence, from combined segregation and linkage

analysis, that a variant of the angiotensin I-converting enzyme

(ACE) gene controls plasma ACE levels. American Journal of

Human Genetics. 1992; 51:197-205.

21. Batzer, Ma., & Deininger P. L. A human-specific subfamily of Alu

sequences. Genomics. 1994; 9, 481-487. DOI: 10.1016 / 0888-

7543 (91) 90414-a.

Page 17: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

22. Arcot S.S., Fontius J.J., Deininger P.L., Batzer M.A. Identification

and analysis of a 'young' polymorphic Alu element. Biochim

Biophys Acta. 1995; 1263:99-102.

23. Batzer, M. A., Rubin, C. M., Hellman-Blumberg, U., Alegria

Hartman, M., Leeflang, E. P., Stern, J. D., Bazan, H. A., Shaikh, T.

H., Deininger, P. L., & Schmid, C. W. Dispersion and insertion

polymorphism in two small subfamilies of recently amplified

human Alu repeats. Journal Molecular Biology. 1995; 247, 418-

427. DOI: 10.1006 / jmbi.1994.0150

24. Arcot S.S., Adamson A.W., Lamerdin J.E., Kanagy B., Deininger

P.L., Carrano A.V., Batzer M.A. Alu fossil relics--distribution and

insertion polymorphism. Genome Research. 1996; 6:1084-92.

25. Saiki R, Gelfand D, Stoffel S, Scharf SJ, Higuchi R, Horn GT, Mullis

KB, Erlich HA. Primer-directed enzymatic amplification of DNA with

a thermostable DNA polymerase. Science. 1988; 239(4839): 487-

491. DOI: 10.1126/science.2448875.

26. Nei M. Estimation of average heterozygosity and genetic distance

from a small number of individuals. Genetics. 1978; 89:583-590.

27. Peakall R, Smouse P. GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel.

Population genetic software for teaching and research – an update.

Bioinformatics. 2012; 28: 2537-2539. DOI:

10.1093/bioinformatics/bts460.

28. Tamura K, Stecher G, Peterson D, Filipski A, Kumar S. MEGA6:

molecular evolutionary genetics analysis version 6.0. Mol Biol Evol.

2013; 30(12): 2725-2729. DOI: 10.1093/molbev/mst197.

29. Pritchard J, Wen X, Falush D. Documentation for structure

software: Version 2.3. University of Chicago, Chicago, IL. 2010.

30. Vega Requena, Yasser V.; Hidalgo, Pedro C.; Ackermann,

Elizabeth; Flores-Gutierrez, Sara; and Sans, Mónica. 2020. Genetic

Admixture Analysis in the Population of Tacuarembó Uruguay

Using Alu Insertions. Human Biology Open Access Pre-Prints. 168.

DOI: https://doi.org/10.13110/humanbiology.91.4.03.

Page 18: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

31. Kshatriyaa, G. K., Panmeib, T., & Kameihc, G. Alu insertion-

deletion polymorphisms in the Tibeto-Burman speaking tribal

groups of Manipur, North-East India. Gene Reports, 2019; 15, 1-

5. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.genrep.2019.100372.

32. Battilana J, Fagundes N, Heller A, Goldani A, Freitas L, Tarazona-

Santos E, Munkhbat B, Munkhtuvshin N, Krylov M, Benevolenskaia

L, Arnett F, Batzer M, Deininger P, Salzano F, Bonatto

S. Alu insertion polymorphisms in Native Americans and related

Asian populations. Ann Hum Biol. 2006. 33(2):142-160.

33. Santovito A, Cervella P, Delpero M. Alu insertion polymorphisms in

four ethnic groups from northern Ivory Coast. Anthropological

Science. 2014. 122(1):37-34. DOI: 10.1537/ase.131107.

34. Zainab A. Al-Mazaydeh, Salem R. Yasin and Lubna H. Tahtamouni.

The implementation of Alu insertion polymorphism as a genetic

marker for forensic investigation in a Jordanian population sample.

African Journal of Biological Sciences. 2020; 2(3), 62-71.

35. Sarobe I. Inserciones Alu y heterogeneidad genética de la

población gitana del País Vasco [TRABAJO DE GRADO]. España.

Universidad del país Vasco; 2015.

36. Krishnaveni A, Prabhakaran K. Alu Insertion/Deletion

Polymorphism in Four Tribes of South India. European Journal of

Human Genetics 2015;15(2):81-87.

37. Gómez L, Sánchez A, Pérez AM, Sánchez D, García S, Espinosa I.

Alu polymorphisms in the Waorani tribe from the Ecuadorian

Amazon reflect the effects of isolation and genetic drift. Am J Hum

Biol, 2011; 23(6): 790-795. DOI: https://dx.

doi.org/10.1002/ajhb.21216.

38. Lizarralde M. Estudio genético poblacional de dos poblaciones

afrocolombianas de Choco y Cauca y una población “blanca” de

Córdoba mediante el uso de retrotransposones de la familia

humana TA (LINE-1). [TRABAJO DE GRADO]. Bogotá D.C

Colombia: Pontificia Universidad Javeriana; 2002.

Page 19: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

39. De Pancorbo M, Lopez-Martinez M, Martinez-Bouzas C, Castro A,

Fernandez-fernandez I, Antùnez G, Antùnez A, Antùnez P, Rowold

D, Herrera R. The Basques according to polymorphic Alu

insertions. Hum Genet. 2001; 109(2): 224-233. DOI:

10.1007/s004390100544.

40. Demarchi D. Microsatelites, distancias geneticas y estructura de

poblaciones nativas sudamericanas. Rev Arg Antrop Biol. 2009;

11(1):73-88.

Page 20: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

Anexos

Anexo 1.

INFORME DE CONSENTIMIENTO

Título del proyecto: DIVERSIDAD GENÉTICA EN POBLACIONES HUMANAS

MEDIANTE POLIMORFISMOS DE INSERCIÓN ALU EN EL MUNICIPIO DE MOÑITOS- CÓRDOBA

Investigadores: Enrique Pardo Pérez, Leandro Andrés Anaya Palmeras.

Institución: Universidad de Córdoba, Facultad de Ciencias Básicas,

Departamento de Biología, Área de Genética. Laboratorio de Genética.

Carrera 6 No. 76-103

La Universidad de Córdoba a través del Laboratorio de Genética, está

desarrollando un estudio genético sobre la variabilidad genética en

poblaciones humanas mediante polimorfismos de inserción Alu en

población del municipio de Moñitos-Córdoba.

En la basta información contenida en nuestro ADN se hallan mutaciones

neutrales que se caracterizan por ser fragmentos de ADN móviles que se

insertan que el genoma (Alu), estas inserciones son acontecimientos únicos y estables lográndose detectar con facilidad la mutación, muchos de ellos

son recientes en distintas poblaciones humanas permitiendo desarrollar

estudios de diversidad genética, migración, deriva y mestizaje.

Este proyecto pretende usando polimorfismos de inserciones de Alu

humano y aplicando la genética de poblaciones, estudiar y describir la

variabilidad existente en la composición genética de poblaciones humanas

en el Caribe colombiano desde una perspectiva evolutiva, formular

hipótesis de dicha variabilidad y establecer una base de datos para la investigación en disciplinas como la Antropogénica, la Genética Médica o la

Genética Forense.

La participación consiste en donar una muestra de saliva (4 ml) para el análisis genético molecular pertinente. La muestra de saliva será tomada

con todas las normas asépticas que implica el procedimiento. La

manipulación, procesamiento y almacenamiento temporal de las muestras,

serán responsabilidad de los investigadores del Laboratorio de Genética de la Universidad de Córdoba, el manejo de las muestras se realizará

cumpliendo todas las normas de bioseguridad y sanitarias apropiadas. Al

finalizar el estudio, las muestras de saliva serán inactivadas con hipoclorito

Page 21: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

de sodio al 0,5% y descartadas en un guardián para líquidos, los cuales,

serán recolectados por la empresa encargada de los residuos biológicos

(Bio-Residuos S.A.S en Montería) y de su disposición final.

La donación de saliva no implica ningún riesgo para su salud, psicológica o

fisiológica, tampoco tendrá contradicciones de ningún tipo, ni afectará

ningún tratamiento al que este siendo sometido.

Las muestras serán rotuladas mediante códigos que solo conocerán los

investigadores. En ningún momento y bajo ninguna circunstancia se

podrán revelar los resultados de los participantes a terceros, como tampoco se utilizarán los nombres de los participantes en ninguna

publicación que genere el proyecto. Los folders con los códigos de las

muestras serán mantenidos bajo llave por el investigador principal (Dr.

Enrique Pardo Pérez).

Usted tiene derecho a conocer los datos genéticos que se obtengan a partir

de su muestra, si así lo solicitase. No obstante, los resultados que se van

a obtener se consideran exploratorios. Por tanto, en un principio y de forma

habitual, sus datos no se le enviarán a usted.

La participación en el estudio es voluntaria. Si usted no quiere participar,

o decide retirarse del estudio, no le representará ninguna penalidad.

Esta donación es altruista, justamente, por mi participación en el presente proyecto no recibiré un beneficio directo de forma inmediata y no recibiré

ningún beneficio económico a futuro.

Habiendo escuchado la anterior información, acepto participar como voluntario en el estudio, bajo las condiciones expuestas, reservándome el

derecho a retirarme en cualquier momento, sin justa causa y sin previo

aviso.

NOMBRE:_________________________CC#________________ FIRMA: _____________________________________HUELLA

DACTILAR

DIRECCIÓN:__________________________________

LUGAR Y FECHA: ______________________________

TESTIGO 1

NOMBRE:_____________________________CC#____________

FIRMA: _____________________________________HUELLA

DACTILAR

Page 22: Diversidad genética en poblaciones humanas mediante

DIRECCIÓN:__________________________________

LUGAR Y FECHA: _____________________________

TESTIGO 2

NOMBRE:______________________________CC#___________ FIRMA: _____________________________________HUELLA

DACTILAR

DIRECCIÓN:__________________________________

LUGAR Y FECHA: _____________________________