Heredabilidad e Interacción Gen-Ambiente

La heredabilidad es una estadística poblacional que expresa la proporción de la variación de un rasgo, dentro de una población y un entorno particulares, que puede atribuirse a diferencias genéticas entre individuos. La interacción gen-ambiente se refiere a cómo el efecto de una variante genética sobre un rasgo puede depender del ambiente, y viceversa. Juntas, estas ideas enmarcan cómo la genética distribuye la variación de los rasgos, al tiempo que advierten contra una interpretación excesiva de lo que esa distribución significa para una persona individual.

Definition

La heredabilidad es la fracción de la varianza fenotípica en una población definida atribuible a la varianza genética; la heredabilidad en sentido estricto considera solo la varianza genética aditiva, mientras que la heredabilidad en sentido amplio considera toda la varianza genética. La interacción gen-ambiente ocurre cuando el efecto del genotipo sobre el fenotipo difiere entre ambientes.

Scope

La entrada cubre la definición y estimación de la heredabilidad (incluyendo en sentido estricto y amplio), el significado y las interpretaciones erróneas comunes de la estadística, la interacción y correlación gen-ambiente, y cómo los métodos genómicos estiman la heredabilidad a partir de datos genéticos. Es un tema conceptual y metodológico, no una guía clínica.

Core questions

• ¿Qué mide exactamente una estimación de heredabilidad y a qué población se aplica?
• ¿Por qué la heredabilidad no dice nada directo sobre un individuo o sobre si un rasgo puede modificarse?
• ¿Cómo complican la interacción gen-ambiente y la correlación gen-ambiente la partición de la varianza?
• ¿Cómo se estima la heredabilidad a partir de datos familiares en comparación con datos genéticos de todo el genoma?

Key concepts

• Heredabilidad en sentido estricto (aditiva)
• Heredabilidad en sentido amplio
• Partición de la varianza fenotípica
• Heredabilidad basada en SNP
• Interacción gen-ambiente
• Correlación gen-ambiente
• Estimación específica de población y ambiente

Key theories

Partición de la varianza

El marco de Fisher descompone la varianza fenotípica en componentes genéticos y ambientales, proporcionando la base formal para definir la heredabilidad como la relación entre la varianza genética y la varianza fenotípica total, y para separar los efectos genéticos aditivos de los no aditivos.

Mechanisms

La heredabilidad se calcula dividiendo la varianza de un rasgo entre individuos en componentes genéticos y ambientales; la proporción genética, en relación con el total, define la heredabilidad. Los diseños de estudios familiares y de gemelos infieren esto a partir de la semejanza entre parientes, mientras que los métodos genómicos la estiman a partir de la similitud genética medida en muchas variantes. Dado que es una relación de varianzas, la heredabilidad depende de las frecuencias alélicas y del rango de ambientes presentes en la población estudiada, y puede variar si alguno de estos cambia. La interacción gen-ambiente significa que el efecto aparente de una variante puede diferir entre ambientes, y la correlación gen-ambiente significa que los genotipos pueden distribuirse de forma no aleatoria entre ambientes; ambos deben considerarse al interpretar los componentes de la varianza.

Clinical relevance

La heredabilidad y la interacción gen-ambiente informan cómo se interpreta la evidencia genética sobre rasgos y enfermedades comunes, incluyendo por qué una alta heredabilidad no implica que los factores ambientales o conductuales sean poco importantes o inmutables. El material se presenta para apoyar la lectura crítica de la evidencia genética a nivel poblacional y no constituye una base para la predicción o el cuidado individual.

Epidemiology

Se han producido estimaciones de heredabilidad para una amplia gama de rasgos humanos y enfermedades comunes, típicamente a través de estudios de gemelos y familiares y, más recientemente, datos genéticos de todo el genoma; las estimaciones varían según el rasgo, la población y el ambiente, lo cual es en sí mismo un punto interpretativo importante.

History

El concepto se deriva del marco de partición de la varianza de Fisher de 1918 y fue desarrollado para la estimación práctica por genetistas cuantitativos como Falconer. En la era de la genómica, los métodos que estiman la heredabilidad directamente a partir de variantes de todo el genoma —aplicados por primera vez a rasgos como la altura humana— cuantificaron la proporción genética capturada por variantes comunes y agudizaron el debate sobre la brecha entre esta y la heredabilidad basada en estudios familiares.

Debates

¿Qué nos dice la heredabilidad y qué no?

La heredabilidad se interpreta con frecuencia erróneamente como una medida de cuán 'genético' es un rasgo en un individuo o como algo fijo en diferentes contextos; de hecho, es una relación de varianzas específica de la población y el ambiente, y sus límites son un tema recurrente en la literatura.

¿Por qué la heredabilidad basada en estudios familiares es a menudo mayor que la heredabilidad capturada por variantes medidas?

Las estimaciones genómicas a partir de variantes comunes a menudo no alcanzan la heredabilidad basada en estudios familiares, con razones propuestas que incluyen variantes no detectadas, variación rara, interacciones y una posible sobreestimación por parte de los diseños familiares.

Key figures

• Ronald A. Fisher
• Douglas Falconer
• Peter Visscher
• Jian Yang

Seminal works

• fisher-1918
• visscher-2008
• yang-2010

Frequently asked questions

¿Significa una heredabilidad del 80% que un rasgo es 80% genético en mí?

No. La heredabilidad describe la proporción de variación entre las personas de una población que sigue las diferencias genéticas en un entorno dado; no divide la causa dentro de ningún individuo en particular.

¿Qué es la interacción gen-ambiente?

Es cuando el efecto de una variante genética sobre un rasgo depende del ambiente —por ejemplo, una variante podría aumentar el riesgo solo bajo una exposición particular—, por lo que el genotipo y el ambiente no siempre pueden tratarse como simplemente aditivos.