Heritabilitas dan Interaksi Gen-Lingkungan

Heritabilitas adalah statistik populasi yang menyatakan proporsi variasi dalam suatu sifat, dalam populasi dan lingkungan tertentu, yang dapat diatribusikan pada perbedaan genetik antar individu. Interaksi gen-lingkungan mengacu pada cara efek varian genetik pada suatu sifat dapat bergantung pada lingkungan, dan sebaliknya. Bersama-sama, keduanya membingkai bagaimana genetika membagi variasi sifat sambil memperingatkan agar tidak menafsirkan secara berlebihan apa arti pembagian tersebut bagi setiap orang.

Definition

Heritabilitas adalah fraksi varians fenotipik dalam populasi tertentu yang dapat diatribusikan pada varians genetik; heritabilitas dalam arti sempit hanya menghitung varians genetik aditif, sedangkan heritabilitas dalam arti luas menghitung semua varians genetik. Interaksi gen-lingkungan terjadi ketika efek genotipe pada fenotipe berbeda di berbagai lingkungan.

Scope

Entri ini mencakup definisi dan estimasi heritabilitas (termasuk pengertian sempit dan luas), makna dan salah tafsir umum dari statistik tersebut, interaksi dan korelasi gen-lingkungan, serta bagaimana metode genomik mengestimasi heritabilitas dari data genetik. Ini adalah topik konseptual dan metodologis, bukan panduan klinis.

Core questions

• Apa sebenarnya yang diukur oleh estimasi heritabilitas, dan populasi mana yang berlaku?
• Mengapa heritabilitas tidak mengatakan apa pun secara langsung tentang individu atau tentang apakah suatu sifat dapat diubah?
• Bagaimana interaksi gen-lingkungan dan korelasi gen-lingkungan memperumit pembagian varians?
• Bagaimana heritabilitas diestimasi dari data keluarga dibandingkan dari data genetik seluruh genom?

Key concepts

• Heritabilitas dalam arti sempit (aditif)
• Heritabilitas dalam arti luas
• Pembagian varians fenotipik
• Heritabilitas berbasis SNP
• Interaksi gen-lingkungan
• Korelasi gen-lingkungan
• Estimasi spesifik populasi dan lingkungan

Key theories

Pembagian varians

Kerangka Fisher menguraikan varians fenotipik menjadi komponen genetik dan lingkungan, memberikan dasar formal untuk mendefinisikan heritabilitas sebagai rasio varians genetik terhadap total varians fenotipik dan untuk memisahkan efek genetik aditif dari non-aditif.

Mechanisms

Heritabilitas dihitung dengan membagi varians suatu sifat antar individu menjadi komponen genetik dan lingkungan; bagian genetik, relatif terhadap total, mendefinisikan heritabilitas. Desain keluarga dan kembar menyimpulkan ini dari kemiripan kerabat, sementara metode genomik mengestimasinya dari kesamaan genetik terukur di banyak varian. Karena ini adalah rasio varians, heritabilitas bergantung pada frekuensi alel dan rentang lingkungan yang ada dalam populasi yang diteliti, dan dapat bergeser jika salah satunya berubah. Interaksi gen-lingkungan berarti efek nyata suatu varian dapat berbeda antar lingkungan, dan korelasi gen-lingkungan berarti genotipe mungkin tidak terdistribusi secara acak di berbagai lingkungan; keduanya harus dipertimbangkan saat menafsirkan komponen varians.

Clinical relevance

Heritabilitas dan interaksi gen-lingkungan menginformasikan bagaimana bukti genetik tentang sifat dan penyakit umum ditafsirkan, termasuk mengapa heritabilitas yang tinggi tidak menyiratkan bahwa faktor lingkungan atau perilaku tidak penting atau tetap. Materi ini disajikan untuk mendukung pembacaan kritis bukti genetik pada tingkat populasi dan bukan merupakan dasar untuk prediksi atau perawatan individu.

Epidemiology

Estimasi heritabilitas telah dihasilkan untuk berbagai macam sifat manusia dan penyakit umum, biasanya melalui studi kembar dan keluarga dan, baru-baru ini, data genetik seluruh genom; estimasi bervariasi berdasarkan sifat, populasi, dan lingkungan, yang merupakan poin interpretatif penting.

History

Konsep ini berasal dari kerangka pembagian varians Fisher tahun 1918 dan dikembangkan untuk estimasi praktis oleh ahli genetika kuantitatif seperti Falconer. Di era genomik, metode yang mengestimasi heritabilitas langsung dari varian seluruh genom — pertama kali diterapkan pada sifat-sifat seperti tinggi badan manusia — mengukur bagian genetik yang ditangkap oleh varian umum dan mempertajam perdebatan mengenai kesenjangan antara ini dan heritabilitas berbasis keluarga.

Debates

Apa yang dikatakan heritabilitas kepada kita, dan apa yang tidak?

Heritabilitas sering disalahartikan sebagai ukuran seberapa 'genetik' suatu sifat pada individu atau sebagai sesuatu yang tetap di berbagai pengaturan; pada kenyataannya, ini adalah rasio varians spesifik populasi dan lingkungan, dan batas-batasnya adalah tema yang berulang dalam literatur.

Mengapa heritabilitas berbasis keluarga seringkali lebih tinggi daripada heritabilitas yang ditangkap oleh varian terukur?

Estimasi genomik dari varian umum seringkali kurang dari heritabilitas berbasis keluarga, dengan alasan yang diusulkan termasuk varian yang tidak terdeteksi, variasi langka, interaksi, dan kemungkinan estimasi berlebihan oleh desain keluarga.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Apakah heritabilitas 80% berarti suatu sifat 80% genetik pada diri saya?

Tidak. Heritabilitas menggambarkan bagian variasi antar individu dalam suatu populasi yang melacak perbedaan genetik dalam lingkungan tertentu; ini tidak membagi penyebab dalam satu individu pun.

Apa itu interaksi gen-lingkungan?

Ini adalah ketika efek varian genetik pada suatu sifat bergantung pada lingkungan — misalnya, suatu varian mungkin meningkatkan risiko hanya di bawah paparan tertentu — sehingga genotipe dan lingkungan tidak selalu dapat diperlakukan sebagai aditif sederhana.