Kalıtım ve Gen-Çevre Etkileşimi
Kalıtım, belirli bir popülasyon ve çevrede, bir özelliğin varyasyonunun bireyler arasındaki genetik farklılıklara atfedilebilen oranını ifade eden bir popülasyon istatistiğidir. Gen-çevre etkileşimi ise bir genetik varyantın bir özellik üzerindeki etkisinin çevreye nasıl bağlı olabileceğini ve bunun tersini ifade etmektedir. Birlikte, genetiğin özellik varyasyonunu nasıl bölümlendirdiğini çerçevelerken, bu bölümlemenin herhangi bir kişi için ne anlama geldiğine dair aşırı yorumlamalara karşı uyarıda bulunmaktadır.
Tanım
Kalıtım, tanımlanmış bir popülasyondaki fenotipik varyansın genetik varyansa atfedilebilen kısmıdır; dar anlamda kalıtım yalnızca aditif genetik varyansı sayarken, geniş anlamda kalıtım tüm genetik varyansı saymaktadır. Gen-çevre etkileşimi, genotipin fenotip üzerindeki etkisinin farklı çevrelerde değişmesi durumunda ortaya çıkmaktadır.
Kapsam
Bu madde, kalıtımın tanımını ve tahminini (dar ve geniş anlamda dahil), istatistiğin anlamını ve yaygın yanlış yorumlamalarını, gen-çevre etkileşimini ve korelasyonunu ve genomik yöntemlerin genetik verilerden kalıtımı nasıl tahmin ettiğini kapsamaktadır. Bu, kavramsal ve metodolojik bir konudur, klinik bir rehberlik değildir.
Temel sorular
- Bir kalıtım tahmini tam olarak neyi ölçmektedir ve hangi popülasyona uygulanmaktadır?
- Kalıtım neden bir birey hakkında veya bir özelliğin değiştirilip değiştirilemeyeceği hakkında doğrudan hiçbir şey söylememektedir?
- Gen-çevre etkileşimi ve gen-çevre korelasyonu varyansın bölümlenmesini nasıl karmaşıklaştırmaktadır?
- Kalıtım, aile verilerinden ve genom çapında genetik verilerden nasıl tahmin edilmektedir?
Anahtar kavramlar
- Dar anlamda kalıtım (aditif)
- Geniş anlamda kalıtım
- Fenotipik varyans bölümlenmesi
- SNP tabanlı kalıtım
- Gen-çevre etkileşimi
- Gen-çevre korelasyonu
- Popülasyona ve çevreye özgü tahmin
Temel kuramlar
- Varyans bölümlenmesi
- Fisher'ın çerçevesi, fenotipik varyansı genetik ve çevresel bileşenlere ayırmakta, kalıtımı genetik varyansın toplam fenotipik varyansa oranı olarak tanımlamak ve aditif olmayan genetik etkileri aditif etkilerden ayırmak için resmi bir temel sağlamaktadır.
Mekanizmalar
Kalıtım, bir özelliğin bireyler arasındaki varyansının genetik ve çevresel bileşenlere ayrıştırılmasıyla hesaplanmaktadır; toplam varyansa göre genetik pay, kalıtımı tanımlamaktadır. Aile ve ikiz çalışmaları bunu akrabaların benzerliğinden çıkarırken, genomik yöntemler bunu birçok varyanttaki ölçülen genetik benzerlikten tahmin etmektedir. Varyansların bir oranı olduğu için, kalıtım incelenen popülasyonda mevcut alel frekanslarına ve çevre aralığına bağlıdır ve bunlardan herhangi biri değişirse kayabilir. Gen-çevre etkileşimi, bir varyantın görünen etkisinin çevreler arasında farklılık gösterebileceği anlamına gelmekte, gen-çevre korelasyonu ise genotiplerin çevreler arasında rastgele olmayan bir şekilde dağılmış olabileceği anlamına gelmektedir; varyans bileşenleri yorumlanırken her ikisi de dikkate alınmalıdır.
Klinik önem
Kalıtım ve gen-çevre etkileşimi, yaygın özellikler ve hastalıklar hakkındaki genetik kanıtların nasıl yorumlandığına dair bilgi vermektedir; buna, yüksek bir kalıtımın çevresel veya davranışsal faktörlerin önemsiz veya sabit olduğu anlamına gelmediği de dahildir. Materyal, popülasyon düzeyindeki genetik kanıtların eleştirel bir şekilde okunmasını desteklemek amacıyla sunulmakta olup, bireysel tahmin veya bakım için bir temel oluşturmamaktadır.
Epidemiyoloji
Kalıtım tahminleri, çok çeşitli insan özellikleri ve yaygın hastalıklar için, tipik olarak ikiz ve aile çalışmaları aracılığıyla ve daha yakın zamanda genom çapında genetik verilerle üretilmiştir; tahminler özelliğe, popülasyona ve çevreye göre değişmekte olup, bu durum başlı başına önemli bir yorumlama noktasıdır.
Tarihçe
Bu kavram, Fisher'ın 1918 tarihli varyans bölümlendirme çerçevesinden gelmekte ve Falconer gibi kantitatif genetikçiler tarafından pratik tahmin için geliştirilmiştir. Genomik çağda, kalıtımı doğrudan genom çapındaki varyantlardan tahmin eden yöntemler — ilk olarak insan boyu gibi özelliklere uygulanmıştır — hem yaygın varyantlar tarafından yakalanan genetik payı nicelleştirmiş hem de bununla aile tabanlı kalıtım arasındaki boşluk üzerindeki tartışmayı keskinleştirmiştir.
Tartışmalar
- Kalıtım bize neyi söylemektedir ve neyi söylememektedir?
- Kalıtım, sıklıkla bir özelliğin bir bireyde ne kadar 'genetik' olduğunun veya ortamlar arasında sabit olduğunun bir ölçüsü olarak yanlış yorumlanmaktadır; aslında bu, popülasyona ve çevreye özgü bir varyans oranıdır ve sınırları literatürde yinelenen bir temadır.
- Aile tabanlı kalıtım neden genellikle ölçülen varyantlar tarafından yakalanan kalıtımdan daha yüksektir?
- Yaygın varyantlardan elde edilen genomik tahminler, aile tabanlı kalıtımın gerisinde kalma eğilimindedir; önerilen nedenler arasında tespit edilmemiş varyantlar, nadir varyasyon, etkileşimler ve aile çalışmalarının olası aşırı tahmini bulunmaktadır.
Öne çıkan isimler
- Ronald A. Fisher
- Douglas Falconer
- Peter Visscher
- Jian Yang
İlgili konular
Temel eserler
- fisher-1918
- visscher-2008
- yang-2010
Sıkça sorulan sorular
- Bir özelliğin kalıtımının %80 olması, o özelliğin bende %80 genetik olduğu anlamına mı gelmektedir?
- Hayır. Kalıtım, belirli bir çevrede bir popülasyondaki insanlar arasındaki varyasyonun genetik farklılıkları takip eden payını tanımlamaktadır; herhangi bir birey içindeki nedeni bölümlendirmemektedir.
- Gen-çevre etkileşimi nedir?
- Bu, bir genetik varyantın bir özellik üzerindeki etkisinin çevreye bağlı olması durumudur — örneğin, bir varyant yalnızca belirli bir maruziyet altında riski artırabilir — bu nedenle genotip ve çevre her zaman basitçe aditif olarak ele alınamamaktadır.