Varianza genética

La varianza genética es un concepto esbozado por el biólogo y estadístico inglés Ronald Fisher en su teorema fundamental de la selección natural . En su libro de 1930, La teoría genética de la selección natural , Fisher postula que la tasa de cambio de la aptitud biológica puede calcularse mediante la varianza genética de la aptitud misma. ^{[ 1 ]} Fisher intentó proporcionar una fórmula estadística sobre cómo el cambio de aptitud en una población puede atribuirse a cambios en la frecuencia alélica . Fisher no hizo suposiciones restrictivas en su fórmula con respecto a los parámetros de aptitud, la elección de pareja o el número de alelos y loci involucrados. ^{[ 2 ]}

La varianza fenotípica generalmente combina la varianza genotípica con la varianza ambiental. La varianza genética tiene tres componentes principales: la varianza genética aditiva, la varianza de dominancia y la varianza epistática. ^{[ 3 ]}

La varianza genética aditiva implica la herencia de un alelo particular de uno de los padres y el efecto independiente de este alelo sobre el fenotipo específico, lo que provocará la desviación del fenotipo respecto al fenotipo medio. La varianza genética de dominancia se refiere a la desviación del fenotipo causada por las interacciones entre alelos alternativos que controlan un rasgo en un locus específico. La varianza epistática implica una interacción entre diferentes alelos en diferentes loci. ^{[ 4 ]}

La heredabilidad se refiere a la proporción de la varianza fenotípica que se debe a la varianza en factores genéticos. Generalmente, una vez que conocemos la cantidad total de varianza genética responsable de un rasgo, podemos calcular su heredabilidad. La heredabilidad puede utilizarse como un predictor importante para evaluar si una población puede responder a la selección artificial o natural. ^{[ 5 ]}

La heredabilidad en sentido amplio, H ² = V _G /V _P , implica la proporción de variación fenotípica debida a los efectos de la varianza aditiva, de dominancia y epistática. La heredabilidad en sentido estricto, h ² = V _A /V _P , se refiere a la proporción de variación fenotípica debida a valores genéticos aditivos (V _A ). ^{[ 6 ]}

La varianza fenotípica (V _P ) en una población está influenciada por la varianza genética (V _G ) y las fuentes ambientales (V _E ).

V _P = V _G + V _E ^{[ 7 ] [ 8 ]}

La cantidad total de varianza genética se puede dividir en varios grupos, incluyendo varianza aditiva (V _A ), varianza de dominancia (V _D ) y varianza epistática (V _I ).

V _G = V _A + V _D + V _I ^{[ 4 ]}

1. Tradicionalmente, se han utilizado datos genealógicos en humanos, plantas y especies de ganado para estimar la varianza genética aditiva.

2. Utilizar un método de regresión de polimorfismos de un solo nucleótido ( SNP ) para cuantificar la contribución de la varianza aditiva, de dominancia y de impronta a la varianza genética total. ^{[ 9 ]}

3. Las matrices de varianza-covarianza genética (G) resumen convenientemente las relaciones genéticas entre un conjunto de rasgos y son un parámetro central en la determinación de la respuesta multivariada a la selección. ^{[ 10 ]}

1. La distribución de la varianza genética en el espacio fenotípico y la respuesta a la selección. ^{[ 11 ]}

Comprender cómo la distribución espectral empírica de G predice la respuesta a la selección en todo el espacio fenotípico. En particular, las combinaciones de rasgos que forman un subespacio genético casi nulo con poca varianza genética responden de forma inconsistente a la selección. Establecen un marco para comprender cómo la distribución espectral empírica de G puede diferir de las expectativas aleatorias que se han desarrollado bajo la teoría de matrices aleatorias (RMT). Utilizando un conjunto de datos que contiene un gran número de rasgos de expresión génica.

2. Comparación de estimaciones de varianza genética entre diferentes modelos de parentesco . ^{[ 12 ]}

En esta investigación, los investigadores utilizan diferentes modelos de parentesco para comparar las estimaciones de los componentes de la varianza genética y la heredabilidad. Sin embargo, distintos modelos pueden arrojar diferentes estimaciones de las varianzas genéticas. Descubrieron que la varianza genética esperada suele ser igual a la varianza estimada multiplicada por un estadístico, Dk, y que para los modelos de parentesco más comunes, Dk es cercano a 1, lo que significa que la mayoría de estos modelos pueden utilizarse para estimar la varianza genética.

3. Estimación de la varianza genética aditiva, de dominancia y de impronta utilizando datos genómicos ^{[ 13 ]}

El desarrollo del mapeo de polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) ayuda a explorar la variación genética de rasgos complejos en loci individuales. Los investigadores pueden cuantificar la contribución de la varianza aditiva, de dominancia y de impronta a la varianza genética total mediante un método de regresión de SNP.

• Varianza genética cuantitativa (vídeo de YouTube)
• Introducción a los componentes de la varianza genética y la heredabilidad.
• Introducción a la varianza genética cuantitativa