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 dar una fórmula estadística sobre cómo el cambio de aptitud en una población puede atribuirse a cambios en la frecuencia de alelos . Fisher no hizo suposiciones restrictivas en su fórmula sobre los parámetros de aptitud, las elecciones de pareja o el número de alelos y loci involucrados. [2]
La varianza fenotípica, por lo general, combina la varianza del genotipo 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 un progenitor y el efecto independiente de este alelo en el fenotipo específico, que provocará la desviación del fenotipo con 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 qué proporción de la variación fenotípica se debe a la variación en los factores genéticos. Por lo general, una vez que conocemos la cantidad total de variación genética responsable de un rasgo, podemos calcular la heredabilidad del rasgo. La heredabilidad se puede utilizar 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, dominante y epistática. La heredabilidad en sentido estricto, h 2 = V A /V P , se refiere a la proporción de variación fenotípica que se debe a los 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 )
VP = VG + VE [ 7] [ 8]
La cantidad total de variación genética se puede dividir en varios grupos, incluida la varianza aditiva (V A ), la varianza de dominancia (V D ) y la varianza epistática (V I ).
V G = VA + V D + VI [4]
1. Tradicionalmente, se utilizan datos de pedigrí de especies humanas, vegetales y ganaderas 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, dominante y de impronta a la varianza genética total. [9]
3. Las matrices de varianza-covarianza (G) genéticas 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 a través del espacio fenotípico y la respuesta a la selección. [11]
Comprender cómo la distribución espectral empírica de G predice la respuesta a la selección en el espacio fenotípico. En particular, las combinaciones de rasgos que forman un subespacio genético casi nulo con poca variación genética responden de manera 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 según la teoría de matrices aleatorias (RMT). Utilizando un conjunto de datos que contiene una gran cantidad de rasgos de expresión genética.
2. Comparación de estimaciones de varianza genética entre diferentes modelos de relación . [12]
En esta investigación, los investigadores utilizan los diferentes modelos de relación para comparar las estimaciones de los componentes de la varianza genética y la heredabilidad. Sin embargo, los diferentes modelos pueden dar diferentes estimaciones de las varianzas genéticas. Encontraron que las varianzas genéticas esperadas suelen ser iguales a la varianza estimada multiplicada por una estadística, Dk, y para los modelos de relación más típicos, Dk es cercano a 1, lo que significa que la mayoría de estos modelos se pueden utilizar para estimar la varianza genética.
3. Estimación de la varianza genética aditiva, dominante y de impronta utilizando datos genómicos [13]
El desarrollo de mapas 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, dominante y de impronta a la varianza genética total mediante un método de regresión de SNP.