Heredabilidad: Conceptos básicos

Rubén Megía González

Como todo (o casi todo) en esta vida, las cosas no se agrupan en los extremos. No todo es blanco o negro, sino que hay una enorme escala de grises entre ambos. Lo mismo ocurre con nuestros caracteres. Aunque la variación de ciertas características puede estar principalmente determinada por el material genético que heredamos de nuestros padres, existe una cantidad considerable de caracteres en los que ambiente y genética afectan en diferentes medidas. Son claro ejemplo de este último caso las enfermedades complejas como la esquizofrenia o la depresión y otros rasgos como la orientación sexual, la altura o la inteligencia. Para determinar qué parte de la variación de un carácter se debe a causas genéticas, se estudia su heredabilidad. 

¿Qué es y qué no es la heredabilidad?

La heredabilidad es uno de esos “palabros genéticos” que parece que sean una cosa y luego son otra. A primera vista, seguramente dirías que la heredabilidad es “cómo de heredable es un rasgo”. Cuando la has estudiado un poco, piensas que la heredabilidad es “el peso que tiene la genética en que desarrolles un carácter o no”. Pero no es del todo así. Hay ciertos matices que no debemos pasar por alto.

La heredabilidad es la proporción de variación de un rasgo que podemos atribuir a la variación genotípica interindividual. Si un carácter tiene una heredabilidad alta, significa que su variación en la población está mayormente influida por la genética de cada individuo, mientras que si tiene un valor bajo, el ambiente de cada individuo y las interacciones gen-ambiente tendrán un papel fundamental en la variación de dicha característica.

Muchas veces se entiende erróneamente que si un rasgo tiene una heredabilidad de, por ejemplo, 0.7 en una población concreta, significa que este rasgo está determinado en un 70% por nuestros genes. Esto ha llevado a muchísimos problemas al aplicarlo de forma errónea a estudios en humanos. Siguiendo el ejemplo, pero esta vez siguiendo estrictamente la definición, una heredabilidad de 0.7 nos estaría diciendo que el 70% de la variación del rasgo estudiado que observamos en esta población en concreto, es debida a las diferencias genéticas entre individuos.

En realidad, la heredabilidad es un estadístico, que oscila entre el 1 (rasgo afectado solo por la genética) y el 0 (rasgo afectado solo por el ambiente) y se puede representar con diferentes fórmulas, dependiendo de si hablamos de heredabilidad en sentido amplio o estricto.

Heredabilidad en sentido amplio (H2): Es la parte de variación fenotípica de una población que depende del genotipo de cada individuo. Se formula del siguiente modo, siendo VG la variación en los factores genéticos y VP la variación en los factores fenotípicos.

 H2 = VG / VP

Heredabilidad en sentido estricto (h2): Es la parte de variación fenotípica de una población que depende de los factores genéticos aditivos y que no tiene en cuenta otros factores como las interacciones entre genes o las relaciones de dominancia/recesividad de los diferentes alelos. El valor de la variación de los factores genéticos aditivos (VA) es la parte de la variación genética de la población que los hijos pueden heredar de los padres y depende de las frecuencias alélicas de la población

 h2 = VA / VP

¿Cómo podemos saber la heredabilidad de un carácter?

La heredabilidad es una herramienta fundamental en la agricultura y la ganadería que se utiliza para saber si es factible seleccionar artificialmente ciertos caracteres. En estos ámbitos, la heredabilidad se calcula utilizando diferentes métodos. Un ejemplo es utilizando cepas endogámicas (con genotipos muy homocigóticos) y estudiando cómo afectan las condiciones ambientales.

En humanos, estimar cuánta de la variación que vemos en una población cualquiera es atribuible a la genética es una tarea muy difícil. ¿Por qué? En primer lugar, porque no se pueden controlar los cruces (no podemos obligar a la gente a tener hijos con quien nosotros queramos). En segundo lugar, porque tanto el ambiente en el que se ha desarrollado cada individuo como su genotipo son totalmente diferentes. ¡Y así es imposible!  Para evitar esta variación de genotipos, lo que se ha hecho tradicionalmente son estudios de gemelos

En los estudios de gemelos se suelen tomar datos tanto de gemelos monocigóticos (gemelos idénticos, con exactamente el mismo material genético) como de gemelos dicigóticos (mellizos), para evaluar qué proporción de la variación de un carácter está influida por la genética del individuo. Una vez obtenidos los datos, se estudia la correlación en la variación del carácter de interés y, de ahí se obtiene la heredabilidad

Otros estudios alternativos que se han utilizado tradicionalmente se basan en la correlación entre hermanos (hijos de los mismos padres) y medios-hermanos (hijos de solo un mismo padre) o la correlación entre el fenotipo observado en los padres y el de su descendencia. 

Hoy en día existen, además, otras fórmulas y métodos más avanzados, que utilizan los investigadores para estimar la heredabilidad en enfermedades complejas y estudios de genética cuantitativa.

 

Páginas de interés:

Genetics Home Reference. What is heritability? https://ghr.nlm.nih.gov/primer/inheritance/heritability

Scitable. Estimating Trait Heritability https://www.nature.com/scitable/topicpage/estimating-trait-heritability-46889/

Wikipedia. Heritability https://en.wikipedia.org/wiki/Heritability

Mayhew AJ, Meyre D. Assessing the Heritability of Complex Traits in Humans: Methodological Challenges and Opportunities. Curr Genomics. 2017;18(4):332-340. doi:10.2174/1389202918666170307161450

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