heritabilitas adalah properti yang memiliki karakteristik fenotipik terukur dari populasi untuk dibagikan atau diwariskan melalui genotipe. Umumnya sifat atau karakter ini diturunkan dari orang tuanya kepada keturunannya.
Ekspresi fenotipik (yang sesuai dengan ciri-ciri yang terlihat dari suatu individu) dari karakter yang diwariskan rentan terhadap lingkungan di mana keturunannya berkembang, sehingga tidak harus diekspresikan dengan cara yang sama seperti pada orang tua.
Pola pewarisan golongan darah antara orang tua AB & O (Sumber: AB & O_RegularInheritance.PNG: pengguna: Dr.saptarshiderivative karya: Ksd5 [CC0] melalui Wikimedia Commons)
Dalam populasi organisme percobaan, relatif mudah untuk menentukan apa sifat yang dapat diwariskan, karena ekspresi suatu sifat tetua pada keturunannya dapat diamati dengan membesarkan keturunannya di lingkungan yang sama dengan tempat induk berkembang.
Sebaliknya, pada populasi liar, sulit untuk membedakan mana karakter fenotipik yang diturunkan secara hereditas dan mana yang merupakan produk dari perubahan kondisi lingkungan, yaitu perubahan epigenetik.
Hal ini sangat sulit dibedakan untuk sebagian besar sifat fenotipik dalam populasi manusia, di mana telah disarankan bahwa caral terbaik untuk penelitian adalah pasangan kembar identik yang dipisahkan saat lahir dan yang tumbuh di lingkungan yang sama.
Salah satu ilmuwan pertama yang mempelajari heritabilitas adalah Gregor Mendel. Dalam eksperimennya, Mendel memperoleh galur tanaman ercis dengan karakter yang diturunkan dan diekspresikan hampir seluruhnya antara tetua dan keturunannya.
Indeks artikel
Basis genetik untuk studi heritabilitas
Heritabilitas adalah hasil transfer gen melalui gamet (dari orang tua ke keturunannya) melalui reproduksi seksual. Namun, selama sintesis dan fusi gamet, dua rekombinasi terjadi yang dapat mengubah susunan dan urutan gen-gen ini.
Para ilmuwan yang bekerja pada identifikasi eksperimental sifat-sifat yang diwariskan bekerja dengan garis-garis murni, isogenik untuk sebagian besar lokus (identik secara genetik), karena individu-individu dari garis-garis murni memiliki genotipe yang sama dalam bentuk homozigot.
Garis-garis isogenik menjamin bahwa arsitektur gen dalam nukleus tidak mempengaruhi fenotipe yang diamati, karena, meskipun faktanya individu-individu berbagi genotipe yang sama, dengan memvariasikan posisi gen dalam nukleus, variasi fenotipe.
Bagi para peneliti, memperoleh galur murni dan isogenik adalah semacam “jaminan” bahwa sifat fenotipik yang dimiliki oleh orang tua dan keturunannya adalah produk dari genotipe dan, oleh karena itu, dapat diwariskan sepenuhnya.
Pewarisan Mendelian dari sifat warna bulu pada sapi (Sumber: Sciencia58 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)] melalui Wikimedia Commons)
Terlepas dari kenyataan bahwa fenotipe selalu merupakan produk dari genotipe, penting untuk diingat bahwa, meskipun individu memiliki genotipe yang sama, mungkin saja tidak semua gen diekspresikan dalam fenotipe tersebut.
Menjamin ekspresi gen adalah studi yang sangat kompleks, karena ekspresi mereka mungkin berbeda untuk setiap genotipe dan, kadang-kadang, gen ini diatur oleh faktor lain seperti faktor epigenetik, lingkungan atau gen lain.
Metode belajar
Cabang genetika yang dikenal sebagai “Genetika Klasik” berfokus pada studi tentang heritabilitas sifat. Dalam genetika klasik, tetua disilangkan dengan keturunan seluruh populasi selama beberapa generasi, hingga diperoleh galur murni dan isogenik.
statistik H2
Setelah heritabilitas suatu sifat telah ditunjukkan, tingkat heritabilitas dapat diukur dengan indeks statistik yang diidentifikasi sebagai H2.
Heritabilitas (H2) dihitung sebagai rasio antara varians rata-rata genotip (S2g) dan varians fenotip total populasi (S2p). Varians fenotipik populasi dapat diuraikan menjadi varians rata-rata genotipe (S2g) dan varians residual (S2e).
Statistik heritabilitas (H2) memberi tahu kita berapa proporsi variasi fenotipik dalam suatu populasi yang disebabkan oleh variasi genotipe. Indeks ini tidak menunjukkan berapa proporsi fenotipe individu yang dapat ditetapkan untuk pewarisannya dan lingkungannya.
Harus dipertimbangkan bahwa fenotipe individu adalah konsekuensi dari interaksi antara gen dan kondisi lingkungan di mana ia berkembang.
Teknik cararn
Saat ini, ada alat seperti Next Generation Sequencing (SNG) yang memungkinkan untuk mengurutkan genom lengkap individu, sehingga sifat yang dapat diwariskan dapat dilacak secara in vivo dalam genom organisme.
Selain itu, alat bioinformatika cararn memungkinkan arsitektur nuklir dicaralkan dengan cukup tepat untuk secara kasar menemukan gen di dalam nukleus.
Contoh
– Heritabilitas pada tumbuhan
Metode statistik untuk mengukur derajat heritabilitas karakter diusulkan untuk spesies tanaman dengan kepentingan komersial. Oleh karena itu, sebagian besar contoh dalam literatur berhubungan dengan spesies tumbuhan yang penting bagi industri makanan.
Pada semua spesies tanaman dipelajari heritabilitas karakter-karakter agronomi seperti ketahanan terhadap patogen, hasil buah, ketahanan terhadap suhu panas atau dingin, ukuran daun, dan lain-lain.
Perbaikan genetik klasik tanaman sayuran seperti tomat, berupaya menyeleksi tanaman dengan genotipe yang memiliki karakter heritable untuk mendapatkan tomat yang lebih besar, merah dan tahan terhadap lingkungan lembab.
Pada spesies rumput seperti gandum, tujuannya adalah untuk memilih antara lain karakter yang dapat diwariskan untuk ukuran, kandungan pati, dan kekerasan biji. Dengan tujuan ini, varietas dari tempat yang berbeda dicampur hingga diperoleh galur murni masing-masing.
Dengan memperoleh galur-galur murni tersebut dapat digabungkan menjadi suatu varietas hibrida, melalui rekayasa genetika, untuk memperoleh tanaman transgenik yang menyatukan karakter-karakter terbaik dalam satu varietas.
– Heritabilitas pada manusia
Dalam kedokteran, bagaimana beberapa gangguan kepribadian ditransmisikan antara orang tua dan keturunan dipelajari.
Depresi kronis, misalnya, adalah sifat fenotipik yang merupakan produk dari genotipe, tetapi jika orang dengan genotipe itu hidup dalam lingkungan yang akrab, bahagia, stabil, dan dapat diprediksi, genotipe mungkin tidak akan pernah terlihat dalam fenotipe.
Genetika perilaku sangat menarik dalam menentukan heritabilitas intelligence quotient (IQ). Sampai saat ini, tingkat IQ yang tinggi telah ditemukan sebagai sifat yang diturunkan sebagai IQ normal.
Namun, IQ tinggi atau depresi kronis diekspresikan tergantung pada stimulasi lingkungan.
Contoh khas heritabilitas adalah karakter perawakan. Jika induknya tinggi, kemungkinan besar keturunannya juga tinggi. Namun, jelas salah untuk percaya bahwa, pada ketinggian individu, 1,80 m disebabkan oleh gen dan 0,3 m lainnya disebabkan oleh lingkungan.
Dalam banyak kasus, umur panjang juga telah dipelajari sebagai sifat yang diturunkan. Untuk studi umur panjang pada manusia, silsilah keluarga dilakukan, mencoba memasukkan data dari lingkungan tempat masing-masing individu dalam pohon silsilah hidup.
Sebagian besar studi umur panjang telah menemukan bahwa sifat ini berperilaku sebagai sifat yang dapat diwariskan dalam banyak kasus dan bahkan meningkat dengan setiap generasi jika dibesarkan di lingkungan yang tepat.
Referensi
- Bratko, D., Butkovi, A., & Vukasovi Hlupić, T. (2017). heritabilitas kepribadian. Psihologijske ketakutan, 26 (1), 1-24.
- de los Campos, G., Sorensen, D., & Gianola, D. (2015). Heritabilitas genom: apa itu?PLoS Genetics, 11 (5), e1005048.
- Devlin, B., Daniels, M., & Roeder, K. (1997). heritabilitas IQ. Alam, 388 (6641), 468.
- Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). Pengantar analisis genetik. Macmillan.
- Mousseau, TA, & Roff, DA (1987). Seleksi alam dan heritabilitas komponen fitnes. Keturunan, 59 (2), 181.
- Vukasovi, T., & Bratko, D. (2015). Heritabilitas kepribadian: meta-analisis studi genetik perilaku. Buletin Psikologis, 141 (4), 769.
- Wray, N., & Visscher, P. (2008). Memperkirakan heritabilitas sifat. Pendidikan alam, 1 (1), 29.
