Estimación de Relación Genética entre Individuos

Andrés E. Sáenz Benavides.Carnet: A13245

La estimación de relación genética entre individuos parte de la definición de

tomar un alelo de un mismo locus al azar de dos individuos distintos de una población y

que estos sean molecularmente idénticos por descendencia.

Tenemos entonces que la probabilidad para dos hermanos de compartir dos

alelos en estado idéntico por descendencia es ½, entre primos es ¼ y así. Por definición

la relación genética aditiva entre dos individuos (r) diploides es igual a dos veces el

coeficiente de coancestría (r= 2f).

Por lo tanto los índices de coancestría y relación genética se expresan relativos a

una población base, definida como la población en la cual ninguno de los alelos es IBD

(Identity by Descent, idéntico por descendencia). La coancestría en la población base es

cero entonces, por definición (Falconer & Mackay 1996). Los alelos que son

molecularmente idénticos en la población base son idénticos por estado. Por lo tanto en

cada generación la proporción de alelos idénticos por estado es igual a la homocigosis

esperada en la población base.

Cuando se conocen los pedigríes, la generación fundadora se utiliza

comúnmente como la población base, de tal manera que la relación entre fundadores es

cero.

Esta ecuación utiliza sl como la similitud promedio en el locus l de la población

base. Ya que las frecuencias alélicas en la población base son usualmente

desconocidas, sl tiene que ser estimado lo cual involucra dos problemas. Primero,

cuando el nivel promedio de alelos idénticos por estado es estimado de forma

incorrecta, la relación promedio estimada estará sesgada. La similitud promedio

observada y la probabilidad estimada de alelos idénticos por estado definen de forma

conjunta la población base. De modo que una estimación baja de la cantidad de alelos

idénticos por estado resulta en el establecimiento de la población base más atrás en el

tiempo mientras que la estimación de los alelos idénticos por descendencia será

sobreestimada. Por lo contrario, si la estimación de alelos idénticos por estado es alta se

estará sub-estimando la relación.

Coancestría Molecular, que ignora alelos idénticos por estado, poniendo sl= 0

para todos los loci. Si los alelos fundadores son únicos este sería un estimador no

sesgado de la relación. UCS asume que todos los alelos en la población actual tenían

frecuencia iguales en la población base. Sin embargo al asumir esto se descuida las

diferencias entre frecuencias alélicas en los loci mientras que en realidad por lo tanto no

necesariamente se satisface la condición de que la coancestría esperada para un par de

individuos.

UCS:

Por otro lado, mientras las probabilidades de alelos idénticos por estado difieren

según el locus, los estimadores de coancestría son iguales, por definición, a todos los

loci neutros de ahí que se utilice WCS, que utiliza la ponderación para optimizar el

impacto de los loci en la estimación de la relación. Cómo se logra esto? Se utiliza el

recíproco de la varianza entre observaciones para el cálculo de las ponderaciones lo que

minimiza el error estándar del estimador.

WCS:

Otra forma de calcular coancestría sin tener garantizado que entre dos individuos

la relación genética es igual en todos los loci es usar el estimador WEDS (Weighted

equal drift similarity). Empieza por proponer sl = 0 para el locus con la similitud

esperada más baja, dado su frecuencias génicas. El paso siguiente es calcular sl en otros

loci, corrigiendo con la misma magnitud de coancestría mínima.

WEDS:

El estimador de Lynch y Ritland (1999) es un estimador asimétrico basado en la

regresión de probabilidades de genotipos de un individuo en el genotipo de otro

individuo de un par.

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El estimador de Wang está basado en las probabilidades de combinación de

genotipos entre individuos y la ocurrencia de homocigosis por descendencia. Su sentido

es por lo tanteo Genético.

El estimador de Queller y Goodnight inicialmente fue desarrollado como un

índice para estimar la relación genética entre grupos de individuos. Posteriormente fue

adaptado al uso de estimación asimétrica de similitud genética entre pares de

individuos.

Bibliografía

Lynch, M., and K. Ritland. 1999. Estimation of pairwise relatedness with molecular markers. Genetics 152: 1753–1766.

Oliehoek, P.A., J.J. Windig, J.A.M. van Arendonk and P. Bijma. 2006. Estimating Relatedness Between Individuals in General Populations With a Focus on Their Use in Conservation Programs. Genetics 173: 483–496.

Queller, D.C. and K.F. Goodnight. 1989. Estimating relatedness using genetic-markers. Evolution 43: 258–275.

Wang, J.L. 2002. An estimator for pairwise relatedness using molecular markers. Genetics 160: 1203–1215.

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