Kaj je poligensko dedovanje? (s primeri)



The poligensko dedovanje je prenos znakov, katerih manifestacija je odvisna od več genov. V monogeni dediščini se znak manifestira iz izražanja posameznega gena; v digénici, dva. Pri poligenskem dedovanju običajno govorimo o sodelovanju dveh, če ne celo treh ali več genov.

Pravzaprav je zelo malo znakov, ki so odvisni od manifestacije samo enega gena ali dveh genov. Vendar je Mendelovo delo močno pripomoglo k preprostosti analize znakov, ki so odvisni od nekaj genov.

Nadaljnje raziskave drugih raziskovalcev so pokazale, da je biološka dediščina na splošno nekoliko bolj zapletena.

Ko govorimo o dedovanju znaka, ki je odvisno od več genov, pravimo, da medsebojno delujejo, da bi podelili tak značaj. Pri teh interakcijah ti geni dopolnjujejo ali dopolnjujejo.

En gen lahko opravi en del dela, drugi pa drugi. Sklop njegovih dejanj je končno zaznan, v čigar manifestaciji sodelujejo.

V drugih dediščinah vsak gen s podobno funkcijo malo prispeva k končni manifestaciji značaja. V tem razredu poligenskega dedovanja je vedno opazen aditivni učinek. Poleg tega je variacija manifestacije znaka neprekinjena, ne diskretna.

Nazadnje, odsotnost izražanja dodatnega gena ne pomeni nujno izgube fenotipa zaradi odsotnosti, pomanjkanja ali ničnosti.

Indeks

  • 1 Primeri poligenskih znakov
    • 1.1 Višina
    • 1.2 Živalsko krzno
    • 1.3 Bolezni
  • 2 komplementarnih genov
    • 2.1 Epistatične interakcije
    • 2.2 Neepistatične interakcije med komplementarnimi geni
  • 3 Dodatni geni
    • 3.1 Nekateri primeri dodatnih genov
  • 4 Reference

Primeri poligenskih znakov

V najpreprostejših manifestacijskih znakih je fenotip vse ali nič. To pomeni, da predstavlja ali ne takšno dejavnost, značilnost ali značilnost. V drugih primerih obstajata dve možnosti: zelena ali rumena.

Višina

Vendar pa obstajajo še drugi liki, ki se manifestirajo na širši način. Na primer, stas. Očitno imamo vsi višek. Glede na to smo razvrščeni na določen način: visoko ali nizko.

Če pa analiziramo populacijo, se bomo zavedali, da obstaja zelo širok razpon višin - z ekstremi na obeh straneh normalne porazdelitve. Višina je odvisna od manifestacije mnogih različnih genov.

Odvisna je tudi od drugih dejavnikov, zato je višina primer poligenskega in multifaktorskega dedovanja. Ker se lahko veliko genov izmeri in vključi, se za analizo uporabljajo močna orodja kvantitativne genetike. Zlasti pri analizi lokusov za kvantitativne lastnosti (QTL, za njegovo kratico v angleščini).

Krzno živali

Drugi znaki, ki so na splošno poligeni, vključujejo manifestacijo barve krzna pri nekaterih živalih ali obliko sadja v rastlinah.

Na splošno velja za poljubne znake, katerih pojavnost kaže vrsto nenehnih nihanj v populaciji..

Bolezni

V medicini je preučevanje genetske osnove bolezni zelo pomembno za njihovo razumevanje in iskanje načinov za njihovo ublažitev. Pri poligenski epidemiologiji poskušamo ugotoviti, na primer, koliko različnih genov prispeva k manifestaciji bolezni.

Iz tega lahko predlagamo strategije za odkrivanje vsakega gena ali za zdravljenje pomanjkljivosti enega ali več izmed njih.

Nekatere bolezni poligenskega dedovanja pri ljudeh vključujejo astmo, shizofrenijo, nekatere avtoimunske bolezni, sladkorno bolezen, hipertenzijo, bipolarno motnjo, depresijo, barvo kože itd..

Dopolnilni geni

Izkušnje in dokazi, zbrani v preteklih letih, kažejo, da so številni geni vključeni v manifestacijo znakov z več fenotipi..

V primeru komplementarnih genskih interakcij med aleli genov iz različnih lokusov, so lahko epistatični ali neepistatični.

Epistatične interakcije

V epistatičnem medsebojnem delovanju izražanje alela gena iz enega lokusa maskira izraz drugega iz drugega lokusa. To je najpogostejša interakcija med različnimi geni, ki kodirajo isti značaj.

Na primer, možno je, da je znak, ki se manifestira, odvisen od dveh genov (A/a in B/b). To pomeni, da morajo za izražanje znakov sodelovati izdelki genov A in B.

To je znano kot dvojna dominantna epistaza. V primeru recesivne epistaze a nad B, nasprotno, pomanjkanje izražanja lastnosti je označeno s A Izogibajte se izrazu B. Obstaja veliko različnih primerov epistaze.

Neepistatične interakcije med komplementarnimi geni

Glede na to, kako so definirani, obstajajo druge interakcije med komplementarnimi geni, ki niso epistatični. Vzemite na primer opredelitev barve perja pri pticah.

Ugotovljeno je bilo, da je biosintetična pot, ki vodi do proizvodnje pigmenta (na primer rumene barve), neodvisna od tiste druge barve (na primer modre)..

Tako v smislu manifestacije rumene barve kot modre, ki sta neodvisni drug od drugega, so genske interakcije epistatične za vsako barvo.

Če pa upoštevamo barvo ptičjega plašča kot celote, je prispevek rumene barve neodvisen od prispevka modre barve. Zato manifestacija ene barve ni epistatična nad drugo.

Poleg tega obstajajo tudi drugi geni, ki določajo vzorec, v katerem se pojavijo barve kože, las in perja (ali se ne pojavijo). Vendar se barvni znaki in barvni vzorec med seboj dopolnjujejo v barvi, ki jo kaže posameznik.

Po drugi strani pa pri obarvanosti kože pri ljudeh sodeluje vsaj dvanajst različnih genov. Potem je lahko razumeti, kako se ljudje toliko razlikujejo po barvi, če dodamo še druge ne-genetske dejavnike. Na primer izpostavljenost soncu (ali umetni viri "strojenja"), razpoložljivost vitamina D itd..

Dodatni geni

Obstajajo primeri, v katerih delovanje gena omogoča, da se manifestacija znaka opazi v večji meri. Možno je tudi, da ni gena, ki bi določal biološko značilnost, ki je dejansko vsota mnogih neodvisnih dejavnosti.

Na primer višina, proizvodnja mleka, proizvodnja semena itd. Številne dejavnosti, funkcije ali zmogljivosti se prištejejo k takšnim fenotipom.

Ti fenotipi so po navadi deli, ki predstavljajo manifestacijo celote, ki odraža uspešnost posameznika, linijo, živalsko raso, sorto rastlin itd..

Delovanje dodatnih genov pomeni tudi obstoj vrste fenotipov, ki jih skoraj vedno definira normalna porazdelitev. Včasih je zelo težko ločiti ali razlikovati dopolnilni učinek dodatnega gena v kompleksnih fenotipih.

Nekaj ​​primerov dodatnih genov

Pokazalo se je, da je na primer delovanje in reakcija na določena zdravila odvisna od aktivnosti mnogih različnih genov.

Na splošno imajo ti geni tudi veliko alelov v populaciji, zato se povečuje raznolikost odgovorov. Podoben primer se zgodi tudi v drugih primerih, ko oseba pridobi težo tako, da uživa isto hrano, proti kateri druga oseba ne doživlja pomembnih sprememb.

Dodati je treba še, da poleg aditivnih učinkov, ki jih imajo nekateri prisotni geni, obstajajo tudi tisti, ki zavirajo manifestacijo drugih..

V teh primerih gen, ki ni povezan z manifestacijo drugega, lahko vodi do inaktivacije prvega z genetskimi in epigenetskimi interakcijami..

Reference

  1. Delmore, K. E., Toews, D. P., Germain, R. R., Owens, G. L., Irwin, D. E. (2016) Genetika sezonske migracije in barve perja. Current Biology, 26: 2167-2173.
  2. Dudbridge, F. (2016) Poligenska epidemiologija. Genetska epidemiologija, 4: 268-272.
  3. Quillen, EE, Norton, HL, Parra, EJ, Lona-Durazo, F., Ang, KC, Illiescu, FM, Pearson, LN, Shriver, MD, Lasisi, T., Gokcumen, O., Starr, I., Lin., YL, Martin, AR, Jablonski, N. G. (2018) Nianse kompleksnosti: nove perspektive o evoluciji in genetski arhitekturi človeške kože. American Journal of Physical Anthropology, doi: 10.1002 / ajpa.23737.
  4. Maurer, MJ, Sutardja, L., Pinel, D., Bauer, S., Muehlbauer, AL, Ames, TD, Skerker, JM, Arkin, AP (2017) Kvantitativni lokus (QTL) vodeni presnovni inženiring kompleksa značilnost ACS Synthetic Biology, 6: 566-581.
  5. Sasaki, A., Ashikari, M., Ueguchi-Tanaka, M., Itoh, H., Nishimura, A., Swapan, D,.,
  6. Tomita, M., Ishii, K. (2017) Genetski učinek semelavnega alela sd1 izhaja iz japonskega sorte riža in minimalnih zahtev za odkrivanje njenega polimorfizma z enim nukleotidom s sekvenciranjem miSeq celotnega genoma. BioMed Research International.