Co je to polygenní dědictví? (s příklady)



polygenní dědičnost je přenos znaků, jejichž projev závisí na několika genech. V monogenní dědičnosti se charakter projevuje expresí jediného genu; v digénice, dvě. V polygenní dědičnosti obvykle hovoříme o účasti dvou, ne-li tří, nebo více genů.

Vlastně existuje jen velmi málo znaků, které závisí na projevu pouze jednoho genu nebo dvou genů. Nicméně jednoduchost analýzy postav, které závisí na několika genech, významně pomohla Mendelově práci.

Následné studie jiných výzkumníků ukázaly, že biologické dědictví je obecně o něco složitější.

Když hovoříme o dědičnosti postavy, která závisí na několika genech, říkáme, že spolu navzájem komunikují, aby jí udělili takový charakter. V těchto interakcích tyto geny doplňují nebo doplňují.

Jeden gen může vykonávat jednu část práce, zatímco jiní vykonávají jinou. Soubor jeho činností je nakonec sledován v charakteru, jehož projevu se účastní.

V jiných dědictví, každý gen s podobnou funkcí přispívá trochu každý ke konečnému projevu charakteru. V této třídě polygenní dědičnosti je vždy pozorován aditivní účinek. Navíc, variace v projevu charakteru je spojitá, ne diskrétní.

A konečně absence exprese doplňkového genu nemusí nutně určovat ztrátu fenotypu v důsledku nepřítomnosti, nedostatku nebo neplatnosti.

Index

  • 1 Příklady polygenních znaků
    • 1.1 Výška
    • 1.2 Zvířecí srst
    • 1.3 Nemoci
  • 2 komplementární geny
    • 2.1 Epistatické interakce
    • 2.2 Neepistatické interakce mezi komplementárními geny
  • 3 Doplňkové geny
    • 3.1 Některé příklady doplňkových genů
  • 4 Odkazy

Příklady polygenních znaků

V nejjednodušších projevových charakterech je fenotyp vše nebo nic. To znamená, že představuje nebo nečiní takovou činnost, vlastnost nebo charakteristiku. V ostatních případech existují dvě alternativy: například zelená nebo žlutá.

Výška

Existují však i další postavy, které se projevují širším způsobem. Například, postava. Je zřejmé, že všichni máme postavu. V závislosti na tom, jsme klasifikováni určitým způsobem: vysoké nebo nízké.

Pokud ale dobře analyzujeme populaci, uvědomíme si, že existuje velmi široký rozsah výšek - s extrémy na obou stranách normálního rozdělení. Výška závisí na projevu mnoha různých genů.

Záleží také na dalších faktorech, a proto je výška případem polygenního a multifaktoriálního dědictví. Jak mnoho genů může být změřeno a zapojený, silné nástroje kvantitativní genetiky jsou užité na analýzu. Zejména v analýze kvantitativních znaků lokusu (QTL, pro jeho zkratku v angličtině).

Kožešina zvířat

Jiné charaktery, které jsou obecně polygenní zahrnují manifestaci barvy srsti v některých zvířatech, nebo tvar ovoce v rostlinách.

Obecně platí, že pro jakýkoliv charakter, jehož projev vykazuje rozsah nepřetržité změny v populaci, může být podezření na polygenní dědičnost.

Nemoci

V medicíně je studium genetického základu nemocí velmi důležité pro jejich pochopení a nalezení způsobů, jak je zmírnit. V polygenní epidemiologii se snažíme například zjistit, kolik různých genů přispívá k projevu onemocnění.

Z toho mohou být navrženy strategie pro detekci každého genu nebo pro léčbu deficitu jednoho nebo několika z nich.

Některá onemocnění polygenní dědičnosti u lidí zahrnují astma, schizofrenii, některá autoimunitní onemocnění, diabetes, hypertenzi, bipolární poruchu, depresi, barvu pleti atd..

Doplňkové geny

Zkušenosti a důkazy nahromaděné v průběhu let ukazují, že mnoho genů se podílí na projevech postav s více fenotypy..

V případě komplementárních genových interakcí mezi alelami genů z různých lokusů mohou být tyto epistatické nebo neepistatické.

Epistatické interakce

V epistatických interakcích exprese alely genu z jednoho lokusu maskuje expresi jiného z jiného lokusu. Je to nejběžnější interakce mezi různými geny, které kódují stejný znak.

Například je možné, že pro znak, který se má projevit, záleží na dvou genech (A/a a B/b). To znamená, že aby se projevil charakter, musí se účastnit produkty genů A a B.

Toto je známé jako dvojitá dominantní epistasis. V případě recesivní epizody a přes B, naopak, nedostatek projevu znaku kódovaného A vyhnout se výrazu B. Existuje mnoho různých případů epistasis.

Neepistatické interakce mezi komplementárními geny

V závislosti na tom, jak jsou definovány, existují další interakce mezi komplementárními geny, které nejsou epistatické. Vezměme si například definici barvy peří u ptáků.

Bylo pozorováno, že biosyntetická dráha, která vede k produkci pigmentu (například žlutá), je nezávislá na metabolismu jiné barvy (například modré)..

Jak ve formě projevu žluté barvy, tak modré barvy, které jsou na sobě nezávislé, jsou interakce genů epistatické pro každou barvu..

Pokud však vezmeme v úvahu barvu ptačí srsti jako celku, je příspěvek žluté barvy nezávislý na příspěvku modré. Proto není projev jedné barvy epistatický nad ostatními.

Kromě toho existují další geny, které určují vzor, ​​ve kterém se objevují barvy kůže, vlasů a peří (nebo se neobjevují). Barevné znaky a barevný vzor se však navzájem doplňují ve zbarvení zobrazeném jednotlivcem.

Na druhé straně, při zabarvení kůže u lidí se jednalo o nejméně dvanáct různých genů. Je snadné pochopit, jak se lidé tak barevně liší, pokud přidáme další negenetické faktory. Například vystavení slunečnímu záření (nebo umělým zdrojům opalování), dostupnost vitamínu D atd..

Doplňkové geny

Existují případy, kdy působení genu umožňuje, aby se projevil charakter znaku ve větší míře. Je dokonce možné, že neexistuje žádný gen, který by definoval biologickou charakteristiku, která je ve skutečnosti součtem mnoha nezávislých činností.

Například výška, produkce mléka, produkce osiva atd. K těmto fenotypům se přidává mnoho činností, funkcí nebo kapacit.

Tyto fenotypy jsou obecně uváděny jako části, které odpovídají za projev celku, který odráží výkonnost jedince, linie, rasy zvířat, odrůdy rostlin atd..

Působení doplňkových genů také předpokládá existenci řady fenotypů téměř vždy definovaných normální distribucí. Někdy je velmi obtížné oddělit nebo odlišit komplementární účinek doplňkového genu v komplexních fenotypech.

Některé příklady doplňkových genů

Ukázalo se, že působení a reakce na určité léky například závisí na aktivitě mnoha různých genů.

Obecně platí, že tyto geny mají také mnoho alel v populaci, a proto se zvyšuje různorodost odpovědí. Podobný případ se vyskytuje i v jiných případech, kdy člověk získá váhu konzumací téže potravy, proti které jiný nezažil významné změny.

Nakonec je třeba dodat, že kromě aditivních účinků, které některé geny obsahují, existují i ​​ty, které potlačují projevy druhých..

V těchto případech může gen, který nesouvisí s projevem jiného, ​​vést k inaktivaci první genetické a epigenetické interakce..

Odkazy

  1. Delmore, K.E., Toews, D. P., Germain, R.R., Owens, G.L., Irwin, D.E. (2016) Genetika sezónní migrace a opeření barvy. Current Biology, 26: 2167-2173.
  2. Dudbridge, F. (2016) Polygenní epidemiologie. Genetic Epidemiology, 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) Odstíny složitosti: Nové pohledy na vývoj a genetickou architekturu lidské kůže. Americký žurnál fyzikální antropologie, doi: 10.1002 / ajpa.23737.
  4. Maurer, MJ, Sutardja, L., Pinel, D., Bauer, S., Muehlbauer, AL, Ames, TD, Skerker, JM, Arkin, AP (2017) Kvantitativní metabolické inženýrství komplexu LIT (QTL) zvláštnost 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) Genetická výkonnost alely semidwarfing sd1 odvozené z japonského kultivaru rýže a minimální požadavky na detekci jeho jedno-nukleotidového polymorfismu pomocí sekvenování miSeq celého genomu. BioMed Research International.