Що таке полігенне успадкування? (з прикладами)



The полігенне успадкування є передача персонажів, прояв яких залежить від декількох генів. У моногенному успадкуванні характер проявляється в експресії одного гена; у digénica, два. У полігенному успадкуванні ми зазвичай говоримо про участь двох, якщо не трьох, чи більше генів.

Власне, існує дуже мало символів, які залежать від прояву тільки одного гена або двох генів. Однак простота аналізу символів, що залежать від кількох генів, значною мірою сприяла роботі Менделя.

Подальші дослідження, проведені іншими дослідниками, показали, що біологічна спадщина, загалом, є дещо складнішою.

Коли ми говоримо про успадкування характеру, що залежить від декількох генів, ми говоримо, що вони взаємодіють один з одним, щоб надати такий характер. У цих взаємодіях ці гени доповнюють або доповнюють.

Один ген може виконувати одну частину роботи, інші виконують іншу. Нарешті спостерігається сукупність її дій, в характері якого вони беруть участь.

В інших спадкоємствах кожен ген з подібною функцією трохи кожен сприяє остаточному прояву характеру. У цьому класі полігенного успадкування завжди спостерігається адитивний ефект. Крім того, варіація прояву персонажа є безперервною, а не дискретною.

Нарешті, відсутність експресії додаткового гена не обов'язково визначає втрату фенотипу через відсутність, відсутність або нуль.

Індекс

  • 1 Приклади полігенних символів
    • 1.1 Висота
    • 1.2 Шерсть тварин
    • 1.3 Хвороби
  • 2 комплементарних гени
    • 2.1 Епістатичні взаємодії
    • 2.2 Неепістатичні взаємодії між комплементарними генами
  • 3 Додаткові гени
    • 3.1 Деякі приклади додаткових генів
  • 4 Посилання

Приклади полігенних символів

У найпростіших проявлюючих ознаках фенотип є все або нічого. Тобто вона представляє чи ні таку діяльність, особливість або характеристику. В інших випадках існують дві альтернативи: зелений або жовтий.

Висота

Але є й інші символи, які проявляються в більш широкому сенсі. Наприклад, зростання. Очевидно, ми всі маємо висоту. Залежно від цього, ми класифікуємо певним чином: високий або низький.

Але якщо проаналізувати популяцію добре, то зрозуміємо, що існує дуже широкий діапазон висот - з крайнощами з обох сторін нормального розподілу. Висота залежить від прояву багатьох різних генів.

Це також залежить від інших факторів і тому висота є випадком полігенного і багатофакторного успадкування. Оскільки багато генів можна виміряти і задіяти, для аналізу використовуються потужні інструменти кількісної генетики. Особливо в аналізі локусів кількісних ознак (QTL, його абревіатура англійською мовою).

Хутро тварин

Інші ознаки, які зазвичай є полігенними, включають прояв кольору хутра у деяких тварин або форму плоду у рослинах.

Загалом, для будь-якого характеру, прояв якого має діапазон безперервних змін у популяції, можна припускати полігенне успадкування.

Захворювання

У медицині вивчення генетичної основи захворювань є дуже важливим для їх розуміння і пошуку шляхів полегшення їх. У полігенної епідеміології ми намагаємося, наприклад, визначити, скільки різних генів сприяють прояву захворювання.

З цього можна запропонувати стратегії для виявлення кожного гена, або для лікування дефіциту одного або декількох з них.

Деякі захворювання полігенного успадкування у людей включають астму, шизофренію, деякі аутоімунні захворювання, діабет, гіпертензію, біполярний розлад, депресію, колір шкіри і т.д..

Комплементарні гени

Досвід і дані, накопичені за ці роки, свідчать про те, що багато проявляють гени в прояві персонажів з численними фенотипами..

У разі комплементарних взаємодій генів між алелями генів різних локусів вони можуть бути епістатичними або неепістатичними.

Епістатичні взаємодії

В епістатичних взаємодіях експресія алелю гена з одного локусу маскує вираз іншого з іншого локусу. Це найбільш поширена взаємодія між різними генами, які кодують один і той же символ.

Наприклад, можливо, що для прояву персонажа це залежить від двох генів (A/a і B/b). Це означає, що для того, щоб персонаж проявився, продукти генів повинні брати участь A і B.

Це відоме як подвійний домінантний епістаз. У разі рецесивного епістазу a над B, навпаки, відсутність прояву ознаки кодується A уникати вираження B. Є багато різних випадків епістазу.

Неепістатичні взаємодії між комплементарними генами

Залежно від того, як вони визначені, існують інші взаємодії між комплементарними генами, які не є епістатичними. Візьмемо, наприклад, визначення кольору оперення у птахів.

Видно, що біосинтетичний шлях, який призводить до отримання пігменту (наприклад, жовтого), не залежить від іншого кольору (наприклад, синього).

Як у вигляді прояву жовтого кольору, так і синього, які незалежні один від одного, взаємодії генів є епістатичними для кожного кольору.

Однак, якщо розглядати колір пальто в цілому, внесок жовтого кольору не залежить від внеску синього кольору. Тому прояв одного кольору не епістатичний над іншим.

Крім того, існують інші гени, які визначають картину, в якій з'являються кольори шкіри, волосся і пір'я (або не з'являються). Однак кольорові символи, а також колірний зразок, доповнюють один одного в забарвленні індивідуума.

З іншого боку, при забарвленні шкіри у людини беруть участь щонайменше дванадцять різних генів. Тоді легко зрозуміти, як люди змінюються за кольором, якщо додати, крім того, інші негенетичні фактори. Наприклад, сонце (або штучні джерела "засмаги"), наявність вітаміну D і т.д..

Додаткові гени

Є випадки, коли дія гена дозволяє проявляти характер у більшій мірі. Можливо навіть, що гена, який би визначав біологічну характеристику, є фактично сумою багатьох незалежних видів діяльності.

Наприклад, висота, виробництво молока, виробництво насіння та ін. Багато видів діяльності, функцій або можливостей складають такі фенотипи.

Ці фенотипи, як правило, вважаються частинами, що пояснюють прояв цілого, що відображає працездатність особистості, походження, раси тварин, сорту рослин і т.д..

Дія додаткових генів також передбачає існування ряду фенотипів, майже завжди визначаються нормальним розподілом. Іноді дуже важко відокремити або виділити додатковий ефект додаткового гена в складних фенотипах.

Деякі приклади додаткових генів

Було показано, що дія і реакція на деякі препарати, наприклад, залежить від активності багатьох різних генів.

Як правило, ці гени також мають багато алелей у популяції, тому зростає різноманітність відповідей. Подібний випадок виникає в інших випадках, коли людина набирає вагу, споживаючи ту ж саму їжу, проти якої інша людина не відчуває значних змін.

Слід додати, нарешті, що крім адитивних ефектів, які присутні в деяких генах, є й такі, що пригнічують прояв інших..

У цих випадках ген, не пов'язаний з проявом іншого, може призвести до інактивації першого шляхом генетичних і епігенетичних взаємодій.

Список літератури

  1. Delmore, К. E., Toews, D. P., Germain, R. R., Owens, G. L., Irwin, D.E. (2016) Генетика сезонної міграції та кольору оперення. Current Biology, 26: 2167-2173.
  2. Dudbridge, F. (2016) Полігенна епідеміологія. Генетична епідеміологія, 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, Лін., Ю.Л., Мартін, А.Р., Яблонський, Н.Г. Відтінки складності: нові перспективи еволюції та генетичної архітектури шкіри людини. Американський журнал фізичної антропології, doi: 10.1002 / ajpa.23737.
  4. Maurer, MJ, Sutardja, L., Pinel, D., Бауер, С., Muehlbauer, AL, Ames, TD, Skerker, JM, Arkin, AP (2017) Кількісні властивості локусів (QTL), метаболічна інженерія комплексу риса ACS Synthetic Biology, 6: 566-581.
  5. Сасакі, А., Ашикарі, М., Уегучі-Танака, М., Ітох, Г., Нішимура, А., Свапан, Д..,
  6. Томіта, М., Ішій, К. (2017) Генетична ефективність напівгорячих алелей sd1 виведений з японського сорту рису і мінімальні вимоги до виявлення його однонуклеотидного поліморфізму за допомогою sSeqicіs цілого геному miSeq. BioMed Research International.