Kas ir poligēna mantojums? (ar piemēriem)



The poligēna mantojums ir tādu rakstzīmju pārraide, kuru izpausme ir atkarīga no vairākiem gēniem. Monogēnā mantojumā raksturs izpaužas kā viena gēna ekspresija; divās. Poligēniskajā mantojumā mēs parasti runājam par divu, ja ne trīs, vai vairāk gēnu līdzdalību.

Patiesībā ir ļoti maz rakstzīmju, kas ir atkarīgi tikai no viena gēna vai divu gēnu izpausmes. Tomēr dažu gēnu atkarīgo rakstzīmju analīzes vienkāršība ļoti palīdzēja Mendelam.

Turpmākie citu pētnieku pētījumi atklāja, ka bioloģiskais mantojums kopumā ir mazliet sarežģītāks.

Kad mēs runājam par rakstura mantojumu, kas ir atkarīgs no vairākiem gēniem, mēs sakām, ka viņi savstarpēji mijiedarbojas, lai piešķirtu šādu raksturu. Šajās mijiedarbībās šie gēni papildina vai papildina.

Viens gēns var veikt vienu darba daļu, bet citi veic citu. Visbeidzot, tās darbību kopums ir vērojams tā rakstura dēļ, kuru izpausmes viņi piedalās.

Citos mantojumos katrs gēns, kam ir līdzīga funkcija, nedaudz mazina rakstura galīgo izpausmi. Šajā poligēnās mantojuma klasē vienmēr tiek novērota papildu iedarbība. Turklāt rakstura izpausmes variācija ir nepārtraukta, nevis diskrēta.

Visbeidzot, papildu gēna ekspresijas trūkums ne vienmēr nosaka fenotipa zudumu prombūtnes, trūkuma vai anulēšanas dēļ.

Indekss

  • 1 Poligēnu rakstzīmju piemēri
    • 1.1. Augstums
    • 1.2 Dzīvnieku kažokādas
    • 1.3 Slimības
  • 2 komplementārie gēni
    • 2.1. Epistatiskas mijiedarbības
    • 2.2 Nespecializētas mijiedarbības starp komplementāriem gēniem
  • 3 Papildu gēni
    • 3.1 Daži papildu gēnu piemēri
  • 4 Atsauces

Poligēnu rakstzīmju piemēri

Vienkāršākajā izpausmes rakstzīmē fenotips ir viss vai nekas. Tas ir, tas uzrāda šādu darbību, iezīmi vai īpašību. Citos gadījumos ir divas alternatīvas: piemēram, zaļa vai dzeltena.

Augstums

Bet ir arī citas rakstzīmes, kas izpaužas plašākā veidā. Piemēram, augums. Protams, mums visiem ir augums. Atkarībā no tā mēs esam klasificēti noteiktā veidā: augsts vai zems.

Bet, ja mēs analizējam populāciju, mēs sapratīsim, ka ir ļoti plašs augstumu diapazons - ar galējībām abās normālā sadalījuma pusēs. Augstums ir atkarīgs no daudzu dažādu gēnu izpausmes.

Tas ir atkarīgs arī no citiem faktoriem, un tāpēc augstums ir poligēnu un daudzfaktoru mantojuma gadījums. Tā kā var izmērīt un iesaistīt daudzus gēnus, analīzei tiek izmantoti kvantitatīvās ģenētikas spēcīgie instrumenti. Jo īpaši kvantitatīvo īpašību loku (QTL, tās akronīmu angļu valodā) analīzē.

Dzīvnieku kažokāda

Citas rakstzīmes, kas parasti ir poligeniskas, ietver kažokādu krāsas izpausmi dažos dzīvniekos vai augļu formu augos.

Kopumā jebkurai personai, kuras izpausmei ir virkne nepārtrauktu populācijas svārstību, ir aizdomas par poligēnu mantojumu..

Slimības

Medicīnā slimību ģenētiskā pamata izpēte ir ļoti svarīga, lai tos saprastu un atrastu veidus, kā tos mazināt. Poligēnu epidemioloģijā mēs, piemēram, cenšamies noteikt, cik daudz dažādu gēnu veicina slimības izpausmi.

No tā var ierosināt stratēģijas, lai noteiktu katru gēnu vai ārstētu viena vai vairāku trūkumu.

Daži poligēns mantojuma slimības cilvēkiem ietver astmu, šizofrēnijas, daži autoimūnām slimībām, diabētu, hipertensiju, bipolāri traucējumi, depresija, ādas krāsa, utt.

Papildu gēni

Gadu gaitā uzkrātā pieredze un pierādījumi liecina, ka daudzi gēni ir iesaistīti rakstzīmju izpausmē ar vairākiem fenotipiem..

Papildu gēnu mijiedarbības gadījumā starp dažādu loku gēnu gēniem tās var būt epistatiskas vai ne-epistatiskas.

Epistatiskas mijiedarbības

Epistatiskajās mijiedarbībās gēna alēles ekspresija no viena lokusa maskē cita izpausmi no cita lokusa. Tā ir visbiežāk sastopamā mijiedarbība starp dažādiem gēniem, kas kodē to pašu raksturu.

Piemēram, ir iespējams, ka rakstzīme tiek parādīta, tas ir atkarīgs no diviem gēniem (A/a un B/b). Tas nozīmē, ka, lai raksturs izpaustos, ir jāiesaista gēnu produkti A un B.

To sauc par dubultu dominējošu epistāzi. Recesīvās epistāzes gadījumā a vairāk B, gluži pretēji - ar iezīmēto iezīmju izpausmes trūkumu A izvairīties no izteiksmes B. Ir daudz dažādu epistāzes gadījumu.

Nespecializētas mijiedarbības starp komplementāriem gēniem

Atkarībā no tā, kā tie ir definēti, ir citas mijiedarbības starp papildinošiem gēniem, kas nav epistatiski. Piemēram, ņemiet vērā putnu krāsas plūmju krāsu.

Ir redzams, ka biosintētiskais ceļš, kas noved pie pigmenta ražošanas (piemēram, dzeltens), nav atkarīgs no citas krāsas (piemēram, zila)..

Gan dzeltenās krāsas, gan zilās krāsas izpausmes, kas ir neatkarīgas viena no otras, gēnu mijiedarbība ir epistatiska katrai krāsai..

Tomēr, ja ņemam vērā putna kažokādas krāsu kopumā, dzeltenās krāsas ieguldījums nav atkarīgs no zilās krāsas. Tādēļ vienas krāsas izpausme nav epistatiska pār otru.

Turklāt ir arī citi gēni, kas nosaka ādas, matu un spalvu krāsas (vai neparādās). Tomēr krāsu rakstzīmes un krāsu modelis papildina viena otru krāsā, ko parāda indivīds.

No otras puses, cilvēka ādas krāsošanā iesaistījās vismaz divpadsmit dažādi gēni. Tas ir viegli saprotams, kā cilvēki mainās tik daudz krāsu, ja papildus pievienojam citus neģenētiskus faktorus. Piemēram, saules iedarbība (vai mākslīgi sauļošanās avoti), D vitamīna pieejamība utt..

Papildu gēni

Ir gadījumi, kad gēna darbība ļauj novērot rakstura izpausmi. Ir pat iespējams, ka nav gēna, lai definētu bioloģiskās īpašības, kas faktiski ir daudzu neatkarīgu aktivitāšu summa.

Piemēram, augstums, piena ražošana, sēklu ražošana utt. Daudzas aktivitātes, funkcijas vai iespējas papildina šādus fenotipus.

Šīs fenotipi parasti teica, ka pusēm realizēt manifestāciju kopumā, kas atspoguļo sniegumu indivīda, ciltsrakstiem, izaudzēt dzīvnieku, augu šķirni, uc.

Papildu gēnu darbība nozīmē arī to, ka pastāv fenotipu klāsts, ko gandrīz vienmēr nosaka normāls sadalījums. Dažreiz ir ļoti grūti atdalīt vai atšķirt papildu gēna komplementāro ietekmi kompleksos fenotipos.

Daži papildu gēnu piemēri

Ir pierādīts, ka iedarbība un reakcija uz dažām zālēm, piemēram, ir atkarīga no daudzu dažādu gēnu aktivitātes.

Parasti šiem gēniem populācijā ir arī daudz alēļu, tāpēc palielinās atbildes dažādība. Līdzīgs gadījums notiek arī citos gadījumos, kad persona iegūst svaru, patērējot to pašu pārtiku, pret kuru citai nav būtisku izmaiņu.

Visbeidzot, jāpiebilst, ka papildus piedevām, ko rada daži gēni, ir tie, kas nomāc citu izpausmi..

Šādos gadījumos gēns, kas nav saistīts ar cita izpausmi, var novest pie pirmās inaktivācijas ar ģenētiskām un epigenetiskām mijiedarbībām.

Atsauces

  1. Delmore, K. E., Toews, D. P., Germain, R. R., Owens, G. L., Irwin, D. E. (2016) sezonas migrācijas un apspalvojuma krāsu ģenētika. Pašreizējā Bioloģija, 26: 2167-2173.
  2. Dudbridge, F. (2016) Poligēna epidemioloģija. Ģenētiskā epidemioloģija, 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, Jablonskis, N. G. (2018) Shades of sarežģītības: jaunas perspektīvas uz attīstību un ģenētiskā arhitektūra cilvēka ādas. American Journal of Physical antropoloģijas, doi: 10,1002 / ajpa.23737.
  4. Maurer, MJ, Sutardja, L., Pinel, D., Bauer, S., Muehlbauer, AL, Ames, TD, Skerker, JM, Arkin, AP (2017) kvantitatīvu iezīme loci (QTL) -guided metabolisko engineering kompleksa iezīme. ACS Synthetic Biology, 6: 566-581.
  5. Sasaki, A., Ashikari, M., Tanaka-Ueguchi, M., Itoh, H., Nishimura, A., Swapan, D.,
  6. Tomita, M., Ishii, K. (2017) Semidwarfing alēles ģenētiskā darbība sd1 atvasināts no japāņu rīsu šķirnes un minimālās prasības, lai atklātu tā viena nukleotīda polimorfismu, izmantojot miSeq veselo genomu. BioMed Research International.