ЧТО ТАКОЕ ПОЛИГЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ? (С ПРИМЕРАМИ) - БИОЛОГИЯ - 2025

Полигенно наследованием является передачей характеров, проявление зависит от нескольких генов. При моногенном наследовании признак проявляется в результате экспрессии одного гена; в достойном - двое. В полигенном наследовании мы обычно говорим об участии двух, если не трех, или более генов.

В действительности очень немногие признаки зависят от проявления всего одного или двух генов. Однако простота анализа признаков, зависящих от нескольких генов, очень помогла работе Менделя.

Более поздние исследования других исследователей показали, что биологическое наследование в целом немного сложнее.

Когда мы говорим о наследовании характера, которое зависит от нескольких генов, мы говорим, что они взаимодействуют друг с другом, чтобы передать этот характер. В этих взаимодействиях эти гены дополняют или дополняют друг друга.

Один ген может выполнять одну часть работы, а другие - другую. Набор их действий окончательно прослеживается в характере проявления, в котором они участвуют.

В других наследствах каждый ген с аналогичной функцией вносит небольшой вклад в окончательное проявление характера. В этом виде полигенного наследования всегда наблюдается аддитивный эффект. Более того, изменение проявления характера является непрерывным, а не дискретным.

Наконец, отсутствие экспрессии дополнительного гена не обязательно определяет потерю фенотипа из-за отсутствия, отсутствия или недействительности.

Примеры полигенных символов

В простейших признаках проявления фенотип - все или ничего. То есть, присутствует ли такая активность, черта или характеристика. В других случаях есть две альтернативы: например, зеленый или желтый.

Рост

Но есть и другие персонажи, которые проявляют себя шире. Например, рост. Очевидно, у всех нас есть рост. В зависимости от этого они классифицируют нас определенным образом: высокие или низкие.

Но если мы хорошо проанализируем популяцию, мы поймем, что существует очень широкий диапазон высот - с крайностями по обе стороны от нормального распределения. Рост зависит от проявления множества разных генов.

Это также зависит от других факторов, поэтому рост - это случай полигенного и многофакторного наследования. Поскольку многие гены поддаются измерению и задействованы, для их анализа используются мощные инструменты количественной генетики. В частности, при анализе локусов количественных признаков (QTL, аббревиатура на английском языке).

Мех животных

Другие признаки, которые обычно являются полигенными, включают проявление цвета шерсти у некоторых животных или форму плода у растений.

В целом, для любого признака, проявление которого демонстрирует диапазон непрерывных изменений в популяции, можно заподозрить полигенное наследование.

болезни

В медицине очень важно изучить генетические основы болезней, чтобы понять их и найти способы облегчить их. В полигенной эпидемиологии делается попытка, например, определить, сколько разных генов способствует проявлению болезни.

На основе этого могут быть предложены стратегии для обнаружения каждого гена или для лечения дефицита одного или нескольких из них.

Некоторые полигенные наследственные заболевания у людей включают астму, шизофрению, некоторые аутоиммунные заболевания, диабет, гипертонию, биполярное расстройство, депрессию, цвет кожи и т. Д.

Дополнительные гены

Опыт и данные, накопленные за годы, показывают, что многие гены участвуют в проявлении признаков с множественными фенотипами.

В случае комплементарных взаимодействий генов между аллелями генов в разных локусах они могут быть эпистатическими или неэпистатическими.

Эпистатические взаимодействия

При эпистатических взаимодействиях экспрессия аллеля гена из одного локуса маскирует экспрессию другого из другого локуса. Это наиболее частое взаимодействие между разными генами, кодирующими один и тот же символ.

Например, возможно, что проявление персонажа зависит от двух генов (A / a и B / b). Это означает, что продукты генов A и B должны быть задействованы, чтобы признак проявился.

Это известно как двойной доминантный эпистаз. В случае рецессивного эпистаза a на B, наоборот, отсутствие проявления признака, кодируемого A, препятствует проявлению экспрессии B. Существует большое количество различных случаев эпистаза.

Неэпистатические взаимодействия между комплементарными генами

В зависимости от того, как они определены, существуют другие взаимодействия между генами, которые дополняют друг друга, но не являются эпистатическими. Возьмем, к примеру, определение цвета оперения у птиц.

Было замечено, что путь биосинтеза, который приводит к образованию пигмента (например, желтого), не зависит от пигмента другого цвета (например, синего).

Как в пути проявления желтого и синего цвета, которые независимы друг от друга, взаимодействия генов являются эпистатическими для каждого цвета.

Однако, если рассматривать цвет шерсти птицы в целом, вклад желтого не зависит от вклада синего. Следовательно, проявление одного цвета не эпистатично для другого.

Кроме того, существуют другие гены, которые определяют узор, в котором проявляются (или не проявляются) цвета кожи, волос и перьев. Однако символы цвета и рисунка окраски дополняют друг друга в окраске, показанной человеком.

С другой стороны, как минимум двенадцать различных генов участвуют в окрашивании кожи человека. Тогда легко понять, как люди так сильно различаются по цвету, если мы также добавим другие негенетические факторы. Например, пребывание на солнце (или искусственные источники «загара»), наличие витамина D и т. Д.

Дополнительные гены

Бывают случаи, когда действие гена позволяет в большей степени наблюдать проявление характера. Возможно даже, что не существует гена, который определял бы биологическую характеристику, которая на самом деле является суммой многих независимых действий.

Например, рост, молочная продуктивность, производство семян и т. Д. Многие виды деятельности, функций или возможностей складываются, чтобы обеспечить такие фенотипы.

Обычно говорят, что эти фенотипы являются частями, которые определяют проявление целого, которое отражает характеристики человека, рода, расы животных, разновидности растений и т. Д.

Действие дополнительных генов также подразумевает существование ряда фенотипов, которые почти всегда определяются нормальным распределением. Иногда очень трудно отделить или отличить дополнительный эффект от дополнительного эффекта гена в сложных фенотипах.

Некоторые примеры дополнительных генов

Например, было показано, что действие и реакция на определенные лекарства зависят от активности многих различных генов.

Как правило, эти гены также имеют много аллелей в популяции, поэтому разнообразие ответов увеличивается. Аналогичный случай имеет место и в других случаях, когда один человек набирает вес при употреблении одной и той же пищи, по сравнению с которым другой не испытывает значительных изменений.

Наконец, следует добавить, что помимо аддитивных эффектов, которые имеют одни гены, есть такие, которые подавляют проявление других.

В этих случаях ген, не связанный с проявлением другого, может привести к инактивации первого как за счет генетических, так и эпигенетических взаимодействий.

Ссылки

1. Делмор, KE, Тэйвс, Д.П., Germain, RR, Owens, GL, Irwin, DE (2016) Генетика сезонной миграции и окраски оперения. Current Biology, 26: 2167-2173.
2. Дадбридж, Ф. (2016) Полигенная эпидемиология. Генетическая эпидемиология, 4: 268-272.
3. Квиллен, Э., Нортон, Х.Л., Парра, Э.Дж., Лона-Дуразо, Ф., Анг, К.С., Иллиеску, Ф.М., Пирсон, Л.Н., Шрайвер, Мэриленд, Ласиси, Т., Гоккумен, О., Старр, И., Лин., Ю.Л., Мартин, А.Р., Яблонски, Н.Г. (2018) Оттенки сложности: новые взгляды на эволюцию и генетическую архитектуру кожи человека. Американский журнал физической антропологии, DOI: 10.1002 / ajpa.23737.
4. Maurer, MJ, Sutardja, L., Pinel, D., Bauer, S., Muehlbauer, AL, Ames, TD, Skerker, JM, Arkin, AP (2017) Метаболическая инженерия комплекса, управляемая количественными локусами (QTL) черта. ACS Synthetic Biology, 6: 566-581.
5. Сасаки, А., Асикари, М., Уегучи-Танака, М., Ито, Х., Нисимура, А., Свапан, Д.,
6. Tomita, M., Ishii, K. (2017) Генетические характеристики полукровистого аллеля sd1, полученного из сорта риса Japonica, и минимальные требования для обнаружения его однонуклеотидного полиморфизма с помощью полногеномного секвенирования miSeq. BioMed Research International.