Τι είναι η πολυγονική κληρονομικότητα; (με παραδείγματα)



Το πολυγονική κληρονομικότητα είναι η μετάδοση χαρακτήρων των οποίων η εκδήλωση εξαρτάται από αρκετά γονίδια. Στην μονογονική κληρονομιά ένας χαρακτήρας εκδηλώνεται από την έκφραση ενός μόνο γονιδίου. στην ψηφιακή, δύο. Στην πολυγονική κληρονομιά μιλάμε συνήθως για τη συμμετοχή δύο, αν όχι τριών ή περισσότερων γονιδίων.

Στην πραγματικότητα, υπάρχουν πολύ λίγοι χαρακτήρες που εξαρτώνται από την εκδήλωση μόνο ενός γονιδίου ή δύο γονιδίων. Ωστόσο, η απλότητα της ανάλυσης των χαρακτήρων που εξαρτώνται από μερικά γονίδια βοήθησε σε μεγάλο βαθμό το έργο του Mendel.

Μεταγενέστερες μελέτες από άλλους ερευνητές αποκάλυψαν ότι η βιολογική κληρονομιά, γενικά, είναι λίγο πιο περίπλοκη από αυτή.

Όταν μιλάμε για κληρονομικότητα ενός χαρακτήρα που εξαρτάται από πολλά γονίδια, λέμε ότι αλληλεπιδρούν μεταξύ τους για να προσδώσουν τέτοιο χαρακτήρα. Σε αυτές τις αλληλεπιδράσεις αυτά τα γονίδια συμπληρώνουν ή συμπληρώνουν.

Ένα γονίδιο μπορεί να εκτελεί ένα μέρος του έργου, ενώ άλλοι εκτελούν ένα άλλο. Το σύνολο των ενεργειών του παρατηρείται τελικά στο χαρακτήρα της εκδήλωσης του οποίου συμμετέχουν.

Σε άλλες κληρονομιές, κάθε γονίδιο με παρόμοια λειτουργία συνεισφέρει ελάχιστα το καθένα στην τελική εκδήλωση του χαρακτήρα. Σε αυτή την κατηγορία πολυγονικής κληρονομιάς παρατηρείται πάντοτε ένα πρόσθετο αποτέλεσμα. Επιπλέον, η μεταβολή στην εκδήλωση του χαρακτήρα είναι συνεχής, όχι διακριτή.

Τέλος, η απουσία έκφρασης ενός συμπληρωματικού γονιδίου δεν καθορίζει απαραιτήτως μια απώλεια φαινοτύπου λόγω απουσίας, έλλειψης ή ακυρότητας.

Ευρετήριο

  • 1 Παραδείγματα πολυγονικών χαρακτήρων
    • 1.1 Ύψος
    • 1.2 Γούνα ζώων
    • 1.3 Ασθένειες
  • 2 συμπληρωματικά γονίδια
    • 2.1 Επιστατικές αλληλεπιδράσεις
    • 2.2 Μη επιστητικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ συμπληρωματικών γονιδίων
  • 3 Συμπληρωματικά γονίδια
    • 3.1 Μερικά παραδείγματα συμπληρωματικών γονιδίων
  • 4 Αναφορές

Παραδείγματα πολυγονικών χαρακτήρων

Στους απλούστερους χαρακτήρες της εκδήλωσης, ο φαινότυπος είναι όλα ή τίποτα. Δηλαδή, παρουσιάζει ή όχι τέτοια δραστηριότητα, χαρακτηριστικό ή χαρακτηριστικό. Σε άλλες περιπτώσεις, υπάρχουν δύο εναλλακτικές λύσεις: πράσινο ή κίτρινο, για παράδειγμα.

Ύψος

Υπάρχουν όμως και άλλοι χαρακτήρες που εκδηλώνονται με ευρύτερο τρόπο. Για παράδειγμα, το ανάστημα. Προφανώς όλοι έχουμε ένα ανάστημα. Ανάλογα με αυτό, κατατάσσονται με κάποιο τρόπο: υψηλή ή χαμηλή.

Αν όμως αναλύσουμε καλά τον πληθυσμό, θα συνειδητοποιήσουμε ότι υπάρχει ένα πολύ ευρύ φάσμα υψωμάτων - με ακραίες από τις δύο πλευρές της κανονικής κατανομής. Το ύψος εξαρτάται από την εκδήλωση πολλών διαφορετικών γονιδίων.

Εξαρτάται επίσης από άλλους παράγοντες και γι 'αυτό το ύψος είναι μια περίπτωση πολυγονικής και πολυπαραγοντικής κληρονομικότητας. Δεδομένου ότι πολλά γονίδια μπορούν να μετρηθούν και να συμμετάσχουν, τα ισχυρά εργαλεία της ποσοτικής γενετικής χρησιμοποιούνται για ανάλυση. Ιδιαίτερα στην ανάλυση ποσοτικών χαρακτηριστικών τόπων (QTL, για το ακρωνύμιο της στα αγγλικά).

Γούνα ζώων

Άλλοι χαρακτήρες που είναι γενικά πολυγενείς περιλαμβάνουν την εκδήλωση χρώματος γούνας σε μερικά ζώα ή το σχήμα των φρούτων στα φυτά.

Σε γενικές γραμμές, για κάθε χαρακτήρα του οποίου η εκδήλωση παρουσιάζει μια σειρά συνεχών διακυμάνσεων του πληθυσμού, μπορεί να υποπτευθεί πολυγονική κληρονομικότητα.

Ασθένειες

Στην ιατρική, η μελέτη της γενετικής βάσης των ασθενειών είναι πολύ σημαντική για την κατανόησή τους και για την εξεύρεση τρόπων για την ανακούφισή τους. Στην πολυγονική επιδημιολογία προσπαθούμε, για παράδειγμα, να καθορίσουμε πόσα διαφορετικά γονίδια συμβάλλουν στην εκδήλωση μιας ασθένειας.

Από αυτό, μπορούν να προταθούν στρατηγικές για την ανίχνευση κάθε γονιδίου ή για τη θεραπεία της ανεπάρκειας ενός ή περισσοτέρων από αυτά.

Ορισμένες ασθένειες του πολυγονιδιακή κληρονομικότητα στον άνθρωπο περιλαμβάνουν άσθμα, σχιζοφρένεια, μερικές αυτοάνοσες ασθένειες, διαβήτη, υπέρταση, διπολική διαταραχή, κατάθλιψη, το χρώμα του δέρματος, κλπ.

Συμπληρωματικά γονίδια

Η εμπειρία και τα στοιχεία που συσσωρεύτηκαν κατά τη διάρκεια των ετών δείχνουν ότι πολλά γονίδια εμπλέκονται στην εκδήλωση χαρακτήρων με πολλαπλούς φαινότυπους..

Στην περίπτωση αλληλεπιδράσεων συμπληρωματικών γονιδίων μεταξύ αλληλόμορφων γονιδίων από διαφορετικούς τόπους, αυτές μπορεί να είναι επιστημολογικές ή μη επιστημολογικές.

Επιστημονικές αλληλεπιδράσεις

Στις επιστημικές αλληλεπιδράσεις, η έκφραση του αλληλόμορφου ενός γονιδίου από έναν τόπο καλύπτει την έκφραση άλλου από διαφορετικό τόπο. Είναι η πιο κοινή αλληλεπίδραση μεταξύ διαφορετικών γονιδίων που κωδικοποιούν τον ίδιο χαρακτήρα.

Για παράδειγμα, είναι πιθανό ότι για να εκδηλωθεί ένας χαρακτήρας, εξαρτάται από δύο γονίδια (Α/ /α και Β/ /β). Αυτό σημαίνει ότι για να εκδηλωθεί ο χαρακτήρας, πρέπει να συμμετέχουν τα προϊόντα των γονιδίων Α και Β.

Αυτό είναι γνωστό ως διπλή κυρίαρχη επίσταση. Σε περίπτωση υπολειπόμενης επιστολής του α πάνω Β, αντίθετα, η έλλειψη έκφρασης του χαρακτηριστικού που κωδικοποιείται από Α αποφύγετε την έκφραση του Β. Υπάρχουν πολλές διαφορετικές περιπτώσεις επισημάτων.

Μη-επιγραφικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ συμπληρωματικών γονιδίων

Ανάλογα με τον ορισμό τους, υπάρχουν και άλλες αλληλεπιδράσεις μεταξύ συμπληρωματικών γονιδίων που δεν είναι επιστημολογικές. Πάρτε για παράδειγμα, τον ορισμό του χρώματος φτερών στα πουλιά.

Έχει παρατηρηθεί ότι η βιοσυνθετική οδός που οδηγεί στην παραγωγή μιας χρωστικής ουσίας (για παράδειγμα, κίτρινη), είναι ανεξάρτητη από εκείνη ενός άλλου χρώματος (για παράδειγμα μπλε).

Τόσο με την εκδήλωση του κίτρινου χρώματος όσο και του μπλε, οι οποίες είναι ανεξάρτητες το ένα από το άλλο, οι αλληλεπιδράσεις των γονιδίων είναι επιστημολογικές για κάθε χρώμα.

Ωστόσο, αν λάβουμε υπόψη το χρώμα του παλτού του πουλιού στο σύνολό του, η συμβολή του κίτρινου χρώματος είναι ανεξάρτητη από τη συμβολή του μπλε. Επομένως, η εκδήλωση ενός χρώματος δεν είναι επιστημολογική από την άλλη.

Επιπλέον, υπάρχουν και άλλα γονίδια που καθορίζουν το σχήμα στο οποίο εμφανίζονται τα χρώματα του δέρματος, των μαλλιών και των φτερών (ή δεν εμφανίζονται). Ωστόσο, οι χρωματικοί χαρακτήρες και το σχέδιο χρώματος, αλληλοσυμπληρώνονται στον χρωματισμό που δείχνει το άτομο.

Από την άλλη πλευρά, στον χρωματισμό του δέρματος σε ανθρώπους που συμμετέχουν τουλάχιστον δώδεκα διαφορετικά γονίδια. Είναι εύκολο να καταλάβουμε πώς ο άνθρωπος ποικίλλει τόσο πολύ στο χρώμα αν προσθέσουμε επιπλέον και άλλους μη γενετικούς παράγοντες. Για παράδειγμα, έκθεση στον ήλιο (ή τεχνητές πηγές "μαυρίσματος"), διαθεσιμότητα βιταμίνης D, κλπ..

Συμπληρωματικά γονίδια

Υπάρχουν περιπτώσεις στις οποίες η δράση ενός γονιδίου επιτρέπει την εκδήλωση ενός χαρακτήρα που πρέπει να τηρείται σε μεγαλύτερο βαθμό. Είναι ακόμη πιθανό ότι δεν υπάρχει κανένα γονίδιο που να καθορίζει ένα βιολογικό χαρακτηριστικό που είναι στην πραγματικότητα το άθροισμα πολλών ανεξάρτητων δραστηριοτήτων.

Για παράδειγμα, το ύψος, η παραγωγή γάλακτος, η παραγωγή σπόρων κλπ. Πολλές δραστηριότητες, λειτουργίες ή δυνατότητες προστίθενται για την παροχή τέτοιων φαινοτύπων.

Αυτές οι φαινότυποι γενικά δήλωσε ότι τα κόμματα να συνειδητοποιήσουν την εκδήλωση μιας ολόκληρης που αντανακλά την απόδοση ενός ατόμου, μια καταγωγή, φυλή ένα ζώο, ένα φυτό ποικιλία, κ.λπ..

Η δράση των συμπληρωματικών γονιδίων συνεπάγεται επίσης την ύπαρξη μιας σειράς φαινοτύπων σχεδόν πάντα καθορισμένων από μια κανονική κατανομή. Μερικές φορές είναι πολύ δύσκολο να διαχωρίσουμε ή να διακρίνουμε τη συμπληρωματική επίδραση του συμπληρωματικού γονιδίου σε σύνθετους φαινότυπους.

Μερικά παραδείγματα συμπληρωματικών γονιδίων

Έχει αποδειχθεί ότι η δράση και η αντίδραση σε ορισμένα φάρμακα, για παράδειγμα, εξαρτάται από τη δραστηριότητα πολλών διαφορετικών γονιδίων.

Γενικά, αυτά τα γονίδια έχουν επίσης πολλά αλληλόμορφα στον πληθυσμό, γι 'αυτό και η ποικιλομορφία των αποκρίσεων αυξάνεται. Παρόμοια περίπτωση συμβαίνει και σε άλλες περιπτώσεις στις οποίες ένα άτομο κερδίζει βάρος καταναλώνοντας το ίδιο φαγητό, έναντι του οποίου ένα άλλο δεν παρουσιάζει σημαντικές αλλαγές.

Πρέπει να προστεθεί, τέλος, ότι εκτός από τις επιπρόσθετες επιδράσεις που παρουσιάζουν ορισμένα γονίδια, υπάρχουν εκείνα που καταστέλλουν την εκδήλωση άλλων.

Σε αυτές τις περιπτώσεις, ένα γονίδιο που δεν σχετίζεται με την εκδήλωση άλλου μπορεί να οδηγήσει στην απενεργοποίηση του πρώτου με γενετικές και επιγενετικές αλληλεπιδράσεις.

Αναφορές

  1. Delmore, Κ Ε, Toews, D. Ρ, Germain, R. R., Owens, G. L., Irwin, D. Ε (2016) Η γενετική του εποχιακής μετανάστευσης και το χρώμα φτέρωμα. Current Biology, 26: 2167-2173.
  2. Dudbridge, F. (2016) Πολυγονική επιδημιολογία. Genetic Epidemiology, 4: 268-272.
  3. Quillen, EE, Norton, HL, Parra, EJ, Lona-Durazo, F., Ang, KC, Illiescu, FM, Pearson, LN, Shriver, MD, Lasisi, Τ, Gokcumen, O., Starr, I., Lin., ΥΙ, Martin, AR, Jablonski, Ν. G. (2018) Αποχρώσεις πολυπλοκότητας: νέες προοπτικές εξέλιξης και γενετικής αρχιτεκτονικής του ανθρώπινου δέρματος. 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) γονιδίων ποσοτικών χαρακτήρων (QTL) -guided μεταβολική μηχανική ενός συμπλόκου χαρακτηριστικό ACS Synthetic Biology, 6: 566-581.
  5. Sasaki, Α, Ashikari, Μ, Tanaka-Ueguchi, Μ, Itoh, Η, Nishimura, Α, Swapan, D.,
  6. Tomita, Μ., Ishii, Κ. (2017) Γενετική απόδοση του αλληλόμορφου ημιυπαίθριου sd1 που προέρχεται από ιαπωνική ποικιλία ρυζιού και ελάχιστες απαιτήσεις για την ανίχνευση του πολυμορφισμού του ενός νουκλεοτιδίου με μετασχηματισμό πλήρους γονιδιώματος miSeq. BioMed Research International.