CE ESTE MOȘTENIREA POLIGENICĂ? (CU EXEMPLE) - BIOLOGIE - 2025

Moștenirea poligenice este transmiterea de caractere a căror manifestare depinde de mai multe gene. În moștenirea monogenă, o trăsătură se manifestă din expresia unei singure gene; în demn, două. În moștenirea poligenică vorbim în general despre participarea a două, dacă nu a trei, sau mai multe gene.

În realitate, foarte puține caractere depind de manifestarea unei singure gene sau a două gene. Totuși, simplitatea analizei trăsăturilor care depind de puține gene a ajutat foarte mult munca lui Mendel.

Studiile ulterioare ale altor cercetători au relevat că moștenirea biologică, în general, este puțin mai complexă decât asta.

Când vorbim despre moștenirea unui personaj care depinde de mai multe gene, spunem că acestea interacționează între ele pentru a conferi acel personaj. În aceste interacțiuni, aceste gene se completează sau se completează reciproc.

O genă poate face o parte a lucrării, în timp ce altele fac o altă. Ansamblul acțiunilor lor este în sfârșit observat în caracterul manifestării căruia participă.

În alte moșteniri, fiecare genă cu funcție similară contribuie puțin la manifestarea finală a personajului. În acest tip de moștenire poligenică se observă întotdeauna un efect aditiv. Mai mult, variația manifestării caracterului este continuă, nu discretă.

În cele din urmă, absența expresiei unei gene suplimentare nu determină neapărat o pierdere de fenotip din cauza absenței, lipsei sau nulității.

Exemple de caractere poligene

În cele mai simple trăsături de manifestare, fenotipul este totul sau nimic. Adică, dacă există sau nu o astfel de activitate, trăsătură sau caracteristică. În alte cazuri, există două alternative: verde sau galben, de exemplu.

Înălţime

Există însă și alte personaje care se manifestă într-un mod mai larg. De exemplu, înălțimea. Evident, cu toții avem statură. În funcție de asta, ei ne clasifică într-un anumit fel: înalt sau mic.

Dar dacă analizăm bine o populație, ne vom da seama că există o gamă foarte largă de înălțimi - cu extreme pe ambele părți ale unei distribuții normale. Înălțimea depinde de manifestarea multor gene diferite.

Depinde și de alți factori și de aceea înălțimea este un caz de moștenire poligenică și multifactorială. Deoarece multe gene pot fi măsurabile și implicate, instrumentele puternice ale geneticii cantitative sunt utilizate pentru analiza lor. În special în analiza unor loci de trăsături cantitative (QTL, pentru acronimul său în engleză).

Blana animalelor

Alte caractere care sunt în general poligene includ manifestarea culorii hainei la unele animale sau forma fructului în plante.

În general, pentru orice personaj a cărui manifestare prezintă o gamă de variații continue în populație, moștenirea poligenică poate fi suspectată.

boli

În medicină, studiul bazei genetice a bolilor este foarte important pentru a le înțelege și pentru a găsi modalități de alinare a acesteia. În epidemiologia poligenică se încearcă, de exemplu, să se stabilească câte gene diferite contribuie la manifestarea unei boli.

Pe baza acestui lucru, strategiile pot fi propuse pentru detectarea fiecărei gene sau pentru tratarea deficienței uneia sau a mai multor dintre ele.

Unele boli moștenite poligenice la om includ astmul, schizofrenia, unele boli autoimune, diabetul, hipertensiunea, tulburarea bipolară, depresia, culoarea pielii etc.

Genele complementare

Experiența și dovezile acumulate de-a lungul anilor indică faptul că multe gene participă la manifestarea caracterelor cu multiple fenotipuri.

În cazul interacțiunilor genice complementare între alelele genelor la diferite loci, acestea pot fi epistatice sau non-epistatice.

Interacțiuni epatice

În interacțiunile epistatice, expresia alelei unei gene dintr-un locus maschează expresia alteia dintr-un locus diferit. Este cea mai comună interacțiune între gene diferite care codifică același personaj.

De exemplu, este posibil ca un personaj să se manifeste, depinde de două gene (A / a și B / b). Aceasta înseamnă că produsele genelor A și B trebuie să fie implicate pentru ca trăsătura să se manifeste.

Aceasta este cunoscută sub denumirea de epistasis dublă dominantă. Într-un caz de epistază recesivă a a pe B, dimpotrivă, lipsa de manifestare a trăsăturii codate de A o împiedică pe cea a expresiei lui B. Există un număr mare de cazuri diferite de epistasis.

Interacțiuni non-epistatice între genele complementare

În funcție de modul în care sunt definite, există alte interacțiuni între gene care se completează reciproc, care nu sunt epistatice. Luăm de exemplu definiția culorii penajului la păsări.

S-a văzut că calea biosintetică care duce la producerea unui pigment (de exemplu, galben) este independentă de cea a unei alte culori (de exemplu albastru).

Atât în ​​calea manifestării culorii galben și albastru, care sunt independente între ele, interacțiunile genice sunt epistatice pentru fiecare culoare.

Cu toate acestea, dacă luăm în considerare culoarea paltonului pentru păsări ca un întreg, contribuția galbenului este independentă de contribuția albastrului. Prin urmare, manifestarea unei culori nu este epistatică față de cealaltă.

În plus, există și alte gene care determină modelul în care apar culorile pielii, părului și penelor (sau nu apar). Cu toate acestea, caracterele de culoare și modelul de colorare se completează reciproc în colorația arătată de individ.

Pe de altă parte, cel puțin douăsprezece gene diferite participă la colorarea pielii la oameni. Este ușor de înțeles atunci cum oamenii variază atât de mult în culori, dacă adăugăm și alți factori non-genetici. De exemplu, expunerea la soare (sau surse artificiale de „bronz”), disponibilitatea vitaminei D etc.

Gene suplimentare

Există cazuri în care acțiunea unei gene permite observarea manifestării unui caracter într-o măsură mai mare. Este chiar posibil să nu existe o genă care să definească o caracteristică biologică care este de fapt suma multor activități independente.

De exemplu, înălțimea, producția de lapte, producția de semințe etc. Multe activități, funcții sau capabilități se adaugă pentru a oferi astfel de fenotipuri.

Despre aceste fenotipuri se spune, în general, părțile care reprezintă manifestarea unui întreg care reflectă performanța unui individ, a unei linii, a unei rase animale, a unui soi de plante etc.

Acțiunea genelor suplimentare implică, de asemenea, existența unei serii de fenotipuri definite aproape întotdeauna printr-o distribuție normală. Uneori este foarte dificil să separe sau să se distingă complementul de efectul suplimentar al unei gene în fenotipurile complexe.

Câteva exemple de gene suplimentare

S-a dovedit că acțiunea și reacția la anumite medicamente depind de activitatea multor gene diferite.

În general, aceste gene au și multe alele în populație, motiv pentru care diversitatea răspunsurilor crește. Un caz similar apare în alte cazuri în care o persoană câștigă în greutate atunci când consumă același aliment, în comparație cu care o altă persoană nu suferă modificări semnificative.

În cele din urmă, trebuie adăugat că pe lângă efectele aditive pe care le au unele gene, există și cele care suprimă manifestarea altora.

În aceste cazuri, o genă care nu are legătură cu manifestarea alteia poate duce la inactivarea primei atât prin interacțiuni genetice, cât și prin epigenetice.

Referințe

1. Delmore, KE, Toews, DP, Germain, RR, Owens, GL, Irwin, DE (2016) Genetica migrației sezoniere și culoarea penajului. Biologie actuală, 26: 2167-2173.
2. Dudbridge, F. (2016) Epidemiologie poligenică. Epidemiologie genetică, 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) Nuanțe de complexitate: Noi perspective asupra evoluției și arhitecturii genetice a pielii umane. 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) Quantitative Trait Loci (QTL) - inginerie metabolică ghidată a unui complex trăsătură. Biologie sintetică ACS, 6: 566-581.
5. Sasaki, A., Ashikari, M., Ueguchi-Tanaka, M., Itoh, H., Nishimura, A., Swapan, D.,
6. Tomita, M., Ishii, K. (2017) Performanța genetică a alelei semidwarfing sd1 derivată dintr-un cultivar de orez Japonica și cerințe minime pentru a detecta polimorfismul cu un singur nucleotid prin miSeq întregul genom Ssequencing. BioMed International Research.