VAD ÄR POLYGEN ARV? (MED EXEMPEL) - BIOLOGI - 2025

Den polygenarv är överföringen av karaktärer vars manifestation beror på flera gener. Vid monogen arv manifesterar sig ett drag från uttrycket av en enda gen; i det värdiga, två. I polygenarv talar vi i allmänhet om deltagande av två, om inte tre eller fler gener.

I verkligheten är mycket få karaktärer beroende av manifestationen av bara en gen eller två gener. Enkelheten i analysen av egenskaper som är beroende av få gener hjälpte emellertid Mendels arbete.

Senare studier av andra forskare avslöjade att biologisk arv i allmänhet är lite mer komplex än så.

När vi pratar om arvet från en karaktär som beror på flera gener, säger vi att de interagerar med varandra för att ge den karaktären. I dessa interaktioner kompletterar eller kompletterar dessa gener varandra.

En gen kan göra en del av arbetet, medan andra gör en annan. Uppsättningen av deras handlingar observeras slutligen i karaktären av vars manifestation de deltar.

I andra arv bidrar varje gen med liknande funktion lite vardera till den sista manifestationen av karaktären. I denna typ av polygenärvning observeras alltid en tillsatseffekt. Dessutom är variationen i karaktärs manifestation kontinuerlig, inte diskret.

Slutligen bestämmer inte frånvaron av uttryck av en kompletterande gen nödvändigtvis en fenotypförlust på grund av frånvaro, brist eller ogiltighet.

Exempel på polygena tecken

I de enklaste manifestationerna är fenotypen allt eller ingenting. Det är, oavsett om sådan aktivitet, egenskap eller karakteristik är närvarande. I andra fall finns det två alternativ: till exempel grönt eller gult.

Höjd

Men det finns andra karaktärer som visar sig på ett bredare sätt. Till exempel höjd. Självklart har vi alla tillstånd. Beroende på det klassificerar de oss på ett visst sätt: högt eller lågt.

Men om vi analyserar en befolkning väl, kommer vi att inse att det finns ett mycket brett höjdområde - med ytterligheter på båda sidor av en normalfördelning. Höjd beror på manifestationen av många olika gener.

Det beror också på andra faktorer och det är därför höjd är ett fall av polygen och multifaktoriell arv. Eftersom många gener är mätbara och involverade används de kraftfulla verktygen för kvantitativ genetik för deras analys. Särskilt i analysen av kvantitativa drag loci (QTL, för dess akronym på engelska).

Djurpäls

Andra karaktärer som i allmänhet är polygena inkluderar manifestationen av färgens färg i vissa djur eller fruktens form i växter.

I allmänhet, för alla karaktärer vars manifestation visar en rad kontinuerliga variationer i befolkningen, kan man misstänka polygenarv.

sjukdomar

Inom medicin är det mycket viktigt att studera den genetiska grunden för sjukdomar för att förstå dem och hitta sätt att lindra den. Vid polygenepidemiologi försöks till exempel bestämma hur många olika gener som bidrar till manifestationen av en sjukdom.

Baserat på detta kan strategier föreslås för att detektera varje gen eller för att behandla bristen på en eller flera av dem.

Vissa polygenervade sjukdomar hos människor inkluderar astma, schizofreni, vissa autoimmuna sjukdomar, diabetes, hypertoni, bipolär sjukdom, depression, hudfärg etc.

Kompletterande gener

Erfarenheten och bevisen som samlats under åren tyder på att många gener deltar i manifestationen av karaktärer med flera fenotyper.

När det gäller komplementära geninteraktioner mellan alleler av gener på olika platser kan dessa vara epistatiska eller icke-epistatiska.

Epistatiska interaktioner

I epistatiska interaktioner maskerar uttrycket av allelen av en gen från ett lokus uttrycket av en annan från ett annat lokus. Det är den vanligaste interaktionen mellan olika gener som kodar för samma karaktär.

Till exempel är det möjligt att för en karaktär att manifestera beror det på två gener (A / a och B / b). Detta innebär att produkterna från generna A och B måste vara involverade för att egenskaperna ska manifesteras.

Detta kallas dubbel dominerande epistas. I fall av en recessiv epistas av a på B, tvärtom, hindrar bristen på manifestation av det drag som kodas av A det för uttrycket av B. Det finns ett stort antal olika fall av epistas.

Icke-epistatiska interaktioner mellan komplementära gener

Beroende på hur de definieras finns det andra interaktioner mellan gener som kompletterar varandra som inte är epistatiska. Ta till exempel definitionen av fjäderfärg hos fåglar.

Man har sett att den biosyntetiska vägen som leder till framställning av ett pigment (t.ex. gul) är oberoende av den för en annan färg (t.ex. blå).

Båda i vägen för manifestationen av färgen gul och blå, som är oberoende av varandra, är geninteraktionerna epistatiska för varje färg.

Men om vi betraktar fågelns pälsfärg som helhet, är gult bidrag oberoende av bidraget från blått. Därför är manifestationen av en färg inte epistatisk om den andra.

Dessutom finns det andra gener som bestämmer mönstret i färgerna på hud, hår och fjädrar visas (eller inte visas). Men färgkaraktärerna och färgmönstret kompletterar varandra i den färg som visas av individen.

Å andra sidan deltar minst tolv olika gener i hudens färgning hos människor. Det är lätt att förstå hur människor varierar så mycket i färg om vi också lägger till andra icke-genetiska faktorer. Till exempel solutsättning (eller artificiella källor till "solbränna"), tillgänglighet av D-vitamin etc.

Kompletterande gener

Det finns fall där verkan av en gen tillåter manifestationen av en karaktär i högre grad. Det är till och med möjligt att det inte finns någon gen att definiera en biologisk egenskap som faktiskt är summan av många oberoende aktiviteter.

Till exempel höjd, mjölkproduktion, fröproduktion etc. Många aktiviteter, funktioner eller möjligheter lägger till för att tillhandahålla sådana fenotyper.

Dessa fenotyper sägs i allmänhet vara de delar som står för manifestationen av en helhet som återspeglar prestandan hos en individ, en släkt, en djurras, en växtsort etc.

Handlingen av de kompletterande generna innebär också att det finns ett antal fenotyper som nästan alltid definieras av en normalfördelning. Det är ibland mycket svårt att separera eller skilja den komplementära från den kompletterande effekten av en gen i komplexa fenotyper.

Några exempel på kompletterande gener

Åtgärd och reaktion på vissa läkemedel har till exempel visat sig bero på aktiviteten hos många olika gener.

I allmänhet har dessa gener också många alleler i befolkningen, varför mångfalden av svar ökar. Ett liknande fall inträffar i andra fall där en person går upp i vikt när man konsumerar samma mat, jämfört med vilken en annan inte upplever betydande förändringar.

Slutligen bör det läggas till att förutom de additiva effekterna som vissa gener har finns det de som undertrycker manifestation av andra.

I dessa fall kan en gen som inte är relaterad till manifestationen av en annan leda till inaktivering av den första genom både genetiska och epigenetiska interaktioner.

referenser

1. Delmore, KE, Toews, DP, Germain, RR, Owens, GL, Irwin, DE (2016) Genetiken för säsongens migration och fjäderfärg. Current Biology, 26: 2167-2173.
2. Dudbridge, F. (2016) Polygenic epidemiology. Genetic Epidemiology, 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) Nyanser av komplexitet: Nya perspektiv på människors hudutveckling och genetiska arkitektur. 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) -styrd metabolisk konstruktion av ett komplex drag. ACS Synthetic Biology, 6: 566-581.
5. Sasaki, A., Ashikari, M., Ueguchi-Tanaka, M., Itoh, H., Nishimura, A., Swapan, D.,
6. Tomita, M., Ishii, K. (2017) Genetisk prestanda för semidwarfing-allelen sd1 härrörande från en Japonica-risodling och minimikrav för att upptäcka dess polymorfism med en nukleotid genom miSeq-helgenom Ssequencing. BioMed Research International.