WAT IS POLYGENE OVERERVING? (MET VOORBEELDEN) - BIOLOGIE - 2026

De polygene overerving is de overdracht van karakters waarvan de manifestatie afhangt van verschillende genen. Bij monogene overerving manifesteert een eigenschap zich door de expressie van een enkel gen; in de waardige, twee. Bij polygene overerving spreken we over het algemeen van de deelname van twee, zo niet drie of meer genen.

In werkelijkheid zijn maar heel weinig karakters afhankelijk van de manifestatie van slechts één gen of twee genen. De eenvoud van de analyse van eigenschappen die van weinig genen afhankelijk zijn, heeft het werk van Mendel echter enorm geholpen.

Latere studies van andere onderzoekers toonden aan dat biologische overerving in het algemeen iets complexer is dan dat.

Als we het hebben over de overerving van een personage dat afhankelijk is van verschillende genen, zeggen we dat ze met elkaar in wisselwerking staan ​​om dat karakter te verlenen. In deze interacties vullen deze genen elkaar aan of vullen ze elkaar aan.

Het ene gen kan een deel van het werk doen, terwijl andere het andere doen. De reeks van hun acties wordt uiteindelijk waargenomen in het karakter van wiens manifestatie ze deelnemen.

In andere erfgoederen draagt ​​elk gen met een vergelijkbare functie een beetje bij aan de uiteindelijke manifestatie van het karakter. Bij dit soort polygene overerving wordt altijd een additief effect waargenomen. Bovendien is de variatie in karaktermanifestatie continu, niet discreet.

Ten slotte bepaalt de afwezigheid van expressie van een aanvullend gen niet noodzakelijk een fenotypeverlies door afwezigheid, gebrek of nietigheid.

Voorbeelden van polygene karakters

In de eenvoudigste manifestatiekenmerken is het fenotype alles of niets. Dat wil zeggen, of een dergelijke activiteit, eigenschap of kenmerk al dan niet aanwezig is. In andere gevallen zijn er twee alternatieven: bijvoorbeeld groen of geel.

Hoogte

Maar er zijn andere karakters die zich breder manifesteren. Bijvoorbeeld hoogte. Het is duidelijk dat we allemaal gestalte hebben. Afhankelijk daarvan classificeren ze ons op een bepaalde manier: hoog of laag.

Maar als we een populatie goed analyseren, zullen we ons realiseren dat er een zeer breed scala aan hoogtes is - met extremen aan beide zijden van een normale verdeling. Hoogte hangt af van de manifestatie van veel verschillende genen.

Het hangt ook af van andere factoren en daarom is lengte een geval van polygene en multifactoriële overerving. Omdat veel genen meetbaar en betrokken zijn, worden de krachtige instrumenten van kwantitatieve genetica gebruikt voor hun analyse. Met name bij de analyse van kwantitatieve trait loci (QTL, voor het acroniem in het Engels).

Dierlijk bont

Andere kenmerken die over het algemeen polygeen zijn, zijn onder meer de manifestatie van de kleur van de vacht bij sommige dieren, of de vorm van de vrucht in planten.

Over het algemeen kan voor elk personage waarvan de manifestatie een reeks continue variatie in de populatie vertoont, polygene overerving worden vermoed.

Ziekten

In de geneeskunde is het bestuderen van de genetische basis van ziekten erg belangrijk om ze te begrijpen en manieren te vinden om het te verlichten. In de polygene epidemiologie wordt bijvoorbeeld getracht te bepalen hoeveel verschillende genen bijdragen aan de manifestatie van een ziekte.

Op basis hiervan kunnen strategieën worden voorgesteld om elk gen te detecteren of om de deficiëntie van een of meer van hen te behandelen.

Sommige polygene erfelijke ziekten bij mensen zijn onder meer astma, schizofrenie, sommige auto-immuunziekten, diabetes, hypertensie, bipolaire stoornis, depressie, huidskleur, enz.

Complementaire genen

De ervaring en het bewijs dat in de loop der jaren is verzameld, geven aan dat veel genen deelnemen aan de manifestatie van karakters met meerdere fenotypes.

In het geval van complementaire geninteracties tussen allelen van genen op verschillende loci, kunnen deze epistatisch of niet-epistatisch zijn.

Epistatische interacties

Bij epistatische interacties maskeert de expressie van het allel van een gen van de ene locus de expressie van een andere van een andere locus. Het is de meest voorkomende interactie tussen verschillende genen die coderen voor hetzelfde personage.

Het is bijvoorbeeld mogelijk dat een personage om zich te manifesteren afhankelijk is van twee genen (A / a en B / b). Dit betekent dat de producten van genen A en B betrokken moeten zijn om het kenmerk te manifesteren.

Dit staat bekend als dubbele dominante epistase. In het geval van recessieve epistase van a op B, daarentegen, verhindert het gebrek aan manifestatie van de eigenschap gecodeerd door A die van de uitdrukking van B. Er is een groot aantal verschillende gevallen van epistase.

Niet-epistatische interacties tussen complementaire genen

Afhankelijk van hoe ze zijn gedefinieerd, zijn er andere interacties tussen genen die elkaar aanvullen en die niet epistatisch zijn. Neem bijvoorbeeld de definitie van verenkleur bij vogels.

Men heeft gezien dat de biosyntheseroute die leidt tot de productie van een pigment (bijv. Geel) onafhankelijk is van die van een andere kleur (bijv. Blauw).

Zowel in het pad van de manifestatie van de kleur geel en blauw, die onafhankelijk van elkaar zijn, zijn de geninteracties epistatisch voor elke kleur.

Als we echter de vachtkleur van de vogel als geheel beschouwen, is de bijdrage van geel onafhankelijk van de bijdrage van blauw. Daarom is de manifestatie van de ene kleur niet epistatisch over de andere.

Daarnaast zijn er nog andere genen die het patroon bepalen waarin de kleuren van huid, haar en veren verschijnen (of juist niet verschijnen). De karakters van kleur en van het kleurpatroon vullen elkaar echter aan in de kleur die door het individu wordt getoond.

Aan de andere kant nemen minstens twaalf verschillende genen deel aan de kleuring van de huid bij mensen. Het is dus gemakkelijk te begrijpen hoe mensen zoveel in kleur variëren als we ook andere niet-genetische factoren toevoegen. Bijvoorbeeld blootstelling aan de zon (of kunstmatige bronnen van "bruinen"), beschikbaarheid van vitamine D, enz.

Aanvullende genen

Er zijn gevallen waarin de werking van een gen het mogelijk maakt de manifestatie van een karakter in grotere mate te observeren. Het is zelfs mogelijk dat er geen gen is om een ​​biologisch kenmerk te definiëren dat eigenlijk de som is van vele onafhankelijke activiteiten.

Bijvoorbeeld hoogte, melkproductie, zaadproductie, etc. Veel activiteiten, functies of mogelijkheden zorgen samen voor dergelijke fenotypes.

Over het algemeen wordt gezegd dat deze fenotypes de delen zijn die verantwoordelijk zijn voor de manifestatie van een geheel dat de prestaties van een individu, een afstamming, een dierenras, een plantenras, enz. Weerspiegelt.

De werking van de aanvullende genen impliceert ook het bestaan ​​van een reeks fenotypes die bijna altijd worden gedefinieerd door een normale verdeling. Het is soms erg moeilijk om het complementaire effect van een gen in complexe fenotypes te scheiden of te onderscheiden.

Enkele voorbeelden van aanvullende genen

Het is bijvoorbeeld aangetoond dat de werking en reactie op bepaalde medicijnen afhankelijk is van de activiteit van veel verschillende genen.

Over het algemeen hebben deze genen ook veel allelen in de populatie, waardoor de diversiteit aan reacties toeneemt. Een soortgelijk geval doet zich voor in andere gevallen waarin een persoon aankomt bij het nuttigen van hetzelfde voedsel, terwijl een ander geen significante veranderingen ervaart.

Ten slotte moet hieraan worden toegevoegd dat naast de additieve effecten die sommige genen hebben, er ook zijn die de manifestatie van andere onderdrukken.

In deze gevallen kan een gen dat geen verband houdt met de manifestatie van een ander gen leiden tot inactivering van het eerste door zowel genetische als epigenetische interacties.

Referenties

1. Delmore, KE, Toews, DP, Germain, RR, Owens, GL, Irwin, DE (2016) De genetica van seizoensmigratie en kleur van het verenkleed. Current Biology, 26: 2167-2173.
2. Dudbridge, F. (2016) Polygene epidemiologie. Genetische epidemiologie, 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) Tinten van complexiteit: nieuwe perspectieven op de evolutie en genetische architectuur van de menselijke huid. 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) -geleide metabole engineering van een complex eigenschap. 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) Genetische prestatie van het semidwarfing-allel sd1 afgeleid van een Japonica-rijstcultivar en minimumvereisten om het single-nucleotide polymorfisme te detecteren door miSeq whole-genome sequencing. BioMed Research International.