KAS IR POLIGĒNĀ MANTOŠANA? (AR PIEMĒRIEM) - BIOLOĢIJA - 2025

Poligēns mantojums ir pārraide rakstzīmju kuru izpausme ir atkarīga no vairākiem gēniem. Monogēnā mantojumā īpašība izpaužas kā viena gēna ekspresija; cieņā, divi. Poligeniskajā mantojumā mēs parasti runājam par divu, ja ne trīs, vai vairāku gēnu piedalīšanos.

Patiesībā ļoti maz rakstzīmju ir atkarīgas tikai no viena gēna vai divu gēnu parādīšanās. Tomēr Mendela darbu ļoti palīdzēja to īpašību analīze, kas ir atkarīga no dažiem gēniem.

Vēlāki citu pētnieku pētījumi atklāja, ka bioloģiskā mantošana kopumā ir nedaudz sarežģītāka.

Kad mēs runājam par tāda rakstura mantojumu, kas atkarīgs no vairākiem gēniem, mēs sakām, ka viņi mijiedarbojas viens ar otru, lai piešķirtu šo raksturu. Šajās mijiedarbībās šie gēni viens otru papildina vai papildina.

Viens gēns var veikt vienu darba daļu, bet citi - citu. Viņu darbību kopums beidzot tiek novērots pēc rakstura, kura manifestācijā viņi piedalās.

Citās mantojumos katrs gēns ar līdzīgu funkciju katrs nedaudz veicina rakstzīmes galīgo izpausmi. Šādā poligēnā mantojumā vienmēr tiek novērota piedevu iedarbība. Turklāt rakstura izpausmes variācijas ir nepārtrauktas, nevis diskrētas.

Visbeidzot, papildu gēna ekspresijas neesamība nebūt nenozīmē fenotipa zudumu neesamības, trūkuma vai spēkā neesamības dēļ.

Poligēno zīmju piemēri

Vienkāršākajās manifestācijas pazīmēs fenotips ir viss vai nekas. Tas ir, neatkarīgi no tā, vai šāda aktivitāte, pazīme vai īpašība ir vai nav. Citos gadījumos ir divas alternatīvas: piemēram, zaļa vai dzeltena.

Augstums

Bet ir arī citi varoņi, kas izpaužas plašākā veidā. Piemēram, augstums. Acīmredzot mums visiem ir augums. Atkarībā no tā viņi mūs klasificē noteiktā veidā: augstu vai zemu.

Bet, ja mēs labi izanalizēsim populāciju, mēs sapratīsim, ka ir ļoti plašs augstumu diapazons - ar galējībām abās normāla sadalījuma pusēs. Augstums ir atkarīgs no daudzu dažādu gēnu izpausmēm.

Tas ir atkarīgs arī no citiem faktoriem, un tieši tāpēc augstums ir poligēnas un daudzfaktoriālas mantošanas gadījums. Tā kā daudzi gēni ir izmērāmi un iesaistīti, to analīzei tiek izmantoti spēcīgi kvantitatīvās ģenētikas rīki. Īpaši kvantitatīvo iezīmju lokusu (QTL, tā saīsinājuma angļu valodā) analīzē.

Dzīvnieku kažokādas

Citas rakstzīmes, kas parasti ir poligēnas, ietver kažoku krāsas izpausmi dažiem dzīvniekiem vai augļu formu augos.

Parasti jebkuram personāžam, kura izpausme parāda pastāvīgas populācijas variācijas, var rasties aizdomas par poligēno mantojumu.

Slimības

Medicīnā ļoti svarīgi ir izpētīt slimību ģenētisko bāzi, lai tās izprastu un atrastu veidus, kā to mazināt. Poliēniskajā epidemioloģijā mēģina, piemēram, noteikt, cik daudz dažādu gēnu veicina slimības izpausmi.

Balstoties uz to, var ierosināt stratēģijas katra gēna noteikšanai vai viena vai vairāku no tiem deficīta ārstēšanai.

Dažas cilvēku poligēnas iedzimtas slimības ir astma, šizofrēnija, dažas autoimūnas slimības, diabēts, hipertensija, bipolāri traucējumi, depresija, ādas krāsa utt.

Papildinošie gēni

Gadu gaitā uzkrātā pieredze un pierādījumi norāda, ka daudzi gēni piedalās tādu personāžu izpausmēs, kuriem ir vairāki fenotipi.

Papildu gēnu mijiedarbības gadījumā starp gēnu alēļiem dažādos lokusos tie var būt epistātiski vai ne-epistatiski.

Epistātiska mijiedarbība

Epistātiskā mijiedarbībā gēna alēles ekspresija no viena lokusa maskē cita gēna izteikšanu no cita lokusa. Tā ir visizplatītākā dažādu gēnu mijiedarbība, kas kodē vienu un to pašu rakstzīmi.

Piemēram, ir iespējams, ka, lai raksturs izpaustu, tas ir atkarīgs no diviem gēniem (A / a un B / b). Tas nozīmē, ka pazīmes izpausmei ir jāiesaista A un B gēnu produkti.

Tas ir pazīstams kā dubultā dominējošā epistēze. Gluži pretēji, ja ir a on B epistēze, A kodētās pazīmes izpausmes trūkums liedz B izpausmei. Ir ļoti daudz dažādu epistāzes gadījumu.

Ne-epistātiska mijiedarbība starp komplementāriem gēniem

Atkarībā no tā, kā tie tiek definēti, starp gēniem, kas viens otru papildina, pastāv arī cita mijiedarbība, kas nav epistātiska. Ņem, piemēram, putnu spalvu krāsas definīciju.

Ir redzams, ka biosintētiskais ceļš, kas noved pie pigmenta (piemēram, dzeltena) ražošanas, nav atkarīgs no citas krāsas (piemēram, zila).

Gan dzeltenās, gan zilās krāsas izpausmes ceļā, kas ir neatkarīgi viens no otra, gēnu mijiedarbība ir epistatiska katrai krāsai.

Tomēr, ja ņemam vērā putna kažoku krāsu kopumā, dzeltenā krāsa nav atkarīga no zilās krāsas. Tāpēc vienas krāsas izpausme nav epistātiska par otru.

Turklāt ir arī citi gēni, kas nosaka modeli, kurā parādās ādas, matu un spalvu krāsas (vai tās neparādās). Tomēr krāsas un krāsojuma rakstzīmes papildina viena otru krāsā, ko parāda indivīds.

No otras puses, cilvēka ādas krāsošanā piedalās vismaz divpadsmit dažādi gēni. Tad ir viegli saprast, kā cilvēki tik ļoti atšķiras pēc krāsas, ja mēs pievienojam arī citus ģenētiskus faktorus. Piemēram, saules iedarbība (vai mākslīgi "iedeguma" avoti), D vitamīna pieejamība utt.

Papildu gēni

Ir gadījumi, kad gēna darbība ļauj vairāk novērot rakstura izpausmes. Ir pat iespējams, ka nav gēna, kas definētu bioloģisko īpašību, kas faktiski ir daudzu neatkarīgu darbību summa.

Piemēram, augstums, piena ražošana, sēklu ražošana utt. Daudzi fenomeni nodrošina daudz darbību, funkciju vai iespēju.

Šie fenotipi parasti tiek uzskatīti par daļām, kas veido veseluma izpausmi, kas atspoguļo indivīda darbību, ciltsrakstu, dzīvnieku rasi, augu šķirni utt.

Papildu gēnu darbība nozīmē arī to, ka pastāv virkne fenotipu, kurus gandrīz vienmēr nosaka normāls sadalījums. Dažreiz sarežģītos fenotipos ir ļoti grūti atdalīt vai atšķirt gēna papildinošo iedarbību.

Daži papildu gēnu piemēri

Piemēram, ir pierādīts, ka darbība un reakcija uz noteiktām zālēm ir atkarīga no daudzu dažādu gēnu aktivitātes.

Parasti šiem gēniem ir arī daudz alēļu populācijā, tāpēc reakciju daudzveidība palielinās. Līdzīgs gadījums ir citos gadījumos, kad, ēdot vienu un to pašu ēdienu, viens cilvēks pieņemas svarā, salīdzinot ar kuru cits cilvēks neizjūt būtiskas izmaiņas.

Visbeidzot, jāpiebilst, ka papildus piedevu iedarbībai, kas dažiem gēniem piemīt, ir arī tādi, kas nomāc citu izpausmes.

Šajos gadījumos gēns, kas nav saistīts ar cita izpausmi, var izraisīt pirmā inaktivāciju gan ģenētiskas, gan epiģenētiskas mijiedarbības rezultātā.

Atsauces

1. Delmore, KE, Toews, DP, Germain, RR, Owens, GL, Irwin, DE (2016). Sezonālās migrācijas un spalvas krāsas ģenētika. Current Biology, 26: 2167-2173.
2. Dudbridge, F. (2016) Poligēna epidemioloģija. Ģenētiskā epidemioloģija, 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) Sarežģītības nokrāsas: Jaunas perspektīvas cilvēka ādas evolūcijā un ģenētiskajā arhitektūrā. American Journal of Physical antropology, doi: 10.1002 / ajpa.23737.
4. Maurer, MJ, Sutardja, L., Pinel, D., Bauer, S., Muehlbauer, AL, Ames, TD, Skerker, JM, Arkin, AP (2017) Kvantitatīvās iezīmes Loci (QTL) vadīta kompleksa metabolisma inženierija iezīme. 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) No Japonica rīsu šķirnes atvasinātās pusvidējošās alēles sd1 ģenētiskā veiktspēja un minimālās prasības tās viena nukleotīda polimorfisma noteikšanai ar miSeq visa genoma sekvenci. BioMed Research International.