Polygen - Polygene

Ein Polygen gehört zu einer Gruppe nicht- epistatischer Gene , die additiv interagieren, um ein phänotypisches Merkmal zu beeinflussen , und somit zur Vererbung mehrerer Gene ( polygene Vererbung , multigene Vererbung, quantitative Vererbung ) beitragen , im Gegensatz dazu zu einer Art nicht-Mendelscher Vererbung zur Einzelgenvererbung, die der Kernbegriff der Mendelschen Vererbung ist . Der Begriff "monozygot" wird üblicherweise verwendet, um sich auf ein hypothetisches Gen zu beziehen, da es oft schwierig ist, die Wirkung eines einzelnen Gens anhand der Wirkungen anderer Gene und der Umwelt auf einen bestimmten Phänotyp zu charakterisieren. Fortschritte in der statistischen Methodik und der Sequenzierung mit hohem Durchsatz ermöglichen es Forschern jedoch, Kandidatengene für das Merkmal zu lokalisieren. Falls ein solches Gen identifiziert wird, wird es als quantitativer Trait Locus (QTL) bezeichnet. Diese Gene sind im Allgemeinen auch pleiotrop . Es wird angenommen, dass die Gene, die zu Typ-2- Diabetes beitragen, hauptsächlich Polygene sind. Im Juli 2016 berichteten Wissenschaftler, dass sie einen Satz von 355 Genen des letzten universellen gemeinsamen Vorfahren (LUCA) aller auf der Erde lebenden Organismen identifiziert haben .

Merkmale mit polygenem Determinismus entsprechen den klassischen quantitativen Merkmalen im Gegensatz zu den qualitativen Merkmalen mit monogenem oder oligogenem Determinismus. Im Wesentlichen gibt es anstelle von zwei Optionen, wie z. B. Sommersprossen oder keine Sommersprossen, viele Variationen, wie z. B. die Farbe von Haut, Haaren oder sogar Augen.

Überblick

Der polygene Ort ist ein einzelner Ort, der in das System der Gene aufgenommen wird, die für die genetische Komponente der Variation eines quantitativen (polygenen) Charakters verantwortlich sind. Allelsubstitutionen tragen zur Varianz eines bestimmten quantitativen Charakters bei. Der polygene Ort kann entweder ein einzelner oder ein komplexer genetischer Ort im herkömmlichen Sinne sein, dh entweder ein einzelnes Gen oder ein eng verbundener Block funktionell verwandter Gene.

Im modernen Sinne wird der Vererbungsmodus von polygenen Mustern als polygene Vererbung bezeichnet , deren Haupteigenschaften wie folgt zusammengefasst werden können:

  1. Die meisten metrischen und meristischen Merkmale werden von einer Reihe genetischer Loci gesteuert.
  2. Der Hauptmodus der Interaktion nicht paralleler Gene in entsprechenden Genreihen ist die Hinzufügung hauptsächlich kleiner bestimmter Allelbeiträge.
  3. Die Auswirkungen der allelischen Substitution an jedem der segregierenden Gene sind normalerweise relativ gering und austauschbar, was dazu führt, dass eine große Vielfalt von Genotypen einen identischen Phänotyp aufweisen kann.
  4. Die phänotypische Expression der polygenen Merkmale wird durch Umwelteinflüsse erheblich verändert.
  5. Polygene Zeichen zeigen eher eine kontinuierliche als eine diskontinuierliche Verteilung.
  6. Ausgewogene Systeme der polygenen Vererbung in einer Population enthalten eine große potenzielle genetische Variabilität im heterozygoten Zustand und werden in kleinen Schritten durch genetische Rekombination zwischen verknüpften Polygenen freigesetzt.

Erbe

Polygene Vererbung tritt auf, wenn ein Merkmal von zwei oder mehr Genen gesteuert wird . Oft sind die Gene von großer Menge, aber von geringer Wirkung. Beispiele für die polygene Vererbung des Menschen sind Größe, Hautfarbe, Augenfarbe und Gewicht. Polygene existieren auch in anderen Organismen. Drosophila zeigt zum Beispiel Polygenie mit Merkmalen wie Flügelmorphologie, Borstenzahl und vielen anderen.

Verteilung der Merkmale

Die Häufigkeit der Phänotypen dieser Merkmale folgt im Allgemeinen einem normalen kontinuierlichen Variationsverteilungsmuster. Dies ergibt sich aus den vielen möglichen Allelkombinationen. Wenn die Werte aufgetragen werden, wird eine glockenförmige Kurve erhalten. Die Art der Verteilung repräsentiert den optimalen oder am besten geeigneten Phänotyp. Je mehr Gene beteiligt sind, desto glatter ist die geschätzte Kurve. In diesem Modell müssen jedoch alle Gene für Allele mit additiven Effekten kodieren. Diese Annahme ist oft unrealistisch, da viele Gene Epistaseeffekte aufweisen , die unvorhersehbare Auswirkungen auf die Verteilung der Ergebnisse haben können, insbesondere wenn die Verteilung in feinem Maßstab betrachtet wird.

Kartierung von Polygenen

Beispiel eines genomweiten Scans für QTL von Osteoporose

Traditionell erfordert die Kartierung von Polygenen statistische Werkzeuge, mit denen die Auswirkungen von Polygenen gemessen und einzelne Gene eingegrenzt werden können. Eines dieser Tools ist das QTL-Mapping . Die QTL-Kartierung nutzt ein Phänomen, das als Verknüpfungsungleichgewicht bekannt ist, indem bekannte Markergene mit korrelierten Phänotypen verglichen werden. Oft finden Forscher eine große DNA-Region, die als Locus bezeichnet wird und einen signifikanten Anteil der im gemessenen Merkmal beobachteten Variation ausmacht. Dieser Ort enthält normalerweise eine große Anzahl von Genen, die dafür verantwortlich sind. Eine neue Form von QTL wurde als Ausdruck QTL (eQTL) beschrieben. eQTLs regulieren die Menge an exprimierter mRNA, die wiederum die Menge an Protein im Organismus reguliert.

Ein weiteres Interesse statistischer Genetiker, die QTL-Kartierung verwenden, besteht darin, die Komplexität der genetischen Architektur zu bestimmen, die einem phänotypischen Merkmal zugrunde liegt. Zum Beispiel könnten sie daran interessiert sein zu wissen, ob ein Phänotyp von vielen unabhängigen Loci oder von einigen wenigen Loci geformt wird, und diese Loci interagieren. Dies kann Informationen darüber liefern, wie sich der Phänotyp entwickeln kann.

Verweise

Externe Links