מהי ירושה מולטי-פקטוראלית? (עם דוגמאות) - ביולוגיה - 2025

הירושה מולטיפקטוריאלית מתייחסת הביטוי של דמויות בסיס גנטי תלוי בפעולה של גורמים מרובים. כלומר, לדמות הנבדקת יש בסיס גנטי.

עם זאת, הביטוי הפנוטיפי שלה תלוי לא רק בגן (או בגנים) המגדירים אותו, אלא באלמנטים משתתפים אחרים. ברור שהגורם הלא-גנטי החשוב ביותר הוא מה שאנו מכנים יחד "הסביבה".

רכיבים סביבתיים

בין המרכיבים הסביבתיים המשפיעים ביותר על הביצועים הגנטיים של האדם הם הזמינות ואיכות החומרים המזינים. אצל בעלי חיים אנו מכנים דיאטה לגורם זה.

גורם זה כל כך חשוב שלרבים "אנחנו מה שאנחנו אוכלים". אכן, מה שאנו אוכלים לא רק מספק לנו מקורות של אבני בניין פחמן, אנרגיה וביוכימיה.

מה שאנחנו אוכלים מספק לנו גם יסודות לתפקודם התקין של האנזימים, התאים, הרקמות והאיברים שלנו, וביטוי של רבים מהגנים שלנו.

ישנם גורמים נוספים הקובעים את הזמן, המצב, המקום (סוג התא), גודל ומאפייני ביטוי הגנים. ביניהם אנו מוצאים גנים שאינם מקודדים ישירות את הדמות, את החותם האבהי או האימהי, את רמות הביטוי ההורמונאלי ואחרים.

גורם מכריע נוסף לסביבה שיש לקחת בחשבון הוא זה של המיקרוביומה שלנו, כמו גם זה של המחוללים המחליאים אותנו. לבסוף, מנגנוני בקרה אפיגנטיים הם גורמים אחרים השולטים בביטוי של דמויות תורשתיות.

האם לכל דבר יש בסיס גנטי בייצורים חיים?

נוכל להתחיל לומר שלכל מה שמורשה יש בסיס גנטי. עם זאת, לא כל מה שאנו רואים כמבטא את קיומו והיסטוריה של אורגניזם הוא תורשתי.

במילים אחרות, אם ניתן לקשר תכונה מסוימת באורגניזם חי למוטציה, לתכונה זו יש בסיס גנטי. למעשה, עצם היסוד להגדרת הגן הוא מוטציה.

לכן מבחינת הגנטיקה, רק מה שיכול להשתנות ולהעביר מדור לדור, יורש.

מצד שני, יתכן גם שאדם מתבונן בביטוי לאינטראקציה של האורגניזם עם הסביבה וכי מאפיין זה אינו יורש, או שהוא נועד רק למספר מצומצם של דורות.

הבסיס לתופעה מוסבר טוב יותר על ידי האפיגנטיקה מאשר על ידי הגנטיקה, מכיוון שהוא לא בהכרח מרמז על מוטציה.

לבסוף, אנו תלויים בהגדרות שלנו כדי להסביר את העולם. לצורך העניין המדובר אנו קוראים לעיתים לדמות תנאי או מצב שהם תוצר של השתתפותם של גורמים רבים ושונים.

כלומר, תוצר של ירושה מולטי-פקטוראלית או של אינטראקציה של גנוטיפ מסוים עם סביבה ספציפית, או בזמן נתון. כדי להסביר ולכמת גורמים אלה, לגנטיקאי יש כלים ללמוד את מה שמכונה בגנטיקה כורשתיות.

דוגמאות לירושה מולטי-פקטוראלית

לרוב התכונות יש בסיס גנטי מרובה. יתר על כן, ביטוי הרוב של כל אחד מהגנים מושפע מגורמים רבים.

בין הדמויות המוכרות לנו מראה על מצב ירושה רב-פקטורלי, הן אלו המגדירות מאפיינים גלובליים של הפרט. אלה כוללים, אך לא רק, מטבוליזם, גובה, משקל, צבע, תבניות אינטליגנציה וצבעוניות.

יש כאלה שמתבטאים בהתנהגויות מסוימות, או כמחלות מסוימות בבני אדם הכוללות השמנת יתר, מחלות לב איסכמיות וכו '.

אנו מספקים בפסקאות הבאות רק שתי דוגמאות לתכונות ירושה מולטי-פקטורליות בצמחים ויונקים.

צבע עלי הכותרת בפרחי כמה צמחים

בצמחים רבים דור הפיגמנטים הוא מסלול משותף דומה. כלומר, הפיגמנט מיוצר על ידי סדרה של צעדים ביוכימיים המשותפים למינים רבים.

ביטוי הצבע, לעומת זאת, יכול להשתנות לפי מינים. זה מצביע על כך שהגנים שקובעים את מראה הפיגמנט אינם היחידים הנחוצים לביטוי הצבע. אחרת, לכל הפרחים יהיה אותו צבע בכל הצמחים.

על מנת שהצבע יתבטא בכמה פרחים, יש צורך בהשתתפות גורמים אחרים. חלקם גנטיים ואחרים אינם. בין הגורמים הלא גנטיים הוא ה- pH של הסביבה בה הצמח גדל, כמו גם הזמינות של יסודות מינרליים מסוימים לתזונתו.

מצד שני, ישנם גנים אחרים שלא קשורים כלל לדור הפיגמנט שיכול לקבוע את מראה הצבע. לדוגמה, זה של הגנים המקודדים או משתתפים בבקרה של pH תוך תאי.

באחד מהם נשלטת החומציות של ה- vacuole של תאי האפידרמיס על ידי מחליף Na ⁺ / H ⁺ . אחת המוטציות של הגן עבור מחליף זה קובעת את היעדרותו המוחלטת בוואקואולים של צמחים מוטנטים.

בצמח המכונה תהילת בוקר, למשל, ב- pH 6.6 (vacuole) הפרח הוא סגול בהיר. עם זאת, ב- pH 7.7 הפרח סגול.

ייצור חלב ביונקים

חלב הוא נוזל ביולוגי המיוצר על ידי יונקים נקבות. חלב אם מועיל והכרחי לתמיכה בתזונת הצעירים.

זה גם מספק את קו ההגנה הראשון שלהם לפני פיתוח מערכת החיסון שלהם. מבין כל הנוזלים הביולוגיים זה אולי המורכב מכולם.

הוא מכיל חלבונים, שומנים, סוכרים, נוגדנים ו- RNA המפריעים קטנים, בין מרכיבים ביוכימיים אחרים. חלב מיוצר על ידי בלוטות מתמחות הנתונות לשליטה הורמונאלית.

ריבוי המערכות והתנאים הקובעים את ייצור החלב דורש שגנים רבים עם פונקציות שונות ישתתפו בתהליך. כלומר, אין גן לייצור חלב.

עם זאת, ייתכן שגן בעל השפעה פליוטרופית יכול לקבוע את חוסר היכולת המוחלט לעשות זאת. אולם בתנאים רגילים ייצור החלב הוא פוליגני ורב-פעילתי.

הוא נשלט על ידי גנים רבים, ומושפע מגילו, בריאותו ותזונתו של האדם. הטמפרטורה, זמינותם של מים ומינרלים מתערבים בו, והיא נשלטת על ידי גורמים גנטיים ואפגנטיים כאחד.

ניתוחים אחרונים מראים כי לא פחות מ- 83 תהליכים ביולוגיים שונים מעורבים בייצור חלב פרה בבקר הולשטיין.

בהם יותר מ -270 גנים שונים פועלים יחד בכדי לספק מוצר, מנקודת מבט מסחרית, המתאימה לצריכה אנושית.

הפניות

1. Glazier, AM, Nadeau, J. ./, Aitman, TJ (2002) מציאת גנים העומדים בבסיס תכונות מורכבות. מדע, 298: 2345-2349.
2. Morita, Y., Hoshino, A. (2018) התקדמות אחרונה ב שונות צבעי פרחים ודוגמאות של תהילת בוקר יפנית ופטוניה. מדע הרבייה, 68: 128-138.
3. Seo, M., Lee, H.-J., Kim, K., Caetano-Anolles, K., J Jeong, JY, Park, S., Oh, YK, Cho, S., Kim, H. (2016 ) אפיון גנים הקשורים לייצור חלב בהולשטיין באמצעות RNA-seq. כתב העת אסיה-אוסטרלסי למדעי בעלי החיים, Doi: dx.doi.org/10.5713/ajas.15.0525
4. מולינס, נ ', לואיס. M. (2017) גנטיקה של דיכאון: התקדמות סוף סוף. דוחות נוכחיים של פסיכיאטריה, doi: 10.1007 / s11920-017-0803-9.
5. Sandoval-Motta, S., Aldana, M., Martínez-Romero, E., Frank, A. (2017) המיקרוביומה האנושית ובעיית הירושה החסרה. Frontiers in Genetics, doi: 10.3389 / fgene.2017.00080. eCollection 2017.