מהי ירושה פוליגנית? (עם דוגמאות) - ביולוגיה - 2025

ירושת polygenic היא העברת תווי ביטוי אשר הוא תלוי במספר גנים. בירושה מונוגנית, תכונה באה לידי ביטוי מביטוי של גן יחיד; אצל המכובדים, שניים. בירושה פוליגנית אנו מדברים בדרך כלל על השתתפות של שני גנים, אם לא שלושה, או יותר.

במציאות, מעט מאוד דמויות תלויות בביטוי של גן אחד או שני גנים בלבד. עם זאת, הפשטות בניתוח התכונות התלויות בגנים מעטים סייעה מאוד לעבודתו של מנדל.

מחקרים מאוחרים יותר של חוקרים אחרים חשפו כי ירושה ביולוגית, באופן כללי, מעט מורכבת יותר מזו.

כשאנחנו מדברים על ירושה של דמות התלויה בכמה גנים, אנו אומרים שהם מתקשרים זה עם זה כדי להעניק את הדמות הזו. באינטראקציות אלו גנים אלה משלימים או משלימים זה את זה.

גן אחד עשוי לבצע חלק אחד מהעבודה ואילו אחרים מבצעים פעולה אחרת. מערכת פעולותיהם נצפית סוף סוף באופי שביטויו הם משתתפים.

בירושות אחרות, כל גן עם תפקיד דומה תורם מעט כל אחד לביטוי הסופי של הדמות. בירושה פוליגנית מסוג זה נצפים תמיד השפעה תוספתית. יתר על כן, הווריאציה בביטוי הדמות היא רציפה, ואינה נבדלת.

לבסוף, היעדר ביטוי של גן משלים אינו בהכרח קובע אובדן פנוטיפ עקב היעדר, חוסר או בטלות.

דוגמאות לדמויות פוליגניות

בתכונות הביטוי הפשוטות ביותר, הפנוטיפ הוא הכל או לא כלום. כלומר, בין אם קיימת פעילות, תכונה או מאפיין שכאלה. במקרים אחרים, יש שתי חלופות: ירוק או צהוב, למשל.

גוֹבַה

אבל יש דמויות אחרות שמתבטאות בצורה רחבה יותר. לדוגמא, גובה. ברור שלכולנו קומה. תלוי בזה, הם מסווגים אותנו בצורה מסוימת: גבוהה או נמוכה.

אבל אם ננתח אוכלוסיה היטב, נבין שיש מגוון רחב מאוד של גבהים - עם קיצוניות משני צידי התפוצה הרגילה. הגובה תלוי בביטוי של גנים רבים ושונים.

זה תלוי גם בגורמים אחרים וזו הסיבה שגובה הוא מקרה של ירושה פוליגנית ורבת-פקטוריאלית. מכיוון שגנים רבים ניתנים למדידה ומעורבים, הכלים החזקים של הגנטיקה הכמותית משמשים לניתוח שלהם. במיוחד בניתוח של loci תכונות כמותיות (QTL, עבור ראשי תיבות שלה באנגלית).

פרווה של בעלי חיים

תווים אחרים שהם בדרך כלל פוליגניים כוללים את ביטוי צבע המעיל אצל בעלי חיים מסוימים, או את צורת הפרי בצמחים.

באופן כללי, עבור כל דמות שביטויה מראה טווח של שונות מתמשכת באוכלוסייה, ניתן לחשוד בירושה פוליגנית.

מחלות

ברפואה לימוד הבסיס הגנטי של מחלות הוא חשוב מאוד על מנת להבין אותן ולמצוא דרכים להקל עליה. באפידמיולוגיה פוליגנית נעשה למשל ניסיון לקבוע כמה גנים שונים תורמים לביטוי מחלה.

בהתבסס על זה, ניתן להציע אסטרטגיות לגילוי כל גן, או לטיפול בחסר של אחד או יותר מהם.

כמה מחלות בירושה פוליגניות שבבני אדם כוללות אסתמה, סכיזופרניה, חלקן מחלות אוטואימוניות, סוכרת, יתר לחץ דם, הפרעה דו קוטבית, דיכאון, צבע עור וכו '.

גנים משלימים

הניסיון והעדויות שנצברו במהלך השנים מצביעים על כך שגנים רבים משתתפים בביטוי של דמויות עם מספר פנוטיפים מרובים.

במקרה של אינטראקציות גנים משלימים בין אללים של גנים במיקומים שונים, אלה יכולים להיות אפיסטטיים או לא אפיסטטיים.

אינטראקציות אפיסטטיות

באינטראקציות אפיסטטיות, הביטוי של אלל של גן ממקום אחד מסווה את הביטוי של אחר ממקום אחר. זהו האינטראקציה הנפוצה ביותר בין גנים שונים המקודדים לאותה הדמות.

לדוגמה, יתכן שלדמות שתתגלה, זה תלוי בשני גנים (A / A ו- B / b). משמעות הדבר היא שמוצרים של הגנים A ו- B חייבים להיות מעורבים כדי שהתכונה תתבטא.

זה ידוע בשם אפיסטזיס כפול דומיננטי. במקרה של אפיסטזיס רצסיבי של a על B, נהפוך הוא, חוסר הביטוי של התכונה המקודדת על ידי A מונע את הביטוי של B. ישנם מספר רב של מקרים שונים של אפיסטזיס.

אינטראקציות לא אפיסטטיות בין גנים משלימים

תלוי איך הם מוגדרים, ישנם אינטראקציות אחרות בין גנים שמשלימים זה את זה שאינם אפיסטטיים. קח לדוגמא את ההגדרה צבע פלומה בציפורים.

נראה כי המסלול הביוסינתטי המוביל לייצור פיגמנט (למשל צהוב) אינו תלוי בצבע אחר (למשל כחול).

שניהם במסלול הביטוי של הצבע צהוב וכחול, שאינם תלויים זה בזה, יחסי הגומלין הם אפיסטטיים לכל צבע.

עם זאת, אם ניקח בחשבון את צבע מעיל הציפור בכללותו, התרומה של הצהוב אינה תלויה בתרומת הכחול. לכן הביטוי של צבע אחד אינו אפיסטטי לגבי השני.

בנוסף, ישנם גנים אחרים שקובעים את הדפוס בו מופיעים צבעי העור, השיער והנוצות (או אינם מופיעים). עם זאת, תווי הצבע ודפוס הצביעה משלימים זה את זה בצבע המוצג על ידי הפרט.

לעומת זאת, לפחות שתים עשרה גנים שונים משתתפים בצבע העור בבני אדם. קל להבין אם כן כיצד בני האדם משתנים כל כך בצבעם אם נוסיף גם גורמים לא גנטיים אחרים. לדוגמא, חשיפה לשמש (או מקורות מלאכותיים ל"שיזוף "), זמינות של ויטמין D וכו '.

גנים משלימים

ישנם מקרים בהם פעולתו של גן מאפשרת לבטל את דמותו במידה רבה יותר. יתכן אפילו שאין גן שיגדיר מאפיין ביולוגי שהוא למעשה סכום של פעילויות עצמאיות רבות.

למשל גובה, ייצור חלב, ייצור זרעים וכו '. פעילויות, פונקציות או יכולות רבות מסתכמות בכדי לספק פנוטיפים כאלה.

בדרך כלל אומרים כי פנוטיפים הם החלקים המהווים ביטוי לשלמות המשקפת את הביצועים של אדם, שושלת, גזע של בעלי חיים, מגוון צמחים וכו '.

פעולת הגנים המשלימים מרמזת גם על קיום של מגוון פנוטיפים המוגדרים כמעט תמיד על ידי התפלגות נורמלית. לעיתים קשה מאוד להפריד או להבדיל את המשלים מההשפעה המשלימה של גן בפנוטיפים מורכבים.

כמה דוגמאות לגנים משלימים

פעולה ותגובה לתרופות מסוימות, למשל, הוכחו כתלות בפעילותם של גנים רבים ושונים.

באופן כללי, לגנים אלה יש גם אללים רבים באוכלוסייה, וזו הסיבה שגיוון התגובות גדל. מקרה דומה מתרחש במקרים אחרים בהם אדם אחד עולה במשקל כאשר הוא אוכל את אותו המזון, בהשוואה אליו אדם אחר אינו חווה שינויים משמעותיים.

לבסוף יש להוסיף כי בנוסף להשפעות התוספות שיש לגנים מסוימים, ישנם כאלה המדכאים את ביטוים של אחרים.

במקרים אלה, גן שאינו קשור לביטויו של אחר, יכול להוביל להפעלת הראשון על ידי אינטראקציות גנטיות ואפגנטיות כאחד.

הפניות

1. Delmore, KE, Toews, DP, Germain, RR, Owens, GL, Irwin, DE (2016) הגנטיקה של הגירה עונתית וצבעי פלומה. ביולוגיה נוכחית, 26: 2167-2173.
2. Dudbridge, F. (2016) אפידמיולוגיה פוליגנית. אפידמיולוגיה גנטית, 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) גוונים של מורכבות: נקודות מבט חדשות על ההתפתחות והארכיטקטורה הגנטית של עור האדם. כתב העת האמריקני לאנתרופולוגיה פיזית, doi: 10.1002 / ajpa.23737.
4. Maurer, MJ, Sutardja, L., Pinel, D., Bauer, S., Muehlbauer, AL, Ames, TD, Skerker, JM, Arkin, AP (2017) הנדסה מטבולית מונחית כמותית (QTL) מונחית הנדסית של קומפלקס תְכוּנָה. ביולוגיה סינתטית של ACS, 6: 566-581.
5. סאסאקי, א., אשיקרי, מ., אוגוצ'י-טנאקה, מ., איטוה, ח., נישימורה, א., סוופאן, ד.,
6. Tomita, M., Ishii, K. (2017) ביצועים גנטיים של האלל המעוטר למחצה הנגזר ממטפח אורז של ג'פוניקה ודרישות מינימום לגילוי הפולימורפיזם החד-נוקלאוטידי שלו על ידי מי סיק גנום שלם. BioMed Research International.