WAS IST MULTIFAKTORIELLE VERERBUNG? (MIT BEISPIELEN) - BIOLOGIE - 2025

Die multifaktorielle Vererbung bezieht sich auf die Manifestation der genetischen Basis von Charakteren, die von der Wirkung mehrerer Faktoren abhängt. Das heißt, der zu analysierende Charakter hat eine genetische Basis.

Seine phänotypische Manifestation hängt jedoch nicht nur von dem Gen (oder den Genen) ab, die es definieren, sondern auch von anderen beteiligten Elementen. Offensichtlich ist der wichtigste nicht genetische Faktor das, was wir gemeinsam als "Umwelt" bezeichnen.

Umweltkomponenten

Zu den Umweltkomponenten, die die genetische Leistung eines Individuums am meisten beeinflussen, gehören die Verfügbarkeit und Qualität von Nährstoffen. Bei Tieren nennen wir diesen Faktor Diät.

Dieser Faktor ist so wichtig, dass für viele „wir sind, was wir essen“. In der Tat liefert uns das, was wir essen, nicht nur Quellen für Kohlenstoff, Energie und biochemische Bausteine.

Was wir essen, liefert uns auch Elemente für das reibungslose Funktionieren unserer Enzyme, Zellen, Gewebe und Organe sowie für die Expression vieler unserer Gene.

Es gibt andere Faktoren, die Zeit, Modus, Ort (Zelltyp), Größe und Eigenschaften der Genexpression bestimmen. Unter ihnen finden wir Gene, die nicht direkt für den Charakter, den väterlichen oder mütterlichen Abdruck, den Grad der hormonellen Expression und andere kodieren.

Eine weitere biotische Determinante der zu berücksichtigenden Umwelt ist die unseres Mikrobioms sowie die der Krankheitserreger, die uns krank machen. Schließlich sind epigenetische Kontrollmechanismen andere Faktoren, die die Manifestation erblicher Charaktere steuern.

Hat alles eine genetische Basis in Lebewesen?

Wir könnten damit beginnen, dass alles, was vererbbar ist, eine genetische Basis hat. Allerdings ist nicht alles, was wir als Manifestation der Existenz und Geschichte eines Organismus betrachten, erblich.

Mit anderen Worten, wenn ein bestimmtes Merkmal in einem lebenden Organismus mit einer Mutation verbunden werden kann, hat dieses Merkmal eine genetische Basis. Tatsächlich ist die Grundlage der Definition eines Gens die Mutation.

Aus genetischer Sicht ist daher nur vererbbar, was mutieren und von einer Generation zur anderen übertragen werden kann.

Andererseits ist es auch möglich, dass man eine Manifestation der Wechselwirkung des Organismus mit der Umwelt beobachtet und dass diese Eigenschaft nicht vererbbar ist oder dass dies nur für eine begrenzte Anzahl von Generationen der Fall ist.

Die Grundlage dieses Phänomens lässt sich besser durch die Epigenetik als durch die Genetik erklären, da dies nicht unbedingt eine Mutation impliziert.

Schließlich sind wir auf unsere eigenen Definitionen angewiesen, um die Welt zu erklären. Für den fraglichen Punkt nennen wir Charakter manchmal eine Bedingung oder einen Zustand, der das Produkt der Teilnahme vieler verschiedener Elemente ist.

Das heißt, das Produkt einer multifaktoriellen Vererbung oder der Interaktion eines bestimmten Genotyps mit einer bestimmten Umgebung oder zu einem bestimmten Zeitpunkt. Um diese Faktoren zu erklären und zu quantifizieren, verfügt der Genetiker über die Werkzeuge, um zu untersuchen, was in der Genetik als Erblichkeit bekannt ist.

Beispiele für multifaktorielle Vererbung

Die meisten Merkmale haben eine multiple genetische Basis. Darüber hinaus wird die Expression der Mehrheit jedes der Gene von vielen Faktoren beeinflusst.

Unter den Zeichen, von denen wir wissen, dass sie einen multifaktoriellen Vererbungsmodus aufweisen, befinden sich diejenigen, die globale Merkmale des Individuums definieren. Dazu gehören, ohne darauf beschränkt zu sein, Stoffwechsel, Größe, Gewicht, Farbe sowie Intelligenz- und Farbmuster.

Einige andere manifestieren sich in bestimmten Verhaltensweisen oder bestimmten Krankheiten beim Menschen, einschließlich Fettleibigkeit, ischämischer Herzkrankheit usw.

In den folgenden Abschnitten werden nur zwei Beispiele für multifaktorielle Vererbungsmerkmale bei Pflanzen und Säugetieren aufgeführt.

Die Farbe der Blütenblätter in den Blüten einiger Pflanzen

In vielen Pflanzen ist die Erzeugung von Pigmenten ein ähnlicher gemeinsamer Weg. Das heißt, das Pigment wird durch eine Reihe von biochemischen Schritten hergestellt, die vielen Arten gemeinsam sind.

Die Manifestation der Farbe kann jedoch je nach Art variieren. Dies weist darauf hin, dass die Gene, die das Aussehen des Pigments bestimmen, nicht die einzigen sind, die für die Manifestation der Farbe erforderlich sind. Andernfalls hätten alle Blumen in allen Pflanzen die gleiche Farbe.

Damit sich die Farbe in einigen Blumen manifestiert, müssen andere Faktoren berücksichtigt werden. Einige sind genetisch bedingt und andere nicht. Zu den nicht genetischen Faktoren zählen der pH-Wert der Umgebung, in der die Pflanze wächst, sowie die Verfügbarkeit bestimmter mineralischer Elemente für ihre Ernährung.

Andererseits gibt es andere Gene, die nichts mit der Erzeugung des Pigments zu tun haben, das das Erscheinungsbild der Farbe bestimmen kann. Zum Beispiel das der Gene, die für die Kontrolle des intrazellulären pH-Werts kodieren oder daran beteiligt sind.

In einem von ihnen wird der pH-Wert der Vakuole der Epidermiszellen durch einen Na ⁺ / H ⁺ -Austauscher gesteuert . Eine der Mutationen des Gens für diesen Austauscher bestimmt seine absolute Abwesenheit in den Vakuolen mutierter Pflanzen.

In der als Winde bekannten Pflanze ist die Blume beispielsweise bei pH 6,6 (Vakuole) hellviolett. Bei pH 7,7 ist die Blume jedoch lila.

Milchproduktion bei Säugetieren

Milch ist eine biologische Flüssigkeit, die von weiblichen Säugetieren produziert wird. Muttermilch ist nützlich und notwendig, um die Ernährung der Jungen zu unterstützen.

Es bietet auch ihre erste Linie der Immunabwehr, bevor es sein eigenes Immunsystem entwickelt. Von allen biologischen Flüssigkeiten ist es vielleicht die komplexeste von allen.

Es enthält unter anderem Proteine, Fette, Zucker, Antikörper und kleine störende RNAs. Milch wird von spezialisierten Drüsen produziert, die einer hormonellen Kontrolle unterliegen.

Die Vielzahl von Systemen und Bedingungen, die die Milchproduktion bestimmen, erfordert, dass viele Gene mit unterschiedlichen Funktionen an dem Prozess beteiligt sind. Das heißt, es gibt kein Gen für die Milchproduktion.

Es ist jedoch möglich, dass ein Gen mit pleiotroper Wirkung die absolute Unfähigkeit dazu bestimmt. Unter normalen Bedingungen ist die Milchproduktion jedoch polygen und multifaktoriell.

Es wird von vielen Genen gesteuert und hängt vom Alter, der Gesundheit und der Ernährung des Einzelnen ab. Die Temperatur, die Verfügbarkeit von Wasser und Mineralien wirken sich darauf aus und werden sowohl von genetischen als auch von epigenetischen Faktoren gesteuert.

Neuere Analysen zeigen, dass nicht weniger als 83 verschiedene biologische Prozesse an der Herstellung von Kuhmilch bei Holstein-Rindern beteiligt sind.

In ihnen arbeiten mehr als 270 verschiedene Gene zusammen, um aus kommerzieller Sicht ein Produkt bereitzustellen, das für den menschlichen Verzehr geeignet ist.

Verweise

1. Glazier, AM, Nadeau, J.//, Aitman, TJ (2002) Auffinden von Genen, die komplexen Merkmalen zugrunde liegen. Science, 298: 2345 & ndash; 2349.
2. Morita, Y., Hoshino, A. (2018) Jüngste Fortschritte bei der Variation der Blütenfarbe und der Musterung der japanischen Winde und Petunie. Breeding Science, 68: 128 & ndash; 138.
3. Seo, M., Lee, H.-J., Kim, K., Caetano-Anolles, K., J. Jeong, JY, Park, S., Oh, YK, Cho, S., Kim, H. (2016 ) Charakterisierung milchproduktionsbezogener Gene in Holstein mittels RNA-seq. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, Doi: dx.doi.org/10.5713/ajas.15.0525
4. Mullins, N., Lewis. M. (2017) Genetik der Depression: endlich Fortschritte. Aktuelle Psychiatrieberichte, doi: 10.1007 / s11920-017-0803-9.
5. Sandoval-Motta, S., Aldana, M., Martínez-Romero, E., Frank, A. (2017) Das menschliche Mikrobiom und das fehlende Erblichkeitsproblem. Frontiers in Genetics, doi: 10.3389 / fgene.2017.00080. eCollection 2017.