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

Die polygene Vererbung ist die Übertragung von Zeichen, deren Manifestation von mehreren Genen abhängt. Bei der monogenen Vererbung manifestiert sich ein Merkmal in der Expression eines einzelnen Gens; im Würdigen zwei. Bei der polygenen Vererbung sprechen wir im Allgemeinen von der Beteiligung von zwei, wenn nicht drei oder mehr Genen.

In Wirklichkeit hängen nur sehr wenige Zeichen von der Manifestation von nur einem oder zwei Genen ab. Die Einfachheit der Analyse von Merkmalen, die von wenigen Genen abhängen, hat Mendels Arbeit jedoch sehr geholfen.

Spätere Studien anderer Forscher zeigten, dass die biologische Vererbung im Allgemeinen etwas komplexer ist.

Wenn wir über die Vererbung eines Charakters sprechen, der von mehreren Genen abhängt, sagen wir, dass sie miteinander interagieren, um diesen Charakter zu verleihen. Bei diesen Wechselwirkungen ergänzen oder ergänzen sich diese Gene.

Ein Gen kann einen Teil der Arbeit erledigen, während andere einen anderen Teil erledigen. Die Menge ihrer Handlungen wird schließlich in dem Charakter beobachtet, an dessen Manifestation sie teilnehmen.

In anderen Erben trägt jedes Gen mit ähnlicher Funktion jeweils ein wenig zur endgültigen Manifestation des Charakters bei. Bei dieser Art der polygenen Vererbung wird immer ein additiver Effekt beobachtet. Darüber hinaus ist die Variation der Zeichenmanifestation kontinuierlich und nicht diskret.

Schließlich bestimmt das Fehlen der Expression eines zusätzlichen Gens nicht notwendigerweise einen Phänotypverlust aufgrund von Abwesenheit, Mangel oder Nichtigkeit.

Beispiele für polygene Zeichen

In den einfachsten Manifestationsmerkmalen ist der Phänotyp alles oder nichts. Das heißt, ob eine solche Aktivität, ein solches Merkmal oder eine solche Eigenschaft vorhanden ist oder nicht. In anderen Fällen gibt es zwei Alternativen: zum Beispiel grün oder gelb.

Höhe

Es gibt aber auch andere Charaktere, die sich breiter manifestieren. Zum Beispiel Höhe. Offensichtlich haben wir alle Statur. Abhängig davon klassifizieren sie uns auf eine bestimmte Weise: hoch oder niedrig.

Wenn wir jedoch eine Population gut analysieren, werden wir feststellen, dass es einen sehr großen Höhenbereich gibt - mit Extremen auf beiden Seiten einer Normalverteilung. Die Größe hängt von der Manifestation vieler verschiedener Gene ab.

Es hängt auch von anderen Faktoren ab, und deshalb ist die Höhe ein Fall von polygener und multifaktorieller Vererbung. Da viele Gene messbar und beteiligt sind, werden für ihre Analyse die leistungsstarken Werkzeuge der quantitativen Genetik verwendet. Insbesondere bei der Analyse quantitativer Trait Loci (QTL, für sein Akronym in Englisch).

Tierfell

Andere Merkmale, die im Allgemeinen polygen sind, umfassen die Manifestation der Fellfarbe bei einigen Tieren oder die Form der Frucht bei Pflanzen.

Im Allgemeinen kann für jeden Charakter, dessen Manifestation einen Bereich kontinuierlicher Variation in der Population zeigt, eine polygene Vererbung vermutet werden.

Krankheiten

In der Medizin ist es sehr wichtig, die genetischen Grundlagen von Krankheiten zu untersuchen, um sie zu verstehen und Wege zu finden, sie zu lindern. In der polygenen Epidemiologie wird beispielsweise versucht zu bestimmen, wie viele verschiedene Gene zur Manifestation einer Krankheit beitragen.

Auf dieser Grundlage können Strategien zum Nachweis jedes Gens oder zur Behandlung des Mangels eines oder mehrerer von ihnen vorgeschlagen werden.

Einige polygene Erbkrankheiten beim Menschen umfassen Asthma, Schizophrenie, einige Autoimmunerkrankungen, Diabetes, Bluthochdruck, bipolare Störung, Depression, Hautfarbe usw.

Komplementäre Gene

Die im Laufe der Jahre gesammelten Erfahrungen und Beweise zeigen, dass viele Gene an der Manifestation von Charakteren mit mehreren Phänotypen beteiligt sind.

Im Fall von komplementären Geninteraktionen zwischen Allelen von Genen an verschiedenen Orten können diese epistatisch oder nicht epistatisch sein.

Epistatische Wechselwirkungen

Bei epistatischen Interaktionen maskiert die Expression des Allels eines Gens von einem Ort aus die Expression eines anderen Gens von einem anderen Ort. Es ist die häufigste Interaktion zwischen verschiedenen Genen, die für dasselbe Zeichen kodieren.

Zum Beispiel ist es möglich, dass die Manifestation eines Charakters von zwei Genen abhängt (A / a und B / b). Dies bedeutet, dass die Produkte der Gene A und B beteiligt sein müssen, damit sich das Merkmal manifestiert.

Dies ist als doppelt dominante Epistase bekannt. Im Fall einer rezessiven Epistase von a auf B verhindert im Gegenteil das Fehlen einer Manifestation des von A codierten Merkmals das der Expression von B. Es gibt eine große Anzahl verschiedener Fälle von Epistase.

Nicht-epistatische Wechselwirkungen zwischen komplementären Genen

Abhängig davon, wie sie definiert sind, gibt es andere Wechselwirkungen zwischen Genen, die sich ergänzen und nicht epistatisch sind. Nehmen wir zum Beispiel die Definition der Gefiederfarbe bei Vögeln.

Es wurde festgestellt, dass der Biosyntheseweg, der zur Bildung eines Pigments (z. B. Gelb) führt, unabhängig von dem einer anderen Farbe (z. B. Blau) ist.

Sowohl auf dem Weg der Manifestation der Farbe Gelb als auch Blau, die unabhängig voneinander sind, sind die Geninteraktionen für jede Farbe epistatisch.

Wenn wir jedoch die Fellfarbe des Vogels als Ganzes betrachten, ist der Beitrag von Gelb unabhängig vom Beitrag von Blau. Daher ist die Manifestation einer Farbe nicht epistatisch gegenüber der anderen.

Darüber hinaus gibt es andere Gene, die das Muster bestimmen, in dem die Farben von Haut, Haaren und Federn erscheinen (oder nicht erscheinen). Die Zeichen der Farbe und des Farbmusters ergänzen sich jedoch in der vom Individuum gezeigten Färbung.

Andererseits sind mindestens zwölf verschiedene Gene an der Färbung der Haut beim Menschen beteiligt. Es ist dann leicht zu verstehen, wie stark sich die Farbe des Menschen unterscheidet, wenn wir auch andere nicht genetische Faktoren hinzufügen. Zum Beispiel Sonneneinstrahlung (oder künstliche Quellen für "Bräune"), Verfügbarkeit von Vitamin D usw.

Ergänzende Gene

Es gibt Fälle, in denen die Wirkung eines Gens es ermöglicht, die Manifestation eines Charakters in größerem Maße zu beobachten. Es ist sogar möglich, dass es kein Gen gibt, das ein biologisches Merkmal definiert, das tatsächlich die Summe vieler unabhängiger Aktivitäten ist.

Zum Beispiel Höhe, Milchproduktion, Samenproduktion usw. Viele Aktivitäten, Funktionen oder Fähigkeiten summieren sich, um solche Phänotypen bereitzustellen.

Diese Phänotypen sind im Allgemeinen die Teile, die für die Manifestation eines Ganzen verantwortlich sind, das die Leistung eines Individuums, einer Linie, einer Tierrasse, einer Pflanzensorte usw. widerspiegelt.

Die Wirkung der zusätzlichen Gene impliziert auch die Existenz einer Reihe von Phänotypen, die fast immer durch eine Normalverteilung definiert sind. Es ist manchmal sehr schwierig, die komplementäre von der ergänzenden Wirkung eines Gens bei komplexen Phänotypen zu trennen oder zu unterscheiden.

Einige Beispiele für ergänzende Gene

Es wurde gezeigt, dass die Wirkung und Reaktion auf bestimmte Arzneimittel beispielsweise von der Aktivität vieler verschiedener Gene abhängt.

Im Allgemeinen haben diese Gene auch viele Allele in der Bevölkerung, weshalb die Vielfalt der Reaktionen zunimmt. Ein ähnlicher Fall tritt in anderen Fällen auf, in denen eine Person beim Verzehr derselben Nahrung an Gewicht zunimmt, während bei einer anderen Person keine signifikanten Veränderungen auftreten.

Schließlich sollte hinzugefügt werden, dass es zusätzlich zu den additiven Effekten, die einige Gene haben, solche gibt, die die Manifestation anderer unterdrücken.

In diesen Fällen kann ein Gen, das nicht mit der Manifestation eines anderen zusammenhängt, zur Inaktivierung des ersten durch genetische und epigenetische Wechselwirkungen führen.

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