Polygenic Traits: Definition, Example & Facts

Když jsou specifické rysy organismu určeny mnoha geny, je to znak polygenní vlastnost. Mnoho z pozorovatelných charakteristik organismu je ovlivněno více než jedním genem a odpovídajícím polygenní dědičnost se stává složitým.

Potomci mohou dědit dominantní nebo recesivní variace některých genů a zděděné geny se navzájem ovlivňují různými způsoby. Některé z genů jsou exprimovány více či méně silně a na danou vlastnost mohou mít vliv také faktory prostředí.

Typickými příklady polygenních vlastností u lidí jsou výška, barva očí a barva kůže. Kombinovaný vliv mnoha genů vede k a kontinuální variace v charakteristice.

Například barva očí může mít jakýkoli odstín od tmavě hnědé přes světle modrou a trochu zelenou, protože každý gen přispívá proměnlivou barvou barvy.

Jednoduché genetické interakce byly poprvé navrženy rakouským mnichem Gregor Mendel v 19. století. Mendel pracoval s rostlinami hrachu a experimentoval s barvami jejich květů, tvarem jejich lusků a dalšími pozorovatelnými vlastnostmi.

Vlastnosti, které Mendel studoval, byly většinou produkovaný jediným genem. Například gen pro červený květ byl buď přítomen, nebo nebyl přítomen a výsledný květ byl buď červený, nebo bílý. Na základě svých studií Mendel zkonstruoval svou teorii genetické dědičnosti a jeho práce zůstává v platnosti pro jednotlivé genové vlastnosti.

Lidské příklady Mendelovy rysy způsobené jediným genem zahrnují následující:

• Barvoslepost.
• Albinismus.
• Huntingtonova choroba.
• Srpkovitá anémie.
• Cystická fibróza.

Tyto vlastnosti se řídí jednoduchými pravidly dědičnosti, ale většina lidských vlastností je způsobena mnoha geny. Tyto polygenní vlastnosti se také nazývají kontinuální vlastnosti. Vlastnosti, za které jsou odpovědní, se neustále mění a jejich dědičnost je ovlivněna mnoha faktory.

Vliv různých typů genů na polygenní vlastnosti je důležitý pro pochopení jejich fungování. Mezi klíčové genetické koncepty pro popis vlivu genů na vlastnosti u lidí patří následující:

• Dominantní versus recesivní geny: Lidé dostávají dvě sady genů, jednu od matky a druhou od otce. Nazývají se dvě verze stejného genu alely. Mít jednu nebo dvě dominantní alely produkuje znak pro dominantní gen, zatímco dvě recesivní alely produkují recesivní znak.
  
• Homozygot vs. heterozygotní: Jedinec, který má dvě dominantní nebo dvě recesivní alely, je pro tento gen homozygotní. Jedinci s jednou dominantní a jednou recesivní alelou jsou heterozygotní.
• Kodominance: Když jsou dvě alely odlišné, ale obě jsou dominantní, jsou obě vyjádřeny v jednotlivci a objevují se rysy obou.
• Neúplná dominance: Když různé alely nejsou ani zcela dominantní, ani zcela recesivní, jsou obě vyjádřeny slabě a u jedince se objevuje směs vlastností.

Polygenetické vlastnosti mohou být výsledkem několika různých alel nebo více genů. Typ alel a druh dominance ovlivňují genovou expresi a výsledné polygenní vlastnosti.

Když se pozorovatelné vlastnosti neustále mění, genetici vědí, že kořenem této vlastnosti je více genů. Vystopovat všechny geny ovlivňující polygenní vlastnost je obtížnější.

Jedním z problémů je určit, zda je vlastnost ovlivněna různými geny nebo alelami stejného genu. Gen může mít více než dvě alely a vzor dominance může ovlivnit expresi genu.

Alely jednoho genu se vždy nacházejí na určitém místě nebo místo na chromozomu, ale ty geny přispívající k polygenní vlastnosti mohou být kdekoli. Některé geny pro jeden znak mohou být úzce spojeny na chromozomu, na různých místech na stejném chromozomu nebo na různých chromozomech. Najít všechny vlivy je náročné.

Fenotypy jsou všechny pozorovatelné vlastnosti a chování organismu. Mnoho fenotypů je založeno na polygenních vlastnostech a jsou průběžně proměnnými charakteristikami. Například barva lidské kůže vykazuje kontinuální variace v různých tónech a barvách, což ukazuje na polygenní původ.

Fenotypy jsou často ovlivňovány také faktory prostředí. V některých případech probíhá polygenní variace v malých krocích, ale vliv prostředí vyrovná kroky, aby se variace zdala kontinuální.

V případě barvy pleti je již souvislá změna ovlivněna vystavením slunečnímu záření, které ztmavuje tóny pleti.

Pokud mají dva jedinci stejné geny, pokud jde o určité rysy, mnoho z těchto charakteristik bude stejných, ale některé fenotypy se mohou lišit. To platí zejména pro geny, u kterých je pravděpodobné, že se u jednotlivce vyvine určitá nemoc. Geny kódují citlivost, ale faktory způsobující onemocnění mohou hrát roli faktory prostředí a další geny.

Variabilní expresivita znamená, že znak kódovaný v genech může být exprimován slabě nebo silně v závislosti na dalších faktorech. Neúplná penetrace znamená, že se vlastnost někdy vůbec neobjeví. V obou případech ovlivňují faktory prostředí nebo jiné geny expresi genu odpovědného za danou vlastnost.

Polygenní vlastnosti mohou být vyjádřeny v různé intenzitě a mohou být ovlivněny vnějšími faktory. Když neúplná dominance umožňuje recesivnímu genu spárovanému s dominantním genem ovlivnit fenotyp, je možná kontinuální variace pozorované charakteristiky.

Mezi příklady polygenních znaků člověka s kontinuální variací patří:

• Výška: Kontinuální variace lidské výšky vychází z vlivu velkého počtu genů, neúplné dominance v některých genech a faktorů prostředí, jako je výživa.
  
• Barva očí: Rozdíly v barvě a odstínu jsou většinou určeny dvěma geny, ale jsou ovlivněny řadou dalších genů.
• Barva vlasů: Kontinuální změna od světla k tmě je ovlivněna mnoha geny, ale také faktory prostředí, jako je vystavení slunečnímu záření.

Polygenní vlastnosti v rostlinách vykazují podobné kontinuální variace, ale neúplná dominance je možná také u jednotlivých genů. Například barva pšeničných zrn je určena genem, který má dominantní alelu pro červenou barvu nad recesivní alelou pro bílou.

Protože heterozygotní pšeničná jádra vykazují neúplnou dominanci v barevném genu, mohou mít jádra také různé odstíny růžové.

Geny z a genotyp jsou vyjádřeny k vytvoření určitých znaků v organismu, ale to, jak se tyto znaky objevují, často závisí na faktorech prostředí, včetně chování organismu. Genotypy mohou vytvářet a náchylnost ke konkrétní nemoci, ale to, zda jedinec vykazuje příznaky nemoci, je způsobeno jinými faktory.

Například, fenylketonurie nebo PKU je genetické onemocnění, které vede k tomu, že jedinec není schopen metabolizovat aminokyselinu fenylalanin. Aminokyselina se v těle hromadí na toxické hladiny a způsobuje mentální a fyzické postižení.

Léčba zahrnuje dietu s omezeným množstvím fenylalanin. U jedinců, kteří dodržují tuto dietu, se příznaky neobjeví a jejich fenotyp nezahrnuje vnější vyjádření nemoci.

Gen může za určitých podmínek prostředí způsobit určitý fenotyp, ale pokud podmínky chybí, fenotyp se neobjeví.

Například barva srsti siamských koček je tmavá, když je teplota pokožky chladná, ale bílá, když je teplota pokožky teplá. To vede k tmavě zbarveným končetinám koček, kde je teplota pokožky uší a tlapek chladnější. V teplém podnebí bude celková teplota pokožky vyšší a srst kočky bude světlejší.

Zatímco Mendelova hypotéza stále platí pro jednoduchou genetiku, širokou škálu pozorovatelných vlastností lze vysvětlit pouze interakcemi nemendelovské dědictví. Složité vlivy polygenních vlastností vytvářejí kontinuální variace charakteristik v pokročilých organismech.

Spolu s faktory prostředí jsou odpovědné za širokou škálu pozorovaných fenotypů.