不完全な優位性：定義、説明、例

動物などの高度な生物は、各親から1セットずつ2セットの遺伝子を受け取ります。 全体的に 遺伝コード 同じですが、親は同じ遺伝子の異なるバージョンを持っていることがよくあります。 その結果、継承された遺伝子コードには2つのバージョンのコピーが含まれる可能性があります。 1つはかもしれません 支配的 他はかもしれませんが 劣性.

単一の遺伝子が生物に特定の形質を生み出すとき、 メンデルの法則 ルールが適用されます。 彼らは最初にオーストリアの僧侶によって提案されました グレゴール・メンデル 19世紀に、いくつかの簡単なルールで単一の遺伝子がどのように受け継がれるかを詳しく説明します。 メンデルはエンドウ豆の植物を扱い、優性および劣性対立遺伝子を定義しました。

ただし、ほとんどの生物の特徴は単一の遺伝子によって生成されません。 代わりに、多くの遺伝子が特性に影響を与え、いくつかの遺伝子はいくつかの生物の特性に影響を与えます。 メンデルの単純な規則はそのような場合には適用されないので、 非メンデル型遺伝 これらの複雑なプロセスを扱います。 メンデルが遺伝子の2つのバージョンの1つが優性であると仮定した場合、非メンデル型遺伝は、場合によっては優性が不完全であることを受け入れます。

グレゴール・メンデルのエンドウ豆植物に関する研究は、花の色や鞘の形などの観察可能な特性に焦点を当てています。 メンデルは、どの遺伝子が紫と白の花や他のエンドウ豆の植物の特徴を生み出したかを調べようとしました。 彼は主に単一の遺伝子によって引き起こされた形質を選びました。 その結果、彼は継承を簡単な言葉で説明することができました。

彼の主な結論は次のとおりです。

• 各生物には2つのバージョンの遺伝子があります。
• 親はそれぞれ1つのバージョンを提供します。
• 2つのバージョンが同じである場合、生物は対応する特性を示します。
• 2つのバージョンが異なる場合、生物は優勢な特性を示します。

メデリア遺伝では、親から継承された2つの遺伝子バージョンはと呼ばれます 対立遺伝子. 対立遺伝子は優性または劣性である可能性があります。 1つまたは2つを持っている個人 優性対立遺伝子 優性遺伝子によってコード化された特性を持ちます。

2人の個人の場合 劣性対立遺伝子、劣性形質が現れます。 メンデルによれば、単一の遺伝子とその対立遺伝子の有無が、エンドウ豆の植物にどの形質が見られるかを説明しました。

メンデル以前は、ほとんどの科学者は形質が 親の特性の混合. 問題は、青い目の親と茶色の目の親が青い目の子供を産んだときのように、子供がそのような混合物を持っていないことが多いということでした。

メンデルは、形質は優性対立遺伝子の有無の結果であると提案しました。 彼の理論は、単一の遺伝子によって生成される形質にも適用できます。

たとえば、メンデルは、短い親と長い親を持つエンドウ豆の植物は中程度の長さの植物を生産せず、短いまたは長い植物だけを生産することを証明しました。 片方の親が滑らかで、もう片方の親がしわの寄った鞘を持っていた植物は、わずかにしわの寄った鞘ではなく、しわの寄ったまたは滑らかな鞘を生成しました。

ありました 特性の混合はありません.

ただし、ほとんどの形質は複数の遺伝子によって生成されます。 たとえば、短い植物と長い植物だけでなく、さまざまな長さの植物がたくさんあります。 短い植物と長い植物が中程度の長さの植物を生産するとき、それは複数の遺伝子の影響または優性遺伝子による完全な優性の欠如のためでなければなりません。

この種の継承は、非メンデル型継承と呼ばれます。

生物の遺伝子の全体的なコレクションは 遺伝子型 一方、遺伝子型によって生成された観察可能な形質のコレクションは、 表現型. 表現型は遺伝子型に基づいていますが、環境要因や生物の行動によって影響を受ける可能性があります。

たとえば、植物は背が高くてふさふさした成長の遺伝子型を持っているかもしれませんが、それが貧しい土壌で成長する場合、それはまだ小さくてまばらかもしれません。

2つの優性または2つの劣性対立遺伝子を持つ生物は ホモ接合性 その遺伝子のために、優性および劣性対立遺伝子を持っているものは ヘテロ接合. ホモ接合性生物は2つの優性または劣性対立遺伝子の明確な遺伝子発現を持ち、対応する表現型を示すため、これは非メンデル型遺伝において重要になります。

優性および劣性対立遺伝子を持つヘテロ接合生物では、優性/劣性の関係が完全ではない可能性があり、両方の対立遺伝子がさまざまな程度で発現される可能性があります。

表現型に影響を与える遺伝子型以外の要因には、次のものがあります。

• 栄養素、スペース、避難所などの利用可能なリソース。
• 産業廃棄物や下水などの毒素。
• 自然と人工の両方の放射線。
• 極端な温度。
• 捕食者の存在。

環境要因と組み合わされた優性および劣性対立遺伝子の相互作用は、元の遺伝子型から表現型を生成します。

非メンデル型遺伝の複雑な性質は、多くの形質が多くの異なる遺伝子、環境要因、および生物の行動からの影響の結果であるという事実に基づいています。 これらの影響に加えて、 遺伝子 次の4つのメカニズムにより、さまざまな表現型を生成できます。

• 共同支配: 同じ遺伝子の2つの対立遺伝子が発現し、それらの特性を示します。 たとえば、黒猫の子猫と白猫には、黒と白の毛皮の対立遺伝子があり、黒と白の斑点がある場合があります。
  
• 不完全な支配： 優性対立遺伝子と劣性対立遺伝子は、優性対立遺伝子の優性が不完全であり、劣性対立遺伝子が形質に影響を与えるため、中間の形質を生み出します。 たとえば、優性の赤い花の対立遺伝子と劣性の白い花の対立遺伝子を持つ植物は、ピンクの花を生成する可能性があります。
• 可変表現度： 形質の対立遺伝子は必ずしも完全に発現しているわけではありません。 たとえば、マルファン症候群は全身の結合組織の障害ですが、他の遺伝子や環境要因が遺伝子発現に影響を与えるため、症状は大きく異なります。
• 不完全な浸透度： 優性対立遺伝子を持つ個人は、常に対応する特性を示すとは限りません。 対立遺伝子は完全に発現していますが、表現型は現れません。 たとえば、遺伝子は個人を癌にかかりやすくするかもしれませんが、癌は他の要因が存在する場合にのみ現れます。

特定の形質に不完全な優性が存在する場合、ヘテロ接合の子孫は両親の形質の混合物を持ち、中間の表現型を示す可能性があります。 人間の場合、メラニン生成と明るい肌または暗い肌の原因となる遺伝子が優性を確立できないため、肌の色は不完全な優性の例です。

その結果、子孫はしばしば親の肌の色の間にある肌の色を持っています。

不完全な優性のメカニズムは、単一の遺伝子と複数の遺伝子、またはポリジーンの遺伝子型に現れる場合、わずかに異なる影響を及ぼします。

優性が不完全な遺伝子に起因する表現型の考えられる違いには、次のバリエーションがあります。

• 単一のヘテロ接合遺伝子： 優性/劣性遺伝子ペアの対立遺伝子のどちらも完全に優性ではありません。 2つの対立遺伝子によって表される特性の組み合わせが結果として生じます。 たとえば、ホモ接合のキンギョソウは赤または白の花を持っていますが、ヘテロ接合の子孫はピンクの花を持っている場合があります。
• 複数の遺伝子： 形質は多くの遺伝子の影響によって生み出されます。 いくつかの対立遺伝子は不完全な優性を持ち、形質に特徴の混合をもたらします。 たとえば、人間の目の色では、暗い色の原因となる遺伝子が完全に優勢ではなく、暗い色の寄与をします。
• その他の影響： 優性が不完全な対立遺伝子は、コード化された形質とは完全に別の遺伝子または他の要因の影響を受ける可能性があります。 たとえば、人間の身長は、不完全な優性を含む多くの遺伝的要因によって決定されますが、栄養も成長と個人の身長に影響を与えます。

これらのバリエーションの結果として、不完全な支配は結果として生じる可能性があります 多種多様な表現型 そして、多くの特性の継続的な変化を説明するのに役立ちます。

メンデルは、エンドウ豆植物を使った実験で不完全な優性を観察しませんでしたが、不完全な優性を含む非メンデルの遺伝メカニズムは、メンデルの法則よりも一般的です。

複数の遺伝子の影響を受ける単一の形質は、ポリジーン遺伝を通じて子孫に受け継がれます。 動物の色はしばしば ポリジーン、および各遺伝子は、全体的な最終表現型を作成するために少し貢献します。 遺伝子内では、対立遺伝子間に追加の違いがあり、各対立遺伝子ペアは 優性と遺伝子の程度による変動と同様に潜在的な4つの異なる貢献 式。

非常に多くの要因があるため、形質がどのように形成され、どの遺伝子と対立遺伝子が寄与するのかを正確に把握することは困難です。 対立遺伝子ペアは常に染色体上の同じ位置または遺伝子座にありますが、遺伝子自体を見つけるのは困難です。

寄与遺伝子は、染色体の近くにあるリンクされた遺伝子である場合もあれば、もう一方の端にある場合もあります。 一部の寄与遺伝子は他の染色体上にある可能性があり、特定の状況下でのみ発現する可能性があります。

ポリジーンの影響 特性には、次のものが含まれます。

• 優性対立遺伝子。
  
• 2つの劣性対立遺伝子。
• 優性が不完全な優性および劣性対立遺伝子。
• 2つの共優性対立遺伝子。
• 他の遺伝子の影響により、遺伝子が完全に発現していません。
• 遺伝子は完全に発現していますが、環境要因により部分的に浸透しています。

これらの可能性はすべて、次のような形質の遺伝子のそれぞれに当てはまります。 複数の遺伝的影響. 結果として生じる表現型は詳細に説明することができますが、正確な根底にある遺伝的影響はしばしばあまり明確ではありません。

対立遺伝子の継承に関するメンデルの法則は一般的に真実であり、複数の遺伝子を持つ形質の対立遺伝子レベルでも機能しますが、完全な継承の規則は ポリジーン形質 はるかに複雑です。 ポリジーン形質は、遺伝子発現と浸透度に影響を与える多くの要因の影響を受けます。

人間の典型的な例は次のとおりです。

• 肌の色： 多くの遺伝子がの生産に影響を与えます メラニン、人間の黒い肌の原因となる色素。 日光への露出などの環境要因も肌の色に影響を与えます。
• 目の色： 2つの主要な遺伝子が目の色の暗さと色相の原因ですが、個々の目の色は、他の遺伝子の影響により、暗さ、色、範囲によって異なります。
• 髪の色： メラニン遺伝子も髪の色に影響を与えますが、日光や年齢への曝露も影響します。
• 高さ： 個人の身長は、骨の成長、臓器のサイズ、体型を支配する遺伝子によって決定されます。 栄養も成長に影響を与え、医薬品などの他の要因が身長に影響を与える可能性があります。

ポリジーン形質の変化は、人間を含む高度な生物に見られる表現型の大きな違いを説明するのに役立ちます。 特定の形質を生じさせる単一の遺伝子の代わりに、不完全な優性を含むポリジーン遺伝の複雑なメカニズムは、多様な範囲の特徴の根底にあります。