Poligenske lastnosti: opredelitev, primer in dejstva

Kadar posebne lastnosti organizma določajo številni geni, je značilnost a poligenska lastnost. Na številne opazne značilnosti organizma vpliva več genov in ustrezni poligensko dedovanje postane zapleteno.

Potomci lahko dedujejo prevladujoč ali recesiven variacije nekaterih genov in podedovani geni vplivajo drug na drugega na različne načine. Nekateri geni se izražajo bolj ali manj močno, dejavniki okolja pa lahko vplivajo tudi na lastnost.

Tipični primeri poligenskih lastnosti pri ljudeh so višina, barva oči in barva kože. Kombinirani vpliv številnih genov povzroči a nenehno spreminjanje v značilnosti.

Na primer, barva oči je lahko katerega koli odtenka od temno rjave do svetlo modre in nekaj zelene, saj vsak gen prispeva spremenljiv delček barve.

Preproste genetske interakcije je prvi predlagal avstrijski menih Gregor Mendel v 19. stoletju. Mendel je delal z rastlinami graha in eksperimentiral z barvami njihovih cvetov, obliko njihovih strokov in drugimi opaznimi značilnostmi.

Značilnosti, ki jih je preučeval Mendel, so bile večinoma proizvaja en sam gen. Na primer, gen za rdeči cvet je bil bodisi prisoten ali pa ga ni bilo, nastali cvet pa bi bil bodisi rdeč ali bel. Na podlagi svojih študij je Mendel zgradil svojo teorijo za gensko dedovanje in njegovo delo ostaja veljavno za posamezne genske lastnosti.

Človeški primeri Mendelove lastnosti ki jih povzroča en gen, vključujejo naslednje:

• Barvna slepota.
• Albinizem.
• Huntingtonova bolezen.
• Anemija srpastih celic.
• Cistična fibroza.

Te lastnosti sledijo preprostim dednim pravilom, vendar večino človeških lastnosti povzročajo številni geni. Prav tako se imenujejo te poligenske lastnosti neprekinjene lastnosti. Značilnosti, za katere so odgovorni, se nenehno razlikujejo, na njihovo dedovanje pa vpliva veliko dejavnikov.

Vpliv različnih vrst genov na poligenske lastnosti je pomemben za razumevanje njihovega delovanja. Ključni genetski koncepti za opis vpliva genov na lastnosti pri ljudeh vključujejo naslednje:

• Prevladujoči in recesivni geni: Ljudje prejmemo dva sklopa genov, enega od matere in enega od očeta. Imenuje se dve različici istega gena aleli. Če imamo enega ali dva dominantna alela, to povzroči lastnost dominantnega gena, medtem ko imamo dva recesivna alela recesivno lastnost.
  
• Homozigotni vs. heterozigotni: Posameznik, ki ima dva dominantna ali dva recesivna alela, je homozigoten za ta gen. Posamezniki z enim dominantnim in enim recesivnim alelom so heterozigotni.
• Soodločanje: Kadar sta dva alela različna, a oba prevladujeta, sta oba izražena v posamezniku in lastnosti obeh se pojavijo.
• Nepopolna prevlada: Kadar različni aleli niso niti popolnoma prevladujoči niti popolnoma recesivni, sta oba izražena šibko in pri posamezniku se pojavi mešanica lastnosti.

Poligenetske lastnosti so lahko posledica več različnih alelov ali več genov. Vrsta alelov in vrsta prevlade vpliva na izražanje genov in posledične poligenske lastnosti.

Kadar se opazovane lastnosti nenehno razlikujejo, genetiki vedo, da je več genov v korenu lastnosti. Izslediti vse gene, ki vplivajo na poligensko lastnost, je težje.

Ena težava je ugotoviti, ali na lastnost vplivajo različni geni ali aleli istega gena. Gen ima lahko več kot dva alela in vzorec prevlade lahko vpliva na izražanje gena.

Alele posameznega gena najdemo vedno na določenem kraju oz lokus na kromosomu, toda ti geni, ki prispevajo k poligenski lastnosti, so lahko kjer koli. Nekateri geni za eno lastnost so lahko tesno povezani na kromosomu, na različnih lokacijah istega kromosoma ali na različnih kromosomih. Iskanje vseh vplivov je zahtevno.

Fenotipi so vse opazne značilnosti in vedenja organizma. Številni fenotipi temeljijo na poligenskih lastnostih in imajo nenehno spremenljive značilnosti. Na primer, barva človeške kože kaže nenehno spreminjanje različnih tonov in barv, kar kaže na poligenski izvor.

Na fenotipe pogosto vplivajo tudi okoljski dejavniki. V nekaterih primerih se poligenska sprememba odvija v majhnih korakih, vendar vpliv okolja izenači korake, da se zdi, da so spremembe neprekinjene.

V primeru barve kože na že tako nenehno spreminjanje vpliva izpostavljenost sončni svetlobi, ki zatemni odtenke kože.

Ko imata dva posameznika enake gene glede na nekatere lastnosti, bodo številne od teh značilnosti enake, nekateri fenotipi pa se lahko razlikujejo. To še posebej velja za gene, zaradi katerih posameznik verjetno razvije določeno bolezen. Geni kodirajo dovzetnost, vendar imajo lahko dejavniki okolja in drugi geni vlogo pri sprožitvi bolezni.

Spremenljiva ekspresivnost pomeni, da je lastnost, ki je kodirana v genih, lahko izražena šibko ali močno, odvisno od drugih dejavnikov. Nepopolna penetracija pomeni, da se lastnost včasih sploh ne pojavi. V obeh primerih okoljski dejavniki ali drugi geni vplivajo na izražanje gena, ki je odgovoren za lastnost.

Poligenske lastnosti se lahko izrazijo z različno intenzivnostjo, nanje pa lahko vplivajo zunanji dejavniki. Kdaj nepopolna prevlada omogoča, da recesivni gen v paru z dominantnim genom vpliva na fenotip, je možno nenehno spreminjanje opazovane značilnosti.

Primeri človeških poligenskih lastnosti s stalnimi variacijami vključujejo naslednje:

• Višina: Stalne razlike v človeški višini izhajajo iz vpliva velikega števila genov, nepopolne prevlade nekaterih genov in okoljskih dejavnikov, kot je prehrana.
  
• Barva oči: Razlike v barvi in ​​odtenku večinoma določata dva gena, na kar pa vplivajo številni drugi geni.
• Barva las: Na nenehno spreminjanje svetlobe do teme vplivajo številni geni, pa tudi okoljski dejavniki, kot je izpostavljenost sončni svetlobi.

Poligenske lastnosti v rastlinah kažejo podobne nenehne spremembe, vendar je nepopolna dominacija možna tudi pri posameznih genih. Na primer, barvo pšeničnih zrn določa gen, ki ima prevladujoči alel za rdečo nad recesivno za beli.

Ker heterozigotna pšenična jedrca kažejo nepopolno prevlado v barvnem genu, so lahko tudi jedrca različnih roza odtenkov.

Geni iz a genotip so izražene, da ustvarijo določene lastnosti v organizmu, vendar je njihovo pojavljanje pogosto odvisno od okoljskih dejavnikov, vključno z obnašanjem organizma. Genotipi lahko ustvarijo a dovzetnost za določeno bolezen, a ali posameznik kaže simptome bolezni, so posledica drugih dejavnikov.

Na primer fenilketonurija ali PKU je genetska bolezen, zaradi katere posameznik ne more presnoviti aminokisline fenilalanin. Aminokislina v telesu narašča do toksičnih ravni in povzroča duševne in telesne okvare.

Zdravljenje vključuje prehrano z omejenimi količinami fenilalanin. Posamezniki, ki upoštevajo to prehrano, ne bodo razvili simptomov in njihov fenotip ne vključuje zunanjega izražanja bolezni.

Gen lahko v določenih okoljskih pogojih povzroči določen fenotip, če pa pogoji niso prisotni, se fenotip ne bo pojavil.

Na primer, barva dlake siamskih mačk je temna, ko je temperatura kože hladna, in bela, ko je temperatura kože topla. To vodi v temno obarvane okončine mačk, kjer je temperatura kože za ušesa in tace hladnejša. V toplem podnebju bo na splošno temperatura kože višja, mačja dlaka pa bo svetlejša.

Medtem ko Mendelova hipoteza še vedno velja za preprosto genetiko, je najrazličnejše opazne lastnosti mogoče razložiti le z interakcijami nedemeljska dediščina. Kompleksni vplivi poligenskih lastnosti ustvarjajo nenehne razlike v lastnostih naprednih organizmov.

Skupaj z okoljskimi dejavniki so odgovorni za širok spekter opaženih fenotipov.