Полігенні риси: визначення, приклад та факти

Коли специфічні особливості організму визначаються багатьма генами, ознакою є a полігенна ознака. На багато спостережуваних характеристик організму впливає не один ген, а відповідний полігенне успадкування стає складним.

Нащадки можуть успадкувати домінантний або рецесивний варіації деяких генів та успадковані гени по-різному впливають один на одного. Деякі гени експресуються більш-менш сильно, і фактори навколишнього середовища також можуть впливати на ознаку.

Типовими прикладами полігенних ознак у людини є зріст, колір очей та колір шкіри. Сукупний вплив багатьох генів призводить до a безперервні зміни в характеристиці.

Наприклад, колір очей може бути будь-яким відтінком від темно-коричневого до світло-блакитного та трохи зеленого, оскільки кожен ген вносить змінний біт кольору.

Прості генетичні взаємодії вперше запропонував австрійський чернець Грегор Мендель у 19 ст. Мендель працював із рослинами гороху та експериментував з кольорами квітів, формою стручків та іншими спостережуваними характеристиками.

Риси, які вивчав Мендель, були в основному продукується одним геном. Наприклад, ген червоної квітки був або присутній, або відсутній, і отримана квітка була або червоною, або білою. На основі своїх досліджень Мендель побудував свою теорію генетичного успадкування, і його робота залишається актуальною для окремих генних ознак.

Людські приклади Риси Менделя викликані одним геном включають наступне:

• Дальтонізм.
• Альбінізм.
• Хвороба Хантінгтона.
• Серповидноклітинна анемія.
• Кістозний фіброз.

Ці риси відповідають простим правилам успадкування, але більшість характеристик людини обумовлені багатьма генами. Ці полігенні риси також називаються безперервні риси. Характеристики, за які вони відповідають, постійно змінюються, і на їх успадкування впливає багато факторів.

Вплив різних типів генів на полігенні ознаки важливий для розуміння того, як вони працюють. Основні генетичні поняття для опису впливу генів на ознаки у людини включають наступне:

• Домінантні проти рецесивних генів: Люди отримують два набори генів, один від матері, а другий від батька. Називаються дві версії одного гена алелі. Наявність одного або двох домінантних алелів створює ознаку домінантного гена, тоді як наявність двох рецесивних алелів - рецесивної ознаки.
  
• Гомозиготний проти. гетерозиготний: Індивід, який має два домінантні або два рецесивні алелі, є гомозиготним за цим геном. Особи з одним домінантним і одним рецесивним алелем є гетерозиготними.
• Сумісність: Коли два алелі різні, але обидва є домінуючими, вони обидва виражаються в особистості, і проявляються риси обох.
• Неповне домінування: Коли різні алелі не є ні повністю домінантними, ні повністю рецесивними, обидва виражаються слабко, і в індивіда з’являється суміш ознак.

Полігенетичні ознаки можуть бути результатом декількох різних алелів або декількох генів. Тип алелів і тип домінування впливає на експресію генів та результуючі полігенні ознаки.

Коли спостережувані ознаки постійно змінюються, генетики знають, що в основі ознаки лежать кілька генів. Відстежити всі гени, що впливають на полігенну ознаку, складніше.

Одна проблема полягає в тому, щоб визначити, чи впливають на ознаку різні гени або алелі одного і того ж гена. Ген може мати більше двох алелів, і візерунок домінування може впливати на експресію гена.

Алелі одного гена завжди знаходять у певному місці або локус на хромосомі, але ці гени, що сприяють полігенному ознаці, можуть бути де завгодно. Деякі гени однієї ознаки можуть бути тісно пов’язані між собою на хромосомі, в різних місцях однієї і тієї ж хромосоми або на різних хромосомах. Знайти всі впливи є складним завданням.

Фенотипи - це всі спостережувані характеристики та поведінка організму. Багато фенотипів базуються на полігенних ознаках і мають постійно мінливі характеристики. Наприклад, колір шкіри людини демонструє постійні зміни в різних тонах і кольорах, вказуючи на полігенне походження.

На фенотипи часто впливають також фактори навколишнього середовища. У деяких випадках полігенна варіація відбувається невеликими кроками, але вплив навколишнього середовища вирівнює етапи, щоб варіація здавалася безперервною.

У випадку з кольором шкіри на безперервні зміни впливає вплив сонячного світла, яке затемнює тони шкіри.

Коли дві особи мають однакові гени щодо певних ознак, багато з цих характеристик будуть однаковими, але деякі фенотипи можуть відрізнятися. Особливо це стосується генів, які змушують людину розвинути певне захворювання. Гени кодують сприйнятливість, але фактори навколишнього середовища та інші гени можуть зіграти роль у запуску захворювання.

Змінна експресивність означає, що ознака, закодована в генах, може бути виражена слабо або сильно залежно від інших факторів. Неповна пенетрантність означає, що ознака іноді взагалі не проявляється. В обох випадках фактори зовнішнього середовища або інші гени впливають на експресію гена, відповідального за ознаку.

Полігенні ознаки можуть виражатися різною інтенсивністю і на них можуть впливати зовнішні фактори. Коли неповне домінування дозволяє рецесивному гену в парі з домінантним геном впливати на фенотип, можливі постійні зміни в спостережуваній характеристиці.

Приклади полігенних ознак людини з постійними варіаціями включають наступне:

• Висота: Постійні коливання у зрості людини походять від впливу великої кількості генів, неповного домінування деяких генів та факторів навколишнього середовища, таких як харчування.
  
• Колір очей: Варіації кольору та відтінку здебільшого визначаються двома генами, але під впливом ряду інших генів.
• Колір волосся: На постійні зміни світла до темряви впливають багато генів, а також фактори навколишнього середовища, такі як вплив сонячного світла.

Полігенні ознаки у рослин демонструють подібні постійні варіації, але неповне домінування можливе і з окремими генами. Наприклад, колір ядер пшениці визначається геном, який має домінантний алель для червоного над рецесивним алелем для білого.

Оскільки гетерозиготні ядра пшениці демонструють неповне домінування в кольоровому гені, ядра також можуть мати різні відтінки рожевого.

Гени з генотип виражаються для створення певних рис в організмі, але те, як вони з’являються, часто залежить від факторів навколишнього середовища, включаючи поведінку організму. Генотипи можуть створювати a сприйнятливість до конкретного захворювання, але чи проявляє у людини симптоми хвороби, це обумовлено іншими факторами.

Наприклад, фенілкетонурія або ФКУ - це генетичне захворювання, в результаті якого людина не може метаболізувати амінокислоту фенілаланін. Амінокислота накопичується в організмі до токсичного рівня та спричиняє розумові та фізичні вади.

Лікування включає дієту з обмеженою кількістю фенілаланін. Особи, які дотримуються цієї дієти, не розвиватимуть симптомів, і їх фенотип не включає зовнішніх проявів захворювання.

Ген може спричинити специфічний фенотип за певних умов середовища, але якщо умови відсутні, то фенотип не з’явиться.

Наприклад, колір шерсті сіамських котів темний, коли температура шкіри холодна, але білий, коли температура шкіри тепла. Це призводить до темних кінцівок кішок, де температура шкіри для вух і лап холодніша. У теплому кліматі температура шкіри в цілому буде вищою, а шерсть кота світлішою.

Хоча гіпотеза Менделя все ще застосовується до простої генетики, широкий спектр спостережуваних рис можна пояснити лише взаємодією неменделівська спадщина. Складний вплив полігенних ознак створює постійні зміни характеристик у розвинених організмів.

Разом з факторами навколишнього середовища вони відповідають за широкий спектр фенотипів, що спостерігаються.