warisan poligenik adalah transmisi karakter yang manifestasi tergantung pada beberapa gen. Dalam pewarisan monogenik, suatu sifat memanifestasikan dirinya dari ekspresi gen tunggal; di bermartabat, dari dua. Dalam pewarisan poligenik, kita biasanya berbicara tentang partisipasi dua, jika bukan tiga, atau lebih gen.
Pada kenyataannya, sangat sedikit karakter yang bergantung pada manifestasi satu atau dua gen saja. Namun, kesederhanaan analisis sifat yang bergantung pada beberapa gen sangat membantu pekerjaan Mendel.
Studi selanjutnya oleh peneliti lain mengungkapkan bahwa pewarisan biologis, secara umum, sedikit lebih kompleks dari itu.
Ketika kita berbicara tentang pewarisan karakter yang bergantung pada beberapa gen, kita mengatakan bahwa mereka berinteraksi satu sama lain untuk memberikan karakter itu. Dalam interaksi ini gen-gen ini saling melengkapi atau melengkapi.
Satu gen dapat melakukan satu bagian dari pekerjaan, sementara yang lain melakukan yang lain. Serangkaian tindakan mereka akhirnya diamati dalam karakter yang manifestasinya mereka ikuti.
Dalam warisan lain, setiap gen dengan fungsi serupa berkontribusi sedikit pada manifestasi akhir karakter. Dalam pewarisan poligenik semacam ini, efek aditif selalu diamati. Selanjutnya, variasi dalam manifestasi karakter bersifat kontinu, tidak diskrit.
Akhirnya, tidak adanya ekspresi gen tambahan tidak serta merta menentukan hilangnya fenotipe karena ketiadaan, kekurangan atau nulitas.
Indeks artikel
Contoh karakter poligenik
Dalam sifat manifestasi yang paling sederhana, fenotipe adalah semua atau tidak sama sekali. Artinya, ada atau tidaknya aktivitas, sifat atau karakteristik tersebut. Dalam kasus lain, ada dua alternatif: hijau atau kuning, misalnya.
Tinggi
Tetapi ada karakter lain yang memanifestasikan dirinya dalam cara yang lebih luas. Misalnya, tinggi badan. Jelas kita semua memiliki perawakan. Bergantung padanya, mereka mengklasifikasikan kita dengan cara tertentu: tinggi atau rendah.
Tetapi jika kita menganalisis populasi dengan baik, kita akan menyadari bahwa ada rentang ketinggian yang sangat luas – dengan ekstrem di kedua sisi distribusi normal. Tinggi badan tergantung pada manifestasi dari banyak gen yang berbeda.
Itu juga tergantung pada faktor lain dan itulah sebabnya tinggi badan adalah kasus pewarisan poligenik dan multifaktorial. Karena banyak gen dapat diukur dan dilibatkan, alat yang ampuh dari genetika kuantitatif digunakan untuk analisisnya. Khususnya dalam analisis lokus sifat kuantitatif (QTL).
Bulu binatang
Karakter lain yang umumnya poligenik antara lain manifestasi warna bulu pada beberapa hewan, atau bentuk buah pada tumbuhan .
Secara umum, untuk setiap karakter yang manifestasinya menunjukkan kisaran variasi yang terus menerus dalam populasi, pewarisan poligenik dapat dicurigai.
penyakit
Dalam kedokteran, mempelajari dasar genetik penyakit sangat penting untuk memahaminya dan menemukan cara untuk meringankannya. Dalam epidemiologi poligenik, upaya dilakukan, misalnya, untuk menentukan berapa banyak gen berbeda yang berkontribusi pada manifestasi suatu penyakit.
Berdasarkan ini, strategi dapat diusulkan untuk mendeteksi setiap gen, atau untuk mengobati kekurangan satu atau lebih gen.
Beberapa penyakit keturunan poligenik pada manusia termasuk asma, skizofrenia, beberapa penyakit autoimun, diabetes, hipertensi, gangguan bipolar, depresi, warna kulit, dll.
Gen komplementer
Pengalaman dan bukti yang terakumulasi selama bertahun-tahun menunjukkan bahwa banyak gen berpartisipasi dalam manifestasi karakter dengan banyak fenotipe.
Dalam kasus interaksi gen komplementer antara alel gen pada lokus yang berbeda, ini bisa epistatik atau non-epistatik.
Interaksi epistatik
Dalam interaksi epistatik, ekspresi alel gen dari satu lokus menutupi ekspresi yang lain dari lokus yang berbeda. Ini adalah interaksi paling umum antara gen yang berbeda yang mengkode karakter yang sama.
Sebagai contoh, ada kemungkinan bahwa suatu karakter bermanifestasi, tergantung pada dua gen ( A / a dan B / b ). Ini berarti bahwa produk gen A dan B harus terlibat agar sifat tersebut terwujud .
Ini dikenal sebagai epistasis dominan ganda. Dalam kasus epistasis resesif untuk sekitar B , di lain sisi, kurangnya ekspresi sifat dikodekan oleh A mencegah ekspresi B . Ada sejumlah besar kasus epistasis yang berbeda.
Interaksi non-epistatik antara gen komplementer
Tergantung pada bagaimana mereka didefinisikan, ada interaksi lain antara gen yang saling melengkapi yang tidak epistatik. Ambil contoh, definisi warna bulu pada burung.
Telah terlihat bahwa jalur biosintetik yang mengarah pada produksi pigmen (misalnya, kuning), tidak bergantung pada warna lain (misalnya, biru).
Baik dalam jalur manifestasi kuning dan biru, yang independen satu sama lain, interaksi gen bersifat epistatik untuk setiap warna.
Namun, jika kita mempertimbangkan warna bulu burung secara keseluruhan, kontribusi warna kuning tidak tergantung pada kontribusi warna biru. Oleh karena itu, manifestasi satu warna tidak epistatik tentang yang lain.
Selain itu, ada gen lain yang menentukan pola munculnya warna kulit, rambut, dan bulu (atau tidak). Namun, karakter warna, dan pola pewarnaan, saling melengkapi dalam pewarnaan yang ditunjukkan oleh individu.
Di sisi lain, setidaknya dua belas gen yang berbeda berpartisipasi dalam pewarnaan kulit pada manusia. Sangat mudah untuk memahami bagaimana manusia sangat bervariasi dalam warna jika kita juga menambahkan faktor non-genetik lainnya. Misalnya, paparan sinar matahari (atau sumber buatan “tan”), ketersediaan vitamin D, dan sebagainya.
Gen tambahan
Ada kasus di mana aksi gen memungkinkan manifestasi karakter diamati pada tingkat yang lebih besar. Bahkan mungkin tidak ada gen untuk mendefinisikan karakteristik biologis yang sebenarnya merupakan jumlah dari banyak aktivitas independen.
Misalnya tinggi badan, produksi susu, produksi benih, dll. Banyak aktivitas, fungsi, atau kemampuan yang ditambahkan untuk menyediakan fenotipe tersebut.
Fenotipe ini umumnya dikatakan sebagai bagian yang menjelaskan manifestasi keseluruhan yang mencerminkan kinerja individu, garis keturunan, ras hewan, varietas tumbuhan, dll.
Tindakan gen pelengkap juga menyiratkan adanya rentang fenotipe yang hampir selalu ditentukan oleh distribusi normal. Kadang-kadang sangat sulit untuk memisahkan atau membedakan komplementer dari efek pelengkap gen dalam fenotipe kompleks.
Beberapa contoh gen pelengkap
Aksi dan reaksi terhadap obat-obatan tertentu, misalnya, telah terbukti bergantung pada aktivitas banyak gen yang berbeda.
Umumnya, gen ini juga memiliki banyak alel dalam populasi, itulah sebabnya keragaman respons meningkat. Kasus serupa terjadi pada kasus lain di mana seseorang mengalami kenaikan berat badan saat mengonsumsi makanan yang sama dibandingkan dengan orang lain yang tidak mengalami perubahan signifikan.
Akhirnya, harus ditambahkan bahwa selain efek aditif yang dimiliki beberapa gen, ada juga yang menekan manifestasi yang lain.
Dalam kasus ini, gen yang tidak terkait dengan manifestasi yang lain dapat menyebabkan inaktivasi yang pertama oleh interaksi genetik dan epigenetik.
Referensi
- Delmore, KE, Toews, DP, Germain, RR, Owens, GL, Irwin, DE (2016) Genetika migrasi musiman dan warna bulu. Biologi Saat Ini, 26: 2167-2173.
- Dudbridge, F. (2016) Epidemiologi poligenik. Epidemiologi Genetik, 4: 268-272.
- Quillen, EE, Norton, HL, Parra, EJ, Lona-Durazo, F., Ang, KC, Illiescu, FM, Pearson, LN, Shriver, MD, Lasisi, T., Gokcumen, O., Starr, I., Lin., YL, Martin, AR, Jablonski, NG (2018) Nuansa kompleksitas: Perspektif baru tentang evolusi dan arsitektur genetik kulit manusia. American Journal of Physical Anthropology, doi: 10.1002 / ajpa.23737.
- Maurer, MJ, Sutardja, L., Pinel, D., Bauer, S., Muehlbauer, AL, Ames, TD, Skerker, JM, Arkin, AP (2017) Quantitative Trait Loci (QTL) – dipandu rekayasa metabolisme kompleks sifat. Biologi Sintetis ACS, 6: 566-581.
- Sasaki, A., Ashikari, M., Ueguchi-Tanaka, M., Itoh, H., Nishimura, A., Swapan, D.,
- Tomita, M., Ishii, K. (2017) Performa genetik alel semi-kerdil sd1 yang berasal dari kultivar padi Japonica dan persyaratan minimum untuk mendeteksi polimorfisme nukleotida tunggalnya dengan miSeq whole-genome Ssequencing. Penelitian BioMed Internasional.
