Полигенное наследование описывает наследование признаков, которые определяются более чем одним геном. Эти гены, называемые полигенами , вырабатывают определенные признаки, когда они экспрессируются вместе. Полигенное наследование отличается от моделей менделевского наследования, в которых признаки определяются одним геном. Полигенные признаки имеют множество возможных фенотипов (физических характеристик), которые определяются взаимодействиями между несколькими аллелями. Примеры полигенного наследования у людей включают такие черты, как цвет кожи, цвет глаз, цвет волос, форма тела, рост и вес.
Распределение полигенных признаков
При полигенном наследовании гены, определяющие признак, имеют равное влияние, а аллели гена имеют аддитивный эффект. Полигенные черты не демонстрируют полного доминирования, как менделевские черты, но демонстрируют неполное доминирование. При неполном доминировании один аллель не полностью доминирует или маскирует другой. Фенотип представляет собой смесь фенотипов, унаследованных от родительских аллелей. Факторы окружающей среды также могут влиять на полигенные признаки.
Полигенные признаки обычно имеют колоколообразное распределение в популяции. Большинство людей наследуют различные комбинации доминантных и рецессивных аллелей. Эти люди попадают в средний диапазон кривой, который представляет собой средний диапазон для определенного признака. Индивиды на концах кривой представляют тех, кто наследует все доминантные аллели (на одном конце) или тех, кто наследует все рецессивные аллели (на противоположном конце). Если взять рост в качестве примера, то большинство людей попадают в середину кривой и имеют средний рост. На одном конце кривой – высокие люди, а на противоположном – невысокие.
Цвет глаз
Цвет глаз – пример полигенного наследования. . Считается, что на эту черту влияют до 16 различных генов. Наследование цвета глаз затруднено. Он определяется количеством коричневого цветного пигмента меланина , который есть у человека в передней части радужной оболочки. В черных и темно-карих глазах больше меланина, чем в карих или зеленых глазах. Голубые глаза не содержат меланина в радужной оболочке. Два гена, которые влияют на цвет глаз, были идентифицированы на хромосоме 15 (OCA2 и HERC2). Несколько других генов, определяющих цвет глаз, также влияют на цвет кожи и цвет волос.
Понимая, что цвет глаз определяется рядом разных генов, для этого примера мы предположим, что он определяется двумя гены. В этом случае помесь двух людей со светло-карими глазами (BbGg) даст несколько различных вариантов фенотипа. В этом примере аллель черного цвета (B) доминирует над рецессивным синим цветом (b) для гена 1 . Для гена 2 темный оттенок (G) является доминирующим и дает зеленый цвет. Более светлый оттенок (g) рецессивен и дает светлый цвет. В результате этого скрещивания будет получено пять основных фенотипов и девять генотипов.
- Черные глаза: (BBGG)
- Темно-карие глаза: (BBGg), (BbGG)
- Светло-карие глаза: (BbGg), (BBgg), (bbGG)
- Зеленые глаза: (Bbgg), (bbGg)
- Голубые глаза: (bbgg )
Наличие всех доминантных аллелей приводит к черному цвету глаз. Наличие как минимум двух доминантных аллелей дает черный или коричневый цвет. Присутствие одного доминантного аллеля дает зеленый цвет, в то время как отсутствие доминантных аллелей приводит к голубому цвету глаз.
Цвет кожи
Как цвет глаз, цвет кожи является примером полигенного наследования. Этот признак определяется по крайней мере тремя генами, и считается, что другие гены также влияют на цвет кожи. Цвет кожи определяется количеством темного пигмента меланина в коже. Гены, определяющие цвет кожи, имеют по два аллеля и находятся в разных хромосомах.
Если мы рассмотрим только три гена, которые, как известно, влияют на цвет кожи, каждый ген имеет один аллель для темного цвета кожи. и один для светлого цвета кожи. Аллель темного цвета кожи (D) является доминантным по отношению к аллелю светлого цвета кожи (d) . Цвет кожи определяется количеством темных аллелей, которые есть у человека. Люди, которые не наследуют темные аллели, будут иметь очень светлый цвет кожи, в то время как те, которые наследуют только темные аллели, будут иметь очень темный цвет кожи. Люди, унаследовавшие разные комбинации светлых и темных аллелей, будут иметь фенотипы различных оттенков кожи. У тех, кто наследует четное количество темных и светлых аллелей, будет средний цвет кожи. Чем больше унаследовано темных аллелей, тем темнее цвет кожи.
Ключевые выводы полигенного наследования
- При полигенном наследовании признаки определяются множественными генами или полигенами .
- Полигенные признаки могут выражать несколько различных фенотипов или отображаемых характеристик.
- Полигенное наследование – это тип наследования с неполным доминированием, при котором выраженные фенотипы представляют собой смесь унаследованных признаков.
- Полигенные признаки имеют колоколообразное распределение в популяции, при этом большинство людей наследуют различные комбинации аллелей и попадают в средний диапазон кривой для определенного признака.
- Примеры полигенных признаков включают цвет кожи, цвет глаз, цвет волос, форму тела, рост и вес.
Источники
- Барш, Грегори С. «Что контролирует изменение цвета кожи человека?» Биология PLoS , т. 1, вып. 1, 2003, doi: 10.1371/journal.pbio.0000027.
- «Определяется ли цвет глаз генетикой?» США. Национальная медицинская библиотека , Национальные институты здравоохранения, май 2015 г., ghr.nlm.nih.gov/primer/traits/eyecolor.
