Poligensko nasljeđivanje i kontinuirana varijacija
Stranica Interakcije gena i vezani geni je već razgraničila epistazu (mnogo gena, JEDNA osobina, SA maskiranjem) od pleiotropije (JEDAN gen, mnogo osobina). Poligensko nasljeđivanje uvodi treći smjer: mnogo gena, JEDNA osobina, BEZ maskiranja - isti "mnogo gena → jedna osobina" oblik kao epistaza, ali potpuno drugačiji mehanizam i rezultat.
Definicija. Kod poligenskog nasljeđivanja, jedna osobina zavisi od kombinovanog dejstva dva ili više gena umjesto od jednog - i, za razliku od Mendelovih osobina, njen se stepen ispoljavanja može mjeriti brojčano, ne samo svrstati u jasnu kategoriju. Za razliku od Mendelovih diskretnih kategorija (žuto ili zeleno, visok ili nizak u smislu jasnih klasa), fenotipovi poligenskih osobina tipično variraju duž kontinuiranog gradijenta - vidljivo kao zvonasta (normalna) raspodjela kad se izmjeri kod dovoljno velikog broja ljudi.
Zašto zvonasta kriva. Doprinos svakog uključenog lokusa smatra se aditivnim - svaki "aktivan" alel dodaje malu, otprilike jednaku količinu efekta na fenotip, bez hijerarhije ili maskiranja između gena. Kad se sabere dovoljno nezavisnih malih doprinosa, rezultat matematički teži ka normalnoj raspodjeli (analogno bacanju više novčića - broj "pismo" ishoda od N nezavisnih bacanja daje zvonastu krivu kad je N veliko, umjesto oštre dvije kategorije koje bi dao jedan novčić). Zato poligenske osobine ne daju jasne kategorije kao monogenske - daju kontinuum.
Konkretni primjeri. Boja kože kod ljudi zavisi od djelovanja najmanje tri, a vjerovatno i više gena - jedan pojedinačno imenovan gen sa relativno velikim efektom je SLC24A5, čija varijacija objašnjava značajan dio razlike u pigmentaciji između populacija, dok većina ostalih doprinosećih gena mijenja nijansu samo blago. Visina je klasičan primjer kontinuirane, zvonasto raspoređene osobine - genetski faktori objašnjavaju otprilike dvije trećine do četiri petine varijacije visine u populaciji, ostatak faktori sredine poput ishrane (procjene se razlikuju zavisno od metodologije - studije blizanaca daju više brojeve, dok novije genomske analize, koje pojedinačno identifikuju hiljade lokusa sa sitnim doprinosom, tim identifikovanim varijantama zasad objašnjavaju nešto manji dio ukupne varijacije). Boja očiju kod ljudi zavisi od najmanje osam gena - standardan udžbenički primjer poligenskog nasljeđivanja, iako je stvarni mehanizam nešto složeniji (uključuje i hijerarhijske, epistatske odnose između pojedinih gena, ne samo čist aditivan zbir) - za osnovni nivo dovoljno je zapamtiti broj i princip, ne detalje interakcije.
Česta zabuna
"Mnogo gena utiče na jednu osobinu" zvuči kao epistaza, ali su mehanizmi suprotni. Kod epistaze jedan gen MASKIRA drugi - genotipski razredi se STAPAJU u manje, i dalje DISKRETNE fenotipske kategorije (npr. 9:3:4 umjesto 9:3:3:1). Kod poligenskog nasljeđivanja nema maskiranja - svaki gen doprinosi NEZAVISNO i ADITIVNO, što daje KONTINUIRANU, ne kategoričku varijaciju. Ako je krajnji rezultat nekoliko jasnih grupa - epistaza. Ako je rezultat glatka zvonasta kriva bez prirodnih prekida - poligensko nasljeđivanje.
Klinička korelacija
Puna klinička primjena ovog koncepta - kako se poligenska podložnost kombinuje sa faktorima sredine da odredi da li će se neka BOLEST (ne samo kontinuirana osobina poput visine) uopšte ispoljiti, i kako se procjenjuje rizik ponavljanja u porodici - tema je sljedeće stranice ove oblasti, o multifaktorskom nasljeđivanju i pragu bolesti.
Izvori
- OpenStax Concepts of Biology, pog. 8.3 (Extensions of the Laws of Inheritance) - primjer boje kože (najmanje tri gena) (napomena: ovo je pojednostavljen udžbenik za nebiološke smjerove, drugačiji od "OpenStax Biology" koji je primarni izvor za ostatak genetika oblasti - standardni OpenStax Biology 1e/2e, isto poglavlje 12.3 koje stranica o interakcijama gena i vezanim genima koristi za epistazu, ne sadrži poseban odjeljak o poligenskom nasljeđivanju)
- OpenStax Biology, 1. i 2. izdanje, pog. 12.3 (Laws of Inheritance), odjeljak "Epistasis" - primjer boje očiju (8+ gena)
- Wikipedia: "Polygenic inheritance" - formalna definicija poligenskog nasljeđivanja, aditivni efekat, matematička osnova normalne raspodjele, primjer boje kože i gen SLC24A5
