Epistaz ve Gen Etkileşimi
Epistaz, bir lokustaki varyantın etkisinin bir veya daha fazla başka lokustaki genotipe bağlı olduğu bir olgudur — yani genler her zaman bağımsız hareket etmemektedir. Bu tür etkileşimler fenotipleri maskeleyebilmekte, değiştirebilmekte veya yeni fenotipler oluşturabilmekte, bağımsız Mendel ayrışımı altında beklenen basit oranları bozmakta ve tek gen tahminlerinin neden sıklıkla yetersiz kaldığını açıklamaya yardımcı olmaktadır.
Tanım
Epistaz, bir lokustaki bir alelin fenotipik etkisinin başka bir lokustaki genotip tarafından değiştirildiği genetik bir etkileşimdir, böylece iki veya daha fazla lokusun birleşik etkisinin, ayrı ayrı etkilerinin basit bir toplamı olmaması durumudur.
Kapsam
Bu madde, epistazın bir genin diğerini maskelemesi şeklindeki klasik (Batesoncu) anlamını, lokuslar arasındaki katkısız (non-additive) etkileşimin istatistiksel anlamını, gen ürünlerinin etkileşime girdiği moleküler yolları ve etkileşimin modifiye edici etkilere ve eksik penetransa olan ilgisini kapsamaktadır. Bu, kavramsal bir referans olup, klinik bir tahmin aracı değildir.
Temel sorular
- Epistazın klasik 'maskeleme' tanımını istatistiksel (katkısız) tanımdan ayıran nedir?
- Bir lokustaki varyant, başka bir lokustaki varyantın etkisini hangi moleküler mekanizmalar aracılığıyla değiştirebilmektedir?
- Gen etkileşimi, modifiye edici etkilere, değişken ekspresyona ve beklenen Mendel oranlarından sapmalara nasıl katkıda bulunmaktadır?
Anahtar kavramlar
- Bir lokusun diğeri tarafından maskelenmesi
- Katkısız (istatistiksel) etkileşim
- Değiştirilmiş Mendel dihibrit oranları
- Modifiye edici genler
- Gen içi ve genler arası etkileşim
- Yolak ve protein-kompleks bağımlılıkları
- Genetik arka plan etkileri
Temel kuramlar
- Klasik (Batesoncu) epistaz
- Başlangıçta bir genin diğerinin fenotipik ekspresyonunu maskelemesi veya geçersiz kılması olarak tanımlanan bu görüş, beklenen kombinatoryal sınıfların bir lokusun diğerinin etkisini baskılaması nedeniyle değiştiği modifiye edilmiş dihibrit oranların gözlemlenmesinden ortaya çıkmıştır.
- İstatistiksel epistaz
- Kantitatif ve popülasyon genetiğinde epistaz, lokusların ortak etkisinin, bireysel (katkısal) etkilerinin toplamından sapması olarak tanımlanmaktadır; bu tanım, klasik maskeleme kavramından farklı olmakla birlikte, onunla ilişkilidir.
Mekanizmalar
Epistatik etkileşimler, bir gen ürününün işlevinin diğerine bağlı olduğu her yerde ortaya çıkmaktadır. Bir biyokimyasal yolakta, aşağı akış (downstream) bir varyant, sınırlayıcı adımın değişmesi nedeniyle yukarı akış (upstream) bir varyantın etkisini maskeleyebilmektedir; bir protein kompleksinde, bir alt birimdeki değişiklik, eş alt birimdeki bir varyantın nasıl davrandığını değiştirebilmektedir; ve düzenleyici ilişkiler, bir genin diğerinin ekspresyonunu kontrol etmesine olanak tanımaktadır. Bu moleküler bağımlılıklar, bir varyantın etkisinin genetik arka plana göre değiştiği popülasyon düzeyindeki gözleme dönüşmektedir; bu durum, modifiye edici gen etkilerinin bir kaynağıdır ve eksik penetrans ile değişken ekspresiviteye katkıda bulunmaktadır. Klasik ve istatistiksel tanımlar çakışabilmekle birlikte, çakışmak zorunda değildir, çünkü fenotip düzeyindeki maskeleme, belirli bir ölçüm ölçeğindeki katkısızlık (non-additivity) ile aynı değildir.
Klinik önem
Gen etkileşimi, aynı birincil varyanta sahip bireylerin fenotipik olarak neden farklılık gösterdiğini, modifiye edici lokusların tek gen hastalıklarının seyrini neden etkilediğini ve tek varyant tahminlerinin neden kusurlu olduğunu açıklamaya yardımcı olmaktadır. Bu madde, etkileşim kavramını referans amacıyla tanımlamakta olup, bireyin fenotipini tahmin etmek için bir araç değildir; bu tür bir tahmin, resmi klinik ve genetik değerlendirme gerektirmektedir.
Tarihçe
William Bateson, yirminci yüzyılın başlarında, beklenen dihibrit oranlardan sapmalar olarak gözlemlenen, bir genin diğerinin fenotipik etkisini maskelemesini tanımlamak için epistaz terimini kullanıma sokmuştur. R. A. Fisher daha sonra kantitatif genetikte etkileşimin istatistiksel bir kavramını resmileştirmiştir ve sonraki moleküler ve sistem düzeyindeki çalışmalar, gen ürünlerinin etkileşime girdiği mekanizmaları ve klasik ile istatistiksel kavramların nasıl ilişkili olduğunu açıklığa kavuşturmuştur.
Tartışmalar
- Epistazın klasik ve istatistiksel tanımları aynı şeyi mi ifade etmektedir?
- Bir genin diğerini maskelemesi (fizyolojik/klasik) olarak epistaz ve katkısallıktan sapma (istatistiksel) olarak epistaz ilişkili ancak farklı kavramlardır ve istatistiksel bir etkileşimin tespit edilip edilmediği ölçüm ölçeğine bağlı olabilmektedir; bu ikisini karıştırmak literatürde uzun süreli karışıklığa neden olmuştur.
Öne çıkan isimler
- William Bateson
- R. A. Fisher
- Patrick C. Phillips
- Ben Lehner
İlgili konular
Temel eserler
- bateson-1909
- phillips-2008
- lehner-2011
Sıkça sorulan sorular
- Epistaz basitçe ne anlama gelmektedir?
- Bu, genlerin etkileşebileceği anlamına gelmektedir: bir gendeki varyantın etkisi, başka bir gende neyin bulunduğuna bağlıdır, bu nedenle bir lokus, her birinin kendi başına hareket etmesi yerine, diğerinin etkisini maskeleyebilmekte, artırabilmekte veya yeniden şekillendirebilmektedir.
- Epistaz, eksik penetrans ve değişken ekspresivite ile nasıl ilişkilidir?
- Diğer lokuslarla (modifiye edici genler) olan etkileşimler, aynı birincil varyantın farklı insanlarda farklı sonuçlar üretmesinin bir nedenidir; bu durum, bir özelliğin hiç ortaya çıkıp çıkmadığına (penetrans) ve ne kadar şiddetli olduğuna (ekspresivite) katkıda bulunmaktadır.