Poligenik Kalıtım
Poligenik kalıtım, tek bir özelliğin birçok genetik lokustaki aleller tarafından etkilendiği bir kalıtım modelidir; bu lokusların her biri genellikle küçük bir etkiyle katkıda bulunur, böylece birleşik etkileri, tek genli Mendelyen özelliklerde görülen ayrık kategoriler yerine sürekli, dereceli varyasyon üretir. Boy gibi özelliklerin anlaşılması ve karmaşık özellik genetiğinde kullanılan poligenik modeller için genetik temel oluşturmaktadır.
Tanım
Poligenik kalıtım, bir fenotipin, her biri küçük etkiye sahip birçok lokustaki alellerin kümülatif, büyük ölçüde aditif etkileriyle belirlenmesi ve bu sayede özellikte sürekli varyasyon üretilmesidir.
Kapsam
Bu madde, aditif poligenik (sonsuz küçük) modeli, birçok küçük etkili lokusun sürekli dağılımları nasıl oluşturduğunu, poligenik kalıtım ile akrabalar arasında görülen korelasyonlar arasındaki ilişkiyi ve modern genomik biliminin birçok özelliğin yüksek derecede poligenik temelini nasıl doğruladığını kapsamaktadır. Bu, klinik bir rehberlik değil, kavramsal bir genetik konusudur.
Temel sorular
- Birçok küçük etkili alel, sürekli bir dağılım oluşturmak için nasıl birleşir?
- Saf poligenik bir özellik ile çevresel etkileri de içeren multifaktöriyel bir özellik arasındaki fark nedir?
- Karmaşık bir özelliğin altında tipik olarak kaç lokus yatar ve bu nasıl tahmin edilir?
Anahtar kavramlar
- Aditif genetik etki
- Küçük etkili lokuslar
- Sürekli (normal) dağılım
- Poligenik skor
- SNP tabanlı kalıtım
- Akrabalar arası korelasyon
Temel kuramlar
- Sonsuz Küçük (aditif poligenik) model
- Fisher, bir özelliğin her biri küçük aditif etkiye sahip çok sayıda Mendelyen lokus tarafından etkilendiği durumlarda, ortaya çıkan fenotipin yaklaşık olarak normal dağılım gösterdiğini ve akrabalar arasındaki korelasyonların öngörülebilir kalıpları takip ettiğini, böylece Mendelizm ile sürekli varyasyonu uzlaştırdığını göstermiştir.
- Omnigenik model
- Boyle, Li ve Pritchard, birçok özelliğin poligenikliğinin o kadar kapsamlı olduğunu, ilgili dokularda aktif olan neredeyse tüm genlerin, birbirine bağlı düzenleyici ağlar aracılığıyla özellik varyasyonuna katkıda bulunduğunu öne sürmüşlerdir.
Mekanizmalar
Poligenik model altında, katkıda bulunan her lokus sıradan Mendelyen tarzda ayrışır; ancak etkiler küçük ve birçok lokus boyunca aditif olduğundan, toplam genotipik değer, lokus sayısı arttıkça normal bir dağılıma yaklaşan bir süreklilik boyunca fenotipleri yayar. İki birey arasındaki ilişki ne kadar yakınsa, bu alellerin beklenen paylaşımı o kadar fazla olur, bu da Fisher'ın modelinin öngördüğü akrabalar arasındaki dereceli korelasyonları üretir. Genom çapında veriler bunu somutlaştırmıştır: boy için, yaygın tek nükleotid polimorfizmleri (SNP'ler) birlikte varyansın büyük bir kısmını açıklarken, bireysel varyantların çok küçük etkileri vardır, bu da yüksek derecede poligenik bir mimariyi desteklemektedir.
Klinik önem
Poligenik kalıtım, birçok küçük etkili varyantı genetik yatkınlığın tek bir indeksi halinde özetleyen poligenik skorların temelini oluşturur ve çoğu yaygın özellik ve bozukluğun neden basit kalıtım göstermediğini yorumlamak için kullanılır. Burada, popülasyon düzeyindeki genetik kanıtların anlaşılmasını desteklemek amacıyla açıklanmıştır ve bireysel tahmin veya bakım için bir temel değildir.
Epidemiyoloji
Boy, vücut kütlesi, kan basıncı, lipid seviyeleri gibi birçok ölçülebilir insan özelliği, poligenik, sürekli dağılım gösteren karakteristikler olarak davranır; bu nedenle poligenik modeller, normal varyasyonun ve yaygın hastalık yatkınlığının genetiğine hakimdir.
Tarihçe
Poligenik model, yirminci yüzyılın başlarındaki Mendelyenler ve biyometrisyenler arasındaki anlaşmazlığı çözmüştür: Fisher'ın 1918'deki sentezi, sürekli varyasyonun birçok Mendelyen lokusun beklenen sonucu olduğunu göstermiştir. Falconer ve Mackay daha sonra kantitatif genetik çerçeveyi kodlamış ve 2010'dan itibaren insan boyu gibi özellikler için yapılan genom çapında analizler, aşırı poligenikliği ampirik olarak doğrulamış ve omnigenik model de dahil olmak üzere daha rafine görüşlere yol açmıştır.
Tartışmalar
- Karmaşık özellikler ne kadar poligeniktir ve omnigenik bir görüş bunu takip eder mi?
- Genom çapında veriler, bazı özellikler için binlerce katkıda bulunan varyant olduğunu düşündürmektedir; bunun, ağlar aracılığıyla güçlendirilmiş nispeten küçük bir biyolojik olarak merkezi gen setini mi (omnigenik) yoksa daha homojen dağılmış bir mimariyi mi yansıttığı hala tartışılmaktadır.
Öne çıkan isimler
- Ronald A. Fisher
- Sewall Wright
- Douglas Falconer
- Peter Visscher
- Jonathan Pritchard
İlgili konular
Temel eserler
- fisher-1918
- falconer-mackay-1996
- yang-2010
- boyle-2017
Sıkça sorulan sorular
- Poligenik ve multifaktöriyel kalıtım arasındaki fark nedir?
- Poligenik kalıtım, birçok genin bir özelliğe katkıda bulunduğunu vurgular; multifaktöriyel kalıtım ise birçok genin çevresel faktörlerle birlikte etkilediği özellikleri tanımlar. Pratikte çoğu insan karmaşık özelliği hem poligenik hem de multifaktöriyeldir.
- Poligenik özellikler neden çan eğrisi şeklinde bir dağılım oluşturur?
- Birçok bağımsız lokus, bir özelliğe küçük bir miktar eklediğinde, bireyler arası etkilerinin toplamı, birçok küçük aditif katkının birleşmesinin bir sonucu olarak yaklaşık olarak normal (çan eğrisi şeklinde) bir dağılıma doğru eğilim gösterir.