多面発現性とは何ですか？ （例あり）



の 多面性 それは、遺伝子の発現が個体において他の無関係な特徴の表現型の発現に影響を与えるという遺伝的現象である。系統学的には、多面発現性は、「より多くの変化」または「多くの効果」、すなわち単一遺伝子の発現によって予想されるよりも多くの効果を意味する。それはまたポリフェニア（多くの表現型）として知られていますが、それは少し使用されている用語です.

この科学の幼年期の間に遺伝学者をより混乱させた遺伝の現象の1つは、複数の性格に影響を及ぼした突然変異のそれでした。.

最初は、各特性は単一の遺伝子によって制御されていると考えられていました。それから私達は特性の出現が1つ以上の遺伝子の参加を必要とするかもしれないことに気づいた.

しかし、最も驚くべきことは、単一の遺伝子が複数の遺伝可能な形質の発現に影響を及ぼす可能性があるということです。これが本質的に多面発現性を定義するものです。.

一般に、多面発現性が証明された場合、原因遺伝子はその遺伝子に対して多面発現効果を有すると言うことがより適切である。 です 多面的.

誰もがこの規約を尊重しているわけではありませんが、多面的効果を持つ遺伝子は多面的ではなく特定の形質をコードしていることを強調することが重要です。 それ自体.

さもなければ、「正常性」は他のものに対する特定の遺伝子の野生の対立遺伝子の作用の多面的発現効果に他ならないでしょう。しかし、これは遺伝的に間違っています.

索引

  • 1歴史
  • 2多面的効果を持つ遺伝子の例
    • 2.1 - ショウジョウバエの痕跡遺伝子
    • 2.2 - 猫の色素沈着と難聴
    • 2.3 - フリージー羽毛の鶏
    • 2.4 - 人間の中
    • 2.5 - フェニルケトン尿症
    • 2.6 - 他の代謝経路
    • 2.7 - 病理
    • 2.8 - 転写調節因子
  • 3多面発現性とエピジェネティクス
  • 4多面発現性と老化
  • 5多面発現性とスペシエーション
  • 6多面発現性および適応
  • 7参考文献

歴史

多面発現という用語は、1910年にLudwig Plateという名前のドイツの遺伝学者によって初めて使用されました。彼によれば、この現象は、それが起こると、多面的な遺伝の単位によるものです。.

もう一人のドイツ人、ハンス・グルネベルグは、多面性を「本物」と「偽物」に分けた。 1つ目は、単一の場所から2つの異なる主要製品が出現したことです。.

2人目は、この著者によれば、さまざまな方法で使用されている単一の一次製品について言及しています。今日のGrunebergの多面性の意味は捨てられていますが、偽の多面性は単に多面的と見なされています。.

多面性の概念の別の分割はErnst Hadornによってなされました。そして、彼は2種類の多面性があると指摘しました：モザイクとリレーショナル。 1つ目は、遺伝子が2つの異なる表現型形質に影響を与える情報をコードしているときに起こります.

一方、リレーショナル多面発現は、遺伝子が複数の独立した形質に影響を与えるさまざまな相互に関連する事象の始まりを決定するときに発生します。.

一方、KacserとBurnsは、ゲノムのどの部分にも変異があれば、直接的にも間接的にも、さまざまな程度ですべての形質に影響を及ぼすことを指摘しています。この考えは普遍的多面発現として知られています.

多面的効果を持つ遺伝子の例

多面発現性は、遺伝子の産物間の相互作用の結果のいくつかを説明する現象であり、普遍的です。.

ウイルスは、細胞性のあらゆる生物と同様に、その産物が他の性格の発現にとって重要である遺伝子を保有しています。その野生の対立遺伝子および突然変異体が多面的な効果を有するこれらの遺伝子は、異なる性質のものである.

-の残留遺伝子 ショウジョウバエ

で ショウジョウバエ （ショウジョウバエ）、痕跡の遺伝子は翼の発達のレベルを決定します。この遺伝子が両親から受け継がれると、その子孫のハエは痕跡の羽を持つことになり、飛ぶことはできなくなります。.

しかしながら、これらが残留遺伝子の唯一の効果ではないでしょう。この遺伝子は多面的であり、そしてその存在はまた、ハエの卵巣における胚珠の数の減少をもたらす。それはまた胸部の剛毛の数そして配置を修正し、これは寿命を減らす.

-猫の色素沈着と難聴

猫の色素沈着情報をコードする遺伝子は多面発現遺伝子です。このため、白い毛皮と青い目を持つ猫のかなり高い割合も聴覚障害者です.

1つの青い目と1つの黄色い目を持つ白猫でさえも、青い目と同じ側にいる耳からだけ聴覚障害者です。.

-丸まった羽毛の鶏

ニワトリでは、優性遺伝子が丸まった羽毛の効果を生み出します。この遺伝子は、それが他の表現型の効果を表すので多面発現効果があることを示しました：代謝率の増加、体温の上昇、食物のより多くの消費.

さらに、この遺伝子を持つニワトリは、性成熟を遅らせ、出生率を下げました.

-人間の中で

マルファン症候群

この症候群の症状の中には、次のとおりです。異常に高い体サイズ、進行性心疾患、眼の水晶体の脱臼、肺疾患.

これらの症状はすべて、単一の遺伝子の突然変異に直接関係しています。 ＦＢＮ１と呼ばれるこの遺伝子は、その機能が身体の異なる部分からの結合組織に使用される糖タンパク質をコードすることであるので多面的である。.

ホルトオラム症候群

この症候群の患者は、手根骨と他の前肢の骨に異常があります。さらに、この症候群の4人の患者のうち約3人は心臓の問題を抱えています.

ナイメーヘン症候群

それを患っている人々が小頭症、免疫不全、発達障害およびリンパ性癌および白血病への傾向を持っていることが特徴です。.

-フェニルケトン尿症

多面発現効果のよく知られた事例は、フェニルケトン尿症の原因となる突然変異対立遺伝子によって引き起こされることです。.

代謝性の病気であるフェニルケトン尿症は、酵素フェニルアラニンヒドロキシラーゼをコードする単一の遺伝子の突然変異によるものです。不活性変異酵素はアミノ酸フェニルアラニンを分解することができない。これが蓄積すると、生物は中毒になります.

それ故、２コピーの突然変異遺伝子を保有する個体において観察される効果は複数である（多面的）。.

この疾患または症候群の原因は、さまざまな方法で、皮膚の発疹、神経障害、小頭症、澄んだ肌、および青い目などを引き起こす代謝活性の欠如などです。.

これらの他の特徴の変化した出現に関与する遺伝子のどれも必ずしも突然変異していません.

-その他の代謝経路

いくつかの酵素が活性を示すために同じ補因子を共有または使用する場合は非常に一般的です。この補因子は、この生合成経路に関与する他のいくつかのタンパク質の協調作用の最終産物です.

この経路のタンパク質をコードする遺伝子のいずれかに突然変異が生じた場合、補因子は産生されないでしょう。それら自身の遺伝子は完全に機能的であるが、活性であるために補因子に依存するタンパク質はどれもすることができないであろうから、これらの突然変異は多面的効果を有するであろう。.

モリブデン

原核生物でも真核生物でも、例えばモリブデンはある種の酵素の機能に不可欠です。.

モリブデンは、生物学的に有用であるためには、複雑な代謝経路におけるいくつかの酵素の作用の産物である別の有機分子と複合体を形成しなければならない.

モリブデンと複合体を形成したこの補因子が形成されると、それはすべてのモリブデンタンパク質によって使用され、それぞれ独自の機能を発揮します。.

モリブドコファクターの合成を妨げる変異における多面的効果は、これがない場合だけでなく、変異を有する個体の全てのモリブド酵素の酵素活性の喪失においても現れる。.

-ラミノパシー

核膜は、その内側の膜に動的に付着している、核の内側の複雑なメッシュです。核シートは、とりわけ、核の構造、ユークロマチンとヘテロクロマチンの間の分配、遺伝子発現、ならびにDNA複製を調節する。.

核の薄層は、ラミニンとして集合的に知られている少数のタンパク質によって形成されている。これらは多くの他のものが相互作用する構造タンパク質であるので、それらの遺伝子に影響を与える突然変異は多面的な効果を持つでしょう.

ラミニン遺伝子における変異の多面的効果は、ラミノパシーと呼ばれる疾患として現れる.

すなわち、ラミノパシーはラミニン遺伝子の突然変異から生じる多面発現である。椎弓板症の臨床症状としては、早老症、Emery-Dreifussの筋ジストロフィー症および他の多くの病気が挙げられるが、これらに限定されない。.

-転写調節因子

その変異が多数の異なる多面的効果を引き起こす他の遺伝子は、転写調節因子をコードするものである。.

これらは特定の方法で遺伝子の発現を制御するタンパク質です。転写の一般的な調節因子であるものが他にあります。いずれにせよ、これらの産物の欠如は、他の遺伝子が転写されていない（すなわち発現されていない）ことを決定する。.

その制御下にある遺伝子は発現されないので、一般的または特定の転写調節因子の欠如または機能不全を決定する突然変異は、生物において多面的な効果を有するであろう。.

多面発現性とエピジェネティクス

遺伝子のヌクレオチド配列の変化に依存しない遺伝子発現の変化メカニズム（エピジェネティクス）の発見は、多面発現性の私達の視野を豊かにしました.

エピジェネティクスの最も研究されている側面の1つは、内因性マイクロRNAの作用です。これらはと呼ばれる遺伝子の転写の産物です 見て.

遺伝子の転写 見て 処理された後、小さな不活性化RNAとして細胞質内で作用するRNAを生じさせる.

これらのRNAは、ホワイトメッセンジャーRNAに相補的である能力を有するため、小型のサイレンシングRNAと呼ばれる。それらに加わるために、メッセンジャーは低下し、性格は表現されません.

場合によっては、この小分子が複数の異なるメッセンジャーに結合して、もちろん多面的な効果を生むことがあります。.

多面発現性および老化

老化の自然な原因の説明は多面的遺伝子の効果にあるかもしれません。 G. C. Williamsによって提唱された仮説によれば、老化は彼が拮抗的多面発現と呼んだことの結果である。.

その産物が生物の生活のさまざまな段階で拮抗作用を示す遺伝子がある場合、これらの遺伝子は加齢に寄与する可能性があります。.

生殖前に有益な効果が現れ、その後に有害な効果が現れる場合、それらは自然選択によって好まれるでしょう。しかし、そうでなければ、自然淘汰はそれらの遺伝子に対してうまくいくだろう.

このように、もし遺伝子が本当に多面的であれば、自然淘汰は生殖に有利に働く遺伝子に有利に働くので老化は避けられないでしょう。.

多面発現性とスペシエーション

同所的スペシエーションは、集団間の地理的な障害なしに発生する一種のスペシエーションです。この種のスペシエーションは、多面的変異によって明らかに好まれています.

Kondrashovによって開発された数学的シミュレーションモデルは、同所的集団間の生殖的隔離が、破壊的選択下での生態学的に重要な量的形質の出現により起こり得ることを示している。.

これらの同じモデルは、これらの形質が多面的遺伝子に関連しているに違いないことを示しています。変化が多面的なものではなく、いくつかの遺伝子によるものである場合、生殖中の遺伝子の組換えは種分化を妨げるであろう。多面発現性は組換えの破壊的効果を回避する.

多面発現と順応

地球は絶えず変化しています。生物は新しい状況に適応するために絶えず変化しなければなりません。これらの変化は進化として知られているものにつながります.

多くの著者は、進化は生物の複雑さを増すことにつながると主張しています。この複雑さは、特定の環境条件において、特定のキャラクターが他のキャラクターとは無関係に進化する可能性がある、形態学的タイプのものであり得る。.

しかし、生物がより複雑になるにつれて、変化に対応する能力は遅くなります。それが「複雑性の進化的コスト」と呼ばれるものです.

数理モデルは、多面的遺伝子の変化による適応は、個々の遺伝子によってコードされる文字の変化による適応よりも進化的に費用がかからないと主張している.

参考文献

  1. Brooker、R.J.（2017）。遺伝学分析と原理McGraw-Hill Higher Education、ニューヨーク、ニューヨーク、アメリカ.
  2. Goodenough、U.W.（1984）Genetics。 W. B. Saunders Co. Ltd、米国ペンシルベニア州Pkiladelphia.
  3. Griffiths、A.J.F.、Wessler、R.、Carroll、S.B.、Doebley、J.（2015）。遺伝子解析の紹介（11番目 編）。ニューヨーク：W.H. Freeman、ニューヨーク、NY、アメリカ.
  4. Ho、R.、Hegele、R. A.（2018）核の構造と機能に対するラミノパシー突然変異の複雑な効果。臨床遺伝学、土井：10.1111 / cge.13455.
  5. Lobo、I.（2008）。多面発現性：1つの遺伝子が複数の形質に影響を与える可能性があります。自然教育、1：10.
  6. Stitzer、M.C.、Ross-Ibarra、J.（2018）トウモロコシの栽培化および遺伝子相互作用。 The New Phytologist、220：395-408.