ما هو التليين؟ (مع أمثلة)

ال متعدد النمط الظاهري إنها الظاهرة الوراثية التي يؤثر فيها التعبير عن الجين في الفرد على المظهر المظهري للشخصيات الأخرى غير المرتبطة. من الناحية الإسمية ، تعني كلمة "كثير من التغييرات" "المزيد من التغييرات" أو "تأثيرات كثيرة": أي تأثيرات أكثر مما هو متوقع من خلال التعبير عن جين واحد. يُعرف أيضًا باسم polyphenia (العديد من الأنماط الظاهرية) ، ولكنه مصطلح يستخدم قليلاً.

إحدى ظواهر الميراث التي أربكت علماء الوراثة أكثر خلال طفولة هذا العلم كانت تلك الطفرات التي أثرت على أكثر من شخصية واحدة..

في البداية ، كان يعتقد أن كل شخصية يتحكم فيها جين واحد. ثم أدركنا أن تجسيد الشخصية قد يتطلب مشاركة أكثر من جين واحد.

الشيء الأكثر إثارة للدهشة ، مع ذلك ، هو أن الجين الواحد يمكن أن يؤثر على مظهر أكثر من سمة وراثية ، وهو ما يعرّف التنوّع الجوهري..

بشكل عام ، عندما يُظهر التليين العضلي ، من الأفضل أن نقول أن الجين المسؤول له آثار متعددة للجينات هذا هو pleiotrópico.

على الرغم من أن الجميع لا يحترمون هذه الاتفاقية ، من المهم التأكيد على أن الجين الذي يحتوي على رموز مؤثرات متعددة التأثيرات لسمات معينة وليس للجنبات المتعددة. في حد ذاته.

خلاف ذلك ، فإن "الحالة الطبيعية" لن تكون أكثر من تأثير المظاهر متعددة المظاهر لعمل أليل بري لجين معين على الآخرين. ومع ذلك ، هذا خطأ وراثيا.

مؤشر

• 1 التاريخ
• 2 أمثلة على الجينات ذات التأثيرات المتعددة
  • 2.1 - الجينة الأثرية في ذبابة الفاكهة
  • 2.2 صبغة وصمم في القطط
  • 2.3 - الدجاج المجعد الريشي
  • 2.4 في البشر
  • 2.5 - بيلة الفينيل كيتون
  • 2.6 - مسارات التمثيل الغذائي الأخرى
  • 2.7 - الأمراض
  • 2.8 - المنظمين النسخي
• 3 العدة وعلم التخلق
• 4 تعدد الانحناءات والشيخوخة
• 5 تعدد الانحناءات و speciation
• 6 Pleiotropy والتكيف
• 7 المراجع

تاريخ

استخدم مصطلح الوراثي الشعاعي لأول مرة من قبل عالم الوراثة الألماني المسمى لودفيج بلايت في عام 1910. واستخدم بلات المصطلح لشرح ظهور العديد من السمات المظهرية المميزة التي تحدث دائمًا معًا وقد تبدو مترابطة. ووفقا له ، فإن هذه الظاهرة ، عند حدوثها ، ترجع إلى وحدة من الميراث متعدد الأشكال.

قام ألماني آخر ، هانز جرونبرج ، بتقسيم التنوع إلى "حقيقي" و "زائف". تميز الأول بظهور منتجين رئيسيين مختلفين من مكان واحد.

يشير الثاني ، وفقًا لهذا المؤلف ، إلى منتج أساسي واحد تم استخدامه بطرق مختلفة. اليوم ، تم تجاهل معنى غرونبيرج للعوامل المتعددة ، في حين أن غشاء المشاعر الزائفة يعتبر ببساطة عديد المشاعر..

قام إرنست هادورن بإحداث تقسيم آخر لمفهوم التليين ، حيث أشار إلى وجود نوعين من التليين: الفسيفساء والعلائقية. الأول يحدث عندما يقوم الجين بتشفير المعلومات التي تؤثر على سمتين ظاهريتين مختلفتين.

من ناحية أخرى ، تحدث التنسج العلاقي عندما يحدد الجين بداية الأحداث المترابطة المختلفة التي ستؤثر على سمات مستقلة متعددة.

أشار Kacser and Burns ، من ناحية أخرى ، إلى أن أي اختلاف في أي جزء من الجينوم يؤثر على جميع الصفات بدرجات مختلفة ، سواء بشكل مباشر أو غير مباشر. تُعرف هذه الفكرة باسم التنوّع العالمي.

أمثلة على الجينات ذات التأثيرات المتعددة

تعد غشاء الجنب (Pleiotropy) ظاهرةً تصف بعض نتائج التفاعل بين منتجات الجينات.

تمتلك الفيروسات ، وكذلك جميع الكائنات الحية ذات الطبيعة الخلوية ، جينات تعتبر منتجاتها مهمة لمظاهر الشخصيات الأخرى. هذه الجينات ، التي لها أليلات وطفرات برية لها تأثيرات متعددة ، لها طبيعة مختلفة.

-الجين الأبدي في ذبابة الفاكهة

في ذبابة الفاكهة (ذبابة الفاكهة) ، يحدد الجين الأثري مستوى تطور الأجنحة. عندما يتم توريث هذا الجين من كلا الوالدين ، فإن الذبابة المنحدرة سوف يكون لها أجنحة أثرية ولن تكون قادرة على الطيران.

ومع ذلك ، لن تكون هذه هي التأثيرات الوحيدة للجينة الأثرية. هذا الجين متعدد العيوب ويؤدي وجوده أيضًا إلى انخفاض عدد البويضات في المبايض. كما أنه يعدل من عدد الشعر الخشن والتخلص منه في القفص الصدري ويقلل من العمر الافتراضي لذلك.

-تصبغ وصمم في القطط

الجين الذي يشفر معلومات التصبغ في القطط هو جين متعدد القوام. لهذا السبب ، فإن نسبة عالية من القطط ذات الفراء الأبيض والعيون الزرقاء هي أيضًا أصم.

حتى القطط البيضاء ذات عين زرقاء وواحدة صفراء لا تصم إلا من الأذن الموجودة على نفس الجانب من الرأس مثل العين الزرقاء.

-الدجاج مع الريش مجعد

في الدجاج ، ينتج الجين المهيمن تأثير الريش المجعد. أظهر هذا الجين أنه يحتوي على تأثير متعدد المظاهر لأنه يتجلى في التأثيرات المظهرية الأخرى: زيادة في معدلات الأيض ، زيادة في درجة حرارة الجسم ، زيادة استهلاك الطعام.

بالإضافة إلى ذلك ، فقد تسبب الدجاج الذي يحتوي على هذا الجين في تأخير النضج الجنسي وانخفاض الخصوبة.

-في البشر

متلازمة مارفان

من بين أعراض هذه المتلازمة ما يلي: حجم الجسم المرتفع بشكل غير عادي ، واضطرابات القلب التقدمية ، وخلع عدسة العين ، والاضطرابات الرئوية.

كل هذه الأعراض مرتبطة مباشرة بتحور جين واحد. هذا الجين ، المسمى FBN1 ، متعدد القوام ، لأن وظيفته ترميز بروتين سكري يستخدم في الأنسجة الضامة من أجزاء مختلفة من الجسم..

متلازمة هولت أورام

المرضى الذين يعانون من هذه المتلازمة لديهم شذوذ في عظام الرسغ وغيرها من عظام القدم الأمامية. بالإضافة إلى ذلك ، يعاني حوالي 3 من كل 4 مرضى من هذه المتلازمة من مشاكل في القلب.

متلازمة نيميغن

يتميز هذا المرض لأن من يعانون منه مصابون بنقص صغر الرأس ونقص المناعة واضطرابات في النمو وميل إلى سرطان اللمفاوية وسرطان الدم..

-بيلة الفينيل كيتون

من الحالات المعروفة للتأثيرات متعددة الأشكال التي تسببها أليلات متحولة مسؤولة عن بيلة الفينيل كيتون.

بيلة فينيل كيتون ، هو مرض ذو طبيعة أيضية ، ويرجع ذلك إلى طفرة جين واحد يرمز لإنزيم فينيل ألانين هيدروكسيلاز. إنزيم متحولة غير نشط غير قادر على تحلل فينيل ألانين الأحماض الأمينية. عندما يتراكم هذا ، يصبح الكائن في حالة سكر.

لذلك ، فإن التأثير الذي لوحظ في الأفراد الذين يحملون نسختين من الجين المتحور متعددة (متعدد التوجهات).

سبب المرض ، أو المتلازمة ، هو قلة النشاط الأيضي الذي يسبب طفح جلدي ، واضطرابات عصبية ، صغر الرأس ، بشرة صافية وعينين زرقاوين (بسبب نقص جيل الميلانين) ، إلخ ، بطرق مختلفة..

لا يتحور بالضرورة أي من الجينات المشاركة في ظهور مظاهر تغيير هذه الشخصيات الأخرى.

-مسارات التمثيل الغذائي الأخرى

من الشائع جدًا أن تشترك عدة إنزيمات أو تستخدم نفس العامل المساعد لتكون نشطة. هذا العامل المساعد هو المنتج النهائي للعمل المتضافر للعديد من البروتينات الأخرى التي تشارك في هذا المسار الحيوي.

إذا تم إنشاء طفرة في أي من الجينات التي ترمز للبروتينات في هذا المسار ، فلن يتم إنتاج العامل المساعد. سيكون لهذه الطفرات تأثير تعدد التأثيرات ، حيث لن تكون أي من البروتينات التي تعتمد على العامل المساعد لتكون نشطة ، على الرغم من أن جيناتها تعمل بشكل مثالي.

الموليبدينوم

سواء في بدائيات النوى أو في حقيقيات النوى ، على سبيل المثال ، الموليبدينوم ضروري لتشغيل بعض الإنزيمات.

الموليبدينوم ، ليكون مفيدًا بيولوجيًا ، يجب أن يُركب على جزيء عضوي آخر ، نتاج عمل العديد من الإنزيمات في مسار استقلابي معقد.

بمجرد تشكيل هذا العامل المساعد المركب مع الموليبدينوم ، سيتم استخدامه من قبل جميع البروتينات الموليبدية لممارسة كل منها وظيفتها الخاصة.

سوف يتجلى التأثير متعدد التأثيرات في طفرة تمنع تخليق المولد الحلزوني molibdocofactor ، ليس فقط في حالة عدم وجود ذلك ، ولكن في فقدان النشاط الأنزيمي لجميع إنزيمات الموليبودينز التي تحمل الطفرة.

-laminopathies

الصفيحة النووية عبارة عن شبكة معقدة داخل النواة ، مرتبطة ديناميكيًا بالغشاء الداخلي. تنظم الورقة النووية بنية النواة ، التقسيم بين euchromatin و heterochromatin ، التعبير الجيني ، وكذلك تكرار الحمض النووي ، من بين أشياء أخرى.

يتكون الصفيحة من النواة بواسطة عدد قليل من البروتينات المعروفة مجتمعة باسم الصفيحات. نظرًا لأن هذه البروتينات الهيكلية التي يتفاعل معها عدد كبير من الآخرين ، فإن أي طفرة تؤثر على جيناتها سيكون لها تأثيرات متعددة التأثيرات.

سوف تظهر التأثيرات المتعددة للطفرات في جينات اللامين كأمراض تسمى أمراض الصفيحات.

وهذا هو ، اعتلال الصفيحة هو مظهر المظاهر العديدة الناتجة عن الطفرات في جينات اللامين. المظاهر السريرية لاعتلال الصفيحة تشمل ، على سبيل المثال لا الحصر ، بروجيريا ، ضمور عضلي في Emery-Dreifuss ومجموعة من الإصابات الأخرى..

-المنظمين النسخي

الجينات الأخرى التي تؤدي طفراتها إلى العديد من التأثيرات المتعددة للجنيس ، هي تلك التي ترمز للمنظمين النسخيين.

هذه بروتينات تتحكم في تعبير الجينات بطريقة محددة ؛ هناك غيرها من الجهات التنظيمية العامة للنسخ. على أي حال ، فإن غياب هذه المنتجات يحدد أن الجينات الأخرى لا يتم نسخها (أي ، غير معبر عنها).

سيكون للطفرة التي تحدد عدم وجود أو خلل في منظم نسخ عام أو محدد آثار مؤثرة في الكائن الحي ، حيث لن يتم التعبير عن أي جين تحت سيطرته..

التنسج وعلم التخلق

إن اكتشاف آليات التغيير في تعبير الجينات التي لا تعتمد على التغيرات في تسلسل النيوكليوتيدات للجينات (علم التخلق) قد أثرى رؤيتنا للجنبة العديدة.

واحدة من أكثر جوانب دراسة علم التخلق هو عمل الحمض النووي الريبي المنشأ. هذه هي نتاج نسخ الجينات المسماة مير.

نسخ الجينات مير يؤدي إلى الحمض النووي الريبي ، بعد معالجتها ، يعمل في السيتوبلازم باعتباره الحمض النووي الريبي الصغيرة المعطلة.

تسمى هذه الرناوات بـ RNAs الصغيرة لإسكاتها لأنها تمتلك القدرة على أن تكون مكملة لرنا المرسال الأبيض. للانضمام إليهم ، يتم تدهور الرسول ولا يتم التعبير عن الشخصية.

في بعض الحالات ، يمكن أن يرتبط هذا الجزيء الصغير بأكثر من رسول واحد مختلف ، مما يؤدي بطبيعة الحال إلى تأثير مؤثر على المشاعر.

تعدد الأجسام والشيخوخة

إن تفسير الأسباب الطبيعية للشيخوخة يمكن أن يكون في تأثير الجينات متعددة الوجوه. وفقًا لفرضية فرضها ج. س. ويليامز ، فإن الشيخوخة هي نتيجة لما أسماه التعددية العديدة للعداء.

إذا كانت هناك جينات لها آثار معادية في مراحل مختلفة من حياة الكائن الحي ، فإن هذه الجينات يمكن أن تسهم في تقدم العمر.

إذا ظهرت الآثار المفيدة قبل التكاثر والآثار الضارة بعدها ، فسيكون ذلك مفضلاً بالانتقاء الطبيعي. ولكن على خلاف ذلك ، فإن الانتقاء الطبيعي يعمل ضد هذه الجينات.

وبهذه الطريقة ، إذا كانت الجينات متعددة التأثيرات فعليًا ، فسيكون الشيخوخة أمرًا لا مفر منه ، لأن الانتقاء الطبيعي يعمل دائمًا لصالح الجينات التي تفضل التكاثر.

تعدد الأضلاع و الانتواع

نوع التماثل هو نوع من أنواع التكاثر يحدث بدون حواجز جغرافية بين السكان من الواضح أن هذا النوع من التكاثر يفضله الطفرات متعددة الجنسيات.

تُظهر نماذج المحاكاة الرياضية التي طورها كوندرشوف أن العزلة التناسلية بين السكان المتعاطفين يمكن أن تحدث بسبب ظهور سمات كمية مهمة بيئيًا في ظل الانتقاء التخريبي..

هذه النماذج نفسها تشير إلى أن هذه الصفات يجب أن تكون مرتبطة بالجينات متعددة القوام. إذا كانت التغييرات ترجع إلى عدة جينات ، وليس إلى جينات متعددة القياسات ، فإن إعادة تجميع الجينات أثناء التكاثر ستمنع حدوث أي نوع من أنواع التكاثر. من شأنه أن يتجنب التليين الآثار المؤذية لإعادة التركيب.

تعدد الأشكال والتكيف

الأرض تتغير باستمرار. يجب أن تتغير الكائنات الحية باستمرار لتتكيف مع الظروف الجديدة. هذه التغييرات تؤدي إلى ما يعرف باسم التطور.

يجادل العديد من المؤلفين بأن التطور يؤدي إلى تعقيد متزايد للكائنات الحية. يمكن أن يكون هذا التعقيد من النوع المورفولوجي ، حيث يمكن أن تتطور شخصية معينة بشكل مستقل عن شخص آخر في ظروف بيئية محددة.

ومع ذلك ، كلما أصبحت الكائنات أكثر تعقيدًا ، تصبح قدرتها على الاستجابة للتغيرات أبطأ. وهو ما يسمى "التكلفة التطورية للتعقيد".

تجادل النماذج الرياضية أن التعديلات الناتجة عن التغيرات في الجينات متعددة الجنسيات ستكون أقل تكلفة تطوريًا من تلك الناتجة عن التغييرات في الشخصيات المشفرة بواسطة الجينات الفردية.

مراجع

1. Brooker، R. J. (2017). علم الوراثة: التحليل والمبادئ. ماكجرو هيل التعليم العالي ، نيويورك ، نيويورك ، الولايات المتحدة الأمريكية.
2. جودنوج ، يو دبليو (1984) علم الوراثة. W. B. Saunders Co.، Pkiladelphia، PA، USA.
3. Griffiths، A.J.F.، Wessler، R.، Carroll، S.B.، Doebley، J. (2015). مقدمة في التحليل الوراثي (11^عشر أد.). نيويورك: دبليو إتش فريمان ، نيويورك ، نيويورك ، الولايات المتحدة الأمريكية.
4. Ho، R.، Hegele، R. A. (2018) الآثار المعقدة لطفرات اعتلال الصفيحات على التركيب النووي والوظيفة النووية. علم الوراثة السريرية ، دوي: 10.1111 / cge.13455.
5. لوبو ، آي. (2008). تعدد الأشكال: يمكن أن يؤثر أحد الجينات على سمات متعددة. تعليم الطبيعة ، 1:10.
6. Stitzer، M.C، Ross-Ibarra، J. (2018) تدجين الذرة وتفاعل الجينات. عالم النبات الجديد ، 220: 395-408.