4.Polygenische Merkmale

Transkript

1 4.Polygenische Merkmale 1

2 Polygenetische Merkmale 1.Klassisch 2.Fakt ist: alle Merkmale werden von vielen Genen geregelt 2

3 Häufigkeit Häufigkeit Häufigkeit Die Genetik der Körperhöhe Genotypen niedrig hoch niedrig Gentypen hoch niedrig Genotypen 3 hoch

4 Genetik der quantitativen Merkmale Körpergewicht Normalverteilung Körperhöhe Gen 1 Gen 2 etc.. Phenotyp (in Stücken) Quantitative Merkmale werden spezifiziert durch den additiven Effekt von Genen: 1 Gen,1 Stück vom Phenotyp Konzept Mendelsche Sichtweise - Fehlen von: Interaktion zwischen Genen, und die Wirkung der Umgebung 4

5 Genetik der quantitativen Merkmale Quantitative Trait Loci : (Regionen eines quantitativen Merkmals) -Gene, die ein quantitatives Merkmal beeinflussen -Sind meistens auf verschiedenen Chromosomen verteilt. 5

6 Häufigkeit Häufigkeit Schwellenwert- Hypothese Distribution Kurven Pylorusstenose Grenzwert Migräne niedrig Neigung hoch Niegung keine ohne mit Aura Neigung 6

7 Polygenetische Krankheiten 1. Eine Krankheit wird durch die gleichzeitige Fehlfunktion verschiedener Gene verursacht 2. Eine Krankheit wird durch Fehlfunktion eines der beitragenden Gene verursacht 3. Eine Krankheit wird durch den kombinierten Effekt von genetischen und Umweltfaktoren beeinflusst Krebs,Herzerkrankungen,Autoimmunerkrankungen, Diabetes, Osteoporose, Hypertension, Fettleibigkeit, Atherosclerose, Depression, Schizophrenie Atherosclerose Osteoporose Lungenkrebs 7

8 Wie können monogenetische Merkmale existieren? Eine Phenotypvariante kann zu einem bestimmten Genvariant (Allel) gehören, heißt aber noch nicht,dass dieses Gen den spezifischen Phenotyp kodiert oder dass das spezifische Allel alleine den Phenotyp kodiert. 1. Die anderen Gene sind nicht variabel, oder ihre Variabilität ändert nichts an der Phenotypvariation. 2. Der Effekt von einem Gen ist sehr weitreichend/stark (Hub gene) 3. Die Gene spielen eine Rolle in der Bestimmung des Phänotypen,die physisch verbunden sind; damit sind also auch ihre Allele miteinander verkoppelt. 8

9 Wie können monogenetische Merkmale existieren? 1. Die anderen Gene sind funktionell nicht-variabel, oder ihre Variabilität verursacht keine Phenotypvariation Gene, verantwortlich für die Bestimmung eines einzelnen Phänotypen Gen 1 A Allel B Allel 1A B Individuum 1 Individuum 2 Phenotyp Haploider Fall 9

10 Wie können monogenetische Mermale existieren? 2. Der Effekt eines Gens ist sehr stark (Hub gene) Gene verantwortlich für die Bestimmung des Phenotypen Gen 1 A Allel B Allel 1A 1A 1B 1B Individuum 1 Individuum 2 Individuum 3 Individuum 4 Haploider Fall Phenotyp 10

11 Wie können monogenetische Mermale existieren? 3. Viele Gene spielen eine Rolle in der Bestimmung des Phenotyps, aber ihre Allele sind miteinander verkoppelt. Chromosom A Individuum 1 gene 1A gene 2A gene 3A gene 4A Individuum 2 gene 1B gene 2B gene 3B gene 4B Haploider Fall Die Häufigkeit der Rekombination zwischen Genen ist selten,wegen des kurzen Abstandes! 11

12 Wie können monogenetische Merkmale existieren? 2 Fragen: 1. Fakt: Ein Allel eines einzelnen Gens kann unmissverständlich einer Phenotypvariante zugeordnet werden.heisst das etwa, dass dieses Gen den vorliegenden Phenotyp kodiert? - Genaugenommen NEIN, ein Gen übt seine Aufgabe im Zusammenhang mit anderen Genen aus. - In weitem Sinne JA, aber es ist nur eine Korrelation. 2. Gibt es viele monogenetische Merkmale? - Nein, bei mehr und mehr monogenetischen Merkmalen findet man heraus, dass sie polygenetisch sind 12

13 Fazit 1. Monogenetische Merkmale sind unter der Kontrolle von verschiedenen Genen, aber in besonderen Fällen können einige monogenetisch erscheinen. 2. Genauer, die 1 Gen, 1 Phänotyp Beziehung ist nie zutreffend, die 1 Allel, 1 Phänotypvariante Beziehung tritt selten auf. 13

14 Häufige Krankheit / Häfige Variante- Hypothese Die häufig vorkommenden multifaktorialen Krankheiten des Menschen werden durch einige Varianten einiger Gene verursacht, wessen Ursache ist, dass in der Zeit der Entstehung der menschlichen Art die Populationsgrösse sehr klein war und durch die plötzliche Expansion die seltenen genetische Varianten häufiger wurden. SNP-s: Markern an der DNS durch welche die Krankheiten, bzw. Neigungen zur Krankheiten gekoppelte SNPs ausserhalb des Gens Keine Wirkung auf das Protein INTERGENISCHE REGION Gesund Krank SNPs Innerhalb des Gens Regulatorische SNP Menge des Proteins Gen REGULATORREGION Kodierende SNP Funktion des Proteins KODIERENDE REGION 14

15 David Goldstein Häufige Krankheit / Seltene Variante- Hypothese Die häufige Variante Hypothese scheint falsch zu sein. Die gleiche Krankheit wird in verschiedenen Patienten durch verschiedene Faktoren verursacht: verschiedene Mutationen in verschiedenen Positionen von verschiedenen Genen verursachen die gleiche Krankheit. Das erschwert die personalisierte Therapie. 15

16 Flaschenhalseffekt in der Evolution des Menschen Ausgangspopulation Überlebenden Ergebniss 16