DZIEDZICZENIE

WIELOCZYNNIKOWE

Katedra i Zakład Biologii i Genetyki AMG

Dziedziczenie wieloczynnikowe

Determinowane jest przez wiele genów

z różnych loci (każdy wywiera mały, lecz

kumulujący się efekt) wraz z czynnikami

środowiskowymi.

Dziedziczenie wieloczynnikowe

Przykład: Jest bardziej prawdopodobne, że

dziecko wysokich rodziców będzie wysokie,

niż dziecko mające niskich rodziców.

Niedożywienie (czynnik środowiskowy)

może hamować wzrost dziecka.

Wpływ środowiska na różnicowanie się fenotypu

Dziedziczenie poligenowe

- cechy

dziedziczone wyłącznie genetycznie,

przez wiele genów znajdujących się w

różnych loci.

Dziedziczenie

koloru

skóry

Cechy ilościowe i jakościowe

• Cechy ilościowe to takie, które są mierzalne.

Należą do nich np. wzrost, waga, poziom

cholesterolu we krwi.

• cechy ilościowe wykazują zmienność ciągłą – istnieje

nieskończona liczna pośrednich wartości pomiędzy

ekstremami.

Przykłady cech ilościowych:

• Wzrost
• Waga
• Inteligencja
• Objętość

krwinek
czerwonych

• Ciśnienie krwi

Cechy ilościowe (ciągłe)

Dla większości tych cech istnieje

rozkład Gaussa – większość ludzi

plasuje się w pobliżu środka krzywej.

– Przykład: rozkład wzrostu – większość

mężczyzn w Polsce ma 176 cm.

Cechy ilościowe (ciągłe)

Pierwsze badania nad

dziedziczeniem

wieloczynnikowym zostały

przeprowadzone przez

Galtona

(współczesny

Mendlowi). Zauważył on

„regresję do

przeciętności” – synowie

niskich ojców byli

przeważnie nieco od nich

wyżsi, a wysokich – niżsi.

Potomstwo wydawało się

„cofać” do wartości

pośrednich.

To dotyczy wszystkich

ilościowych cech

wieloczynnikowych, takich

jak np. inteligencja.

Cechy ilościowe i jakościowe

• Cechy jakościowe nie mogą być zmierzone –

są to fenotypy wszystko-albo-nic. W

praktyce, proband z cechą jakościową jest

często jedyną osobą wykazującą tę cechę w

rodzinie.

Cechy ilościowe i jakościowe

Ponieważ analiza rodowodu jest

niewystarczająca, konieczne są analizy

zgodności u bliźniąt jednojajowych i korelacji

rodzinnej.

Choroby dziedziczone wieloczynnikowo

Jeśli cechy
wieloczynnikowe
mają ciągły rozkład,
jak choroby mogą
być dziedziczone w
ten sposób?

Przykład cechy jakościowej – wartość progowa,
po przekroczeniu której występują objawy
chorobowe

• Zaangażowanie kilku loci

• Brak dominacji lub recesywności

• Kumulacja efektów fenotypowych

• Oddziaływanie czynników środowiskowych

z genotypem

Wieloczynnikowy model dziedziczenia:

Choroby dziedziczące się w sposób

wieloczynnikowy

• Większość dzieci dotkniętych chorobą ma

zdrowych rodziców.

–

Większość geniuszy ma przeciętnych rodziców, podobnie jak
dzieci z bardzo niską inteligencją.

• Ryzyko urodzenia kolejnego chorego dziecka

zwiększa się wraz z liczbą dotkniętych

dzieci w rodzinie

• Ryzyko powtórzenia się choroby u krewnych

jest wyższe w przypadku ciężko chorych

probantów.

• Pokrewieństwo rodziców tylko nieznacznie

zwiększa ryzyko urodzenia chorego dziecka.

• Ryzyko urodzenia chorego dziecka spada

gwałtownie wraz ze spadkiem pokrewieństwa, w

przeciwieństwie do chorób dziedziczonych

autosomalnie dominująco o niepełnej penetracji

• Ryzyko powtórzenia się choroby jest wyższe

dla krewnych tych dzieci, których płeć jest

rzadziej dotykana chorobą.

Choroby dziedziczące się w sposób

wieloczynnikowy

Wprowadzenie do badań rodzinnych

Stopień
pokrewieństwa

Przykłady

Proporcja
wspólnych
genów

PIERWSZY

Rodzic i dziecko,
rodzeństwo

1/2

DRUGI Dziadkowie

i

wnuki,

siostrzeńcy/bratankowie
i ciotki/wujowie

1/4

TRZECI Kuzyni

pierwszego

stopnia

1/8

Zgodność

Jeżeli cecha jest wyłącznie uzależniona od genów,

monozygotyczne bliźnięta będą miały 100% zgodności,

podczas gdy bliżnięta dizygotyczne mające tylko połowę

genów wspólnych, będą wykazywać wartość niższą. Jeśli

natomiast cecha jest wyłącznie środowiskowa, zarówno

bliźnięta mono- jak i dizygotyczne będą wykazywać taką

samą zgodność.

Zgodność (%) = [X/ X+Y] x100

X – oba bliźnięta posiadające cechę
Y – jedno z bliźniąt posiadające cechę

Wyniki badań bliźniąt

Stopień podobieństwa bliźniąt z cechą ilościową

Stopień podobieństwa

Cecha

Monozygotyczne

(%)

Dizygotyczne

(%)

Wzrost

95 52

IQ

90 60

Rozkurczowe

ciśnienie krwi

50 27

Badania bliźniąt monozygotycznych
przyczyniły się do zwiększenia
informacji na temat wpływu
środowiska na różne cechy.

Cechy jakościowe – zgodność bliźniąt

Zgodność

Cecha

Monozygotyczne

(%)

Dizygotyczne

(%)

Nowotwór 17 11
cukrzyca
(insulinozależna)

30-40 6

cukrzyca
(nieinsulinozależna)

100 10

Epilepsja 37 10
Nadciśnienie 30

10

Niedokrwienna
choroba serca

19 8

Depresja 70 15
Artretyzm

30

5

Schizofrenia 45

12

Odziedziczalność

Określa, jaka część zmienności cechy zależy od

wpływu genów, a jaka od środowiska.
Jest to genetyczny składnik całkowitej zmienności

fenotypowej danej cechy wyrażany w procentach.

V

G

H = V

E

+V

G

100%

X

V

G

– wariancja genetyczna

V

E

– wariancja środowiskowa

Korelacja

Jest to liczbowa miara zależności cech.

Współczynnik korelacji +1 oznacza korelację

całkowitą dodatnią – np. im wyższy ojciec,

tym wyższy syn.
Korelacja w granicach 0,7-1 jest duża, 0,3-

0,7 – średnia, poniżej bardzo słaba.

Wyniki badań rodzin

Korelacja krewnych
pierwszego stopnia

Cecha

Obserwowana Spodziewana

Wzrost 0.53

0.5

IQ 0.41

0.5

Rozkurczowe

ciśnienie krwi

0.18 0.5

Częstość występowania cech

jakościowych dla różnych stopni

pokrewieństwa

Częstość (%) u krewnych:

Cecha

Pierwszego
stopnia

Drugiego
stopnia

Trzeciego
stopnia

Częstość w

populacji

Epilepsja 5

2.5 1.5 1

Schizofrenia 10

4

2

1

Depresja

15

5

3.5

1