Polygenie
Polygenie (engl. polygene oder multiple factor) ist ein Begriff aus der Genetik und bezeichnet die Tatsache, dass die Ausprägung eines Merkmals (Phänotyps) nicht durch ein einzelnes Gen (Monogenie), sondern durch mehrere Gene bestimmt wird.[1]
Beispiele sind etwa die Körpergröße, Gewicht, Intelligenz, Pigmentierung (Haarfarbe, Hautfarbe) und mehrere Krankheiten (Asthma, Bluthochdruck).
Polygen vererbte Merkmale sind sehr schwer zu untersuchen, unter anderem weil:[2]
- Einige bzw. viele Gene dasselbe Merkmal bedingen.
- Jedes Gen einen kleinen Effekt auf den Phänotyp hat.
- Die Effekte verschiedener Gene sich summieren.
Es handelt sich hierbei also um eine Abweichung von den mendelschen Regeln der Art, dass zwar jedes einzelne Gen nach den Vererbungsregeln weitergegeben wird, es aber bei der Merkmalsausprägung zu einer Vermischung der Genwirkungen kommt, sodass kein klarer Mendelscher Erbgang mehr erkennbar ist.[3] So hatte Gregor Mendel großes Glück bei seiner Untersuchung der Vererbung der Farbe von Erbsensamen und Erbsenblüten, denn diese werden einfach (monogen) vererbt.
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[Bearbeiten] Abgrenzung
Das Gegenstück zur Polygenie ist die Pleiotropie (bzw. Polyphänie). Hier werden mehrere Phänotypen (Merkmale) durch nur ein Gen beeinflusst.
Eine andere Form der Gen-Interaktion stellt die Epistase dar. Es ist die Interaktion von Genen zwischen Allelen an unterschiedlichen Genorten (Genloci).
[Bearbeiten] Arten der Polygenie
Es werden zwei Arten der Polygenie unterschieden, die komplementäre und die additive.
[Bearbeiten] Komplementäre Polygenie
Bei der komplementären Polygenie bestimmen die beteiligten Genpaare unabhängig voneinander jeweils ein Teilmerkmal, und ergänzen sich so in ihrer Wirkung. Fehlt ein Genpaar, wird das Gesamtmerkmal nicht ausgeprägt.
- Beispiele
- Der Blutgerinnungsfaktor. Ein Ausgangsstoff wird durch von mehreren Genen synthetisierte Enzyme zum Endprodukt umgebaut, wobei jedes Enzym eine Zwischenstufe erzeugt, auch „Wirkkette“ genannt.[4]
- Ausprägung von Kammformen bei Hühnern[4]
[Bearbeiten] Additive Polygenie
Bei der additiven Polygenie wirken verschiedene Genpaare bei der Ausbildung eines Merkmals zusammen und addieren sich in ihrer Wirkung. Fehlt ein Genpaar, wird das Merkmal trotzdem ausgeprägt – nur schwächer. Diese Gene können sich auf verschiedenen Chromosomen befinden und deshalb getrennt voneinander vererbt werden. Typisches Kennzeichen sind abgestufte Unterschiede und fließende Übergänge im Phänotyp.
- Beispiele
- Größe, Wuchshöhe, Färbungsintensität (Hautfarbe)[4]
- Körnerfarbe von Weizen, untersucht 1909 vom Pflanzengenetiker Hermann Nilssohn-Ehle (1873–1949)[5]
[Bearbeiten] Polygenie und Umwelteinflüsse (multifaktorielle Vererbung)
Ist ein Merkmal von mehreren Genen als auch Umweltfaktoren abhängig, spricht man von multifaktorieller Vererbung.[3][6]
Bei Betrachtung einer ganzen Population im Hinblick auf ein quantitatives Merkmal führt das Zusammenspiel von Polygenie und Umweltfaktoren zu einer kontinuierlichen Varianz des Phänotyps (innerhalb eines bestimmten Rahmens). Je mehr Gene beteiligt sind, desto kontinuierlicher wird die Kurve. Die kontinuierliche Variabilität (sowohl einzeln durch Polygenie bzw. Umweltfaktoren beeinflusst, als auch im Zusammenspiel dieser entstanden) führt zu einem Verteilungsmuster, das dem der Gauß-Kurve entspricht.[2] Insgesamt folgen viele menschliche Eigenschaften (IQ, Körpergröße, Gewicht) der Normalverteilung.[7]
- Beispiele
Die Hautfarbe. Zunächst sind an der Hautpigmentierung des Menschen mindestens drei unabhängige Gene beteiligt.[8] Das ermöglicht eine sehr weite Abstufung zwischen sehr dunkler und sehr heller Hautfarbe. Umwelteinflüsse wie die UV-Strahlung verändern den Phänotyp der Haut zusätzlich. Dabei wird in der Haut die Produktion von Melanin innerhalb genetisch festgelegter Grenzen zusätzlich angeregt und die Haut erscheint dunkler.
Die Körpergröße. Zunächst wird sie in einem gewissen Rahmen vererbt. Das heißt, große Eltern bekommen in der Regel große Kinder. Die tatsächlich erreichte Größe hängt aber zusätzlich von der Qualität der Ernährung des Menschen ab; vor allem von der reichlichen Zufuhr von Eiweiß ab. Dabei begrenzt die individuelle genetische Konstitution jedoch die Größe auf ein Höchstmaß.
[Bearbeiten] Einzelnachweise
- ↑ Clemens Kirschbaum: Biopsychologie von A bis Z. Springer-Lehrbuch, ISBN 3540396039, S. 226 Lemma „polygen“
- ↑ a b Polygenie – Artikel in der Humangenetik bei zum.de
- ↑ a b Heinrich Zankl: Genetik, C.H.Beck; 1. Auflage (24. August 1998), ISBN 3406439942, S. 21/22
- ↑ a b c Hans Stengel: Genetik, S. 23f., sekundär zitiert nach Polygenie und Polyphänie – kurze Abhandlung (pdf)
- ↑ Jochen Graw, Wolfgang Hennig: Genetik, Springer Berlin Heidelberg; 5., vollst. überarb. Auflage (22. Juli 2010), ISBN 3642049982, S. 456–459
- ↑ Werner Buselmaier, Gholamali Tariverdian: Humangenetik, Springer-Verlag GmbH; 3., aktualis. und neu bearb. Auflage 2004 (November 2003), ISBN 354000873X, Kapitel 6 „Multifaktorielle (polygene) Vererbung“, S. 226
- ↑ Arnold Lohaus, Marc Vierhaus, Asja Maass: Entwicklungspsychologie des Kindes- und Jugendalters für Bachelor., Springer Berlin Heidelberg; 1. Auflage (17. März 2010), ISBN 3642039359, S. 126
- ↑ Niels Birbaumer, Robert F. Schmidt: Biologische Psychologie (Springer-Lehrbuch), Springer Berlin Heidelberg; 7., vollst. überarb. u. ergänzte Auflage (21. Juli 2010), ISBN 3540959378, S. 575
[Bearbeiten] Literatur
- Jochen Graw, Wolfgang Hennig: Genetik, Springer Berlin Heidelberg; 5. Auflage, vollst. überarb. Auflage (22. Juli 2010), ISBN 3642049982, S. 456–459
- Werner Buselmaier, Gholamali Tariverdian: Humangenetik, Springer-Verlag GmbH; 3., aktualis. und neu bearb. Auflage 2004 (November 2003), ISBN 354000873X, Kapitel 6 „Multifaktorielle (polygene) Vererbung“
[Bearbeiten] Weblinks
- Polygenie – Artikel in der Humangenetik bei zum.de
