Polygénna dedičnosť priamym produktom štruktúrneho génu je špec. polypeptid nijaký gén nemôže utvárať svoj polypeptid bez spoluúčasti

iných génov (napr. účasť veľkého množstva enzýmov na transkripcii/translácii, dlhá cesta medzi génovým produktom a fenotypom a pod.)

> neexistujú znaky determinované jediným génom Otázka znie: Variabilitou genotypu na koľkých lokusoch je

vyvolaná variabilita daného znaku ? monogénne znaky – variabilita genotypu na jednom lokuse

(rôzne alely génu) polygénne znaky – variabilita genotypu na mnohých lokusoch multifaktoriálna etiológia – okrem polygénneho systému na

variabilite znaku sa podieťajú aj negenetické faktory

Interakcia medzi dvomi lokusmi dva páry alel D, d a T, t utvárajú 9 rozličných genotypov

mendelistický (Punnettov) štvorec – kríženie dvoch dvojnásobných heterozygotov

TT Tt tt

DD DDTT DDTt DDtt

Dd DdTT DdTt Ddtt

dd ddTT ddTt ddtt

gaméty matky

gaméty otca

DT Dt dT dt

DT DDTT DDTt DdTT DdTt

Dt DDTt DDtt DdTt Ddtt

dT DdTT DdTt ddTT ddTt

dt DdTt Ddtt ddTt ddtt

Interakcia medzi dvomi lokusmi - pokr.

genotypový segregačný pomer v potomstve:1/16DDTT + 2/16DDTt + 1/16DDtt + 2/16DdTT + 4/16DdTt + 2/16Ddt + 1/16ddTT +2/16ddTt + 1/16ddtt

počet fenotypov závisí od funkčných vzťahov medzi genotypmi dvoch lokusov (kt. sú podobné ako medzi alelami jedného lokusu) intermedialita – každému genotypu zodpovedá urč. fenotyp interakcia – vzťah epistázy (dominancia) a hypostázy (recesivity)

dominantná epistáza – ak je dominantná alela lokusu D/d epistatická nad lokusom T/t (u jedinca s alelou D nedokážeme podľa fenotypu určiť genotyp na lokuse T/t)

recesívna epistáza – genotyp dd je epistatický nad lokusom T/t

epistáza (neodhalená) je najčastejšou príčinou neúplnej penatrancie a variabilnej expresivity (voľná kombinácia)

interakcia medzi lokusmi znižuje počet fenotypových kategórií (až na úroveň monogénnej dedičnosti)

Interakcia medzi dvomi lokusmi - pokr.

mnohokrát je ťažké určiť či sa jedná o epistázu alebo o monogénnu dedičnosť

fenotyp „Bombay“ pri ABO – najznámejší príklad recesívnej epistázy lokus H/h – chrom. č. 19, alela

H je zodpovedná za prekurzorový oligosacharidový reťazec (u hh sa prekurzor nevytvára)

lokus pre antigény ABO – chrom. č. 9

alela A pripája na prekurzor antigén A, alela B pripája antigén B, alela O ponecháva prekurzor nepozmenený

Polygénna dedičnosť kvantitatívnych znakov

kvantitatívne znaky ich hodnota sa zvyčajne vyjadruje číslom (metrické zn., napr.

telesná výška, IQ, krvný tlak a pod.) majú veľký počet fenotypových kategórií plynulá škála prechodov od jedného extrému k druhému

(kontinuálna variabilita) pri väčšine z nich na fenotypovej variabilite sa podielajú aj vplyvy

prostredia - multifaktoriálna etiológia genetická zložka je reprezentovaná polygénnym systémom

výskyt veľkého počtu genotypov v populácii vzťah medzi počtom možných genotypov a počtom

zúčastnených lokusov = 3k (k = počet lokusov) napr ak k = 10 počet možných genotypov sa = 59 049

preto pri kvantitatívnych znakoch očakávame normálnu (gausovskú) distribúciu

Normálna (gausovská) distribúcia

Polygénna dedičnosť kvantitatívnych znakov – pokr.

Polygénna dedičnosť kvantitatívnych znakov – pokr. gausovská distribúcia je charakterisrická pre veličiny, ktorých

variabilitu vyvoláva veľké množstvo vzájomne nezávislých a rovnocenných príčin (nemusia to však byť iba genetické príčiny)

gausovská distr. je nevyhnutným ale nepostačujúcim kritériom polygénnej dedičnosti

hlavným metodickým krokom genetického štúdia kvantitatívnych znakov je stanovenie miery podobnosti medzi geneticky príbuznými jedincami korelačný koeficient, r – najpoužívanejší ukazovateľ

úplná asociácia: r = 1 (obidve premenné stúpajú/klesajú spoločne) r = -1 (keď jedna stúpa, druhá klesá)

úplná nezávislosť: r = 0 očakávaná hodnota korelačného koeficintu medzi jednotlivými

typmi príbuzných sa rovná koeficientu príbuznosti r = R, teda podielu spoločných génov

(pri 100% genetickej podmienenosti a neúčasti negenetických faktorov)

Polygénna dedičnosť kvantitatívnych znakov – pokr.

korelácia medzi príbuznými v znaku „celkový počet papilárnych línií“ (nízka až nulová spoluúčasť negenetických faktorov)

r = 0,5 medzi rodičom a dieťaťom znamená, že priemerná hodnota znaku u detí leží na polovici medzi hodnotou rodiča a priemerom populácie

preto majú nadpriemerní rodičia väčší podiel nadpriemerných potomkov ako je vo všeobecnej populácii (a podpriemerní väčší podiel podpriemerných)

príbuznosť r- nájdená r - očakávaná

MZ dvojčatá 0,95 1,0

DZ dvojčatá 0,49 0,5

súrodenci 0,49 0,5

rodič-dieťa 0,48 0,5

MPV-dieťa 0,66 0.707

rodič-rodič 0,05 0,0

Polygénna dedičnosť kvantitatívnych znakov – pokr.

•v panmiktickej populácii sa priemer a variancia znaku z generácie na generáciu nemení

Polygénna dedičnosť kvalitatívnych znakov

aj znaky s kvalitatívnou variabilitou môžu byť polygénne dedičné

kvantitatívna veličina (predispozícia, náchylnosť) prekročí určitú hodnotu (prah) a prejaví sa to zmenou fenotypu (kvality) polygénna/multifaktoriálna dedičnosť s prahovým efektom

najčastejšie je to predispozícia na určitú chorobu a potom rozlišujeme len nadprahových (chorých) a podprahových (zdravých) jedincov

napr. pri vrodených malformáciách predispozíciou býva rýchlosť jednotlivých vývinových procesov počas organogenézy (keď sa nedokončí včas vývin určitej štruktúry, nadväzujúca štruktúra sa môže vyvinúť patologicky, napr. rázštepy pery a podnebia)

polygénna predispozícia v populácii má gausovskú distribúciu, preto podiel postihnutých je úmerný plôške (qr ) pod krivkou nad prahom

Polygénna dedičnosť kvalitatívnych znakov – pokr.

situácia u príbuzných: u príbuzných postihnutého priemer

predispozície je posunutý smerom k vyšším hodnotám > vyšší podiel postihnutých (qs) (rodinná agregácia)

pre prvostupňových príbuzných pri nízkych hodnotách qr platí vzťah

qs = √qr

qr = 0,001 > qs = 0,033

teda riziko postihnutia pre deti a súrodencov postihnutých je 3,3 %

qr

qs

Polygénna dedičnosť kvalitatívnych znakov – pokr.

v praxi sa hodnota predispozície nepozná (neprejavuje sa), úlohou je zo známych qr a qs stanoviť koeficient korelácie medzi príbuznými

Falconerov model – základný model Edwardsova aproximácia:

r = (0,57 log k)/(-log qr – 0,44 log k – 0,26), kde k = qs/ qr

prahový efekt a inbríding zväčší sa variabilita a

zvýši sa podiel nadprahových

jedincov

Polygénna dedičnosť kvalitatívnych znakov – pokr.Charakteristika multifaktoriálnej dedičnosti s prahovým

efektom s klesajúcim stupňom príbuznosti klesá hodnota korelácie (teda aj

riziko postihnutia) početnosť postihnutých medzi príbuznými postihnutých závisí od

populačnej frekvencie pacienti s ťažkou formou majú v priemere viac postihnutých

príbuzných (vyššie riziko) ako pac. s ľahšou formou ak je v incidencii ochorenia intersexuálny rozdiel (čo často je), podiel

postihnutých (riziko) medzi príbuznými zriedkavejšie postihnutého pohlavia je vyšší ako medzi príbuznými postihnutých druhého pohlavia

medzi rodičmi postihnutých je mierne zvýšené percento konsangvinných sobášov

vyskytuje sa vertikálny (z rodiča na dieťa) aj horizontálny (postihnutí súrodenci) prenos v rodinách teoretické riziko je rovnaké nakoľko R medzi rodičom a dieťaťom a medzi

súrodencami je rovnaký v praxi sa pužíva empirické riziko

Empirické riziko pylorostenózy