Unterschied zwischen Pleiotropie und polygener Vererbung

Hauptunterschied - Pleiotropie vs. polygene Vererbung

Sowohl Pleiotropie als auch polygene Vererbung sind zwei Begriffe, die zur Beschreibung der Beziehung zwischen Genen und ihren Phänotypen oder Merkmalen verwendet werden. Die Pleiotropie folgt den Mendelschen Vererbungsmustern, während die polygene Vererbung ein Muster der nicht Mendelschen Vererbung ist. Bei der Mendelschen Vererbung ist ein einzelnes Gen an der Bestimmung eines einzelnen Merkmals beteiligt. Das Hauptunterschied zwischen Pleiotropie und polygener Vererbung ist das In der Pleiotropie beeinflusst ein Gen viele Merkmale, wohingegen bei der polygenen Vererbung viele Gene ein Merkmal betreffen. Sowohl die Pleiotropie als auch die polygene Vererbung kommen in allen lebenden Organismen vor. Albinismus, Phenylketonurie, Autismus, Schizophrenie, Sichelzellenanämie und Marfan-Syndrom sind Beispiele für Pleiotropie. Körpergröße, Gewicht, Körperform, Augenfarbe, Hautfarbe und Haarfarbe des Menschen werden durch die polygene Vererbung gesteuert.

Wichtige Bereiche

1. Was ist Pleiotropie?
      - Definition, Funktionen, Beispiele
2. Was ist polygene Vererbung?
      - Definition, Funktionen, Beispiele
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Pleiotropie und polygener Vererbung?
      - Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen Pleiotropie und polygener Vererbung?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Genotyp, unvollständige Dominanz, Mendelsche Vererbung, Nachkommenschaft, Pleiotropie, polygene Vererbung, Eigenschaft

Was ist Pleiotropie?

In der Pleiotropie beeinflusst ein einzelnes Gen viele Merkmale. Das bedeutet, dass das Genprodukt in vielen Arten von Zellen in verschiedenen Geweben verwendet wird. Manchmal kann das Genprodukt als Signalmolekül wirken und die Funktionen vieler Gewebe beeinflussen. Das Gen, das für die Fellfarbe von Mäusen verantwortlich ist, ist pleiotrop. Das dominante Allel Y erzeugt die gelbe Fellfarbe und das rezessive Allel y in den Mäusen die Agoutifarbe. Der Genotyp yy produziert Agouti-Farbmäuse. Der Genotyp Yy produziert gelbe Mäuse. Der Genotyp YY erzeugt zwei Merkmale, die Fellfarbe und die Letalität. Daher endet der Mäuseembryo mit dem Genotyp YY vorzeitig. Da ein Gen an der Bestimmung des Merkmals in der Pleiotropie beteiligt ist, können bei den Nachkommen nur drei unterschiedliche genotypische Ergebnisse beobachtet werden. Der Mechanismus der Pleiotropie ist in gezeigt Abbildung 1.

Wenn eine Mutation in diesem Gen auftritt, können viele Symptome auftreten, da das Gen viele Merkmale beeinflusst. Phenylketonurie ist eine Erkrankung, die durch eine Mutation im Gen verursacht wird, die für das Enzym Phenylalaninhydroxylase kodiert ist. Die Symptome der Phenylketonurie sind geistige Behinderung, reduziertes Haar und Pigmentierung der Haut. Ein Gen, das eine Mischung aus vorteilhaften und schädlichen Merkmalen mit demselben Gen trägt, wird als antagonistische Pleiotropie bezeichnet. Das p53-Gen unterdrückt die undifferenzierte Zellproliferation und verhindert so Krebs. Gleichzeitig unterdrückt es die Proliferation der Stammzellen und verhindert so die Regeneration des Gewebes. Das Altern ist ein weiteres Beispiel für eine antagonistische Pleiotropie, die die Fitness in der Jugend erhöht, aber die Fitness verringert, wenn man alt wird.

Abbildung 2: Albinismus

Albinismus tritt auf, wenn die Melaninproduktion von Melanin durch eine Mutation verändert wird. Es betrifft die Haut, Haare und Augen des Organismus. Autismus, Schizophrenie, Sichelzellenanämie und Marfan-Syndrom sind Beispiele für Erkrankungen, die durch Pleiotropie verursacht werden. Albinismus in einem Pfau ist in gezeigt Figur 2.

Was ist polygene Vererbung?

Bei der polygenen Vererbung wird ein bestimmtes Merkmal von mehr als einem Gen bestimmt. Daher ist die Wirkung eines Gens auf das Merkmal gering. Hier zeigen die beteiligten Gene eine unvollständige Dominanz. Daher ist das Merkmal des Nachwuchses eine Mischung elterlicher Merkmale. Die äußeren Umweltfaktoren wirken sich auch auf die polygene Vererbung aus. Die meisten metrischen und meristischen Merkmale stehen unter dem Einfluss der polygenen Vererbung. Die polygenen Merkmale zeigen eine kontinuierliche Verteilung in einer Population. Somit ist die Verteilungskurve der polygenen Vererbung glockenförmig. Eine große Variabilität von Genotypen kann innerhalb einer Population in polygenen Merkmalen beobachtet werden. Die Organismen in der Mitte der Verteilungskurve bestehen aus einer Kombination von dominanten und rezessiven Allelen. Die Individuen mit vielen der dominanten Allele oder rezessiven Allele können am Ende der Kurve erscheinen. Die Verteilungskurve der polygenen Vererbung der Höhe beim Menschen ist in dargestellt Figur 3.

Abbildung 3: Polygenische Vererbung der Höhe

Die Farbe des menschlichen Auges wird von 16 verschiedenen Genen gesteuert. Die Augenfarbe wird durch die Menge an Melanin bestimmt, die vor der Iris erzeugt wird. Die Farbe kann entweder schwarz, braun, grün, haselnussbraun oder blau sein. Die Hautfarbe des Menschen ist ein weiteres Beispiel für polygene Vererbung. Die Farbe der Haut wird durch die Menge an Melanin bestimmt, die in der Haut produziert wird. Wenn die Anzahl der in der Haut vorhandenen dunklen Allele hoch ist, wird die Hautfarbe dunkler. 

Ähnlichkeiten zwischen Pleiotropie und polygener Vererbung

• Pleiotropie und polygene Vererbung beschreiben die Beziehung zwischen Genen und ihren Merkmalen.
• Sowohl die Pleiotropie als auch die polygene Vererbung können in allen lebenden Organismen vorkommen.

Unterschied zwischen Pleiotropie und polygener Vererbung

Definition

Pleiotropie: Pleiotropie ist die Kontrolle mehrerer Merkmale durch ein einzelnes Gen.

Polygene Vererbung: Polygene Vererbung ist die Kontrolle eines einzelnen Merkmals durch mehrere Gene.

Ergebnis

Pleiotropie: Die Pleiotropie hat nur drei genotypische Ergebnisse.

Polygene Vererbung: Polygene Vererbung hat viele genotypische Ergebnisse.

Merkmal

Pleiotropie: In der Pleiotropie wird ein bestimmtes Merkmal von einem Gen beeinflusst.

Polygene Vererbung: Bei der polygenen Vererbung wird ein bestimmtes Merkmal von vielen Genen beeinflusst.

Wirkung eines Gens auf das Merkmal

Pleiotropie: Die Wirkung eines Gens auf sein Merkmal ist 100%.

Polygene Vererbung: Die Wirkung eines Gens auf das Merkmal ist gering.

Mendelsche Erbschaft

Pleiotropie: Die Pleiotropie folgt den Mendelschen Vererbungsmustern.

Polygene Vererbung: Polygene Vererbung ist ein nicht Mendelsches Vererbungsmuster.

Einfluss der Umweltfaktoren

Pleiotropie: Typischerweise wird die Pleiotropie nicht durch die Umgebungsfaktoren beeinflusst.

Polygene Vererbung: Die Merkmale der polygenen Vererbung werden stark von den Umweltfaktoren beeinflusst.

Beispiele

Pleiotropie: Albinismus, Phenylketonurie, Autismus, Schizophrenie, Sichelzellenanämie und Marfan-Syndrom sind Beispiele für Pleiotropie.

Polygene Vererbung: Körpergröße, Gewicht, Körperform, Augenfarbe, Hautfarbe und Haarfarbe des Menschen werden durch polygene Vererbung gesteuert.

Fazit

Pleiotropie und polygene Vererbung beschreiben den Einfluss von Genen auf ihre Phänotypen. In der Pleiotropie kontrolliert ein einzelnes Gen einen bestimmten Charakter und folgt den Mendelschen Vererbungsmustern. Bei der polygenen Vererbung wird ein einzelnes Merkmal von vielen Genen gesteuert. Der Hauptunterschied zwischen Pleiotropie und polygener Vererbung liegt in den Mustern der Einflüsse von Genen auf ihre Merkmale.

Referenz:

1. "Pleiotropie". Genetik-Hinweise. N.p., n. D. Netz. Hier verfügbar. 13. Juli 2017. 
2. Bailey, Regina. „Was ist polygene Vererbung?“, Dachte CoCo. N.p., n. D. Netz. Hier verfügbar. 13. Juli 2017.

Bildhöflichkeit:

"Pavo cristatus - Southwicks Zoo, Massachusetts, USA - Albino-8a (1)" Von Eric Kilby aus den USA - White Peacock Hochgeladen von Snowmanradio (CC BY-SA 2.0) über Commons Wikimedia
"Polygene Vererbung" Nach Quelle (WP: NFCC # 4) (Fair Use) über Commons Wikimedia