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 (q

r ) 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 (q

s) (rodinná agregácia)

 pre prvostupňových príbuzných pri

nízkych hodnotách q

r platí vzťah

q

s = √qr



q

r = 0,001 > qs = 0,033

 teda riziko postihnutia pre deti a

súrodencov postihnutých je 3,3 %

q

r

q

s

Polygénna dedičnosť kvalitatívnych znakov – pokr.

 v praxi sa hodnota predispozície nepozná (neprejavuje sa), úlohou

je zo známych q

r a qs stanoviť koeficient korelácie medzi

príbuznými

 Falconerov model – základný model

 Edwardsova aproximácia:
r = (0,57 log k)/(-log q

r – 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