Un poligen es un miembro de un grupo de genes no epistáticos que interactúan de forma aditiva para influir en un rasgo fenotípico , contribuyendo así a la herencia de múltiples genes ( herencia poligénica , herencia multigénica, herencia cuantitativa [1] ), un tipo de herencia no mendeliana. , a diferencia de la herencia de un solo gen, que es la noción central de la herencia mendeliana . El término "monocigótico" se utiliza normalmente para referirse a un gen hipotético, ya que a menudo es difícil distinguir el efecto de un gen individual de los efectos de otros genes y del entorno sobre un fenotipo particular. Sin embargo, los avances en la metodología estadística y la secuenciación de alto rendimiento están permitiendo a los investigadores localizar genes candidatos para el rasgo. En el caso de que se identifique dicho gen, se lo denomina locus de rasgo cuantitativo (QTL). Estos genes también son generalmente pleiotrópicos . Se cree que los genes que contribuyen a la diabetes tipo 2 son en su mayoría poligenes. [2] En julio de 2016, los científicos informaron haber identificado un conjunto de 355 genes del último ancestro común universal (LUCA) de todos los organismos que viven en la Tierra. [3]
Los rasgos con determinismo poligénico corresponden a los caracteres cuantitativos clásicos , a diferencia de los caracteres cualitativos con determinismo monogénico u oligogénico. En esencia, en lugar de dos opciones, como pecas o no pecas, existen muchas variaciones, como el color de la piel, el cabello o incluso los ojos.
Locus poligénico es cualquier locus individual que está incluido en el sistema de genes responsables del componente genético de variación de carácter cuantitativo (poligénico). Las sustituciones alélicas contribuyen a la variación en un carácter cuantitativo específico. El locus poligénico puede ser un locus genético único o complejo en el sentido convencional, es decir, un gen único o un bloque estrechamente vinculado de genes funcionalmente relacionados. [4]
En sentido moderno, el modo de herencia de los patrones poligénicos se denomina herencia poligénica , cuyas principales propiedades pueden resumirse de la siguiente manera:
La herencia poligénica ocurre cuando una característica está controlada por dos o más genes . A menudo los genes son grandes en cantidad pero pequeños en efecto. [9] Ejemplos de herencia poligénica humana son la altura, el color de piel, el color de ojos y el peso. Los poligenes también existen en otros organismos. Drosophila , por ejemplo, muestra poligenia con rasgos como la morfología de las alas, [10] el número de cerdas [11] y muchos otros.
La frecuencia de los fenotipos de estos rasgos generalmente sigue un patrón de distribución de variación continua normal. Esto resulta de las muchas combinaciones alélicas posibles. Cuando se trazan los valores, se obtiene una curva "normal" en forma de campana . La moda de la distribución representa el fenotipo óptimo o más apto. Cuantos más genes estén implicados, más suave será la curva estimada, que se deriva del teorema del límite central . Esto implica que rasgos como la altura, que son altamente hereditarios y se distribuyen normalmente, son necesariamente poligénicos. En otras palabras, el hecho de que la altura humana siga una curva de campana suave implica que no puede haber un solo gen (ni siquiera un pequeño grupo de genes) que controle la altura en circunstancias normales. Sin embargo, en este modelo todos los genes deben codificar alelos con efectos aditivos. Esta suposición suele ser poco realista, ya que muchos genes muestran efectos de epistasis que pueden tener efectos impredecibles en la distribución de los resultados, especialmente cuando se observa la distribución en una escala fina. [12]
Tradicionalmente, el mapeo de poligenes requiere herramientas estadísticas disponibles para ayudar a medir los efectos de los poligenes, así como para limitar los genes individuales. Una de estas herramientas es el mapeo QTL . El mapeo de QTL utiliza un fenómeno conocido como desequilibrio de ligamiento al comparar genes marcadores conocidos con fenotipos correlacionados. A menudo, los investigadores encontrarán una gran región de ADN, llamada locus , que representa una cantidad significativa de la variación observada en el rasgo medido. Este locus suele contener una gran cantidad de genes responsables. Se ha descrito una nueva forma de QTL como QTL de expresión (eQTL). Los eQTL regulan la cantidad de ARNm expresado, que a su vez regula la cantidad de proteína dentro del organismo. [13]
Otro interés de los genetistas estadísticos que utilizan el mapeo QTL es determinar la complejidad de la arquitectura genética subyacente a un rasgo fenotípico. Por ejemplo, pueden estar interesados en saber si un fenotipo está formado por muchos loci independientes o por unos pocos loci, y si esos loci interactúan. Esto puede proporcionar información sobre cómo puede estar evolucionando el fenotipo.