다원성

Pleiotropy
이 기사는 유전적 다방성에 관한 것이다.약물 다방성은 다방성(약물)을 참조하십시오.
단순 유전자형-가중 다원성 효과만 보여주는 표현형 지도.G1, G2, G3는 표현형 특성 P1, P2, P3에 기여하는 다른 유전자이다.

Pleiotropy (from Greek πλείων pleion, 'more', and τρόπος tropos, 'way') occurs when one gene influences two or more seemingly unrelated phenotypic traits.다형성 발현을 보이는 유전자를 다형성 유전자라고 한다.다방성 유전자의 돌연변이는 동일한 시그널링 기능을 가진 무수한 세포 또는 다른 타겟에 의해 사용되는 생성물을 코드화하는 유전자 때문에 여러 특성에 동시에 영향을 미칠 수 있다.

다방성은 유전자 다방성, 발달 다방성, 선택 다방성과 같은 여러 구별되지만 잠재적으로 중복되는 메커니즘에서 발생할 수 있습니다.유전자 다방성은 유전자 생성물이 다른 여러 단백질과 상호작용하거나 여러 반응을 촉매할 때 발생한다.발달적 다방성은 돌연변이가 결과 표현형에 여러 영향을 미칠 때 발생한다.선택적 다방성은 결과 표현형이 적합성에 많은 영향을 미칠 때 발생한다(연령과 [1]성별과 같은 요인에 따라 다름).

다방성의 예는 음식에서 얻을 수 있는 아미노산인 페닐알라닌의 수준에 영향을 미치는 유전 질환인 페닐케톤뇨증이다.페닐케톤뇨증은 이 아미노산의 체내 양을 증가시켜 매우 위험할 수 있다.이 질병은 12번 염색체의 단일 유전자의 결함으로 인해 발생하는데, 이 유전자는 신경계나 간질계와 [2]같은 여러 시스템에 영향을 미치는 효소 페닐알라닌 수산화효소를 코드한다.

다방성 유전자 작용은 자연 선택, 성적 선택 또는 인위적 선택이 하나의 대립 유전자에 유리할 때 다변량 진화 속도를 제한할 수 있고, 다른 특성들에 대한 선택은 다른 대립 유전자에 유리하다.몇몇 유전자 진화는 유기체에 해롭다.유전적 상관관계와 선택에 대한 반응은 종종 다원성을 예시한다.

역사

다원적 특성은 이전에 과학계에서 인정되었지만 1866년 그레고르 멘델의 완두콩 식물 실험 전까지 실험되지 않았다.멘델은 특정한 완두콩 식물의 특징들이 함께 [citation needed]유전되는 것처럼 보인다는 것을 알아냈다; 그러나, 단일 유전자와의 상관관계는 증명된 적이 없다."[3]pleiotropie"라는 용어는 1910년에 출판된 그의 Festschrift에서 루드비히 플레이트에 의해 처음 만들어졌습니다.그는 원래 "몇 가지 특성이 ...에 의존할 때 발생하는 것으로 다원성을 정의했다.이러한 특성은 항상 함께 나타나므로 상관관계가 있는 것처럼 보일 수 있습니다."[4]이 정의는 오늘날에도 여전히 사용되고 있습니다.

Plate의 정의 이후, Hans Gruneberg는 다방성의 [3]메커니즘을 최초로 연구했다.1938년 그루네버그는 다원성을 "진짜"와 "진짜" 다원성 두 가지로 구분하는 논문을 발표했다."진짜" 다원성은 하나의 궤적에서 두 개의 서로 다른 주요 산물이 발생할 때입니다.반면, "스플리어스" 다원성은 한 1차 산물이 다른 방식으로 활용되거나 한 1차 산물이 다른 표현형 결과를 가진 일련의 사건들을 시작하는 것이다.그룬버그는 골격 돌연변이를 가진 쥐를 대상으로 실험을 한 후 이러한 차이를 알게 되었다.그는 "진짜" 다방성이 돌연변이에 존재하는 반면, "진짜" 다방성은 존재하지 않았으므로, 그의 원래 이론을 [5]부분적으로 무효화했다.후속 연구를 통해, 그루네버그의 "진짜" 다원성에 대한 정의는 우리가 현재 간단히 "다원성"[3]으로 식별하는 것이라는 것이 입증되었습니다.

1941년 미국의 유전학자 조지 비들(George Beedle)과 에드워드 테이텀(Edward Tatum)은 그룬버그의 "진짜" 다원성에 대한 정의를 더욱 무효화하고 대신 1903년 [3][6]프랑스 생물학자 루시엔 쿠에노(Lucien Cuénot)가 처음 도입한 "하나의 유전자 1 효소" 가설을 옹호했다.이 가설은 어떻게 단일 유전자가 다양한 표현형을 생산할 수 있는지에 대한 미래 연구를 이동시켰다.

1950년대 중반 리처드 골드슈미트와 에른스트 하돈은 개별적인 연구를 통해 "진정한" 다원성의 결함을 강화했다.몇 년 후, Hadorn은 다중성을 "모자이크" 모델과 "관계" 모델 (한 개의 궤적이 두 개의 표현형 특성에 직접적으로 영향을 미친다는 의미)로 구분했다.이 용어들은 더 이상 사용되지 않지만 다원성에 [3]대한 현재의 이해에 기여하고 있다.

하나의 유전자 1 효소 가설을 받아들임으로써, 과학자들은 대신 분리되지 않은 표현형 특성이 유전자 재조합과 돌연변이에 의해 어떻게 영향을 받을 수 있는지에 초점을 맞추고, 그것을 개체군과 [3]진화에 적용했다.기본적으로 모든 특성에 영향을 미칠 수 있는 궤적 돌연변이로 정의되는 다원성에 대한 이러한 견해, "범용 다원성"은 1930년 로널드 피셔의 기하학적 모델에 의해 처음 암시되었다.이 수학적 모델은 진화 적합성이 무작위 변화(즉, 돌연변이)로부터 표현형 변이의 독립성에 어떻게 의존하는지를 보여준다.그것은 표현형 독립성의 증가는 특정 돌연변이가 적합성의 증가를 [7]야기할 가능성 감소에 해당한다는 이론을 세웠다.Sewall Wright는 Fisher의 연구에 대해 자세히 설명하면서 1968년 저서 Evolution and the Genetics of Populations에서 더 많은 증거를 제시했습니다. "범용 다원성" 개념을 지원하기 위해 분자 유전학을 사용하여 유전학 및 바이오메트릭 재단.진화에 관한 이러한 다양한 연구의 개념은 개인의 [1]적합성과 관련된 수많은 다른 연구 프로젝트의 씨앗이 되었다.

1957년 진화생물학자 조지 C. 윌리엄스는 길항작용이 밀접하게 연관되어 있고 다원적으로 작용한다면 유기체의 수명 주기 동안 나타날 것이라는 이론을 세웠다.자연 도태는 생식보다 생식 전에 더 이로운 유전자를 선호한다.이를 알고 윌리엄스는 밀접한 연관성만 존재한다면 자연도태로 인해 번식 전후에 모두 유익한 특성이 나타난다고 주장했다.그러나 이는 자연에서 관찰되지 않으며, 따라서 길항다원성은 나이(노년기)[8]에 따른 느린 열화에 기여한다.

메커니즘

다형성은 단일 유전자가 여러 표현형 특성에 미치는 유전적 영향을 설명한다.기본 메커니즘은 다양한 세포에 의해 사용되거나 다양한 표적에 영향을 미치는 계단식 신호 기능을 가진 제품을 코드하는 유전자이다.

다원적 특성

분산으로 측정되는 SNP가 많은 다원적 예측 변수들 사이에 중첩되기 때문에 다원성은 인간의 많은 특징에 대해 제한적인 것으로 보인다.

대부분의 유전적 특성은 본질적으로 다유전적이다: 각각 작은 영향을 미치는 많은 유전자 변형에 의해 제어된다.이러한 유전자 변형은 게놈의 단백질 코딩 또는 비코딩 영역에 존재할 수 있습니다.이 맥락에서 다형성은 예를 들어 단일 뉴클레오티드 다형성 또는 SNP와 같은 특정 유전적 변형이 두 개 이상의 뚜렷한 특징에 미치는 영향을 의미한다.

게놈 전체 연관 연구(GWAS)와 대규모 게놈 데이터셋의 기계 학습 분석을 통해 키, 골밀도 및 많은 질병 위험과 같은 인간 특성에 대한 SNP 기반 다유전자 예측 변수가 구축되었다.비슷한 예측 변수가 식물과 동물 종에 존재하며 농업 사육에 사용된다.

다발성의 한 가지 척도는 두 가지 다른 복잡한 인간 특성 사이에 공통되는 유전적 분산의 비율이다. 예를 들어, 키 대 골밀도, 유방암 대 심장마비 위험, 또는 당뇨 대 갑상선 기능 저하 위험이다.이것은 수백 쌍의 특성에 대해 계산되었으며, 그 결과는 표에 나와 있다.검사된 대부분의 경우 각 특성을 제어하는 게놈 영역은 거의 분리되며 약간의 중복만 있습니다.

따라서, 적어도 지금까지 조사된 복잡한 인간의 특징에 대해, 다방성은 범위가 제한적이다.

원점 모델

다방성의 기원에 대한 한 기본 모델은 특정 특성의 발현에 대한 단일 유전자 궤적을 설명한다.궤적은 다른 궤적의 발현 변화를 통해서만 발현 특성에 영향을 미친다.시간이 지남에 따라, 그 궤적은 두 번째 궤적과 상호작용함으로써 두 가지 특성에 영향을 미칠 것이다.같은 기간 동안 두 특성 모두에 대한 방향 선택은 특성 간의 양의 상관관계를 증가시키는 반면, 한 특성에만 대한 선택은 두 특성 간의 양의 상관관계를 감소시킨다.결국 방향 선택을 동시에 받은 특성들이 단일 유전자에 의해 연결되면서 다방성을 낳았다.

더 복잡한 다른 모델은 기본 모델의 일부 감독(예: 여러 특성 또는 로키가 특성에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 가정)을 보완합니다.그들은 또한 유전자에 대한 단일 돌연변이가 두 배의 [9]영향을 미칠 것이기 때문에 다방성이 두 특징의 표현형 변이를 증가시킨다는 생각을 제안합니다.

진화

다방성은 유전자의 진화 속도와 대립 유전자의 빈도에 영향을 미칠 수 있다.전통적으로, 다원성 모델은 유전자의 진화 속도가 다원성과 부정적으로 연관되어 있다고 예측해왔다 – 유기체의 특성이 증가함에 따라, 유기체의 개체군 내 유전자의 진화 속도는 [10]감소한다.그러나 이 관계는 경험적 [11][12]연구에서는 명확하게 발견되지 않았다.

짝짓기에 있어서, 많은 동물들에게 있어서, 성적 의사소통의 신호와 수용체는 신호 특성에 [13]영향을 미치는 두 개의 독립된 유전자에 대한 선택 결과 대신 단일 유전자의 발현으로 동시에 진화했을 수 있다.이런 경우에, 다방성은 짝짓기와 생존을 촉진할 것이다.하지만, 다방성은 부정적으로 작용할 수도 있다.종자 딱정벌레에 대한 연구는 한 성별에 이로운 유전자의 특정 대립 유전자에 대한 선택이 다른 성별의 같은 유전자에 의해 잠재적으로 해로운 특성을 발현시킬 때, 특히 그 유전자가 상염색체 [14]염색체에 위치할 때, 초점 내 성적 충돌이 일어난다는 것을 발견했습니다.

다방성 유전자는 분화에서 중재력으로 작용한다.윌리엄 R.라이스와 엘렌 E.Hostert(1993)는 연구에서 관찰된 전지전적 격리는 간접 선택에서 다지오토피의 균형 역할의 산물이라고 결론지었다.모든 난치성 잡종들의 특성을 모방함으로써, 그들은 8개의 개별 연구에서 난자의 수정이 방지되었다는 것을 알아챘는데, 이는 다방성 유전자가 [15]분화에 미치는 영향일 가능성이 있다.마찬가지로 다방성 유전자의 안정화 선택은 대립 유전자의 빈도를 변경할 [16]수 있게 한다.

곰팡이 진화 유전체학에 대한 연구는 적응과 생식 분리에 동시에 영향을 미치는 다방성 특성을 보여주어 적응을 분화로 직접 전환시켰다.이 효과를 나타내는 특별한 사례는 병원성 자낭균, 특히 배뇨에서 사과 딱지의 원인이 되는 곰팡이의 숙주 특이성이다.이들 기생균은 각각 숙주에 적응하며 자원을 [17]얻은 후에야 공유 숙주 내에서 짝짓기를 할 수 있다.단일 독소 유전자 또는 독성 대립 유전자가 숙주를 식민화하는 능력을 부여할 수 있기 때문에 적응과 생식 분리가 즉시 촉진되고, 결과적으로 다발적으로 적응 분화를 일으킨다.진균 진화 유전체학 연구는 유전자 흐름의 결과로 발생하는 발산의 초기 단계를 더욱 명확히 하고 다른 진핵 생물에서 [17]다원적으로 유도되는 적응 발산에 대한 통찰력을 제공할 것입니다.

길항다원성

주요 기사:길항다원성 가설

때때로, 다방성 유전자는 유기체에 해로울 수도 있고 유익할 수도 있는데, 이것은 길항제 다방성이라고 언급된다.이것은 그 특성이 유기체의 초기 생활에 유익할 때 발생할 수 있지만, 그것의 늦은 수명은 그렇지 않다.이러한 "트레이드오프"는 자연 선택이 대부분의 유기체가 [18]나중에 발현되는 특성보다 더 일찍 발현되는 특성들에 영향을 미치기 때문에 가능하다.

이 생각은 1957년 G. C. 윌리엄스에 의해 처음 개발된 적대적 다원성 가설의 중심이다.윌리엄스는 젊고 가임성이 높은 유기체의 건강 증대에 책임이 있는 일부 유전자들이 나중에 건강 감퇴에 기여하고, 이것은 노화에 대한 진화적 설명을 제공할 수 있다고 제안했다.암을 억제하면서도 줄기세포를 억제하는 p53 유전자가 [13]그 예다.

불행하게도, 길항다원성의 과정은 모든 대립 유전자의 전체적인 이점을 약 절반으로 효과적으로 감소시킬 뿐만 아니라, 적응이 지연되는 변화된 진화 경로를 초래할 수 있다.하지만, 길항적 다발성은 또한 유익한 특성을 지배하는 유전자에 더 큰 진화적 "정지력"을 부여합니다. 왜냐하면 그 유전자에 돌연변이를 가진 유기체는 여러 가지 특성이 영향을 받을 수 있기 때문에, 잠재적으로 [19]더 나쁜 쪽으로 성공적으로 번식할 수 있는 기회를 줄일 수 있기 때문입니다.

겸상적혈구 빈혈은 Hb-S로의 돌연변이가 헤테로 접합자에 대한 말라리아 내성의 적합성을 제공하는 반면, 호모 접합자는 기대 수명을 현저히 낮췄기 때문에 다방성 유전자의 체류력에 의해 주어지는 혼합 유익성의 전형적인 예이다.이 두 상태가 같은 돌연변이 유전자와 연관되어 있기 때문에, 오늘날 많은 사람들이 적성에 영향을 미치는 [20]유전 질환임에도 불구하고 겸상 적혈구에 걸리기 쉽습니다.

예

알비니즘을 가진 공작새

알비니즘

주요 기사:알비니즘

알비니즘은 티로시나아제라고도 불리는 TYR 유전자의 돌연변이이다.이 돌연변이는 가장 흔한 형태의 알비니즘을 일으킨다.돌연변이는 멜라닌의 생성을 변화시켜 멜라닌과 관련된 것들과 유기체 전체의 다른 의존적인 특징들에 영향을 미친다.멜라닌은 빛을 흡수하는 데 사용되는 신체에 의해 만들어진 물질로 피부에 착색을 제공한다.알비닌증의 징후는 멜라닌의 부족으로 인해 유기체의 눈, 머리카락, 피부에 색이 없다는 것이다.알비니즘의 일부 형태들은 빠른 눈의 움직임, 빛에 대한 민감성, 그리고 [21]사시를 통해 나타나는 증상들을 가지고 있는 것으로 알려져 있다.

자폐증과 정신분열증

주요 기사:자폐증과 정신분열증

유전자의 다방성은 또한 특정 정신 질환들 사이에서도 관련이 있다.염색체 22의 22q11.2 영역에서의 결실은 정신분열증과 [22]자폐증과 관련이 있다.정신분열증과 자폐증은 같은 유전자 결손과 관련이 있지만 서로 매우 다르게 나타난다.결과적인 표현형은 개인이 그 장애를 발전시키는 삶의 단계에 따라 달라진다.어린 시절 유전자 결실의 징후는 전형적으로 자폐증과 관련이 있는 반면, 사춘기 이후 유전자 결실의 징후는 종종 정신 분열증이나 다른 정신 [23]질환에서 나타난다.이 질환들은 유전적으로 연관이 있지만, 어린 시절 [24]자폐증을 경험한 환자들에게서 성인 정신분열증에 걸릴 위험이 증가하지는 않는다.

2013년 연구는 또한 정신분열증과 자폐증을 포함한 다섯 가지 정신질환을 유전적으로 연관시켰다.그 연결은 뉴런과 칼슘 채널 신호 전달에 관여하는 두 유전자의 단일 뉴클레오티드 다형성이었다.이러한 유전자 중 하나인 CACNA1C는 인지에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다.그것은 자폐증과 관련이 있을 뿐만 아니라 정신분열증과 조울증과 [25]관련이 있다.이러한 특정 연구는 환자 자신이나 [26]가족 내에서 이러한 질병의 군집을 보여줍니다.정신분열증의 추정 유전율은 70~90%[27]이므로 유전자의 다방성은 특정 정신질환의 위험을 증가시키고 정신의학적 진단을 도울 수 있기 때문에 중요하다.

페닐케톤뇨증(PKU)

주요 기사:페닐케톤뇨증
생후 2주 된 유아의 혈액을 채취하여 PKU 검사를 실시합니다.

다방성의 일반적인 예는 인간병인 페닐케톤뇨증이다.이 질병은 정신지체와 머리카락과 피부 색소침착을 감소시키고, 아미노산 페닐알라닌을 티로신으로 변환하는 효소 페닐알라닌 하이드록실라아제를 코드하는 12번 염색체의 단일 유전자 중 많은 수의 돌연변이에 의해 발생할 수 있다.관련된 변환에 따라 이 변환은 감소하거나 완전히 중단됩니다.미변환 페닐알라닌은 혈류에 축적되어 신생아와 영아들의 발달하는 신경계에 독성이 있는 수준으로 이어질 수 있습니다.이것의 가장 위험한 형태는 클래식 PKU라고 불리며, 유아들에게 흔하다.그 아기는 처음에는 정상인 것처럼 보이지만 실제로는 영구적인 지적 장애를 일으킨다.이것은 정신지체, 비정상적인 걸음걸이와 자세, 그리고 성장지체와 같은 증상을 일으킬 수 있다.티로신은 멜라닌(모발과 피부에서 발견되는 색소의 성분)을 만들기 위해 신체에 의해 사용되기 때문에, 페닐알라닌의 정상 수치를 티로신으로 전환하지 못하면 흰 머리와 [2]피부를 만들 수 있습니다.이 병의 빈도는 매우 다양하다.특히 미국에서 PKU는 출생아 10,000명 중 1명꼴로 발견됩니다.신생아 검진 덕분에 의사들은 아기의 PKU를 더 빨리 발견할 수 있다.PKU는 페닐알라닌 수산화효소를 만드는 방법을 신체에 지시하는 역할을 하는 PAH 유전자의 돌연변이에 의해 야기된다.페닐알라닌 하이드록실화효소는 다이어트를 통해 섭취된 페닐알라닌을 신체가 사용할 수 있는 다른 물질로 바꾸는 것입니다.돌연변이는 종종 히드록실화효소가 페닐알라닌을 분해하는 효과나 속도를 감소시킨다.이것이 페닐알라닌이 [28]체내에 축적되는 원인이 된다.PKU를 치료하는 방법은 식단을 관리하는 것이다.페닐알라닌은 음식을 통해 섭취되기 때문에, 다이어트는 페닐알라닌이 많이 함유된 음식의 종류를 줄여야 한다.단백질이 많이 함유된 음식은 피해야 한다.이것들은 모유, 계란, 닭고기, 쇠고기, 돼지고기, 생선, 견과류, 그리고 다른 음식들을 포함한다.체내에 [29]단백질이 존재하기 위한 특별한 PKU 조제식을 얻을 수 있다.

겸상적혈구빈혈

주요 기사:겸상적혈구병
겸상 적혈구 정상형 및 겸상 적혈구 사진촬영

겸상적혈구 빈혈은 일반적인 유연하고 둥근 [30]모양 대신 단단한 초승달 모양으로 변형된 적혈구를 일으키는 유전병이다.그것은 HBB 유전자의 점 돌연변이인[31] 하나의 뉴클레오티드의 변화로 인해 발생한다.HBB 유전자는 적혈구가 몸 전체에 산소를 운반하기 위해 사용하는 단백질인 헤모글로빈의 베타글로빈 서브유닛을 만드는 정보를 암호화한다.겸상적혈구 빈혈은 HBB 유전자 돌연변이가 헤모글로빈의 베타글로빈 서브유닛을 모두 헤모글로빈S(HbS)[32]로 변화시킬 때 발생한다.

겸상적혈구 빈혈은 단일 돌연변이 HBB 유전자의 발현이 몸 전체에 수많은 결과를 낳기 때문에 다발성 질환이다.변이된 헤모글로빈은 폴리머를 형성하고 함께 뭉쳐져 탈산소화된 낫 적혈구가 변형된 낫 [33]모양으로 보이게 한다.결과적으로, 세포는 유연하지 않고 혈관을 통해 쉽게 흐르지 못하며, 혈전의 위험을 증가시키고 아마도 중요한 장기의 [32]산소를 빼앗을 수 있다.겸상적혈구 빈혈과 관련된 몇몇 합병증들은 통증, 손상된 장기, 뇌졸중, 고혈압, 그리고 시력 상실을 포함한다.겸상 적혈구 또한 수명이 짧아 일찍 [34]죽는다.

마르판 증후군

주요 기사 : 마르판 증후군
마르판 증후군 환자

마르판 증후군(MFS)은 5~10,000명 [35]중 1명에게 영향을 미치는 상염색체 우성 질환이다.MFS는 결합조직을 [35]형성하는 세포외 미세섬유의 주요 성분인 당단백질 피브릴린-1을 코드하는 FBN1 유전자의 돌연변이에 의해 발생한다.FBN1에서 1,000개 이상의 다른 돌연변이가 피브릴린의 비정상적인 기능을 초래하는 것으로 밝혀졌으며, 이는 결과적으로 결합 조직이 점진적으로 늘어나고 약해지는 것과 관련이 있다.이 섬유들은 몸 전체의 조직에서 발견되기 때문에, 이 유전자의 돌연변이는 눈과 [35]폐뿐만 아니라 골격, 심혈관, 신경계를 포함한 특정 시스템에 광범위한 영향을 미칠 수 있습니다.

의학적인 개입이 없다면, 마르판 증후군의 예후는 중간에서 생명을 위협할 수 있으며, 진단된 환자의 알려진 사인의 90%는 심혈관 합병증 및 울혈성 심부전과 관련이 있다.MFS의 다른 특징으로는 암 스팬의 증가와 상체 대 하체 [35]비율의 감소가 있습니다.

'미소근육' 대립 유전자

최근 실험용 쥐에서 발견된 "미니 근육"이라고 불리는 유전자는 돌연변이 시 뒷다리 근육량의 50%를 감소시키는 주요 효과(원래 [9]확인된 표현형 효과)를 일으킨다.더 작은 뒷다리 근육량 외에도, 돌연변이 쥐들은 신체 활동 중에 더 낮은 심박수와 더 높은 지구력을 보입니다.미니 근육 쥐는 또한 더 큰 신장과 간을 보인다.이러한 형태학적 편차는 모두 생쥐의 행동과 신진대사에 영향을 미친다.예를 들어, Mini Muscle 돌연변이를 가진 생쥐는 그램당 유산소 용량이 [36]더 높은 것으로 관찰되었다.작은 근육 대립 유전자는 멘델식 열성 [10]행동을 보여준다.돌연변이는 미오신 무거운 폴리펩타이드 4 [37]유전자의 인트론에서 단일 뉴클레오티드 다형성(SNP)이다.

DNA복구단백질

세포 DNA의 손상을 복구하는 DNA 복구 경로는 많은 다른 단백질을 사용한다.이 단백질들은 종종 DNA [38]복구 외에도 다른 기능을 가지고 있다.인간의 경우, 이러한 다기능 단백질 중 일부의 결함은 매우 다른 임상 [38]표현형을 야기할 수 있다.예를 들어 기초전사인자 II H의 가장 큰 서브유닛을 코드하는 XPB 유전자의 돌연변이는 몇 가지 다방성 효과를 가진다.XPB 돌연변이는 DNA의 뉴클레오티드 절제 복구와 유전자 [38]전사의 매우 분리된 과정에서 결핍된 것으로 알려져 있다.사람의 경우 XPB 돌연변이는 암 발생 가능성이 높은 색소성 건피증 또는 비암 발생 가능성이 높은 다계통 질환 트리코티오디스트로피를 일으킬 수 있다.인간의 또 다른 예는 몸 전체의 DNA 복구, 전사,[39] 그리고 다른 세포 과정을 매개하는 단백질을 암호화하는 ERCC6 유전자이다.ERCC6의 돌연변이는 눈(망막디스트로피), 심장(심장부정맥), 면역체계(림프구면역결핍)[40]의 장애와 관련이 있다.

닭고기

닭털의 구김살을 살린 닭고기

닭은 다원성 유전자의 영향을 받는 다양한 특징을 보인다.어떤 닭들은 몸에 납작하게 눕기 보다는 깃털이 모두 바깥쪽으로, 위로 말려 올라가는 주름진 깃털 특성을 보인다.프리즐 깃털은 α-케라틴을 코드하는 게놈 영역의 결실에서 발생하는 것으로 밝혀졌다.이 유전자는 신진대사의 증가, 음식 소비의 증가, 심박수의 가속화, 성적 [41]성숙의 지연과 같은 다른 기형을 다발적으로 유도하는 것으로 보인다.

가축 닭은 빠른 선택 과정을 거쳤으며, 관련 없는 표현형은 높은 상관관계를 가지며, 빗질량과 생식능력과 관련된 생리적 구조 사이에 다방성 또는 최소한 밀접한 연관성을 시사한다.큰 빗을 가진 수컷과 암컷 모두 골밀도와 강도가 높아 암컷이 달걀 껍질에 칼슘을 더 많이 축적할 수 있다.이러한 연관성은 빗질량에 영향을 미치는 유전자와 같은 궤적에 있는 수골(칼슘을 발달시키는 달걀 껍질로 전달하는 뼈 부분)에 영향을 미치는 두 개의 유전자, HAO1과 BMP2가 있다는 사실로 더욱 입증된다.HAO1과 BMP2는 또한 일반적으로 바람직한 국내 닭의 행동과 함께 다방성 효과를 나타낸다; 뼈 조직에서 이 두 유전자의 높은 수치를 발현하는 닭들은 더 많은 알을 생산하고 더 적은 알 부화 [42]행동을 보인다.

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레퍼런스

  1. ^ a b Paaby, Annalise B.; Rockman, Matthew V. (2016-11-15). "The many faces of pleiotropy". Trends in Genetics. 29 (2): 66–73. doi:10.1016/j.tig.2012.10.010. PMC 3558540. PMID 23140989.
  2. ^ a b "Phenylketonuria". Genes and Disease. National Center for Biotechnology Information. 1998.
  3. ^ a b c d e f Stearns, Frank W. (2016-11-15). "One Hundred Years of Pleiotropy: A Retrospective". Genetics. 186 (3): 767–773. doi:10.1534/genetics.110.122549. PMC 2975297. PMID 21062962.
  4. ^ McKusick, V A (1976-05-01). "Letter: Pleiotropism". American Journal of Human Genetics. 28 (3): 301–302. PMC 1685011. PMID 1266859.
  5. ^ Gruneberg, H., 1938 쥐(Mus norveicus)의 새로운 치명적 돌연변이의 "다원적" 효과에 대한 분석.검사, R. SOC. 론드.B125: 123~144.
  6. ^ Beadle, G. W.; Tatum, E. L. (15 November 1941). "Genetic Control of Biochemical Reactions in Neurospora". Proceedings of the National Academy of Sciences. 27 (11): 499–506. Bibcode:1941PNAS...27..499B. doi:10.1073/pnas.27.11.499. PMC 1078370. PMID 16588492.
  7. ^ Edwards, A W (2016-11-15). "The genetical theory of natural selection". Genetics. 154 (4): 1419–1426. doi:10.1093/genetics/154.4.1419. PMC 1461012. PMID 10747041.
  8. ^ Williams, G. C. (1957). "Pleiotropy, natural selection, and the evolution of senescence". Evolution. 11 (4): 398–411. doi:10.2307/2406060. JSTOR 2406060.
  9. ^ a b Pavlicev, Mihaela; Cheverud, James (2015). "Constraints Evolve: Context Dependency of Gene Effects Allows Evolution of Pleiotropy". Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. 46: 413–434. doi:10.1146/annurev-ecolsys-120213-091721. S2CID 85813898.
  10. ^ a b Wang, Zhi; Liao, Ben-Yang; Zhang, Jianzhi (2010-10-19). "Genomic patterns of pleiotropy and the evolution of complexity". Proceedings of the National Academy of Sciences. 107 (42): 18034–18039. doi:10.1073/pnas.1004666107. PMC 2964231. PMID 20876104.
  11. ^ Pál, Csaba; Papp, Balázs; Hurst, Laurence D (1 June 2001). "Highly Expressed Genes in Yeast Evolve Slowly". Genetics. 158 (2): 927–931. doi:10.1093/genetics/158.2.927. PMC 1461684. PMID 11430355.
  12. ^ Camps, Manel; Herman, Asael; Loh, Ern; Loeb, Lawrence A. (January 2007). "Genetic Constraints on Protein Evolution". Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology. 42 (5): 313–326. doi:10.1080/10409230701597642. PMC 3825456. PMID 17917869.
  13. ^ a b Singh, Nadia D.; Shaw, Kerry L. (3 January 2012). "On the scent of pleiotropy". Proceedings of the National Academy of Sciences. 109 (1): 5–6. Bibcode:2012PNAS..109....5S. doi:10.1073/pnas.1118531109. PMC 3252949. PMID 22198765.
  14. ^ Berger, David; Berg, Elena C.; Widegren, William; Arnqvist, Göran; Maklakov, Alexei A. (December 2014). "Multivariate intralocus sexual conflict in seed beetles". Evolution. 68 (12): 3457–3469. doi:10.1111/evo.12528. PMID 25213393. S2CID 12606026.
  15. ^ Kirkpatrick, Mark; Ravigné, Virginie (March 2002). "Speciation by Natural and Sexual Selection: Models and Experiments". The American Naturalist. 159 (S3): S22–S35. doi:10.1086/338370. PMID 18707367. S2CID 16516804.
  16. ^ Pavličev, Mihaela; Cheverud, James M. (4 December 2015). "Constraints Evolve: Context Dependency of Gene Effects Allows Evolution of Pleiotropy". Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. 46 (1): 413–434. doi:10.1146/annurev-ecolsys-120213-091721. S2CID 85813898.
  17. ^ a b Gladieux, Pierre; Ropars, Jeanne; Badouin, Hélène; Branca, Antoine; Aguileta, Gabriela; Vienne, Damien M.; Rodríguez de la Vega, Ricardo C.; Branco, Sara; Giraud, Tatiana (February 2014). "Fungal evolutionary genomics provides insight into the mechanisms of adaptive divergence in eukaryotes". Molecular Ecology. 23 (4): 753–773. doi:10.1111/mec.12631. PMID 24341913. S2CID 120555.
  18. ^ Lemaître, Jean-François; Berger, Vérane; Bonenfant, Christophe; Douhard, Mathieu; Gamelon, Marlène; Plard, Floriane; Gaillard, Jean-Michel (2015-05-07). "Early-late life trade-offs and the evolution of ageing in the wild". Proc. R. Soc. B. 282 (1806): 20150209. doi:10.1098/rspb.2015.0209. PMC 4426628. PMID 25833848.
  19. ^ Society, The Royal (2004-04-07). "Two steps forward, one step back: the pleiotropic effects of favoured alleles". Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences. 271 (1540): 705–714. doi:10.1098/rspb.2003.2635. PMC 1691650. PMID 15209104.
  20. ^ Carter, Ashley JR; Nguyen, Andrew Q. (2011-01-01). "Antagonistic pleiotropy as a widespread mechanism for the maintenance of polymorphic disease alleles". BMC Medical Genetics. 12: 160. doi:10.1186/1471-2350-12-160. PMC 3254080. PMID 22151998.
  21. ^ Medline Plus 백과사전:알비니즘
  22. ^ Vorstman, Jacob A.S.; Breetvelt, Elemi J.; Thode, Kirstin I.; Chow, Eva W.C.; Bassett, Anne S. (January 2013). "Expression of autism spectrum and schizophrenia in patients with a 22q11.2 deletion". Schizophrenia Research. 143 (1): 55–59. doi:10.1016/j.schres.2012.10.010. PMID 23153825. S2CID 20964079.
  23. ^ "Same DNA deletion paves paths to autism, schizophrenia Spectrum". Spectrum. 2016-10-18. Retrieved 2016-11-13.
  24. ^ Vorstman, Jacob A.S.; Breetvelt, Elemi J.; Thode, Kirstin I.; Chow, Eva W.C.; Bassett, Anne S. (January 2013). "Expression of autism spectrum and schizophrenia in patients with a 22q11.2 deletion". Schizophrenia Research. 143 (1): 55–59. doi:10.1016/j.schres.2012.10.010. PMID 23153825. S2CID 20964079.
  25. ^ Roussos, Panos; McClure, Margaret M.; Hazlett, Erin A.; New, Antonia S.; Siever, Larry J.; Bitsios, Panos; Giakoumaki, Stella G. (2013-03-30). "CACNA1C as a risk factor for schizotypal personality disorder and schizotypy in healthy individuals". Psychiatry Research. 206 (1): 122–123. doi:10.1016/j.psychres.2012.08.039. PMC 4176879. PMID 22985546.
  26. ^ "Pleiotropy of psychiatric disorders will reinvent DSM". www.mdedge.com. Retrieved 2016-11-13.
  27. ^ Sullivan, Patrick F.; Kendler, Kenneth S.; Neale, Michael C. (2003-12-01). "Schizophrenia as a complex trait: evidence from a meta-analysis of twin studies". Archives of General Psychiatry. 60 (12): 1187–1192. doi:10.1001/archpsyc.60.12.1187. PMID 14662550.
  28. ^ "페닐케톤뇨증 - 유전자 가정 참조"미국 국립 의학 도서관미국 국립 의학 도서관, 2012년 2월.웹.
  29. ^ 슬라이함, 신디'페닐케톤뇨'헬스라인N.P., 2016년 1월 13일웹
  30. ^ "What Is Sickle Cell Disease? - NHLBI, NIH". www.nhlbi.nih.gov. Retrieved 2016-11-11.
  31. ^ "Mutations and Disease Understanding Genetics". genetics.thetech.org. Retrieved 2016-11-11.
  32. ^ a b Reference, Genetics Home. "sickle cell disease". Genetics Home Reference. Retrieved 2016-11-11.
  33. ^ MD, Kenneth R. Bridges. "How Does Sickle Cell Cause Disease?". sickle.bwh.harvard.edu. Retrieved 2016-11-11.
  34. ^ "Complications and Treatments Sickle Cell Disease". CDC. Retrieved 2016-11-11.
  35. ^ a b c d "Marfan Syndrome". National Organization for Rare Disorders. 2017. Retrieved 5 November 2016.
  36. ^ Garland, Theodore; Morgan, Martin T.; Swallow, John G.; Rhodes, Justin S.; Girard, Isabelle; Belter, Jason G.; Carter, Patrick A. (June 2002). "Evolution of a small-muscle polymorphism in lines of house mice selected for high activity levels". Evolution. 56 (6): 1267–1275. doi:10.1111/j.0014-3820.2002.tb01437.x. PMID 12144025. S2CID 14217517.
  37. ^ Kelly, Scott A.; Bell, Timothy A.; Selitsky, Sara R.; Buus, Ryan J.; Hua, Kunjie; Weinstock, George M.; Garland, Theodore; Pardo-Manuel de Villena, Fernando; Pomp, Daniel (2013-12-01). "A novel intronic single nucleotide polymorphism in the myosin heavy polypeptide 4 gene is responsible for the mini-muscle phenotype characterized by major reduction in hind-limb muscle mass in mice". Genetics. 195 (4): 1385–1395. doi:10.1534/genetics.113.154476. PMC 3832280. PMID 24056412.
  38. ^ a b c Lehmann, AR (February 1998). "Dual functions of DNA repair genes: molecular, cellular, and clinical implications". BioEssays. 20 (2): 146–55. doi:10.1002/(SICI)1521-1878(199802)20:2<146::AID-BIES7>3.0.CO;2-R. PMID 9631660. S2CID 25183408.
  39. ^ "ERCC6 gene: MedlinePlus Genetics". medlineplus.gov. Retrieved 2021-06-02.
  40. ^ Forrest, Iain S.; Chaudhary, Kumardeep; Vy, Ha My T.; Bafna, Shantanu; Kim, Soyeon; Won, Hong‐Hee; Loos, Ruth J.F.; Cho, Judy; Pasquale, Louis R.; Nadkarni, Girish N.; Rocheleau, Ghislain; Do, Ron (August 2021). "Genetic pleiotropy of ERCC6 loss‐of‐function and deleterious missense variants links retinal dystrophy, arrhythmia, and immunodeficiency in diverse ancestries". Human Mutation. 42 (8): 969–977. doi:10.1002/humu.24220. PMC 8295228. PMID 34005834.
  41. ^ Ng, Chen Siang; Wu, Ping; Foley, John; Foley, Anne; McDonald, Merry-Lynn; Juan, Wen-Tau; Huang, Chih-Jen; Lai, Yu-Ting; Lo, Wen-Sui (2012-07-19). "The Chicken Frizzle Feather Is Due to an α-Keratin (KRT75) Mutation That Causes a Defective Rachis". PLOS Genetics. 8 (7): e1002748. doi:10.1371/journal.pgen.1002748. PMC 3400578. PMID 22829773.
  42. ^ Johnsson, Martin; Gustafson, Ida; Rubin, Carl-Johan; Sahlqvist, Anna-Stina; Jonsson, Kenneth B.; Kerje, Susanne; Ekwall, Olov; Kämpe, Olle; Andersson, Leif (2012-08-30). "A Sexual Ornament in Chickens Is Affected by Pleiotropic Alleles at HAO1 and BMP2, Selected during Domestication". PLOS Genetics. 8 (8): e1002914. doi:10.1371/journal.pgen.1002914. PMC 3431302. PMID 22956912.

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