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12.16: 상위성
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Biology

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Epistasis
 
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12.16: Epistasis

12.16: 상위성

In addition to multiple alleles at the same locus influencing traits, numerous genes or alleles at different locations may interact and influence phenotypes in a phenomenon called epistasis. For example, rabbit fur can be black or brown depending on whether the animal is homozygous dominant or heterozygous at a TYRP1 locus. However, if the rabbit is also homozygous recessive at a locus on the tyrosinase gene (TYR), it will have an unshaded coat that appears white, regardless of its TYRP1 alleles. This is an example of recessive epistasis and demonstrates that most biological systems involve many genetic elements that interact in multiple and complex ways.

Epistasis

Although Mendel chose seven unrelated traits in peas to study gene segregation, most traits involve multiple gene interactions that create a spectrum of phenotypes. When the interaction of various genes or alleles at different locations influences a phenotype, this is called epistasis. Epistasis often involves one gene masking or interfering with the expression of another (antagonistic epistasis). Epistasis often occurs when different genes are part of the same biochemical pathway. The expression of a gene might depend on a gene product in the same biochemical pathway.

Tyrosinase and TYRP1

One example of epistasis is fur pigmentation in rabbits. Many genes affect a rabbit’s fur color, including one called tyrosinase (TYR). Animals homozygous dominant or heterozygous at a tyrosinase locus will produce colored coats, while homozygous recessive rabbits develop unpigmented coats that appear white. Fur color is also partially established by another gene called tyrosinase-related protein 1, or TYRP1. The dominant allele produces black fur, and the recessive allele produces brown or chocolate fur.

Disregarding other factors involved in coat color, rabbits heterozygous at both loci will have black fur. However, their offspring that inherit two recessive tyrosinase alleles will have white, unpigmented fur, regardless of which TYRP1 alleles they inherit. This is an example of recessive epistasis because the recessive TYR alleles mask or interfere with the production of a black or brown coat. In this case, TYR is epistatic to TYRP1.

The Complexity of Genetic Interactions

The study of epistatic interactions allows researchers to understand how different species developed coat colors to suit unique environments. In general terms, it helps determine the functional relationship between genes, the ordering of genes in a pathway, and how different alleles quantitatively impact phenotypes. As such, since the concept of epistasis was introduced, it has become increasingly clear that most biological systems involve many genetic elements that interact with one another in multiple and complex ways.

특성에 영향을 미치는 동일한 메뚜기에서 여러 알꼴 이외에, 다른 위치에 있는 수많은 유전자 또는 유전자는 주피증에게 불린 현상에 있는 표현형을 상호 작용하고 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 토끼 모피는 동물이 TYRP1 궤적에서 동종 우세 또는 이종화구인지 여부에 따라 검은 색 또는 갈색일 수 있습니다. 그러나, 토끼가 티로시나아제유전자(TYR)의궤적에서 소동이 나는 경우, TYRP1 알레에 관계없이 흰색으로 보이는 무한 털을 갖게 된다. 이것은 오목한 epistasis의 예이고 대부분의 생물학 시스템이 다중 복잡한 방법으로 상호 작용하는 많은 유전 요소를 관련한다는 것을 보여줍니다.

Epistasis

Mendel은 유전자 분리를 연구하기 위하여 완두콩에 있는 7개의 관련없는 특성을 선택했지만, 대부분의 특형은 표현형의 스펙트럼을 만드는 다중 유전자 상호 작용을 관련시킵니다. 다른 위치에서 다양한 유전자 또는 유전자의 상호 작용이 표현형에 영향을 줄 때, 이것은 epistasis에게 불립니다. Epistasis는 수시로 다른 (길항성 epistasis)의 발현을 마스킹하거나 방해하는 한 유전자를 관련시킵니다. 피스타시스는 다른 유전자가 동일한 생화학 적 경로의 일부일 때 종종 발생합니다. 유전자의 발현은 동일한 생화학 적 경로에 있는 유전자 제품에 의존할 수 있습니다.

티로시나제와 TYRP1

에피스타시스의 한 가지 예는 토끼의 모피 색소침착입니다. 많은 유전자는 티로시나아제(TYR)라고 불리는TYR것을 포함하여 토끼의 모피 색상에 영향을 미칩니다. 티로시나아제 궤적에서 동물 동질 지배적 또는 이테로지구우스는 컬러 코트를 생성하고, 호모지구스 오목한 토끼는 흰색으로 보이는 색소 침착한 코트를 개발합니다. 모피 색상은 또한 티로시나아제 관련 단백질 1 또는 TYRP1이라는다른 유전자에 의해 부분적으로 확립된다. 지배적 인 진상대는 검은 모피를 생산하고, 열성 적 인 진상수는 갈색 또는 초콜릿 모피를 생산하고 있습니다.

코트 색상과 관련된 다른 요인을 무시하면 두 쪽 의 토끼 이종구스는 검은 털을 갖게됩니다. 그러나 두 개의 오목한 티로시나아제 대립을 상속받은 자손은 TYRP1 대립구도가 상속에 관계없이 흰색의 색소침착 모피를 갖게 됩니다. 이것은 오목한 TYR 알렐이 검은 색 또는 갈색 코트의 생산을 마스크하거나 방해하기 때문에 오목한 에피소드의 예입니다. 이 경우 TYR은 TYRP1에대한 전형입니다.

유전 적 상호 작용의 복잡성

전이성 상호 작용의 연구는 다른 종들이 독특한 환경에 맞게 코트 색상을 개발하는 방법을 이해할 수 있습니다. 일반적으로 유전자 간의 기능적 관계, 경로내 유전자 의 순서, 그리고 다른 유전자가 표현형에 정량적으로 미치는 방법을 결정하는 데 도움이 됩니다. 따라서, epistasis의 개념이 소개된 이후, 대부분의 생물학적 계통이 다중 복잡한 방법으로 서로 상호 작용하는 많은 유전 요소를 관련시키는 것이 점점 더 명확해지고 있습니다.


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