1. It is estimated from the degree of resemblance between relatives expressed in the form of a correlation coefficient which is calculated using statistics of a normal distribution. The correlation indicates the strength and direction of a linear relationship between two random variables.
2. Using data from the concordance rates in MZ (who share 100% of their genes) and DZ (who share 50% of their genes) twins.
h2 = (variance in DZ pairs – variance in MZ pairs)/variance in DZ pairs.
* If the trait is determined mostly by the environment, the ratio approaches 0.
* If determination is primarily genetic, MZ pairs show very little variance (almost 0) and ratio approaches 1.
In practise it is desirable to try to derive heritability estimates using different types of relatives and to measure the disease incidence in relatives brought up together but living apart, so as to try to remove possible effects of common environmental factors.
For better understanding
Studies of heritability of identical twins (MZ) that have been separated early in life i.e. that have been raised in different environment, often contrast. Such individuals have identical genotypes and can be used to separate the effects of genotype and environment. Heritability estimates reflect the amount of variation in genotypic effects compared to variation in environmental effects.
Analysis of Variance
§ Total phenotypic variance Vp = Vg + Ve where, Vp is total phenotypic variance; Vg is genetic variance contribution; and Ve is environmental variance contribution.
§ Broad sense heritability: H2=Vg/Vp.
§ Narrow sense heritability: h2=Va/Vp and quantifies only the portion of the phenotypic variation that is additive (allelic, Va) by nature (note upper case H2 for broad sense, lower case h2 for narrow sense).
§ Variance in F1 only due to Ve, Variance in F2 due to Vg and Ve → h2 = (F2-F1)/F2 → Vg/(Vg+Ve) → Vg/Vp
Estimates of heritability for various disorders
| Disorder | Frequency (%) | Heritability |
| Schizophrenia | ||
| Cleft lip +/- cleft palate | 0,1 | |
| Hypertension | ||
| Congenital heart disease | 0,5 |
Important practical implications:
1. High heritability → search for susceptibility genes.
2. Low heritability → search for favored environmental factors (Ve).
What Are the Characteristics of a Multifactorial Disease?
A multifactorial disease has a combination of distinctive characteristics that can be differentiated from clear-cut Mendelian or sex-limited conditions. These traits include the following:
· The disease can occur in isolation, with affected children born to unaffected parents. Although familial aggregation is also common (i.e., there may be multiple cases in the same family), there is no clear Mendelian pattern of inheritance.
· Environmental influences can increase or decrease the risk of the disease.
· The disease occurs more frequently in one gender than in the other, but it is not a sex-limited trait. In addition, first-degree relatives of individuals belonging to the more rarely affected gender have a higher risk of bearing the disease (International Commission on Radiological Protection, 2000).
· The concordance rates in monozygotic and dizygotic twins contradict Mendelian proportions. A concordance rate is a measure of the rate at which both twins bear a specific disease (Mossey, 1999; Griffiths et al., 1999).
· The disease occurs more frequently in a specific ethnic group (i.e., Caucasians, Africans, Asians, Hispanics, etc.).
Сурак.
Additive model of polygenic inheritance
Polygenic inheritance refers to a single characteristic that is controlled by more than two genes (also known as multifactorial inheritance). Polygenic inheritance patterns normally follow bell-shaped distribution curve that describes its continuous variation. By increasing the number of genes controlling a trait, the number of phenotype combinations also increases.
For Example skin Color: The colour of human skin is determined by the amount of dark pigment (melanin) that it contains. At least four (possibly more) genes are involved in melanin production. For each gene one allele codes for melanin production(contributing), the other does not (non-contributing). The combination of melanin producing alleles determines the degree of pigmentation.
Another example refering to the human body would be height.
Non Allelic Gene Interactions:
Simple Interaction (9:3:3:1):
In this case, two non-alleiic gene pairs affect the same character. The dominant allele of each of the two factors produces separate phenotypes when they are alone. When both the dominant alleles are present together, they produce a distinct new phenotype. The absence of both the dominant alleles gives rise to yet another phenotype.
The inheritance of comb types in fowls is the best example where R gene gives rise to rose comb and P gene gives rise to pea comb; both are dominant over single comb; the presence of both the dominant genes results in walnut comb (Fig. 7.5). Similar pattern of inheritance is found in Streptocarpus flower colour.
3. В 1981 году семья в Калифорнии усыновила черную кошку с необычными закругленными черными ушами. С тех пор родились сотни потомков Кейт, и кошки-любители надеются развить «локонного» кота в шоу-порода. Предположим, у вас был первый котер и хотели развить настоящий сорт. Как бы вы определили, является ли аллель завитка доминантной или рецессивной? Как бы вы выбрали истинных кошек? Откуда вы знаете, что они настоящие племена?
How would you determine whether the curl allele is dominant or recessive?
Mate the stray to a non-curl cat. If any offspring have the "curl" trait it is likely to be dominant. If the mutation is recessive, then on ly non-curl offspring will result.
How would you select for true-breeding cats?
You know that cats are true-breeding when curl crossed with curl matings produce only curl offspring.
How would you know they are true-breeding?
A pure-bred "curl cat" is homozygous.
- If the trait is recessive any inividual with the "curl" condition is homozygous recessive.
- If the trait is dominant you can determine if the individual in question is true breeding (CC) or heterozygous (Cc) with a test cross (to a homozygous recessive individual).
Как бы вы определили, является ли аллель завитка доминантной или рецессивной?
Привяжите бездомную кошку к невращающейся кошке. Если у любого потомства есть «локон», он, вероятно, будет доминирующим. Если мутация рецессивна, то в результате произойдет неполное потомство.
Как бы вы выбрали истинных кошек?
Вы знаете, что кошки - настоящие племена, когда завиток, скрещивающийся с роторными спариваниями, производит только потомство завитушки.
Откуда вы знаете, что они настоящие?
Чистокровная «локонная кошка» гомозиготна.
1. Если признак рецессивен, любой индивидуум с условием «завиток» является гомозиготным рецессивным.
2. Если признак является доминантным, вы можете определить, является ли данное лицо истинным размножением (CC) или гетерозиготным (Cc) с тест-кроссом (гомозиготному рецессивному индивидууму).
Перевод.
Наследуемость
Определение
Его можно определить как пропорцию фенотипической вариации, которая относится только к генетической вариации между индивидуумами. Другое определение наследуемости, если оно облегчает, заключается в следующем: это доля фенотипической изменчивости в популяции для количественного признака, который вызывается генами.
концепция
Важно знать, что фенотипическая изменчивость среди людей обусловлена генетическим фактором, а также фактором окружающей среды и случайным шансом. Наследуемость - это анализ соответствующего вклада генетического фактора и негенетического фактора в общую фенотипическую дисперсию в популяции. Чем выше наследуемость, тем выше «дотация» генов на фенотипическую изменчивость, в отличие от других факторов.
Что такое дисперсия?
Статистически является показателем того, насколько человек может отличаться от среднего значения в группе. В статистических выражениях дисперсия = (стандартное отклонение) 2.
Использование наследуемости
Оценки наследуемости (h2) состояния или признака указывают на относительную важность генетических факторов в его причинной связи, так что чем больше значение h2, тем выше роль генетического фактора.
Что такое Согласованность?
Говорят, что когда два человека в одной семье имеют одну и ту же болезнь, они согласуются друг с другом. С другой стороны, когда только одна из пары родственников страдает заболеванием, индивиды wo, как утверждается, не согласны с этой болезнью. Разногласия для родственников, которые имеют одинаковый генотип в локусах, которые предрасполагают к заболеванию, но не фенотипа, могут быть объяснены тем фактом, что индивидуум, не страдающий болезнью, не испытал других факторов (экологических или случайных), которые также необходимы для выражения фенотипа болезни,
Оценка наследуемости признака
1. Оценку проводят по степени сходства между родственниками, выраженной в виде коэффициента корреляции, который рассчитывается с использованием статистики нормального распределения. Корреляция указывает на силу и направление линейной зависимости между двумя случайными величинами.
2. Использование данных по показателям конкордантности в MZ (которые делят 100% их генов) и DZ (которые разделяют 50% их генов) близнецов.
H2 = (дисперсия в парах DZ - дисперсия в парах MZ) / дисперсия в парах DZ.
* Если черта определяется в основном средой, отношение приближается к 0.
* Если определение в основном генетическое, пары MZ показывают очень малую дисперсию (почти 0), а отношение приближается к 1.
На практике желательно попытаться получить оценки наследуемости с использованием различных типов родственников и измерить заболеваемость у родственников, воспитываемых вместе, но живущих обособленно, чтобы попытаться устранить возможные последствия общих экологических факторов.
Для лучшего понимания
Исследования наследуемости идентичных близнецов (МЗ), которые были разделены в раннем возрасте, т.е. были подняты в различных условиях, часто контрастируют. Такие особи имеют идентичные генотипы и могут использоваться для разделения эффектов генотипа и окружающей среды. Оценки наследуемости отражают количество изменений в генотипических эффектах по сравнению с изменением экологических эффектов.
Анализ дисперсии
Общая фенотипическая дисперсия Vp = Vg + Ve, где Vp - общая фенотипическая дисперсия; Vg - вклад генетической дисперсии; И Ve представляет собой вклад в изменение окружающей среды.
Широкая смысловая наследуемость: H2 = Vg / Vp.
Узкочувствительная наследуемость: h2 = Va / Vp и количественно определяет только часть фенотипической вариации, которая является аддитивной (аллельной, Va) по своей природе (обратите внимание на верхний регистр H2 для широкого смысла, нижний регистр h2 для узкого смысла).
Отклонение в F1 только из-за Ve, Отклонение в F2 из-за Vg и Ve → h2 = (F2-F1) / F2 → Vg / (Vg + Ve) → Vg / Vp
Оценки наследуемости для различных заболеваний
Частота нарушения (%) Наследуемость
Шизофрения 1 85
Расщелина губы +/- волчья пасть 0,1 76
Гипертония 5 62
Врожденный порок сердца 0,5 35
Важные практические последствия:
1. Высокая наследуемость → поиск генов восприимчивости.
2. Низкая наследуемость → поиск благоприятных факторов внешней среды (Ve).
2. Каковы характеристики многофакторного заболевания?
Мультифакториальное заболевание имеет комбинацию отличительных характеристик, которые можно отличить от явных менделевских или половых ограничений. Эти черты включают следующее:
• Болезнь может протекать изолированно, у пострадавших детей, родившихся от незатронутых родителей. Хотя семейная агрегация также распространена (например, в одной семье может быть несколько случаев), нет четкой менделевской структуры наследования.
• Влияние окружающей среды может увеличивать или уменьшать риск заболевания.
• Болезнь чаще встречается у одного пола, чем у другого, но это не показатель, ограниченный полом. Кроме того, родственники первой степени от лиц, принадлежащих к менее подверженному риску полу, имеют более высокий риск заболевания (Международная комиссия по радиологической защите, 2000).
• Показатели конкордантности у монозиготных и дизиготных близнецов противоречат менделевским пропорциям. Степень согласованности является мерой скорости, с которой оба близнеца несут конкретное заболевание (Mossey, 1999; Griffiths et al., 1999).
• Заболевание встречается чаще в определенной этнической группе (то есть, кавказцы, африканцы, азиаты, выходцы из Латинской Америки и т. Д.).
2 сурак.
Аддитивная модель полигенного наследования
Полигенное наследование относится к одной характеристике, которая контролируется более чем двумя генами (также известными как многофакторное наследование). Полигенные шаблоны наследования обычно следуют колоколообразной кривой распределения, которая описывает ее непрерывное изменение. Увеличивая количество генов, контролирующих признак, число комбинаций фенотипа также увеличивается.
Для примера Цвет кожи: Цвет кожи человека определяется количеством содержащегося в нем темного пигмента (меланина). По крайней мере, четыре (возможно, больше) гена вовлечены в производство меланина. Для каждого гена один аллель кодирует продукцию меланина (способствующий), другой не делает (не способствует). Комбинация аллелей, продуцирующих меланин, определяет степень пигментации.
Другим примером, относящимся к человеческому телу, будет высота.
Не аллельные генные взаимодействия:
Простое взаимодействие (9: 3: 3: 1):
В этом случае две пары неаллельных генов влияют на один и тот же признак. Доминирующий аллель каждого из двух факторов производит отдельные фенотипы, когда они одиноки. Когда оба доминирующих аллеля присутствуют вместе, они создают новый фенотип. Отсутствие как доминирующих аллелей порождает еще один фенотип.
Наследование гребенчатых типов у домашней птицы является лучшим примером, когда ген R дает розовую гребенку, а ген P дает гороховый гребень; Оба являются доминирующими по сравнению с одной гребенкой; Присутствие обоих доминантных генов приводит к гребню грецкого ореха (рис.7.5). Подобная картина наследования обнаруживается в цветке стрептокарпуса.