Wahre Beispiele für häufige Variationen aufgrund der Mendelschen Vererbung

Klassische Beispiele für mendelsche Vererbung sind genetische Erkrankungen wie Sichelzellenanämie, Tay-Sachs, Mukoviszidose und Xeroderma pigmentosa. Bei einigen dieser Krankheiten wird angenommen, dass sie sich entwickelt haben, weil die Gene einen positiven Effekt hatten, der das seltene Auftreten der Krankheit überwog (z. B. Sichelzellenanämie und Schutz vor Malaria).

All dies sind jedoch Beispiele für ungewöhnliche Phänotypen, normalerweise hat weniger als 1 % der relevanten Bevölkerung (wo es am häufigsten vorkommt) diese Krankheiten. Ich interessiere mich für Beispiele mendelscher Vererbung, bei denen Variationen üblich sind (alle relevanten Phänotypen haben beispielsweise eine Häufigkeit von> 5% oder so ähnlich).

Betrachten Sie die Augenfarbe . In europäischen Populationen sind sowohl blaue als auch braune Augen übliche Phänotypen. Viele Menschen haben wahrscheinlich einen typischen Biologieunterricht in der Oberstufe erlebt, in dem dies als Beispiel für mendelsche Vererbung eingeführt wurde, wobei braune Augen dominant und blaue Augen rezessiv sind. Moderne Studien (z. B. genomweite Assoziationsstudien ) zeigen jedoch , dass Dinge wie Augen-, Haar- und Hautfarbe allesamt polygene Merkmale sind. Siehe zum Beispiel (Sulem, ..., Stefansson, 2007) .

Im Laufe der Jahre habe ich von anderen Merkmalen gehört, von denen einige sagten, sie seien Beispiele für mendelsche Vererbung. Zum Beispiel die Zunge rollen können. Diese Frage wurde von dieser kürzlich gestellten Frage inspiriert , bei der dem OP das Fehlen von Zähnen ( Hypodontie ) als Beispiel für ein dominantes Merkmal beigebracht wurde. Die aktuelle Antwort besagt, dass Hypodontie wahrscheinlich ein Beispiel für ein polygenes Merkmal ist, das mit bestimmten Umwelteinflüssen interagiert. Dies brachte mich dazu, mich zu fragen, ob es überhaupt Beispiele für eine übliche mendelsche Variation gibt.

Ich weiß nicht, wie ich es am besten formulieren soll, aber meine Frage ist folgende:

Gibt es Beispiele für menschliche Phänotypen, die auf mendelsche Vererbung zurückzuführen sind, bei denen alle Phänotypen gemeinsam sind?

Nehmen Sie wieder die Augenfarbe als Beispiel. Mit häufig meine ich, dass sowohl blaue Augen als auch braune Augen häufig sind (über, sagen wir, 5 % in Schweden). Andererseits tritt beispielsweise die Tay-Sachs-Krankheit laut Wikipedia nur bei etwa 1 von 3.500 unter aschkenasischen Juden auf, wo sie am häufigsten vorkommt . Weit weniger als sogar 1%.

Vorzugsweise möchte ich, dass es durch moderne Genomstudien (wie GWAS) bestätigt wird, dass es sich um ein Beispiel für mendelsche Vererbung handelt. Wenn ein solches Beispiel nicht existiert, akzeptiere ich jede Antwort, die moderne, relevante wissenschaftliche Literatur enthält, die sich mit diesem Thema befasst. Zum Beispiel könnte es erklären, warum wir keine gemeinsame Variation aufgrund der mendelschen Vererbung erwarten würden.

Im Allgemeinen benötigen Sie kein GWAS, um Mendelsche Merkmale zu erkennen (obwohl es ziemlich zuverlässig sein kann und wird, gerade weil diese Gene Mendelsche sind). Aus diesem Grund wurden gemeinsame Mendelsche Merkmale vor GWAS identifiziert.
@kmm Fair genug. Aber es gab auch Merkmale, von denen behauptet wurde , dass sie Mendelsche seien, und nachdem GWAS entdeckt wurde, dass sie es nicht sind. (Um fair zu sein, könnte dies einfach eine schlechte Praxis der Leute sein, die das behaupteten, und vielleicht war es kein Konsens.) Aber Sie haben Recht. Es muss kein GWAS-Beweis sein. Einfach nur ein paar gute Beweise, die mit modernen Erkenntnissen übereinstimmen.
Abgesehen von GWAS ist mir nicht klar, wonach Sie fragen. Wenn ich das richtig verstehe, suchen Sie nach Mendelschen Phänotypen (dh keine komplexen Merkmale), die aber auch gemeinsame Allele haben (ich stelle mir vor, dass 50:50 ideal wäre).
@kmm Nun, nehmen Sie zum Beispiel eine beliebige Bevölkerung, sagen wir die Niederlande. Stellen Sie sich vor, eine Person aus dieser Population könnte entweder blondes oder dunkles Haar haben. Beide Phänotypen sind ziemlich häufig. Stellen Sie sich dann vor, wenn entdeckt würde, dass blondes/dunkles Haar Mendelsches Haar ist, dann wäre das ein schönes Beispiel (das ist zufällig nicht der Fall; Haarfarbe ist tatsächlich polygen). Nun möchte ich wissen, ob es solche Beispiele gibt. Klar, 50:50 wäre toll, aber ich würde mich auch mit 95:5 oder 90:10 zufrieden geben. (Wenn Sie möchten, können Sie meine Frage bearbeiten, um sie klarer zu machen.)
Abhängig davon, wie breit Sie einen Phänotyp einteilen möchten und was Sie mit „allen Phänotypen“ meinen, gehören Hämoglobinstörungen zu den häufigsten mendelschen Merkmalen. In Zypern zum Beispiel glaube ich, dass etwa 17 % der Bevölkerung heterozygot für eine Hämoglobinopathie sind.
@DeNovo Ich denke, das könnte zu einer zufriedenstellenden Antwort werden. Diese Frage war lange offen, und Ihr Beispiel scheint mir in Ordnung zu sein.

Antworten (1)

Die Ohrenschmalzkonsistenz ist ein Beispiel für ein monogenes Merkmal mit dimorphen Phänotypen beim Menschen – „nass“ und „trocken“ –, wo beide Phänotypen weltweit verbreitet sind, obwohl die Allelverhältnisse zwischen menschlichen Populationen sehr unterschiedlich sind. Die Populationsgenetik und die molekularen Grundlagen dieses Merkmals werden ausführlich von Dr. John H. McDonald als Teil einer Serie über die Mythen der Humangenetik diskutiert (archivierte Version hier ). Ich formatiere seine Diskussion in meiner Antwort neu.


In The dimorphism in human normal cerumen fasst Matsunaga 30 Jahre Forschung zum Ohrenschmalz japanischer Familien mit zwei Hauptbeobachtungen zusammen:

  1. Eltern mit trockenem Ohrenschmalz haben niemals Kinder mit nassem Ohrenschmalz, was darauf hindeutet, dass die Genetik, die dem nassen Phänotyp zugrunde liegt, dominanter ist als die, die dem trockenen Phänotyp zugrunde liegt.
  2. Da das Allel für nasses Ohrenschmalz in den untersuchten Familien relativ selten ist, ist es wahrscheinlich, dass die meisten Eltern mit nassem Ohrenschmalz heterozygot sind. Wenn das Merkmal monogen mit zwei Allelvarianten ist, erwarten wir daraus folgend ein 3:1-Verhältnis von feuchten zu trockenen Kindern in feuchten x feuchten Elternkreuzungen und ein 1:1-Verhältnis von feuchten zu trockenen Kindern feuchten x trockenen Elternkreuzungen. Tatsächlich wird dies beobachtet.

Eltern nasse Kinder trockene Kinder w×w 35 12 w×d 205 195 d×d 0 634

Diese Ergebnisse wurden später in Native Americans –
Cerumen in American Indians: Genetic Implications of Sticky and Dry Types bestätigt

Eltern nasse Kinder trockene Kinder w×w 32 6 w×d 20 9 d×d 0 42

Und in einer anderen japanischen Kohorte –
Verteilung und Vererbung von Ohrenschmalztypen: eine Studie über Einwohner im Awa-Distrikt, Präfektur Chiba

Eltern nasse Kinder trockene Kinder w×w 27 3 w×d 137 109 d×d 0 345

In den frühen 2000er Jahren wurden die molekularen Grundlagen der Konsistenz von menschlichem Ohrenschmalz in drei großen Veröffentlichungen aufgeklärt.

  1. Toshidaet al . kartierte einen einzelnen Locus auf Chromosom 16
  2. Yoshiuraet al . identifizierten einen SNP an Position 538 in der kodierenden Region von ABCC11 . An dieser Stelle entspricht G einem feuchten Ohrenschmalz-Phänotyp, wohingegen A zu einem trockenen Ohrenschmalz-Phänotyp führt. Ein weniger verbreitetes Allel, das eine Deletion von 27 Nukleotiden in Exon 29 darstellt, ergibt ebenfalls einen trockenen Phänotyp.
  3. Toyodaet al . fanden heraus, dass der 538 G > A- Übergang für Arginin anstelle von Glycin codiert, was zu einem Verlust der Glykosylierung im mutierten Protein führt, was zu einer mangelhaften zellulären Lokalisierung, einem schnellen Abbau und einem Funktionsverlust führt.

Um direkt auf Ihre Frage einzugehen,

Gibt es Beispiele für menschliche Phänotypen, die auf mendelsche Vererbung zurückzuführen sind, bei denen alle Phänotypen gemeinsam sind?

Ich verweise Sie auf die obigen Tabellen sowie auf Tabelle 1 von Cerumen Phenotypes in Certain Populations of Eurasia and Africa , die zeigt, dass die Häufigkeit des trockenen Allels zwischen 59 % und 89 % in verschiedenen menschlichen Populationen liegt --

Tabelle 1 von Ibraimov 1991

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Konsistenz von menschlichem Ohrenschmalz ein dimorphes Merkmal ist, das von einem einzigen Gen kontrolliert wird, wobei beide Phänotypen in menschlichen Populationen verbreitet sind.

Vielen Dank für die Antwort (aufgewertet und akzeptiert) und die schöne Seite "Myths of Human Genetics" von Dr. McDonald.