Kontinuální variance u kvantitativních vlastností

Dosud byly základní genetické procesy (přenos genetické informace) sledovány na znacích a vlastnostech s diskrétními hodnotami fenotypu, kde bylo možné sledovat individuální účinek genu. O těchto alternativních, kvalitativních vlastností se říká, že jsou jednoduše děděna a jsou ústředním tématem mendelistické genetiky, molekulární genetiky či genetiky populací kvalitativních znaků.

Mnoho vlastností však nemá diskrétní fenotypovou variabilitu, ale kontinuální, bez možnosti rozlišení fenotypových tříd. Tyto vlastnosti se nazývají kvantitativní. Přenosem GI u těchto vlastností se zabývá genetika kvantitativních znaků (kvantitativní genetika). Zde dochází k nutnosti aplikace různých statistických metod a tedy propojení genetiky a statistiky.

Kvantitativní vlastnosti

Jedinci populace se mezi sebou liší mnoha způsoby, ale tyto rozdíly jsou téměř všechny odstupňované a málokdy jsou způsobeny rozdíly, které lze připisovat segregaci jednotlivých genů. Například, můžeme klasifikovat jedince podle jejich výšky, ale nemůžeme je rozdělit do skupin „vysokých“ a „nízkých“ jedinců, protože jsou v populaci zastoupeny všechny stupně výšky a dělení do tříd by bylo náhodné. Tento druh variability se nazývá kontinuální a vlastnosti mající tuto varianci se nazývají kvantitativní vlastnosti nebo metrické vlastnosti, protože jejich studium závisí na měření a ne na počítání. Frekvence distribuce u většiny metrických vlastností se přibližuje křivce normálního rozdělení.

Dědičnost kvantitativních vlastností je založena na stejných principech jako dědičnost kvalitativních vlastností. Protože segregace genů determinující kvantitativní vlastnosti nemohou být sledovány individuálně, musí být používány nové metody a nové koncepty pro jejich hodnocení. Kvantitativní genetika je významná z toho důvodu, že řada ekonomicky významných vlastností ve šlechtění zvířat je kvantitativního charakteru.

Rozdělení vlastností na kvalitativní a kvantitativní

kvalitativní vlastnosti	kvantitativní vlastnosti
diskontinuální, nespojitá (diskrétní) variabilita	kontinuální, spojitá variabilita
podmíněna 1 nebo několika málo geny	podmíněna mnoha geny na více lokusech
monogenní (popř. oligenní) dědičnost	polygenní dědičnost
mendelistické poměry v F1	poměry v F1 nejsou mendelistické
lze určit fenotypovou hodnotu každého genotypu	rozdělení fenotypů vykazují více nebo méně kontinuální variabilitu (lze určit rozmezí hodnot)
vlastnosti jsou hodnoceny podle kvality projevu (rohatost - bezrohost, červený - bílý květ…)	vlastnosti jsou kvantifikovány měřením, vážení, počítáním…
geny s interakčními účinky (dominance, epistáze)	vlastnosti jsou determinovány geny velkého účinku (nepřispívají kvantitativně) a větším počtem genů malého účinku (polygeny), většina genů má aditivní účinek
na projev vlastnosti nemá vliv prostředí	projev vlastnosti modifikuje vliv prostředí
lze detekovat efekt jednotlivých genů podílejících se na vlastnosti	nelze rozpoznat účinek jednotlivých genů podílejících se na vlastnosti
Přesto se všechny geny se dědí jako informační jednotky,  tj. u diploidních organizmů je každý gen v buňce obsažen 2x, přičemž jeden je od otce a druhý od matky, bez ohledu determinují-li vlastnost kvalitativní nebo kvantitativní (rozdíl lze pozorovat v jejich fenotypovém projevu + specifické odchylky jako např. imprinting genů!)

Typy kvantitativních vlastností:

Vlastnosti s plynulou kontinuální proměnlivostí - výnos obilí, rezistence k nemocem u rostlin i živočichů, přírůstek hmotnosti, výška v kohoutku, obsah tuku v mase, IQ, schopnost naučit se, krevní tlak…

Vlastnosti meristické - počet selat ve vrhu, počet zrn v klase... (jednotlivé fenotypové třídy lze odlišit, ale vlastnost je determinována polygenní dědičností a modifikována prostředím)

Vlastnosti prahové – projev nemoci (schizofrenie, cukrovka), výskyt dvojčat... (jednotlivé fenotypové třídy lze odlišit, buď se projeví, nebo neprojeví, ale vlastnost je determinována polygenní dědičností a modifikována prostředím

Kontinuální proměnlivost

Carl Friedrich Gauss (1777 - 1855) říkal, že jestliže proměnná je součet mnoha nezávislých proměnných, pak její distribuce bude normální:

 

Změříme-li hodnotu nějaké kvantitativní vlastnosti organizmu, zjišťujeme jeho fenotypovou hodnotu, na jejímž základě lze odhadnout genotypovou hodnotu vlastnosti. Hodnotíme-li větší množství jednotlivých hodnot v populaci, lze popsat fenotypovou variabilitu a na jejím základě odhadnout variabilitu genotypovou.

Distribuce fenotypů může být popsána různými způsoby. Jako první se určuje střed distribuce (průměr). Ten však sám o sobě nestačí k popisu distribuce. Je nutné určit variabilitu (pomocí variance, rozptylu) okolo tohoto průměru, která určuje tvar křivky distribuce.

 

 

Aktualizováno: 03.02.2015