Epistase

Niet alleen meerdere allelen op dezelfde locus kunnen eigenschappen beïnvloeden, maar ook talrijke genen of allelen op verschillende locis kunnen interageren en het fenotypen beïnvloeden, wat ook wel epistase genoemd wordt. Konijnenbont kan bijvoorbeeld zwart of bruin zijn, afhankelijk van of het dier homozygoot dominant of heterozygoot is op een TYRP1- locus. Als het konijn echter ook homozygoot recessief is op een locus op het tyrosinase-gen ( TYR ), zal het een niet-gearceerde vacht hebben die wit lijkt, ongeacht de TYRP1- allelen. Dit is een voorbeeld van recessieve epistase en toont aan dat de meeste biologische systemen veel genetische elementen bevatten die op meerdere en complexe manieren op elkaar inwerken.

Epistase

Hoewel Mendel zeven niet-verwante eigenschappen in erwten koos om gensegregatie te bestuderen, omvatten de meeste eigenschappen meerdere geninteracties die een spectrum van fenotypes creëren. Wanneer de interactie van verschillende genen of allelen op verschillende locaties een fenotype beïnvloedt, wordt dit epistase genoemd. Epistase houdt vaak in dat het ene gen de expressie van een ander maskeert of verstoort (antagonistische epistase). Epistase treedt vaak op wanneer verschillende genen deel uitmaken van dezelfde biochemische route. De expressie van een gen kan afhangen van een genproduct in dezelfde biochemische route.

Tyrosinase en TYRP1

Een voorbeeld van epistase is vachtpigmentatie bij konijnen. Veel genen hebben invloed op de vachtkleur van een konijn, waaronder een die tyrosinase ( TYR ) wordt genoemd. Dieren die homozygoot dominant of heterozygoot zijn op een tyrosinase-locus, zullen gekleurde vachten produceren, terwijl homozygote recessieve konijnen ongepigmenteerde vachten ontwikkelen die wit lijken. De vachtkleur wordt ook gedeeltelijk vastgesteld door een ander gen genaamd tyrosinase-gerelateerd proteïne 1 ofwel TYRP1 . Het dominante allel produceert een zwarte vacht en het recessieve allel produceert een bruine of chocoladebont.

Ongeacht andere factoren die een rol spelen bij de vachtkleur, zullen konijnen die heterozygoot zijn op beide loci een zwarte vacht hebben. Hun nakomelingen erven twee recessieve tyrosinase-allelen en zullen een witte, ongepigmenteerde vacht hebben, ongeacht welke TYRP1- allelen ze erven. Dit is een voorbeeld van recessieve epistase omdat de recessieve TYR- allelen de productie van een zwarte of bruine vacht maskeren of verstoren. In dit geval is TYR epistatisch aan TYRP1 .

De complexiteit van genetische interacties

De studie van epistatische interacties stelt onderzoekers in staat te begrijpen hoe verschillende diersoorten een vachtkleur ontwikkelde die bij de unieke leefomgevingen pasten. Het bestuderen van epistatische interacties helpt het bij het bepalen van de functionele relatie tussen genen, de volgorde van genen in een biochemische route en hoe verschillende allelen kwantitatief van invloed zijn op fenotypes. De introductie van het concept epistase heeft duidelijk gemaakt dat dat de meeste biologische systemen veel genetische elementen bevatten die op meerdere en complexe manieren met elkaar in wisselwerking staan.