Pleiotropizmus
A pleiotropizmus a fejlődésgenetika egyik központi fogalma. A pleiotropizmusban egyetlen gén számos fenotípusos tulajdonságot befolyásol ugyanabban a szervezetben.
Ezek a pleiotróp hatások gyakran úgy tűnik, hogy nincsenek kapcsolatban egymással. A szokásos mögöttes mechanizmus az, hogy ugyanaz a gén több különböző szövetben aktiválódik, és látszólag különböző hatásokat vált ki. Ebből következik, hogy a jelenségnek rendkívül gyakorinak kell lennie, mivel a legtöbb gén egynél több szövetben fejti ki hatását.
A fogalmat szembe lehet állítani a pleiomorfizmussal, amikor a szervezetek egy genetikailag egységes csoportja változó fenotípust mutat.
Evolúciós következmények
A pleiotrópiának jelentősége van az evolúció elmélete szempontjából. Gyakran állították, hogy az állatok egyes öröklődő tulajdonságai nem a természetes szelekció általi alkalmazkodás termékei. Ennek nagy része a pleiotropizmussal magyarázható. A génműködés egy vagy két aspektusának erős szelekciója automatikusan magával hoz néhány más pleiotróp tulajdonságot is. Ezek a többi tulajdonság, bár öröklődnek, a szelekció szempontjából semlegesek vagy akár enyhén károsak is lehetnek.
Az antagonisztikus pleiotrópia egy gén kifejeződésére utal, amely több egymással versengő hatást eredményez, amelyek közül egyesek előnyösek, mások viszont károsak a szervezet számára. Három körülmény lehetséges:
1. Egyidejűleg egy gén okozhat olyan káros tulajdonságokat, amelyeket a pozitív tulajdonságok túlélési értéke ellensúlyoz.
2. Egy gén növelheti a fittséget a fiatalabb, termékeny szervezetben, de hozzájárulhat a későbbi életkorban a fittség csökkenéséhez. A fiatalabb életszakaszokban történő reproduktív hozzájárulás biztosítja az ilyen gén terjedését.
3. Egy gén bizonyos élőhelyeken növelheti a fittséget, de más élőhelyeken nem. Ilyenkor a populációban való túlélése kiegyensúlyozott. Erre példa egy olyan bakteriális gén, amely a glükóz felhasználását más energiaforrások (például a laktóz) felhasználására való képesség rovására fokozza. Ennek pozitív hatásai vannak, ha sok glükóz van, de halálos lehet, ha a laktóz az egyetlen elérhető táplálékforrás.
