La pléiotropie est une condition dans laquelle un seul gène influence plus d’un trait phénotypique dans un organisme. Un trait phénotypique est tout trait observable, contrairement à un trait génotypique, qui est impliqué dans la composition génétique d’un organisme. Le mot pléiotropie a une origine grecque ; il vient des mots pleion, qui signifie plus, et trepein, qui signifie se tourner ou se convertir. Si un animal avait un gène qui affectait à la fois la longueur et la couleur de sa fourrure, ce gène serait considéré comme pléiotrope. Les gens disent généralement pléiotrophe au lieu de pléiotrope, mais c’est incorrect ; pléiotrope est le terme correct pour décrire un gène qui affecte plusieurs traits.
Les gènes contiennent l’information génétique nécessaire à la production d’acides aminés, qui sont les éléments constitutifs des protéines. Les protéines ont une myriade de buts dans presque tous les êtres vivants ; ils servent à réguler, faciliter ou provoquer directement d’innombrables processus et réactions différents dans la plupart des organismes. Certains acides aminés ou protéines ont plusieurs effets différents dans le corps, de sorte que le gène qui code pour ces acides aminés et protéines est considéré comme pléiotrope. Dans la plupart des cas, le mécanisme sous-jacent de la pléiotropie serait un gène qui affecte la production d’une substance qui influence plusieurs parties différentes d’un organisme. Il s’agit d’un concept important en biologie évolutive, dans lequel l’histoire et l’origine des différents traits sont considérées comme très importantes.
La pléiotropie peut parfois nuire à un organisme. Cela se produit lorsqu’un défaut dans un seul gène provoque des effets négatifs liés à plusieurs traits différents d’un organisme. Un exemple de ceci est la maladie PKU, ou phénylcétonurie, qui survient chez l’homme. Il provoque à la fois un retard mental et une réduction de la pigmentation des cheveux et de la peau. La maladie est causée par une mutation génétique et affecte plusieurs traits, c’est donc un exemple de pléiotropie.
Certaines théories du vieillissement humain en sont venues à s’appuyer fortement sur la pléiotropie antagoniste, une condition par laquelle un gène code pour plusieurs traits qui ont des effets différents et concurrents. Certains traits, tels que la production de testostérone, aident à augmenter la forme physique générale tôt dans la vie, mais peuvent, plus tard dans la vie, conduire à une susceptibilité aux cancers et à d’autres maladies. Le gène p53 présente un bon exemple de pléiotropie antagoniste. Bien qu’il supprime le cancer, il supprime également les cellules souches qui reconstituent les vieux tissus. Des études portant sur diverses bactéries ont montré que la pléiotropie antagoniste peut être fortement basée sur l’environnement et sur les différentes ressources dont dispose l’organisme.