پلیتروپی (Pleiotropy) به پدیده‌ای اشاره دارد که در آن یک ژن منفرد چندین اثر متفاوت بر روی فنوتیپ (ویژگی‌های ظاهری و عملکردی) ارگانیسم دارد. بیماری PKU نمونه‌ای از پلیتروپی است زیرا:

تأثیر بر سیستم عصبی مرکزی: تجمع فنیل‌آلانین می‌تواند به مغز آسیب برساند و منجر به مشکلات شناختی و عصبی شود.
مشکلات پوستی: بعضی از افراد مبتلا به PKU دچار مشکلات پوستی مانند اگزما می‌شوند.
تغییرات در رنگ پوست و مو: کاهش تیروزین می‌تواند به کاهش تولید ملانین منجر شود که در نتیجه رنگ پوست و مو روشن‌تر می‌شود.
تأثیر بر رشد و توسعه: کودکان مبتلا به PKU ممکن است مشکلاتی در رشد و توسعه جسمی داشته باشند.
بنابراین، یک نقص ژنتیکی در آنزیم PAH می‌تواند به تعدادی از مشکلات مختلف منجر شود که همگی تحت تأثیر پلیتروپی قرار دارند.