Kas yra haploinsufficiency? (su pavyzdžiais)



The haploinsufficiency yra genetinis reiškinys, kai asmuo, turintis vieną dominuojantį alelį, išreiškia nenormalų fenotipą, kuris nėra būdingas šiam bruožui. Todėl tai yra klasikinių dominavimo / recesyvumo santykių išimtis.

Tam tikra prasme jis skiriasi nuo neišsamios dominavimo, nes haploinsuffic reikšmė nėra tarpinis tarp simbolių kraštutinumų. Haploinsufficiency atsiranda dėl pakeistos arba nepakankamos ekspresijos, kurią sukelia vienišas funkcinis alelis.

Tada yra alelinė būklė, kuri gali paveikti tiek heterozigotus, tiek hemizygotus diploidiniuose individuose. Tai medicininis terminas apibrėžti tam tikras sąlygas, kurios beveik visada yra metabolinės, su genetiniu pagrindu. Tam tikra prasme tai yra neišsamus dominavimas, turintis klinikinių pasekmių.

Visi žmonės yra hemizigotiniai lyties chromosomų porų genams. Vyrai, nes jie turi vieną X chromosomą, be Y chromosomos, kuri nėra homologinė su ankstesne..

Moterys, nes nors jos turi dvi X chromosomos kopijas, kiekvienas jų organizmo ląstelėje veikia tik vienas. Kitą inaktyvuoja genetinis slopinimas, todėl apskritai genetiškai inertiškas.

Tačiau žmonės nėra haploinsuojami visiems X chromosomų vežamiems genams, o kitas būdas hemizigotiniam (ne seksualiniam) tam tikram genui yra tam tikras alelis konkrečioje chromosomos lokusoje ir jų ištrynimas. homologinėje poroje.

Haploinsufficiency nėra mutacija. Tačiau mutacija, esanti dominančiame gene, turi įtakos fenotipiniam elgesiui heterozigotiniame haploinsufikse, nes vienintelis funkcinis geno alelis nėra pakankamas norint nustatyti jo nešiklio normalumą. Paprastai trūkumas yra pleiotropinis.

Indeksas

  • 1 Heterozigotų nepakankamumas
  • 2 Hemizygotų nepakankamumas
  • 3 Priežastys ir padariniai
  • 4 Nuorodos

Heterozigotų nepakankamumas

Monogeninius bruožus lemia vieno geno ekspresija. Tai yra tipiniai alelio sąveikos atvejai, kurie, priklausomai nuo individo genetinės konstitucijos, turės unikalią pasireiškimą - beveik visada ar visiškai nieko..

Tai yra dominuojantys homozigotai (AA) ir heterozigotai (Aa) bus rodomas laukinis (arba „normalus“) fenotipas, o recesyviniai homozigotai (aa) parodys mutanto fenotipą. Tai, ką vadiname dominuojančia alelio sąveika.

Kai dominavimas yra neišsamus, heterozigotinis bruožas yra tarpinis, nes sumažėja genetinė dozė. Haploinituose heterozigotuose tokia nepakankama dozė neleidžia normaliai atlikti funkcijos, kurią turi atitikti geno produktas.

Šis individas parodys, koks yra jų geno kaip ligos heterozigozės fenotipas. Daugelis autosominių dominuojančių ligų atitinka šį kriterijų, bet ne visi.

Tai reiškia, kad dominuojantis homozigotas bus sveikas, tačiau asmenys, turintys bet kokią kitą genetinę makiažą, nebus. Dominuojančioje homozigotėje normalumas bus individo sveikata; heterozigotinėje ligoje pasireiškia dominavimas.

Šis akivaizdus prieštaravimas yra tiesiog žalingo (klinikinio) poveikio geno, kuris nėra išreikštas tinkamu lygiu, pasekmė..

Hemizygotų nepakankamumas

Situacija pasikeičia (genotipo požiūriu) hemizygotose, nes kalbame apie vieno geno buvimą. Tai yra, tarsi jis būtų dalinis haploidas šiai lokusei ar lokų grupei.

Tai gali atsitikti, kaip jau minėta, dimorfinių lytinių chromosomų delecijų arba nešėjų nešikliais. Tačiau sumažėjusios dozės poveikis yra toks pat.

Tačiau gali būti šiek tiek sudėtingesnių atvejų. Pavyzdžiui, Turnerio sindromo, kuriame moterys turi tik vieną X chromosomą (45, XO), liga pasireiškia dėl hemizigotinės X chromosomos būklės.

Atvirkščiai, čia haploinsufficiency atsiranda dėl kelių genų, kurie paprastai elgiasi kaip pseudoautosominiai. Vienas iš šių genų yra genas SHOX, kad moterys paprastai nutildo inaktyvavus.

Tai taip pat yra vienas iš nedaugelio genų, bendrai naudojamų X ir Y chromosomose, tai yra, paprastai tai „diploidinis“ genas tiek moterims, tiek vyrams..

Mutantinio alelio buvimas šioje genoje heterozigotinėse moteryse arba jų ištrynimas (nebuvimas) moteryje bus atsakingas už haploinsufekciją. SHOX. Vienas iš klinikinių haploin-nepakankamos šio geno būklės požymių yra trumpas augimas.

Priežastys ir poveikis

Norint įvykdyti savo fiziologinius vaidmenis, baltymas, turintis fermentinį aktyvumą, turi pasiekti bent jau veiksmų slenkstį, atitinkantį ląstelės arba organizmo poreikius. Priešingu atveju tai sukels trūkumą.

Paprastas nepakankamo metabolinio slenksčio, turinčio dramatiškai pleiotropinių pasekmių, pavyzdys yra telomerazės haploinfunkcionalumas..

Nesant dviejų koduojančių genų alelių ekspresijos, telomerazės lygių sumažėjimas lemia telomero ilgio valdymo pakeitimą. Tai dažniausiai pasireiškia kaip degeneraciniai sutrikimai, susiję su nukentėjusiu asmeniu.

Kiti baltymai, kurie nėra fermentai, gali sukelti trūkumą, nes, pavyzdžiui, jie nėra pakankami struktūriniam vaidmeniui ląstelėje įvykdyti..

Pavyzdžiui, ribosomapatías žmonėms apima keletą sutrikimų, kuriuos sukelia daugiausia ribosomų biogenezės ar haploinsuficiencia pokyčiai..

Pastaruoju atveju normalaus ribosomų baltymų prieinamumo sumažėjimas lemia bendrą baltymų sintezės pasikeitimą. Šio pažymėto disfunkcijos fenotipinis pasireiškimas priklausys nuo paveiktų audinių ar ląstelių tipo.

Kitais atvejais haploinsufficiency atsiranda dėl mažo baltymų kiekio, kuris negali prisidėti prie kitų aktyvacijos. Todėl šis netinkamo dozavimo iškraipymas gali sukelti nepakankamą medžiagų apykaitos būklę, struktūrinį trūkumą, kuris turi įtakos kitoms funkcijoms, arba kitų genų išraiška arba jų produktų aktyvumas..

Tai daugeliu atvejų paaiškintų klinikinių sindromų pleiotropines apraiškas, kurios būdingos haploinfekciškumui..

Geno produktas SHOX, Nepaisant komplikacijų, atsiradusių dėl jų gyvenamosios vietos sudėtingoje chromosomų poroje, tai yra geras pavyzdys. Genas SHOX yra homeotinis genas, todėl jo trūkumas tiesiogiai veikia normalų morfologinį individo vystymąsi.

Kiti haploinfunkcijos gali būti gaunami iš paveiktų geno nešiklio srities chromosomų pertvarkymų, kurie be mutacijos ar ištrynimo daro įtaką arba panaikina modifikuoto alelio ekspresijos lygius..

Nuorodos

  1. Brown, T. A. (2002) Genomes, 2nd Leidimas. Wiley-Liss. Oksfordas, U. K.
  2. Cohen, J. L. (2017). GATA2 trūkumas ir Epstein-Barr viruso liga. Frontiers in immunology, 22: 1869. doi: 10.3389 / fimmu.2017.01869.
  3. Fiorini, E., Santoni, A., Colla, S. (2018) disfunkciniai telomerai ir hematologiniai sutrikimai. Diferenciacija, 100: 1-11. doi: 10.1016 / j.diff.2018.01.001.
  4. Mills, E. W., Green, R. (2017) Ribosomopatijos: skaičius yra stiprus. Mokslas, doi: 10.1126 / science.aan2755.
  5. Wawrocka, A., Krawczynski, M. R. (2018). Aniridijų genetika - paprasti dalykai tampa sudėtingi. Journal of Applied Genetics, 59: 151-159.