Mikä on haploinsufficiency? (esimerkkien kanssa)



haploinsufficiency on geneettinen ilmiö, jossa yksilöllä, jolla on yksi määräävä alleeli, ilmenee epänormaali fenotyyppi, joka ei ole ominaista sille ominaisuudelle. Se on siis poikkeus klassisen määräävän aseman / recessiveness-suhteista.

Tavallaan se poikkeaa epätäydellisestä määräävästä asemasta, koska haplo-riittävä ei osoita ominaisuutta välituotteena merkin ääripäiden välillä. Haploinihäiriö johtuu yksit- täisen funktionaalisen alleelin koodaaman tuotteen muuttuneesta tai riittämättömästä ilmentymisestä.

Siten on alleelinen tila, joka voi vaikuttaa sekä heterotsygootteihin että hemisygooteihin diploidisissa yksilöissä. Se on lääketieteellinen termi määritellä tietyt olosuhteet, jotka ovat lähes aina aineenvaihduntaisia, geneettisesti. Se on jossain määrin epätäydellinen määräävä asema, jolla on kliinisiä seurauksia.

Kaikki ihmiset ovat hemisygoottisia sukupuolikromosomiparin geeneille. Miehet, koska heillä on yksi X-kromosomi, Y-kromosomin lisäksi, joka ei ole homologinen edelliseen..

Naiset, koska vaikka heillä on kaksi kopiota X-kromosomista, vain yksi on toiminnallinen organismin jokaisessa solussa. Toinen on inaktivoitu geneettisellä äänenvaimentimella ja siten yleensä geneettisesti inertillä.

Ihmiset eivät kuitenkaan ole haploinsuhteisia kaikille X-kromosomin kuljettamille geeneille, vaan toinen tapa olla hemisygoottinen (ei-seksuaalinen) tietylle geenille on se, että tietty alleeli on kromosomin spesifisessä lokuksessa ja sen poistaminen. homologisessa parissa.

Haploinsufficiency ei ole mutaatio. Kuitenkin mutaatio kiinnostavassa geenissä vaikuttaa fenotyyppiseen käyttäytymiseen heterotsygoottisessa haploiinivaiheessa, koska geenin ainoa funktionaalinen alleeli ei riitä määrittämään sen kantajan normaalia. Haploinihäiriöt ovat yleensä pleiotrooppisia.

indeksi

  • 1 Haploinihäiriö heterosygooteissa
  • 2 Haploinihäiriöt hemisygooteissa
  • 3 Syyt ja vaikutukset
  • 4 Viitteet

Haploinihäiriö heterosygooteissa

Monogeeniset piirteet määritetään yhden geenin ilmentymisellä. Nämä ovat tyypillisiä alleelisen vuorovaikutuksen tapauksia, joilla yksilön geneettisestä perustuksesta riippuen on ainutlaatuinen ilmentymä - lähes aina tai kokonaan.

Eli hallitsevat homotsygootit (AA) ja heterotsygootit (aa) näyttää villi (tai "normaali") fenotyypin, kun taas resessiiviset homotsygootit (aa) näyttää mutantin fenotyypin. Se on se, jota kutsumme hallitsevaksi alleeliseksi vuorovaikutukseksi.

Kun dominanssi on epätäydellinen, heterosygootti-ominaisuus on välitön geneettisen annoksen vähenemisen seurauksena. Happo-riittävissä heterosygooteissa tällainen puutteellinen annos ei salli normaalilla tavalla suorittaa funktiota, jonka geenin tuote täyttää.

Tämä yksilö näyttää niiden geenin heterosygoottisuuden fenotyypin taudiksi. Monet autosomaaliset hallitsevat sairaudet täyttävät tämän kriteerin, mutta eivät kaikki.

Eli hallitseva homotsygootti on terve, mutta yksilöt, joilla on muu geneettinen meikki, eivät. Hallitsevassa homotsygootissa normaali on yksilön terveys; heterosygootissa taudin ilmeneminen on määräävä.

Tämä ilmeinen ristiriita on seurausta pelkästään haitallisesta (kliinisestä) vaikutuksesta geenin yksilöön, jota ei ole ilmaistu riittävällä tasolla.

Haploinihäiriöt hemisygooteissa

Tilanne muuttuu (genotyypin näkökulmasta) hemisygooteissa, koska puhumme geenin yksittäisen alleelin läsnäolosta. Toisin sanoen ikään kuin se olisi osittainen haploidi kyseiselle lokukselle tai ryhmälle.

Tämä voi tapahtua, kuten jo mainittiin, dimeettisten sukupuolikromosomien deleetioiden tai kantajien kantajissa. Vähentyneen annoksen vaikutus on kuitenkin sama.

Tapauksia voi kuitenkin olla hieman monimutkaisempia. Esimerkiksi Turnerin oireyhtymässä, joka esittää naisia ​​vain yhdellä X-kromosomilla (45, XO), tauti näyttää johtuvan X-kromosomin hemisygoottisesta fenotyyppisestä tilasta..

Pikemminkin tässä haploinihäiriö johtuu muutaman geenin läsnäolosta, jotka normaalisti käyttäytyvät pseudoautosomaalisena. Yksi näistä geeneistä on geeni Shox, jotka yleensä pääsevät inaktivoitumaan vaimentamalla naisia.

Se on myös yksi harvoista geeneistä, joita X- ja Y-kromosomit jakavat, eli se on yleensä "diploidinen" geeni sekä naisilla että miehillä..

Mutanttialleelin esiintyminen tässä geenissä heterosygoottisilla naisilla tai sen deleetio (poissaolo) naisessa on vastuussa haploinsufektiivisyydestä. Shox. Yksi tämän geenin haplo-riittävän tilan kliinisistä ilmenemismuodoista on lyhytkasvuinen.

Syyt ja vaikutukset

Fysiologisten roolien täyttämiseksi proteiinilla, jolla on entsymaattinen aktiivisuus, on saavutettava ainakin toimintakynnys, joka täyttää solun tai organismin tarpeet. Muuten se aiheuttaa puutetta.

Yksinkertainen esimerkki puutteellisesta metabolisesta kynnyksestä, jossa on dramaattisesti pleiotrooppisia seurauksia, on telomeraasin haplo-riittävyys.

Ilman sitä koodaavan geenin kahden alleelin ilmentymisen yhdistettyä toimintaa, telomeraasitasojen lasku johtaa muutokseen telomereen pituuden ohjauksessa. Tämä ilmenee yleisesti degeneratiivisina häiriöinä kyseisellä yksilöllä.

Muut proteiinit, jotka eivät ole entsyymejä, voivat aiheuttaa puutteen, koska esimerkiksi ne eivät riitä täyttämään rakenteellista roolia solussa.

Esimerkiksi ihmisen ribosomapatías sisältää joukon häiriöitä, jotka johtuvat pääasiassa ribosomien biogeneesin tai haploinsuficiencian muutoksista..

Jälkimmäisessä tapauksessa ribosomaalisen proteiinin saatavuuden normaalitasojen lasku johtaa yleiseen muutokseen proteiinisynteesissä. Tämän merkittävän toimintahäiriön fenotyyppinen ilmentyminen riippuu kudoksen tai solun tyypistä.

Muissa tapauksissa haploinihäiriö johtuu alhaisista proteiinien tasoista, jotka eivät kykene edistämään muiden aktivoitumista. Tämä epätyydyttävän annostelun aiheuttama vääristyminen voi siten johtaa puutteelliseen metaboliseen tilaan, rakenteelliseen puutteeseen, joka vaikuttaa muihin toimintoihin, tai muiden geenien ekspressiota tai niiden tuotteiden aktiivisuutta..

Tämä selittäisi suuressa määrin pleiotrooppisia ilmenemismuotoja kliinisen oireyhtymän kohdalla, jotka ovat ominaista haploinsufienienille..

Geenin tuote Shox, Huolimatta komplikaatioista, jotka johtuvat niiden asumisesta monimutkaisessa kromosomiparissa, se on hyvä esimerkki tästä. Geeni Shox on homeottinen geeni, minkä vuoksi sen puute vaikuttaa suoraan yksilön normaaliin morfologiseen kehitykseen.

Muut haploinihyötysuhteet voidaan saada aikaan geenin kantaja-alueen kromosomaalisista uudelleenjärjestelyistä, jotka ilman mutaatiota tai deleetiota vaikuttavat tai peruuttavat modifioidun alleelin ekspressiotasot.

viittaukset

  1. Brown, T. A. (2002) Genomes, 2ND Painos. Wiley-Liss. Oxford, U. K.
  2. Cohen, J. L. (2017). GATA2-puutos ja Epstein-Barrin virustauti. Frontiers in immunology, 22: 1869. doi: 10.3389 / fimmu.2017.01869.
  3. Fiorini, E., Santoni, A., Colla, S. (2018) Dysfunktionaaliset telomeerit ja hematologiset häiriöt. Eriyttäminen, 100: 1-11. doi: 10.1016 / j.diff.2018.01.001.
  4. Mills, E. W., Green, R. (2017) Ribosomopatiat: Numeroita on vahvuus. Tiede, doi: 10.1126 / science.aan2755.
  5. Wawrocka, A., Krawczynski, M. R. (2018). Aniridian geneettisyys - yksinkertaiset asiat monimutkaistuvat. Journal of Applied Genetics, 59: 151-159.