Apa yang haploinsuficiencia? (dengan contoh)



The haploinsufficiency adalah fenomena genetik di mana seorang individu yang membawa alel dominan tunggal mengungkapkan fenotip yang tidak normal ciri-ciri sifat itu. Oleh itu, adalah pengecualian kepada hubungan klasik dominasi / resessiveness.

Dengan cara ini ia berbeza daripada dominasi yang tidak lengkap, kerana kekurangan haploin tidak menunjukkan sifat sebagai perantara antara sifat-sifat yang melampau. Haploinsufficiency hasil daripada ungkapan yang diubah atau tidak mencukupi produk yang dikodkan oleh alel fungsi tunggal.

Oleh itu, keadaan alel yang boleh menjejaskan kedua-dua heterozygote dan hemizygotes dalam individu diploid. Ia adalah istilah perubatan untuk menentukan keadaan tertentu, hampir selalu metabolik, dengan asas genetik. Ia adalah, sedikit sebanyak, penguasaan yang tidak lengkap dengan kesan klinikal.

Semua manusia adalah hemizygous untuk gen pasangan kromosom seks. Lelaki, kerana mereka membawa kromosom X tunggal, sebagai tambahan kepada kromosom Y yang tidak homolog kepada yang terdahulu.

Wanita, kerana walaupun mereka membawa dua salinan kromosom X, hanya satu yang berfungsi dalam setiap sel organisasinya. Yang lain tidak diaktifkan oleh pembubaran genetik, dan dengan itu, secara amnya, tidak secara genetik.

Walau bagaimanapun, manusia tidak mempunyai masalah untuk semua gen yang dibawa oleh kromosom X. Satu lagi cara untuk menjadi hemizygous (bukan seksual) untuk gen tertentu adalah dengan mempunyai alel tertentu pada lokus tertentu pada kromosom, dan penghapusannya. dalam pasangan homolog.

Haploinsufficiency bukan mutasi. Walau bagaimanapun, mutasi dalam gen faedah menjejaskan kelakuan fenotipik dalam keadaan heterozigot yang haploi, kerana satu-satunya alel fungsian gen tidak mencukupi untuk menentukan normalisasi pengangkutnya. Haploinsufficiencies secara amnya pleiotropic.

Indeks

  • 1 Haploinsufficiency dalam heterozygotes
  • 2 Haploinsufficiency dalam hemizygotes
  • 3 Sebab dan kesan
  • 4 Rujukan

Haploinsufficiency dalam heterozygotes

Ciri-ciri monogenik ditentukan oleh ungkapan gen tunggal. Ini adalah kes tipikal interaksi allelik, yang bergantung kepada perlembagaan genetik individu, akan mempunyai manifestasi unik - hampir selalu dari semua atau tidak.

Iaitu, homozygotes dominan (AA) dan heterozygotes (Aa) akan menunjukkan fenotip liar (atau "normal"), manakala homozigot resesif (aa) Akan menunjukkan fenotip mutan. Ia adalah apa yang kita panggil interaksi alel dominan.

Apabila dominasi tidak lengkap, ciri heterozygote adalah pertengahan sebagai akibat daripada dos genetik yang berkurang. Dalam heterozigot haploin yang mencukupi seperti dos kekurangan tidak membenarkan untuk menjalankan dengan cara yang normal fungsi bahawa gen produk harus memenuhi.

Individu ini akan menunjukkan fenotip heterozygositi mereka untuk gen ini sebagai penyakit. Banyak penyakit dominan autosomal memenuhi kriteria ini, tetapi tidak semua.

Iaitu, homozygote yang dominan akan sihat, tetapi individu dengan mana-mana solek genetik lain tidak akan. Dalam homozygote yang dominan, normalisasi akan menjadi kesihatan individu; dalam heterozygote manifestasi penyakit akan menjadi dominan.

Kontradiksi yang jelas ini adalah akibat daripada kesan (klinikal) yang merosakkan pada individu gen yang tidak dinyatakan pada tahap yang mencukupi.

Haploinsufficiency dalam hemizygotes

Keadaan ini berubah (dari sudut pandangan genotip) di hemizygotes sejak kita bercakap mengenai kehadiran alel tunggal untuk gen tersebut. Iaitu, seolah-olah ia adalah haploid separa untuk locus atau kumpulan loci.

Ini boleh berlaku, seperti yang telah disebutkan, dalam pembawa penghapusan atau pembawa kromosom seks dimorphik. Walau bagaimanapun, kesan penurunan dos adalah sama.

Walau bagaimanapun, mungkin ada kes yang lebih rumit. Contohnya, dalam Sindrom Turner yang membentangkan wanita dengan hanya satu kromosom X (45, XO), penyakit itu kelihatan disebabkan oleh keadaan phenotypic hemizyous kromosom X.

Sebaliknya, di sini masalah haploinsufficiency adalah disebabkan adanya beberapa gen yang biasanya bertindak sebagai pseudoautosomal. Salah satu daripada gen ini adalah gen SHOX, yang biasanya melarikan diri secara tidak aktif dengan membilas wanita.

Ia juga merupakan satu daripada beberapa gen yang dikongsi oleh kromosom X dan Y. Iaitu gen biasanya "diploid" pada kedua-dua wanita dan lelaki.

Kehadiran alel mutant dalam gen ini dalam wanita heterozigot, atau pemansuhan (ketiadaan) daripadanya dalam wanita akan bertanggungjawab untuk ketidaksempurnaan SHOX. Salah satu manifestasi klinikal keadaan haploinsufficient untuk gen ini adalah kedudukan pendek.

Punca dan kesan

Untuk memenuhi peranan fisiologi mereka, protein dengan aktiviti enzimatik mesti mencapai sekurang-kurangnya ambang tindakan yang memenuhi keperluan sel, atau organisma. Jika tidak, ia akan menimbulkan kekurangan.

Satu contoh mudah ambang metabolik yang kekurangan dengan akibat dramatik pleiotropic adalah bahawa haploinsufficiency telomerase.

Tanpa tindakan gabungan ungkapan dua alel gen mengodkannya, penurunan kadar telomerase menghasilkan perubahan dalam kawalan panjang telomere. Ini menunjukkan, pada umumnya, sebagai gangguan degeneratif dalam individu terjejas.

Protein lain yang tidak enzim boleh menimbulkan kekurangan kerana, sebagai contoh, mereka tidak mencukupi untuk memenuhi peranan struktur dalam sel.

Contohnya ribosomapatia pada manusia, terdiri daripada beberapa gangguan yang disebabkan terutamanya oleh perubahan dalam biogenesis ribosomes atau oleh haploinsuficiencia.

Dalam kes yang terakhir, penurunan paras protein ribosomal normal menyebabkan pengubahan keseluruhan dalam sintesis protein. Manifestasi phenotypic ini disfungsi ditandakan akan bergantung pada jenis tisu atau sel yang terkena.

Dalam kes-kes lain, hipapinaminasi disebabkan oleh tahap rendah protein yang tidak dapat menyumbang kepada pengaktifan orang lain. Oleh itu, penyelewengan dos yang tidak mencukupi boleh mengakibatkan keadaan metabolik yang kekurangan, kekurangan struktur yang memberi kesan kepada fungsi-fungsi lain, atau ketiadaan ekspresi gen-gen lain atau aktiviti produk mereka..

Ini akan menerangkan kepada sebahagian besar manifestasi pleiotropik dalam sindrom klinikal yang menjadi ciri haploinsufficiencies.

Produk gen tersebut SHOX, Walaupun komplikasi yang diperoleh dari kediaman mereka dalam pasangan kromosom yang kompleks, ini adalah contoh yang baik dalam hal ini. Gen ini SHOX adalah gen homeotic, sebab itu kekurangannya secara langsung mempengaruhi perkembangan morfologi normal individu.

Haploinsufficiencies lain boleh diperolehi daripada penyusunan semula kromosom bagi kawasan pembawa gen yang terjejas, yang tanpa mutasi atau penghapusan, mempengaruhi atau membatalkan tahap ekspresi alel yang diubah suai.

Rujukan

  1. Brown, T. A. (2002) genom, 2nd Edisi. Wiley-Liss. Oxford, U. K.
  2. Cohen, J. L. (2017). Kekurangan GATA2 dan penyakit virus Epstein-Barr. Perbatasan dalam imunologi, 22: 1869. doi: 10.3389 / fimmu.2017.01869.
  3. Fiorini, E., Santoni, A., Colla, S. (2018) Telomer berfungsi dan gangguan hematologi. Pembezaan, 100: 1-11. doi: 10.1016 / j.diff.2018.01.001.
  4. Mills, E. W., Green, R. (2017) Ribosomopati: Terdapat kekuatan dalam bilangan. Sains, doi: 10.1126 / science.aan2755.
  5. Wawrocka, A., Krawczynski, M. R. (2018). Genetika aniridia - perkara mudah menjadi rumit. Journal of Applied Genetics, 59: 151-159.