Kas ir haploinsufficiency? (ar piemēriem)



The haploinsufficiency ir ģenētiska parādība, kurā indivīds, kam ir viena dominējošā alēle, izsaka anomālu fenotipu, kas nav raksturīgs šai iezīmei. Tāpēc tas ir izņēmums no klasiskās dominējošās / recesīvās attiecības.

Savā ziņā tas atšķiras no nepilnīga dominējošā stāvokļa, jo haploinsuits neuzrāda iezīmi kā starpnieku starp rakstura galējībām. Haploinefektivitāte rodas, mainoties vai nepietiekamai ekspresijai, ko kodē vienīgais funkcionālais alēle.

Tātad tas ir alelisks stāvoklis, kas var ietekmēt gan heterozigotus, gan hemizigotus diploīdos indivīdos. Tas ir medicīnisks termins, lai noteiktu dažus nosacījumus, gandrīz vienmēr metaboliski, ar ģenētisku pamatu. Tas zināmā mērā ir nepilnīgs dominējošais stāvoklis ar klīniskām sekām.

Visi cilvēki ir hemizigoti dzimuma hromosomu pāra gēniem. Vīrieši, jo viņiem ir viena X hromosoma, papildus Y hromosomai, kas nav homologa ar iepriekšējo..

Sievietēm, jo ​​pat ja tām ir divas X hromosomas kopijas, tikai viens ir funkcionāls katrā organisma šūnā. Otra ir inaktivēta ar ģenētisko klusēšanu, un tādējādi kopumā ģenētiski inerti.

Tomēr cilvēkiem nav haploinsu visiem gēniem, ko pārnēsā X hromosoma, bet vēl viens veids, kā noteikt gēnu hemizigotiski (ne-seksuāli), ir noteiktā alēle konkrētajā hromosomas lokusā un to dzēšana. homologā pārī.

Haploinsufficiency nav mutācija. Tomēr mutācija gēna gēnā ietekmē fenotipa uzvedību heterozigotiskajā haploinsufikcijā, jo vienīgā gēna funkcionālā alēle nav pietiekama, lai noteiktu tā nesēja normālo stāvokli. Haploinsufficiency parasti ir pleiotropic.

Indekss

  • 1 Heterozigotu efektivitāte
  • 2 Haploinsufficiency hemizygotēs
  • 3 Cēloņi un sekas
  • 4 Atsauces

Heterozigotu efektivitāte

Monogēnās īpašības nosaka viena gēna ekspresija. Tie ir tipiski alēlija mijiedarbības gadījumi, kas atkarībā no indivīda ģenētiskās konstitūcijas radīs unikālu izpausmi - gandrīz vienmēr vai pilnīgi neko.

Tas ir, dominējošie homozigoti (AA) un heterozigotes (Aa) parādīs savvaļas (vai „normālo”) fenotipu, bet recesīvie homozigoti (aa) parādīs mutanta fenotipu. Tas ir tas, ko mēs saucam par dominējošu alēlija mijiedarbību.

Ja dominance ir nepilnīga, heterozigota iezīme ir starpprodukts, jo ir samazinājusies ģenētiskā deva. Hidrloinsuefektīvos heterozigotos šāda deficīta deva neļauj normāli veikt funkciju, kas gēna produktam jāatbilst.

Šis indivīds parādīs šo gēnu kā slimību heterozigozes fenotipu. Daudzi autosomu dominējošās slimības atbilst šim kritērijam, bet ne visiem.

Tas nozīmē, ka dominējošais homozigots būs vesels, bet indivīdi ar jebkuru citu ģenētisko grims nebūs. Dominējošajā homozigotā normālā būs indivīda veselība; heterozigotē dominē slimības izpausme.

Šī acīmredzamā pretruna ir vienkārši kaitīgas (klīniskas) iedarbības sekas uz gēnu indivīdu, kas nav izteikts atbilstošā līmenī..

Haploinsufficiency hemizygotēs

Situācija mainās (no genotipa viedokļa) hemizigotēs, jo mēs runājam par viena gēna klātbūtni. Tas ir, it kā tas būtu daļējs haploīds šai lokusu vai lokusu grupai.

Tas var notikt, kā jau minēts iepriekš, dimorfo dzimumu hromosomu dzēšanas vai nesēju nesējos. Tomēr samazināta deva ir tāda pati.

Tomēr var būt nedaudz sarežģītāki gadījumi. Piemēram, Tērnera sindromā, kurā sievietēm ir tikai viena X hromosoma (45, XO), slimība, šķiet, ir saistīta ar X hromosomas hemizigotisko fenotipisko stāvokli..

Drīzāk šeit haploinsufficiency ir saistīts ar dažu gēnu klātbūtni, kas parasti darbojas kā pseidoautosomāls. Viens no šiem gēniem ir gēns SHOX, kas parasti izbēg no inaktivācijas, klusējot sievietēm.

Tas ir arī viens no nedaudzajiem gēniem, kas ir kopīgi ar X un Y hromosomām, tas ir, tas parasti ir "diploīds" gēns gan sievietēm, gan vīriešiem..

Mutanta alēle klātbūtne šajā gēnā heterozigotiskām sievietēm vai to dzēšana (neesamība) sievietē būs atbildīga par haploinsufektivitāti. SHOX. Viens no šī gēna haploinefektīvā stāvokļa klīniskajām izpausmēm ir īss augums.

Cēloņi un sekas

Lai pildītu savas fizioloģiskās lomas, proteīnam ar enzīmu aktivitāti jāsasniedz vismaz darbības slieksnis, kas atbilst šūnas vai organisma vajadzībām. Pretējā gadījumā tas radīs trūkumus.

Vienkāršs trūkstoša vielmaiņas sliekšņa piemērs ar dramatiskām pleiotropām sekām ir telomerāzes haploinsufektivitātes rādītājs..

Bez kombinētā divu gēnu kodolu izpausmes, telomerāzes līmeņu samazināšanās izraisa izmaiņas telomēra garuma kontrolē. Tas parasti izpaužas kā degeneratīvie traucējumi skartajā indivīdā.

Citi proteīni, kas nav fermenti, var izraisīt trūkumu, jo, piemēram, tie nav pietiekami, lai izpildītu strukturālu lomu šūnā.

Piemēram, ribosomapatías cilvēkiem ir virkne traucējumu, ko izraisa galvenokārt ribosomu biogenesis vai haploinsuficiencia izmaiņas..

Pēdējā gadījumā parastā ribosomu proteīna pieejamības līmeņa samazināšanās izraisa vispārēju proteīna sintēzes izmaiņas. Šīs iezīmētās disfunkcijas fenotipiskā izpausme būs atkarīga no ietekmētā audu vai šūnu veida.

Citos gadījumos haploinsufficiency izraisa zems olbaltumvielu līmenis, kas nespēj sekmēt citu aktivāciju. Tādējādi šis nepietiekamas dozēšanas traucējums var novest pie nepietiekama vielmaiņas stāvokļa, strukturāla trūkuma, kas ietekmē citas funkcijas, vai citu gēnu ekspresijas trūkums vai to produktu darbība..

Tas lielā mērā izskaidro pleiotropo izpausmes klīniskajos sindromos, kas raksturīgi haploinsufficiencies.

Gēna produkts SHOX, Neskatoties uz komplikācijām, kas izriet no viņu dzīvesvietas sarežģītā hromosomu pārī, tas ir labs piemērs tam. Gēns SHOX ir homeotisks gēns, tāpēc tās trūkums tieši ietekmē indivīda normālo morfoloģisko attīstību.

Citi haploinfunkcijas var tikt iegūti no skartā gēna nesēja reģiona hromosomu pārkārtošanās, kas bez mutācijas vai izdzēšanas ietekmē vai atceļ modificētā alēles ekspresijas līmeni..

Atsauces

  1. Brown, T. A. (2002) Genomes, 2nd Izdevums. Wiley-Liss. Oksforda, U. K.
  2. Cohen, J. L. (2017). GATA2 deficīts un Epstein-Barr vīrusa slimība. Robežas imunoloģijā, 22: 1869. doi: 10.3389 / fimmu.2017.01869.
  3. Fiorini, E., Santoni, A., Colla, S. (2018) Disfunkcionāli telomēri un hematoloģiski traucējumi. Diferenciācija, 100: 1-11. doi: 10.1016 / j.diff.2018.01.001.
  4. Mills, E. W., Green, R. (2017) Ribosomopātijas. Zinātne, doi: 10.1126 / science.aan2755.
  5. Wawrocka, A., Krawczynski, M. R. (2018). Anirīdu ģenētika - vienkāršas lietas kļūst sarežģītas. Journal of Applied Genetics, 59: 151-159.