Що таке хаплонедостатність? (з прикладами)



The haploinsufficiency є генетичним явищем, при якому індивід, що несе єдиний домінантний алель, виражає аномальний фенотип, не властивий цій ознаці. Отже, це виключення з класичних відносин домінування / рецесивності.

У певному сенсі воно відрізняється від неповного домінування, оскільки хаплонедостатність не виявляє ознаки як проміжного між екстремалами характеру. Хаплоінфекція виникає внаслідок зміненої або недостатньої експресії продукту, кодованого солітарним функціональним алелем.

Це, отже, алельний стан, який може впливати як на гетерозиготи, так і на гемізиготи в диплоїдних індивідуумах. Це медичний термін для визначення певних умов, майже завжди метаболічних, з генетичною основою. Це певною мірою неповне домінування з клінічними наслідками.

Усі людські істоти є гемізіготними для генів пари статевої хромосоми. Чоловікам, оскільки вони несуть одну Х-хромосому, крім Y-хромосоми, яка не є гомологічною до попередньої.

Жінки, тому що навіть якщо вони несуть дві копії Х-хромосоми, тільки одна функціонує в кожній клітині свого організму. Інший інактивується генетичним глушінням, а тому, загалом, генетично інертним.

Тим не менш, люди не є haploinsffective для всіх генів, що переносяться Х-хромосомою.Іншим способом бути гемізиготних (несексуальних) для конкретного гена є наявність певного алелю на конкретному локусі на хромосомі, і його видалення. у гомологічній парі.

Хаплоінфекція не є мутацією. Однак мутація в представляє інтерес гені впливає на фенотипічну поведінку в гетерозиготному гаплоидальном, оскільки єдиний функціональний алель гена недостатньо для визначення нормальності його носія. Хапло невластивості, як правило, плейотропні.

Індекс

  • 1 Хаплоінфекція у гетерозигот
  • 2 Хаплоінфекція при гемізиготах
  • 3 Причини та наслідки
  • 4 Посилання

Гаплонедостатність у гетерозигот

Моногенні ознаки визначаються експресією одного гена. Це типові випадки алельного взаємодії, які в залежності від генетичної конституції індивідуума матимуть унікальний прояв - майже завжди чи ні.

Тобто домінантні гомозиготи (AA) і гетерозигот (Аа) покаже дикий (або "нормальний") фенотип, а рецесивні гомозиготи (аа) покаже мутантний фенотип. Це те, що ми називаємо домінуючою алельною взаємодією.

Коли домінування є неповним, ознака гетерозиготи є проміжною внаслідок зменшення генетичної дози. У гаплоидозированних гетерозиготах така дефіцитна доза не дозволяє здійснювати нормальним чином функцію, яку повинен виконувати продукт гена.

Цей індивід покаже фенотип їх гетерозиготності для цього гена як захворювання. Багато аутосомно-домінантні захворювання відповідають цьому критерію, але не всі.

Тобто домінантна гомозигота буде здоровою, але особи з будь-яким іншим генетичним складом не будуть. У домінуючому гомозиготе нормальність буде здоров'я особистості; У гетерозиготе прояв захворювання буде домінуючим.

Це очевидне протиріччя є наслідком просто шкідливого (клінічного) впливу на особу гена, який не виражений на адекватних рівнях.

Гаплонедостатність у гемізигот

Ситуація змінюється (з точки зору генотипу) в гемізиготах, оскільки ми говоримо про наявність єдиного алеля для гена. Тобто, як якщо б він був частковим гаплоїдом для цього локусу або групи локусів.

Це може статися, як вже зазначалося, в носіях делецій або носіїв диморфних статевих хромосом. Однак ефект зниженої дозування однаковий.

Однак можуть бути випадки дещо складніші. Наприклад, при синдромі Тернера, який представляє жінкам лише одну Х-хромосому (45, XO), захворювання, очевидно, пов'язане з гемізигозним фенотиповим станом Х-хромосоми.

Швидше, тут хаплонедостатність обумовлена ​​наявністю декількох генів, які звичайно ведуть себе як псевдоавтосомальні. Одним з таких генів є ген SHOX, що зазвичай виходить з інактивації за допомогою глушіння у жінок.

Він також є одним з небагатьох генів, розділених хромосомами Х і Y, тобто, як правило, це "диплоїдний" ген як у жінок, так і у чоловіків..

Наявність мутантного алелю в цьому гені у гетерозиготних жінок, або його видалення (відсутність) у жінки, буде відповідати за гапло-недостатність SHOX. Одним з клінічних проявів гаплонедостатнього стану для цього гена є короткий зріст.

Причини та наслідки

Для того, щоб виконати свої фізіологічні ролі, білок з ферментативною активністю повинен досягти щонайменше порогового значення, що відповідає потребам клітини або організму. Інакше це призведе до дефіциту.

Простим прикладом дефіцитного метаболічного порогу з різко плейотропними наслідками є те, що гаплоїдефіцит теломерази.

Без комбінованої дії експресії двох алелей гена, що кодує його, зниження рівнів теломерази призводить до зміни контролю довжини теломер. Це проявляється, як правило, як дегенеративні розлади у ураженої особи.

Інші білки, які не є ферментами, можуть призвести до дефіциту, оскільки, наприклад, вони не є достатніми для виконання структурної ролі в клітці.

Рибосомапатія у людей, наприклад, включає ряд розладів, які викликані, головним чином, змінами в біогенезі рибосом або за допомогою haploinsuficiencia.

В останньому випадку зниження нормальних рівнів доступності рибосомного білка призводить до загальної зміни синтезу білка. Фенотиповий прояв зазначеної дисфункції буде залежати від типу ураженої тканини або клітини.

В інших випадках хаплонедостатність викликана низькими рівнями білків, які не здатні сприяти активації інших. Це спотворення через неадекватне дозування може, таким чином, призвести до дефіцитного метаболічного стану, структурної недостатності, що впливає на інші функції, або на відсутність експресії інших генів або активності їх продуктів..

Це значною мірою пояснює плейотропні прояви в клінічних синдромах, які характерні для гаплоінфекцій..

Продукт гена SHOX, Незважаючи на ускладнення, отримані від їхнього проживання в складній хромосомній парі, це хороший приклад цього. Ген SHOX є гомеотичним геном, тому його дефіцит безпосередньо впливає на нормальний морфологічний розвиток індивідуума.

Інші haploinsufficiencies можуть бути отримані з хромосомних перебудов області носіїв ураженого гена, які без мутації або делеції, впливають або скасовують рівні експресії модифікованого алелю.

Список літератури

  1. Brown, T. A. (2002) Геноми, 2nd Видання. Wiley-Liss. Oxford, U. K.
  2. Коен, Дж. Л. (2017). Дефіцит GATA2 і хвороба Епштейна-Барра. Межі в імунології, 22: 1869. doi: 10.3389 / fimmu.2017.01869.
  3. Fiorini, E., Santoni, A., Colla, S. (2018) Дисфункціональні теломери і гематологічні порушення. Диференціація, 100: 1-11. doi: 10.1016 / j.diff.2018.01.001.
  4. Мілс, Е. У., Грін, Р. (2017) Рибосомопатії: Є чисельність. Наука, doi: 10.1126 / science.aan2755.
  5. Wawrocka, A., Krawczynski, M.R. (2018). Генетика aniridia - прості речі ускладнюються. Журнал прикладної генетики, 59: 151-159.