KAS YRA HAPLOINFEKTYVUMAS? (SU PAVYZDŽIAIS) - BIOLOGIJA - 2025

Haploinsufficiency yra nešiklis, kurioje pavienį dominuojančia alelio individualiai išreiškia nenormalus fenotipą nebūdinga tos bruožas genetinės reiškinio. Todėl tai yra klasikinių dominavimo / recesyvumo santykių išimtis.

Tam tikra prasme jis skiriasi nuo nepilnaverčio dominavimo, nes haploinsuficitiškumas taip pat neparodo bruožo kaip tarpinio tarp veikėjo kraštutinumų. Halogeninis nepakankamumas atsiranda dėl pakitusio arba nepakankamo produkto, užkoduoto vienatvės funkcinio alelio, ekspresijos.

Taigi, alelinė būklė gali paveikti tiek heterozigotus, tiek hemizigotus diploidiniams asmenims. Tai yra medicininis terminas apibrėžti tam tikras genetines sąlygas, beveik visada metabolines. Tam tikru mastu tai yra neišsamus dominavimas su klinikinėmis pasekmėmis.

Visi žmonės yra hemizigotiški dėl lyčių chromosomų poros genų. Vyrai, nes jie turi vieną X chromosomą, be Y chromosomos, kuri nėra homologiška ankstesnei.

Moterys, nes net nešiojant dvi X chromosomos kopijas, kiekvienoje kūno ląstelėje veikia tik viena. Kitas yra inaktyvinamas dėl genų nutildymo, todėl paprastai yra genetiškai inertiškas.

Tačiau žmonėms nepavyksta užtikrinti visų genų, gabenamų X chromosomos, rūgštingumo. Kitas būdas būti hemizigotiniu (ne lytiniu) tam tikro geno elementu yra turėti tam tikrą alelį konkrečiame chromosomos lokuse ir jo deleciją. homologinėje poroje.

Halogeninis nepakankamumas nėra mutacija. Tačiau dominančio geno mutacija daro įtaką fenotipiniam elgesiui heloozigotiniame haloinsuliuotume, nes vienintelio funkcinio geno alelio nepakanka jo nešiklio normalumui nustatyti. Hiploinfektyvumas paprastai yra pleiotropinis.

Halogeniškumas heterozigotuose

Monogeninius požymius lemia vieno geno ekspresija. Tai yra tipiški alelinės sąveikos atvejai, kurie, atsižvelgiant į individo genetinę struktūrą, turės unikalų požymį - beveik visada išvis arba nieko.

Tai yra, homozigotinis dominuojantis (AA) ir heterozigotinis (Aa) parodys laukinio tipo (arba „normalų“) fenotipą, o homozigotinis recesyvinis (aa) - mutanto fenotipą. Tai mes vadiname dominuojančia alelinine sąveika.

Kai vyrauja nepilnai, heterozigotinis bruožas yra tarpinis, nes sumažėja genetinė dozė. Esant nepakankamam heterozigotams, toks blogas dozavimas neleidžia atlikti funkcijos, kurią geno produktas turėtų atlikti įprastu būdu.

Šis asmuo parodys savo heterozigotiškumo fenotipą kaip liga. Daugelis autosomiškai dominuojančių ligų atitinka šiuos kriterijus, tačiau ne visi.

T. y., Dominuojantis homozigotas bus sveikas, bet asmenys, turintys bet kokią kitą genetinę struktūrą, nebus. Homozigotinėje dominantėje normalumas bus asmens sveikata; heterozigotiniame, ligos pasireiškimas bus dominuojantis.

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

Hiplogininis nepakankamumas hemizigotuose

Padėtis keičiasi (genotipo požiūriu) hemizigotuose, nes mes kalbame apie vieno geno alelio buvimą. Tai yra, tarsi tai būtų dalinis haploidas tam lokusui ar lokų grupei.

Tai gali atsirasti, kaip jau minėjome, delecijų nešiotojuose ar dimorfinių lytinių chromosomų nešikliuose. Tačiau sumažintos dozės poveikis yra tas pats.

Tačiau gali būti šiek tiek sudėtingesnių atvejų. Pavyzdžiui, Turnerio sindromo metu, kurį pateikė moterys, turinčios vieną X chromosomą (45, XO), liga, atrodo, atsirado ne dėl hemizigotinės X chromosomos fenotipinės būklės.

Halogeninį nepakankamumą čia lemia keletas genų, kurie paprastai elgiasi kaip pseudoautosominiai. Vienas iš šių genų yra SHOX genas, kuris paprastai nutekėjimo metu išvengia moterų tylėjimo.

Tai taip pat vienas iš nedaugelio genų, kuriuos dalijasi X ir Y chromosomos, tai yra, paprastai tai yra „diploidinis“ genas tiek moterims, tiek vyrams.

Dėl SHOX haploinfektyvumo gali būti mutanto alelio buvimas heterozigotinėse patelėse arba jo pašalinimas (nebuvimas) patelėse. Viena iš klinikinių šio geno haploinfekcinės būklės apraiškų yra trumpas ūgis.

Priežastys ir padariniai

Fermentinis baltymas, norėdamas atlikti savo fiziologinius vaidmenis, turi pasiekti bent tokį veikimo slenkstį, kuris atitiktų ląstelės arba organizmo poreikius. Priešingu atveju tai sukels trūkumą.

Paprastas blogo metabolinio slenksčio, turinčio dramatiškų pleiotropinių pasekmių, pavyzdys yra telomerazės haploinfektyvumas.

Neatlikus abiejų jį koduojančio geno dviejų alelių ekspresijos, sumažėjus telomerazės lygiui, keičiasi telomerų ilgis. Paprastai tai pasireiškia kaip degeneraciniai sutrikimai paveiktame asmenyje.

Telomerazės veikimas sutrumpinant telomerą. „Fatma Uzbas“ (ispanų kalbos versiją pateikė Alejandro Porto), per „Wikimedia Commons“

Kiti baltymai, kurie nėra fermentai, gali sukelti trūkumą, nes, pavyzdžiui, jų nepakanka atlikti struktūrinį vaidmenį ląstelėje.

Žmonių ribosominės ligos, pavyzdžiui, apima daugybę sutrikimų, kuriuos daugiausia sukelia pakitimai ribosomų biogenezėje arba haploinfektyvumas.

Pastaruoju atveju sumažėjus ribosominių baltymų normaliam kiekiui, baltymų sintezė pasikeičia. Šios pažymėtos disfunkcijos fenotipinis pasireiškimas priklausys nuo paveikto audinio ar ląstelės tipo.

Kitais atvejais haploinfektyvumą lemia žemas baltymų kiekis, negalintis prisidėti prie kitų aktyvavimo. Taigi dėl netinkamos dozės iškraipymo gali sutrikti metabolinė būklė, atsirasti struktūrinis trūkumas, darantis įtaką kitoms funkcijoms, arba kitų genų ekspresijos nebuvimas ar jų produktų aktyvumas.

Tai iš esmės paaiškintų klinikinių sindromų pleiotropinius pasireiškimus, būdingus haploinsufficiency.

SHOX geno produktas, nepaisant komplikacijų, susijusių su jo buvimu sudėtingoje chromosomų poroje, yra geras to pavyzdys. SHOX genas yra homeotinis genas, todėl jo trūkumas tiesiogiai veikia normalią žmogaus morfologinę raidą.

Kiti haploinfektyvumai gali kilti iš paveikto geno nešiklio srities chromosomų pertvarkymų, kurie be mutacijos ar delecijos turi įtakos modifikuoto alelio ekspresijos lygiams arba juos panaikina.

Nuorodos

1. Ruda, TA (2002) genomus, 2 ^-asis leidimas. Vilis-Lissas. Oksfordas, JK
2. Cohen, JL (2017). GATA2 trūkumas ir Epšteino-Baro viruso liga. Imunologijos ribos, 1869 m. 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, EW, Green, R. (2017) Ribosomopathies: Yra stiprumas skaičiais. Mokslas, doi: 10.1126 / mokslas.aan2755.
5. Wawrocka, A., Krawczynski, MR (2018). Aniridijos genetika - paprasti dalykai tampa sudėtingi. Journal of Applied Genetics, 59: 151-159.