Какво е хаплонедостатъчност? (с примери)



на хаплоинсуфициенция е генетично явление, при което индивид, носещ единичен доминиращ алел, изразява анормален фенотип, който не е характерен за тази черта. Следователно това е изключение от класическите отношения на господство / рецесивност.

В известен смисъл тя е различна от непълното господство, тъй като хаплоинфекцията не проявява чертата като междинна между крайностите на характера. Хаплоинфекцията е резултат от променена или недостатъчна експресия на продукта, кодиран от самостоятелния функционален алел.

Следователно, това е алелно състояние, което може да повлияе както на хетерозиготите, така и на хемизиготите в диплоидни индивиди. Това е медицински термин за определяне на определени състояния, почти винаги метаболитни, с генетична основа. До известна степен това е непълно господство с клинични последици.

Всички човешки същества са хемизиготни за гените на двойката на половата хромозома. Мъже, защото носят една Х-хромозома, в допълнение към Y хромозома, която не е хомоложна на предишната.

Жените, защото въпреки че носят две копия на Х хромозомата, само един е функционален във всяка клетка на техния организъм. Другият е инактивиран от генетично заглушаване и следователно, като цяло, генетично инертен.

Въпреки това, хората не са haploinsffective за всички гени, носени от X хромозомата.Друг начин да бъде хемизиготен (несексуален) за конкретен ген е чрез наличието на специфичен алел при специфичния локус на хромозомата и неговото заличаване. в хомоложната двойка.

Haploinsufficiency не е мутация. Обаче, мутация в интересуващия ни ген влияе на фенотипното поведение в хетерозиготен хаплоинфект, тъй като единственият функционален алел на гена не е достатъчен, за да се определи нормалността на неговия носител. Хапло несъвършенствата обикновено са плейотропни.

индекс

  • 1 Haploinsufficiency in heterozygotes
  • 2 Хаплоинсултизъм при хемизиготи
  • 3 Причини и последици
  • 4 Препратки

Haploinsufficiency в хетерозиготи

Моногенните характеристики се определят чрез експресията на единичен ген. Това са типичните случаи на алелно взаимодействие, което, в зависимост от генетичната конституция на индивида, ще има уникално проявление - почти винаги от всички или нищо..

Тоест, доминиращите хомозиготи (АА) и хетерозиготите (Аа) ще покаже дивия (или "нормален") фенотип, докато рецесивните хомозиготи (аа) ще покаже мутантния фенотип. Това, което наричаме доминиращо алелно взаимодействие.

Когато доминирането е непълно, характеристиката на хетерозиготата е междинна като последица от намалена генетична доза. При хаплоизопропадналите хетерозиготи такава недостатъчна доза не позволява да се извърши по нормален начин функцията, която продуктът на гена трябва да изпълнява.

Този индивид ще покаже фенотипа на тяхната хетерозиготност за този ген като болест. Много автозомни доминантни заболявания отговарят на този критерий, но не всички.

Тоест, доминантната хомозигота ще бъде здрава, но индивиди с друг генетичен състав няма. В доминантната хомозигота нормалността ще бъде здравето на индивида; в хетерозиготата проявата на болестта ще бъде доминираща.

Това очевидно противоречие е следствие само от вредното (клинично) въздействие върху индивида на ген, който не е изразен на адекватни нива.

Хаплоинфекция при хемизиготи

Ситуацията се променя (от гледна точка на генотипа) в хемизиготите, тъй като говорим за наличието на единичен алел за гена. Тоест, като че ли е частичен хаплоид за този локус или група от локуси.

Това може да се случи, както вече споменахме, в носители на делеции или носители на диморфни полови хромозоми. Ефектът на намалената доза обаче е същият.

Може обаче да има случаи, които са малко по-сложни. Например, при синдрома на Търнър, който представя жени само с една Х хромозома (45, XO), заболяването изглежда се дължи на хемизигозното фенотипно състояние на X хромозомата.

Вместо това, хаплоинвалификацията се дължи на наличието на няколко гена, които нормално се държат като псевдоавтозомални. Един от тези гени е генът SHOX, което обикновено избягва инактивирането чрез заглушаване при жените.

Също така е един от малкото гени, споделяни от Х и Y хромозомите, тоест обикновено е "диплоиден" ген при жените и при мъжете..

Наличието на мутантен алел в този ген при хетерозиготни жени, или заличаване (отсъствие) на него при жена, ще бъде отговорно за хаплонедостатъчността на SHOX. Една от клиничните прояви на хаплоинфекционното състояние за този ген е нисък ръст.

Причини и последици

За да изпълнят своите физиологични роли, протеин с ензимна активност трябва да достигне поне праг на действие, който отговаря на нуждите на клетката или организма. В противен случай това ще доведе до недостиг.

Един прост пример за недостатъчен метаболитен праг с драматично плейотропни последици е този на хаплоиндостатъчността на теломераза.

Без комбинираното действие на експресията на двата алела на кодиращия го ген, намаляването на нивата на теломераза води до промяна в контрола на дължината на теломерите. Това обикновено се проявява като дегенеративни нарушения в засегнатия индивид.

Други протеини, които не са ензими, могат да доведат до дефицит, защото, например, те не са достатъчни, за да изпълнят структурна роля в клетката..

Ribosomapatías при хора, например, съдържат серия от нарушения, които са причинени главно от промени в биогенезата на рибозомите или от хаплоинсуфициация..

В последния случай намаляването на нормалните нива на наличност на рибозомния протеин води до цялостна промяна в синтеза на протеини. Фенотипното проявление на тази изразена дисфункция ще зависи от вида на засегнатата тъкан или клетка.

В други случаи, хаплоинфекцията се причинява от ниски нива на протеини, които не могат да допринесат за активирането на други. Това изкривяване чрез неадекватно дозиране може следователно да доведе до недостатъчно метаболитно състояние, структурна липса, която засяга други функции, или липсата на експресия на други гени или активност на техните продукти..

Това би обяснило до голяма степен плейотропните прояви в клиничните синдроми, които са характерни за хаплоинфекциите..

Продуктът на гена SHOX, Въпреки усложненията, произтичащи от пребиваването им в сложна хромозомна двойка, това е добър пример за това. Генът SHOX е хомеотичен ген, поради което неговият дефицит пряко засяга нормалното морфологично развитие на индивида.

Други хаплоинфекции могат да бъдат получени от хромозомни пренареждания на областта на носителя на засегнатия ген, който без мутация или делеция, влияе или отменя нивата на експресия на модифицирания алел..

препратки

  1. Brown, T. A. (2002) Геноми, 2ри Edition. Wiley-Liss. Оксфорд, Ю. К.
  2. Cohen, J.L. (2017). Дефицит на GATA2 и вирусно заболяване на Epstein-Barr. Граници в имунологията, 22: 1869. doi: 10.3389 / fimmu.2017.01869.
  3. Fiorini, E., Santoni, A., Colla, S. (2018) Дисфункционални теломери и хематологични нарушения. Диференциация, 100: 1-11. doi: 10.1016 / j.diff.2018.01.001.
  4. Милс, Е. У., Грийн, Р. (2017) Рибосомопатии: Има сила в числата. Науката, doi: 10.1126 / science.aan2755.
  5. Wawrocka, A., Krawczynski, M.R. (2018). Генетиката на аниридията - простите неща се усложняват. Journal of Applied Genetics, 59: 151-159.