Что такое гаплонедостаточность? (с примерами)



гаплонедостаточность является генетическим феноменом, при котором индивидуум, несущий один доминантный аллель, выражает аномальный фенотип, не характерный для этого признака. Следовательно, это исключение из классических отношений доминирования / рецессивности..

В некотором смысле это отличается от неполного доминирования, так как гаплоиндуктивность не проявляет черту как промежуточное звено между крайностями персонажа. Гаплонедостаточность является результатом измененной или недостаточной экспрессии продукта, кодируемого единичным функциональным аллелем.

Таким образом, это аллельное состояние, которое может затрагивать как гетерозиготы, так и гемизиготы у диплоидных индивидуумов. Это медицинский термин для определения определенных состояний, почти всегда метаболических, на генетической основе. В какой-то степени это неполное доминирование с клиническими последствиями.

Все люди гемизиготны по генам пары половых хромосом. Мужчины, потому что они несут одну Х-хромосому, в дополнение к Y-хромосоме, которая не гомологична предыдущей.

Женщины, потому что, хотя у них две копии Х-хромосомы, в каждой клетке их организма функционирует только одна. Другой инактивируется генетическим молчанием и, следовательно, вообще генетически инертен.

Тем не менее, люди не обладают достаточной гаплоиндустрией для всех генов, содержащихся в хромосоме Х. Другой способ быть гемизиготным (несексуальным) для конкретного гена заключается в наличии определенного аллеля в определенном локусе на хромосоме и его делеции. в гомологичной паре.

Гаплонедостаточность не является мутацией. Однако мутация в интересующем гене влияет на фенотипическое поведение в гетерозиготном гаплоиндуктиве, поскольку одного функционального аллеля гена недостаточно для определения нормальности его носителя. Гаплоинфективность, как правило, плейотропная.

индекс

  • 1 Гаплонедостаточность у гетерозигот
  • 2 Гаплонедостаточность у гемизигот
  • 3 Причины и следствия
  • 4 Ссылки

Гаплонедостаточность у гетерозигот

Моногенные признаки определяются экспрессией одного гена. Это типичные случаи аллельного взаимодействия, которое в зависимости от генетической конституции индивидуума будет иметь уникальное проявление - почти всегда из всех или ничего.

То есть доминантные гомозиготы (А.А.) и гетерозиготы (Aa) покажет дикий (или «нормальный») фенотип, тогда как рецессивные гомозиготы (аа) покажет мутантный фенотип. Это то, что мы называем доминантным аллельным взаимодействием.

Когда доминирование неполное, гетерозиготный признак является промежуточным вследствие уменьшенной генетической дозы. У гаплоидостаточных гетерозигот такая недостаточная доза не позволяет нормальным образом выполнять функцию, которую должен выполнять продукт гена.

Этот человек покажет фенотип их гетерозиготности по этому гену как заболевание. Многие аутосомно-доминантные заболевания соответствуют этому критерию, но не все.

То есть доминирующий гомозигот будет здоров, а люди с любым другим генетическим составом - нет. В доминантном гомозиготе нормой будет здоровье человека; в гетерозиготе проявление заболевания будет доминирующим.

Это очевидное противоречие является следствием просто вредного (клинического) воздействия на индивидуума гена, который не экспрессируется на адекватных уровнях..

Гаплонедостаточность у гемизигот

Ситуация меняется (с точки зрения генотипа) у гемизигот, поскольку мы говорим о наличии одного аллеля для гена. То есть, как если бы это был частичный гаплоид для этого локуса или группы локусов.

Это может происходить, как уже упоминалось, у носителей делеций или носителей диморфных половых хромосом. Тем не менее, эффект от снижения дозировки остается тем же.

Однако могут быть случаи немного сложнее. Например, при синдроме Тернера, который представляет женщинам только одну Х-хромосому (45, ХО), заболевание, по-видимому, связано с гемизиготным фенотипическим состоянием Х-хромосомы.

Скорее, здесь гаплонедостаточность обусловлена ​​наличием нескольких генов, которые обычно ведут себя как псевдоавтосомные. Одним из этих генов является ген SHOX, что обычно избегает инактивации, заставляя женщин замолчать.

Это также один из немногих генов, общих для хромосом X и Y. То есть обычно это «диплоидный» ген как у женщин, так и у мужчин..

Присутствие мутантного аллеля в этом гене у гетерозиготных женщин или его делеция (отсутствие) у женщин будут ответственны за гаплонедостаточность SHOX. Одним из клинических проявлений гапло-недостаточного состояния для этого гена является низкий рост.

Причины и следствия

Чтобы выполнять свои физиологические функции, белок с ферментативной активностью должен достигать, по крайней мере, порога действия, который отвечает потребностям клетки или организма. В противном случае это приведет к дефициту.

Простой пример недостаточного метаболического порога с драматически плейотропными последствиями - это гаплонедостаточность теломеразы..

Без совместного действия экспрессии двух аллелей гена, кодирующего его, снижение уровней теломеразы приводит к изменению контроля длины теломер. Это проявляется, как правило, в виде дегенеративных нарушений у пострадавшего человека..

Другие белки, которые не являются ферментами, могут вызывать дефицит, потому что, например, их недостаточно для выполнения структурной роли в клетке..

Например, рибосомапатии у человека включают ряд расстройств, которые в основном вызваны изменениями в биогенезе рибосом или гаплоинфузией.

В последнем случае снижение нормальных уровней доступности рибосомного белка приводит к общему нарушению синтеза белка. Фенотипическое проявление этой выраженной дисфункции будет зависеть от типа пораженной ткани или клетки..

В других случаях гаплонедостаточность вызвана низким уровнем белков, которые не могут способствовать активации других. Следовательно, это искажение из-за неадекватного дозирования может привести к недостаточному метаболическому состоянию, структурному недостатку, который влияет на другие функции, или к отсутствию экспрессии других генов или активности их продуктов..

Это объясняет в значительной степени плейотропные проявления в клинических синдромах, которые характерны для гаплоинфузии.

Продукт гена SHOX, Несмотря на осложнения, связанные с их пребыванием в сложной хромосомной паре, это хороший пример этого. Ген SHOX является гомеотическим геном, поэтому его дефицит напрямую влияет на нормальное морфологическое развитие человека.

Другие гаплоиндуцированные свойства могут быть получены из хромосомных перестроек области носителя пораженного гена, которые без мутации или делеции влияют или отменяют уровни экспрессии модифицированного аллеля..

ссылки

  1. Браун, Т. А. (2002) Genomes, 2й Выпуск. Wiley-Liss. Оксфорд, США.
  2. Коэн, Дж. Л. (2017). Дефицит GATA2 и вирусная болезнь Эпштейна-Барра. Границы в иммунологии, 22: 1869. doi: 10.3389 / fimmu.2017.01869.
  3. Фиорини Е., Сантони А., Колла С. (2018) Дисфункциональные теломеры и гематологические нарушения. Дифференциация, 100: 1-11. doi: 10.1016 / j.diff.2018.01.001.
  4. Миллс, Е. У., Грин, Р. (2017) Рибосомопатии: сила в цифрах. Science, doi: 10.1126 / science.aan2755.
  5. Wawrocka, A., Krawczynski, M.R. (2018). Генетика аниридии - простые вещи становятся сложными. Журнал прикладной генетики, 59: 151-159.