Τι είναι η απλοϊνηεπάρκεια; (με παραδείγματα)



Το απλοϊνηαπόδοση είναι ένα γενετικό φαινόμενο στο οποίο ένα άτομο που φέρει ένα μόνο κυρίαρχο αλληλόμορφο εκφράζει έναν ανώμαλο φαινότυπο που δεν είναι χαρακτηριστικό αυτού του χαρακτηριστικού. Επομένως, είναι μια εξαίρεση από τις κλασσικές σχέσεις κυριαρχίας / ύφεσης.

Κατά κάποιον τρόπο, είναι διαφορετικό από την ατελή κυριαρχία, αφού η απλοϊνη ανεπαρκής δεν εκδηλώνει το χαρακτηριστικό ως ενδιάμεσο μεταξύ των άκρων του χαρακτήρα. Η επιτυχία της χαλολίνης προκύπτει από αλλοιωμένη ή ανεπαρκή έκφραση του προϊόντος που κωδικοποιείται από το μοναχικό λειτουργικό αλληλόμορφο.

Είναι, επομένως, μια αλληλόμορφη κατάσταση που μπορεί να επηρεάσει τόσο τους ετεροζυγώτες όσο και τους ημιζυγωτές σε διπλοειδή άτομα. Είναι ένας ιατρικός όρος που ορίζει ορισμένες συνθήκες, σχεδόν πάντα μεταβολικές, με γενετική βάση. Είναι, σε κάποιο βαθμό, μια ατελή κυριαρχία με κλινικές συνέπειες.

Όλα τα ανθρώπινα όντα είναι ημιζυγωτά για τα γονίδια του ζεύγους χρωμοσωμάτων του φύλου. Οι άντρες, επειδή φέρουν ένα μόνο χρωμόσωμα Χ, εκτός από ένα χρωμόσωμα Υ που δεν είναι ομόλογο με το προηγούμενο.

Οι γυναίκες, επειδή ακόμα κι αν φέρνουν δύο αντίγραφα του χρωμοσώματος Χ, μόνο ένα είναι λειτουργικό σε κάθε κύτταρο του οργανισμού τους. Το άλλο απενεργοποιείται με γενετική σίγαση και επομένως, γενικά, γενετικά αδρανές.

Ωστόσο, οι άνθρωποι δεν είναι haploinsufficient για όλες φέρονται από τα γονίδια Χ χρωμόσωμα Ένας άλλος τρόπος για να είναι ημίζυγα (μη σεξουαλική) για ένα συγκεκριμένο γονίδιο που διαθέτουν συγκεκριμένο αλληλόμορφο στο συγκεκριμένο τόπο επί ενός χρωμοσώματος, και μία διαγραφή αυτών στο ομόλογο ζευγάρι.

Η Haploinsufficiency δεν είναι μια μετάλλαξη. Ωστόσο, μια μετάλλαξη στο γονίδιο του ενδιαφέροντος επηρεάζει τη φαινοτυπική συμπεριφορά σε ένα haploinsuficiente ετεροζυγώτη ως το μόνο λειτουργικό αλληλόμορφο του γονιδίου δεν είναι επαρκής για να προσδιοριστεί η κανονικότητα του φέροντος. Οι Haploinsufficiencies είναι γενικά πλειοτροπικές.

Ευρετήριο

  • 1 Haploinsufficiency in heterozygotes
  • 2 Haploinsufficiency in hemizygotes
  • 3 Αιτίες και επιδράσεις
  • 4 Αναφορές

Haploinsufficiency in heterozygotes

Τα μονογονικά χαρακτηριστικά καθορίζονται από την έκφραση ενός μόνο γονιδίου. Αυτές είναι οι τυπικές περιπτώσεις αλληλεπιδραστικής αλληλεπίδρασης, οι οποίες, ανάλογα με τη γενετική σύσταση του ατόμου, θα έχουν μια μοναδική εκδήλωση - σχεδόν πάντα.

Δηλαδή, οι κυρίαρχοι ομόζυγοι (ΑΑ) και των ετεροζυγώτων (Αα) θα δείξει τον άγριο (ή "φυσιολογικό") φαινότυπο, ενώ οι υπολειπόμενοι ομοζυγώτες (αα) θα δείξει τον μεταλλακτικό φαινότυπο. Είναι αυτό που ονομάζουμε κυρίαρχη αλληλεπίδραση αλληλεπίδρασης.

Όταν η κυριαρχία είναι ατελής, το ετερόζυγο χαρακτηριστικό είναι ενδιάμεσο ως συνέπεια μιας μειωμένης γενετικής δόσης. Σε απλοϊνες ανεπαρκείς ετεροζυγώτες, μια τέτοια ανεπαρκής δόση δεν επιτρέπει να διεξάγεται με κανονικό τρόπο η λειτουργία που πρέπει να εκπληρώνει το προϊόν του γονιδίου.

Αυτό το άτομο θα δείξει τον φαινότυπο της ετεροζυγωτικότητάς του για αυτό το γονίδιο ως ασθένεια. Πολλές αυτοσωμικές κυρίαρχες ασθένειες πληρούν αυτό το κριτήριο, αλλά όχι όλες.

Δηλαδή, ο κυρίαρχος ομόζυγος θα είναι υγιής, αλλά τα άτομα με οποιοδήποτε άλλο γενετικό μακιγιάζ δεν θα το κάνουν. Στο κυρίαρχο ομόζυγο, η κανονικότητα θα είναι η υγεία του ατόμου. στο ετερόζυθο, η εκδήλωση της νόσου θα κυριαρχεί.

Αυτή η προφανής αντίφαση είναι συνέπεια απλώς της βλαπτικής (κλινικής) επίδρασης στο άτομο ενός γονιδίου που δεν εκφράζεται σε επαρκή επίπεδα.

Haploinsufficiency in hemizygotes

Η κατάσταση αλλάζει (από τη σκοπιά του γονότυπου) στους ημιζυγωτές, αφού μιλάμε για την παρουσία ενός μόνο αλληλόμορφου γονιδίου. Δηλαδή, σαν να ήταν μερική απλοειδής για τον τόπο ή την ομάδα των τόπων.

Αυτό μπορεί να συμβεί, όπως ήδη αναφέρθηκε, στους φορείς των διαγραφών ή των φορέων των χρωμοσωμάτων του διμορφικού φύλου. Ωστόσο, η επίδραση της μειωμένης δοσολογίας είναι η ίδια.

Μπορεί να υπάρχουν, ωστόσο, περιπτώσεις πιο περίπλοκες. Για παράδειγμα, στο σύνδρομο Turner που παρουσιάζει γυναίκες με μόνο ένα χρωμόσωμα X (45, XO), η ασθένεια φαίνεται να οφείλεται στην αιμοζυγωτική φαινοτυπική κατάσταση του χρωμοσώματος Χ.

Αντίθετα, εδώ η απλοϊνηδενικότητα οφείλεται στην παρουσία μερικών γονιδίων που κανονικά συμπεριφέρονται ως ψευδοαυτοσωματικά. Ένα από αυτά τα γονίδια είναι το γονίδιο SHOX, που κανονικά αποφεύγει την απενεργοποίηση με σίγαση στις γυναίκες.

Είναι επίσης ένα από τα λίγα γονίδια που μοιράζονται τα χρωμοσώματα X και Y. Δηλαδή, είναι συνήθως ένα "διπλοειδές" γονίδιο τόσο σε γυναίκες όσο και σε άνδρες.

Η παρουσία ενός μεταλλαγμένου αλληλόμορφου σε αυτό το γονίδιο σε ετερόζυγες γυναίκες ή μια διαγραφή (απουσία) αυτών σε ένα θηλυκό θα είναι υπεύθυνη για την απλοϊνηδο-αποτελεσματικότητα του SHOX. Μία από τις κλινικές εκδηλώσεις της απλοϊνης ανεπαρκούς κατάστασης για αυτό το γονίδιο είναι βραχύσωμη.

Αιτίες και αποτελέσματα

Για να εκπληρώσουν τους φυσιολογικούς τους ρόλους, μια πρωτεΐνη με ενζυματική δραστηριότητα πρέπει να φτάσει τουλάχιστον ένα όριο δράσης που να ικανοποιεί τις ανάγκες του κυττάρου ή του οργανισμού. Διαφορετικά, θα προκαλέσει ανεπάρκεια.

Ένα απλό παράδειγμα ελλειμματικού μεταβολικού ορίου με δραματικά πλειοτροπικές συνέπειες είναι αυτό της απλοϊνης ανεπάρκειας της τελομεράσης.

Χωρίς την συνδυασμένη δράση της έκφρασης των δύο αλληλόμορφα του γονιδίου που κωδικοποιεί την μείωση στα επίπεδα της τελομεράσης έχει ως αποτέλεσμα μία μεταβολή στον έλεγχο του μήκους των τελομερών. Αυτό εκδηλώνεται, γενικά, ως εκφυλιστικές διαταραχές στο προσβεβλημένο άτομο.

Άλλες πρωτεΐνες που δεν είναι ένζυμα μπορούν να προκαλέσουν ανεπάρκεια επειδή, για παράδειγμα, δεν επαρκούν για να εκπληρώσουν ένα διαρθρωτικό ρόλο μέσα στο κύτταρο.

Οι ribosomapatías σε ανθρώπους, για παράδειγμα, να περιλαμβάνει έναν αριθμό διαταραχών που προκαλούνται κυρίως από μεταβολές στην ριβοσώματος βιογένεση ή απλοανεπάρκεια.

Στην τελευταία περίπτωση, μια μείωση στα φυσιολογικά επίπεδα διαθεσιμότητας ριβοσωματικών πρωτεϊνών οδηγεί σε μια συνολική μεταβολή της πρωτεϊνικής σύνθεσης. Η φαινοτυπική εκδήλωση αυτής της έντονης δυσλειτουργίας θα εξαρτηθεί από τον τύπο του ιστού ή των κυττάρων που επηρεάζονται.

Σε άλλες περιπτώσεις, η απλοϊνηδενικότητα προκαλείται από χαμηλά επίπεδα πρωτεϊνών που δεν είναι ικανά να συμβάλλουν στην ενεργοποίηση άλλων. Αυτή η παραμόρφωση με ανεπαρκή δοσολογία μπορεί συνεπώς να οδηγήσει σε ανεπαρκή μεταβολική κατάσταση, δομική έλλειψη που επηρεάζει άλλες λειτουργίες ή στην απουσία έκφρασης άλλων γονιδίων ή δραστηριότητας των προϊόντων τους..

Αυτό θα εξηγούσε σε μεγάλο βαθμό τις πλειοτροπικές εκδηλώσεις στα κλινικά σύνδρομα που χαρακτηρίζουν τις απλοϊνες ανεπάρκειες.

Το προϊόν του γονιδίου SHOX, Παρά τις επιπλοκές που προκύπτουν από τη διαμονή τους σε ένα σύνθετο χρωμοσωμικό ζεύγος, είναι καλό παράδειγμα. Το γονίδιο SHOX είναι ένα ομοιοπαθητικό γονίδιο και γι 'αυτό η ανεπάρκεια του επηρεάζει άμεσα την κανονική μορφολογική ανάπτυξη του ατόμου.

Άλλες haploinsuficiencias να προέρχονται από χρωμοσωματικών αναδιατάξεων του φορέα γονιδίου του προσβεβλημένου περιοχής, χωρίς μετάλλαξη ή απαλοιφή, επηρεάσουν ή αναιρεί τα επίπεδα έκφρασης του τροποποιημένου αλληλόμορφο.

Αναφορές

  1. Brown, Τ. Α. (2002) Genomes, 2nd Έκδοση. Wiley-Liss. Oxford, U. Κ.
  2. Cohen, J.L. (2017). Ανεπάρκεια GATA2 και ασθένεια του ιού Epstein-Barr. Frontiers in immunology, 22: 1869. doi: 10.3389 / fimmu.2017.01869.
  3. Fiorini, Ε., Santoni, Α., Colla, S. (2018) Δυσλειτουργικά τελομερή και αιματολογικές διαταραχές. Διαφοροποίηση, 100: 1-11. doi: 10.1016 / j.diff.2018.01.001.
  4. Mills, Ε. W., Green, R. (2017) Ριβοσσοπάθειες: Υπάρχει δύναμη σε αριθμούς. Επιστήμη, doi: 10.1126 / science.aan2755.
  5. Wawrocka, Α., Krawczynski, Μ. R. (2018). Η γενετική της aniridia - τα απλά πράγματα γίνονται περίπλοκα. Journal of Applied Genetics, 59: 151-159.