The haploinsufficiency adalah pembawa di mana seorang individu alel dominan tunggal meluahkan phenotype abnormal uncharacteristic itu sifat fenomena genetik. Oleh itu, ini adalah pengecualian terhadap hubungan dominasi / kemelesetan klasik.
Dengan cara ini berbeza dengan dominasi yang tidak lengkap, kerana haploinsufficient juga tidak memperlihatkan sifat sebagai perantaraan antara ekstrem watak. Haploinsufficiency hasil daripada perubahan atau tidak mencukupi ekspresi produk yang dikodkan oleh alel fungsional tunggal.
Oleh itu, ini adalah keadaan alel yang boleh mempengaruhi kedua-dua heterozigot dan hemizigot pada individu diploid. Ini adalah istilah perubatan untuk menentukan keadaan berdasarkan genetik tertentu, hampir selalu metabolik. Sejauh ini, penguasaan tidak lengkap dengan akibat klinikal.
Semua manusia hemisigus untuk gen pada pasangan kromosom seks. Lelaki, kerana mereka membawa kromosom X tunggal, selain kromosom Y yang tidak homolog dengan yang sebelumnya.
Wanita, kerana walaupun mereka membawa dua salinan kromosom X, hanya satu yang berfungsi di setiap sel tubuh. Yang lain tidak diaktifkan oleh membungkam gen, dan oleh itu secara amnya secara genetik lengai.
Walau bagaimanapun, manusia tidak mencukupi untuk semua gen yang dibawa oleh kromosom X. Cara lain untuk menjadi hemizigus (tidak seksual) untuk gen tertentu adalah dengan memiliki alel tertentu pada lokus tertentu pada kromosom, dan penghapusannya pada pasangan homolog.
Haploinsufficiency bukanlah mutasi. Walau bagaimanapun, mutasi pada gen minat mempengaruhi tingkah laku fenotipik dalam heterozigot yang tidak mencukupi, kerana alel fungsional tunggal gen tidak mencukupi untuk menentukan normalitas pembawanya. Kecekapan haplo pada umumnya pleiotropik.
Haploinsufficiency dalam heterozigot
Sifat monogenik ditentukan oleh ekspresi gen tunggal. Ini adalah kes-kes khas interaksi alelik, yang bergantung pada susunan genetik individu, akan mempunyai manifestasi yang unik - hampir selalu atau tidak sama sekali.
Maksudnya, homozigot dominan (AA) dan heterozigot (Aa) akan menampilkan fenotip jenis liar (atau "normal"), sementara resesif homozigot (aa) akan menampilkan fenotip mutan. Inilah yang kita sebut sebagai interaksi alelik yang dominan.
Apabila dominasi tidak lengkap, sifat heterozigot menjadi pertengahan akibat penurunan dos genetik. Dalam heterozigot yang tidak mencukupi, dos yang kurang baik tidak membenarkan fungsi yang mesti dipenuhi oleh produk gen dengan cara yang normal.
Individu ini akan menunjukkan fenotip heterozigosinya untuk gen ini sebagai penyakit. Banyak penyakit dominan autosomal memenuhi kriteria ini, tetapi tidak semuanya.
Maksudnya, homozigot yang dominan akan sihat, tetapi individu yang mempunyai genetik lain tidak akan sihat. Dalam dominan homozigot, normaliti akan menjadi kesihatan individu; pada heterozigot, manifestasi penyakit akan menjadi dominan.
Percanggahan yang nyata ini hanyalah akibat dari kesan buruk (klinikal) pada individu gen yang tidak dinyatakan pada tahap yang mencukupi.
Haploinsufficiency dalam hemizigot
Keadaan berubah (dari sudut pandang genotip) di hemizigot kerana kita bercakap mengenai kehadiran satu alel tunggal untuk gen. Iaitu, seolah-olah itu adalah haploid separa bagi lokus atau kumpulan lokus itu.
Ini boleh berlaku, seperti yang telah kita sebutkan, dalam pembawa penghapusan atau pembawa kromosom seks dimorfik. Walau bagaimanapun, kesan penurunan dos adalah sama.
Akan tetapi, mungkin ada kes yang lebih rumit. Sebagai contoh, dalam sindrom Turner yang disajikan oleh wanita dengan kromosom X tunggal (45, XO), penyakit ini nampaknya bukan disebabkan oleh keadaan fenotipik hemizigus kromosom X.
Sebaliknya, kekurangan haploins di sini disebabkan oleh adanya beberapa gen yang biasanya berperilaku sebagai pseudoautosomal. Salah satu gen ini adalah gen SHOX, yang biasanya terlepas dari ketidakaktifan dengan membungkam pada wanita.
Ia juga merupakan salah satu dari beberapa gen yang dikongsi oleh kromosom X dan Y. Iaitu, ia adalah gen "diploid" pada wanita dan lelaki.
Kehadiran alel mutan dalam gen ini pada wanita heterozigot, atau penghapusan (ketiadaan) pada wanita akan bertanggungjawab terhadap kekurangan zat SHOX. Salah satu manifestasi klinikal keadaan haploinsufficient untuk gen ini adalah bertubuh pendek.
Sebab dan kesan
Untuk memenuhi peranan fisiologinya, protein dengan aktiviti enzimatik mesti mencapai sekurang-kurangnya ambang tindakan yang memenuhi keperluan sel, atau organisma. Jika tidak, ia akan menimbulkan kekurangan.
Contoh sederhana ambang metabolik yang buruk dengan akibat pleiotropik secara dramatik adalah kekurangan haploinsuffi telomerase.
Tanpa tindakan gabungan dari ekspresi dua alel gen yang menyandikannya, penurunan tahap telomerase mengakibatkan perubahan dalam kawalan panjang telomere. Ini secara umum muncul sebagai gangguan degeneratif pada individu yang terkena.
Tindakan telomerase pada pemendekan telomere. Fatma Uzbas (versi Sepanyol oleh Alejandro Porto), melalui Wikimedia Commons
Protein lain yang bukan enzim boleh menyebabkan kekurangan kerana, misalnya, mereka tidak mencukupi untuk memenuhi peranan struktur dalam sel.
Penyakit ribosom pada manusia, misalnya, merangkumi serangkaian gangguan yang terutama disebabkan oleh perubahan dalam biogenesis ribosom atau oleh haploinsufficiency.
Dalam kes terakhir, penurunan tahap normal ketersediaan protein ribosom menyebabkan perubahan keseluruhan dalam sintesis protein. Manifestasi fenotip disfungsi yang ketara ini bergantung pada jenis tisu atau sel yang terjejas.
Dalam kes lain, kekurangan haploins disebabkan oleh tahap protein yang rendah yang tidak dapat menyumbang kepada pengaktifan orang lain. Penyimpangan ini kerana dos yang tidak mencukupi boleh menyebabkan keadaan metabolik yang kurang baik, kekurangan struktur yang mempengaruhi fungsi lain, atau ketiadaan ekspresi gen lain atau aktiviti produk mereka.
Ini sebahagian besarnya akan menjelaskan manifestasi pleiotropik dalam sindrom klinikal yang merupakan ciri kekurangan haploinsufficiency.
Produk gen SHOX, walaupun terdapat komplikasi yang disebabkan oleh kediamannya pada pasangan kromosom kompleks, adalah contoh yang baik untuk ini. Gen SHOX adalah gen homeotik, sebab itulah kekurangannya secara langsung mempengaruhi perkembangan morfologi individu.
Kekurangan haploinsif lain mungkin berasal dari penyusunan semula kromosom kawasan pembawa gen yang terjejas, yang tanpa mutasi atau penghapusan, mempengaruhi atau membatalkan tahap ekspresi alel yang diubah.
Rujukan
- Brown, TA (2002) genom, 2 nd Edition. Wiley-Liss. Oxford, UK
- Cohen, JL (2017). Kekurangan GATA2 dan penyakit virus Epstein-Barr. Batasan dalam imunologi, 22: 1869. doi: 10.3389 / fimmu.2017.01869.
- Fiorini, E., Santoni, A., Colla, S. (2018) Telomer yang tidak berfungsi dan gangguan hematologi. Pembezaan, 100: 1-11. doi: 10.1016 / j.diff.2018.01.001.
- Mills, EW, Green, R. (2017) Ribosomopati: Terdapat kekuatan dalam bilangan. Sains, doi: 10.1126 / science.aan2755.
- Wawrocka, A., Krawczynski, MR (2018). Genetik aniridia - perkara mudah menjadi rumit. Jurnal Genetik Gunaan, 59: 151-159.