إن الاكتفاء الفرداني هو الناقل الذي يعبر فيه فرد من أليل واحد مهيمن عن نمط ظاهري غير طبيعي غير معهود لتلك الظاهرة الوراثية. لذلك فهو استثناء من علاقات الهيمنة / التراجع الكلاسيكية.
إنها تختلف بطريقة ما عن الهيمنة غير المكتملة ، حيث إن عدم كفاية الفردانية أيضًا لا يظهر السمة كوسيط بين طرفي الشخصية. ينتج نقص Haploinsufficiency عن تغيير أو عدم كفاية التعبير عن المنتج المشفر بواسطة أليل وظيفي منفرد.
إنها ، إذن ، حالة أليلية يمكن أن تؤثر على كل من الزيجوت متغايرة الزيجوت والنصف الزيجوت في الأفراد ثنائية الصبغيات. إنه مصطلح طبي لتعريف بعض الحالات الجينية ، دائمًا تقريبًا تقريبًا. إنها ، إلى حد ما ، هيمنة غير كاملة لها عواقب إكلينيكية.
كل البشر مصابين بالدميزيجوز للجينات الموجودة على زوج الكروموسوم الجنسي. الرجال ، لأنهم يحملون كروموسوم X واحد ، بالإضافة إلى كروموسوم Y غير المتماثل للكروموسوم السابق.
النساء ، لأنه حتى عندما يحملن نسختين من الكروموسوم X ، فإن واحدة فقط تعمل في كل خلية من خلايا الجسم. يتم تعطيل الآخر عن طريق إسكات الجينات ، وبالتالي فهو خامل وراثيًا بشكل عام.
ومع ذلك ، فإن البشر ليسوا كافيين بشكل فردي لجميع الجينات التي يحملها الكروموسوم X. طريقة أخرى لتكون hemizygous (غير جنسية) لجين معين هي امتلاك أليل معين في موضع معين على الكروموسوم ، وحذفه في الزوج المتماثل.
Haploinsufficiency ليس طفرة. ومع ذلك ، فإن طفرة في الجين المعني تؤثر على السلوك المظهري في متغاير الزيجوت الفرداني غير الكافي ، لأن الأليل الوظيفي الوحيد للجين لا يكفي لتحديد الحالة الطبيعية لحامله. تكون كفاءات Haploinsufficiencies بشكل عام متعددة الاتجاهات.
Haploinsufficiency في متغاير الزيجوت
يتم تحديد السمات أحادية الجين من خلال التعبير عن جين واحد. هذه حالات نموذجية للتفاعل الأليلي ، والتي اعتمادًا على التركيب الجيني للفرد ، سيكون لها مظهر فريد - دائمًا تقريبًا أو لا شيء.
أي أن سائد متماثل الزيجوت (AA) ومتغاير الزيجوت (Aa) سيعرض النمط الظاهري من النوع البري (أو "العادي") ، بينما سيعرض المتنحي متماثل اللواقح (aa) النمط الظاهري المتحور. هذا ما نسميه التفاعل الأليلي السائد.
عندما تكون الهيمنة غير مكتملة ، تكون السمة المتغايرة الزيجوت وسيطة نتيجة لانخفاض الجرعة الجينية. في الزيجوت غير المتجانسة غير الكافية ، لا تسمح هذه الجرعات السيئة بالوظيفة التي يجب أن يؤديها منتج الجين بطريقة طبيعية.
سيُظهر هذا الفرد النمط الظاهري لتغاير الزيجوت الخاص به لهذا الجين كمرض. العديد من الأمراض الصبغية السائدة تستوفي هذه المعايير ، ولكن ليس كلها.
أي أن المتماثل السائد سيكون بصحة جيدة ، لكن الأفراد الذين لديهم أي تركيبة جينية أخرى لن يفعلوا ذلك. في الحالة السائدة المتماثلة اللواقح ، ستكون الحالة الطبيعية هي صحة الفرد ؛ في متغاير الزيجوت ، سيكون مظهر المرض هو السائد.
هذا التناقض الظاهر هو ببساطة نتيجة للتأثير الضار (السريري) في الفرد من الجين الذي لم يتم التعبير عنه بمستويات كافية.
Haploinsufficiency في hemizygotes
يتغير الوضع (من وجهة نظر التركيب الوراثي) في الزيجوت النصفية منذ أن نتحدث عن وجود أليل واحد للجين. هذا هو ، كما لو كان فرديًا جزئيًا لذلك الموقع أو مجموعة المواقع.
يمكن أن يحدث هذا ، كما ذكرنا سابقًا ، في ناقلات الحذف أو في ناقلات الكروموسومات الجنسية ثنائية الشكل. ومع ذلك ، فإن تأثير الجرعة المخفضة هو نفسه.
ومع ذلك ، قد تكون هناك حالات أكثر تعقيدًا بعض الشيء. على سبيل المثال ، في متلازمة تيرنر التي قدمتها النساء اللواتي لديهن كروموسوم X واحد (45 ، XO) ، يبدو أن المرض لا يرجع إلى الحالة المظهرية النزفية للكروموسوم X.
بدلاً من ذلك ، يرجع قصور الفرد هنا إلى وجود عدد قليل من الجينات التي تتصرف بشكل طبيعي كجسم كاذب. أحد هذه الجينات هو جين SHOX ، والذي عادة ما يفلت من التعطيل عن طريق إسكات النساء.
وهو أيضًا أحد الجينات القليلة التي يتشاركها الكروموسومات X و Y ، أي أنه عادةً جين "ثنائي الصبغيات" في كل من النساء والرجال.
إن وجود أليل متحور في هذا الجين في الإناث متغايرة الزيجوت ، أو حذفه (غيابه) في الأنثى سيكون مسؤولاً عن قصور SHOX الفرداني. أحد المظاهر السريرية للحالة غير الكافية لهذا الجين هو قصر القامة.
أسباب وآثار
من أجل الوفاء بأدواره الفسيولوجية ، يجب أن يصل البروتين ذو النشاط الأنزيمي على الأقل إلى عتبة العمل التي تلبي احتياجات الخلية أو الكائن الحي. خلاف ذلك ، سوف يؤدي إلى نقص.
مثال بسيط على عتبة التمثيل الغذائي الضعيفة مع عواقب تعدد الاتجاهات بشكل كبير هو مثال التيلوميراز الفرداني.
بدون العمل المشترك للتعبير عن أليلين للجين الذي يشفره ، يؤدي الانخفاض في مستويات التيلوميراز إلى تغيير في التحكم في طول التيلومير. يتجلى هذا بشكل عام على أنه اضطرابات تنكسية في الفرد المصاب.
تأثير التيلوميراز على تقصير التيلومير. فاطمة أوزباس (النسخة الإسبانية من أليخاندرو بورتو) ، عبر ويكيميديا كومنز
يمكن للبروتينات الأخرى التي ليست إنزيمات أن تؤدي إلى نقص لأنها ، على سبيل المثال ، ليست كافية للقيام بدور هيكلي داخل الخلية.
أمراض الريبوسومات في البشر ، على سبيل المثال ، تشتمل على سلسلة من الاضطرابات التي تنتج بشكل رئيسي عن التغيرات في التكوُّن الحيوي للريبوسوم أو بسبب قصور الفرد.
في الحالة الأخيرة ، يؤدي انخفاض المستويات الطبيعية لتوافر البروتين الريبوسومي إلى تغيير شامل في تخليق البروتين. سيعتمد المظهر الظاهري لهذا الخلل الوظيفي الملحوظ على نوع النسيج أو الخلية المصابة.
في حالات أخرى ، يحدث قصور الفرد بسبب انخفاض مستويات البروتينات غير القادرة على المساهمة في تنشيط الآخرين. يمكن أن يؤدي هذا التشوه الناتج عن الجرعة غير الكافية إلى حالة استقلابية ناقصة ، أو قصور بنيوي يؤثر على وظائف أخرى ، أو غياب التعبير عن جينات أخرى أو نشاط منتجاتها.
هذا من شأنه أن يفسر إلى حد كبير المظاهر متعددة الاتجاهات في المتلازمات السريرية التي تميز قصور الفرد.
المنتج الجيني SHOX ، على الرغم من المضاعفات الناتجة عن إقامته في زوج كروموسومي معقد ، هو مثال جيد على ذلك. إن جين SHOX هو جين متماثل ، ولهذا يؤثر نقصه بشكل مباشر على التطور المورفولوجي الطبيعي للفرد.
يمكن أن تنشأ حالات عدم اكتساب الفرد الأخرى من إعادة ترتيب الكروموسومات للمنطقة الحاملة للجين المصاب ، والتي بدون طفرة أو حذف ، تؤثر أو تلغي مستويات التعبير للأليل المعدل.
المراجع
- براون ، تا (2002) الجينوم ، الطبعة الثانية. وايلي ليس. أكسفورد ، المملكة المتحدة
- كوهين ، جيه إل (2017). نقص GATA2 ومرض فيروس Epstein-Barr. الحدود في علم المناعة 22: 1869. دوى: 10.3389 / fimmu.2017.01869.
- Fiorini، E.، Santoni، A.، Colla، S. (2018) التيلوميرات المختلة واضطرابات الدم. التمايز 100: 1-11. دوى: 10.1016 / j.diff.2018.01.001.
- Mills، EW، Green، R. (2017) اعتلالات الريبوسومات: هناك قوة في الأرقام. Science، doi: 10.1126 / science.aan2755.
- Wawrocka ، A. ، Krawczynski ، MR (2018). علم الوراثة من aniridia - تصبح الأشياء البسيطة معقدة. مجلة علم الوراثة التطبيقية ، 59: 151-159.