ANO ANG HAPLOINSUFFICIENCY? (KASAMA ANG MGA HALIMBAWA) - BIOLOGY - 2025

Ang haploinsufficiency ay isang carrier kung saan ang isang indibidwal ng isang nag-iisang nangingibabaw na allele ay nagpapahayag ng isang abnormal na phenotype uncharacteristic ng trait genetic phenomenon na iyon. Samakatuwid ito ay isang pagbubukod sa mga klasikong relasyon sa pangingibabaw / pag-urong.

Sa isang paraan naiiba ito sa hindi kumpletong pangingibabaw, dahil ang haploinsufficient ay hindi rin nagpapakita ng katangiang bilang intermediate sa pagitan ng mga labis na pagkatao. Ang mga resulta ng Haploinsufficiency mula sa binago o hindi sapat na pagpapahayag ng produkto na naka-encode ng solong functional allele.

Kung gayon, isang kondiyang kondisyon na maaaring makaapekto sa parehong heterozygotes at hemizygotes sa mga indibidwal na diploid. Ito ay isang medikal na termino upang tukuyin ang ilang mga kondisyon na batay sa genetic, halos palaging metabolic. Ito ay, sa ilang sukat, hindi kumpleto na pangingibabaw na may mga resulta sa klinikal.

Ang lahat ng mga tao ay hemizygous para sa mga gene sa pares ng chromosome ng sex. Ang mga kalalakihan, sapagkat nagdadala sila ng isang solong X kromosoma, bilang karagdagan sa isang kromosoma ng Y na hindi homologous sa nauna.

Ang mga kababaihan, dahil kahit na nagdadala sila ng dalawang kopya ng X chromosome, isa lamang ang gumagana sa bawat cell ng katawan. Ang iba pang ay hindi aktibo sa pamamagitan ng pag-silencing ng gene, at sa gayon sa pangkalahatan ay genertically hindi mabibigat.

Gayunpaman, ang mga tao ay hindi nakakakuha ng kasiyahan para sa lahat ng mga genes na dala ng X chromosome.Ang isa pang paraan upang maging hemizygous (hindi sekswal) para sa isang partikular na gene ay ang pagkakaroon ng isang partikular na allele sa tiyak na lokus sa isang chromosome, at isang pagtanggal nito sa pares ng homologous.

Ang Haploinsufficiency ay hindi isang mutation. Gayunpaman, ang isang mutation sa gene ng interes ay nakakaapekto sa pag-uugali ng phenotypic sa isang haploinsufficient heterozygous, dahil ang solong pag-andar na allele ng gene ay hindi sapat upang matukoy ang normalidad ng carrier nito. Ang mga Haploinsufficiencies sa pangkalahatan ay pleiotropic.

Haploinsufficiency sa heterozygotes

Ang mga katangian ng monogenic ay natutukoy sa pamamagitan ng pagpapahayag ng isang solong gene. Ito ang mga tipikal na kaso ng allelic interaction, na nakasalalay sa genetic makeup ng indibidwal, ay magkakaroon ng isang natatanging paghahayag - halos palaging ng lahat o wala.

Iyon ay, ang homozygous dominant (AA) at heterozygous (Aa) ay magpapakita ng wild type (o "normal") na phenotype, habang ang homozygous recessive (aa) ay magpapakita ng mutant fenotype. Ito ang tinatawag natin na isang nangingibabaw na pakikisalamuha sa allelic.

Kung ang pangingibabaw ay hindi kumpleto, ang heterozygous trait ay intermediate bilang isang bunga ng isang nabawasan na genetic dosage. Sa haploinsufficient heterozygotes, ang hindi magandang doses ay hindi pinapayagan ang pagpapaandar na dapat gampanan ng produkto ng gene sa isang normal na paraan.

Ang taong ito ay magpapakita ng phenotype ng kanyang heterozygosity para sa gene na ito bilang isang sakit. Maraming mga autosomal na nangingibabaw na sakit ang nakakatugon sa pamantayang ito, ngunit hindi lahat.

Iyon ay, ang nangingibabaw na homozygous ay magiging malusog, ngunit ang mga indibidwal na may anumang iba pang mga genetic makeup ay hindi. Sa homozygous nangingibabaw, ang normalidad ay magiging kalusugan ng indibidwal; sa heterozygous, ang paghahayag ng sakit ay magiging nangingibabaw.

Ang maliwanag na pagkakasalungatan na ito ay isang bunga lamang ng hindi kanais-nais (klinikal) na epekto sa indibidwal ng isang gene na hindi ipinahayag sa sapat na antas.

Haploinsufficiency sa hemizygotes

Ang sitwasyon ay nagbabago (mula sa genotype point of view) sa hemizygotes dahil pinag-uusapan natin ang pagkakaroon ng isang solong allele para sa gene. Iyon ay, kung ito ay isang bahagyang haploid para sa lokus o pangkat ng lokal na iyon.

Maaaring mangyari ito, tulad ng nabanggit na natin, sa mga carrier ng mga pagtanggal o sa mga carrier ng dimorphic sex chromosome. Gayunpaman, ang epekto ng nabawasan na dosis ay pareho.

Gayunman, maaaring, maging bahagyang mas kumplikadong mga kaso. Halimbawa, sa Turner syndrome na ipinakita ng mga kababaihan na may isang solong X chromosome (45, XO), ang sakit ay lilitaw na hindi dahil sa hemizygous phenotypic na kondisyon ng X chromosome.

Sa halip, ang kawalan ng kakayahan dito ay dahil sa pagkakaroon ng ilang mga gen na karaniwang kumikilos bilang pseudoautosomal. Ang isa sa mga gen na ito ay ang gene ng SHOX, na normal na nakatakas sa hindi pagkilos sa pamamagitan ng pagtahimik sa mga kababaihan.

Ito rin ay isa sa ilang mga genes na ibinahagi ng X at Y chromosome.Iyon ay, karaniwang ito ay isang "diploid" na gene sa parehong kababaihan at kalalakihan.

Ang pagkakaroon ng isang mutant allele sa gen na ito sa mga heterozygous females, o isang pagtanggal (kawalan) nito sa isang babae ay magiging responsable para sa SHOX haploinsufficiency. Ang isa sa mga klinikal na pagpapakita ng hindi kasiya-siyang kondisyon para sa gen na ito ay maikli ang tangkad.

Mga sanhi at epekto

Upang matupad ang mga tungkulin sa physiological nito, ang isang protina na may aktibidad na enzymatic ay dapat umabot ng kahit isang threshold ng pagkilos na nakakatugon sa mga pangangailangan ng cell, o ang organismo. Kung hindi man, magbubunga ito ng isang kakulangan.

Ang isang simpleng halimbawa ng isang hindi magandang metabolic threshold na may kapansin-pansing pleiotropic na kahihinatnan ay ang telomerase haploinsufficiency.

Nang walang pinagsama na pagkilos ng pagpapahayag ng dalawang mga alleles ng gene na nag-encode nito, ang pagbaba sa mga antas ng telomerase ay nagreresulta sa isang pagbabago sa kontrol ng haba ng telomere. Sa pangkalahatan ito ay nagpapakita bilang mga degenerative disorder sa apektadong indibidwal.

Aksyon ng telomerase sa pagpapabago ng telomere. Fatma Uzbas (Espanyol na bersyon ni Alejandro Porto), sa pamamagitan ng Wikimedia Commons

Ang iba pang mga protina na hindi mga enzyme ay maaaring magbigay ng isang kakulangan dahil, halimbawa, hindi sila sapat upang matupad ang isang istrukturang papel sa loob ng cell.

Halimbawa, ang mga sakit na ribosomal sa mga tao, ay binubuo ng isang serye ng mga karamdaman na pangunahing sanhi ng mga pagbabago sa biogenesis ng ribosom o sa pamamagitan ng haploinsufficiency.

Sa huling kaso, ang pagbawas sa normal na antas ng pagkakaroon ng protina ng ribosomal ay humahantong sa isang pangkalahatang pagbabago sa synt synthesis. Ang phenotypic na paghahayag ng ito minarkahang disfunction ay depende sa uri ng tissue o apektado ng cell.

Sa iba pang mga kaso, ang haploinsufficiency ay sanhi ng mababang antas ng mga protina na hindi makapag-ambag sa pag-activate ng iba. Ang pagbaluktot na ito dahil sa hindi sapat na dosis sa gayon ay maaaring humantong sa isang kakulangan na kondisyon ng metabolic, isang kakulangan sa istruktura na nakakaapekto sa iba pang mga pag-andar, o ang kawalan ng pagpapahayag ng iba pang mga gene o ng aktibidad ng kanilang mga produkto.

Ito ay higit na maipaliliwanag ang mga pagpapakita ng pleiotropic sa mga klinikal na sindrom na katangian ng haploinsufficiency.

Ang produkto ng gene ng SHOX, sa kabila ng mga komplikasyon na nagmula sa tirahan nito sa isang kumplikadong pares ng chromosomal, ay isang mabuting halimbawa nito. Ang gene ng SHOX ay isang homeotic gene, na ang dahilan kung bakit ang kakulangan nito ay direktang nakakaapekto sa normal na pag-unlad ng morphological ng indibidwal.

Ang iba pang mga haploinsufficiencies ay maaaring magmula sa mga chromosomal na muling pagbubuo ng rehiyon ng carrier ng apektadong gene, na walang mutation o pagtanggal, nakakaapekto o kanselahin ang mga antas ng expression ng binagong allele.

Mga Sanggunian

1. Kayumanggi, TA (2002) Genomes, 2 ^nd Edition. Wiley-Liss. Oxford, UK
2. Cohen, JL (2017). Kakulangan ng GATA2 at sakit na Epstein-Barr virus. Mga Frontier sa immunology, 22: 1869. doi: 10.3389 / fimmu.2017.01869.
3. Fiorini, E., Santoni, A., Colla, S. (2018) Dysfunctional telomeres at hematological disorder. Pagkita ng kaibhan, 100: 1-11. doi: 10.1016 / j.diff.2018.01.001.
4. Mills, EW, Green, R. (2017) Ribosomopathies: May lakas sa mga bilang. Agham, doi: 10.1126 / science.aan2755.
5. Wawrocka, A., Krawczynski, MR (2018). Ang genetika ng aniridia - ang mga simpleng bagay ay nagiging kumplikado. Journal of Applied Genetics, 59: 151-159.