Thể đơn bội là chất mang trong đó cá thể của một alen trội duy nhất biểu hiện ra kiểu hình bất thường, không đặc trưng của hiện tượng di truyền tính trạng đó. Do đó, nó là một ngoại lệ đối với các mối quan hệ thống trị / suy thoái cổ điển.
Theo một cách nào đó, nó khác với sự thống trị không hoàn toàn, vì sự không đủ đơn vị cũng không biểu hiện đặc điểm là trung gian giữa các thái cực của nhân vật. Hiệu quả đơn bội là kết quả của sự biểu hiện bị thay đổi hoặc không đủ của sản phẩm được mã hóa bởi alen chức năng đơn độc.
Do đó, đây là một tình trạng alen có thể ảnh hưởng đến cả thể dị hợp tử và dị hợp tử ở các cá thể lưỡng bội. Nó là một thuật ngữ y học để xác định một số điều kiện dựa trên di truyền, hầu như luôn luôn chuyển hóa. Ở một mức độ nào đó, nó chiếm ưu thế không hoàn toàn với các hậu quả lâm sàng.
Tất cả con người đều dị hợp tử về các gen trên cặp nhiễm sắc thể giới tính. Nam giới do mang một nhiễm sắc thể X đơn, ngoài ra còn mang một nhiễm sắc thể Y không tương đồng với nhiễm sắc thể trước.
Phụ nữ, bởi vì ngay cả khi họ mang hai bản sao của nhiễm sắc thể X, chỉ có một bản sao có chức năng trong mỗi tế bào của cơ thể. Loại còn lại bị bất hoạt bởi sự im lặng của gen, và do đó thường trơ về mặt di truyền.
Tuy nhiên, con người không đủ đơn bội cho tất cả các gen được mang bởi nhiễm sắc thể X. Một cách khác để trở thành dị hợp tử (không hữu tính) đối với một gen cụ thể là sở hữu một alen cụ thể tại vị trí cụ thể trên nhiễm sắc thể và xóa nó trong cặp tương đồng.
Haploinsufficiency không phải là một đột biến. Tuy nhiên, một đột biến trong gen quan tâm ảnh hưởng đến hành vi kiểu hình ở thể dị hợp tử không đủ đơn bội, vì alen chức năng đơn của gen không đủ để xác định tính bình thường của gen mang gen. Haploinsufficiencies nói chung là đa hướng.
Haploinsufficiency ở dị hợp tử
Các tính trạng đơn gen được xác định bởi sự biểu hiện của một gen. Đây là những trường hợp điển hình của tương tác alen, tùy thuộc vào cấu tạo di truyền của cá nhân, sẽ có một biểu hiện duy nhất - hầu như luôn luôn là tất cả hoặc không có gì.
Tức là đồng hợp tử trội (AA) và dị hợp tử (Aa) sẽ hiển thị kiểu hình kiểu hoang dã (hoặc "bình thường"), trong khi đồng hợp tử lặn (aa) sẽ hiển thị kiểu hình đột biến. Đây là những gì chúng tôi gọi là tương tác alen trội.
Khi tính trạng trội không hoàn toàn, tính trạng dị hợp tử là tính trạng trung gian do giảm liều lượng di truyền. Ở thể dị hợp tử không đủ đơn bội, việc định lượng kém như vậy sẽ không cho phép chức năng mà sản phẩm gen phải thực hiện một cách bình thường.
Cá thể này sẽ biểu hiện kiểu hình dị hợp tử của mình đối với gen này như một bệnh. Nhiều bệnh trội trên NST thường đáp ứng tiêu chí này, nhưng không phải tất cả.
Nghĩa là, những người đồng hợp tử trội sẽ khỏe mạnh, nhưng những cá thể có bất kỳ cấu trúc di truyền nào khác thì không. Ở thể đồng hợp trội, tính bình thường sẽ là sức khoẻ của cá thể; ở thể dị hợp thì biểu hiện bệnh sẽ trội.
Sự mâu thuẫn rõ ràng này chỉ đơn giản là hậu quả của tác động có hại (lâm sàng) trong cá thể của một gen không được biểu hiện ở mức đầy đủ.
Haploinsufficiency ở dị hợp tử
Tình hình thay đổi (theo quan điểm kiểu gen) ở thể dị hợp tử vì chúng ta nói về sự hiện diện của một alen đơn cho gen. Đó là, như thể nó là một đơn bội một phần cho locus hoặc nhóm locus đó.
Điều này có thể xảy ra, như chúng ta đã đề cập, ở người mang mất đoạn hoặc người mang nhiễm sắc thể giới tính lưỡng hình. Tuy nhiên, tác dụng của việc giảm liều lượng là như nhau.
Tuy nhiên, có thể có những trường hợp phức tạp hơn một chút. Ví dụ, trong hội chứng Turner do phụ nữ có nhiễm sắc thể X đơn (45, XO) biểu hiện, bệnh xuất hiện không phải do tình trạng kiểu hình dị hợp tử của nhiễm sắc thể X.
Thay vào đó, hiệu quả đơn bội ở đây là do sự hiện diện của một số gen thường hoạt động dưới dạng pseudoautosomal. Một trong những gen này là gen SHOX, thường thoát khỏi tình trạng bất hoạt bằng cách im lặng ở phụ nữ.
Đây cũng là một trong số ít gen được chia sẻ bởi các nhiễm sắc thể X và Y. Tức là, nó bình thường là gen "lưỡng bội" ở cả phụ nữ và nam giới.
Sự hiện diện của alen đột biến trong gen này ở những con cái dị hợp tử, hoặc sự xóa bỏ (không có) nó ở con cái sẽ là nguyên nhân gây ra đơn bội SHOX. Một trong những biểu hiện lâm sàng của tình trạng không đủ đơn sắc cho gen này là tầm vóc thấp.
Nguyên nhân và tác động
Để thực hiện các vai trò sinh lý của nó, một protein có hoạt tính enzym phải đạt ít nhất một ngưỡng hoạt động đáp ứng nhu cầu của tế bào hoặc sinh vật. Nếu không, nó sẽ làm phát sinh sự thiếu hụt.
Một ví dụ đơn giản về ngưỡng trao đổi chất kém với hậu quả toàn thân đáng kể là tình trạng giảm hiệu quả đơn bội của telomerase.
Nếu không có tác động kết hợp của sự biểu hiện của hai alen của gen mã hóa nó, sự giảm mức độ telomerase dẫn đến sự thay đổi trong việc kiểm soát độ dài của telomere. Điều này thường biểu hiện như các rối loạn thoái hóa ở người bị ảnh hưởng.
Hành động của telomerase đối với việc rút ngắn telomere. Fatma Uzbas (phiên bản tiếng Tây Ban Nha của Alejandro Porto), qua Wikimedia Commons
Các protein khác không phải là enzym có thể gây ra sự thiếu hụt, ví dụ, vì chúng không đủ để thực hiện vai trò cấu trúc trong tế bào.
Ví dụ, các bệnh về ribosome ở người bao gồm một loạt các rối loạn mà nguyên nhân chủ yếu là do sự thay đổi trong quá trình sinh sinh của ribosome hoặc do đơn bội.
Trong trường hợp thứ hai, sự giảm mức độ bình thường của protein ribosome dẫn đến sự thay đổi tổng thể trong quá trình tổng hợp protein. Biểu hiện kiểu hình của rối loạn chức năng rõ rệt này sẽ phụ thuộc vào loại mô hoặc tế bào bị ảnh hưởng.
Trong các trường hợp khác, hiệu quả đơn bội là do lượng protein thấp không thể góp phần kích hoạt các protein khác. Do đó, sự biến dạng này do không đủ liều lượng có thể dẫn đến tình trạng thiếu hụt trao đổi chất, thiếu cấu trúc ảnh hưởng đến các chức năng khác, hoặc không có sự biểu hiện của các gen khác hoặc hoạt động của các sản phẩm của chúng.
Điều này sẽ giải thích phần lớn các biểu hiện tràn dịch màng phổi trong các hội chứng lâm sàng đặc trưng cho chứng tăng khối u.
Sản phẩm gen SHOX, mặc dù có những biến chứng bắt nguồn từ sự cư trú của nó trong một cặp nhiễm sắc thể phức tạp, là một ví dụ điển hình về điều này. Gen SHOX là một gen ngoại lai, đó là lý do tại sao sự thiếu hụt của nó ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển hình thái bình thường của cá thể.
Các đơn bội khác có thể bắt nguồn từ sự sắp xếp lại nhiễm sắc thể của vùng mang gen bị ảnh hưởng, mà không bị đột biến hoặc mất đoạn, ảnh hưởng hoặc hủy bỏ mức độ biểu hiện của alen đã sửa đổi.
Người giới thiệu
- Brown, TA (2002) Bộ gen, Ấn bản lần thứ 2 . Wiley-Liss. Oxford, Vương quốc Anh
- Cohen, JL (2017). Thiếu GATA2 và bệnh do virus Epstein-Barr. Biên giới trong miễn dịch học, 22: 1869. doi: 10.3389 / fimmu.2017.01869.
- Fiorini, E., Santoni, A., Colla, S. (2018) Các telomere bị suy giảm chức năng và các rối loạn huyết học. Sự khác biệt, 100: 1-11. doi: 10.1016 / j.diff.2018.01.001.
- Mills, EW, Green, R. (2017) Ribosomopathies: Có sức mạnh về số lượng. Khoa học, doi: 10.1126 / science.aan2755.
- Wawrocka, A., Krawczynski, MR (2018). Di truyền của aniridia - những điều đơn giản trở nên phức tạp. Tạp chí Di truyền Ứng dụng, 59: 151-159.