Heterotsygootti on termi, jota käytetään genetiikassa kuvaamaan, kun geenin (eli alleelien) kaksi variaatiota yhdistetään samaan sijaintiin (lokus) kromosomiin . Sitä vastoin homotsygoottinen on, kun samasta allelista on kaksi kopiota samassa lokuksessa.
Termi heterotsygootti on johdettu "hetero-" eli eri ja "-merkki" merkitys liittyy hedelmöitetty muna (zygote).
Ominaisuuksien määrittäminen
Ihmisiä kutsutaan diploidisiksi organismeiksi, koska niillä on kaksi allelia kussakin lokuksessa, joista yhdestä alleelista peritään kustakin vanhemmasta. Alleiden spesifinen pariliitos kääntää yksilön geneettisiin piirteisiin.
Alleeli voi joko olla hallitseva tai recessive. Dominanttiset alleelit ovat niitä, jotka ilmaisevat piirteen, vaikka vain yksi kopio olisi. Loukkaava allele voi ilmaista itsensä vain, jos siinä on kaksi kappaletta.
Yksi tällainen esimerkki ovat ruskeat silmät (joka on hallitseva) ja siniset silmät (joka on recessive). Jos allelit ovat heterotsygoottisia, hallitseva alleli ekspressoituu recessive allelin yli, jolloin tuloksena on ruskeat silmät. Samanaikaisesti henkilöä pidetään recessive allelin "kantajana", mikä tarkoittaa, että sinisen silmäalleli voidaan siirtää jälkeläisille, vaikka hänellä olisi ruskeat silmät.
Alleles voi myös olla epätäydellisesti hallitseva, välillinen perintämuoto, jossa ei ole allelia täysin toistensa yli.
Esimerkkinä tästä voi olla esimerkiksi tumman ihon vastaava alleeli (jossa henkilöllä on enemmän melaniinia ), joka on liitetty alleliin, joka vastaa vaaleaa ihoa (jossa on vähemmän melaniinia) luomaan ihon sävy jonnekin välillä.
Taudin kehittäminen
Yksilön fyysisten ominaisuuksien lisäksi heterotsygoottien alleelien parittajat voivat joskus johtaa suurempaan riskiin tietyissä olosuhteissa, kuten syntymävikina tai autosomaalisissa häiriöissä (geneettisesti periytyvät taudit).
Jos alleeli mutatoidaan (mikä tarkoittaa sitä, että se on viallinen), sairaus voidaan siirtää jälkeläisille, vaikka emolla ei ole merkkejä häiriöstä. Heterotsygoottisuuden suhteen tämä voi olla yksi useista eri muodoista:
- Jos allelit ovat heterotsygootti recessive, viallinen alleli olisi recessive eikä ilmaista itseään. Sen sijaan henkilö olisi harjoittaja.
- Jos allelit ovat heterotsygootti hallitseva, viallinen alleli olisi hallitseva. Tällaisessa tapauksessa henkilöllä saattaa olla vaikutusta (tai homosygottista määräävää asemaa, jos henkilö kärsii).
Muut heterotsygoottiset parit yksinkertaisesti altistavat henkilön terveydelle, kuten keliakia ja tiettyjä syöpätyyppejä . Tämä ei tarkoita, että henkilö saisi sairauden; se vain viittaa siihen, että yksilö on suuremmassa vaarassa. Myös muut tekijät, kuten elämäntapa ja ympäristö, vaikuttaisivat.
Yhden geenihäiriöt
Yhden geenin häiriöt ovat niitä, jotka johtuvat yhdestä mutatoidusta allelista, eikä kahdesta. Jos mutatoitu alleli on recessive, henkilö ei yleensä vaikuta. Kuitenkin, jos mutatoitu alleli on hallitseva, mutatoitu kopio voi ohittaa recessiivisen kopion ja aiheuttaa joko taudin vähemmän vakavia muotoja tai täysin oireellisen taudin.
Yhden geenin häiriöt ovat suhteellisen harvinaisia. Eräiden yleisempien heterotsygoottisten hallitsevien häiriöiden joukosta:
- Huntingtonin tauti on perinnöllinen häiriö, joka johtaa aivosolujen kuolemaan. Tauti johtuu hallitsevasta mutaatiosta joko Huntingtin- geenin yhdessä tai molemmissa alleeleissa.
- Neurofibromatosis type-1 on perinnöllinen häiriö, jossa hermokudoksen kasvaimet kehittyy iholle, selkäranalle, luuranolle, silmille ja aivoille. Vain yksi hallitseva mutaatio tarvitaan tämän vaikutuksen käynnistämiseksi.
- Familial hypercholesterolemia (FH) on perinnöllinen häiriö, jolle on ominaista korkea kolesterolitaso, erityisesti "huonot" pienitiheyksiset lipoproteiinit (LDL). Se on selvästi yleisimpi näistä häiriöistä, jotka vaikuttavat jokaiseen 500 ihmiseen.
Henkilöllä, jolla on yksi geenihäiriö, on 50/50 mahdollisuus siirtää mutatoitua alleelia lapselle, joka tulee kantajaksi.
Jos molemmilla vanhemmilla on heterotsygoottinen recessiivinen mutaatio, heidän lapsillaan on yksi neljäs mahdollisuus kehittää häiriö. Riski on sama jokaisen syntymän kohdalla.
Jos molemmilla vanhemmilla on heterotsygoottinen hallitseva mutaatio, heidän lapsillaan on 50 prosentin mahdollisuus saada hallitseva alleli (osittaiset tai täydelliset oireet), 25 prosentin mahdollisuus saada sekä hallitsevia alleleja (oireita) että 25 prosenttia saada sekä recessive alleleja (ei oireita).
Yhdiste Heterotsygoottisuus
Yhdistetty heterotsygositeetti on tilanne, jossa samassa paikassa on kaksi erilaista recessive allelia, jotka voivat yhdessä aiheuttaa taudin. Nämä ovat taas harvinaisia sairauksia, jotka usein liittyvät rotuun tai etniseen alkuperään. Heidän joukossa:
- Tay-Sachs-tauti on harvinainen perinnöllinen häiriö, joka aiheuttaa aivojen ja selkäytimen hermosolujen tuhoutumisen. Se on hyvin vaihteleva häiriö, joka voi aiheuttaa sairauden lapsenkengissä, murrosvaiheessa tai myöhemmin aikuisuuteen. Vaikka Tay-Sachs on aiheuttanut HEXA- geenin geneettiset mutaatiot, se on allelien spesifinen pariliitos, joka lopulta määrittää minkä taudin muodostavat. Jotkut yhdistelmät kääntävät lapsuusiän sairauteen; muut kääntävät myöhemmin sairauteen.
- Phenylketonuria (PKU) on geneettinen häiriö, joka vaikuttaa pääasiassa lapsiin, jossa ainesosaan kerääntyy fenyylalaniinipitoista ainetta, joka aiheuttaa kouristuksia, mielenterveyshäiriöitä ja henkistä vammaisuutta. PKU: hun liittyy laaja valikoima geneettisiä mutaatioita, joiden parittajat voivat johtaa taudin lievempiin ja vaikeampiin muotoihin.
Muita sairauksia, joissa yhdiste heterotsygoottejä voi olla osa, ovat kystinen fibroosi, sirppisoluanemia ja hemokromatoosi (liiallinen rauta veressä).
Heterotsygoottilisä
Vaikka yksittäisen kopion taudin alleelista ei tavallisesti johda sairauteen, on olemassa tapauksia, joissa se voi tarjota suojaa muita sairauksia vastaan. Tämä on ilmiö, jota kutsutaan heterotsygote-etuna.
Joissakin tapauksissa yksittäinen alleeli voi muuttaa yksilön fysiologista toimintaa siten, että se on resistentti tiettyihin infektioihin. Esimerkkejä:
- Sarveiskalvon anemia on geneettinen häiriö, jonka aiheuttavat kaksi recessiivistä alleelia. Molempien alleelien aiheuttama punasolujen epämuodostuma ja nopea itsetuho. Vain yksi alleeli voi aiheuttaa vähemmän vakavan sairauden, jota kutsutaan sirppisoluvuodoksi, jossa vain osa soluista on epämuodostunut. Nämä lieviä muutoksia riittää antamaan luonnollinen suojaus malariaa vastaan lopettamalla infektoidut verisolut nopeammin kuin loinen voi lisääntyä.
- Kystinen fibroosi (CF) on recessive geneettinen häiriö, joka voi aiheuttaa vakavia keuhko- ja ruoansulatuskanavan vajaatoiminta. Homotsygoottisissa alleleissa, CF aiheuttaa paksun, tahmean limakalvojen muodostumisen keuhkoihin ja ruoansulatuskanavaan. Henkilöillä, joilla on heterotsygoottiset allelit, sama vaikutus, vaikkakin vähentynyt, voi heikentää henkilön alttiutta koleralle ja lavantaudille . Lihaksen tuotannon lisäämisellä henkilö on vähemmän vastuussa tarttuvan ripulin vahingollisesta vaikutuksesta.
Sama vaikutus voi selittää, miksi tietyille autoimmuunisairauksille heterotsygoottisilla alleleilla esiintyvät henkilöt näyttävät olevan pienemmät myöhemmässä vaiheessa hepatiitti C: n oireet.
> Lähteet:
> Al-Chalabi, A. ja Almasy, L. (2009) Complex Human Diseasesin genetiikka: Laboratorion käsikirja (1st Lab Edition). New York, New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN-13: 978-0879698836.
> Geneettinen allianssi. (2010) Genetics ymmärtäminen : District of Columbia -opas potilaille ja terveydenhoidon ammattilaisille. "Liite G: yksittäiset geenisairaudet . " Washington, DC: District of Columbia Department of Health. PMID: 23586106.
> Wynbrandt, J. ja Ludman, M. (2008) Geneettisten häiriöiden ja syntymävikojen tietosanakirja (3. painos). New York, New York: Health and Living -kirjasto. ISBN-13: 978-0816063963.