Fenotip Variabilitate: Penetranța și Expresivitatea

Jeanne Kelly/Institutul Național de Cancer. când studiați relațiile dintre genotip și fenotip, este important să examinați apariția statistică a fenotipurilor într-un grup de genotipuri cunoscute., Cu alte cuvinte, având în vedere un grup de genotipuri cunoscute pentru o trăsătură, câte genotipuri identice prezintă fenotipul aferent? S-ar putea să fiți surprinși să aflați că, pentru unele trăsături, fenotipul ar putea să nu apară la fel de des ca genotipul. De exemplu, să spunem că toată lumea din populația W poartă aceleași combinații de alele pentru o anumită trăsătură, dar doar 85% din populație arată de fapt fenotipul așteptat de la acele combinații de alele. Proporția de genotipuri care prezintă de fapt fenotipuri așteptate se numește penetranță. Astfel, în exemplul precedent, penetrarea este de 85%., Această valoare este calculată din analizarea populațiilor ale căror genotipuri le cunoaștem.

de fapt, studiile asupra populației mari sunt necesare pentru măsurarea penetranței, iar studiile de penetranță ne ajută să prezicem cât de probabil este ca o trăsătură să fie evidentă la cei care poartă alelele subiacente. În general, când știm că genotipul este prezent, dar fenotipul nu este observabil, trăsătura arată o penetrare incompletă. Practic, orice lucru care arată o penetrare mai mică de 100% este un exemplu de penetrare incompletă., Prin urmare, deși penetrarea unei trăsături este o valoare calculată statistic pe baza apariției unui fenotip printre genotipurile cunoscute, penetrarea incompletă este pur și simplu o descriere calitativă despre un grup de genotipuri cunoscute.un exemplu specific de penetranță incompletă este boala osoasă umană osteogenesis imperfecta (OI). Majoritatea persoanelor cu această boală au o mutație dominantă într-una din cele două gene care produc colagen de tip 1, COL1A1 sau COL1A2. Colagenul este un țesut care întărește oasele și mușchii și mai multe țesuturi ale corpului., Persoanele cu OI au oase slabe, culoare albăstrui în albii ochilor lor și o varietate de afecțiuni care provoacă slăbiciune în articulații și dinți. Cu toate acestea, această boală nu afectează pe toți cei care au mutații COLIA1 și COLIA2 în același mod. De fapt, unii oameni pot purta mutația, dar nu au simptome. Astfel, familiile pot transmite în necunoștință de cauză mutația de la o generație la alta prin cineva care poartă mutația, dar nu exprimă fenotipul OI., Exemple de penetranță incompletă, cum ar fi OI, demonstrează că nici bolile monogene nu au modele de Expresie previzibile într-o populație. Există o modalitate de a explica această imprevizibilitate? Să ne gândim la asta. Dacă două persoane au aceeași mutație dominantă în COL1A1, de ce doar una dintre ele ar putea prezenta de fapt simptome OI? Ar putea avea de-a face cu alte gene care salvează efectul rău al unei gene de colagen mutant? Ar putea fi faptul că cei care au OI exprimă pur și simplu colagen mai mutant decât persoana care nu este afectată?, Pentru a lua în considerare posibilele explicații pentru penetrarea incompletă, trebuie să ne amintim câți pași există între transcripția genelor și expresia proteinei.rețineți că expresia altor gene, cum ar fi regulatorii transcripționali sau translaționali, poate influența efectul final al unui produs genetic. Orice lucru care interferează cu calea de la transcriere la activarea proteinelor este cunoscut ca un factor epigenetic. Într-adevăr, există mai multe puncte în care un alt produs genetic poate interveni în etapele anterioare producerii unei proteine., Interferența în aceste etape ar putea opri producția în întregime, ar putea crea o formă modificată a proteinei care nu ar putea fi niciodată activă sau ar putea face orice număr de alte lucruri care fac gena tăcută. Deci, etapa finală a unei proteine active reflectă multe procese diferite care duc la secvența de aminoacizi și la forma proteinei finale, toate acestea putând fi interferate de alte gene. Mai mult decât atât, unele gene pot up – sau downregulate rate de transcriere, care modifică cantitatea totală de proteine produse., Astfel, genele care afectează forma finală și cantitatea de expresie a unei alte gene pot fi influente în formarea fenotipului derivat din gena reglementată (Figura 1).deci, dacă există atât de multe puncte de modificare posibile pentru un produs genetic, cum putem restrânge întrebarea Ce cauzează penetrarea incompletă? Interesant este că unii oameni de știință au încercat de fapt să facă acest lucru observând modul în care mutațiile genetice care provoacă OI afectează șoarecii. Acești anchetatori au introdus o formă mutantă de COL1A1 la șoareci și i-au crescut astfel încât toți să conțină această mutație., Șoarecii au fost afectați în moduri similare cu cele cu OI umane: mulți au avut slăbiciune osoasă severă și fracturi osoase multiple, chiar și la naștere. În fapt, cand cercetatorii au examinat mouse-ul oasele îndeaproape, au descoperit că 70% dintre soareci cu mutant gena COL1A1 arătat dovezi de OI (fracturi osoase); cu toate acestea, restul de 30% a apărut complet normal. La acești șoareci fără fenotip OI, a existat aceeași cantitate de Expresie COL1A1 ca la acei șoareci care au prezentat fenotipul., Mai mult, anchetatorii au folosit o tulpină pură de șoareci care au avut o mică variabilitate în genomul lor pentru a începe. Aceasta înseamnă că contextul genetic în care a fost exprimat COL1A1 nu a variat între șoarecii studiați. Cu toate acestea, în ciuda faptului că toți șoarecii au avut genomi extrem de asemănători și toți au exprimat aceeași cantitate de COL1A1, 30% dintre ei nu au prezentat niciun fenotip OI. Aceste rezultate continuă să fie uimitoare. prin urmare, chiar și tehnicile experimentale puternice disponibile în prezent nu pot explica penetranța., Cele două explicații cele mai populare pentru penetranța incompletă, fondul genetic și nivelurile de Expresie variabile, nu au explicat lipsa fenotipului la 30% dintre șoareci (Pereira et al., 1994).

Share

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *