Фенотипове, свързани с мутации в кодиращата последователност на гените; Ресурсен сайт

Фенотипове, свързани с мутации в кодиращата последователност на гените

Начинът, по който генотипът взаимодейства с околната среда, определя фенотипа на даден организъм, е част от магистърските програми през последните 20 години или така. Брошурата Anagène, публикувана през 2006 г., предоставя файлове с последователност и свързаните с тях подкрепящи документи за справяне с тези теми. Можем да обобщим различните дискутирани точки.

1 - Фенотипните последици от полиалелизма в популациите: понятия за господство и рецесивност; вариабилност на фенотиповете.

- Когато разглеждаме експресията на генетичната програма и мутациите, ние мислим за един алел. Тук става въпрос за разглеждане на последиците върху фенотипа на организма от наличието на два различни алела на ген. Много примери са разбира се възможни. Този за сърповидно-клетъчните и не-сърповидно-клетъчните фенотипи несъмнено е най-простият и най-богатият. Това дава възможност да се определят различните нива на фенотипа (молекулярни, клетъчни и макроскопични), да се въведат понятията за доминиране и рецесивност и да се покаже техният относителен характер според нивото на разглеждания фенотип. Освен това, разглеждайки случая на хетерозиготи, можем да представим влиянието на околната среда върху фенотипа.

- Полиалелизмът в популациите означава, че различните алели могат да допринесат в световен мащаб за постигането на един и същ фенотип, но въпреки всичко с различия. Такъв е случаят с много фенотипове, свързани с болестите, разглеждани в Anagene: албинизъм, фенилкетонурия, фенотипове алфаантритрипсин и др.

2 - Фенотипните последици от взаимодействието между гените

Тук въвеждаме идеята, че няколко гена могат да допринесат за реализирането на фенотипа на организма и че еднакви (или почти) фенотипове могат да се дължат на различни генотипове. Брошурата Anagène предоставя няколко примера: тази на кръвни групи (два гена, участващи във верига на биосинтеза (тази на антигени на кръвни групи)), тази на фенилкетонуричните фенотипове (активност на ензим, кодиран от ген, зависим от кофактор, кодиран от друг ген), този на фенотипите на албиноси (случай, когато мембранният протеин, кодиран от ген и експресиран в меланозома, създава среда, благоприятна за активността на ензим, тирозиназа, кодирана от друг ген и играеща решаваща роля във веригата на биосинтеза на меланин ).

Във всички тези случаи се играят мутации в кодиращата последователност на гените и понятията за доминиране и рецесивност винаги са включени.

3 - Различни въздействия на околната среда върху постигането на фенотипа

- Околната среда може да повлияе на свойствата на молекулярен фенотип, т.е. протеин, произведен чрез експресия на гена. Такъв е случаят с термочувствителния фенотип на албинос, който се дължи на факта, че протеинът, кодиран от един от алелите на гена на тирозиназата, има активност, която варира в зависимост от температурата на територията на тялото.

- Околната среда може да действа на ниво макроскопичен фенотип. Това е добре известният случай на фенилкетонуричния фенотип, когато диета с много ниско съдържание на фенилаланин от раждането предотвратява появата на клинични признаци на фенотипа въпреки генотип, който трябва да доведе до него.

4 - Примери, предпочитани от програмата

В колоната "Капацитет и нагласи" програмата дава приоритет на 2 примера: сърповидно-клетъчна болест и ксеродерма пигментозум.

Примерът с фенотипа "Xeroderma pigmentosum"

онлайн документация

Може да се предпочете малко по-различен подход: той се основава предимно на описанието на фенотипа Xeroderma и по-специално на много високата честота на рака на кожата в случай на излагане на ултравиолетови лъчи от слънчева светлина. Обяснението на този фенотип изисква обжалване на програмната идея, че мутацията е резултат от грешка в репликацията на ДНК или увреждане на неремонтираната молекула на ДНК от ензимни системи. В случая на Xeroderma, един от възстановителните гени е мутирал и не изпълнява тази функция.

От тази гледна точка е достатъчно да се вземе предвид един ген (Xpc например) и семейство 1 по-долу. Анализът на генотипа на това семейство дава възможност да се уточнят връзките на доминиране и рецесивност и да се открият фенотипните последици от мутацията, която е засегнала този ген (мутация на зародишна линия, настъпила в предишната история на семейството).

Анализът на предпазните мерки, които трябва да се предприемат от деца с Xeroderma, подчертава взаимодействието на генотипа и околната среда при постигане на клиничен фенотип.

Но можем да стигнем по-далеч, като разгледаме връзката между честотата на рака на кожата и мутиралите алели на гена Xpc. Ракът на кожните клетки се дължи на мутации, под действието на ултравиолетови лъчи, на гените, които контролират клетъчния цикъл (протоонкогени) и на туморните супресорни гени, най-важният от които е Р53. Тези мутации са често срещани, тъй като системата за възстановяване на ДНК е недостатъчна.

В обобщение, ракът на кожата, най-важните клинични характеристики на клиничния фенотип на Xeroderma в едно семейство, следователно може да се обясни с последователността на следните явления:

- мутация на зародишна линия на ген за възстановяване на ДНК;

- предаване през последователни поколения;

- раждане на дете с два мутирали алела на един от репарационните гени;

- соматични мутации в кожни клетки след излагане на ултравиолетови лъчи, засягащи по-специално туморния супресорен ген Р53, мутация не е възстановена след мутация на гена XPC;

В семейството XPC-P53, изследването на генотипа на Никола за двата гена илюстрира въпроса.

Свали файл: Семейство-Xpc-P53.edi

6 - Други възможни примери от файла в пигментация на кожата