Фенотипи, пов’язані з мутаціями кодуючої послідовності генів; Сайт ресурсу

Фенотипи, пов'язані з мутаціями в кодуючій послідовності генів

Те, як генотип взаємодіючи з навколишнім середовищем визначає фенотип організму, є частиною випускних програм протягом останніх 20 років або близько того. У брошурі Anagène, опублікованій у 2006 році, містяться файли послідовностей та супровідні допоміжні документи для вирішення цих тем. Ми можемо узагальнити різні обговорювані моменти.

1 - Фенотипові наслідки поліалелізму в популяціях: уявлення про домінування та рецесивність; мінливість фенотипів.

- Коли ми дивимося на вираження генетичної програми та мутації, ми думаємо про один алель. Тут мова йде про розгляд наслідків для фенотипу організму наявності двох різних алелів гена. Звичайно, можливо багато прикладів. Фенотипи серповидноклітинних та несерпових клітин, безсумнівно, є найпростішими та найбагатшими. Це дозволяє визначити різні рівні фенотипу (молекулярний, клітинний та макроскопічний), ввести поняття домінування та рецесивності та показати їх відносний характер відповідно до рівня фенотипу, що розглядається. Крім того, розглядаючи випадок гетерозигот, ми можемо представити вплив середовища на фенотип.

- Поліалелізм у популяціях означає, що різні алелі можуть сприяти глобальному досягненню одного і того ж фенотипу, але, незважаючи на все, з різницею. Це стосується багатьох фенотипів, пов’язаних із захворюваннями, що розглядаються в анагені: альбінізм, фенілкетонурія, фенотипи альфаантритрипсину тощо.

2 - Фенотипові наслідки взаємодії між генами

Тут ми вводимо ідею, що кілька генів можуть сприяти реалізації фенотипу організму, а однакові (або майже) фенотипи можуть бути зумовлені різними генотипами. Брошура Anagène містить кілька прикладів: групи крові (два гени, що беруть участь у ланцюгу біосинтезу (антигенів груп крові)), фенілкетонуричних фенотипів (активність ферменту, кодованого геном, залежним від кофактора, кодованого іншим гена), фенотипів альбіносів (випадок, коли мембранний білок, кодований геном і експресований в меланосомі, створює середовище, сприятливе для активності ферменту, тирозинази, кодованого іншим геном і відіграє вирішальну роль у ланцюзі біосинтезу меланіну ).

У всіх цих випадках відіграють роль мутації в послідовності кодування генів, і поняття домінування та рецесивності завжди задіяні.

3 - Різні впливи навколишнього середовища на досягнення фенотипу

- Середовище може впливати на властивості молекулярний фенотип, тобто білок, що продукується експресією гена. Це стосується термочутливого фенотипу альбіносів, який виникає внаслідок того, що білок, кодований одним з алелів гена тирозинази, має активність, яка змінюється в залежності від температури територій організму.

- Середовище може діяти на рівні макроскопічний фенотип. Це добре відомий випадок фенилкетонуричного фенотипу, коли дієта з дуже низьким вмістом фенілаланіну від народження запобігає появі клінічних ознак фенотипу, незважаючи на генотип, який повинен до нього призвести.

4 - Приклади, улюблені програмою

У колонці "Потужності та ставлення" програма надає пріоритет 2 прикладам: серповидно-клітинна хвороба та пігментна ксеродерма.

Приклад фенотипу "Xeroderma pigmentosum"

онлайн-документація

Можна надати перевагу дещо іншому підходу: він базується насамперед на описі фенотипу ксеродерми, і зокрема на дуже високій частоті раку шкіри у разі впливу ультрафіолетових променів від сонячного світла. Пояснення цього фенотипу вимагає звернення до програмної ідеї про те, що мутація виникає внаслідок помилки реплікації ДНК або пошкодження невідремонтованої молекули ДНК ферментативними системами. У випадку з ксеродермою один із генів відновлення мутується і не виконує цієї функції.

З цієї точки зору достатньо взяти до уваги один ген (наприклад, Xpc) та сімейство 1 нижче. Аналіз генотипу цієї родини дає змогу уточнити відносини домінування та рецесивності та знайти фенотипові наслідки мутації, яка вплинула на цей ген (мутація зародкової лінії, яка мала місце в попередній історії сімейства).

Аналіз запобіжних заходів, які слід вжити дітям із ксеродермою, підкреслює взаємодію генотипу та середовища для досягнення клінічного фенотипу.

Але ми можемо піти далі, розглянувши взаємозв'язок між частотою раку шкіри та мутованими алелями гена Xpc. Раковізація клітин шкіри зумовлена мутаціями під дією ультрафіолетових променів генів, які контролюють клітинний цикл (протоонкогени), та генів супресорів пухлини, найважливішим з яких є Р53. Ці мутації є загальними, оскільки система відновлення ДНК є недостатньою.

Таким чином, рак шкіри, найважливіші клінічні особливості клінічного фенотипу Xeroderma у сім'ї, можна пояснити послідовністю наступних явищ:

- мутація зародкової лінії гена відновлення ДНК;

- передача протягом наступних поколінь;

- народження дитини з двома мутованими алелями одного з репараційних генів;

- соматичні мутації в клітинах шкіри після впливу УФ, що впливають, зокрема, на ген супресора пухлини P53, мутація не відновлюється після мутації гена XPC;

У сімействі XPC-P53 дослідження генотипу Ніколаса для двох генів ілюструє суть справи.

Завантажити файл: Сімейство-Xpc-P53.edi

6 - Інші можливі приклади з файлу на пігментація шкіри