Autoszomális dominancia

Definíció

Autoszomális dominancia vagy dominancia a genetikai öröklődés olyan mintázata, amely egy autoszómán (nem nemi kromoszómán) belül fordul elő. Az, ahogyan kinézünk és működünk, leggyakrabban az egyik szülői gén dominanciájának eredménye a másik felett. Orvosi értelemben az autoszomális domináns betegség olyan rendellenességet ír le, amelyet egy mutáns gén vagy allél egyetlen példánya okoz, amelyet az egyik szülő hordoz, és amely mind a férfi, mind a női utódokat érintheti. A mutáció egyetlen példánya bármelyik szülőnél elegendő ahhoz, hogy autoszomális domináns rendellenességet okozzon.

Autoszomálisan domináns Domináns vs recesszív

Autoszomális domináns versus autoszomális recesszív génöröklődés nem kell, hogy bonyolult téma legyen, hacsak nem vagy genetikus. Az, hogy egy gén recesszív vagy domináns, lazán úgy írható le, mint egy gén kifejeződésének valószínűsége. Ha egy gén autoszomális, akkor csak a nem nemi kromoszómákon belül található meg. Egy mutáció bárhol előfordulhat a DNS-ünk milliónyi alléljában, amelyek a huszonkét autoszomális kromoszómapár részét képezik.

Amint azt valószínűleg már tudod, a kromoszómáink párosítva vannak – egy teljes genetikai információt biológiai apánktól és egy teljeset biológiai anyánktól kapunk. Az, hogy hogyan nézünk ki és hogyan működünk, ennek a kombinációnak az eredménye, ahol az egyik szülő genetikai kódjának egyes szakaszai elsőbbséget élveznek a másik szülő azonos genetikai kódjával szemben.

A genotípusunk – genetikai felépítésünk – rendkívül összetett. A szemszín például nem egyetlen allél, hanem sok különböző allél eredménye. A domináns génjeink – általában kisebb, domináns allélok eredménye – döntik el, hogy anyánk vagy apánk genetikai információja jut-e kifejezésre. A domináns allélok jelenlétében a recesszív allélok nem okoznak közvetlen hatást, de szerepet játszhatnak a következő generációkban.

Az autoszomális dominancia egyszerűbbé tételéhez tekintsük át gyorsan a gén, az allél és a kromoszóma közötti különbséget.

A kromoszómák tartalmazzák egy szervezet teljes genetikai tervét, amely közös szülőktől származó információkból áll. Mindkét szülő DNS-ének pontos másolatát tartalmazzuk, a mi DNS-ünk pedig ezek keveréke.

A gén egy olyan DNS-hosszúság, amely egy genetikai tulajdonságot vagy egy konkrét jellemzőt határoz meg, például a bizonyos típusú rák kialakulására való hajlamot. Vagy születünk ezekkel a tulajdonságokkal, vagy a DNS-ünk károsodása okozhat bizonyos tulajdonságok kialakulását az idő múlásával. A genotípusunk felelős a DNS-ünkben található tulajdonságokért. Domináns és recesszív gének döntik el, hogy ezek a tulajdonságok kifejeződnek-e vagy sem. A kifejeződő gén, általában a domináns gén, fenotípust – funkcionális vagy vizuális jellemzőt – okoz.

Az allél egy gén vagy kromoszóma egy nagyon specifikus része, amely ugyanazon a helyen található. Minden génhez két allél tartozik – mindkét szülőtől egy-egy. Míg egy gén meghatározhatja a szem színét, a különböző allélok határozzák meg a pontos színt. Ha az egyik gén a vércsoport tulajdonságát képviseli, az allélok döntik el, hogy melyik vércsoportról van szó. Az autoszomális dominancia esetében valóban domináns allélokról kellene beszélnünk, mivel egyetlen gént számos allél alkot. Még ha több tízezer allél közül csak egy is érintett, az is hatással lehet az egész génre. Az autoszomális domináns (vagy recesszív) rendellenességet általában egy érintett génről nevezik el, de az okot egy vagy több, ehhez a génhez kapcsolódó allél okozza.

A domináns kifejezés azt mondja, hogy itt az egyik allél győz a másik felett. Az egyik biológiai szülőtől származó génnek csak egy példánya szükséges a fenotípus előidézéséhez. Egy recesszív mutációhoz viszont mindkét szülőre szükség van ahhoz, hogy azt továbbadják. Egy recesszív allél nem győzhet, ha egy domináns alléllal szemben kell helytállnia. Ha neked barna hajad van, apádnak barna haja van, anyádnak pedig szőke haja, akkor a domináns gén az apádtól származik. A DNS-ed barna és szőke haj allélokat is tartalmaz, de a barna domináns.

Ha ezután úgy döntesz, hogy olyan szőke partnerrel vállalsz gyermeket, akinek mindkét szülője szőke hajú, akkor ez a partner nem rendelkezik a barna haj domináns génjével. Ön azonban rendelkezik egy recesszív szőke génnel. Ha a gyermek mindkét szülőtől a recesszív allélt örökli, akkor szőke hajú lesz. Ahol egy domináns és egy recesszív allélt – vagy allélkészletet – örököl, ott ennek a gyermeknek barna haja lesz. A barna pontos árnyalatát ritkán lehet megjósolni, mivel nagyon sok különböző allél befolyásolja a hajszínt.

Egyetlen recesszív gén nem okoz megfigyelhető tulajdonságot (fenotípust), de egy felnőtt lehet e gén hordozója. Ha a másik szülőtől származó azonos recesszív génnel párosul, akkor két recesszív gén okozza a kapcsolódó fenotípust. Amennyiben egy domináns gén van jelen, a recesszív gén háttérbe szorul. A fenti autoszomális dominancia példában a szőke haj recesszív és a barna haj domináns. Egy domináns barna haj gén jelenlétében a szőke haj gén nem fejeződik ki.

Egy autoszomális domináns rendellenesség bizonyos esetekben egy ideig rejtve maradhat. Ez azt jelentette, hogy a genetikai ujjlenyomatok ismerete előtt azt gondoltuk, hogy egyes betegségek nem genetikai eredetűek, hanem a környezet okozza őket. A Huntington-kór például egy autoszomális domináns progresszív agyi rendellenesség, amely hatással van a megismerésre, az érzelmekre és a mozgásra, de csak akkor, ha a gén elérte a mutáció egy bizonyos fokát. A szülő továbbadhatja a gént anélkül, hogy valaha is diagnosztizálták volna a betegséget, mert az ő Huntington-génje még nem lépte át azt a küszöböt, amely elindította a tüneteket.

A genetikai ujjlenyomatokról szerzett jelenlegi ismereteinkkel ma már jóval a tünetek megjelenése előtt megállapítható, hogy valaki rendelkezik-e a génnel, de azt nem lehet megjósolni, hogy az illetőnél kialakulnak-e a tünetek vagy sem. Ma már tudjuk, hogy a Huntington-kór autoszomális domináns betegség, egy csavarral. Az érintett személy az egyik érintett szülőtől örökölte a mutáns gént, de ez a szülő esetleg soha nem mutatta a betegség észlelhető jeleit. A szülő nem hordozó – nem lehet autoszomális domináns gént hordozni.

Csak ha bizonyos számú mutáció bekövetkezik, talán részben környezeti okok miatt, akkor kezdenek megjelenni a tünetek. A környezetünk ugyanúgy aktiválhat egy betegséget, mint a domináns gén jelenléte. Néhány ilyen lehet a képen látható.

Autoszomális dominancia vs. nemi dominancia-.Linked Dominance

Autoszomális dominancia és a nemhez kötött dominancia segíthet megjósolni, hogyan fognak fejlődni az utódok, de a kromoszómák különböző típusait érinti. Az ember és az emlősök nemét az határozza meg, hogy melyik nemi kromoszómapár (X és Y) van jelen az ember genomjában. A nőstényeknek két X kromoszómájuk van (XX); a hímeknek egy X és egy Y (XY). A nemi kromoszómákat alloszómáknak is nevezik.

Az utódok nemét az XX vagy XY kromoszómák jelenléte dönti el; 50% esély van arra, hogy XX vagy XY fenotípusúak – lányok vagy fiúk – jelenjenek meg. Egy nő nem hordozhat recesszív vagy domináns Y kromoszóma géneket, mivel egy nőnek nincs Y kromoszómája; nem így van ez a férfiak esetében, akiknek X és Y kromoszómájuk is van. Minden olyan látható vagy funkcionális tulajdonságot, amelyet alloszómák okoznak, nemhez kötött genetikai tulajdonságnak nevezünk.

Az alábbi ábrán megérthetjük, hogyan működik a nemhez kötött öröklődés. Ezen az ábrán a piros szín az X-hez kötött recesszív tulajdonságot különbözteti meg. Az ábra tetején látható hordozó nőstény a recesszív génjét egy lányának adta át. Ez a lány szintén hordozó, mivel az apától kapott domináns X-kromoszómával rendelkezik. A fiúnak azonban csak egy X-kromoszómája van – a hordozó anyától. Az ő génjei kifejezik a tulajdonságot, mivel nincs domináns X gén.

Az Y-kromoszóma meddőség negatívan befolyásolja a spermatermelést; ezt az Y-kromoszóma szabályozza. A legújabb reprodukciós technológiáknak köszönhetően az alacsony spermiumszámban vagy gyenge minőségű spermiumokban szenvedő férfiak ma már képesek gyermekeket nemzeni. Ez azt jelenti, hogy az öröklött meddőség folyamatosan növekvő jelenség, amely továbbadható a fiúknak. Korábban ezek a férfiak nem tudtak volna gyermeket vállalni, és ezért nem tudták volna továbbadni ezt a gént. A leányok nem örökölhetik a meddőségi gént, mivel egyetlen nőnek sincs Y-kromoszómája.

Az X-hez kötött öröklődés mindkét nemet érinti. Hiszen mindkét nemnek van legalább egy X kromoszómája. X-kapcsolt dominancia esetén férfiak és nők egyaránt érintettek lehetnek. Az X-kapcsolt öröklődés egyik példája a hemofília. A Betegségellenőrzési és Megelőzési Központ a honlapján egy érdekes adatlapot tett közzé erről a nemhez kötött recesszív rendellenességről. Mivel a férfiaknak csak egy X-kromoszómájuk van, a gén egy mutálódott példánya elegendő a betegség kialakulásához. Mivel a nőknek két X kromoszómájuk van, ők is lehetnek hordozók, vagy előfordulhat náluk a rendellenesség.

A nemhez kötött domináns rendellenességek rendkívül ritkák, de előfordulnak. Ilyen például a Rett-szindróma, egy X-kapcsolt domináns rendellenesség, amely elsősorban lányokat érint.

Az autoszomális és a nemhez kötött dominancia közötti különbség pusztán az érintett kromoszómák típusával függ össze. Az autoszomális dominancia a huszonkét nem nemi kromoszómát vagy autoszómát érinti. A nemhez kötött dominancia csak az egyetlen nemi kromoszómát vagy alloszómát érinti. A domináns és recesszív allélkombinációk az anatómia és a fiziológia minden aspektusát szabályozzák, kivéve a nemhez kötött tulajdonságokat. A Kansasi Egyetem Orvosi Központja közzétette a genetikai rendellenességek hosszú listáját, amelyből az is kiderül, hogy az egyes betegségek autoszomális, alloszomális, recesszív vagy domináns jellegűek-e.

Autoszomális domináns példák

Autoszomális domináns példák a bőr, a haj és a szem színére, bizonyos betegségek kialakulásának kockázatára, sőt még a neurológiai tulajdonságokkal kapcsolatos öröklött viselkedésre is vonatkozhatnak. Míg sok ábra mutatja a barna, kék vagy zöld szem mindkét szülőtől való öröklésének esélyét vagy valószínűségét, a szemszín számtalan allél eredménye, és nem mindig kiszámítható. A világosabb példák érdekében jobb, ha egyetlen mutáns allélra koncentrálunk, mivel ez kizárja más genetikai tényezők hatását.

A négyes kromoszóma ad otthont a huntingtin fehérje génjének (HTT gén), amely 10 és 35 közötti ismétlődést tartalmaz a CAG trinukleotid ismétlésnek nevezett speciális kódrészletből. A Huntington-kórban szenvedő betegeknél ezek az ismétlődések legalább 40-szer fordulnak elő. Ennek oka lehet az öröklődés, de azóta kiderült, hogy az ismétlődések kiterjedése ugyanazon vagy egymást követő generációkban is változhat. Csak azért, mert Ön rendelkezik a HTT génnel, még nem jelenti azt, hogy Huntington-kór fog kialakulni. Ezt a bizonyos betegséget már említettük, mint autoszomális domináns betegséget, egy csavarral; ha a kutatók felfedezik, hogy mi váltja ki a megnövekedett ismétlődő bővüléseket, akkor képesek lesznek megállítani vagy akár gyógyítani a hozzá kapcsolódó betegségeket. Az ismétlődő bővülések számos genetikai rendellenességet okoznak.

Autoszomális domináns betegségként csak az egyik szülőnek kell egy tulajdonsággal rendelkeznie, és továbbadni azt a következő generációnak. A fenti ábrán az anya huntingtin génjét nagybetűs H. A HTT gén (hh) mutációjának hiányát az árnyékolatlan négyzetek jelzik; a szürke árnyékolt négyzetek a HTT gén (Hh) mutációját jelzik.

Elképzelhető, hogy a mutáns HTT génnel rendelkező szülőnél kevesebb CAG trinukleotid ismétlődés van, és nem jelentkeznek nála a Huntington-kór tünetei, de e gén dinamikus természete miatt előfordulhat, hogy a magasabb ismétlődések az élet későbbi szakaszában, vagy e szülő esetleges gyermekének vagy gyermekeinek életében jelentkeznek.

A diagramon jól látható, hogy a Hh és a hh szülő utódainak fele a mutáns tulajdonság (Hh) kockázatának van kitéve. Az öröklődő tulajdonságokat bemutató diagramokat gyakran nevezik punnet négyzetnek vagy pedigré diagramnak.

Egy másik népszerű példa az autoszomális dominancia területén a policisztás vesebetegség, amikor több ciszta alakul ki a vesékben, és csökkenti azok képességét a salakanyagok kiszűrésére a vérből.

A Huntington-kórhoz hasonlóan, az autoszomális domináns policisztás vesebetegség (ADPKD) is egyetlen szülő által öröklődő betegség. Ebben az esetben a PKD1 vagy PKD2 gén egyetlen mutáns példánya okozza a betegséget. A PKD1 a 16-os kromoszómán, a PDK2 a 4-es kromoszómán található. Egy viszonylag újonnan felfedezett gén a 11-es kromoszómán kombinált policisztás vese- és májbetegséget okozhat. A Huntington-kórhoz hasonlóan az ADPKD egyes esetei is egy új mutáció eredménye. A Huntington-kórral ellentétben a policisztás vesebetegség autoszomális recesszív formái (ARPKD) is előfordulhatnak.

Autoszomális recesszív példák

Autoszomális recesszív példák közé tartozik a cisztás fibrózis és a sarlósejtes vérszegénység. A sarlósejtes betegséget a 11. kromoszómán található hemoglobin-Béta gén mutációja okozza; a cisztás fibrózis a transzmembrán konduktancia szabályozó vagy CFTR néven ismert fehérjét termelő gén mutációjának eredménye.

Míg az autoszomális domináns gén azt jelenti, hogy egyik szülő sem lehet csak hordozó, addig az autoszomális recesszív betegségeknél ez nem így van. Az egyik vagy mindkét szülő lehet hordozó, a fentebb bemutatott helyzetek közül az utóbbi. Amennyiben mindkét szülő hordozza a mutáns génformát, 25%-os a kockázata annak, hogy a gyermek mindkét mutáns génnel rendelkezik. Ebben a helyzetben a domináns gén hiányzik, és a gyermek recesszív fenotípust mutat – például sarlósejtes vérszegénységet vagy cisztás fibrózist.

Ha csak az egyik szülő hordozó, akkor várhatóan az utódok 50%-a maga is hordozó; ezek az utódok a domináns, nem mutáns gén jelenléte miatt nem mutatják a betegség fenotípusát. A hordozók ezen 50%-os esélye a jobb orvosi kezelésekkel és az érintett utódok reprodukciós lehetőségeivel együtt az autoszomális recesszív fenotípussal megjelenő emberek száma idővel növekszik.

Bibliográfia