Kedua konsep tersebut diperkenalkan pada tahun 1926. O.Vogt untuk menggambarkan variasi fenotipe mutan.
Ekspresi- Ini tingkat manifestasi sifat mutan dalam fenotipe. Misalnya mutasi tanpa mata pada Drosophila menyebabkan pengecilan mata, yang derajatnya bervariasi pada setiap individu.
Penetrasi – Ini frekuensi, atau kemungkinan manifestasi fenotip mutan di antara semua individu yang membawa mutasi ini. Misalnya, penetrasi 100% dari mutasi resesif berarti semua individu homozigot menunjukkannya dalam fenotipnya. Jika secara fenotip terdeteksi hanya pada separuh individu, maka penetrasi mutasinya adalah 50%.
Mutasi bersyarat
Mutasi ini hanya muncul jika kondisi tertentu terpenuhi.
Mutasi yang peka terhadap suhu. Mutan jenis ini hidup dan berkembang secara normal di bawah satu ( permisif) suhu dan mendeteksi penyimpangan pada suhu lain ( bersifat membatasi). Misalnya, Drosophila sensitif terhadap dingin (pada suhu 18°C) ts –mutasi (sensitif terhadap suhu) dan sensitif terhadap panas (pada 29°C) ts –mutasi. Pada suhu 25°C fenotipe normal tetap ada.
Mutasi sensitivitas stres. DI DALAM pada kasus ini mutan berkembang dan terlihat normal jika mereka tidak terkena pengaruh stres. Ya, mutan sesB (sensitif terhadap stres) Drosophila di kondisi normal tidak menunjukkan penyimpangan apapun.
Namun, jika tabung reaksi diguncang dengan tajam, lalat mulai mengejang dan tidak dapat bergerak.
Mutasi auksotrofik pada bakteri. Mereka bertahan hidup hanya pada medium lengkap atau medium minimal, tetapi dengan penambahan satu atau beberapa zat (asam amino, nukleotida, dll.).
Metode penghitungan mutasi
Fitur metode akuntansi mutasi. Metode untuk mendeteksi mutasi harus berbeda-beda, bergantung pada cara organisme berkembang biak. Bisa dilihat perubahan morfologi mudah diperhitungkan; lebih sulit untuk menentukan perubahan fisiologis dan biokimia organisme multiseluler. Paling mudah dideteksi terlihat dominan mutasi yang mungkin tampak heterozigot pada generasi pertama lebih sulit dianalisis mutasi resesif, itu diperlukan menjadikan homozigot.
Untuk objek yang telah dipelajari dengan baik secara genetik (drosophila, jagung, sejumlah mikroorganisme), mempelajari mutasi baru cukup mudah. Misalnya, metode khusus untuk memperhitungkan frekuensi mutasi telah dikembangkan untuk Drosophila.
metode cl. Möller menciptakan barisan lalat buah cl (Si El Bi) yang memiliki salah satu dari X-kromosom ditandai oleh gen dominan Batang (B) Dan inversi, bernama DENGAN . Inversi ini mencegah pindah silang dan bersifat resesif. efek mematikan – aku. Itu sebabnya garis ini diberi nama cl .
Betina dari ini garis penganalisis disilangkan dengan jantan dari sampel penelitian. Jika laki-laki diambil dari populasi alami, maka kita bisa memperkirakan frekuensi penerbangan di dalamnya. Atau mereka mengambil laki-laki, diobati dengan mutagen. Dalam hal ini, frekuensi mutasi mematikan yang disebabkan oleh mutagen ini diperkirakan.
DI DALAM F 1 pilih perempuan cl/+, heterozigot untuk mutasi Batang, dan menyeberang secara individu (setiap betina dalam tabung terpisah dengan jantan tipe liar). Jika di dalam kromosom sedang diuji tidak ada mutasi, maka keturunannya akan mempunyai dua kelas perempuan dan satu kelas laki-laki ( B+), sejak laki-laki cl mati karena kehadiran terbang aku , yaitu perpecahan gender secara umum akan terjadi 2:1 (Lihat gambar).
Jika dalam kromosom percobaan ada mutasi yang mematikan aku m , lalu masuk F 2 hanya akan menjadi perempuan, karena laki-laki dari kedua kelas akan mati - dalam satu kasus, karena adanya penerbangan X-kromosom cl, di sisi lain – karena adanya terbang aku m dalam eksperimental X-kromosom (lihat gambar). Mendefinisikan rasio angka X-kromosom (tabung reaksi dengan persilangan individu) di mana hal mematikan muncul, dengan jumlah total yang diteliti X-kromosom (tabung reaksi), menghitung frekuensi mutasi mematikan pada kelompok tertentu.
Möller berulang kali memodifikasi metodenya dalam mengidentifikasi benda-benda mematikan X- Kromosom Drosophila, sehingga menimbulkan penampakan seperti itu garis - penganalisis, Bagaimana Mu-5 , dan kemudian - garis - penyeimbang Dasar, Binsn dan sebagainya.
metode Cy L/Pm . Untuk memperhitungkan mutasi mematikan di autosom lalat buah menggunakan garis mematikan yang seimbang. Agar mutasi resesif yang mematikan dapat muncul pada autosom, hal itu juga perlu terjadi dalam keadaan homozigot. Untuk melakukan ini, perlu membuat dua salib, dan mencatat keturunannya F 3. Untuk mendeteksi terbang Kedua garis penggunaan kromosom Cy L/Pm (CyLP Em) (lihat gambar).
Lalat dari garis ini punya kromosom kedua ada dua mutasi dominan Cy (Keriting – sayap melengkung ) Dan L (Cuping – mata lobular kecil ) , yang masing-masing dalam keadaan homozigot menyebabkan efek mematikan. Mutasi sangat luas inversi pada lengan kromosom yang berbeda. Keduanya terkunci" menyebrang. Kromosom homolog juga mengandung mutasi dominan - inversi Pm (Prem – mata coklat). Jantan yang dianalisis disilangkan dengan betina dari galur CyL/Pm (tidak semua kelas turunan ditunjukkan pada gambar).
DI DALAM F 1 pilih laki-laki Cy L/Pm + Dan secara individu silangkan mereka dengan betina dari garis aslinya Cy L/Pm . DI DALAM F 2 pilih laki-laki dan perempuan Cy L , di mana kromosom homolog adalah kromosom uji. Hasil persilangan satu sama lain menghasilkan tiga kelas keturunan. Salah satunya mati karena homozigositas akibat mutasi Cy Dan L , kelas keturunan lainnya adalah heterozigot Cy L/Pm +, serta kelas homozigot untuk kromosom yang diuji. Hasil akhirnya adalah lalat Cy L Dan Cy+L+ berhubungan dengan 2:1 .
Jika kromosom uji memiliki mutasi yang mematikan, keturunan dari persilangan terakhir akan hanya terbang Cy L . Dengan menggunakan metode ini, frekuensi mutasi resesif yang mematikan dapat diperhitungkan pada kromosom kedua Drosophila.
Akuntansi untuk mutasi pada objek lain. Metode serupa deteksi mutasi juga telah dikembangkan untuk objek lain. Mereka didasarkan pada prinsip yang sama:
1) temukan terdesak mutasi dapat diubah menjadi homo- atau hemizigot negara,
2) frekuensi terjadinya mutasi dapat diperhitungkan secara akurat hanya dalam kondisi tertentu kurangnya penyeberangan pada individu heterozigot.
Untuk mamalia(tikus, kelinci, anjing, babi, dll.) suatu metodologi telah dikembangkan untuk mencatat frekuensi kejadian dominan mematikan mutasi. Frekuensi mutasi dinilai dari selisih angkanya tubuh kuning di ovarium dan berkembang embrio pada wanita hamil yang diotopsi.
Memperhitungkan frekuensi mutasi pada manusia namun sangat sulit analisis silsilah , yaitu analisis silsilah memungkinkan kita menentukan terjadinya mutasi baru. Jika suatu sifat tertentu tidak ditemukan pada silsilah suatu pasangan selama beberapa generasi, tetapi muncul pada salah satu anak dan mulai diwariskan kepada generasi berikutnya, maka timbullah mutasi pada gamet salah satu pasangan tersebut.
Akuntansi untuk mutasi pada mikroorganisme. Sangat mudah untuk mempelajari mutasi pada mikroorganisme, karena mereka memiliki semua gen V tunggal dan mutasi sudah muncul generasi pertama.
Mutan mudah dideteksi metode sidik jari, atau replika, yang diusulkan oleh pasangan E. Dan J. Lederberg.
Untuk mengidentifikasi mutasi resistensi terhadap bakteriofag T1 pada E. coli, bakteri disemai pada agar nutrisi untuk membentuk koloni terpisah. Kemudian, dengan menggunakan replika beludru, koloni-koloni ini dicetak ulang pada pelat yang dilapisi suspensi partikel fag T1. Sebagian besar sel-sel aslinya sensitif ( TonS ) kultur tidak akan membentuk koloni, karena kultur tersebut dilisis oleh bakteriofag. Hanya koloni mutan individu yang akan tumbuh ( TonR ), tahan terhadap fag. Dengan menghitung jumlah koloni pada varian kontrol dan eksperimental (misalnya, setelah penyinaran dengan sinar ultraviolet), frekuensi mutasi yang diinduksi dapat dengan mudah ditentukan.
Penetrasi adalah frekuensi ekspresi suatu gen. Hal ini ditentukan oleh persentase individu dalam populasi yang membawa gen di mana gen tersebut memanifestasikan dirinya. Dengan penetrasi penuh, alel resesif dominan atau homozigot muncul pada setiap individu, dan dengan penetrasi tidak lengkap, pada beberapa individu.
Ekspresivitas adalah derajat manifestasi fenotipik suatu gen sebagai ukuran kekuatan kerjanya, ditentukan oleh derajat perkembangan sifat tersebut. Ekspresivitas dapat dipengaruhi oleh gen pengubah dan faktor lingkungan. Pada mutan dengan penetrasi tidak lengkap, ekspresivitas sering berubah. Penetrasi adalah fenomena kualitatif, ekspresif bersifat kuantitatif.
Dalam dunia kedokteran, penetrasi adalah proporsi orang dengan genotipe tertentu yang memiliki setidaknya satu gejala suatu penyakit (dengan kata lain, penetrasi menentukan kemungkinan suatu penyakit, tetapi bukan tingkat keparahannya). Beberapa orang percaya bahwa penetrasi berubah seiring bertambahnya usia, seperti pada penyakit Huntington, namun perbedaan dalam timbulnya penetrasi pada usia biasanya disebabkan oleh ekspresivitas yang bervariasi. Terkadang penetrasi bergantung pada beberapa faktor lingkungan, misalnya, dengan defisiensi G-6-PD.
Penetrasi mungkin penting dalam konseling genetik medis dalam kasus penyakit autosomal dominan. Orang sehat yang salah satu orang tuanya menderita penyakit serupa, dari sudut pandang pewarisan klasik, tidak dapat menjadi pembawa gen mutan. Namun, jika kita memperhitungkan kemungkinan penetrasi yang tidak lengkap, gambarannya benar-benar berbeda: secara lahiriah pria sehat mungkin memiliki gen mutan yang tidak terdeteksi dan menularkannya kepada anak-anak.
Metode diagnostik gen memungkinkan untuk menentukan apakah seseorang memiliki gen mutan dan membedakan gen normal dari gen mutan yang tidak terdeteksi.
Dalam praktiknya, penentuan penetrasi seringkali bergantung pada kualitas metode penelitian; misalnya MRI dapat mendeteksi gejala penyakit yang sebelumnya tidak terdeteksi.
Dari sudut pandang medis, suatu gen dianggap bermanifestasi bahkan pada penyakit tanpa gejala jika ditemukan kelainan fungsional dari norma. Dari sudut pandang biologis, suatu gen dianggap terekspresikan jika mengganggu fungsi tubuh.
Meskipun penetrasi dan ekspresivitas lazim dibicarakan pada penyakit autosomal dominan, prinsip yang sama juga berlaku pada penyakit kromosom, resesif autosom, terkait X, dan penyakit poligenik.
Perkembangan embrio berlangsung melalui interaksi yang berkelanjutan antara keturunan dan faktor eksternal. Dalam proses hubungan tersebut terbentuk suatu fenotip yang sebenarnya mencerminkan hasil pelaksanaan program turun temurun pada kondisi lingkungan tertentu. Terlepas dari kenyataan bahwa perkembangan embrio intrauterin pada mamalia terjadi dalam lingkungan yang relatif konstan kondisi optimal, pengaruh faktor-faktor eksternal yang merugikan selama periode ini sama sekali tidak dapat dikesampingkan, terutama dengan meningkatnya akumulasi faktor-faktor tersebut di lingkungan akibat kemajuan teknologi. Saat ini, seseorang terkena faktor kimia, fisik, biologis dan psikologis di semua periode hidupnya.
Studi eksperimental tentang perkembangan hewan memunculkan gagasan tentang apa yang disebut periode kritis dalam perkembangan organisme. Istilah ini mengacu pada periode ketika embrio paling sensitif terhadap efek merusak dari berbagai faktor yang dapat mengganggu perkembangan normal, yaitu. Ini adalah periode paling rendahnya resistensi embrio terhadap faktor lingkungan.
| Materi sebelumnya: |
Penetrasi (penetrasi, lat. penetrantis- menembus, mencapai) - frekuensi atau kemungkinan manifestasi alel gen tertentu pada individu berbeda dari kelompok organisme terkait (tingkat manifestasi alel pada individu disebut ekspresivitas). Ada perbedaan antara penetrasi lengkap (alel muncul pada semua individu) dan penetrasi tidak lengkap (alel muncul pada beberapa individu). Kebanyakan alel mutan dicirikan oleh penetrasi yang tidak lengkap. Penetrasi dinyatakan dalam % (total penetrasi - 100%). Istilah "Penetrasi" diusulkan oleh N.V. Timofeev-Resovsky pada tahun 1927.
Definisi yang ada untuk istilah ini masih ambigu dan sering membingungkan. Dalam dunia kedokteran, penetrasi adalah proporsi orang dengan genotipe tertentu yang memiliki setidaknya satu gejala suatu penyakit (dengan kata lain, penetrasi menentukan kemungkinan suatu penyakit, tetapi bukan tingkat keparahannya). Beberapa orang percaya bahwa penetrasi berubah seiring bertambahnya usia, seperti pada penyakit Huntington, namun perbedaan dalam timbulnya penetrasi pada usia umumnya disebabkan oleh ekspresivitas yang bervariasi. Penetrasi terkadang dipengaruhi oleh faktor lingkungan, seperti defisiensi G6PD.
Penetrasi mungkin penting dalam konseling genetik medis dalam kasus penyakit autosomal dominan. Orang sehat yang salah satu orang tuanya menderita penyakit serupa, dari sudut pandang pewarisan klasik, tidak dapat menjadi pembawa gen mutan. Namun, jika kita memperhitungkan kemungkinan penetrasi yang tidak lengkap, gambarannya benar-benar berbeda: orang yang tampak sehat dapat memiliki gen mutan yang tidak terdeteksi dan menularkannya kepada anak-anak.
Metode diagnostik gen memungkinkan untuk menentukan apakah seseorang memiliki gen mutan dan membedakan gen normal dari gen mutan yang tidak terdeteksi.
Dalam praktiknya, penentuan penetrasi seringkali bergantung pada kualitas metode penelitian; misalnya MRI dapat mendeteksi gejala penyakit yang sebelumnya tidak terdeteksi.
Dari sudut pandang medis, suatu gen dianggap bermanifestasi bahkan pada penyakit tanpa gejala jika ditemukan kelainan fungsional dari norma. Dari sudut pandang biologis, suatu gen dianggap terekspresikan jika mengganggu fungsi tubuh.
Meskipun penetrasi dan ekspresivitas sering dibicarakan pada penyakit autosomal dominan, prinsip yang sama juga berlaku pada penyakit kromosom, resesif autosom, terkait X, dan penyakit poligenik.
Penetrasi suatu alel adalah frekuensi kemunculannya dalam suatu populasi. Ekspresi suatu alel adalah tingkat keparahan manifestasinya pada satu individu. Dengan penetrasi alel yang lengkap, sifat tersebut diamati pada semua individu dalam populasi. Dengan penetrasi yang tidak lengkap, sifat tersebut tidak diamati pada semua individu.
Penetrasi dalam genetika adalah proporsi individu dengan genotipe tertentu yang dimanifestasikan secara fenotip. Jika penyakit tidak muncul pada semua individu dengan genotipe yang sesuai, mereka berbicara tentang penetrasi gen yang tidak lengkap.
Sebuah gen yang terdapat dalam genotipe dalam jumlah yang diperlukan untuk manifestasinya (1 alel untuk sifat dominan dan 2 alel untuk sifat resesif) dapat memanifestasikan dirinya sebagai suatu sifat pada tingkat yang berbeda-beda pada organisme yang berbeda (ekspresif) atau tidak memanifestasikan dirinya sama sekali (penetrasi). Penyebab:
- variabilitas modifikasi (dampak kondisi lingkungan)
- variabilitas kombinatif (dampak gen lain dari genotipe).
Ekspresi- derajat manifestasi fenotipik alel. Misalnya, alel golongan darah AB0 pada manusia memiliki ekspresivitas yang konstan (selalu diekspresikan 100%), dan alel yang menentukan warna mata memiliki ekspresivitas yang bervariasi. Mutasi resesif yang mengurangi jumlah segi mata pada Drosophila mengurangi jumlah segi dengan cara yang berbeda pada individu yang berbeda, hingga tidak ada sama sekali.
Penetrasi- kemungkinan manifestasi fenotipik suatu sifat dengan adanya gen yang sesuai. Misalnya, penetrasi dislokasi pinggul bawaan pada manusia adalah 25%, yaitu. Hanya 1/4 homozigot resesif yang menderita penyakit ini. Signifikansi medis-genetik dari penetrasi: orang sehat, yang salah satu orang tuanya menderita penyakit dengan penetrasi yang tidak lengkap, mungkin memiliki gen mutan yang tidak terdeteksi dan meneruskannya kepada anak-anaknya.
Manifestasi kerja suatu gen mempunyai ciri-ciri tertentu.
Gen mutan yang sama dapat menunjukkan efeknya dengan cara yang berbeda pada organisme yang berbeda. Hal ini disebabkan oleh genotipe organisme tertentu dan kondisi lingkungan di mana entogenesisnya terjadi.
Manifestasi fenotipik suatu gen dapat bervariasi sesuai dengan derajat ekspresi sifat tersebut. Ini adalah fenomena N.
Pada tahun 1927, V. Timofeev-Resovsky mengusulkan untuk menyebutnya ekspresi gen. Tindakan suatu gen bisa lebih atau kurang konstan, stabil dalam manifestasinya, atau tidak stabil, bervariasi. Kita sebenarnya cukup sering menjumpai variabilitas dalam manifestasi gen mutan pada organisme yang berbeda. Drosophila memiliki bentuk mutan “tanpa mata” (eyeless) dengan jumlah segi yang sangat berkurang. Melihat keturunan dari satu pasangan induk, kita dapat melihat bahwa beberapa lalat memiliki mata yang hampir seluruhnya tidak memiliki segi, sementara yang lain memiliki setengah dari jumlah segi normal pada matanya.
Fenomena yang sama juga terlihat pada penerapan banyak karakter pada hewan dan tumbuhan lain.
Sifat mutan yang sama mungkin muncul pada beberapa individu dan tidak pada individu lain dalam kelompok terkait. Fenomena ini disebut oleh N.V. Timofeev-Resovsky penetrasi manifestasi gen. Penetrasi diukur dengan persentase individu dalam suatu populasi yang memiliki fenotip mutan.
Dengan penetrasi penuh (100%), gen mutan menunjukkan efeknya pada setiap individu yang memilikinya; dengan penetrasi yang tidak lengkap (kurang dari 100%), gen tersebut tidak menunjukkan efek fenotipiknya pada semua individu.
Ekspresi, seperti penetrasi, ditentukan oleh interaksi gen dalam genotipe dan reaksi berbeda genotipe terhadap faktor lingkungan. Ekspresivitas dan penetrasi mencirikan manifestasi fenotipik suatu gen. Penetrasi mencerminkan heterogenitas galur dan populasi bukan berdasarkan gen utama yang menentukan sifat tertentu, tetapi menurut gen pengubah yang menciptakan lingkungan genotipe untuk ekspresi gen.
Ekspresivitas adalah reaksi genotipe yang serupa terhadap lingkungan. Kedua fenomena ini mungkin memiliki signifikansi adaptif bagi kehidupan organisme dan populasi, dan oleh karena itu ekspresivitas dan penetrasi ekspresi gen tetap terjaga. seleksi alam. Kedua fenomena ini sangat penting untuk diperhatikan selama seleksi buatan.
Ekspresi gen dalam perkembangan bergantung pada tindakan faktor lingkungan.
Cara termudah saat ini adalah menelusuri pengaruh berbagai agen eksternal terhadap gen mutan. Jadi, pada jagung diketahui gen mutan yang menentukan kerdil tanaman, geotropisme positif (tanaman condong), dll. Kerja gen ini didasarkan pada perubahan biokimia yang sesuai. Misalnya diketahui bahwa untuk pertumbuhan tanaman yang normal, diperlukan zat pertumbuhan seperti auksin. Pada jagung kerdil mutan, auksin diproduksi secara normal, tetapi gen kerdil menghambat pembentukan enzim yang mengoksidasi auksin, akibatnya aktivitas auksin berkurang, sehingga menghambat pertumbuhan tanaman.
Jika tanaman tersebut terkena asam giberelat selama pertumbuhan, tanaman tersebut mempercepat pertumbuhan dan secara fenotip tidak dapat dibedakan dari normal.
Penambahan asam giberelat tampaknya menggantikan alel normal gen dwarfisme yang akan dihasilkan.
Pengaruh asam giberelat terhadap pertumbuhan jagung
Dari contoh ini jelas bahwa gen mengontrol pembentukan enzim tertentu yang mengubah pola pertumbuhan tanaman. Dengan demikian, dengan mengetahui mekanisme kerja gen mutan, cacat yang ditimbulkannya dapat diperbaiki dan dinormalisasi.
Ingatlah bahwa warna kelinci Himalaya ditentukan oleh salah satu anggota serangkaian alel ganda - c11.
Manifestasi fenotipik yang biasa dari gen ini adalah suhu normal(sekitar 20°) dicirikan oleh fakta bahwa dengan warna bulu umum putih, ujung kaki, telinga, hidung dan ekor kelinci berubah menjadi hitam.
Perubahan fenotipik warna bulu kelinci Himalaya di bawah pengaruh suhu yang berbeda
Warna ini bergantung pada reaksi biokimia tertentu yang terjadi di kulit, terkait dengan produksi pigmen melanistik, dan pada suhu lingkungan.
Gambar yang sama menunjukkan bahwa kelinci yang dipelihara pada suhu di atas 30° ternyata berwarna putih solid. Jika Anda memetik sebagian kecil wol putih dan kemudian mendinginkannya secara sistematis, maka wol hitam akan tumbuh di atasnya. Dalam hal ini, pengaruh suhu mempengaruhi ekspresi gen, mempengaruhi produksi enzim tertentu.
Tanaman primrose memiliki gen warna bunga, yang juga menunjukkan pengaruhnya tergantung pada suhu.
Jika tanaman ditanam pada suhu 30-35° dan kelembaban tinggi, bunganya akan berwarna putih, dan pada suhu lebih rendah - merah.
Pada tahun 1935, F.A. Smirnov melakukan penelitian tentang jumlah mutasi yang diinduksi pada Drosophila: mutasi mematikan, semi-mematikan, dan mutasi dengan kelangsungan hidup yang meningkat dan normal, dan menemukan rasio yang berbeda dari kelas-kelas ini dalam kondisi suhu yang berbeda.
Belakangan, hal ini juga dikonfirmasi pada populasi Drosophila pseudoobscura. Mutan diisolasi dari populasi liar spesies ini yang berkembang secara normal pada suhu 16,5°, pada suhu 21° mereka semi-legal, dan pada suhu 25° mereka benar-benar mematikan. Penelitian semacam ini sekarang sedang dilakukan pada mutasi mikroorganisme.
Mutasi ini disebut mutasi amber.
Gen ginjal (k) dikenal pada hebitor ichneumon ichneumon Habrobracon. Ia memiliki penetrasi hampir 100% yang mematikan pada suhu 30°C, dan pada suhu pengembangan yang rendah hampir tidak muncul. Jenis ketergantungan penetrasi pada kondisi lingkungan diketahui pada sebagian besar mutasi pada semua hewan, tumbuhan, dan mikroorganisme.
Tindakan faktor lingkungan yang sama mempengaruhi gen yang berbeda dengan cara yang berbeda, dan berbagai faktor mempengaruhi ekspresi gen yang sama dengan cara yang berbeda.
Sebuah studi tentang pengaruh faktor lingkungan menunjukkan bahwa beberapa gen resesif, yang dalam kondisi normal tidak bermanifestasi secara fenotip dalam keadaan heterozigot, dapat bermanifestasi sendiri dalam kondisi yang berubah.
Jika Anda menemukan kesalahan, silakan pilih sepotong teks dan tekan Ctrl+Enter.
Dalam kontak dengan
Teman sekelas
Tidak ada sifat yang diwariskan. Sifat berkembang berdasarkan interaksi genotipe dan lingkungan. Hanya genotipe yang diwariskan, yaitu kompleks gen yang menentukan norma reaksi biologis tubuh, mengubah manifestasi dan tingkat keparahan gejala kondisi yang berbeda lingkungan.
Dengan demikian, tubuh bereaksi terhadap sifat-sifat lingkungan luar. Terkadang gen yang sama, bergantung pada genotipe dan kondisi lingkungan, memanifestasikan suatu sifat secara berbeda atau mengubah kelengkapan ekspresi.
Derajat manifestasi fenotipe – ekspresi B. Secara kiasan, hal ini dapat dibandingkan dengan tingkat keparahan penyakit di praktek klinis. Ekspresivitas mematuhi hukum distribusi Gaussian (sebagian dalam jumlah kecil atau menengah).
Variasi ekspresi didasarkan pada faktor genetik dan lingkungan. Ekspresif sangat indikator penting manifestasi fenotipik gen. Derajatnya diukur menggunakan indikator statistik.
Ekspresi juga merupakan indikator yang mencirikan manifestasi fenotipik informasi herediter.
Ini mencirikan tingkat ekspresi suatu sifat dan, di satu sisi, bergantung pada dosis alel gen yang sesuai dalam pewarisan monogenik atau pada dosis total alel gen dominan dalam pewarisan poligenik, dan di sisi lain, pada faktor lingkungan. . Contohnya adalah intensitas warna merah bunga kecantikan malam yang menurun pada rangkaian genotipe AA, Aa, aa, atau intensitas pigmentasi kulit pada manusia yang meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah alel dominan pada poligen. sistem dari 0 hingga 8 (lihat.
beras. 3.80). Pengaruh faktor lingkungan terhadap ekspresi suatu sifat ditunjukkan dengan peningkatan derajat pigmentasi kulit pada manusia di bawah penyinaran ultraviolet, ketika muncul warna kecokelatan, atau peningkatan ketebalan bulu pada beberapa hewan, tergantung pada mengubah rezim suhu di musim yang berbeda dalam setahun.
Sifat genetik bahkan mungkin tidak muncul dalam beberapa kasus.
Jika suatu gen ada dalam genotipe, tetapi tidak muncul sama sekali, maka gen tersebut ditembus. (Ilmuwan Rusia Timofeev-Risovsky 1927). Penetrasi– jumlah individu (%) yang menunjukkan gen tertentu dalam fenotipe, dalam kaitannya dengan jumlah individu di mana sifat tersebut dapat terwujud.
Penetrasi merupakan karakteristik ekspresi banyak gen. Prinsip pentingnya adalah “semua atau tidak sama sekali” – baik itu terwujud atau tidak.
– pankreatitis herediter – 80%
– dislokasi pinggul – 25%
- cacat perkembangan mata
– retinoblastoma – 80%
– otosklerosis – 40%
— tusuk-koma – 10%
— Penetrasi mencerminkan frekuensi manifestasi fenotipik dari informasi yang tersedia dalam genotipe.
Ini sesuai dengan persentase individu di mana alel dominan suatu gen memanifestasikan dirinya dalam suatu sifat, dalam kaitannya dengan semua pembawa alel tersebut.
Penetrasi yang tidak lengkap dari alel dominan suatu gen mungkin disebabkan oleh sistem genotipe di mana alel tersebut berfungsi dan lingkungan yang unik untuk alel tersebut. Interaksi gen non-alel dalam proses pembentukan sifat dapat menyebabkan, dengan kombinasi alel tertentu, tidak termanifestasinya alel dominan salah satunya.
Korea Huntington memanifestasikan dirinya sebagai sentakan kepala yang tidak disengaja. Anggota badan, lambat laun berkembang dan berujung pada kematian.
Mungkin muncul pada periode postembrionik awal, di usia dewasa atau tidak muncul sama sekali. Ekspresivitas dan penetrasi dipertahankan oleh seleksi alam, yaitu
gen yang mengontrol tanda-tanda patologis mungkin memiliki ekspresi dan penetrasi yang berbeda: tidak semua pembawa gen menjadi sakit, dan pada mereka yang sakit, tingkat manifestasinya akan berbeda.
Manifestasi atau tidak lengkapnya suatu sifat, serta ketidakhadirannya, bergantung pada lingkungan dan efek modifikasi gen lain.
Gen itu bisa bertindak pleiotropik(jamak), yaitu secara tidak langsung mempengaruhi jalannya berbagai reaksi dan perkembangan banyak tanda. Gen dapat mempengaruhi sifat-sifat lainnya tahapan yang berbeda ontogeni.
Jika gen diaktifkan pada entogenesis akhir, maka efeknya tidak signifikan. Jika aktif tahap awal– perubahannya lebih signifikan.
Fenilketanuria. Pasien mengalami mutasi yang mematikan enzim fenilalanin hidrolase. Oleh karena itu, fenilalanin tidak diubah menjadi tirosin. Akibatnya jumlah fenilalanin dalam darah meningkat. Jika patologi ini terdeteksi sejak dini (sebelum 1 bulan) dan anak dialihkan ke pola makan yang berbeda, perkembangan akan berjalan normal; keterbelakangan mental, tidak berkembang secara normal, tidak ada pigmentasi, kemampuan mental minimal.
Pleiotropi mencerminkan integrasi gen dan sifat.
Seseorang memiliki gen abnormal yang menyebabkan sindrom Fanconi (kelainan atau tidak adanya gen). ibu jari, cacat atau kekurangan radius, keterbelakangan ginjal, bintik-bintik penuaan coklat, kekurangan sel darah).
Ada gen yang terkait dengan kromosom X.
Kekebalan terhadap infeksi dan kekurangan sel darah.
Gen dominan yang terkait dengan kromosom X adalah pilonefritis, gangguan pendengaran labirin.
Sindrom Marfani – jari laba-laba, dislokasi lensa mata, kelainan jantung.
Genokopi(Orang yunani
Konsep penetrasi dan ekspresi gen.
genos genus, asal + lat. copia set) - istilah ini diusulkan pada tahun 1957
Ahli genetika Jerman H. Nachtsheim menunjukkan perubahan serupa pada sifat yang sama di bawah pengaruh gen non-alel yang berbeda, yang kadang-kadang disebut gen mimesis dari kelompok heterogen.
genokopi- salinan gen.
Perubahan fenotip yang identik disebabkan oleh alel gen yang berbeda, serta yang terjadi sebagai akibat dari interaksi gen yang berbeda atau gangguan pada berbagai tahap proses biokimia yang sama dengan terhentinya sintesis produk akhir - misalnya, pada Drosophila melanogaster sejumlah diketahui adanya mutasi gen non-alelik yang menyebabkan fenotip mata merah ( sintesis pigmen coklat terganggu).
42.Variabilitas.
Bentuk variabilitas: modifikasi dan genotip, signifikansinya dalam entogenesis dan evolusi.
Variabilitas
Salah satu tanda kehidupan adalah variabilitas.
Setiap organisme hidup berbeda dari anggota spesiesnya yang lain
Variabilitas- properti organisme hidup untuk hidup bentuk yang berbeda. Kelompok Dan individu variabilitas - klasifikasi menurut signifikansi evolusioner.
Keanekaragaman yang diwujudkan oleh suatu kelompok organisme disebut kelompok, sedangkan pada suatu organisme atau sekelompok selnya bersifat individual.
—fenotipik
- acak
- modifikasi
—genotipe
- somatik
- generatif (mutasi, kombinatif)
a) genetik
b) kromosom
c) genomik
Variabilitas modifikasi
fenokopi. Fenokopi– modifikasi fenotipik yang disebabkan oleh kondisi lingkungan yang meniru karakteristik genetik.
Variasi dapat bersifat herediter (tidak terbatas, genotipe individu) dan non-herediter (pasti, kelompok, modifikasi). Variabilitas herediter dikaitkan dengan perubahan genotipe, variabilitas non-herediter dikaitkan dengan perubahan fenotipe di bawah pengaruh kondisi lingkungan.
Nilai mod.ukuran: Adaptasi - adaptasi terhadap kondisi lingkungan tertentu
Arti genotipe.
perubahan: Bahan untuk seleksi alam dan buatan, penyebaran perubahan turun-temurun baru dalam suatu populasi.
43. Variabilitas fenotipik dan jenisnya. Modifikasi dan ciri-cirinya.
Norma reaksi suatu sifat. Fenokopi. Sifat adaptif modifikasi.
Menurut sifat perubahan tanda dan mekanismenya:
—fenotipik
- acak
- modifikasi
Variabilitas modifikasi mencerminkan perubahan fenotip di bawah pengaruh faktor lingkungan (penguatan dan perkembangan massa otot dan tulang pada atlet, peningkatan eritropoiesis di pegunungan tinggi dan ujung utara).
Kasus khusus variabilitas fenotipik - fenokopi. Fenokopi– modifikasi fenotipik yang disebabkan oleh kondisi lingkungan yang meniru karakteristik genetik. Terpengaruh kondisi eksternal secara genetik tubuh biasa karakteristik genotipe yang sama sekali berbeda disalin.
Manifestasi buta warna dapat terjadi di bawah pengaruh nutrisi, kondisi mental yang buruk, dan peningkatan iritabilitas.
Seseorang menderita penyakit vitiligo (1% orang) - kelainan pigmentasi kulit. 30% pasien memiliki kelainan genetik, sisanya menderita vitiligo akibat kerja (paparan bahan kimia khusus dan zat beracun pada tubuh). Di Jerman 15 tahun yang lalu, anak-anak dilahirkan dengan fecomelia - lengan pendek seperti sirip. Itu terungkap. Bahwa kelahiran anak tersebut terjadi jika ibunya mengonsumsi Telidomide (obat penenang yang diindikasikan untuk ibu hamil).
Akibatnya, genotipe non-mutan normal mengalami mutasi.
Fenokopi muncul dalam banyak kasus di bawah pengaruh lingkungan eksternal pada tahap awal embriogenesis, yang mengarah ke penyakit bawaan cacat perkembangan.
Adanya fenokopi menyulitkan diagnosis penyakit.
Tanggal publikasi: 26-01-2015; Baca: 3805 | Pelanggaran hak cipta halaman
studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018 (0,003 dtk)…
Ekspresivitas
Ekspresivitas: ekspresi suatu sifat yang tidak sama di antara individu-individu yang menunjukkan sifat tersebut; derajat manifestasi fenotipik mutasi.
Contohnya adalah manifestasi mutasi lobus yang mengubah mata Drosophila. Mutasinya dominan, tetapi jika kita membandingkan individu heterozigot, meskipun genotipenya sama, manifestasinya sangat berbeda - dari ketidakhadiran total mata ke mata besar tipe hampir liar.
Di sela-sela itu, individu bertemu dengan semua orang pilihan yang memungkinkan mata. Ini adalah kasus ekspresivitas variabel. Dalam kasus yang paling sederhana, kita dapat berbicara tentang manifestasi kuat dan lemah suatu sifat jika alel yang mengkode sifat ini adalah penetran. Penetrasi adalah karakteristik kualitatif yang hanya memperhitungkan manifestasi atau non-manifestasi suatu karakteristik. Ekspresif memperhitungkan aspek kuantitatif dari manifestasi suatu sifat, jika itu diwujudkan.
Ekspresivitas mencerminkan sifat dan tingkat keparahan gejala, serta usia timbulnya penyakit.
Contoh nyata dari variabilitas tersebut adalah MEN tipe I.
Pasien dari keluarga yang sama dengan satu mutasi mungkin mengalami hiperplasia atau neoplasia pada satu atau seluruh jaringan endokrin, termasuk pankreas, kelenjar paratiroid, kelenjar pituitari, dan jaringan adiposa. Akibatnya, gambaran klinis penyakit ini sangat beragam: penyakit ini dapat ditemukan pada pasien dari keluarga yang sama bisul perut, hipoglikemia, urolitiasis atau tumor hipofisis.
5.8. Ekspresif dan penetrasi. Genokopi
Kadang-kadang, pada penyakit dominan, yang ditandai dengan pembentukan tumor, perbedaan ekspresi disebabkan oleh mutasi tambahan pada gen penekan tumor.
Penyakit seperti penyakit Huntington dan penyakit ginjal polikistik bermanifestasi dalam pada usia yang berbeda, seringkali hanya pada orang dewasa, meskipun faktanya gen mutan sudah ada pada pasien sejak lahir.
Tidak sepenuhnya jelas apakah variabilitas usia timbulnya penyakit harus dianggap sebagai akibat dari ekspresivitas variabel. Di satu sisi, perlu untuk membuktikan penetrasi yang tidak lengkap pemeriksaan penuh anggota keluarga dan tindak lanjut sepanjang hidup mereka.
Di sisi lain, tidak adanya ekspresi dapat dianggap sebagai ekspresi gen yang minimal.
Jika seseorang yang mengidap suatu penyakit dominan ingin mengetahui seberapa parah penyakit yang diderita anaknya yang mewarisi mutasi tersebut, maka ia mengajukan pertanyaan tentang ekspresivitas. Dengan menggunakan diagnostik gen, dimungkinkan untuk mengidentifikasi mutasi yang bahkan tidak muncul dengan sendirinya, namun tidak mungkin untuk memprediksi kisaran ekspresi mutasi dalam suatu keluarga tertentu.
Ekspresivitas yang bervariasi, hingga tidak adanya ekspresi gen sama sekali, dapat disebabkan oleh:
— pengaruh gen yang terletak di lokus yang sama atau berbeda;
- paparan faktor eksternal dan acak.
Misalnya, tingkat keparahan ovalositosis herediter yang disebabkan oleh cacat pada alfa-spektrin bergantung pada derajat ekspresi gen. Pada heterozigot, rendahnya ekspresi alel mutan meringankan penyakit, dan rendahnya ekspresi alel homolog (trans-alel) memperburuk penyakit.
Pada fibrosis kistik, tingkat keparahan mutasi R117H (penggantian arginin dengan histidin pada posisi 117 dari protein pengatur konduktansi membran) bergantung pada aksi cis polimorfisme di lokasi sambungan, yang menentukan konsentrasi mRNA normal.
Gen yang terletak di lokus lain juga mempengaruhi manifestasi mutasi. Dengan demikian, tingkat keparahan anemia sel sabit bergantung pada genotipe lokus rantai alfa globin, dan hiperlipoproteinemia monogenik bergantung pada genotipe beberapa lokus.
Tingkat keparahan hiperlipoproteinemia monogenik, porfiria, dan hemokromatosis bergantung pada pola makan, konsumsi alkohol, merokok, dan aktivitas fisik. Contoh pengaruh faktor acak - derajat yang berbeda-beda tingkat keparahan dan luasnya lesi pada kembar identik dengan retinoblastoma, neurofibromatosis, atau tuberous sclerosis.
Faktor acak menentukan perbedaan inaktivasi kromosom X pada gadis kembar heterozigot identik dengan penyakit terkait X atau penataan ulang gen dan mutasi selama pematangan gen imunoglobulin dan reseptor pengenalan antigen limfosit T.
Meskipun penetrasi dan ekspresivitas lazim dibicarakan pada penyakit autosomal dominan, prinsip yang sama juga berlaku pada penyakit kromosom, resesif autosom, terkait X, dan penyakit poligenik.
Tautan:
Konsep-konsep ini pertama kali diperkenalkan pada tahun 1926 oleh N.V. Timofeev Ressovsky dan 0. Vogt untuk mendeskripsikan berbagai manifestasi sifat dan gen yang mengendalikannya. Ekspresi adalah derajat ekspresi (variasi) sifat yang sama pada individu berbeda yang memiliki gen yang mengontrol sifat tersebut. Ekspresifitas rendah dan tinggi diamati. Misalnya, perbedaan tingkat keparahan rinitis (pilek) pada tiga pasien berbeda (A, B, dan C) dengan diagnosis RVI yang sama.
Pada pasien A, rinitis dinyatakan dalam derajat ringan(“sniffing”), yang memungkinkan Anda bertahan dengan satu saputangan di siang hari; pada pasien B, rinitis ringan (2-3 saputangan setiap hari); Pasien C memiliki tingkat keparahan rinitis yang tinggi (5-6 saputangan).
Ketika mereka berbicara tentang ekspresi bukan hanya satu gejala, tetapi penyakit secara keseluruhan, dokter sering kali menilai kondisi pasien sebagai kondisi yang memuaskan atau tingkat keparahan sedang, atau parah,
dalam hal ini, konsep ekspresif mirip dengan konsep “tingkat keparahan penyakit”.
Penetrasi- ini adalah kemungkinan munculnya sifat yang sama pada individu berbeda yang memiliki gen yang mengontrol sifat tersebut. Penetrasi diukur sebagai persentase individu dengan suatu sifat tertentu dari jumlah total individu yang merupakan pembawa gen yang mengendalikan sifat tersebut.
0 bisa tidak lengkap atau lengkap.
Contoh penyakit dengan penetrasi tidak lengkap adalah rinitis yang sama dengan 0RVI. Jadi, kita dapat berasumsi bahwa pasien A tidak menderita rinitis (tetapi ada tanda-tanda penyakit lainnya), sedangkan pasien B dan C menderita rinitis.
7. Jenis-jenis pewarisan sifat, ciri-cirinya. Ekspresif dan penetrasi.
Oleh karena itu, dalam hal ini penetrasi rinitis adalah 66,6%.
Contoh penyakit dengan penetrasi lengkap adalah autosomal dominan. Korea Huntington(4p16). 0na bermanifestasi terutama pada orang berusia 31-55 tahun (77% kasus), sedangkan pada pasien lain - pada usia lain: baik pada tahun-tahun pertama kehidupan maupun pada usia 65, 75 tahun atau lebih. Penting untuk ditekankan: jika gen penyakit ini diturunkan kepada keturunan salah satu orang tuanya, maka penyakit itu pasti akan muncul dengan sendirinya, itulah yang dimaksud dengan penetrasi lengkap.
Benar, pasien tidak selalu hidup untuk melihat manifestasi korea Huntington, meninggal karena sebab lain.
Genecopying dan alasannya
Genokopi (lat.
genokopia) adalah fenotipe serupa yang terbentuk di bawah pengaruh gen non-alel yang berbeda.
Sejumlah serupa manifestasi eksternal gejala, termasuk penyakit keturunan, dapat disebabkan oleh berbagai gen non-alel. Fenomena ini disebut genokopi.
Sifat biologis salinan gen terletak pada kenyataan bahwa sintesis zat identik dalam sel dalam beberapa kasus dicapai dengan cara yang berbeda.
Dalam patologi keturunan manusia, fenokopi—memodifikasi perubahan—juga memainkan peran penting.
Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa selama perkembangan, di bawah pengaruh faktor eksternal, suatu sifat yang bergantung pada genotipe tertentu dapat berubah; dalam hal ini, ciri-ciri yang merupakan ciri genotipe lain disalin.
Artinya, ini adalah perubahan fenotip yang identik, yang disebabkan oleh alel gen yang berbeda, dan juga terjadi sebagai akibat dari interaksi gen yang berbeda atau gangguan pada berbagai tahap proses biokimia yang sama dengan terhentinya sintesis.
Dimanifestasikan sebagai efek mutasi tertentu yang meniru aksi gen atau interaksinya.
Sifat (kelompok sifat) yang sama dapat disebabkan oleh alasan genetik (atau heterogenitas) yang berbeda. Efek ini, atas saran ahli genetika Jerman H. Nachtheim, diperoleh pada pertengahan tahun 40-an abad ke-20.
Nama penyalinan gen. Ada tiga kelompok alasan penyalinan gen yang diketahui.
Alasan kelompok pertama menggabungkan heterogenitas karena polilokus, atau aksi gen berbeda yang terletak di lokus berbeda pada kromosom berbeda. Misalnya, di antara penyakit keturunan pada metabolisme gula kompleks - glikosaminoglikan, 19 jenis (subtipe) mukopolisakarida telah diidentifikasi. Semua jenis karakteristik
ditandai dengan cacat pada enzim yang berbeda, tetapi bermanifestasi dengan gejala yang sama (atau serupa). dismorfisme gargoylic atau fenotip pendering lonceng Quasimodo - tokoh utama novel “Katedral Notre Dame” karya sastra klasik Prancis Victor Hugo.
Fenotip serupa sering diamati pada mukolipidosis (gangguan metabolisme lipid).
Contoh lain dari polilokus adalah fenilketonuria. Sekarang bukan hanya dia tipe klasik, disebabkan oleh defisiensi fenilalanin 4-hidroksilase (12q24.2), tetapi juga tiga bentuk yang tidak lazim: satu disebabkan oleh defisiensi dihydropteridine reduktase (4p15.1), dan dua lagi oleh defisiensi enzim pyruvoyltetrahydropterin synthetase dan tetrahydrobiopterin (gen yang sesuai belum diidentifikasi).
Contoh tambahan polilokus: glikogenosis (10 genokopi), sindrom Ellers-Danlos (8), neurofibramatosis Recklinghausen (6), hipotiroidisme kongenital (5), anemia hemolitik(5), penyakit Alzheimer (5), sindrom Bardet-Biedl (3), kanker kelenjar susu (2).
Alasan kelompok kedua disatukan oleh heterogenitas intralokus.
Hal ini disebabkan oleh alelisme ganda (lihat Bab 2) atau oleh kehadirannya senyawa genetik, atau heterozigot ganda, memiliki dua alel patologis yang identik pada lokus kromosom homolog yang identik. Contoh yang terakhir adalah talasemia beta heterozigot (11p15.5), yang terbentuk sebagai akibat dari penghapusan dua gen yang mengkode rantai beta globin, yang menyebabkan peningkatan hemoglobin HbA2 dan peningkatan (atau normal) hemoglobin HbF.
Alasan kelompok ketiga menggabungkan heterogenitas karena mutasi pada titik berbeda dari gen yang sama.
Contohnya adalah fibrosis kistik (7q31-q32), yang berkembang karena adanya hampir 1000 titik mutasi pada gen yang menyebabkan penyakit tersebut.
Mengingat panjang total gen fibrosis kistik (250 ribu bp), diperkirakan akan ditemukan hingga 5.000 mutasi serupa di dalamnya. Gen ini mengkodekan protein yang bertanggung jawab untuk transpor transmembran ion klorida, yang menyebabkan peningkatan viskositas sekresi kelenjar eksokrin (keringat, air liur, sublingual, dll.) dan penyumbatan salurannya.
Contoh lainnya adalah fenilketonuria klasik, yang disebabkan oleh adanya mutasi 50 titik pada gen yang mengkode fenilalanin 4-hidroksilase (12q24.2); Secara total, lebih dari 500 titik mutasi gen diperkirakan akan terdeteksi pada penyakit ini.
Kebanyakan dari mereka muncul dari polimorfisme dalam panjang fragmen restriksi (RFLP) atau jumlah pengulangan tandem (VNTP). Dipasang: mutasi besar gen fenilketonuria pada populasi Slavia - R408 W/
Efek Pleiotropi
Ketidakjelasan sifat hubungan antara gen dan sifat yang disebutkan di atas juga diungkapkan dalam efek pleiotropi atau tindakan pleiotropik, ketika satu gen menyebabkan pembentukan sejumlah sifat.
Misalnya, gen ataksia-telangiectasia resesif autosomal, atau Sindrom Louis-Bar(11q23.2) bertanggung jawab atas kerusakan simultan pada setidaknya enam sistem tubuh (sistem saraf dan kekebalan, kulit, selaput lendir organ pernapasan dan saluran pencernaan, serta konjungtiva mata).
Contoh lain: gen Sindrom Bardet-Biedl(16q21) menyebabkan demensia, polidaktili, obesitas, degenerasi pigmentasi pada retina; Gen anemia Fanconi (20q13.2-13.3), yang mengontrol aktivitas topoisomerase I, menyebabkan anemia, trombositopenia, leukopenia, mikrosefali, aplasia jari-jari, hipoplasia tulang metakarpal jari pertama, kelainan jantung dan ginjal, hipospadia, bintik-bintik penuaan pada kulit, peningkatan kerapuhan kromosom .
Ada pleiotropi primer dan sekunder.
Pleiotropi primer disebabkan oleh mekanisme kerja biokimia dari protein enzim mutan (misalnya, defisiensi fenilalanin-4-hidroksilase pada fenilketonuria).
Pleiotropi sekunder disebabkan oleh komplikasi proses patologis yang berkembang sebagai akibat dari pleiotropi primer.
Misalnya akibat peningkatan hematopoiesis dan hemosiderosis organ parenkim, penebalan tulang tengkorak dan sindrom hepatolienal terjadi pada penderita talasemia.
Banyak penyakit genetik didefinisikan dengan jelas dalam keluarga; itu. fenotip abnormal mudah dibedakan dari fenotip normal. Dari pengalaman klinis Namun, diketahui bahwa beberapa penyakit mungkin tidak muncul dengan sendirinya meskipun orang tersebut memiliki genotipe yang sama dengan yang menyebabkan penyakit tersebut pada anggota keluarga lainnya. Dalam kasus lain, penyakit yang sama mungkin memiliki gejala yang sangat bervariasi dalam hal tingkat keparahan klinis, rentang gejala, atau usia timbulnya penyakit.
Ekspresi fenotipik genotip yang tidak normal dapat dimodifikasi oleh efek penuaan, lokus genetik lain, atau faktor lingkungan. Perbedaan ekspresi seringkali menimbulkan kesulitan dalam menafsirkan diagnosis dan silsilah. Ada dua mekanisme berbeda yang dapat menjelaskan perbedaan ekspresi: berkurangnya penetrasi dan ekspresivitas yang bervariasi.
Penetrasi- kemungkinan bahwa gen tersebut akan memiliki manifestasi fenotipik. Jika frekuensi ekspresi suatu fenotipe kurang dari 100%, mis. Ada individu yang memiliki genotipe yang sesuai tanpa manifestasi apa pun; mereka mengatakan bahwa gen tersebut memiliki penetrasi yang tidak lengkap. Penetrasi adalah konsep semua atau tidak sama sekali. Ini adalah persentase orang dengan genotipe patologis dan manifestasinya, setidaknya sampai batas tertentu.
Ekspresi- tingkat keparahan ekspresi fenotipe pada individu dengan satu genotipe patologis. Ketika tingkat keparahan suatu penyakit berbeda di antara orang-orang yang memiliki genotipe yang sama, fenotipe tersebut dikatakan memiliki ekspresi yang bervariasi. Bahkan dalam silsilah yang sama, dua individu yang membawa gen mutan yang sama mungkin memiliki beberapa tanda dan gejala yang sama, dan manifestasi penyakit lainnya mungkin berbeda tergantung pada jaringan dan organ yang terkena.
Beberapa kesulitan Untuk memahami pewarisan fenotip penyakit yang timbul sebagai akibat dari penetrasi yang bergantung pada usia dan ekspresivitas yang bervariasi, kita dapat mempertimbangkan contoh neurofibromatosis NF1 autosomal dominan. Neurofibromatosis tipe 1 - sering sakit sistem saraf, mata dan kulit, terjadi pada sekitar 1 dari 3500 kelahiran. Tidak ada perbedaan yang signifikan dalam kejadian penyakit ini antar kelompok etnis.
Contoh pewarisan neurofibromatosis tipe 1 adalah NF1Neurofibromatosis tipe 1(NF1) ditandai dengan pertumbuhan sejumlah tumor jinak, neurofibroma, di kulit; adanya banyak area kulit datar dan berpigmen tidak beraturan yang dikenal sebagai bintik kopi atau bintik café au lait; pertumbuhan tumor jinak kecil (hamartomas) pada iris mata (Nodul Lisch); Kadang-kadang keterbelakangan mental, tumor sistem saraf pusat, neurofibroma pleksiform diseminata dan perkembangan tumor ganas pada sistem saraf atau otot. Dengan demikian, penyakit ini memiliki fenotip pleiotropik.
tipe pertama(NF1) pertama kali dijelaskan secara lengkap oleh dokter von Recklinghausen pada tahun 1882, namun penyakit ini mungkin telah dikenal sejak zaman kuno. Meskipun heterozigot dewasa hampir selalu memiliki bukti penyakit ini (yaitu, penetrasi 100% pada orang dewasa), beberapa mungkin hanya memiliki bercak "kopi", bintik-bintik, daerah aksila dan nodul Lisch, sementara yang lain mungkin mengalaminya mengancam nyawa tumor jinak, mempengaruhi sumsum tulang belakang atau sarkoma ganas pada ekstremitas.
Jadi ada ekspresifitas variabel; Bahkan dalam silsilah yang sama, beberapa pasien terkena dampak yang parah, sementara yang lain hanya terkena dampak ringan. Diagnosis menjadi lebih sulit pada anak-anak karena gejalanya berkembang secara bertahap seiring bertambahnya usia. Misalnya, pada masa bayi baru lahir, kurang dari separuh orang yang terkena dampak setidaknya memiliki paling banyak gejala ringan penyakit, noda “kopi”. Oleh karena itu, penetrasi bergantung pada usia.
DI DALAM gen NF1 Banyak mutasi berbeda telah ditemukan yang menyebabkan penurunan fungsi produk gen, neurofibromin. Sekitar setengah dari kasus NF1 disebabkan oleh mutasi baru, bukan mutasi bawaan.
Masalah genetik utama dengan konseling keluarga pasien dengan NF1- kebutuhan untuk memilih di antara dua kemungkinan yang sama: penyakit proband bersifat sporadis, yaitu mutasi baru, atau pasien mewarisi bentuk penyakit yang signifikan secara klinis dari orang tua yang memiliki gen tersebut, tetapi manifestasinya lemah. Jika proband mewarisi cacat tersebut, risiko bahwa salah satu saudara kandungnya juga akan mewarisi kondisi tersebut adalah 50%; namun jika probandnya mengalami mutasi baru maka risiko terhadap saudara kandungnya sangat kecil.
Penting bahwa dalam kedua kasus, risiko yang diturunkan pasien pada gen tersebut anak cucu, adalah 50%. Mengingat ketidakpastian ini, keluarga pasien dengan NF1 perlu mengetahui bahwa penyakit ini dapat dideteksi tanpa gejala dan bahkan sebelum lahir dengan menggunakan pengujian genetik molekuler. Sayangnya, diagnostik molekuler biasanya hanya dapat menjawab pertanyaan apakah suatu penyakit akan berkembang, namun tidak dapat menentukan tingkat keparahannya. Dengan pengecualian hubungan penghapusan gen total dengan dismorfia, keterbelakangan mental, dan sejumlah besar neurofibroma pada usia dini, tidak ditemukan korelasi antara tingkat keparahan fenotip dan mutasi spesifik pada gen NF1.
Contoh lain dari malformasi autosom dominan dengan penetrasi tidak lengkap adalah pelanggaran pemisahan tangan seperti ektrodaktili. Malformasi terjadi pada minggu keenam atau ketujuh perkembangan, saat tangan dan kaki terbentuk. Penyakit ini menunjukkan heterogenitas lokus. Setidaknya lima lokus telah diidentifikasi, meskipun gen yang sebenarnya bertanggung jawab telah dikonfirmasi hanya pada beberapa lokus. Penetrasi yang tidak lengkap pada silsilah dengan cacat tangan dapat mengakibatkan hilangnya generasi, dan hal ini mempersulit konseling genetik karena seseorang dengan tangan normal tetap dapat mewariskan gen penyakit tersebut dan dengan demikian dapat mempengaruhi anak-anak.
Meskipun secara umum aturan waris penyakit monogenik dapat dengan mudah diklasifikasikan sebagai autosomal atau terkait-X dan dominan atau resesif, pewarisan dalam silsilah individu dapat dikaburkan oleh berbagai faktor lain yang menyulitkan interpretasi pola pewarisan.
Kesulitan diagnostik mungkin disebabkan oleh ketidaklengkapan penetrasi atau ekspresi penyakit yang bervariasi; Ekspresi gen dapat dipengaruhi oleh gen lain dan faktor lingkungan; beberapa genotipe tidak dapat bertahan hingga lahir; Mungkin tidak ada informasi pasti tentang keberadaan penyakit pada kerabat atau hubungan keluarga; penyakit dominan dan terkait X dapat menyebabkan mutasi baru; dan yang terakhir, dengan ukuran keluarga yang kecil yang umumnya terdapat di negara-negara maju saat ini, pasien mungkin saja merupakan satu-satunya orang yang sakit dalam keluarga tersebut, sehingga sangat sulit untuk memutuskan jenis warisan.
Penyakit genetik bisa muncul kapan saja sepanjang hidup seseorang, dimulai dari usia dini perkembangan intrauterin sampai usia tua. Beberapa di antaranya bisa mematikan di dalam rahim, yang lain bisa mengganggu perkembangan normal janin dan terdeteksi sebelum lahir (misalnya ultrasonografi), tetapi kompatibel dengan kelahiran hidup; yang lain hanya dapat diidentifikasi setelah lahir. (Penyakit genetik dan bawaan sering kali membingungkan.
