هتروزیگوت یک اصطلاح است که در ژنتیک برای توصیف زمانی که دو تغییر ژن (به نام آلل) در یک مکان (لوکوس) در یک کروموزوم زوج است، استفاده می شود . در مقابل، هموزیگوت زمانی است که دو نسخه از یک آلل مشابه در یک مکان وجود دارد.
اصطلاح هتروزیگوت به معنای "hetero" معنی متفاوت و "zygood" مربوط به تخم مرغ لقاح یافته (zygote) مشتق شده است.
تعیین صفات
انسانها ارگانیسم های دیپلوئیدی نامیده می شوند زیرا دو آلل در هر لوزی دارند و یک آلل از هر یک از والدین به ارث رسیده است. جفت شدن خاص آلل به تغییرات در صفات ژنتیکی فرد تبدیل می شود.
یک آلل می تواند غلبه یا غرق شود. آللهای غالب آنهایی هستند که صفت را بیان می کنند حتی اگر تنها یک نسخه داشته باشند. آللهای رهاساز تنها می توانند خود را بیان کنند اگر دو نسخه وجود داشته باشد.
یک مثال مانند چشمان قهوه ای (که غالب است) و چشم آبی (که به صورت غیرقابل پیش بینی) است. اگر آللها هتروزیگوت باشند، آلل غالب خود را بر آلل خروجی بیان می کنند و به دنبال چشمان قهوه ای می گردند. در عین حال، فرد "حامل" آلل روبرو می شود، به این معنی که آلل چشم آبی را می توان به فرزندان منتقل کرد، حتی اگر این فرد چشم های قهوه ای داشته باشد.
آللها همچنین می توانند ناقص غالب باشند، فرم متوسطی از ارث، که در آن نه آلل به طور کامل بیش از دیگری بیان شده است.
یک مثال از این ممکن است شامل آلل مربوط به پوست تیره (که در آن یک فرد ملانین بیشتری داشته باشد) با یک آلل متناظر با پوست سبک (که در آن ملانین کمتر است) با هم ترکیب شده است تا یک تن پوست ایجاد شود که در آن میان باشد.
توسعه بیماری
فراتر از ویژگی های فیزیکی فرد، جفت شدن آلل های هتروزیگوت گاهی می تواند به یک خطر بالاتری از شرایط خاص مانند نقص های زاد و یا اختلالات اتواسوم (بیماری هایی که از طریق ژنتیک به ارث برده می شود) ترجمه شود.
اگر آلل جهش یافته باشد (یعنی معیوب است)، بیماری ممکن است به فرزند منتقل شود، حتی اگر پدر و مادر علائم اختلال را تجربه نکرده باشند. با توجه به هتروزیگویی، این می تواند یکی از چندین شکل باشد:
- اگر آللها هتروزیگوت مغلوب باشند، آلل معیوب خواهد بود که از کار افتاده است و خود را بیان نمی کند. در عوض، شخص حامل خواهد بود.
- اگر آللها غالب گرا هتروزیگوت باشند، آلل معیوب غالب خواهد بود. در چنین مواردی، فرد ممکن است تحت تاثیر قرار گیرد (در مقایسه با حاکمیت هموزیگوت که در آن شخص تحت تاثیر قرار می گیرد).
دیگر جفت های هتروزیگوت به راحتی فرد را به وضعیت سلامتی مانند بیماری سلیاک و برخی انواع سرطان منجر می شود . این بدان معنا نیست که یک فرد این بیماری را دریافت کند؛ به سادگی نشان می دهد که فرد در معرض خطر بالاتر است. عوامل دیگری همچون شیوه زندگی و محیط زیست نیز نقش مهمی ایفا می کنند.
اختلالات ژنی تک
اختلالات ژن یکنواخت هستند که توسط یک آلل متحول شده به جای دو مورد ایجاد می شود. اگر آلل جهش یافته از کار افتادگی باشد، فرد معمولا تحت تاثیر قرار نمی گیرد. با این حال، اگر آلل جهش یافته غالب باشد، کپی جهش یافته می تواند کپی فشرده را از بین ببرد و به همین ترتیب سبب شکل های شدیدتری از یک بیماری یا بیماری کاملا نشانه ای شود.
اختلالات ژن یکنواخت نسبتا نادر است. در میان برخی از رایج ترین اختلالات غالب هتروزیگوت:
- بیماری هانتینگتون یک اختلال ارثی است که منجر به مرگ سلول های مغزی می شود. این بیماری توسط یک جهش غالب در هر یک از هر دو آلل ژن Huntingtin ایجاد می شود .
- Neurofibromatosis type-1 یک اختلال ارثی است که تومورهای بافت عصبی روی پوست، ستون فقرات، اسکلت، چشم ها و مغز ایجاد می شود. برای ایجاد این اثر فقط یک جهش غالب وجود دارد.
- هیپرکلسترولمی خانوادگی (FH) یک اختلال ارثی است که با سطوح کلسترول بالا، به ویژه لپتروپید های کم چگالی (LDL) "بد" مشخص می شود. این بسیار شایع از این اختلالات است که در حدود یکی از هر 500 نفر رخ می دهد.
فرد مبتلا به اختلال ژن یکنواخت 50/50 احتمال انتقال آلل جهش یافته به کودک که به حامل تبدیل می شود.
اگر هر دو والد جهش جهش هتروزیگوت داشته باشند، فرزندان آنها یک احتمال در معرض یک اختلال را دارند. این خطر برای هر تولد یکسان خواهد بود.
اگر والدین هر دو جهش هتروزیگوت غالب داشته باشند، فرزندان آنها 50 درصد احتمال ابتلا به آلل غالب (نشانه های جزئی یا کامل)، 25 درصد احتمال ابتلا به هر دو آلل غالب (علائم) و 25 درصد از هر دو آلل کشنده (بدون علائم).
هتروزیگوتسی ترکیب
هتروزيگوسيت مرکب حالتي است که دو آلل خروجي مختلف در يک مکان وجود دارد که با هم مي توانند باعث بيماري شوند. این ها دوباره اختلالات نادر است که اغلب با نژاد یا قومیت مرتبط هستند. در میان آنها:
- بیماری Tay-Sachs یک اختلال نادر و ارثی است که موجب تخریب سلول های عصبی مغز و نخاع می شود. این یک اختلال بسیار متغیر است که می تواند بیماری را در دوران کودکی، نوجوانی یا بعدا بزرگسالی ایجاد کند. در حالی که Tay-Sachs ناشی از جهش های ژنتیکی ژن HEXA است، جفت شدن خاص آلل هاست که در نهایت تعیین کننده شکل بیماری است. برخی ترکیبات به بیماری کودکی ترجمه می شوند؛ دیگران به بیماری بعدی شروع می شوند.
- فنیل کتونوری (PKU) یک اختلال ژنتیکی است که در کل کودکان را تحت تاثیر قرار می دهد که در آن ماده ای به نام فنیل آلانین در مغز تجمع می یابد و باعث تشنج، اختلالات روانی و معلولیت های ذهنی می شود. تنوع گسترده ای از جهش های ژنتیکی مرتبط با PKU وجود دارد، جفت شدن آن می تواند منجر به شکل های ملایم و شدیدتر بیماری شود.
بیماری های دیگر که در آن ترکیب هتروزیگوت ها می تواند نقش مهمی ایفا کند، فیبروز کیستیک، کمخونی سلول داسی شکل و هموچromatosis (آهن بیش از حد در خون) است.
مزایای Heterozygote
در حالی که یک نسخه از یک آلل بیماری معمولا به بیماری منجر نمی شود، مواردی وجود دارد که می تواند در برابر سایر بیماری ها محافظت کند. این یک پدیده است که به عنوان مزیت هتروزیگوت اشاره شده است.
در برخی موارد، یک آلل تنها می تواند عملکرد فیزیولوژیکی یک فرد را به گونه ای تغییر دهد که بتواند فرد را در برابر عفونت های خاص مقاوم کند. در میان مثالها:
- آنمی سلولی شکم یک اختلال ژنتیکی ناشی از دو آلل است. داشتن هر دو آلل باعث نابودی و سرکوب سریع سلول های قرمز خون می شود. داشتن تنها یک آلل می تواند یک وضعیت کمتر شدید را به نام سلول های دندانی که در آن تنها برخی از سلول ها ناقص هستند، ایجاد کند. این تغییرات ضعیف به اندازه کافی برای ارائه یک دفاع طبیعی علیه مالاریا با کشتن سلول های آلوده شده سریع تر از انگل می تواند تولید کند.
- فیبروز کیستیک (CF) یک اختلال ژنتیکی است که می تواند باعث آسیب شدید ریه ها و دستگاه گوارش شود. در افراد مبتلا به آلل های هموزیگوت، CF باعث ایجاد ضخیم و چسبنده مخاط در ریه ها و دستگاه گوارش می شود. در افراد مبتلا به آلل هتروزیگوت، همان اثر، حتی کاهش می یابد، می تواند آسیب پذیری فرد را به بیماری وبا و تب تیفوئید کاهش دهد . با افزایش تولید موکوس، فرد کمتر به نفوذ عوارض اسهال عفونی نفوذ میکند.
همان اثر ممکن است توضیح دهد که چرا افراد مبتلا به آلل هتروزیگوت برای برخی اختلالات خودایمنی به نظر می رسد خطر ابتلا به علائم هپاتیت C در مرحله بعد را داشته باشند.
> منابع:
> الخالبی، ع. و آلماسی، L. (2009) ژنتیک بیماری های انسانی انسانی: یک کتابچه راهنمای آزمایشگاهی (نسخه 1 آزمایشگاه). نیویورک، نیویورک: آزمايشگاه آزمايشگاه سرد پرنده هاربر. ISBN-13: 978-0879698836.
> اتحاد ژنتیک (2010) درک ژنتیک: یک راهنمای کلمبیا برای بیماران و متخصصان بهداشت. "ضمیمه G: اختلالات ژنی تک . " واشنگتن دی سی: بخش کلمبیا وزارت بهداشت. PMID: 23586106.
> Wynbrandt، J. و Ludman، M. (2008) دایره المعارف اختلالات ژنتیکی و نقایص تولد (ویرایش سوم). نیویورک، نیویورک: کتابخانه بهداشت و زندگی. ISBN-13: 978-0816063963.