Экспрессивность генов: ЭКСПРЕССИВНОСТЬ ГЕНА — Большая Медицинская Энциклопедия

ЭКСПРЕССИВНОСТЬ ГЕНА — Большая Медицинская Энциклопедия

Экспрессивность гена (латинский expressus явный, выразительный; ген; синоним выражение гена) — степень или мера фенотипического проявления гена, то есть степень и (или) характер выраженности наследственного признака среди особей определенного генотипа, у которых этот признак проявляется. Экспрессивность гена тесно связана с пенетрантностью (см. Пенетрантность гена), или проявлением, гена (см.), а также с его специфичностью. В совокупности пенетрантность и экспрессивность характеризуют изменчивость фенотипического проявления генов.

Понятие «экспрессивность гена» было введено в научную литературу Н. В. Тимофеевым-Ресовским и немецким неврологом О. Фогтом, которые впервые применили его в своей совместной работе, опубликованной в 1926 году. Необходимость введения этого понятия была обусловлена тем, что термин «генотип» однозначно и однообразно определял совокупность лишь тех генов, которые контролируют некоторые наследственные признаки, не изменяющиеся в течение всей индивидуальной жизни (см. Генотип). К таким признакам относятся, например, группа крови (см. Группы крови), антигены эритроцитов и лейкоцитов человека и животных (см. Антигены) и др. Однако чаще бывает так, что наличие в генотипе определенного гена является необходимым, но недостаточным условием для полного сходства носителей этого гена по соответствующему признаку. У части особей — носителей такого гена (в гомозиготном состоянии для рецессивных генов, а в гетерозиготном — для доминантных) он может вообще не проявиться (так наз. неполная пенетрантность), а у части особей, у которых этот ген проявился, его выраженность может быть различной, то есть экспрессивность этого гена может варьировать (так называемая варьирующая экспрессивность гена).

Варьирующая экспрессивность гена хорошо известна в медицинской генетике (см.). Так, полный синдром Марфана (см. Марфана синдром) характеризуется арахнодактилией (см.), разболтанностью суставов, формированием аневризм аорты и легочного ствола, подвывихом или вывихом хрусталика, кифозом (см.), сколиозом (см.) и др. Однако случаи проявления у одного больного всех клин, признаков, характерных для синдрома Марфана, редки. Чаще встречаются случаи «неполного» синдрома Марфана, причем даже в одной семье симптомокомплекс, как правило неодинаков у разных членов семьи.

От варьирующей экспрессивности одного гена следует отличать проявление полиморфных групп сходных признаков, которое обусловлено разными генетическими причинами (см. Генокопия). Например, в медицинской генетике известна полиморфная группа форм (не менее 7) синдрома Элерса — Данлоса, суммарно характеризующаяся разными сочетаниями, локализацией и выраженностью внутренних кровотечений, вызванных разрывами сосудов, повышенной растяжимости кожи, разболтанностью суставов. Общим патогенетическим фактором при всех этих состояниях является нарушение биосинтеза коллагена (см.). Однако при разных формах синдрома нарушения локализуются в различных местах биосинтетической цепи коллагенов. Различны и обусловливающие их генетические дефекты: четыре формы синдрома Элерса—Данлоса (см. Десмогенез несовершенный) наследуются по аутосомно-доминантному типу, две — по аутосомно-рецессивному, а одна — по рецессивному типу, сцепленному с X-хромосомой.

Причинами варьирующей экспрессивности гена могут быть межиндивидуальные генотипические различия (генотипическая среда), вариабельность проявления генов в индивидуальном развитии (см. Онтогенез) и влияние факторов окружающей среды. Для варьирующей экспрессивности гена имеют значение все три причины и взаимодействие между ними.

Влияние генотипической среды как на повышенную, так и на пониженную экспрессивность гена доказывается успешным искусственным отбором: подбор родительских пар с лучше выраженным наследственным признаком автоматически накапливает в соответствующей линии гены-модификаторы (см. Ген), благоприятствующие проявлению данного признака, и наоборот. В ряде случаев такие гены-модификаторы идентифицированы. О роли генотипической среды в варьирующей экспрессивности гена свидетельствует также меньший размах внутрисемейного изменения выраженности наследственных признаков по сравнению с их межсемейной изменчивостью. Влияние вариабельности проявления генов в индивидуальном развитии на их экспрессивность иллюстрирует неполная конкордантность (или дискордантность) генетически идентичных однояйцовых (монозиготных) близнецов (см. Близнецовый метод) по степени и характеру выраженности одних и тех же наследственных признаков.

Примером влияния факторов окружающей среды на экспрессивность гена служит различная пигментация шерсти у животных некоторых пород в зависимости от температуры воздуха или улучшение состояния больных наследственными болезнями (см.) при соответствующем патогенетическом лечении (например, диетотерапия и др.).

Каждая из трех названных причин варьирующей экспрессивности гена в любом конкретном случае может иметь больший или меньший удельный вес, общим же правилом является то, что экспрессивность гена определяется взаимодействием генов и онтогенетических факторов, а также влиянием окружающей среды на организм как целостную систему в процессе онтогенеза. Такое представление об экспрессивности гена имеет большое теоретическое значение для понимания механизмов онтогенеза живых организмов и патогенеза наследственных болезней человека. В медицинской генетике это создает основу для поисков патогенетических методов коррекции наследственных дефектов, а в селекции и выращивании сельскохозяйственных растений и животных помогает созданию новых сортов и пород и их разведению в условиях, оптимальных для лучшей выраженности хозяйственно-ценных признаков.

Библиогр.: Бочков Н. П., Захаров А. Ф. и Иванов В. И. Медицинская генетика, М., 1984; Рокицкий П. Ф. Поле действия гена, Журн. эксперим. биол., сер. А, т. 5, в. 3-4, с. 182, 1929; Тимофеев-Ресовский Н. В. О фенотипическом проявлении генотипа, там же, т. 1, в. 3-4, с. 93, 1925; Тимофеев-Ресовский Н. В. и Иванов В. И. Некоторые вопросы феногенетики, в кн.: Актуальн. вопр. совр. генетики, под ред. С. И. Алиханяна, с. 114, М., 1966; Timofeef — Ressovsky N. u. Vogt O. Uber idiosomatische Variationsgruppen und ihre Bedeutung fur die Klassifikation der Krankheiten, Naturwissenschaften, Bd 14, S. 1188, 1926.

В. И. Иванов.

ПЕНЕТРАНТНОСТЬ ГЕНА — Большая Медицинская Энциклопедия

ПЕНЕТРАНТНОСТЬ ГЕНА (лат. penetrare проникать, достигать; ген) — частота или вероятность проявления гена в доминантном или гомозиготно-рецессивном состоянии, выражаемые в процентах (т. е. способность гена проявлять себя тем или иным образом фенотипически). Пенетрантность гена определяют по относительному количеству особей популяции из числа несущих данный ген, у к-рых этот ген фенотипически проявился. Так, 25% пенетрантность аутосомно-доминантного гена указывает на то, что лишь у 1/4 генотипов (см.), несущих этот ген, проявился его эффект: 100% пенетрантность рецессивного гена означает, что все особи, гомозиготные по данному гену, имеют его фенотипическое проявление. Термин «пенетрантность гена» (англ. penetrance проявление) введен Н. В. Тимофеевым-Ресовским в 1925—1927 гг. В советской научной литературе это свойство гена (см.) чаще всего обозначается термином «проявление».

Различают полную и неполную Пенетрантность гена. О полной Пенетрантности гена говорят, если доминантный или рецессивный (в гомозиготном состоянии) аллель (см.) проявляется у каждой особи, несущей эти гены, т е. в 100% случаев. Если доминантный ген фенотипически не проявляется у определенной части гетерозигот, в результате чего происходит количественное уменьшение одного из классов фенотипов, такое явление называют неполной П. г. То же самое справедливо и для рецессивных генов в гомозиготном состоянии.

Н. В. Тимофеев-Ресовский предложил также понятие «экспрессивность гена», обозначающее степень или меру фенотипического проявления гена. Экспрессивность гена определяется по степени развития контролируемого этим геном признака. На экспрессивность гена (см.) влияют гены-модификаторы или специфические условия среды.

При неполной П. г. часто наблюдают неодинаковую экспрессивность гена.

Термин «пенетрантность» применяют не только для определения фенотипического проявления того или иного гена у разных особей, но также и для характеристики проявления гена в пределах одного организма, если данный генотип может проявить себя в двух или нескольких частях тела. Так, в случае полидактилии мутантный ген может с равной вероятностью проявляться на руках и ногах или же только на ногах. Ген может быть пенетрантным на одной руке (шесть пальцев) и непенетрантным на другой (пять пальцев). В этом случае говорят о неполной П. г. у одного и того же индивидуума.

Неполная П. г. может быть результатом сложных генных взаимодействий в ходе развития. На формирование нек-рых наследственных признаков значительное влияние оказывают условия окружающей среды (см. Изменчивость). Наряду с этим есть много признаков (напр., цвет глаз, группа крови, синтез определенных структурных белков и ферментов), к-рые определяются исключительно генетически и не зависят от внешних факторов.

Изучение П. г. имеет большое теоретическое и практическое значение. Неполное проявление генов может искажать численные отношения фенотипических классов при расщеплении, что нередко затрудняет выяснение характера наследования той или иной особенности фенотипа. В таких случаях требуется внесение поправки, а для этого необходимо знать меру пенетрантности участвующих в скрещивании генов.

Мутантные гены, нарушающие формирование того или иного признака, часто имеют неполную пенетрантность. В результате этого при анализе признаков, контролируемых аутосомными доминантными генами с неполной пенетрантностью, в родословных часто наблюдают проскоки или «скачки» через поколение.

Для многих широко распространенных болезней человека наследственность является этиол, фактором, но для пенетрантности мутантных генов необходимо влияние определенных факторов окружающей среды. К таким заболеваниям относятся, напр., атеросклероз, сахарный диабет, гипертоническая болезнь, пигментная ксеродерма, подагра и др.

При соответствующих условиях моно генные формы наследственных заболеваний, т. е. болезни, обусловленные мутантными генами одного какого-либо локуса, могут проявляться с различной частотой, и П. г. может колебаться от полной до нулевой. Так, недостаточность сывороточного белка альфа-1-антитрипсина проявляется как болезнь только при вредном действии веществ, загрязняющих воздух. Наследственная непереносимость лактозы наблюдается после приема молока или молочной пищи у людей, гомозиготных по аутосомно-рецессивному гену, обусловливающему отсутствие активности фермента бета-галактозидазы в клетках слизистой оболочки кишечника. У таких больных лактоза не усваивается и под действием микрофлоры кишечника подвергается брожению. Т. о., молоко является экзогенным фактором, делающим очевидной наследственную предрасположенность к нарушению кишечного пищеварения. Патол. симптомы проявления мутантного гена, обусловливающего пигментную ксеродерму, обнаруживаются только у тех индивидуумов, кожа к-рых подвергается ультрафиолетовому облучению. Если люди, гомозиготные по этому аутосомно-рецессивному гену, избегают прямых солнечных лучей, то признаков заболевания пигментной ксеродермой у них не возникает.

В результате экстремальных воздействий может наблюдаться пенетрантность аутосомно-рецессивных генов даже у гетерозигот. Так, напр., при снижении содержания кислорода в воздухе у лиц, гетерозиготных по мутантному гену, обусловливающему одну из аномалий гемоглобина (появление HbS), начинается гемолиз эритроцитов и анемия. При другой форме гемоглобинопатии — талассемии — у гетерозиготных женщин бо время беременности может возникнуть анемия в результате повышения функциональной нагрузки на крогетсорную систему.

Генотипическая среда, образующаяся в результате взаимодействия генов различных локусов, может оказывать существенное влияние на пенетрантность того или иного гена. Генетический анализ многих признаков вскрывает их сложную наследственную прирсду, обусловленную действием многих генов. Так, было установлено, что для развития серой окраски дикой мыши необходимо присутствие в генотипе доминантных аллелей по крайней мере шести локусов. Эксперименты по скрещиванию показали, что при наличии доминантных аллелей в каждом из этих локусов может возникнуть 32 разновидности цветовых вариаций окраски шерсти. Однако все эти генотипы не проявятся, если животное оказывается гомозиготным по рецессивному аллелю основного фактора окраски (с). У альбиносов (генотип сс) может скрываться наследственность для любой цветовой вариации, к-рая может обнаружиться при соответствующих скрещиваниях.

Вариации в клин, полиморфизме моногенных наследственных болезней (см.) объясняются наличием генов-модификаторов. Гетерозиготные состояния по аутосомно-рецессивным генам не приводят к заболеваниям, однако они могут способствовать переходу другого наследственного заболевания из острой формы в хроническую.

К генотипической среде, обусловливающей клинический полиморфизм наследственных болезней, можно отнести также и пол, к-рый оказывает существенное влияние на проявление многих генов. Так, ген, вызывающий раннее облысение, локализуется в аутосоме и является доминантным с преимущественным проявлением у мужчин.

Количественная характеристика П. г. в мед. генетике представляет значительные трудности, тем более, что доля индивидуумов, у к-рых данный признак проявляется, варьирует в разных семьях. Определить коэффициент пенетрантности аутосомно-доминантных генов значительно проще, чем аутосомно-рецессивных генов. В родословной (или в ряде родословных) выявляются все пораженные лица, имеющие детей, и коэффициент пенетрантности выражается отношением действительного числа пораженных потомков к теоретически ожидаемому их числу (в процентах). При доминантном типе наследования с полной П. г. больные члены семьи передают заболевание половине своих детей, а в случае неполной пенетрантности — меньшему числу детей. Напр., болезнь Гиштеля — Линда у передается по аутосомно-доминантному типу с П. г. ок. 50%, и риск унаследовать заболевание от пораженного родителя составляет V2 >< 50, т. е. 25%.

Естественно, что риск проявления заболевания резко повышен в семьях, в которых больны оба родителя, и в случаях, когда заболевание у отца или матери обусловлено гомозиготным состоянием гена. Современные методы диагностики позволяют выявлять гетерозиготных носителей многих аутосомно-рецессивных заболеваний. В таких случаях так же, как и при аутосомно-доминантном типе наследования, можно определить коэффициент П. г.

Данные о влиянии факторов окружающей среды на П. г. помогают подбирать для развивающихся организмов условия, способствующие или подавляющие фенотипическое проявление соответственно полезных или вредных генов, что имеет важное значение для медицины и сельского хозяйства. Изучение пенетрантности мутантных генов имеет прямое отношение к проблемам экологической генетики человека. Для генетических прогнозов в отношении новых факторов окружающей среды, в т. ч. и новых лекарственных средств, необходимо учитывать их влияние на пенетрантность скрытых или нейтральных мутантных генов в популяциях человека, к-рые могут в таких условиях проявить свое патол, действие.

Библиография: Барашнев Ю.К. и Вельтищев Ю. Е. Наследственные болезни обмена веществ у детей, Л., 1978; Бочков Н. П. Генетика человека, Наследственность п патология, М., 1978; Гершензон С. М. Основы современной генетики, Киев, 1979; Давиденкова Е. Ф. и Либерман И. С. Клиническая генетика, Л., 1975; Дубинин Н. П. Общая генетика, М., 1976; Конюхов Б. В. Генетика развития позвоночных, М., 1980; Стивенсон А. и Дэвисон Б. Медико-генетическое консультирование, пер. с англ., М., 1972.

Б. В. Конюхов.

РЕГУЛЯЦИЯ ЭКСПРЕССИИ (АКТИВНОСТИ) ГЕНОВ — КиберПедия

РЕГУЛЯЦИЯ БИОСИНТЕЗА БЕЛКА

В каждой клетке синтезируются специфические белки, и с неодинаковой скоростью. Благодаря регуляции синтеза в конкретных условиях среды образуется лишь необходимое число молекул данного белка. Все соматические клетки многоклеточных организмов содержат в ДНК одинаковую генетическую информацию, однако отличаются друг от друга по составу белков. Так, клетки эритроцитов содержат большое количество гемоглобина, клетки кожи – коллагена, скелетных мышц – актина и миозина, клетки печени содержат ферменты синтеза мочевины, которые отсутствуют у всех других клеток. Таким образом, в клетках каждого типа экспрессируется только часть структурных генов.

Большая часть генома находится в неактивном, репрессированном, состоянии. Спектр функционирующих генов зависит от типа клетки, периода ее жизненного цикла, стадии индивидуального развития организма. У большинства организмов активно транскрибируются только 2-10% генов. Гены, которые транскрибируются постоянно, не подчиняясь каким-либо регуляторным воздействиям, называются конститутивными. Обычно это гены, обеспечивающие синтез белков общего назначения (белки рибосом, гистоны, тубулины и др.), а также тРНК и рРНК. Включение и выключение других генов зависит от различных метаболитов, эти гены называются регулируемыми.

Регуляция синтеза белка у эукариот:

1) стойкую репрессию генов вызывает компактная упаковка хроматина, включая взаимодействие с гистонами, образование нуклеосом и хроматиновых фибрилл. В гетерохроматине для транскрипции доступно менее 1% генов, в эухроматине, имеющем более рыхлую укладку, − значительно больше. В разных типах клеток в область эухроматина попадают неодинаковые гены, что обеспечивает стабильную репрессию одних генов и дерепрессию других на протяжении всей жизни клетки.

2) адаптивная регуляция на уровне транскрипции. Вследствие огромной протяженности и сложности эукариотической ДНК специфические регуляторные участки ДНК и взаимодействующие с ними белки-регуляторы весьма многочисленны. Выявлено более 100 различных белков, способных взаимодействовать с регуляторными последовательностями ДНК и тем самым влиять на сборку транскрипционного комплекса и скорость транскрипции. Эти белки содержат ДНК-связывающие домены, отвечавшие за узнавание специфических участков в молекуле ДНК, а также домены, активирующие транскрипцию. Последние связываются с транскрипционными факторами либо с РНК-полимеразой. Регуляторные белки могут иметь в своем составе антирепрессорные домены, которые взаимодействуют с гистонами нуклеосом, освобождая от них участки ДНК. Эти белки могут содержать в себе также домены, связывающие лиганды – индукторы транскрипции (стероидные гормоны, гормоны щитовидной железы, производные витаминов). После связывания лиганда конформация белка изменяется, и он образует участок, узнающий в регуляторной зоне ДНК специфическую последовательность и индуцирующий транскрипцию определенного гена.

3) на многих эукариотических генах, имеющих полиэкзонное строение, после транскрипции и процессинга образуется несколько вариантов зрелой мРНК, когда зкзон одного варианта сплайсинга может оказаться интроном в другом. Это приводит к образованию разных мРНК и, соответственно, разных белков с одного первичного транскрипта. Так, в парафолликулярных клетках щитовидной железы в ходе транскрипции гена гормона кальцитонина образуется первичный транскрипт мРНК, который имеет в своем составе шесть экзонов. мРНК кальцитонина образуется путем сплайсинга первых четырех зкзонов. Этот же первичный транскрипт в клетках головного мозга в ходе альтернативного сплайсинга образует другую мРНК, кодирующую белок, не обладающий гормональной активностью.

4) на состав белков клетки оказывает влияние неодинаковая стабильность мРНК. Время жизни эукариотических мРНК составляет от нескольких часов до нескольких дней. Расположенный на 3′-конце фрагмент поли-(А) увеличивает продолжительность жизни молекул мРНК и, соответственно, количество белка.

5) регуляция синтеза белка осуществляется и на уровне трансляции. Разные мРНК имеют неодинаковое сродство к рибосомным субчастицам, поэтому полирибосома может содержать различное количество рибосом. Так определяется соотношение белков в клетке. Наконец, может происходить подавление инициации трансляции всех мРНК клетки (например, при действии теплового шока, стрессах, недостатке железа, вирусной инфекции и т. п.). Стрессовый фактор индуцирует фосфорилирование второго фактора инициации (IF-2), тем самым инактивирует его и, следовательно, трансляцию.

6) ингибирование матричных биосинтезов (синтез ДНК, РНК или белков). Для человека сильнейшим токсином является токсин бледной поганки α-аманитин, который ингибирует РНК-полимеразы. Действие ингибиторов матричных биосинтезов как лекарственных препаратов основано на модификации матриц (ДНК или РНК), белоксинтезирующего аппарата (рибосом), либо на инактивации ферментов. Центральное место среди них принадлежит антибиотикам – разнообразным по химическому строению органическим соединениям, синтезируемым микроорганизмами. Краткие сведения об антибиотиках, ингибирующих матричные синтезы, приведены в таблице.

Антибиотики – ингибируюшие матричные биосинтезы

Эксцизионная репарация.

Эксцизионная репарация включает удаление поврежденных азотистых оснований из ДНК и последующее восстановление нормальной структуры молекулы. Здесь принимают участие несколько ферментов, а сам процесс затрагивает не только поврежденный, но и соседние с ним нуклеотиды. Для эксцизионной репарации необходима вторая (комплементарная) цепь ДНК.

Первым этапом эксцизионной репарации является вырезание аномальных азотистых оснований. Его катализируют группа ДНК-N-гликозилаз — ферменты, расщепляющие гликозидную связь между дезоксирибозой и азотистым основанием. В результате действия ДНК-N-гликозилаз образуется АР-сайт, который атакуется ферментом АР-эндонуклеазой. Она разрывает сахаро-фосфатный остов молекулы ДНК в АР-сайте и тем самым создает условия для работы следующего фермента — экзонуклеазы, которая последовательно отщепляет несколько нуклеотидов от поврежденного участка одной цепи ДНК. Далее восвобожденное место заполняется соответствующими нуклеотидами при участии ДНК-полимеразы, ориентирующейся на вторую (комплементарную) цепь ДНК. Окончательное сшивание репарированных участков осуществляет ДНК-лигаза.

РЕГУЛЯЦИЯ БИОСИНТЕЗА БЕЛКА

В каждой клетке синтезируются специфические белки, и с неодинаковой скоростью. Благодаря регуляции синтеза в конкретных условиях среды образуется лишь необходимое число молекул данного белка. Все соматические клетки многоклеточных организмов содержат в ДНК одинаковую генетическую информацию, однако отличаются друг от друга по составу белков. Так, клетки эритроцитов содержат большое количество гемоглобина, клетки кожи – коллагена, скелетных мышц – актина и миозина, клетки печени содержат ферменты синтеза мочевины, которые отсутствуют у всех других клеток. Таким образом, в клетках каждого типа экспрессируется только часть структурных генов.

Большая часть генома находится в неактивном, репрессированном, состоянии. Спектр функционирующих генов зависит от типа клетки, периода ее жизненного цикла, стадии индивидуального развития организма. У большинства организмов активно транскрибируются только 2-10% генов. Гены, которые транскрибируются постоянно, не подчиняясь каким-либо регуляторным воздействиям, называются конститутивными. Обычно это гены, обеспечивающие синтез белков общего назначения (белки рибосом, гистоны, тубулины и др.), а также тРНК и рРНК. Включение и выключение других генов зависит от различных метаболитов, эти гены называются регулируемыми.

Регуляция синтеза белка у эукариот:

1) стойкую репрессию генов вызывает компактная упаковка хроматина, включая взаимодействие с гистонами, образование нуклеосом и хроматиновых фибрилл. В гетерохроматине для транскрипции доступно менее 1% генов, в эухроматине, имеющем более рыхлую укладку, − значительно больше. В разных типах клеток в область эухроматина попадают неодинаковые гены, что обеспечивает стабильную репрессию одних генов и дерепрессию других на протяжении всей жизни клетки.

2) адаптивная регуляция на уровне транскрипции. Вследствие огромной протяженности и сложности эукариотической ДНК специфические регуляторные участки ДНК и взаимодействующие с ними белки-регуляторы весьма многочисленны. Выявлено более 100 различных белков, способных взаимодействовать с регуляторными последовательностями ДНК и тем самым влиять на сборку транскрипционного комплекса и скорость транскрипции. Эти белки содержат ДНК-связывающие домены, отвечавшие за узнавание специфических участков в молекуле ДНК, а также домены, активирующие транскрипцию. Последние связываются с транскрипционными факторами либо с РНК-полимеразой. Регуляторные белки могут иметь в своем составе антирепрессорные домены, которые взаимодействуют с гистонами нуклеосом, освобождая от них участки ДНК. Эти белки могут содержать в себе также домены, связывающие лиганды – индукторы транскрипции (стероидные гормоны, гормоны щитовидной железы, производные витаминов). После связывания лиганда конформация белка изменяется, и он образует участок, узнающий в регуляторной зоне ДНК специфическую последовательность и индуцирующий транскрипцию определенного гена.

3) на многих эукариотических генах, имеющих полиэкзонное строение, после транскрипции и процессинга образуется несколько вариантов зрелой мРНК, когда зкзон одного варианта сплайсинга может оказаться интроном в другом. Это приводит к образованию разных мРНК и, соответственно, разных белков с одного первичного транскрипта. Так, в парафолликулярных клетках щитовидной железы в ходе транскрипции гена гормона кальцитонина образуется первичный транскрипт мРНК, который имеет в своем составе шесть экзонов. мРНК кальцитонина образуется путем сплайсинга первых четырех зкзонов. Этот же первичный транскрипт в клетках головного мозга в ходе альтернативного сплайсинга образует другую мРНК, кодирующую белок, не обладающий гормональной активностью.

4) на состав белков клетки оказывает влияние неодинаковая стабильность мРНК. Время жизни эукариотических мРНК составляет от нескольких часов до нескольких дней. Расположенный на 3′-конце фрагмент поли-(А) увеличивает продолжительность жизни молекул мРНК и, соответственно, количество белка.

5) регуляция синтеза белка осуществляется и на уровне трансляции. Разные мРНК имеют неодинаковое сродство к рибосомным субчастицам, поэтому полирибосома может содержать различное количество рибосом. Так определяется соотношение белков в клетке. Наконец, может происходить подавление инициации трансляции всех мРНК клетки (например, при действии теплового шока, стрессах, недостатке железа, вирусной инфекции и т. п.). Стрессовый фактор индуцирует фосфорилирование второго фактора инициации (IF-2), тем самым инактивирует его и, следовательно, трансляцию.

6) ингибирование матричных биосинтезов (синтез ДНК, РНК или белков). Для человека сильнейшим токсином является токсин бледной поганки α-аманитин, который ингибирует РНК-полимеразы. Действие ингибиторов матричных биосинтезов как лекарственных препаратов основано на модификации матриц (ДНК или РНК), белоксинтезирующего аппарата (рибосом), либо на инактивации ферментов. Центральное место среди них принадлежит антибиотикам – разнообразным по химическому строению органическим соединениям, синтезируемым микроорганизмами. Краткие сведения об антибиотиках, ингибирующих матричные синтезы, приведены в таблице.

Антибиотики – ингибируюшие матричные биосинтезы

РЕГУЛЯЦИЯ ЭКСПРЕССИИ (АКТИВНОСТИ) ГЕНОВ

Экспрессия генов может осуществляться путем регуляции сродства промотора к РНК-полимеразе. Это осуществляется с помощью позитивной и негативной регуляции:

1) позитивная регуляция у прокариот осуществляется с помощью индуктора, в роли которого выступает субстрат (лактоза), который может связывается с белком-репрессором, кодируемым геном-регулятором. В этом случае, РНК-полимераза присоединяется к промотору и, двигаясь вдоль структурных генов, осуществляет синтез мРНК.

Помимо индуктора, позитивная регуляция может осуществяляться с помощью САР и цАМФ. Так, промотор лактозного оперона способен связывать не только РНК-полимеразу, но и особый белок-активатор катаболизма (САР) в комплексе с циклическим АМФ. Присутствие САР и цАМФ вызывает не репрессию, а напротив, активирование транскрипции. Без САР РНК-полимераза не может связаться с промотором и начать транскрипцию. САР, образовав комплекс с цАМФ, активизируется и только после этого присоединяется к своему сайту (САР-участку) на промоторе, многократно (почти в 50 раз) усиливая транскрипцию генов lac-оперона. При этом транскрипция возможна только в присутствии лактозы, когда оператор не блокирован репрессором. В случае присутствия в среде глюкозы, концентрация цАМФ в клетке резко снижается, и не образуется комплекса цАМФ с САР. В результате этого РНК-полимераза не может связаться с промотором и lac-гены не транскрибируются.

2) негативная регуляция для lac-оперона осуществляется с помощью белка-репрессора, который, присоединяясь в гену-оператору, блокирует передвижение РНК-полимеразы вдоль структурных генов. Вследствие этого биосинтез белка не происходит.

Регуляция активности генов у эукариот может осуществляться с помощью участков ДНК, расположенных на значительном (1000 и более пар оснований) расстоянии от промотора. Энхансеры («усилители») – последовательности ДНК, служащие в качестве специфических участков связывания регуляторных белков, активизирующих процесс транскрипции. Сайленсеры («глушители») – участки ДНК, которые, связываясь с белками, обеспечивают замедление транскрипции. Вероятно, влияние этих элементов на транскрипцию связано с изменением топологии цепей ДНК, в частности с образованием петель, что приближает регуляторные последовательности к промоторам, с которыми они взаимодействуют с помощью белковых факторов.

Механизм образования и виды мутаций

Мутации — непредсказуемые скачкообразные изменения генотипа (генома, хромосом или генов).

Классификации мутаций:

1. По изменению генотипа: генные, хромосомные, геномные.

2. По влиянию на жизнеспособность: летальные, полулетальные, нейтральные.

3. По поведению в гетерозиготе: доминантные и рецессивные.

4. По отношению к генеративному пути: соматические (возникают в обычных клетках тела и не наследуются) и генеративные (в половых клетках, поэтому наследуются).

5. По локализации в клетке: ядерные (в ДНК ядра) и цитоплазматические (в ДНК митохондрий и пластид).

6. По причине, вызывающей мутацию: спонтанные (причина не ясна) и индуцированные (вызываются мутагенами).

Генные (точковые) мутации — связаны с изменением последовательности нуклеотидов в гене. Единица генных мутаций — нуклеотид.

Механизмы генных мутаций:

1. Первый механизм связан с изменением числа нуклеотидов (дупликация, делеция). В связи с тем, что генетический код не имеет знаков препинания, меняется состав всех кодирующих триплетов после места мутации. Это приводит к замене многих аминокислот и синтезу белка с совершенно другой первичной структурой, а значит, и с другими свойствами, что может оказаться губительно для организма.

2. Второй механизм связан с заменой одного нуклеотида на другой. При этом меняется состав только одного триплета, что может привести к изменению только одной аминокислоты в белке (и то не всегда, так как генетический код вырожден). Замена одной аминокислоты не всегда существенно сказывается на изменении свойств белка (особенно, если она по свойствам близка к исходной).

Виды генных мутаций (изменения структурных генов):

1) мутации сдвига рамки считывания – вставка или делеция любого числа пар нуклеотидов, которое не кратно трем. Подобные изменения генерируют бессмысленный кодон в рамке считывания, что вызывает преждевременное завершение биосинтеза белка.

2) транзиция – замена азотистых оснований: пуриновое на пуриновое (А↔Г), пиримидиновое на пиримидиновое (Т↔Ц), при этом изменяется тот кодон, в котором произошла транзиция.

3) трансверсия – замена пуринового основания на пиримидиновое и наоборот (А↔Ц, Г↔Т), изменяется тот кодон, в котором произошла трансверсия.

Понятие о пенетрантности и экспрессивности генов.

Показателями
зависимости функционирования
наследственных задатков от характеристик
генотипа является пенетрантность и
экспрессивность. 
Пенентрантность
– вероятность проявления генов, явление
появления или отсутствия признака у
организмов, одинаковых по генотипу. 

Пенетрантность
значительно колеблется как среди
доминантных, так и среди рецессивных
генов. Наряду с генами, фенотип которых
появляется только при сочетании
определенных условий и достаточно
редких внешних условий (высокая
пенетрантность), у человека есть гены,
фенотипное проявление которых происходит
при любых соединениях внешних условий
(низкая пенетрантность). Пенетрантностью
измеряется процентом организмов с
фенотипным признаком от общего количества
обследованных носителей соответствующих
аллелей. 
      
Если ген полностью, независимо от
окружающей среды, определяет фенотипное
проявление, то он имеет пенетрантность
100 процентов. Однако некоторые доминантные
гены проявляются менее регулярно. Так,
полидактилия имеет четкое вертикальное
наследования, но бывают пропуски
поколений. Доминантная
аномалия —
преждевременное половое созревание —
присуще только мужчинам, однако иногда
может передаться заболевания от человека,
который не страдал этой патологией.
Пенетрантностью указывает, в каком
проценте носителей гена оказывается
соответствующий фенотип. Итак,
пенетрантность зависит от генов, от
среды, от того и другого. Таким образом,
это не константное свойство гена, а
функция генов в конкретных  условиях
среды. 
Расчет
пенентрантности = число особей с
фенотипическим проявление признака :
общее число особей с геном.

Пенентрантность
врожденного вывиха бедра 25%

Экспрессивность
– степень проявления (вырожденности)
признака.

изменение
количественного проявления признака
у разных особей-носителей соответствующего
аллелей. 
При
доминантных наследственных заболеваниях
экспрессивность может колебаться. В
одной и той же семье могут проявляться
наследственные болезни от легких, едва
заметных, до  тяжелых: различные формы
гипертонии, шизофрении, сахарного
диабета и т.д. Рецессивные наследственные
заболевания в пределах семьи проявляются
однотипно и имеют незначительные
колебания экспрессивности.

Может быть вызвана
как генетическими факторами, так и
окружающей средой.

17. Фенотипическая дисперсия и основные ее компоненты.

Фенотипическая
дисперсия —
статистическая величина, с помощью
которой оценивается размах вариативности
какого-либо количественного признака
в популяции.

Фенотипическая дисперсия

Один
и тот же ген в разных условиях среды
может реализоваться в 1, 2, несколько или
целый спектр значений признака (фенов).
Точно так же один и тот же генотип в
разных условиях среды может реализоваться
в целый спектр, потенциально
возможных фенотипов,
но в каждом конкретном онтогенезе
реализуется из этого спектра фенотипов
только один. Под наследственной нормой
реакции понимают максимально
возможную ширину этого спектра. Норма
реакции характеризует долю участия
среды в реализации признака. Чем шире
норма реакции, тем больше влияние среды
и тем меньше влияние генотипа в онтогенезе.
Обычно чем разнообразнее условия
обитания вида, тем шире у него норма
реакции.

Формула Фальконе для расчета фенотипической
дисперсии:

V_P²
= V_G²
+ V_E²

V_G – влияние
генетических факторов

V_E – влияние
средовых факторов

V_G²
= V_A²
+ V_I²
+ V_D²

V_A
– аддитивный эффект

V_I
– эпистатический фактор

V_D
– эффект доминирования

V_E² = V_EC²
+ V_EW²

V_EC
– общесемейные факторы

V_EW
– внешние общесредовые факторы

Экспрессия генов — это… Что такое Экспрессия генов?

У этого термина существуют и другие значения, см. Экспрессия.

Экспрессия генов — это процесс, в ходе которого наследственная информация от гена (последовательности нуклеотидов ДНК) преобразуется в функциональный продукт — РНК или белок. Экспрессия генов может регулироваться на всех стадиях процесса: и во время транскрипции, и во время трансляции, и на стадии посттрансляционных модификаций белков.

Регуляция экспрессии генов позволяет клеткам контролировать собственную структуру и функцию и является основой дифференцировки клеток, морфогенеза и адаптации. Экспрессия генов является субстратом для эволюционных изменений, так как контроль за временем, местом и количественными характеристиками экспрессии одного гена может иметь влияние на функции других генов в целом организме.

Транскрипция и трансляция

У прокариот и эукариот гены представляют собой последовательности нуклеотидов ДНК. На матрице ДНК происходит транскрипция — синтез комплементарной РНК. Далее на матрице мРНК происходит трансляция — синтезируются белки. Существуют гены, кодирующие нематричную РНК (например, рРНК, тРНК, малые РНК), которые экспрессируются (транскрибируются), но не транслируются в белки.

Регуляция

Компактизация ДНК

Привлечение факторов транскрипции

Регуляция после транскрипции

МикроРНК — это короткие (18—25 нуклеотидов) последовательности односпиральной РНК, вызывают подавление экспрессии генов. МикроРНК связываются со своей мишенью — информационной РНК — по принципу комплементарности . Это вызывает подавление синтеза белка или деградацию информационной РНК.

МикроРНК могут иметь большую или меньшую специфичность благодаря большей или меньшей доле комплементарных своей мишени азотистых оснований. Низкая специфичность позволяет одной микроРНК подавлять экспрессию сотен разных генов.^[1]

Моноаллельная экспрессия генов

Моноаллельная экспрессия у эукариот характерна:

• для генов Х-хромосомы в женских клетках из-за механизма дозовой компенсации;
• для импринтируемых генов;
• В настоящее время известно, что около 5—10 % генов эукариот экспрессируются в клетках моноаллельно, среди таких генов чаще наблюдаются гены, кодирующие поверхностные клеточные белки и, в частности, гены, кодирующие иммуноглобулины, Т-клеточные и обонятельные рецепторы. Это явление носит также название аллельное исключение. Выбор экспрессирующегося аллеля происходит рано в развитии, и этот выбор осуществляется случайно, в результате около половины клеток организма экспрессируют отцовский аллель, а другая половина клеток — материнский аллель. Иногда наблюдается тканеспецифичная моноаллельная экспрессия гена, в других тканях такой ген может экспрессироваться биаллельно. К случайной моноаллельной экспрессии аутосомных генов не относят случаи, когда разные алллели гена экспрессируются на различном уровне из-за полиморфизма в cis-регуляторных последовательностях гена^[2].

См. также

• Репрессия генов

Примечания

Литература

• Патрушев Л. И. Экспрессия генов. — М.: Наука, 2000. — ISBN 5-02-001890-2

ЭКСПРЕССИВНОСТЬ — это… Что такое ЭКСПРЕССИВНОСТЬ?



ЭКСПРЕССИВНОСТЬ

ЭКСПРЕССИВНОСТЬ
(от лат. expressio — выражение), степень фенотипич. проявления одного и того же аллеля определённого гена у разных особей. Термин «Э.» введён Н. В. Тимофеевым-Ресовским в 1927. При отсутствии изменчивости признака, контролируемого данным аллелем, говорят о постоянной Э., в противном случае — об изменчивой (вариабельной) Э. Аллели разл. генов могут характеризоваться разл. степенью Э., напр. аллели системы групп крови АВО у человека практически имеют постоянную Э., а аллели, определяющие окраску глаз,— изменчивую Э. Классич. пример изменчивой Э.— проявление рецессивной мутации, уменьшающей число фасеток глаза у дрозофилы (у разных гомозиготных по этой мутации мух наблюдают разл. число фасеток вплоть до полного их отсутствия). В основе явления изменчивой Э. лежат разл. причины: влияние условий внеш. среды (см. МОДИФИКАЦИИ) и генотипич. среды (при одинаковых условиях внеш. среды аллель может проявляться по-разному, в зависимости от сочетания с аллелями др. генов). Э.— один из осн. показателей фенотипич. изменчивости проявления генов, широко применяемый в феногенетике, мед. генетике, селекции. Количественно степень Э. измеряют, используя статистич. показатели. В случаях крайне изменчивой Э. (вплоть до отсутствия проявления признака у нек-рых особей) используют дополнит, характеристику проявления генов — пенетрантность.

.(Источник: «Биологический энциклопедический словарь.» Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. — 2-е изд., исправл. — М.: Сов. Энциклопедия, 1986.)

.

Синонимы:

• ЭКОТИП
• ЭКСТЕРОЦЕПТОРЫ

Смотреть что такое «ЭКСПРЕССИВНОСТЬ» в других словарях:

• экспрессивность — см. выразительность Словарь синонимов русского языка. Практический справочник. М.: Русский язык. З. Е. Александрова. 2011. экспрессивность сущ., кол во синонимов: 13 …   Словарь синонимов

• ЭКСПРЕССИВНОСТЬ — (в генетике) степень выраженности признака, определяемого данным геном. Может меняться в зависимости от генотипа, в который входит данный ген, и от условий внешней среды …   Большой Энциклопедический словарь

• ЭКСПРЕССИВНОСТЬ — [рэ], экспрессивности, мн. нет, жен. (книжн.). отвлеч. сущ. к экспрессивный. Экспресивность речи. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

• экспрессивность — ЭКСПРЕССИВНЫЙ, ая, ое; вен, вна (книжн.). Содержащий экспрессию, выразительный. Экспрессивные средства речи. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

• ЭКСПРЕССИВНОСТЬ — (от лат. expressio выразительность) гена, степень фенотипического проявления гена. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989 …   Экологический словарь

• ЭКСПРЕССИВНОСТЬ — (от лат. expresse выразительно, ясно) в лингвистике характеристика языковых единиц и речевых актов, как средств выражения субъективного (личного) оценочного отношения говорящего к содержанию или адресату речи; Э. усиливается паралингвистическими… …   Большая психологическая энциклопедия

• экспрессивность — — [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN expressivity …   Справочник технического переводчика

• Экспрессивность — * экспрэсіўнасць * expressivity степень фенотипического проявления конкретного гена (аллеля) как мера силы его действия, определяемая статистически по степени развития признака (см.). Э. гена у обоих полов может быть одинаковой или различной,… …   Генетика. Энциклопедический словарь

• Экспрессивность — (от лат. expressio  выражение)  совокупность семантико стилистических признаков единицы языка, которые обеспечивают её способность выступать в коммуникативном акте как средство субъективного выражения отношения говорящего к содержанию или… …   Лингвистический энциклопедический словарь

• ЭКСПРЕССИВНОСТЬ — Степень стенотипического проявления гена как мера силы его действия, определяемая по уровню развития признака. Экспрессивность гена у разных особей может быть одинаковой или различной, постоянной или изменяющейся. На экспрессивность влияют гены… …   Термины и определения, используемые в селекции, генетике и воспроизводстве сельскохозяйственных животных

Статья о выражениях The Free Dictionary

фенотипических проявлений генов. Некоторые гены животных, растений и микроорганизмов характеризуются сравнительно постоянной экспрессией; то есть проявляются более или менее одинаково у всех особей соответствующего генотипа. Например, все растения пшеницы, гомозиготные по гену, отвечающему за отсутствие ости, развивают безостые колючки. Другие гены — по-видимому, большинство — отличаются изменяющейся экспрессией.Известно, что кролики и некоторые другие животные обладают геном гималайской пигментации, который отвечает за черные кончики лап, ушей, носа и хвоста на белом или другом светлом фоне. Однако такая окраска появляется только тогда, когда молодняк гималайской породы выращивается в среде с умеренными температурами. У особей одного и того же гималайского генотипа становится полностью белый цвет при высоких температурах и черный при низких. Этот пример показывает, что на выразительность влияют факторы окружающей среды — в данном случае температура.

В идентичных условиях окружающей среды экспрессия гена может зависеть от генотипической среды, то есть от других генов, с которыми данный ген сочетается, чтобы сформировать генотип. Возможность того, что стабилизация искусственного отбора может иногда влиять на степень, в которой наследственные признаки проявляются в фенотипе, предполагает, что гены-модификаторы участвуют в вариации экспрессивности. Экспрессивность и пенетрантность, главные взаимосвязанные индикаторы фенотипической изменчивости проявления генов, широко используются в феногенетике, медицинской генетике и селекции животных, растений и микроорганизмов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Лобашев М.Е. Генетика. Ленинград, 1967.
Тимофеев-Ресовский Н.В., Иванов В.И. «Некоторые вопросы феногенетики». В коллекции Актуальные вопросы современной генетики. Москва, 1966.

Большая Советская Энциклопедия, 3-е издание (1970-1979). © 2010 The Gale Group, Inc. Все права защищены.

Родство | родство | Британника

Родство , родство, характеризуемое общими предками.Слово происходит от латинского consanguineus , «общей крови», что означает, что римляне были от одного отца и, таким образом, разделяли право на его наследство.

Родственники бывают двух основных видов: кровнородственные (имеют общих предков) и родственные (связанные браком). В некоторых обществах другие пары индивидов также относятся друг к другу как к родственникам — например, жены пары братьев, родственники по усыновлению и крестные родители, которые имеют особые родственные отношения (фиктивные родственники).Кровное родство — универсальный тип; он включает людей с общими предками и исключает людей, у которых нет общих предков.

В современном понимании кровное родство — понятие генетическое. С чисто биологической точки зрения этот термин неуместен (как и термины смешанная кровь и хорошая кровь ), потому что генетический вклад предков передается их потомкам не как кровь, а через гены, содержащиеся в хромосомах. расположены в ядрах клеток.Хромосомы состоят из нуклеиновых кислот (ДНК или дезоксирибонуклеиновая кислота) и белков. ДНК является составной частью хромосомы, несущей гены, и она определенным образом кодируется для производства и контроля синтеза белка, при этом части генетического сообщения каждого родителя передаются потомству. С генетической точки зрения кровное родство влияет на вероятность определенных комбинаций генетических характеристик, называемых генотипами. Кровное родство приводит к унаследованию от общих предков обоих родителей передаваемых способностей к синтезу и контролю нуклеиновых кислот и белков, основных веществ всех организмов.

Генетическая степень кровного родства

Кровные родственники определяются в различных степенях в зависимости от вероятности того, что они имеют общие генетические возможности от общих предков. Таким образом, пары братьев и сестер (братьев и сестер) все имеют одних и тех же предков, тогда как пары двоюродных братьев и сестер, которые не связаны иным образом, имеют только половину своих предков. Ребенок наследует только половину закодированной информации от каждого родителя; следовательно, пара братьев или сестер имеет примерно половину общей хромосомной конституции.(Сомнения относительно точной доли связаны с случайным элементом ее передачи во время мейоза, деления клеток, которые производят сперматозоиды и яйцеклетки, каждая из которых обладает гаплоидным числом хромосом.)

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской.
Подпишитесь сегодня

Степени родства

Генетически степень кровного родства между братьями и сестрами такая же, как между родителем и ребенком, и оба называются кровнородственными в первой степени. Тетя или дядя делит с племянницей или племянником примерно половину шансов на общее наследство пары братьев и сестер; таким образом, тети и дяди могут быть названы кровными родственниками второй степени.Следуя этой логике, двоюродных братьев, у которых есть одна восьмая общих генов, называют кровными родственниками третьей степени.

Прадедушка и правнук генетически связаны между собой в той же степени, что и двоюродные братья и сестры. Однако дедушка и бабушка являются родственниками по прямой линии, а двоюродный брат — родственником по боковой линии. В генетике степень кровного родства является единственным важным фактором, но в различных сообществах социальные отношения также важны для различения побочных и линейных типов отношений.Точно так же биологические атрибуты, такие как возраст и очередность рождения, часто влияют на социальные установки и поведение. Фактически, кровнородственные родственники различной степени и даже не кровные родственники могут рассматриваться одним и тем же термином и рассматриваться одинаково по обычаю или закону (например, термин дядя может применяться к дедушке или мужу тетя).

Наследование и экспрессивность гена

Основное применение данных о кровном родстве отражает вероятность того, что два человека с известной степенью кровного родства с другим человеком будут иметь общие черты этого человека.Эта вероятность зависит от способа наследования и степени пенетрантности или экспрессивности причинных генов. Тип наследования может быть, например, доминантным или рецессивным. Пара генов, занимающих одинаковое относительное положение в наборе из двух хромосом в ядре клетки (эти гены называются аллелями), может кодировать два альтернативных признака, таких как зелень и желтизна гороха. Оба аллеля могут кодировать только один признак, или каждый может указывать на другой признак. Когда аллели различаются, как наблюдаемый признак, так и способ его наследования описываются как доминантные.И наоборот, если признак наблюдается только при идентичности обоих аллелей, он рецессивен. Третий способ наследования называется сцепленным с полом. Например, гены гемофилии присутствуют как у мужчин, так и у женщин, но гораздо чаще этим заболеванием страдают мужчины. Степень пенетрантности — это частота, с которой любой признак или эффект проявляется в группе или популяции, у которых есть ген, соответствующий этому признаку. Выразительность — это переменная степень, в которой данная черта проявляется в человеке.

PPT — Повышенная экспрессивность аннотаций генных онтологий Презентация в PowerPoint

Что такое пониженная пенетрантность и переменная экспрессивность ?: MedlinePlus Genetics

Пониженная пенетрантность и переменная экспрессивность — это факторы, которые влияют на эффекты определенных генетических изменений.Эти факторы обычно влияют на расстройства с аутосомно-доминантным типом наследования, хотя иногда они наблюдаются при расстройствах с аутосомно-рецессивным типом наследования.

Пониженная пенетрантность

Пенетрантность — это доля людей с определенным генетическим изменением (например, мутацией в определенном гене), у которых проявляются признаки и симптомы генетического нарушения. Если у некоторых людей с мутацией не развиваются признаки расстройства, считается, что у состояния сниженная (или неполная) пенетрантность.Пониженная пенетрантность часто возникает при семейных онкологических синдромах. Например, у многих людей с мутацией в гене BRCA1 или BRCA2 будет развиваться рак в течение жизни, а у некоторых — нет. Врачи не могут предсказать, у кого из людей с этими мутациями разовьется рак или когда разовьются опухоли.

Пониженная пенетрантность, вероятно, является результатом сочетания генетических факторов, факторов окружающей среды и образа жизни, многие из которых неизвестны.Это явление может затруднить специалистам-генетикам интерпретацию семейной истории болезни человека и прогнозирование риска передачи генетического заболевания будущим поколениям.

Различная выразительность

Хотя некоторые генетические заболевания мало изменяются, большинство из них имеют признаки и симптомы, различающиеся у разных людей. Вариативная выразительность относится к ряду признаков и симптомов, которые могут встречаться у разных людей с одним и тем же генетическим заболеванием. Например, симптомы синдрома Марфана сильно различаются: у некоторых людей симптомы легкие (например, высокий и худощавый, с длинными тонкими пальцами), у других также возникают опасные для жизни осложнения, затрагивающие сердце и кровеносные сосуды.Хотя эти признаки сильно различаются, у большинства людей с этим заболеванием есть мутация в одном и том же гене ( FBN1 ).

Как и в случае с пониженной пенетрантностью, переменная экспрессивность, вероятно, вызвана сочетанием генетических факторов, факторов окружающей среды и образа жизни, большинство из которых не были идентифицированы. Если генетическое заболевание имеет очень разные признаки и симптомы, его может быть сложно диагностировать.

.