Экспрессивность и пенетрантность генов: Пенетрантность и экспрессивность генов у человека: степень выраженности признака

Пенетрантность и экспрессивность — Справочник химика 21

    Пенетрантность, экспрессивность, норма реакции [c.52]

    Примером неполной пенетрантности и варьирующей экспрессивности может служить проявление доминантного гена, вызывающего хорею Гентингтона у человека. Люди, несущие этот доминантный ген, заболевают в различном возрасте, некоторые из них остаются здоровыми в течение большей части своей жизни. Болезнь начинается с непроизвольных подергиваний головы, конечностей и туловища и, прогрессируя, приводит к дегенеративным изменениям нервной системы, потере физических и умственных сил и смерти. Возраст первого проявления хореи Гентингтона-от младенчества до старости (табл. 19.1). Данный ген имеет неполную пенетрантность, поскольку достоверно известно, что у некоторых носителей он так и не проявляется, т.е. они умирают от старости или других причин, не заболев хореей Гентингтона. Кроме того, этот ген имеет варьирующую экспрессивность его носители заболевают в различном возрасте, т.е. он оказывает на их жизнь различное влияние. [c.336]

    Пенетрантность Плейотропия Полигенное наследование Экспрессивность Эпистатические гены [c.362]

    Представьте себе снова популяцию, различающуюся только по одному локусу с двумя аллелями. Мы видели (гл. 4), что большинство, а возможно, и все гены проявляют в разных условиях среды различную экспрессивность и различную пенетрантность. Большая часть аллелей также оказывает на приспособленность своих носителей различное влияние в разных средах. Поэтому приспособленность данного генотипа представляет собой не какую-то постоянную величину, а зависит от той конкретной среды, в которой он обитает. Например, представим себе такое положение, когда какой-либо организм живет в четырех слегка различающихся средах, которые можно расположить в определенной [c.252]

    Для выявления точковых мутаций необходимо дожидаться рождения животного. Существуют методы идентификации ряда доминантных и рецессивных мутаций при рождении. К доминантным принадлежат мутации, влияющие на скелет. Один из таких методов описан в разделе 3.6.2.5. Индуцированные мутации скелета обнаруживают неожиданно высокую степень неполной пенетрантности и варьирующую экспрессивность. [c.231]

    Помимо рецессивных мутаций, изучались также доминантные мутации, особенно те, которые влияют на скелет или приводят к катарактам хрусталика [212 1377]. Крайне изменчивая экспрессивность и неполная пенетрантность таких мутантов обсуждались в разд. 3.6.2.5. [c.238]

    Для большинства этих болезней мультифакториальная генетическая модель с пороговым эффектом дает довольно адекватное описание типа наследования (разд. 3.6). Однако тщательный анализ фенотипов и родословных во многих случаях привел к выделению редких типов заболеваний с простыми способами наследования. Примеры таких болезней (к ним относится, скажем, Х-сцепленная умственная отсталость) приведены в табл. 5.28. Наши знания об индуцированных радиацией доминантных скелетных мутантах мыши свидетельствуют о том, что доминантные главные гены с очень неполной пенетрантностью и крайне вариабельной экспрессивностью встречаются гораздо чаще, чем это до сих пор предполагалось (разд. 3.6.2.5). Болезни этой категории несомненно поддерживаются в популяции новыми мутациями, и число больных может поэтому увеличиваться с ростом частоты возникновения соответствующих мутаций. [c.258]

    Риск повторных случаев. Риск для заболеваний, наследующихся по Менделю, четко определяется и зависит от специфического типа наследования (табл. 9.1). Фактический риск для пациента при аутосомно-доминантном наследовании, например, зависит от степени пенетрантности и экспрессивности и от времени проявления многих заболеваний. Однако пациенты больше интересуются фактическим риском болезни с [c.144]

    Неполная пенетрантность и варьирующая экспрессивность [c.53]

    Термины экспрессивность и пенетрантность введены в 1927 г. Н. В. Тимофеевым-Ресовским. [c.140]

    Экспрессивность и пенетрантность поддерживаются естественным отбором. Обе закономерности необходимо иметь в виду при изучении наследственности у человека. Следует помнить, что гены, контролирующие патологические признаки, могут иметь различную экспрессивность и пенетрантность. [c.140]

    Изменяя условия среды, можно влиять на экспрессивность, пенетрантность и доминирование. [c.140]

    Условия среды могут влиять на степень проявления наследственного признака у организмов, имеющих соответствующий ген (экспрессивность), или на численность особей, проявляющих соответствующий наследственный признак (пенетрантность). [c.141]

    Понятия пенетрантности и экспрессивности можно рассмотреть на примере аутосомно-доминантного признака — полидактилии (многопалости). У гетерозигот фенотипическое его проявление варьирует. Пенетрантность может отсутствовать (0%), то есть признак не проявляется, и, несмотря на генетическую предопределенность, количество пальцев на руках и ногах равно 5. В то же время у других гетерозигот признак проявляется, но степень его выраженности у разных лиц различна. Количество пальцев на руках и ногах бывает у разных индивидуумов соответственно 5,5 — 6,6 5,6 — 5,7 6,6 — [c.114]

    Учитывая экспрессивность и пенетрантность, генетический анализ признака проводят, используя общирные родословные. [c.114]

    Разберите на примерах понятия экспрессивность и пенетрантность. [c.124]

    Если наличие гена в организме является единственно необходимым и достаточным условием его проявления, говорят о 100 % пенетрантности если же при наличии гена заболевание проявляется не во всех случаях, то говорят о неполной пенетрантности. Одно и то же заболевание может по-разному протекать у разных больных, даже у членов одной родословной. В этом случае говорят о различной экспрессивности гена. Иногда проявление (выражение) гена бывает настолько незначительным, что признаки его не обнаруживаются по крайней мере имеющимися в нашем распоряжении методами. Понятия пенетрантности и экспрессивности наиболее часто приложимы к аутосомно-доминантным заболеваниям, поэтому эти явления и относят к характеристикам аутосомно-доминантных генов. [c.121]

    Развернутая форма нейрофиброматоза встречается с частотой 1 2500— 1 3000 новорожденных, наследуется аутосомно-доминант-но со 100 %-й пенетрантностью и вариабельной экспрессивностью. [c.183]

    Патологическое действие молчащих генов проявляется под влиянием факторов окружающей среды. К настоящему времени известно более 40 локусов, мутации в которых могут вызывать болезни при дополнительном условии — действии проявляющего фактора, конкретного для каждого гена. Различие концентраций проявляющих внешних факторов (чаще всего это химические вещества в составе пищи, воды, воздуха) приводит к тому, что одна и та же болезнь проявляется по-разному даже в пределах одной семьи (варьирующая пенетрантность и экспрессивность). [c.205]

    В середине 20-х годов в экспериментах были обнаружены явления пенетрантности и экспрессивности, которые вскоре стали предметом изучения и медицинской генетики. Выше отмечалось, что Н.К. Кольцов сформулировал понятие евфеника , под которым он понимал формирование хороших качеств или исправление болезненных проявлений наследственности у человека путём создания соответствующих условии (лекарства, диета, воспитание и лр.). Эти идеи стали реализовываться только в 60-х годах, когда накопились сведения о первичных продуктах патологического гена и молекулярных механизмах патогенеза наследственных болезней. Зная механизмы действия патологических генов, можно разрабатывать методы их фенотипической коррекции, другими словами, управлять пенетрантностью и экспрессивностью. [c.305]

    От взаимодействия генов зависят такие особенности проявления их действия, как пенетрантность (доля особей, обладающих данным признаком), экспрессивность (степень выраженности признака) и специфичность или поле действия (особенности фенотипического проявления). [c.157]

    Переломным периодом в отношении лечения наследственных болезней можно считать 20—30-е годы. Так, в середине 20-х годов в экспериментах на дрозофиле были получены факты, показывающие разную степень проявления действия генов в зависимости от влияния генотипической или внешней среды. На основе этих фактов были сформированы понятия о пенетрантности, экспрессивности и специфичности действия генов, поэтому стала возможной логическая экстраполяция если среда влияет на экспрессивность генов, то, следовательно, можно уменьшить или исключить патологическое действие генов при наследственных болезнях. На основе этих положений выдающийся русский биолог Н.К. Кольцов предложил и обосновал новое направление в медицинской генетике — евфенику — учение о хорошем проявлении наследственных задатков . По его мнению, евфеника должна изучать все условия среды, стимули- [c.275]

    Одни гены почти не проявляют изменчивости в своем фенотипическом выражении для проявления других генов характерна высокая степень изменчивости. Изменчивость может быть обусловлена как тем, что не все особи, имеющие данный генотип, имеют соответствующий ему фенотип, так и тем, что степень проявления фенотипа различна у различных особей. Пенетрантность гена-это доля особей, у которых проявляется ожидаемый фенотип. Экспрессивность-эго степень выраженности фенотипа (у тех особей, у которых он проявился). Доминантная мутация Lobe (L) у D. melanogaster характеризуется уменьщением размера глаза. Пенетрантность этого гена-75%, т.е. только 75% особей, несущих ген L, имеют редуцированные глаза, тогда как у 25% таких особей глаза нормальные. Кроме того, для гена L характерна варьирующая экспрессивность, так как у 75% особей с редуцированными глазами степень этой редукции может быть разной (рис. 19.1). [c.335]

    Многие гены имеют полную пенетрантность и экспрессивность. В опытах Менделя все горощины, несущие доминантный аллель (опре- [c.335]

    Явления доминирования, эпистаза, неполной пенетрантности и варьирующей экспрессивности приводят к тому, что несходные генотипы могут формировать сходные фенотипы. Эти явления ответственны также за то, что организмы, которые фенотипически сходны (но генотипически различны) в одной среде, могут оказаться фенотипически различными в другой среде. А следовательно, для того чтобы понять, как наследуются признаки в любых ситуациях, недостаточно знать, какие аллели определяют их. Необходимо также понять процессы роста и развития, т. е. этапы пути от молекулы ДНК до фенотипических признаков, а также прави.  [c.77]

    Позднее проявление (манифестация), неполная пенетрантность и варьирующая экспрессивность. Иногда тяжелое доминантное заболевание проявляется только во время или после репродуктивного периода. В этом случае, несмотря на тяжесть заболевания, обычно можно составить обширные родословные. Классический пример-это J ,op я Генхщугтона (14310)-дегенеративное заболевание нервных клеток в базальных танглйях, приводяшее к непроизвольным д1йжениям экстрапирамидного характера, изменениям личности и постепенно нарастающему слабоумию. [c.154]

    Экспрессивность, как правило, более однородна внутри семьи при рецессивных, нежели при доминантных заболеваниях. Неполная пенетрантность, по-видимому, довольно редкое явление. Однако межсе-мейная изменчивость может быть существенной. [c.160]

    Генетический фон-довольно расплывчатое понятие, но в ряде случаев можно показать, что на пенетрантность или экспрессивность определенного гена оказывает влияние другой ген. Когда подразумевается влияние на экспрессивность, то соответствующий ген называют геном-модификатором . Когда проявление гена подавляется полностью (т.е. он фенотипически не проявляется), используют термин эпистаз (или гипостаз в отношении подав- [c.170]

    У цьшлят нередко встречаются наследственные нарушения формирования хвостовой части нервной трубки. Признак может наследоваться и как доминантный, и как рецессивный пенетрантность и экспрессивность сильно зависят от генотипа. Более того, этот дефект спонтанно возникает в линиях цыплят, которые не имеют соответствующих генов. Частота проявления признака варьирует в разных линиях от 0,5 до 5,7%. Мутантный фенотип можно индуцировать рядом соединений, в том числе инсулином, борной кислотой и пилокарпином причем, чем выше частота спонтанных дефектов, тем выше и частота фенокопий, индуцированных химически. Подобные наблюдения имеются и для прочих уродств у кур. Кортизон вызывает образование рас- [c.129]

    Клинические проявления болезни могут значительно варьировать в зависимости от экспрессивности и пенет-рантности гена. Экспрессивностью называется степень выраженности гена (в нашем случае — тяжесть заболевания). При высокой экспрессивности гена развивается тяжелая, часто с летальным исходом форма заболевания, при низкой — внешне человек здоров. Под пенетрантностю понимается частота проявления мутантного гена среди его носителей. Она определяется отношением числа особей, имеющих данную болезнь (или признак), к числу особей, имеющих данный ген, выраженным в процентах. Например, пенетрантность атеросклероза 40%, синдрома Марфана 30%, ретинобластомы 80% и Т.Д. [c.13]

    Экспрессивность и пенетрантность колеблются в широких пределах (от О до 100%) и сильно зависят от условий внешней среды. По аутосомно-доми-нантному типу наследуется полидактилия (шестипалость), брахидактилия (короткопалость), ахондроплазия (карликовость), синдром Марфана («паучьи пальцы ) и другие заболевания (рис. 2.3). [c.14]

    При аутосомно-рецессивном типе наследования (как и при аутосомно-доминантном) возможны различная степень экспрессивности и пенетрантности признака. К заболеваниям с ау-тосомно-рецессивным типом наследования относятся многие болезни обмена веществ, среди которых фенил-кетонурия, галактоземия, альбинизм [c.15]

    К иной категории относятся признаки, контролируемые полом, или зависимые от пола. Развитие соматических признаков обусловлено генами, расположенными в аутосомах, проявляются они у мужчин и женщин, но по-разному. Например, у мужчин раннее облысение — признак до.минантный, он проявляется как у доминантных гомозигот (АА), так и у гетерозигот Аа). У женщин этот признак рецессивный, он проявляется только у рецессивных гомозигот (аа). Поэтому лысых мужчин гораздо больше, чем женщин. Другим примером может служить подафа, у мужчин ее пенетрантность выше 80% против 12% у женщин. Значит, чаще подафой болеют мужчины. Экспрессивность признаков, контролируемых полом, обусловлена половыми гормонами. Например, тип певческого голоса (бас, баритон, тенор, сопрано, меццо-сопрано и альт) контролируется половой конституцией. Начиная с периода полового созревания, признак находится под влиянием половых гормонов. [c.119]

    Пенетрантность и экспрессивность. Мутантный ген не всегда может проявляться фенотипически, или если его действие проявляется, то степень проявления может широко варьировать у раз-ньк индивидов. В связи с этими клиническими особенностями действия гена введены понятия о пенетрантности и экспрессивности. Пенетрантность — это вероятность, или частота, проявления заболевания (признака) у заведомых носителей данного гена. Экспрессивность же определяется как степень выраженности действия гена. [c.121]

    Примером аутосомно-доминантного заболевания может служить синдром Марфана, для которого характерны высокая пенетрантность и различная экспрессивность. Частота его составляет 1 10 ООО. Синдром Марфана, впервые описанный в 1886 г, представляет собой генерализованное поражение соединительной ткани. В настоящее время известно, что в основе болезни лежит мутация в гене фибриллина — белка, входящего в состав соединительной ткани и обеспечивающего ее упругость. Ген локализован на 15-й хромосоме в участках 15q21.1. В клинической картине выделяется поражение трех систем организма опорно-двигательной, сердечно-сосудистой и органов зрения. Все больные имеют характерный внещний вид высокий рост, астеническое телосложение. Наруще-ния опорно-двигательной системы включают непропорционально длинные пальцы (арахнодактилия, или паучьи пальцы), долихоцефальный череп, деформацию грудной клетки (воронкообразная или килевидная), искривление позвоночника (сколиоз, кифоз), гиперподвижность суставов, плоскостопие (рис. Х.1). Со стороны сердечно-сосудистой системы наиболее характерны пролапс митрального клапана, расширение аорты в восходящем или брюшном отделе с развитием аневризмы. Патология органов зрения в виде миопии высокой степени связана с подвывихом (или смещением) хрусталика, гетерохромия (разный цвет) радужки. Нередко отмечаются паховые, бедренные, диафрагмальные грыжи. В редких [c.142]

Экспрессивность

Экспрессивность и пенетрантность подвержены колебаниям. Причины этих колебаний не совсем ясны. Тем не менее обычно вариабельность в экспрессивности и пенетрантности генов объясняют либо модифицирующим влиянием других генов, которые получили название генов-модификаторов, либо совместным действием обоих этих факторов, а возможно и других факторов. Учет природы экспрессивности и пенетрантности генов имеет большое практическое значение в генетике человека, животных и растений. В случае человека эти явления учитывают при диагностике наследственных болезней, тогда как в животноводстве и растениеводстве они используются в селекции животных и растений.[ …]

Экспрессивность — уровни (сила) фенолитической выраженности гена.[ …]

Взлет экспрессивный, энергичный, но 1 летают неохотно. Тем не менее это настоящие перелетные птицы. Весной появляются довольно поздно, уже при распускающейся зелени. Предпочитают различные открытые травянистые местообитания, в т. ч. сельскохозяйственные угодья. В степях избегают наиболее сухих участков, на севере ареала держатся в основном на пойменных лугах и в полях.[ …]

П од действием генов (экспрессией, выражением генов) понимают способность их контролировать свойства или, точнее, синтез белков. Для действия генов характерен ряд особенностей, важнейшей из которых является их экспрессивность, под которой понимают степень фенотипической выраженности генов, т. е. «силу действия генов, проявляющуюся в степени развития контролируемых ими признаков. Термин предложен Н. В. Тимофеевым-Ресовским (1900—1981). Экспрессивность генов не является постоянным свойством наследственности, ибо она очень вариабельна у растений, животных и у человека. Например, у разных людей проявляется по-разному такой признак, как способность ощущать вкус фе-нилтиокарбамида. Для одних людей это вещество является слишком горьким, для других его горечь кажется меньшей, что является результатом разной степени экспрессивности гена, контролирующего способность ощущать вкус этого соединения. Примером вариабельности экспрессивности генов является также экспрессивность доминантного гена, контролирующего ювенильную катаракту глаз человека. Экспрессия этого гена у разных индивидуумов варьирует от слабого помутнения хрусталика глаз до его полной непрозрачности.[ …]

Такие болезни встречаются в каждом поколении у гетерозиготных носителей, причем среди сибсов в соотношении 1:1. Далее, для этих болезней характерна как полная, так и не всегда полная пенетрантность генов. Не всегда полной является и экспрессивность генов, причем различия затрагивают не только разные семьи, но и членов одной семьи. Например, нейрофиброматоз в одних семьях имеет генерализованный характер, в других проявляется в виде отдельных кожных поражений. Например, хорея Хангинггона проявляется примерно между 30-40 годами жизни больных. Наконец, для аутосом-но-доминантных болезней характерно протекание с повышенной тяжестью у гомозиготных доминантных индивидуумов.[ …]

Формула Харди-Вайнберга пригодна лишь для предельно упрощенной ситуации, для идеальной бесконечно большой популяции (иногда ее называют «менделевской») и при отсутствии давления ка-ких-либо факторов. Кроме того, как известно, на частоту фенотипов оказывает влияние не только частота данного аллеля, но и такие его свойства, как доминантность, рецессивность, пенетрантность и экспрессивность. Таким образом, при анализе природных популяций данная формула применима лишь с большими оговорками.[ …]

Пенетрантность и экспрессивность генов

Ген, имеющийся в генотипе в необходимом для проявления количестве (1 аллель для доминантных признаков и 2 аллеля для рецессивных) может проявляться в виде признака в разной степени у разных организмов (экспрессивность) или вообще не проявляться (пенетрантность).

Причины:

— модификационная изменчивость (воздействие условий окружающей среды)

— комбинативная изменчивость (воздействие других генов генотипа).

Экспрессивность – степень фенотипического проявления аллеля. Например, аллели групп крови АВ0 у человека имеют постоянную экспрессивность (всегда проявляются на 100%), а аллели, определяющие окраску глаз, – изменчивую экспрессивность. Рецессивная мутация, уменьшающая число фасеток глаза у дрозофилы, у разных особей по разному уменьшает число фасеток вплоть до полного их отсутствия.

Экспрессивность отражает характер и тяжесть симптомов, а также возраст начала заболевания.

Если человек, страдающий доминантной болезнью, хочет знать, насколько тяжело будет протекать болезнь у его ребенка, унаследовавшего мутацию, то он ставит вопрос об экспрессивности. С помощью генодиагностики можно выявить мутацию, даже не проявляющуюся, но нельзя предсказать диапазон экспрессивности мутации в данной семье.

Изменчивая экспрессивность, вплоть до полного отсутствия проявления гена, может быть обусловлена:

— влиянием генов, расположенных в том же или в других локусах;

— воздействием внешних и случайных факторов.

Пенетрантность – вероятность фенотипического проявления признака при наличии соответствующего гена. Например, пенетрантность врожденного вывиха бедра у человека составляет 25%, т.е. болезнью страдает только 1/4 рецессивных гомозигот. Медико-генетическое значение пенетрантности: здоровый человек, у которого один из родителей страдает заболеванием с неполной пенетрантностью, может иметь непроявляющийся мутантный ген и передать его детям.

Определяется по проценту особей в популяции из числа несущих ген, у которых он проявился. При полной пенетрантности доминантный или гомозиготно-рецессивный аллель проявляется у каждой особи, а при неполной пенетрантности – у части особей.

Пенетрантность может иметь важное значение при медико-генетическом консультировании в случае аутосомно-доминантных заболеваний . Здоровый человек, у которого один из родителей страдает подобным заболеванием, с точки зрения классического наследования не может быть носителем мутантного гена. Однако если учитывать возможность неполной пенетрантности, то картина совсем иная: внешне здоровый человек может иметь непроявляющийся мутантный ген, передать его детям.

Методы генодиагностики позволяют определить, есть ли у человека мутантный ген, и отличить нормальный ген от непроявляющегося мутантного гена.

На практике определение пенетрантности часто зависит от качества методов исследования, например, с помощью МРТ можно обнаружить симптомы болезни, которые раньше не выявляли.

С точки зрения медицины ген считают проявившимся даже при бессимптомном заболевании, если выявлены функциональные отклонения от нормы. С точки зрения биологии ген считают проявившимся, если он нарушает функции организма.

Полигенное наследование

Полигенное наследование – наследование, при котором несколько генов определяют проявление одного признака.

Комплементарность— такое взаимодействие генов, при котором 2 или более генов вызывают развитие признака. Например, у человека гены, ответственные за синтез интерферона, располагаются на 2 и 5 хромосомах. Для того чтобы организм человека мог продуцировать интерферон, необходимо, чтобы хотя бы по одному доминантному аллелю присутствовало одновременно и на 2, и на 5 хромосоме. Обозначим гены, связанные с синтезом интерферона и располагающиеся на 2 хромосоме — А (а), а на 5 хромосоме — В (в). Варианты ААВВ, АаВВ, ААВв, АаВв будут соответствовать возможности выработки организмом интерферона, а варианты аавв, ААвв, ааВВ, Аавв, ааВв — неспособностью.

Тип наследования признаков, обусловленных действием многих генов, каждый из которых оказывает лишь слабое действие. Фенотипически проявление полигенно обусловленного признака зависит от условий внешней среды. У потомков наблюдается непрерывный ряд вариаций количественного проявления подобного признака, а не появление четко различающихся по фенотипу классов. В ряде случаев при блокировании отдельного гена признак не проявляется вообще, несмотря на его полигенную обусловленность. Это свидетельствует о пороговом проявлении признака.

Тип наследования признаков, обусловленных действием многих генов, каждый из которых оказывает лишь слабое действие. Фенотипически проявление полигенно обусловленного признака зависит от условий внешней среды. У потомков наблюдается непрерывный ряд вариаций количественного проявления подобного признака, а не появление четко различающихся по фенотипу классов. В ряде случаев при блокировании отдельного гена признак не проявляется вообще, несмотря на его полигенную обусловленность. Это свидетельствует о пороговом проявлении признака.

Так как на развитие полигенных признаков большое влияние оказывают факторы внешней среда, выявление роли генов в этих случаях затруднительно.

Полимерия— несколько генов действуют на один признак одинаково. При этом при формировании признака не важно, какой паре принадлежат доминантные аллели, важно их количество.

Например, на цвет кожи у человека влияет особое вещество — меланин, содержание которого обеспечивает палитру цвета от белого до чёрного (кроме рыжего). Наличие меланина зависит от 4-5 пар генов. Для упрощения задачи будем условно считать, что таких генов два. Тогда генотип негра можно записать — АААА, генотип белого — аааа. Светлокожие негры будут иметь генотип АААа, мулаты — ААаа, светлые мулаты — Аааа.

Плейотропия — влияние одного гена на появление нескольких признаков. Примером может служить аутосомно-доминантное заболевание из группы наследственных патологий соединительной ткани. В классических случаях лица с синдромом Марфана высоки (долихостеномелия), имеют удлинённые конечности, вытянутые пальцы (арахнодактилия) и недоразвитие жировой клетчатки. Помимо характерных изменений в органах опорно-двигательного аппарата (удлинённые трубчатые кости скелета, гипермобильность суставов), наблюдается патология в органах зрения и сердечнососудистой системы, что в классических вариантах составляет триаду Марфана.

Без лечения продолжительность жизни лиц с синдромом Марфана часто ограничивается 30-40 годами и смерть наступает вследствие расслаивающейся аневризмы аорты или застойной сердечной недостаточности. В странах с развитым здравоохранением больные успешно лечатся и доживают до преклонного возраста. Среди известных исторических личностей данный синдром проявлялся у А. Линкольна, Н. Паганини, К.И. Чуковского (рис. 3.4, 3.5).

Эпистаз — подавление одним геном другого, неаллельного. Примером эпистаза может служить «бомбейский феномен». В Индии описаны семьи, в которой родители имели вторую (АО) и первую (00) группу крови, а их дети — четвёртую (АВ) и первую (00). Чтобы ребёнок в такой семье имел группу крови АВ, мать должна иметь группу крови В, но никак не О. Было выяснено, что в системе групп крови ABO имеются рецессивные гены-модификаторы, которые подавляют экспрессию антигенов на поверхность эритроцитов, и фенотипически у человека проявляется группа крови О.

Ещё одним примером эпистаза может служить появление белых альбиносов в семье темнокожих. В данном случае рецессивный ген подавляет выработку меланина, и если человек гомозиготен по этому гену, то независимо от того, какое количество доминантных генов, ответственных за синтез меланина, он имеет, окрас кожи у него будет альбиотический (рис. 3.6).

Синдром Морриса— синдром нечувствительности к андрогенам (синдром тестикулярной феминизации) проявляется нарушениями полового развития, которые развиваются в результате слабого реагирования на мужские половые гормоны у лиц с мужским набором хромосом (ХУ). Первым ввёл термин «синдром тестикулярной феминизации» американский гинеколог Джон Моррис в 1953 году.

Данный синдром является наиболее известной причиной развития мужчины как девушки или наличия проявлений феминизации у мальчиков, которые родились с мужским набором хромосом и нормальным уровнем половых гормонов. Имеются две формы андрогенной нечувствительности: полная или частичная нечувствительность. Дети с полной формой нечувствительности имеют однозначно женский внешний вид и развитие, в то время как люди с частичной формой могут иметь сочетание женских и мужских внешних половых признаков, в зависимости от степени нечувствительности андрогенов. Частота заболеваемости — примерно 1-5 на 100000 новорождённых. Чаще встречается синдром частичной нечувствительности к андрогенам. Полная нечувствительность к мужским половым гормонам является очень редким заболеванием.

Заболевание обусловлено мутацией в гене ЛЯ на Х-хромосоме. Этот ген определяет функцию андрогенных рецепторов — белка, который реагирует на сигналы от мужских половых гормонов и запускает клеточный ответ. При отсутствии активности андрогенных рецепторов не будет происходить развития мужских половых органов. Андрогенные рецепторы необходимы для развития лобковых и подмышечных волос, регулируют рост бороды и деятельность потовых желез. При полной андрогенной нечувствительности нет андрогенной активности рецепторов. Если некоторые клетки имеют нормальное количество активных рецепторов, то это синдром частичной нечувствительности к андрогенам.

Синдром наследуется с Х-хромосомой как рецессивный признак. Это означает, что мутация, вызывающая синдром, расположена на X-хромосоме. Согласно некоторым сведениям, в частности исследованию причин гениальности В.П. Эфроимсоном, синдром Морриса был у Жанны д’Арк.

Плейотропное действие генов

Плейотропное действие генов— это зависимость нескольких признаков от одного гена, то есть множественное действие одного гена.

У дрозофилы ген белого цвета глаз одновременно влияет на цвет тела, длины, крыльев, строение полового аппарата, снижает плодовитость, уменьшает продолжительность жизни. У человека известна наследственная болезнь — арахнодактилия («паучьи пальцы»-очень тонкие и длинные пальцы), или болезнь Марфана. Ген, отвечающий за эту болезнь, вызывает нарушение развития соединительной ткани и одновременно влияет на развитие нескольких признаков: нарушение строения хрусталика глаза, аномалии в сердечно-сосудистой системе.

Пенетрантность

Пользователи также искали:

как рассчитать пенетрантность,

неполная пенетрантность это,

пенетрантность экспрессивность,

пенетрантность рассчитывается как,

пенетрантность задачи,

пенетрантность,

Пенетрантность,

экспрессивность,

пенетрантность задачи,

пенетрантность формула,

неполная пенетрантность это,

пенетрантность рассчитывается как,

как рассчитать пенетрантность,

пенетрантность пример,

рассчитать,

задачи,

формула,

неполная,

рассчитывается,

плейотропия,

пример,

пенетрантность экспрессивность,

экспрессивность пенетрантность плейотропия,

генетика. пенетрантность,

…

Пенетрантность и экспрессивность генов — презентация онлайн

1. Пенетрантность и экспрессивность генов

ПЕНЕТРАНТНОСТЬ И
ЭКСПРЕССИВНОСТЬ ГЕНОВ
ИДОиР, 1 курс, 7 группа,
Смешко Анастасия.

2. Характеристики проявления действия гена

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЯВЛЕНИЯ
ДЕЙСТВИЯ ГЕНА
Пенетрантность — (penetrance, лат. penetrantis —
проникающий, достигающий) частота или вероятность проявления
аллеля определенного гена у разных
особей родственной группы организмов.
Экспрессивность —
степень проявления аллеля у отдельной
особи.

3. Пенетрантность

ПЕНЕТРАНТНОСТЬ
• Термин «Пенетрантность» предложен русским
советским генетиком Н. В. ТимофеевымРесовским в 1927 г.
• Пенетрантность выражается в % ( Н-р, полная
пенетрантность равна 100 %)
• Различают полную (аллель проявляется у всех
особей) и неполную пенетрантность (аллель
проявляется у части особей). Большинство
мутантных аллелей характеризуется неполной
пенетрантностью.

4. Экспрессивность

ЭКСПРЕССИВНОСТЬ
• Степень фенотипического проявления гена как меры силы его действия,
определяемая по степени развития признака.
• На экспрессивность могут влиять гены – модификаторы и факторы
среды.
• У мутантов с неполной пенетрантностью часто изменяется и
экспрессивность.
• Пенетрантность – явление качественное, экспрессивность
количественное.
ВЛИЯНИЕ ГИББЕРЕЛЛИНОВОЙ КИСЛОТЫ НА РОСТ КУКУРУЗЫ
ФЕНОТИПИЧЕСКОЕ ИЗМЕНЕНИЕ ОКРАСКИ ШЕРСТИ ГИМАЛАЙСКОГО
КРОЛИКА ПОД ВЛИЯНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУР

7. диагностика

ДИАГНОСТИКА
• Методы генной диагностики позволяют
определить, есть ли у человека мутантный ген, и
отличить нормальный ген от непроявляющегося
мутантного гена.
• На практике определение пенетрантности часто
зависит от качества методов исследования,
например, с помощью МРТ можно обнаружить
симптомы болезни, которые раньше не
выявляли.

8. ЗНАЧЕНИЕ

• ОНО ЕСТЬ!

9. Список используемой литературы

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
• http://www.genetics-b.ru/index.php?request=full&id=7
• http://humbio.ru/humbio/har/0047b5d0.htm
• https://studfiles.net/preview/4422486/page:5/
• http://bio-faq.ru/bio/bio145.html
• http://www.activestudy.info/ekspressivnost-i-penetrantnost/
• https://studfiles.net/preview/6024519/page:14/

10. спасибо за внимание!

СПАСИБО
ЗА
ВНИМАНИЕ!

Пенетрантность и экспрессивность генов — презентация на Slide-Share.ru 🎓

1

Первый слайд презентации: Пенетрантность и экспрессивность генов

ИДОиР, 1 курс, 7 группа,
Смешко Анастасия.

Изображение слайда

2

Слайд 2: Характеристики проявления действия гена

Пенетрантность — ( penetrance, лат.  penetrantis  — проникающий, достигающий) — частота или вероятность проявления аллеля определенного гена у разных особей родственной группы организмов.
Экспрессивность — степень проявления аллеля у отдельной особи.

Изображение слайда

3

Слайд 3: Пенетрантность

Термин «Пенетрантность» предложен русским советским генетиком Н. В. Тимофеевым-Ресовским в 1927 г.
Пенетрантность выражается в % ( Н-р, полная пенетрантность равна 100 %)
Различают полную (аллель проявляется у всех особей) и  неполную пенетрантность  (аллель проявляется у части особей). Большинство мутантных аллелей характеризуется неполной пенетрантностью.

Изображение слайда

Изображение для работы со слайдом

4

Слайд 4: Экспрессивность

Степень фенотипического проявления гена как меры силы его действия, определяемая по степени развития признака.
На экспрессивность могут влиять гены – модификаторы и факторы среды.
У мутантов с неполной пенетрантностью часто изменяется и экспрессивность.
Пенетрантность – явление качественное, экспрессивность количественное.

Изображение слайда

5

Слайд 5

ВЛИЯНИЕ ГИББЕРЕЛЛИНОВОЙ КИСЛОТЫ НА РОСТ КУКУРУЗЫ

Изображение слайда

Изображение для работы со слайдом

6

Слайд 6

ФЕНОТИПИЧЕСКОЕ ИЗМЕНЕНИЕ ОКРАСКИ ШЕРСТИ ГИМАЛАЙСКОГО КРОЛИКА ПОД ВЛИЯНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУР

Изображение слайда

Изображение для работы со слайдом

7

Слайд 7: диагностика

Методы генной диагностики позволяют определить, есть ли у человека мутантный ген, и отличить нормальный ген от непроявляющегося мутантного гена.
На практике определение пенетрантности часто зависит от качества методов исследования, например, с помощью МРТ можно обнаружить симптомы болезни, которые раньше не выявляли.

Изображение слайда

Изображение для работы со слайдом

Изображение для работы со слайдом

8

Слайд 8: ЗНАЧЕНИЕ

ОНО ЕСТЬ!

Изображение слайда

Изображение для работы со слайдом

9

Слайд 9: Список используемой литературы

http://www.genetics-b.ru/index.php?request=full&id=7
http://humbio.ru/humbio/har/0047b5d0.htm
https://studfiles.net/preview/4422486/page:5/
http://bio-faq.ru/bio/bio145.html

Экспрессивность и пенетрантность

https://studfiles.net/preview/6024519/page:14/

Изображение слайда

10

Последний слайд презентации: Пенетрантность и экспрессивность генов: спасибо за внимание!

Изображение слайда

Vzaimodejstvie Genov : Основы генетики : Все про гены!

  Взаимодействие аллельных генов

       В состав генотипа входит большое количество генов, функционирующих и взаимодействуют как целостная система. Г. Мендель в своих опытах обнаружил только одну форму взаимодействия между  аллельными генами — полное доминирование одной аллели и полную рецесивнисть другой. Генотип организма нельзя рассматривать как простую сумму независимых генов, каждый из которых функционирует вне связи с другими. Фенотипное проявления того или иного признака являются результатом взаимодействия многих генов. 

     Различают две основных группы взаимодействия генов: взаимодействие между аллельными генами и взаимодействие между неаллельнимы генами. Однако следует понимать, что это не физическое взаимодействие самих генов, а взаимодействие первичных и вторичных продуктов, которые обусловят тот или иной признак. В цитоплазме происходит взаимодействие между белками — ферментами, синтез которых опрелятся генами, или между веществами, которые образовываются под влиянием этих ферментов.

     Возможны следующие типы взаимодействия:

1) для образования определенного признака необходимо взаимодействие двух ферментов, синтез которых опрелятся двумя неаллельнимы генами;

2) фермент, что был синтезирован с участием одного гена, полностью подавляет или инактивирует действие фермента, что был образован другим неаллельным геном;

3) два ферменты, образование которых контролируется двумя неаллельми генами, влияющими на один признак или на один процесс так, что их совместное действие приводит к возникновению и усилению проявления признака. 

     Взаимодействие аллельных генов. Гены, которые занимают идентичные (гомологические) локусы в гомологичных хромосомах, называются аллельными. У каждого организма есть по два аллельных гена.

Известны такие формы взаимодействия между аллельными генами: полное доминирование, неполное доминирование, кодоминированием и сверхдоминирование. 

       Основная форма взаимодействия — полное доминирование, которое впервые описано Г. Менделем. Суть его заключается в том, что в гетерозиготном организме проявление одной из аллелей доминирует над проявлением другой. При полном доминировании расщепления  по генотипу 1:2:1 не совпадает с расщеплением по фенотипу — 3:1. В медицинской практике с двух тысяч моногенных наследственных болезней  почти в половины имеет место доминированое проявления патологических генов над нормальными. В гетерозигот патологический аллель проявляется в большинстве случаев признаками заболевания (доминантный фенотип). 

       Неполное доминирование — форма взаимодействия, при которой у гетерозиготного организма (Аа) доминантный ген (А) не полностью подавляет рецессивный ген (а), вследствие чего проявляется промежуточный между родительскими признак. Здесь расщепление по генотипу и фенотипу совпадает и составляет 1:2:1

        При кодоминировании в гетерозиготных организмах каждый из аллельных генов вызывает формирование зависимого от него продукта, то есть оказываются продукты обеих аллелей. Классическим примером такого проявления является система групп крови, в частности система АBО, когда эритроциты человека несут на поверхности антигены, контролируемые обеими аллелями. Такая форма проявления носит название кодоминированием. 

        Сверхдоминирование — когда доминантный ген в гетерозиготном состоянии проявляется сильнее, чем в гомозиготном. Так, у дрозофилы при генотипе АА-нормальная продолжительность жизни; Аа — удлиненная триватисть жизни; аа — летальный исход.

Множественный алелизм

       У каждого организма есть только по два аллельных гена. Вместе с тем нередко в природе количество аллелей может быть более двух, если какой то локус может находится в разных состояниях. В таких случаях говорят о множественные аллели или множественный аллеломорфизм.

      Множественные аллели обозначаются одной буквой с разными индексами, например: А, А1, А3 … Аллельные гена локализуются в одинаковых участках гомологичных хромосом. Поскольку в кариотипе всегда присутствуют по две гомологичных хромосомы, то и при множественных аллелях каждый организм может иметь одновременно лишь по два одинаковых или различных аллели. В половую клетку (вместе с различием гомологичних хромосом) попадает только по одному из них. Для множественных аллелей характерное влияние всех аллелей на один и тот же признак. Отличие между ними заключается лишь в степени развития признака.

      Второй особенностью является то, что в соматических клетках или в клетках диплоидных организмов содержится максимум по две аллели из нескольких, поскольку они расположены в одном и том же локусе хромосомы.

      Еще одна особенность присуща множественным аллелям. По характеру доминирования аллеломорфные признаки размещаются в последовательном ряду: чаще нормальный, неизмененный признак доминирует над другими, второй ген ряда рецессивный относительно первого, однако доминирует над следующими и т.д. Одним из примеров проявления множественных аллелей у человека есть группы крови системы АВО.

      Множественный алелизм имеет важное биологическое и практическое значение, поскольку усиливает комбинативну изменчивость, особенно генотипического.

Взаимодействие неалельних генов

      Известно много случаев, когда признак или свойства детерминируются двумя или более неалельнимы генами, которые взаимодействуют между собой. Хотя и здесь взаимодействие условно, потому  что взаимодействуют не гены, а контролируемые ими продукты. При этом имеет место отклонение от менделивских закономерностей расщепления.

      Различают четыре основных типа взаимодействия генов: комплементарность, эпистаз, полимерию и модифицирующее действие (плейотропия).

      Комплементарность это такой тип взаимодействия неаллельних генов, когда один доминантный ген дополняет действие другого неаллельного доминантного гена, и они вместе определяют новый признак, который отсутствует у родителей. Причем соответственный признак развивается только в присутствии обоих неаллельних генов. Например, сера окраска шерсти у мышей контролируется двумя генами (А и В). Ген А детерминирует синтез пигмента, однако как гомозиготы (АА), так и гетерозиготы (Аа) — альбиносы. Другой ген В обеспечивает скопления пигмента преимущественно у основания и на кончиках волос. Скрещивания дигетерозигот (АаВЬ х АаВЬ) приводит к расщеплению гибридов в соотношении 9:3:4. Числовые соотношения при комплементарном взаимодействии могут быть как 9:7; 9:6:1 (видоизменение менделивского расщепления).

      Примером комплементарного взаимодействия генов у человека может быть синтез защитного белка — интерферона. Его образование в организме связано с комплементарным взаимодействием двух неаллельних генов, расположенных в разных хромосомах.

      Эпистаз -это такое взаимодействие неаллельных генов, при котором один ген подавляет действие другого неаллельного гена. Угнетение могут вызывать как доминантные, так и рецессивные гены (А> В, а> В, В> А, В> А), и в зависимости от этого розличают эпистаз доминантный и рецессивный. Подавляющий ген получил название ингибитора или супрессора. Гены-ингибиторы в основном не детерминируют развитие определенного признака, а лишь подавляют действие другого гена.

      Ген, эффект которого подавляется, получил название гипостатичного. При епистатичном взаимодействияи генов расщепление по фенотипу в F2 составляет 13:3; 12:3:1 или 9:3:4 и др. Окрас плодов тыквы, масть лошадей определяются этим типом взаимодействия.

     Если ген-супрессор рецессивный, то возникает криптомерия (греч. хриштад — тайный, скрытый). У человека таким примером может быть «Бомбейский феномен». В этом случае редкий рецессивный аллель «х» в гомозиготном состоянии (мм) подавляет активность гена jB (определяющий В (III) группу крови системы АВО). Поэтому женщина с генотипом jв_хх, фенотипно имеет I группу крови — 0 (I).

Полигенное наследования количественных признаков

  — плейотропия

  — экспрессивность и пенетрантность генов

       Большинство количественных признаков организмов определяется несколькими неаллельнимы генами (полигенами). Взаимодействие таких генов в процессе формирования признака называется полимерным. В этом случае две или более доминантных аллели в равной степени влияют на развитие одной и того же признаки. Поэтому полимерные гены принято обозначать одной буквой латинского алфавита с цифровым индексом, например: А1А1 и а1а1. Впервые однозначные факторы были выявлены шведским генетиком Нильсон-Эле (1908 г.) при изучении наследования цвета в пшеницы. Было установлено, что этот признак зависит от двух полимерных генов, поэтому при скрещивании доминантних и рецессивных дигомозигот — окрашенной (А1А1, А2 А2) с бесцветной (а1а1, а2а2) — в F, все растения дают окрашенные семена, хотя они  светлее, чем родительские экземпляры, которые имеют красное семя. В F, при скрещивании особей первого поколения проявляется расщепление по фенотипу в соотношении 15:1, потому бесцветным является лишь рецессивные дигомозиготы (а1а1 а2а2). В пигментированных экземплярах интенсивность цвета очень отличается в зависимости от количества полученных ими доминантних аллелей: максимальная в доминантных дигомозигот (А1А1, А2 А2) и минимальная у носителей одного из доминантных аллелей.

       Важная особенность полимерии — суммация действия неаллельних генов на развитие количественных признаков. Если при моногенном наследовании признака возможны три варианта «доз» гена в генотипе: АА, Аа, аа, то при полигенных количество их возрастает до четырех и более. Суммация «доз» полимерных генов обесчивает существования непрерывных рядов количественных изменений.

       Биологическое значение полимерии заключается еще и в том, что признаки, кодируемые этими генами, более стабильны, чем те, которые кодируются одним геном. Организм без полимерных генов был бы очень неустойчивым: любая мутация или рекомбинация приводила бы к резкой изменчивости, а это в большинстве случаев имеет неблагоприятный характер.

      У животных и растений есть много полигенных признаков, среди них  и ценные для хозяйства: интенсивность роста, скороспелость, яйценоскость, количество молока, содержание сахаристых веществ и витаминов и т.п.

       Пигментация кожи у человека определяется пятью или шестью полимерными генами. В коренных жителей Африки (негроидной расы) преобладают доминантные аллели, у представителей европеоидной расы — рецессивные. Поэтому мулаты имеют промежуточную пигментацию, но при браках мулатов у них возможно появление как более, так и менее интенсивно пигментированных детей.

     Многие морфологические, физиологические и патологические особенности человека определяются полимерными генами: рост, масса тела, величина артериального давления и др. Развитие таких признаков у человека подчиняется общим законам полигенного наследования и зависит от условий среды. В этих  в случаях наблюдается, например, склонность к гипертонической болезни, ожирению и др. Данные признаки при благоприятных условиях среды могут не проявиться или проявиться незначительно. Эти полигенные признаки отличаются от моногенных. Изменяя условия среды можно обеспечить профилактику ряда полигенных заболеваний.

Плейотропия

      Плейотропное действие генов — это зависимость нескольких признаков от одного гена, то есть множественное действие одного гена. В дрозофилы ген белого цвета глаз одновременно влияет на цвет тела, длины, крыльев, строение полового аппарата, снижает плодовитость, уменьшает продолжительность жизни. У человека известна наследственная болезнь — арахнодактилия («паучьи пальцы»-очень тонкие и длинные пальцы), или болезнь Марфана. Ген, отвечающий за эту болезнь, вызывает нарушение развития соединительной ткани и одновременно влияет на развитие нескольких признаков: нарушение строения хрусталика глаза, аномалии в сердечно-сосудистой системе.

       Плейотропное действие гена может быть первичным и вторичным. При первичной плейотропии ген проявляет свой множественный эффект. Например, при болезни Хартнупа мутация гена приводит к нарушению всасывания аминокислоты триптофана в кишечнике и его реабсорбции в почечных канальцах. При этом поражаются одновременно мембраны эпителиальных клеток кишечника и почечных канальцев с расстройствами пищеварительной и выделительной систем.

       При вторичной плейотропии есть один первичный фенотипний проявление гена, вслед за которым развивается ступенчатый процесс вторичных изменений, приводящих к множественным эффектам. Так, при серповидно клеточной анемии у гомозигот наблюдается несколько патологических признаков: анемия, увеличенная селезенка, поражение кожи, сердца, почек и мозга. Поэтому гомозиготы с геном серповидно клеточной анемии гибнут, как правило, в детском возрасте. Все эти фенотипные проявления гена составляют иерархию вторичных проявлений. Первопричиной, непосредственным фенотипним проявлением дефектного гена является аномальный гемоглобин и эритроциты серповидной формы. Вследствие этого происходят последовательно другие патологические процессы: слипание и разрушение эритроцитов, анемия, дефекты в почках, сердце, мозге — эти патологические признаки вторичны.

       При плейотропии, ген, воздействуя на какой то один основнй признак, может также менять, модифицировать проявление других генов, в связи с чем введено понятие о генах-модификаторах. Последние усиливают или ослабляют развитие признаков, кодируемых «основным» геном.

       Показателями зависимости функционирования наследственных задатков от характеристик генотипа является пенетрантность и экспрессивность.

        Рассматривая действие генов, их аллелей необходимо учитывать и модифицирующее влияние среды, в которой розвивается организм. Если растения примулы скрещивать при температуре 15-20 ° С, то в F1 согласно менделивской схеме, все поколения будут иметь розовые цветы. Но когда такое скрещивание проводить при температуре 35 °С, то все гибриды будут иметь цветы белого цвета. Если же осуществлять скрещивания при температуре около 30 ° С, то возникает разное  соотношение (от 3:1 до 100%) растений с белыми цветами.

     Такое колебание классов при расщеплении в зависимости от условий среды получило название пенетрантность — сила фенотипного проявления. Итак, пенетрантность — это частота проявления гена, 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.

      Экспрессивность (лат. ехргеssio — выражение) — это изменение количественного проявления признака в разных особей-носителей соответствующего аллелей.

При доминантных наследственных заболеваниях экспрессивность может колебаться. В одной и той же рсемье 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 колебанийния экспрессивности.

Понимание генетики: что такое «пенетрантность» и «экспрессивность»?

Читая о генетике, вы можете задаться вопросом, почему у одних глаза карие, а у других голубые. Почему генетические заболевания описываются фразами типа «не у всех с этим вариантом разовьется заболевание»? Генетика не всегда черно-белая — существует множество факторов, влияющих на то, проявляете ли вы какую-либо черту или состояние. Генетика вашего внешнего вида и нюансы риска заболевания могут сбивать с толку.Но если вы понимаете некоторую терминологию, вы можете использовать свою ДНК, чтобы узнать о потенциальных рисках заболеваний, личном атлетизме, диетической непереносимости и многом другом.

Сегодня мы узнаем о двух наиболее важных терминах: пенетрантность и выразительность . Пенетрантность описывает, насколько вероятно, что у человека будет определенная физическая черта, основанная на его генетическом профиле. Черты характера — это физические особенности, которые закодированы в нашей ДНК, например цвет глаз и рост. Некоторые черты характера труднее увидеть, например, вашу группу крови и какие волокна скелетных мышц вы производите.Развитие болезни, вызванной генетическими вариациями, также считается признаком. Классическим примером этого является рак груди, при котором люди с вариацией определенного гена (например, BRCA1 ) имеют более высокую вероятность развития рака. В данном случае это признак рака. Но обратите внимание, как мы написали «более высокая вероятность». Это потому, что вариации ДНК, влияющие на ген BRCA1 , увеличивают риск заболевания раком, но не гарантируют этого. Это известно как неполная пенетрантность .

Пенетрантность считается неполной, если у некоторых людей есть определенный вариант гена, который, как известно, связан с заболеванием, но они никогда не заболевают. С другой стороны, полная пенетрантность — это когда болезнь развивается у каждого, у кого есть определенный вариант гена. Проще всего представить эту концепцию с помощью чисел: предположим, что у 100 человек есть вариант гена, связанный с заболеванием. Если все 100 из них заболеют, то этот вариант гена будет считаться полностью пенетрантным.Но если только 80 из них заболеют в установленные сроки, это будет неполная пенетрантность.

Почему это важно для вас? Концепция пенетрантности может иметь огромное влияние на то, как вы оцениваете свои личные генетические результаты и реагируете на них. Если вы сделаете генетическое тестирование, вы, вероятно, увидите термины или фразы, относящиеся к пенетрантности. Эти термины используются при объяснении вероятности того, что у вас может развиться определенная черта, с учетом ваших конкретных генетических результатов. Например, если у вас есть вариант гена, который связан с раком и имеет 80% пенетрантность, вы можете быть более склонны проходить регулярный скрининг.Однако, если пенетрантность варианта гена составляет всего 1%, ваш ответ может быть совершенно другим.

Итак, если ДНК человека содержит вариацию, связанную с болезнью, и обладает высокой проникающей способностью, означает ли это, что он получит худшее из болезни? К счастью, нет. Пенетрантность — это просто мера того, насколько вероятно, что вы проявите черту, и ничего не говорит о степени ее проявления. Это называется выразительностью, и цвет глаз — хороший пример того, как это работает. Цвет ваших глаз частично определяется производством коричневатого белка, называемого меланином; высокий уровень меланина вызывает у человека коричневый цвет глаз, а низкий уровень приводит к голубым глазам.Это означает, что даже у голубоглазых людей в глазах есть следы карие. Ключевым фактором здесь является величина экспрессии меланина. В этом случае коричневый цвет глаз является полностью проникающим, потому что у всех нас есть некоторое количество коричневого цвета в наших глазах, но выразительность карих глаз варьируется, потому что у разных людей есть разные уровни экспрессии меланина. Та же самая концепция может быть применена к генам, связанным с заболеванием: тот факт, что у вас полностью пенетрантная болезнь, не означает, что у вас будет самая тяжелая форма болезни.

Мы еще не до конца понимаем, почему существует такая большая вариативность того, как гены влияют на людей, но мы знаем, что ваше окружение, образ жизни и другие вариации генов могут влиять на то, насколько экспрессивным и проницаемым может быть ген. Тот факт, что ваша ДНК говорит нам о том, что вы, вероятно, непереносимость лактозы, не означает, что это так, но если да, то ваши симптомы могут быть настолько слабыми, что вы даже не заметите их (пример переменной экспрессии).

Что все это значит? Во-первых, ваш генетический профиль — это гораздо больше, чем кажется на первый взгляд.Помимо руководств на основе приложений, предоставляемых некоторыми продуктами на рынке Helix, генетические консультанты являются отличным ресурсом, который может помочь ответить на ваши вопросы. Но независимо от того, как вы это делаете, больше информации о своей ДНК может помочь вам принимать более обоснованные решения и вести более разумный и здоровый образ жизни.

Молекулярная основа ретинобластомы с низкой проницаемостью | Детский рак | JAMA Офтальмология

Ретинобластома — злокачественная опухоль сетчатки, которая возникает в основном у детей раннего возраста в результате мутаций в гене ретинобластомы ( RB ), первом идентифицированном гене-супрессоре опухоли.Примерно у 35–40% пациентов с ретинобластомой в зародышевой линии присутствует мутация гена RB , что приводит к наследственной передаче заболевания. Большинство семей с наследственной ретинобластомой демонстрируют аутосомно-доминантное наследование с почти полной пенетрантностью и высокой выразительностью. Однако некоторые семьи демонстрируют образец наследования, характеризующийся пониженной пенетрантностью и экспрессивностью. Недавние успехи в нашем понимании структуры и функции белка ретинобластомы (pRB) теперь позволяют по-новому взглянуть на молекулярную основу этой формы ретинобластомы с низкой пенетрантностью.Мутации ретинобластомы с низкой пенетрантностью либо вызывают снижение количества продуцируемого нормального pRB (мутации класса 1), либо приводят к частично функциональному мутантному pRB (мутации класса 2).

Ретинобластома сыграла решающую роль в нашем понимании наследственной предрасположенности к раку. Ретинобластома возникает в результате наследственных мутаций зародышевой линии у 35-40% пациентов, в то время как другие случаи вызваны соматическими ненаследственными мутациями.Клинические наблюдения за возрастом на момент постановки диагноза, количеством опухолей, латеральностью опухоли и семейным анамнезом привели Кнудсена ¹ в 1971 г. к постулированию гипотезы двух ударов, математической модели, которая предсказывала существование генов рецессивного рака или генов-супрессоров опухоли. Центральным в этой гипотезе была концепция, согласно которой оба клеточных аллеля предполагаемого гена ретинобластомы ( RB ) должны быть инактивированы в развивающемся ретинобласте для злокачественной трансформации. Последующая работа подтвердила гипотезу Кнудсена, идентифицировав ген RB на хромосоме 13q14 и показав, что этот ген мутирован в ретинобластомах, ^{2 -4} , а также при других типах рака. ^{5 , 6} Ген RB таким образом был установлен в качестве прототипа гена-супрессора опухоли. Большинство семейств ретинобластом демонстрируют аутосомно-доминантное наследование с почти полной пенетрантностью и высокой экспрессивностью. Однако некоторые семьи демонстрируют другой образец наследования, характеризующийся пониженной пенетрантностью и экспрессивностью. Недавние успехи в нашем понимании структуры и функции белка ретинобластомы (pRB) теперь позволяют по-новому взглянуть на молекулярную основу этой формы ретинобластомы с низкой пенетрантностью.Эти идеи повысили точность диагностического тестирования и семейного консультирования по поводу ретинобластомы и могут в конечном итоге помочь в разработке новых стратегий лечения.

В большинстве семей с ретинобластомой от 80% до 90% носителей гена развиваются опухоли глаза (высокая пенетрантность), а у большинства больных развиваются множественные двусторонние опухоли (высокая экспрессия). Однако в некоторых семьях значительная часть носителей остается незатронутой (сниженная пенетрантность), и у многих пораженных людей имеется только односторонняя ретинобластома или доброкачественные ретиноцитомы (сниженная выраженность). ⁷ Отношение количества пораженных глаз, отношения количества глаз, содержащих опухоли, к количеству носителей мутации в семье, было разработано для количественной идентификации семейств ретинобластом с низкой пенетрантностью, принимая во внимание как пенетрантность, так и экспрессивность. ⁸ В большинстве семей с низкой пенетрантностью соотношение больных глаз меньше 1,5, тогда как в семьях с полной пенетрантностью соотношение больных глаз обычно составляет 1,5 или больше. Были предложены различные механизмы ретинобластомы с низкой пенетрантностью, включая иммунологические факторы, метилирование ДНК, эпигенетические механизмы, отсроченную мутацию, факторы устойчивости хозяина, второй локус ретинобластомы и гены-модуляторы. ^{7 , 9 -12} Однако имеющиеся данные подтверждают идею о том, что большинство ретинобластом с низкой пенетрантностью возникает в результате мутаций в локусе гена RB . Природа этих вариантных мутаций была предметом пристального внимания, и недавнее понимание молекулярной функции pRB теперь позволяет лучше понять молекулярные основы ретинобластомы с низкой пенетрантностью.

Генетические механизмы ретинобластомы с низкой пенетрантностью

В одном из первых сообщений о ретинобластоме с низкой пенетрантностью Стронг и др. ¹³ описали семейство, которое передало конституциональную делецию хромосомы с участием локуса гена RB в хромосоме 13q14, при этом незатронутые носители сохраняли сбалансированную инсерционную транслокацию.Хотя хромосомные перестройки теперь кажутся редкой причиной ретинобластомы с низкой пенетрантностью, это исследование было важным для демонстрации того, что ретинобластома с низкой пенетрантностью может быть вызвана изменениями в локусе RB без привлечения других гипотетических механизмов, таких как перечисленные здесь. Имея это в виду, было высказано предположение, что мутации гена RB с низкой пенетрантностью могут быть вызваны слабыми аллелями, которые могут подавлять онкогенез в двуаллельном состоянии (т. Е. 2 ​​слабых аллеля), но не в моноаллельном состоянии (т. Е. 1 слабый аллель). ).В этой модели мутации, которые приводят только к одной копии слабого аллеля, такие как нерасхождение без редупликации или небольшая внутригенная мутация, могут привести к ретинобластоме (Рисунок 1). Важно отметить, что на эти механизмы приходится только около 40% соматических мутаций в ретинобластоме. ¹⁴ Напротив, мутации, которые приводят к сохранению обоих аллелей, такие как нерасхождение с редупликацией или митотической рекомбинацией, будут канцерогенными в ретинобластоме с полной пенетрантностью, но не в форме с низкой пенетрантностью.Поскольку на эту последнюю группу мутаций приходится до 60% соматических мутаций в ретинобластоме, ¹⁴ модель слабого аллеля может, по крайней мере, частично объяснять сниженную пенетрантность и экспрессивность в семьях ретинобластом с низкой пенетрантностью.

Молекулярные механизмы ретинобластомы с низкой пенетрантностью

В недавней работе молекулярная природа этих слабых аллелей гена RB стала более ясной.В настоящее время описаны девять различных мутаций гена RB в семьях ретинобластом с низкой пенетрантностью (Таблица 1 и Таблица 2). ^{8 , 12 , 15 -20} Эти мутации делятся на 2 функциональных класса: мутации, снижающие уровень экспрессии нормального pRB (класс 1), и мутации, приводящие к частично инактивированному мутантному pRB ( класс 2). ²¹ Практически все мутации с низкой пенетрантностью, о которых сообщалось на сегодняшний день, можно классифицировать по этой схеме.

МУТАЦИИ, УМЕНЬШАЮЩИЕ ВЫРАЖЕНИЕ НОРМАЛЬНОГО pRB

Мутации класса 1, которые, по-видимому, встречаются реже, чем мутации класса 2, не изменяют структуру или функцию pRB, но вызывают снижение уровня экспрессии нормального белка (таблица 1). Были описаны два подтипа мутаций класса 1: мутации промотора и мутации сайта сплайсинга.Точечные мутации в промоторе гена RB могут вызывать ретинобластому с низкой пенетрантностью, вмешиваясь в сайты связывания факторов транскрипции, таких как SP1, ATF и других белков. ^{15 , 16} Известно, что сайты связывания ATF и SP1 необходимы для нормальной экспрессии pRB ²² ; следовательно, эти мутации предположительно мешают сборке транскрипционного аппарата на промоторе и тем самым снижают эффективную экспрессию генов. Другая интересная мутация класса 1 затрагивает сайт сплайсинга в экзоне 21. ¹⁷ Переход G-to-A на последнем основании в экзоне 21 не приводит к изменению кодируемой аминокислоты (глутамина), но снижает соответствие акцепторного сайта границы экзона консенсусу сплайсинга. Следовательно, большая часть транскрибируемой матричной РНК из мутантного аллеля кодирует нефункциональный белок, лишенный экзона 21, но около 10% матричной РНК кодирует нормальный белок. Предположительно, этот класс мутаций вызывает ретинобластому с низкой пенетрантностью, поскольку 1 копия мутантного аллеля RB продуцирует низкий уровень pRB, который недостаточен для предотвращения туморогенеза. ²¹

МУТАЦИИ, ЧАСТИЧНО НЕАКТИВИРУЮЩИЕ pRB

Мутации с низкой пенетрантностью класса 2 не обязательно снижают уровень экспрессии белка, они скорее влияют на кодирующую область pRB и, как полагают, частично инактивируют белок (таблица 2). Эта идея подтверждается тем фактом, что большинство мутаций с полной пенетрантностью вызывают большие усечения, которые глобально нарушают структуру и функцию белка, ²³ , тогда как большинство мутаций с низкой пенетрантностью представляют собой небольшие делеции в рамке считывания или точечные мутации, которые могут иметь более тонкие эффекты на белок.Мутации с низкой пенетрантностью могут частично инактивировать pRB, например, за счет дестабилизации белка или устранения полусущественной функции. Эти и другие потенциальные механизмы могут действовать, ²⁴ и недавние достижения в понимании структуры и функции pRB теперь позволяют нам более подробно исследовать молекулярную основу этих мутаций.

СТРУКТУРА И ФУНКЦИЯ pRB

Ген RB кодирует ядерный фосфопротеин массой 105 кДа, pRB, который представляет собой сложную молекулу с множеством сайтов связывания и различными функциями.Функция pRB как супрессор опухоли обусловлена, по крайней мере частично, ее способностью ингибировать развитие клеточного цикла при фазовом переходе G ₁ из S в S. Эта регуляторная функция клеточного цикла pRB в значительной степени обусловлена ​​его способностью связывать и ингибировать семейство факторов транскрипции E2F, которые активируют гены, участвующие в делении клеток (рис. 2). ²⁵ E2F связываются с pRB в карманном домене, а также в карбокси-концевой области белка. Таким образом, мутации в любом из этих мест могут снизить связывание с E2F.

Многие другие белки связываются с карманным доменом pRB и могут играть роль в pRB-опосредованном контроле клеточного цикла. Например, pRB активно подавляет транскрипцию генов клеточного цикла, рекрутируя гистондеацетилазы (HDAC) и аденозинтрифосфатазы (например, BRG1) на промоторы, где эти ферменты переводят локальную структуру хроматина в неактивное состояние. ^{25 -27} Кроме того, pRB может подавлять онкогенез с помощью других механизмов, таких как индукция дифференцировки (рис. 2). ²⁴ Например, pRB связывает и ингибирует фактор антидифференцировки Id2, ²⁸ , который, как было показано в недавней исторической статье, является критической мишенью для pRB в развитии, дифференцировке и, возможно, также подавлении опухоли. ²⁹

Другие связанные с раком белки, такие как HDM2 и c-abl, связывают pRB на сайтах вне домена кармана. Хотя значение этих других связывающих доменов менее ясно, чем для кармана, ряд исследований теперь подтвердил важность этих областей в подавлении опухоли. ³⁰ Дальнейшее понимание мутаций с низкой пенетрантностью класса 2 может быть получено путем структурно-функционального анализа каждой области молекулы pRB.

Карманный домен pRB (аминокислоты 379-792) содержит 2 высококонсервативные области, называемые блоками A и B, которые разделены менее консервативной спейсерной областью (рис. 3). ³¹ Блоки A и B взаимодействуют с образованием кармана AB, который необходим для связывания с несколькими классами белков: (1) теми, которые содержат аминокислотный мотив Lys-X-Cys-X-Glu (или LXCXE), включая HDAC, BRG1 и вирусные онкобелки, большой Т-антиген обезьяньего вируса-40, вирус папилломы человека E7 и аденовирус E1a, и (2) белки, не относящиеся к LXCXE, такие как E2F.В недавнем кристаллографическом решении кармана был выяснен сайт связывания белков LXCXE. ³¹ В результате этого исследования было сделано несколько важных наблюдений. Во-первых, сайт связывания LXCXE состоит из 5 высококонсервативных аминокислотных остатков, разделенных линейной полипептидной последовательностью. Во-вторых, сайт связывания LXCXE расположен в B-боксе, но B-бокс складывается в активную конформацию только тогда, когда он находится в комплексе с A-боксом. Эта сложная структура объясняет, почему для активного кармана необходимы оба бокса и почему традиционный мутационный анализ не смог идентифицировать сайт связывания.Эта тема повторяется с другими функциональными доменами pRB, которые часто состоят из остатков, прерывистых в линейной пептидной последовательности, но сближающихся, когда белок принимает активную третичную конформацию или претерпевает внутримолекулярные взаимодействия. ³²

В качестве примера мутации с низкой пенетрантностью внутри кармана, Cys712Arg (превращение цистеина по остатку номер 712 в аргинин) представляет собой миссенс-мутацию, которая происходит внутри B-бокса. ^{20 , 33} Тот факт, что мутантный белок может подвергаться фосфорилированию (характеристика, требующая, чтобы относительно нормальная конформация белка распознавалась специфическими киназами), предполагает, что эта мутация слегка дестабилизирует pRB без значительного нарушения ее структуры. ³⁴ Одним из возможных способов проникновения в суть этой мутации является ее близость к Lys-713, который является ключевым остатком в сайте связывания LXCXE. ³¹ Мутация Lys-713 приводит к частично дефектному белку pRB, который не может связывать LXCXE-содержащие белки, такие как HDAC ²⁷ , и имеет пониженную способность подавлять опухоль (J.W.H., неопубликованные данные, январь 2001 г.). Мутант Cys712Arg также имеет пониженное связывание с E2F, ³⁴ и может прямо или косвенно дестабилизировать сайт связывания E2F.Таким образом, эта мутация с низкой пенетрантностью, по-видимому, частично инактивирует pRB, снижая его аффинность связывания с белками LXCXE и E2F.

Карбокси-концевая область

Важность карбоксиконцевой области pRB (аминокислоты 793-928) в подавлении опухоли изначально не принималась во внимание, поскольку большинство мутаций гена RB усекают белок выше этого участка, тем самым маскируя его функцию подавления опухоли. ²³ Однако теперь ясно, что карбоксиконцевая область важна для подавления опухоли ³⁰ и содержит несколько функциональных сайтов, включая сигнал ядерной локализации, ³⁵ второй сайт связывания для E2F, ³⁶ сайт связывания (s) для HDM2 и c-abl, ^{37 , 38} 7 консенсусных сайтов фосфорилирования циклин-зависимой киназы (CDK) и сайтов стыковки CDK (фиг. 3). ³⁹ Мутация с низкой пенетрантностью в карбоксиконцевой области дала важное понимание супрессорной функции опухоли этой части белка. ¹² Эта мутация приводит к делеции экзонов 24 и 25 в рамке считывания, вырезает аминокислоты с 830 по 887 и тем самым удаляет сигнал ядерной локализации, сайт (сайты) связывания HDM2 / c-abl и часть связывания E2F. сайт. ¹² Мутантный белок, как и ожидалось, не имеет связывания с HDM2 и снижает связывание с E2F. ¹² Интересно, что он все еще имеет некоторую остаточную ядерную локализацию, поскольку последовательности в кармане также могут опосредовать проникновение в ядро. ⁴⁰ Таким образом, этот мутант может сохранять достаточно связывания E2F и ядерной локализации для подавления опухолей при экспрессии в двуаллельном состоянии.Также возможно, что связывание HDM2 составляет полусущественную функцию в pRB-опосредованном подавлении опухоли, и потеря этой функции может проявляться как опухоль только в моноаллельном состоянии.

Аминоконцевой участок

Аминоконцевой участок pRB (аминокислоты 1-378) является наименее изученной частью белка.Эта область содержит 6 консенсусных сайтов фосфорилирования CDK, которые могут играть роль в регуляции pRB в клеточном цикле. ⁴¹ Кроме того, эта область содержит сайты связывания для MCM7 (фактор лицензирования репликации), ⁴² новой киназы, которая фосфорилирует как pRB, так и гистон h2 в фазе G ₂ / M клеточного цикла, ⁴³ и другие белки (рис. 3). Мыши, которые были генетически сконструированы так, чтобы не иметь pRB, умирают до 16-го дня эмбриона с серьезными дефектами развития и апоптозом. ^{44 , 45} Интересно, что экспрессия pRB, лишенная аминоконцевой области, задерживает эту эмбриональную летальность, но не предотвращает ее. ⁴⁶ Сходным образом этот мутант с дефицитом по амино-концу задерживает, но не предотвращает опухоли гипофиза, наблюдаемые у мышей, гетерозиготных по делеции гена RB . ⁴⁶ Эти результаты предполагают, что аминоконцевой участок важен, но не полностью необходим для функции pRB и подавления опухоли. В соответствии с этим представлением, мутация в аминоконцевой области, как было показано, приводит к ретинобластоме с низкой пенетрантностью, ¹⁸ , но мутации, специфичные для этой области, редки в ретинобластоме с полной пенетрантностью. ²³ Эта мутация вызывает делецию экзона 4 в рамке считывания (аминокислоты 127–166), удаляя сайт связывания киназы G ₂ / M. Мутантный белок также имеет пониженную аффинность связывания E2F, но он может подавлять образование колоний в культивируемых опухолевых клетках и обладает другими свойствами подавления опухолей, чем нормальный pRB. ^{21 , 24} Таким образом, эта мутация с низкой пенетрантностью, по-видимому, нарушает 1 или несколько полусущественных функций в аминоконцевой области pRB.

ТРЕТЬЯ СТРУКТУРА pRB

Мы могли бы упустить из виду важные молекулярные механизмы ретинобластомы с низкой пенетрантностью, если исследуем только линейную близость мутаций к сайтам связывания и функциональным доменам.Третичная структура pRB чрезвычайно сложна, и мутации в ключевых структурных остатках могут оказывать сильное влияние на общую структуру белка. Недавнее кристаллографическое решение pRB показало, что карманный домен, который состоит из консервативных блоков A и B, образует очень сложную многофункциональную единицу, которая удерживается вместе интерфейсом A-B. ³¹ Этот интерфейс имеет решающее значение для структуры кармана и образован высококонсервативными аминокислотными остатками как из A, так и из B боксов, которые образуют гидрофобное ядро. ³¹ Мутации, которые разрушают структурное ядро ​​интерфейса A-B, глобально дестабилизируют pRB и приводят к нефункциональному белку. Например, Ser-567, мутация опухолевого происхождения у пациентов с двусторонней ретинобластомой, ⁴⁷ образует часть критической сети водородных связей на границе раздела A-B. Изменение этого остатка путем замены аминокислоты приводит к нефункциональному белку, который не может связывать E2F или подавлять образование опухолевых колоний. ³² Интересно, что мы недавно показали, что фосфорилирование этого сайта также разрушает карман A-B и может действовать как потенциально обратимый механизм для инактивации pRB во время клеточного цикла. ³² В отличие от этой инактивирующей мутации, мутации с низкой пенетрантностью незначительно влияют на третичную структуру таким образом, что позволяет белку сохранять некоторую остаточную функцию. Например, Arg661Trp — одна из наиболее часто регистрируемых мутаций с низкой пенетрантностью. ^{8 , 19} Arg-661 находится в блоке B и участвует в водородных связях с аминокислотными остатками в блоке A. Таким образом, Arg-661 может помочь стабилизировать интерфейс A-B, но, по-видимому, он не является частью основной структуры интерфейса. ³¹ Таким образом, мутация этого остатка может частично дестабилизировать интерфейс A-B без существенного нарушения структуры кармана. Эта возможность подтверждается открытием того, что мутантный белок Arg661Trp может фосфорилироваться, и он приближается к нормальной активности супрессора опухоли при пониженной температуре, предполагая, что белок может быть относительно нестабильным, но не сильно разрушенным. ³⁴ Интересно также, что этот мутант обладает минимальной активностью связывания E2F, но все же может подавлять образование опухолевых колоний.Это, по-видимому, является результатом его способности индуцировать дифференцировку, а не ингибирования клеточного цикла. ²⁴ Будет интересно определить, индуцирует ли мутант Arg661Trp дифференцировку за счет сохранения связывания с белками, участвующими в программе дифференцировки, такими как Id2 и myoD.

Другая мутация с низкой пенетрантностью в блоке A приводит к делеции Asn-480 в рамке считывания. ⁸ Этот остаток не является частью известного связывающего или структурного мотива, но недавняя работа ^{21 , 34} предоставила несколько ключей к пониманию функциональных последствий этой мутации.Мутантный белок может подвергаться фосфорилированию и достигает нормальной активности супрессора опухолей при пониженной температуре, что позволяет предположить, что делеция Asn-480 снижает стабильность белка, но не нарушает глобальную структуру белка. Однако белок имеет пониженное связывание с белками LXCXE и минимальное связывание с E2F. Частичная активность этого мутантного pRB может происходить, по крайней мере частично, из его остаточной карманной активности, которая может позволить ему взаимодействовать с факторами дифференцировки, связывающими карман, такими как Id2 и myoD.Способность этого мутанта способствовать дифференцировке не исследовалась. Также следует отметить, что Asn-480 соседствует с Phe-482, высококонсервативным и гидрофобным остатком, который обычно скрыт внутри белка, что позволяет предположить, что он может играть важную структурную роль. ³¹ Удаление Asn-480 потенциально может привести к тому, что Phe-482 станет открытым или иным образом скомпрометирован как структурный элемент.

Исследования ретинобластомы с низкой пенетрантностью дали новое важное понимание клеточной функции pRB.Эти исследования уже привели к улучшению диагностического тестирования и семейного консультирования по поводу ретинобластомы и могут в конечном итоге вдохновить на новые терапевтические стратегии. Хотя основа ретинобластомы с низкой пенетрантностью изначально была связана с иммунологическими факторами или другими механизмами, теперь ясно, что большинство случаев ретинобластомы с низкой пенетрантностью происходит из-за особого класса мутаций, связанных с геном RB . Схема классификации, первоначально предложенная Otterson et al. ²¹ , может быть дополнительно подразделена для учета практически всех мутаций с низкой пенетрантностью, о которых сообщалось на сегодняшний день.Общей темой всех этих мутаций является снижение количества или качества клеточной активности pRB. Недостаточное количество нормального pRB может быть результатом мутаций в последовательностях промотора или сайта сплайсинга. Напротив, pRB может быть частично отключен тонкими мутациями, которые глобально снижают стабильность и сродство связывания белка или которые локально нарушают полусущественные функции. Активность pRB в подавлении опухолей обусловлена ​​как его способностью останавливать клеточный цикл, так и индуцировать дифференцировку.Некоторые мутации с низкой пенетрантностью, по-видимому, нарушают преимущественно ту или иную из этих функций, предполагая, что регуляция клеточного цикла и дифференцировка могут играть кооперативную роль в супрессии опухоли с помощью pRB. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы более четко понять механизм мутаций с низкой пенетрантностью и применить эти знания для улучшения ухода за пациентами с ретинобластомой.

Принята к публикации 8 июня 2001 г.

Доктор Харбор был поддержан премией за карьерный рост от Research to Prevent Blindness Inc, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, а также грантами K08 EY00382-01 и R01 EY13169-01 от Национальных институтов здравоохранения, Бетесда, штат Мэриленд.

Автор благодарит Мохаммеда Эль-Баша за обзор литературы и сбор данных.

Эта статья исправлена ​​14 ноября 2001 г.

Автор, отвечающий за переписку, и оттиски: Дж. Уильям Харбор, доктор медицины, Вашингтонский университет, кампусный бокс 8069, 660 S Euclid Ave, St Louis, MO 63110 (электронная почта: [email protected]).

1.Кнудсон
AG
Jr Мутация и рак: статистическое исследование ретинобластомы. Proc Natl Acad Sci U S A. 1971; 68820-823Google ScholarCrossref 2. Друг
SHBernards
Рогель
S
и другие. Сегмент ДНК человека со свойствами гена, предрасполагающего к ретинобластоме и остеосаркоме. Природа. 1986; 323643-646Google ScholarCrossref 3.Fung
YKMurphree
ALT’Ang
AQian
JHinrichs
SHBenedict
WF Структурные доказательства подлинности гена ретинобластомы человека. Наука. 1987; 2361657-1661Google ScholarCrossref 4.Lee
WHShew
JYHong
FD
и другие. Ген восприимчивости ретинобластомы кодирует ядерный фосфопротеин, связанный с ДНК-связывающей активностью. Природа. 1987; 329642-645Google ScholarCrossref 5.Harbour
JWLai
SLWhang-Peng
JGazdar
AFMinna
JDKaye
FJ Аномалии в структуре и экспрессии гена ретинобластомы человека при SCLC. Наука. 1988; 241353-357Google ScholarCrossref 6.Ли
EYTo
HShew
JYBookstein
Рскулли
PLee
WH Инактивация гена восприимчивости ретинобластомы при раке груди человека. Наука. 1988; 241218-221Google ScholarCrossref 7.Bonaiti-Pellie
CBriard-Guillemot
ML Анализ сегрегации при наследственной ретинобластоме. Hum Genet. 1981; 57411-419Google ScholarCrossref 8. Ломанн
DRBrandt
BHopping
WPassarge
EHorsthemke
B Отчетливые мутации гена RB1 с низкой пенетрантностью при наследственной ретинобластоме. Hum Genet. 1994; 94349-354Google ScholarCrossref 9.Char
DHEllsworth
RRabson
ASAlbert
Д.М.Герберман
RB Клеточный иммунитет к линии культуры ткани ретинобластомы у пациентов с ретинобластомой. Am J Ophthalmol. 1974; 785-11Google Scholar 10.Greger
VPassarge
EHopping
WMessmer
EHorsthemke
B Эпигенетические изменения могут способствовать формированию и спонтанной регрессии ретинобластомы. Hum Genet. 1989; 83155-158Google ScholarCrossref 11. Мацунага
E Наследственная ретинобластома: отсроченная мутация или резистентность хозяина? Am J Hum Genet. , 1978; 30406-424, Google Scholar, 12, Бремнер.
RDu
DCConnolly-Wilson
MJ
и другие. Делеция экзонов 24 и 25 RB вызывает ретинобластому с низкой пенетрантностью. Am J Hum Genet. 1997; 61556-570Google ScholarCrossref 13.Strong
LCRiccardi
В.М. Феррелл
RESparkes
RS Семейная ретинобластома и делеция 13 хромосомы передаются посредством инсерционной транслокации. Наука. 1981; 2131501-1503Google ScholarCrossref 14.Hagstrom
С.А.Дрыя
TP Карта митотической рекомбинации 13cen-13q14, полученная в результате исследования потери гетерозиготности в ретинобластомах. Proc Natl Acad Sci U S A. 1999; 962952-2957Google ScholarCrossref 15.Sakai
ТОхтани
NMcGee
TLRobbins
П.Д.Дрыя
TP Онкогенные мутации зародышевой линии в сайтах Sp1 и ATF в гене ретинобластомы человека. Природа. 1991; 35383-86Google ScholarCrossref 16.Коуэлл
JKBia
Б.А. Куличев
А. Новая мутация в промоторной области в семье с легкой формой ретинобластомы указывает на расположение нового регуляторного домена для гена RB1. Онкоген. 1996; 12431- 436Google Scholar 17.Schubert
ELStrong
Л.Чансен
MF A мутация сплайсинга в RB1 в ретинобластоме с низкой пенетрантностью. Hum Genet. 1997; 100557-563Google ScholarCrossref 18.Dryja
TPRapaport
JMcGee
TLNork
Т.М.Шварц
TL Молекулярная этиология ретинобластомы низкой пенетрантности в двух родословных. Am J Hum Genet. 1993; 521122-11128Google Scholar19.Onadim
Жогг
ABaird
PNCowell
JK Онкогенные точечные мутации в экзоне 20 гена RB1 в семьях, демонстрирующих неполную пенетрантность и умеренную экспрессию фенотипа ретинобластомы. Proc Natl Acad Sci U S A. 1992; 896177-6181Google ScholarCrossref 20. Cowell
JKBia
B Новая миссенс-мутация у пациентов с родословной ретинобластомы, демонстрирующая лишь умеренное проявление фенотипа опухоли. Онкоген. 1998; 163211-3213Google ScholarCrossref 21.Otterson
GAChen
WDCoxon
А.Б.Хлейф
SNKaye
FJ Неполная пенетрантность семейной ретинобластомы, связанная с мутациями зародышевой линии, которые приводят к частичной потере функции RB. Proc Natl Acad Sci U S A. 1997; 9412036-12040Google ScholarCrossref 22.Zacksenhaus
EGill
RMPhillips
RAGallie
BL Молекулярное клонирование и характеристика промотора RB1 мыши. Онкоген. 1993; 82343-2351Google Scholar23.Harbour
JW Обзор мутаций гена RB у пациентов с ретинобластомой: значение для клинического генетического скрининга. Офтальмология. 1998; 1051442-1447Google ScholarCrossref 24. Продавцы
WRNovitch
BGMiyake
S
и другие. Стабильное связывание с E2F не требуется белку ретинобластомы для активации транскрипции, стимулирования дифференцировки и подавления роста опухолевых клеток. Genes Dev. 1998; 1295-106Google ScholarCrossref 25. Harbour
JWDean
DC Путь Rb / E2F: новые парадигмы и расширение ролей. Genes Dev. 2000; 142545-2562Google ScholarCrossref 26.Zhang
HSPostigo
AADean
DC Активная репрессия транскрипции комплексом Rb-E2F опосредует задержку G1, запускаемую p16INK4a, TGFβ, и контактное ингибирование. Ячейка. 1999; 9753-61Google ScholarCrossref 27.Dahiya
А.Гавин
MRLuo
RXDean
DC Роль сайта связывания LXCXE в функции Rb. Mol Cell Biol. 2000; 206799-6805Google ScholarCrossref 28.Iavarone
AGarg
Пласорелла
AHsu
JИзраиль
МА. Белок ID-2 спираль-петля-спираль усиливает пролиферацию клеток и связывается с белком ретинобластомы. Genes Dev. 1994; 81270-1284Google ScholarCrossref 29.Lasorella
Аноседа
МБейна
MIavarone
Id2 является белком-мишенью ретинобластомы и опосредует передачу сигналов онкобелками Myc. Природа. 2000; 407592-598Google ScholarCrossref 30.Whitaker
LLSu
HBaskaran
Р.Кнудсен
ESWang
JYJ Подавление роста E2F-связывающим дефектным белком ретинобластомы (RB): вклад С-кармана RB. Mol Cell Biol. 1998; 184032-4042Google Scholar31.Lee
JORusso
А.А.Павлетич
NP Структура домена кармана супрессора опухолей ретинобластомы, связанного с пептидом из HPV E7. Природа. 1998; 391859-865Google ScholarCrossref 32.Гавань
JWLuo
RXDei Sante
Апостиго
AADean
Фосфорилирование DC Cdk запускает последовательные внутримолекулярные взаимодействия, которые постепенно блокируют функции Rb по мере того, как клетки перемещаются через G1. Ячейка. 1999; 98859-869Google ScholarCrossref 33. Ахмад
Н.Н.Барбоса-де-Мело
MDSingh
ADDonoso
LAShields
JA Возможная горячая точка в экзоне 21 гена ретинобластомы, предрасполагающая к фенотипу ретинобластомы с низкой пенетрантностью? Ophthalmic Genet. 1999; 20225-231Google ScholarCrossref 34. Otterson
ГАМоди
SNguyen
KCoxon
ABKaye
FJ Термочувствительные мутации RB, связанные с неполной пенетрантностью семейной ретинобластомы в 12 семьях. Am J Hum Genet. 1999; 651040-1046Google ScholarCrossref 35.Zacksenhaus
EBremner
RPhillips
RAGallie
BL Сигнал двусторонней ядерной локализации в продукте гена ретинобластомы и его значение для биологической активности. Mol Cell Biol. 1993; 134588-4599Google Scholar, 36. Хуан
SShin
ЭШеппард
КА
и другие. Область белка ретинобластомы, необходимая для взаимодействия с фактором транскрипции E2F, включает в себя связывающую T / E1A и карбоксиконцевые последовательности. DNA Cell Biol. 1992; 11539-548Google ScholarCrossref 37.Xiao
ZXChen
JLevine
AJ
и другие. Взаимодействие между белком ретинобластомы и онкобелком MDM2. Природа. 1995; 375694-698Google ScholarCrossref 38.Welch
PJWang
JY C-концевой белок-связывающий домен в белке ретинобластомы регулирует ядерную тирозинкиназу c-Abl в клеточном цикле. Ячейка. 1993; 75779-790Google ScholarCrossref 39.Adams
PDLi
XSellers
WR
и другие. Белок ретинобластомы содержит С-концевой мотив, который нацелен на его фосфорилирование комплексами циклин-cdk. Mol Cell Biol. 1999; 191068–1080.Zacksenhaus
EJiang
Чжэй
YJPhillips
RAGallie
BL Ядерная локализация, обеспечиваемая карманным доменом продукта гена ретинобластомы. Biochim Biophys Acta. 1999; 1451288-296Google ScholarCrossref 41.Knudsen
ESWang
JY Двойные механизмы ингибирования связывания E2F с RB путем фосфорилирования RB, опосредованного циклин-зависимой киназой. Mol Cell Biol. 1997; 175771-5783Google Scholar42.Sterner
JMDew
KSMusahl
CKornbluth
Шоровиц
JM. Отрицательная регуляция репликации ДНК белком ретинобластомы опосредована его ассоциацией с MCM7. Mol Cell Biol. 1998; 182748-2757Google Scholar43.Sterner
JMMurata
YKim
HGKennett
SBTempleton
DJHorowitz
JM Обнаружение новой регулируемой клеточным циклом киназной активности, которая ассоциируется с аминоконцом белка ретинобластомы в фазах G2 / M. J. Biol Chem. 1995; 2709281-9288Google ScholarCrossref 44. Джексы
Т.Фазели
А.Шмитт
EMBronson
RTGoodell
М.А.Вайнберг
RA Эффекты мутации Rb у мышей. Природа. 1992; 359295-300Google ScholarCrossref 45.Lee
EYChang
CYHu
N
и другие. Мыши с дефицитом Rb нежизнеспособны и обнаруживают дефекты нейрогенеза и гематопоэза. Природа. 1992; 359288-294Google ScholarCrossref 46. Riley
DJLiu
CYLee
WH Мутации N-концевых областей делают белок ретинобластомы недостаточным для функций в развитии и подавления опухоли. Mol Cell Biol. 1997; 177342-7352Google Scholar47.Йылмаз
Шорстхемке
BLohmann
DR Двенадцать новых мутаций гена RB1 у пациентов с наследственной ретинобластомой. Hum Mutat. 1998; 12434Google ScholarCrossref

14.2: Проникновение и выразительность — Biology LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. Переменная экспрессия и неполное проникновение
2. Авторы и атрибуция

Пенетрантность относится к вероятности экспрессии гена или признака.В некоторых случаях, несмотря на наличие доминантного аллеля, фенотип может отсутствовать. Одним из примеров этого является полидактилия у людей (лишние пальцы рук и / или ног). Доминантный аллель вызывает полидактилию у людей, но не все люди с этим аллелем отображают дополнительные цифры. «Полная» пенетрантность означает, что ген или гены признака выражены во всей популяции, у которой есть эти гены. «Неполная» или «пониженная» пенетрантность означает, что генетический признак выражен только в части популяции. Пенетрантность экспрессии также может изменяться в разных возрастных группах населения.Снижение пенетрантности, 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.

Иллюстрация смоделирована по образцу подобного изображения Стивена М. Карра, «Пенетрансность против выразительности».

Экспрессивность, с другой стороны, относится к вариации фенотипической экспрессии, когда аллель проникает.Вернемся к примеру полидактилии, лишний палец может встречаться на одном или нескольких придатках. Цифра может быть полной или короткой. Следовательно, этот аллель имеет пониженную пенетрантность, а также изменчивую экспрессивность. Вариативная выразительность относится к ряду признаков и симптомов, которые могут встречаться у разных людей с одним и тем же генетическим заболеванием. Как и в случае с пониженной пенетрантностью, вариативная 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.

Иллюстрация смоделирована по образцу подобного изображения Стивена М. Карра, «Пенетрансность против выразительности».

Для получения дополнительной информации о сниженной пенетрантности и переменной выразительности взгляните на интерактивное руководство по пенетрантности, которое предлагает PHG Foundation. В учебном пособии объясняются различия между пониженной пенетрантностью и переменной выразительностью.

Авторы и авторство

Все права защищены. Содержание

• Переменная выразительность и неполное проникновение. Автор : Простое обучение. Расположен по адресу : https://youtu.be/1XW-j3VQGRY. Лицензия : Все права защищены . Условия лицензии : Стандартная лицензия YouTube

Контент в общественном достоянии

Неполная пенетрантность — Breda Genetics srl

Типичная аутосомно-доминантная передача

Что такое неполная пенетрантность? Когда это чаще встречается?

Иногда пациенты с генетической мутацией, вызывающей заболевание, остаются полностью бессимптомными на протяжении всей жизни.Это связано с генетическим феноменом, известным как неполная пенетрантность . Неполная пенетрантность возникает в основном при аутосомно-доминантно наследственных заболеваниях. Определение пенетрантности согласуется с процентами субъектов, у которых есть вызывающая заболевание мутация и проявляются клинические симптомы . Для большинства генетических нарушений пенетрантность составляет 100%.

Расстройства повторной экспансии

Помимо аутосомно-доминантных расстройств, вызванных типичными однонуклеотидными вариациями или делециями / вставками, неполная пенетрантность может быть обнаружена также у -ти повторов расстройств.Например, при болезни Хантингтона аллели с 36-39 повторами классифицируются как аллелей с неполной пенетрантностью , тогда как аллели с 40 или более повторами классифицируются как полностью пенетрантных аллелей (Warby SC et al, PMID: 20301482).

Возраст начала

Некоторые расстройства, характеризующиеся неполной пенетрантностью, также имеют позднее начало симптомов во взрослом возрасте. Чем дольше мутировавший пациент остается бессимптомным в течение многих лет, тем более вероятно, что у него / нее вообще не разовьется заболевание.

Связь с определенными типами мутаций

Как сказано выше, неполная пенетрантность типична для аутосомно-доминантных заболеваний, которые часто вызываются генетическими мутациями с определенными биологическими характеристиками. Это могут быть мутации с усилением функции или мутации, вызывающие гаплонедостаточность , или мутации, затрагивающие белки, которые имеют решающее значение для определенных тканей / органов, но не для других . Этот последний тип мутации также является причиной другого хорошо известного генетического феномена: вариабельной экспрессии. Считается, что на неполную пенетрантность, а также на переменную экспрессивность влияют генетические, эпигенетические и / или экологические факторы (например, образ жизни, среда обитания или наличие других генетических вариантов, которые могут модулировать эффект вызывающей заболевание мутации).

Однако следует отметить, что существуют также аутосомно-доминантные заболевания, при которых пенетрантность полная или почти полная. Рассмотрим, например, туберозный склероз, при котором пенетрантность оценивается в 100% (Northrup H, 201, PMID: 20301399).

Детерминанты неполной пенетрантности и переменной экспрессии при наследственных синдромах сердечной аритмии — Mayo Clinic

TY — JOUR

T1 — Детерминанты неполной пенетрантности и переменной экспрессии при наследственных синдромах сердечной аритмии

AU — R. — Акерман, Майкл Дж.

N1 — Авторские права:
Авторские права 2018 Elsevier B.V., Все права защищены.

PY — 2013/1

Y1 — 2013/1

N2 — Мутации в генах, кодирующих порообразующие α-субъединицы и дополнительные β-субъединицы ионных каналов, а также внутриклеточные белки, управляющие кальцием, которые в совокупности поддерживают электромеханическую функцию сердце человека служит основным патогенным субстратом для спектра предрасполагающих к внезапной сердечной смерти (ВСС) синдромов наследственной сердечной аритмии, включая синдром удлиненного интервала QT (LQTS), синдром короткого интервала QT (SQTS), синдром Бругада (BrS) и катехоламинергические полиморфные желудочковая тахикардия (CPVT).Подобно многим менделевским расстройствам, сердечные «каннелопатии» демонстрируют неполную пенетрантность, переменную экспрессивность и фенотипическое перекрытие, в результате чего у людей с положительным генотипом в одной и той же генетической линии предполагается совершенно разное клиническое течение, что объективно оценивается фенотипическими особенностями, такими как электрокардиографические аномалии и количество / тип сердечных событий. В этом обзоре мы суммируем текущее понимание глобальной архитектуры сложных электрокардиографических признаков, таких как интервал QT, с упором на роль общих генетических вариантов в модуляции параметров ЭКГ в состоянии здоровья, а также на экологические и генетические детерминанты неполной пенетрантности и вариабельности. выраженность синдромов наследственной сердечной аритмии, наиболее часто встречающихся в клинической практике.

AB — Мутации в генах, кодирующих порообразующие α-субъединицы ионных каналов и дополнительные β-субъединицы, а также внутриклеточные белки, управляющие кальцием, которые в совокупности поддерживают электромеханическую функцию человеческого сердца, служат в качестве основного патогенного субстрата для спектра внезапных предрасполагающие к сердечной смерти (SCD) наследственные синдромы сердечной аритмии, включая синдром удлиненного QT (LQTS), синдром короткого QT (SQTS), синдром Бругада (BrS) и катехоламинергическую полиморфную желудочковую тахикардию (CPVT).Подобно многим менделевским расстройствам, сердечные «каннелопатии» демонстрируют неполную пенетрантность, переменную экспрессивность и фенотипическое перекрытие, в результате чего у людей с положительным генотипом в одной и той же генетической линии предполагается совершенно разное клиническое течение, что объективно оценивается фенотипическими особенностями, такими как электрокардиографические аномалии и количество / тип сердечных событий. В этом обзоре мы суммируем текущее понимание глобальной архитектуры сложных электрокардиографических признаков, таких как интервал QT, с упором на роль общих генетических вариантов в модуляции параметров ЭКГ в состоянии здоровья, а также на экологические и генетические детерминанты неполной пенетрантности и вариабельности. выраженность синдромов наследственной сердечной аритмии, наиболее часто встречающихся в клинической практике.

UR — http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=84870933622&partnerID=8YFLogxK

UR — http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=84870933622&partnerID=8Y

U2 — 10.1016 / j.trsl.2012.08.005

DO — 10.1016 / j.trsl.2012.08.005

M3 — См. Статью

C2 — 22995932

AN — SCOPUS: 84870933622

VL — 16

SP — 1

EP — 14

JO — Трансляционные исследования

JF — Трансляционные исследования

SN — 1931-5244

IS — 1

ER —

LRRK2 при болезни Паркинсона — рисует завесу пенетрантности: комментарий | BMC Medicine

Неполная выразительность проникновения утечки доминирования — Менделирующие концепции

Неполное доминирование — это форма наследования, когда два разных аллеля выражают новый аллель в качестве потомка; утечка — это перемещение гена от одного вида к другому; пенетрантность относится к вероятности экспрессии гена или признака, в то время как экспрессивность определяет, насколько хорошо гены экспрессируются.

Неполное доминирование — это выражение, когда потомство выражает фенотип , который является промежуточным между доминантным признаком одного родителя и рецессивным признаком другого родителя. У людей неполное доминирование происходит с одним из генов текстуры волос. Когда один родитель передает аллель вьющихся волос (неполностью доминантный аллель), а другой родитель передает аллель прямых волос, влияние на потомство будет промежуточным, в результате волосы станут волнистыми.

Утечка — это передача генов от одного вида к другому или введение новых аллелей из внешнего источника. Например, пятнистый олень, завезенный в Западную Европу, легко воспроизводится с местным благородным оленем. Это перемещение пятнистого оленя привело к передаче генетической информации. «Чистых» благородных оленей в регионе больше нет, и всех можно отнести к гибридам.

Вероятность экспрессии гена или признака обозначается как пенетрантность .Пенетрантность — это степень экспрессии гена в фенотипах носителей его, измеряемая долей носителей, демонстрирующих характерный фенотип. Одним из примеров этого является полидактилия (лишние пальцы рук и / или ног) у людей. Доминантный аллель вызывает полидактилию у людей, но не все люди с этим аллелем показывают дополнительные цифры.

С другой стороны, экспрессия относится к изменению фенотипической экспрессии, когда аллель является пенетрантом. Он количественно определяет долю лиц данного генотипа, которые будут выражать указанный фенотип.Вернемся к примеру полидактилии, лишний палец может встречаться на одном или нескольких придатках. Цифра может быть полной или короткой. Следовательно, этот аллель имеет пониженную пенетрантность, а также изменчивую экспрессивность.

Практические вопросы

Ханская академия

Семейный анамнез синдрома Марфана

Типы наследования у цветковых растений

Официальная подготовка MCAT (AAMC)

Ключевые точки

• Неполное доминирование — это форма наследования, при которой наследуются два противоположных аллеля, так что индивидуум проявляет промежуточный фенотип или выражает новый аллель.

• Утечка — это передача генов от одного вида к другому или введение новых аллелей из внешнего источника.

• Пенетрантность означает вероятность проявления гена или признака; он измеряется долей носителей, демонстрирующих характерный фенотип.

• Экспрессивность относится к вариации фенотипического выражения, когда аллель является пенетрантным; он количественно определяет долю лиц данного генотипа, которые будут выражать указанный фенотип.

Ключевые термины

неполное доминирование : состояние, при котором фенотип гетерозиготного генотипа отличается от фенотипов гомозиготных генотипов и часто является промежуточным по отношению к ним.

пенетрантность : степень, в которой конкретный ген или набор генов выражается в фенотипах носителей его, измеряется долей носителей, демонстрирующих характерный фенотип

экспрессивность : относительная способность гена влиять на фенотип организма, частью которого он является

фенотип : набор наблюдаемых характеристик индивида в результате взаимодействия его генотипа с окружающей средой

аллель : одна из нескольких альтернативных форм одного и того же гена, занимающая заданное положение на хромосоме

ген : участок ДНК, который кодирует характеристику

рецессивный : термин для описания аллеля, который не выражается как фенотип

доминантный : генотип является более сильным из двух аллелей и выражен

.