ลักษณะและโรคที่ผิดปกติ

Heterozygous เป็นคำที่ใช้ในพันธุกรรมเพื่ออธิบายว่าเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของยีนสองแบบ (alleles) จะจับคู่กันที่ตำแหน่งเดียวกัน (locus) บน โครโมโซม ตรงกันข้าม homozygous คือเมื่อมีสำเนาของอัลลีลเดียวกันสองชุดในสถานที่เดียวกัน

คำว่า heterozygous มาจากคำว่า "hetero-" หมายถึงความหมายที่แตกต่างกันและ "--zygous" หมายถึงไข่ที่ปฏิสนธิ (zygote)

การกำหนดลักษณะ

มนุษย์เรียกว่าสิ่งมีชีวิตที่ฝังแน่นเนื่องจากมีอัลลีลสองตัวที่แต่ละตำแหน่งและมีอัลลีลที่สืบทอดจากพ่อแม่แต่ละตัว การจับคู่เฉพาะของอัลลีลจะแปลความแตกต่างในลักษณะทางพันธุกรรมของแต่ละบุคคล

อัลลีลสามารถเป็นเด่นหรือด้อย อัลลีลที่เด่นคือคนที่แสดงถึงลักษณะแม้ว่าจะมีเพียงสำเนาเดียว อัลลีลของ Recessive สามารถแสดงออกได้เฉพาะเมื่อมีสำเนาสองชุดเท่านั้น

ตัวอย่างหนึ่งคือดวงตาสีน้ำตาล (ซึ่งเป็นสีที่เด่นชัด) และดวงตาสีฟ้า (ซึ่งเป็นลักษณะด้อย) ถ้าอัลลีลเป็น heterozygous อัลลีลที่โดดเด่นจะแสดงตัวเองผ่าน allele ถอยทำให้ดวงตาสีน้ำตาล ในเวลาเดียวกันคนจะถือเป็น "ผู้ให้บริการ" ของ allele ถอยซึ่งหมายความว่า allele ตาสีฟ้าสามารถส่งผ่านไปยังลูกหลานแม้ว่าบุคคลนั้นมีดวงตาสีน้ำตาล

รูปแบบของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่เป็นตัวแทนของ allele นั้นยังไม่สมบูรณ์

ตัวอย่างนี้อาจรวมถึงอัลลีลที่เกี่ยวข้องกับผิวคล้ำ (ที่คนมี เมลานิน มากขึ้น) จับคู่กับอัลลีลที่สัมพันธ์กับผิวที่มีแสง (ซึ่งมีเมลานินน้อยลง) เพื่อสร้างโทนสีผิวบางแห่งในระหว่างนั้น

การพัฒนาโรค

นอกเหนือจากลักษณะทางกายภาพของบุคคลแล้วการจับคู่ของอัลลีล heterozygous บางครั้งอาจทำให้เกิดความเสี่ยงสูงขึ้นในบางสภาวะเช่นข้อบกพร่องที่เกิดหรือ ความผิดปกติของ autosomal (โรคที่สืบทอดผ่านทางพันธุกรรม)

ถ้าอัลลีลกลายพันธุ์ (หมายความว่ามันผิดพลาด) โรคสามารถถูกส่งผ่านไปยังลูกหลานได้แม้ว่าผู้ปกครองจะไม่มีอาการผิดปกติก็ตาม เกี่ยวกับความ heterozygosity อาจใช้เวลาหนึ่งในหลายรูปแบบ:

• ถ้าอัลลีลเป็น recetive heterozygous, allele ผิดพลาดจะถอยถอยและไม่แสดงตัวเอง แต่คนจะเป็นผู้ให้บริการ
• ถ้า alleles เป็น heterozygous dominated, allele ผิดพลาดจะเด่น. ในกรณีเช่นนี้บุคคลนั้นอาจได้รับผลกระทบหรือไม่ก็ได้ (เมื่อเทียบกับการครอบงำ homozygous ที่บุคคลจะได้รับผลกระทบ)

การจับคู่ heterozygous อื่น ๆ ก็จะจูงใจคนที่มีภาวะสุขภาพเช่น celiac โรค และ มะเร็งบางชนิด นี้ไม่ได้หมายความว่าคนจะได้รับโรค; มันก็แสดงให้เห็นว่าบุคคลที่มีความเสี่ยงสูง ปัจจัยอื่น ๆ เช่นวิถีการดำเนินชีวิตและสิ่งแวดล้อมก็มีส่วนสำคัญเช่นกัน

ความผิดปกติของยีนเดี่ยว

ความผิดปกติของยีนเดี่ยวคือความผิดปกติของยีนเดี่ยวที่มีสาเหตุมาจากอัลลีลอัลลีลกลายพันธุ์เดี่ยวมากกว่าสองชนิด ถ้าอัลลีลกลายพันธุ์เป็น recessive คนมักจะไม่ได้รับผลกระทบ อย่างไรก็ตามถ้าอัลลีลกลายพันธุ์มีอำนาจเหนือกว่าสำเนาที่กลายพันธุ์สามารถแทนที่สำเนาด้อยและก่อให้เกิดรูปแบบที่รุนแรงน้อยกว่าของโรคหรือโรคที่มีอาการครบถ้วน

ความผิดปกติของยีนเดี่ยวค่อนข้างน้อย ในบางส่วนของความผิดปกติที่พบบ่อยมากขึ้น heterozygous:

• โรค Huntington เป็นโรค ที่สืบทอดมาซึ่งส่งผลให้เซลล์สมองตาย โรคนี้เกิดจากการกลายพันธุ์ที่เด่นชัดของทั้งสองแบบของยีนที่เรียกว่า Huntingtin
• Neurofibromatosis type-1 เป็นความผิดปกติที่สืบทอดมาซึ่งเนื้องอกในเนื้อเยื่อเนื้องอกที่เกิดขึ้นบนผิวหนังกระดูกสันหลังโครงกระดูกดวงตาและสมอง ต้องใช้การกลายพันธุ์เพียงอย่างเดียวเพื่อกระตุ้นให้เกิดผลกระทบนี้
• hypercholesterolemia ในครอบครัว (FH) เป็นโรคที่สืบทอดมาจากระดับคอเลสเตอรอลสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่ง "ไม่ดี" lipoproteins ความหนาแน่นต่ำ (LDLs) มันเป็นโดยทั่วไปที่พบมากที่สุดของความผิดปกติเหล่านี้มีผลต่อประมาณหนึ่งในทุก 500 คน

คนที่มีความผิดปกติของยีนเดี่ยวมีโอกาส 50/50 ที่จะผ่านอัลลีลกลายพันธุ์ไปยังเด็กที่จะกลายเป็นผู้ให้บริการ

ถ้าพ่อแม่ทั้งสองคนมีการกลายพันธุ์แบบถอยหลัง ๆ ที่ทำให้เกิดภาวะเสี่ยงต่อการคลอดบุตรลูกจะมีโอกาสหนึ่งในสี่ในการพัฒนาความผิดปกติ ความเสี่ยงจะเหมือนกันสำหรับการคลอดทุกครั้ง

ถ้าเด็กทั้งสองคนมีการกลายพันธุ์ที่เด่นชัด heterozygous เด็ก ๆ ของพวกเขามีโอกาสร้อยละ 50 ในการได้รับ allele ที่โดดเด่น (อาการบางส่วนหรือสมบูรณ์) โอกาสร้อยละ 25 ของการได้รับทั้งอัลลีลที่โดดเด่น (อาการ) และร้อยละ 25 ของการได้รับ alleles ด้อย (ไม่มีอาการ)

Heterozygosity คอมโพสิต

heterozygosity ประกอบเป็นรัฐที่มีสองอัลลีลที่แตกต่างกันถอยที่สถานที่เดียวกันซึ่งอาจทำให้เกิดโรคได้ เหล่านี้เป็นอีกครั้งความผิดปกติที่หายากซึ่งมักเชื่อมโยงกับเชื้อชาติหรือชาติพันธุ์ ในหมู่พวกเขา:

• โรค Tay-Sachs เป็นโรคที่พบได้ยากซึ่งเป็นสาเหตุของการทำลายเซลล์ประสาทในสมองและไขสันหลังปลา เป็นโรคที่ทำให้เกิดโรคได้ในช่วงวัยรุ่นวัยทารกหรือวัยโต ในขณะที่ Tay-Sachs เกิดจากการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมของยีน HEXA มันเป็นการจับคู่เฉพาะของอัลลีลที่กำหนดรูปแบบที่ใช้ในการรักษาโรคในที่สุด การรวมกันบางส่วนแปลเป็นโรคในวัยเด็ก อื่น ๆ แปลเป็นโรคที่เริ่มมีอาการในภายหลัง
• Phenylketonuria (PKU) เป็นโรคทางพันธุกรรมที่มีผลต่อเด็กซึ่งเป็นสารที่เรียกว่า phenylalanine สะสมในสมองทำให้เกิดอาการชักอาการผิดปกติทางจิตและความพิการทางสติปัญญา มีความหลากหลายของการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกับ PKU, การจับคู่ของซึ่งอาจนำไปสู่รูปแบบที่อ่อนโยนและรุนแรงมากขึ้นของโรค

โรคอื่น ๆ ที่สารประกอบ heterozygotes สามารถมีบทบาทเป็น fibrosis cystic, โรคโลหิตจางชนิดเคียวและ hemochromatosis (ธาตุเหล็กที่มากเกินไปในเลือด)

ข้อดีของ Heterozygote

แม้ว่าจะมีสำเนาของอัลลีลของโรคเพียงชนิดเดียวมักไม่มีผลต่อการเจ็บป่วย แต่ก็มีกรณีที่สามารถให้การป้องกันโรคอื่น ๆ ได้ นี่เป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าประโยชน์ของ heterozygote

ในบางกรณีอัลลีลเดียวสามารถเปลี่ยนแปลงการทำงานทางสรีรวิทยาของแต่ละบุคคลในลักษณะที่จะทำให้คนที่ทนต่อการติดเชื้อบางอย่าง ตัวอย่าง:

• โรคโลหิตจางเซลล์เม็ดเลือด เป็น โรค ทางพันธุกรรมที่เกิดจากอัลลีลอัลลีล การมีอัลลีลทำให้เกิดการเสียรูปและการทำลายเซลล์เม็ดเลือดแดงอย่างรวดเร็ว การมีเพียงอัลลีลเดียวอาจทำให้เกิดภาวะที่รุนแรงน้อยลงซึ่งเรียกได้ว่าลักษณะเซลล์เคียวซึ่งมีเพียงเซลล์บางชนิดที่มีรูปแบบไม่ถูกต้องเท่านั้น การเปลี่ยนแปลงที่อ่อนโยนเหล่านี้เพียงพอที่จะช่วยป้องกัน โรคมาลาเรียได้ โดยการฆ่าเซลล์เลือดที่ติดเชื้อได้เร็วกว่าเชื้อปรสิตที่สามารถสืบพันธุ์ได้
• Cystic fibrosis (CF) เป็นโรคทางพันธุกรรมแบบถอยที่อาจทำให้เกิดความผิดปกติอย่างรุนแรงของปอดและระบบทางเดินอาหาร ในบุคคลที่มีอัลลีล homozygous, CF ทำให้เกิดหนาแน่นเหนียวของน้ำมูกในปอดและระบบทางเดินอาหาร ในคนที่มีอัลลีล heterozygous ผลเช่นเดียวกันแม้ว่าจะลดลงสามารถลดความเสี่ยงของคนที่เป็น โรคอหิวาต์ และ ไข้ไทฟอยด์ โดยการเพิ่มการผลิตน้ำมูกคนที่มีผลต่อความเสียหายของโรคอุจจาระร่วงที่ติดเชื้อน้อยกว่า

ผลเช่นเดียวกันอาจอธิบายว่าทำไมคนที่มีอัลลีล heterozygous สำหรับ ความผิดปกติของภูมิต้านทานผิดปกติ บางอย่างจึงมีความเสี่ยงต่อการเป็น โรคตับอักเสบซีในระยะ ต่อไป

> แหล่งที่มา:

> Al-Chalabi, A. และ Almasy, L. (2009) พันธุศาสตร์เกี่ยวกับโรคที่ซับซ้อนของมนุษย์: คู่มือปฏิบัติการ (Lab ฉบับที่ 1) New York, New York: สำนักข่าว Cold Spring Harbor Laboratory ISBN-13: 978-0879698836

> กลุ่มพันธุกรรม (2010) เข้าใจ พันธุศาสตร์: คู่มือ District of Columbia สำหรับผู้ป่วยและผู้เชี่ยวชาญด้านสุขภาพ "ภาคผนวก G: ความผิดปกติของยีนเดี่ยว" Washington, DC: District of Columbia Department of Health PMID: 23586106

> Wynbrandt, J. และ Ludman, M. (2008) สารานุกรมของความผิดปกติทางพันธุกรรมและความบกพร่องที่เกิด (3rd Edition) New York, นิวยอร์ก: ห้องสมุดสุขภาพและการใช้ชีวิต ISBN-13: 978-0816063963