Mnogi faktori mogu utjecati na ekspresiju gena. Neki uzrokuju ekspresiju osobina odstupajuću od obrazaca predviđenih Mendelovim nasljeđivanjem.
(Vidi i Pregled genetike)
Penetracija i ekspresivnost
Penetracija je učestalost ekspresije gena. Definira se postotkom ljudi koji imaju gen i u kojih se on izražava fenotipski. (vidi sliku). Gen s nepotpunom (niskom) penetracijom neće se eksprimirati čak ni kada je osobina dominantna ili kada je recesivna i gen odgovaran za tu osobinu prisutan na oba kromosoma. Penetracija istog gena može varirati od osobe do osobe i može ovisiti o dobi osobe. Čak i kada abnormalni alel nije eksprimiran (nepenetracija), nepogođeni nosioc može prenijeti alel svojoj djeci, koji mogu imati kliničku abnormalnost. U tim slučajevima, preskače se generacija porijekla. Međutim, neki slučajevi su nepenetrirajući zbog nepoznavanja kliničara ili nemogućnosti prepoznavanja malih manifestacija poremećaja. Pacijenti s minimalnom ekspresijom ponekad imaju abnormalni oblik poremećaja.
Ekspresivnost je stupanj u kojem se gen izražava kod jedne osobe. Može biti gradiran kao postotak; npr, ako gen ima ekspresivnost 50% samo pola slučajeva će se prezentirati ili će težina biti samo 50% onoga što se može dogoditi ako je prisutna puna ekspresivnost. . Na ekspresivnost mogu utjecati okolina i drugi geni, tako da ljudi s istim genom mogu varirati u fenotipu. Ekspresivnost može varirati čak i među članovima obitelji.
Penetracija i ekspresivnost
|
|
Kako genotip utječe na fenotip ovisi o penetraciji i ekspresivnosti.
Penetracija se odnosi na to da li je gen eksprimiran ili nije. Odnosno odnosi se na to koliko ljudi s tim genom imaju osobinu povezanu s tim genom. Penetracija može biti kompletna (100%) ili inkompletna (npr. 50% ako samo pola ljudi ima tu osobinu).
Ekspresivnost određuje koliko osobina pogađa ili koliko se pojavnosti te osobine pojavljuje kod osobe. Ekspresija, koja se može izraziti u postocima može se kretati od kompletne do minimalane ili ne mora uopće biti prisutna. Različiti faktori, uključujući genetske čimbenike, izloženost štetnim tvarima i ostalim okolišnim čimbenicima kao i dob također mogu utjecati na ekspresivnost.
Oboje i penetracija i ekspresivnost mogu varirati: ljudi s genom mogu ili ne moraju imati osobinu, a kod osoba koje posjeduju tu osobinu, ona može varirati u ekspresiji.
|
Spolom ograničeno nasljeđivanje
Osobina koja se pojavljuje samo u jednom spolu naziva se spolom ograničeno nasljeđivanje. Spolom ograničeno nasljeđivanje se razlikuje od X vezanog nasljeđivanja, a odnosi se na osobine koje se prenose na X kromosomu. Spolom ograničeno nasljeđivanje, a možda je točniji naziv nasljeđivanje pod utjecajem spola, odnosi se na posebne slučajeve u kojima spolni hormoni i ostale fiziološke razlike između muškarca i žene mijenjaju ekspresivnost i penetraciju gena. Kao primjer preuranjena ćelavost (ćelavost muškog tipa) je autosomno dominantna osobina, ali takva osobina se rijetko izražava u žena i obično nakon menopauze.
Genomski utisak
Genomski utisak je različita ekspresija genetičkog materijala ovisno o tome da li je naslijeđen od majke ili oca. Kod većine autosoma, izražavaju se i majčinski i očinski aleli. Međutim, u < 1% alela, ekspresija alela je samo od majke ili oca. Naprimjer, ekspresija gena za inzulinu-sličan faktor rasta normalno je s očinskog alela.
Genomski utisak obično je određen učincima koji se događaju normalno tijekom razvitka gameta. Promjene poput metilacije DNA može uzrokovati da se majčinski ili očinski aleli izražavaju u različitim stupnjevima. Može se dogoditi da poremećaj preskače generaciju tako da genomski utisak sprječava izražavanje alela. Neispravno utiskivanje, poput abnormalne aktivacije ili prigušivanje alela može rezultirati poremećajima (npr. Prader-Willi sindrom, Angelman sindrom).
Kodominantnost
Promatrani su kodominantni aleli. Fenotip heterozigota se razlikuje od fenotipa homozigota. Primjer je ako osoba ima jedan alel koji kodira krvnu grupu A i jedan alel koji kodira krvnu grupu B, osoba ima oba tipa krvne grupe (krvna grupa AB).
Kromosomska inaktivacija
(Vidi i Lyonsku hipotezu (X-inaktivacija).)
U žena koje imaju 2 (ili s abnormalnostima spolnih kromosoma, > 2) X kromosoma (osim u jajnoj stanici), ali jedan X kromosom je inaktiviran; npr. većina alela na tom kromosomu nije aktivirana. Koji kromosom je inaktiviran određuje se nasumično u svakoj stanici početkom fetalnog života; ponekad je X kromosom inaktiviran od majke, a ponekad od oca. Ponekad većina inaktivacija X kromosoma bude naslijeđena od jednog oca i naziva se iskrivljena X inaktivacija. Bilo koji način rezultira time da inakcivacija nakon što se dogodi u jednoj stanici, svi potomci te stanice imaju identičnu X inaktivaciju.
Međutim, neki aleli se na inaktivnom X kromosomu eksprimiraju. Mnogi od ovih alela nalaze se na kromosomskim regijama Y kromosoma (zato se nazivaju pseudoautosomalnim regijama zato što i muškarci i žene dobivaju kopije tih regija).
Ključne točke
-
Ako se uoči da osobina preskače generaciju, treba uzeti u obzir inkompletnu ekspresiju i (manje vjerojatni) genomski utisak.
-
Genska ekspresija može biti modificirana spolno ograničenim nasljeđivanjem, genomskim utiskom i inaktivacijom X kromosoma.