Heterozygotní je termín používaný v genetice k popisu, kdy jsou na chromozómu spárovány dvě variace genu (známé jako alely) na stejném místě (lokus). Naproti tomu je homozygotní, když existují dvě kopie stejné alely na stejném místě.
Termín heterozygot je odvozen od "hetero", což znamená jiný a "-zigový" význam související s oplodněným vajíčkem (zygotem).
Stanovení vlastností
Lidé jsou nazýváni diploidními organismy, protože mají dvě alely na každém místě, přičemž jedna alela je zděděna od každého rodiče. Konkrétní párování alel se přenáší na změny v genetických vlastnostech jednotlivce.
Alela může být dominantní nebo recesivní. Dominantní alely jsou ty, které vyjadřují vlastnost, i když existuje pouze jedna kopie. Recesivní alely se mohou vyjádřit pouze v případě, že existují dvě kopie.
Jedním z takových příkladů jsou hnědé oči (které jsou dominantní) a modré oči (které jsou recesivní). Pokud jsou alely heterozygotní, dominantní alela by se projevila nad recesivní alelou, což mělo za následek hnědé oči. Současně by se tato osoba považovala za "nositele" recesivní alely, což znamená, že alela modrého oka může být předána potomkům, i když má hnědé oči.
Alele mohou být také neúplně dominantní, mezilehlá forma dědičnosti, kde ani jedna alela není zcela vyjádřena nad druhou.
Příkladem může být alela, která odpovídá tmavé kůži (ve které má člověk více melaninu ) spárovanou s alelou odpovídající světlé kůži (ve které je méně melaninu), aby vytvořila tón pleti někde mezi nimi.
Vývoj nemocí
Kromě fyzikálních vlastností jednotlivce může párování heterozygotních alel někdy vést k vyššímu riziku určitých stavů, jako jsou vrozené vady nebo autosomální poruchy (choroby zděděné prostřednictvím genetiky).
Pokud je alela mutována (což znamená, že je vadná), může být onemocnění předáno potomkům, i když rodič nemá žádné známky poruchy. Pokud jde o heterozygotnost, může to mít jednu z několika forem:
- Pokud jsou alely heterozygotní recesivní, vadná alela by byla recesivní a nevyjádřila se sama. Místo toho by tato osoba byla nosičem.
- Pokud jsou alely heterozygotní, je vadná alela dominantní. V takovém případě může nebo nemusí být dotčena osoba (ve srovnání s homozygotním dominantním postavením, kde by byla osoba postižena).
Jiné heterozygotní párování by prostě předisponovaly člověka ke zdravotnímu stavu, jako je celiakie a určité druhy rakoviny . To neznamená, že osoba dostane onemocnění; jednoduše naznačuje, že jednotlivec je vystaven vyššímu riziku. Dalším faktorem, jako je životní styl a životní prostředí, by se také podíleli.
Poruchy jednoho genu
Jednotlivé poruchy genu jsou ty, které jsou způsobeny jednou mutovanou alelou spíše než dvěma. Je-li mutovaná alela recesivní, osoba obvykle nebude postižena. Nicméně pokud je mutovaná alela dominantní, mutovaná kopie může přepsat recesivní kopii a způsobit buď méně závažné formy onemocnění nebo zcela symptomatické onemocnění.
Jednotlivé poruchy genu jsou poměrně vzácné. Mezi některými častějšími heterozygotními dominantními poruchami:
- Huntingtonova choroba je dědičná porucha, která vede ke smrti mozkových buněk. Onemocnění je způsobeno dominantní mutací v jedné nebo obou alelách genu nazvaného Huntingtin .
- Neurofibromatóza typu 1 je dědičná porucha, při které se na kůži, páteři, kostře, očích a mozku objevují nádory nervových tkání. Pro vyvolání tohoto efektu je zapotřebí pouze jedna dominantní mutace.
- Rodinná hypercholesterolemiie (FH) je dědičná porucha charakterizovaná vysokými hladinami cholesterolu, konkrétně "špatnými" lipoproteiny s nízkou hustotou (LDL). Jedná se zdaleka nejběžnější z těchto poruch, které postihují přibližně každých 500 lidí.
Osoba s jediným genovým postižením má 50/50 šanci přenést mutovanou alelu na dítě, které se stane nosičem.
Pokud mají oba rodiče heterozygotní recesivní mutaci, budou mít jejich děti šanci rozvinout poruchu jednou za šest. Riziko bude stejné pro každé narození.
Pokud mají oba rodiče heterozygotní dominantní mutaci, mají jejich děti 50% šanci získat dominantní alelu (částečné nebo úplné symptomy), 25% pravděpodobnost získání obou dominantních alel (symptomy) a 25% získání obou recesivních alel (žádné příznaky).
Heterozygozita sloučeniny
Heterozygozita sloučeniny je stav, ve kterém existují dvě různé recesivní alely na stejném místě, které mohou společně způsobit onemocnění. Jedná se opět o vzácné poruchy, které jsou často spojeny s rasou nebo etnikem. Mezi nimi:
- Tay-Sachova choroba je vzácná zděděná porucha, která způsobuje zničení nervových buněk v mozku a míchu. Jedná se o velmi variabilní poruchu, která může způsobit onemocnění během dětství, dospívání nebo pozdější dospělosti. Zatímco Tay-Sachs je způsoben genetickými mutacemi genu HEXA , je to specifické párování alel, které nakonec určuje, jakou formu onemocnění trvá. Některé kombinace se promítají do dětského onemocnění; jiní překládají pozdější onemocnění.
- Fenylketonurie (PKU) je genetická porucha postihující především děti, u kterých se v mozku akumuluje látka známá jako fenylalanin, která způsobuje záchvaty, duševní poruchy a intelektuální postižení. Existuje obrovská rozmanitost genetických mutací spojených s PKU, jejichž párování může vést k mírnějším a závažnějším formám onemocnění.
Dalšími onemocněními, ve kterých mohou hrát heterozygotní sloučeniny, jsou cystická fibróza, srpkovitá anémie a hemochromatóza (nadměrné množství železa v krvi).
Heterozygote Advantage
Zatímco jedna kopie alely nemoci obvykle nevede k nemoci, existují případy, kdy může poskytnout ochranu před jinými nemocemi. Jedná se o jev označovaný jako heterozygotní výhoda.
V některých případech může jediná alela změnit fyziologickou funkci jednotlivce tak, aby byla tato osoba rezistentní vůči určitým infekcím. Mezi příklady:
- Srdeční buněčná anémie je genetická porucha způsobená dvěma recesivními alely. Obě alely způsobují malformaci a rychlou sebezničku červených krvinek. Pouze jedna alela může způsobit méně závažný stav nazývaný srpovitá buněčná vlastnost, u níž jsou jen některé buňky poškozeny. Tyto mírnější změny stačí k tomu, aby poskytly přirozenou obranu proti malárii zabíjením infikovaných krevních buněk rychleji, než parazit může reprodukovat.
- Cystická fibróza (CF) je recesivní genetická porucha, která může způsobit těžké poškození plic a trávicího traktu. U osob s homozygotními alely způsobuje CF silnou, lepivou tvorbu hlenu v plicích a gastrointestinálním traktu. U osob s heterozygotními alelami může stejný účinek, i když snížený, může snížit náchylnost člověka k choleře a břiše tyfů . Tím, že se zvyšuje tvorba hlenu, je člověk méně pronikavý vůči škodlivému účinku infekční průjmy.
Stejný účinek může vysvětlit, proč se zdá, že lidé s heterozygotními alelami u některých autoimunitních poruch mají nižší riziko pozdějších příznaků hepatitidy C.
> Zdroje:
> Al-Chalabi, A. a Almasy, L. (2009) Genetika komplexních lidských nemocí: A Laboratory Manual (1. Lab Edition). New York, New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN-13: 978-0879698836.
> Genetická aliance. (2010) Porozumění genetice: Průvodce okresem Columbie pro pacienty a odborníky v oblasti zdraví. "Dodatek G: Jednorázové poruchy genu . " Washington, DC: District of Columbia Department of Health. PMID: 23586106.
> Wynbrandt, J. a Ludman, M. (2008) Encyklopedie genetických poruch a vadných poruch (3. vydání). New York, New York: Knihovna zdraví a života. ISBN-13: 978-0816063963.