Ekspressivitet og penetrans er eksempler. Begrebet genekspressivitet og penetrans. Værdien af ​​enhed af det ydre og indre miljø i udviklingen af ​​organismen. Mutationsregnskabsmetoder

100 r første ordre bonus

Vælg type arbejde Afgangsarbejde Semesteropgave Abstrakt Kandidatafhandling Rapport om praksis Artikel Rapport Gennemgang Prøvearbejde Monografi Problemløsning Forretningsplan Svar på spørgsmål Kreativt arbejde Essay Tegning Kompositioner Oversættelse Præsentationer Indtastning Andet Forøgelse af det unikke ved teksten Kandidatens speciale Laboratoriearbejde Hjælp på- linje

Spørg efter en pris

Udtrykket "penetrance" blev introduceret af Timofeev-Ressovsky. Dette begreb forstås som geners evne til at manifestere sig i genotypen; og udtrykkes som kvotienten af ​​antallet af individer med egenskaben divideret med det samlede antal individer med genet for den egenskab. Eksempler på penetrering er: farven på den kinesiske primulablomst afhænger af lufttemperaturen; tegn på 100% penetrans - blodtype, højrehåndethed.

Ekspressivitet er graden af ​​manifestation af en egenskab. Begge egenskaber afhænger af ydre forhold. Eksempler på ekspressivitet er: elony-genet (“e//e” homozygot) - sort kropsfarve i Drosophila; grå kropsfarve ("+//+" homozygote); hvis temperaturen er mindre end 20 °, så en mørkegrå farve ("+ / / e" heterozygote); hvis mere end 20 °, så grå ("+ / / e" heterozygote); således indikerer en lav temperatur overvægten af ​​recessive gener, og en høj temperatur af semi-dominante gener.

Multipel allelisme.

Hvis et gen har et stort antal alleler, kaldes denne gruppe en række alleler. En række alleler af genet, der er ansvarlig for øjenfarve i Drosophila, er blevet etableret: mutation af hvide øjne (hvide - hvide (I-kromosom)).

Р w//w (hvid) x wa// (abrikos)

F1 w//wa (lysegul - forbindelse); m// (hvid)

Individer er heterozygote for dette gen (forbindelse). Forbindelsen vender ikke tilbage til vildtypen, de (individer) har en mellemliggende manifestation af tegn. Fraværet af tilbagevenden til vildtypen er diagnostisk for allelicitet af disse mutationer.

wa//wa - I-kromosom (abrikos)

+//+ - III kromosom (abrikos)

+//+ - I-kromosom (lys)

st//st - III kromosom (lyst)

wa og st er ikke-alleliske træk

I + - vild type

C > ch > cch > salbino

Albino vild himalaya chinchilla

C x sa - vild form

Boghvede og tobak har gener, der er ansvarlige for uforeneligheden af ​​stigma og pistil:

C1 C2 C3 C4 C5...

R C1C2 x C1C2 R C1C2 x C1C3

selvbestøvning ikke mulig delvis sterilitet

Penetrance (penetrance, lat. penetrantis- penetrerende, nående) - hyppigheden eller sandsynligheden for manifestation af en allel af et bestemt gen i forskellige individer af en beslægtet gruppe af organismer (graden af ​​manifestation af en allel i et individ kaldes ekspressivitet). Skelne mellem fuldstændig (allelen forekommer hos alle individer) og ufuldstændig penetrering (allelen forekommer hos nogle individer). De fleste mutante alleler er karakteriseret ved ufuldstændig penetrering. Penetrans udtrykkes i % (fuld penetrans - 100%). Udtrykket "Penetrance" blev foreslået af N. V. Timofeev-Resovsky i 1927.

Eksisterende definitioner af dette udtryk er tvetydige og ofte forvirrede. I medicin er penetrans andelen af ​​mennesker med en given genotype, som har mindst ét ​​symptom på en sygdom (med andre ord, penetrans bestemmer sandsynligheden for en sygdom, men ikke dens sværhedsgrad). Nogle mener, at penetrans ændrer sig med alderen, såsom ved Huntingtons sygdom, men forskelle i alder for sygdommens begyndelse tilskrives normalt variabel ekspressivitet. Nogle gange afhænger penetrering af miljøfaktorer, såsom ved G-6-PD-mangel.

Penetrans kan være vigtig i medicinsk genetisk rådgivning for autosomale dominante lidelser. En sund person, hvis forældre lider af en lignende sygdom, set ud fra klassisk arv, kan ikke være bærer af mutantgenet. Men hvis vi tager muligheden for ufuldstændig penetrering i betragtning, så er billedet helt anderledes: en udadtil sund person kan have et umanifesteret mutantgen og give det videre til børn.

Gendiagnostiske metoder kan afgøre, om en person har et mutant gen og skelne et normalt gen fra et ikke-manifesterende mutant gen.

I praksis afhænger bestemmelsen af ​​penetrans ofte af kvaliteten af ​​forskningsmetoderne, for eksempel kan der ved hjælp af MR påvises symptomer på sygdommen, som ikke tidligere er påvist.

Fra et medicinsk synspunkt anses genet for manifesteret selv med en asymptomatisk sygdom, hvis funktionelle afvigelser fra normen opdages. Fra et biologisk synspunkt betragtes et gen som manifesteret, hvis det forstyrrer organismens funktioner.

Mens der almindeligvis tales om penetrans og udtryksevne af autosomale dominante sygdomme, gælder de samme principper for kromosomale, autosomale recessive, X-bundne og polygene sygdomme.

En allels penetrering er hyppigheden af ​​dens manifestation i en population. Ekspressiviteten af ​​en allel er sværhedsgraden af ​​dens manifestation i et individ. Med fuldstændig allelgennemtrængning observeres træk i alle individer af befolkningen. Ved ufuldstændig penetrering observeres tegnet ikke hos alle individer.

Penetrans i genetik er andelen af ​​individer med en given genotype, hos hvem den er fænotypisk manifesteret. Hvis sygdommen ikke viser sig i alle individer af den tilsvarende genotype, taler de om ufuldstændig penetrering af genet.

PENETRATION PENETRATION

(fra latin penetrans, genus case penetrantis - gennemtrængende, nå), hyppigheden af ​​manifestation af en allel af et bestemt gen i forskellige individer af en beslægtet gruppe af organismer. Udtrykket "P." foreslået i 1927 af N. V. Timofeev-Resovsky. Der er komplet P. (allelen forekommer hos alle individer) og ufuldstændig P. (allelen forekommer ikke hos nogle individer). Kvantitativt udtrykkes P. i % af individer, hvor denne allel er manifesteret (100 % - komplet P.). Ufuldstændig P. er karakteristisk for manges manifestation. gener. For eksempel, i en person P. medfødt dislokation af hoften 25%, P. øjendefekt - coloboma - ca. halvtreds%. Ufuldstændig P. kan være baseret på både genetiske. årsager og påvirkning af ydre. betingelser. Kendskab til mekanismerne af P. og arten af ​​P. af visse alleler er vigtig i medicinsk genetik. konsultation og definition af en mulig genotype af "raske" mennesker, pårørende til-rykh havde arv, sygdomme. Manifestationen af ​​gener, der kontrollerer kønsbegrænsede egenskaber (f.eks. fjerdragtfarve, ægproduktion, mælkefedtindhold), såvel som kønsafhængige egenskaber, kan betragtes som særlige tilfælde af ufuldstændig P.. For eksempel vises en allel af et gen, der forårsager skaldethed hos mænd, der er heterozygote for denne allel, ikke hos heterozygote kvinder. I homozygot tilstand forårsager denne allel skaldethed hos mænd og hårudtynding hos kvinder. (se UDTRYKKELIG).

.(Kilde: "Biological Encyclopedic Dictionary." Chefredaktør M. S. Gilyarov; Redaktion: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin og andre - 2. udgave, rettet . - M .: Sov. Encyclopedia, 1986.)

Se, hvad "PNETRATION" er i andre ordbøger:

- (populationsgenetik) en indikator for den fænotypiske manifestation af en allel i en population. Det er defineret som forholdet (normalt som en procentdel) mellem antallet af individer, hvor fænotypiske manifestationer af tilstedeværelsen af ​​en allel observeres, og det samlede antal individer, i ... ... Wikipedia

- (fra lat. penetrans-slægten n. penetrantis penetrerende), hyppigheden af ​​manifestation af et gen, bestemt af antallet af individer (inden for en beslægtet gruppe af organismer), der udviser en egenskab, der kontrolleres af dette gen ... Stor encyklopædisk ordbog

Penetrans. Se genekspression. (Kilde: "English Russian Explanatory Dictionary of Genetic Terms". Arefiev V.A., Lisovenko L.A., Moskva: VNIRO Publishing House, 1995) ... Molekylærbiologi og genetik. Ordbog.

- (fra latin penetro jeg penetrerer, jeg når), den hyppighed, hvormed et dominant eller recessivt gen i homozygot tilstand manifesterer sig fænotypisk. Udtrykket blev introduceret af N. V. Timofeev Resovsky (1927). Økologisk encyklopædisk ordbog. Chisinau: Hjem… … Økologisk ordbog

penetrans- og vel. penetration f. Biol. sl. 377 ... Historisk ordbog over gallicisme af det russiske sprog

penetrans- manifestation af genet Hyppigheden af ​​manifestation af en bestemt allel i en gruppe af beslægtede organismer (i dette tilfælde kaldes graden af ​​dens manifestation i et individ ekspressivitet); med fuldstændig P. finder manifestationen af ​​allelen sted i alle individer af prøven, størstedelen ... ... Teknisk oversætterhåndbog

Penetrans- * penetrans * penetreringsfrekvens eller sandsynlighed for manifestation af et gen (allel) i en gruppe af beslægtede organismer under passende miljøforhold. P. bestemmes af andelen af ​​individer (i%) af bærerne af det undersøgte gen (allel), hvori det ... ... Genetik. encyklopædisk ordbog

TRÆNGE IND- (repetrance) den hyppighed, hvormed en given egenskab styres af et bestemt gen. Fuldstændig penetrering observeres, når denne egenskab er til stede i alle individer, i hvis krop dette eller det gen er til stede. Hvis … … Forklarende ordbog for medicin

- (fra lat. penetrans, slægt n. penetrantis penetrerende), hyppigheden af ​​manifestation af et gen, bestemt af antallet af individer (inden for en beslægtet gruppe af organismer), hvori en egenskab kontrolleret af dette gen manifesteres. * * * TRÆNGE IND… … encyklopædisk ordbog

- (fra latin penetro jeg penetrerer, jeg når) en kvantitativ indikator for den fænotypiske variabilitet af ekspressionen af ​​et gen. Det måles (normalt i%) ved forholdet mellem antallet af individer, hvor et givet gen manifesterede sig i fænotypen, og det samlede antal individer i genotypen ... ... Store sovjetiske encyklopædi

I betragtning af virkningen af ​​et gen, dets alleler, er det nødvendigt at tage hensyn til ikke kun geninteraktioner og virkningen af ​​modificerende gener, men også den modificerende virkning af det miljø, hvor organismen udvikler sig. Det er kendt, at i primula er blomstens farve pink (P-) - hvid (rr) nedarves i et monohybrid mønster, hvis planter udvikler sig i temperaturområdet 15-25°C. Hvis planterne F2 vokse ved en temperatur på 30-35 ° C, så viser alle deres blomster sig at være hvide. Endelig, når man dyrker planter F2 under forhold med temperatur svingende omkring 30 ° C, kan forskellige forhold opnås fra 3R:1rr op til 100 % af planter med hvide blomster. Et sådant varierende forhold mellem klasser under opsplitning afhængigt af miljøforhold eller af betingelserne i det genotypiske miljø (som S.S. Chetverikov kaldte variationen af ​​genotypen ved modificerende gener) kaldes den varierende penetrans: Dette koncept indebærer muligheden for manifestation eller ikke-manifestation af en egenskab i organismer, der er identiske med hensyn til de undersøgte genotypiske faktorer.

Et eksempel på genets pleiotrope virkning er allerede blevet nævnt - den dominerende platinfarvning af ræve med en recessiv dødelig virkning. Som vist af D.K. Belyaev et al., er det muligt at opnå fødslen af ​​levende hvalpe, der er homozygote for den dominerende allel af platinfarvning ved at variere længden af ​​dagen for drægtige hunner. Således kan penetreringen af ​​manifestationen af ​​den dødelige effekt reduceres (det vil ikke længere være 100%).

Penetrans udtrykkes ved andelen af ​​individer, der udviser det undersøgte træk blandt alle individer af samme genotype for det kontrollerede (undersøgte) gen.

Sværhedsgraden af ​​træk kan også afhænge af det ydre miljø og modificerende gener. For eksempel Drosophila, homozygot for allelen vgvg(rudimentære vinger), viser denne funktion mere kontrast med faldende temperatur. Et andet tegn på Drosophila er fraværet af øjne. (øje) varierer fra 0 til 50 % af antallet af facetter, der er karakteristiske for vildtypefluer.

Graden af ​​manifestation af en variabel egenskab kaldes ekspressivitet. Ekspressivitet er sædvanligvis kvantificeret som en funktion af egenskabens afvigelse fra vildtypen.

Begge begreber - penetrans og ekspressivitet - blev introduceret i 1925 af N.V. Timofeev-Resovsky for at beskrive den varierende ekspression af gener (fig. 1).

Ris. 1 - Skema, der forklarer variationen i karaktertrækkets udtryksevne og penetrering

Det faktum, at en egenskab kan eller ikke kan manifestere sig hos individer af en given genotype afhængigt af betingelserne eller variere under forskellige miljøforhold, overbeviser os om, at fænotypen er resultatet af genernes virkning (og interaktion) under de specifikke forhold i organismens eksistens.

Genotypens evne til at manifestere sig på en eller anden måde under forskellige miljøforhold afspejler normen for dens reaktion - evnen til at reagere på forskellige udviklingsbetingelser. Reaktionshastigheden af ​​genotypen skal tages i betragtning både i forsøg og i avlen af ​​nye former for økonomisk værdifulde organismer. Fraværet af ændringer i karaktertrækkets manifestation indikerer, at den anvendte indflydelse ikke påvirker den givne reaktionsnorm, og organismens død indikerer, at den allerede er uden for reaktionsnormen. Udvælgelsen af ​​højproduktive former for planter, dyr og mikroorganismer er i høj grad et udvalg af organismer med en snæver og specialiseret reaktionshastighed på sådanne ydre påvirkninger som gødning, rigelig fodring, dyrkningsmønstre mv.

Kunstig indsnævring eller hastighedsforskydning bruges til at mærke mange vitale gener. For eksempel blev gener, der styrer DNA-reproduktion og proteinsyntese i bakterier og gær, gener, der styrer udviklingen af ​​Drosophila, etc. undersøgt. betinget dødelig.

Materialet diskuteret i dette kapitel viser således, at genotypen er et system af interagerende gener, der manifesterer sig fænotypisk afhængigt af forholdene i det genotypiske miljø og eksistensbetingelserne. Kun ved at bruge principperne for Mendeleev-analyse kan dette komplekse system opdeles betinget i elementære træk - phener, og derved identificere separate, diskrete enheder af genotypen - gener.

Mange genetiske sygdomme klart defineret i familien; de der. en unormal fænotype er let at skelne fra en normal. Fra klinisk erfaring er det dog kendt, at nogle sygdomme måske ikke viser sig, selvom personen har den samme genotype, som forårsager sygdommen hos andre familiemedlemmer. I andre tilfælde kan den samme sygdom have ekstremt varierende præsentation med hensyn til klinisk sværhedsgrad, række af symptomer eller debutalder.

Fænotypisk udtryk unormal genotype kan modificeres af virkningerne af aldring, andre genetiske loci eller miljøfaktorer. Forskelle i udtryk kan ofte føre til vanskeligheder med at tolke diagnose og stamtavle. Der er to forskellige mekanismer, der kan forklare forskellene i udtryk: reduceret penetrans og variabel ekspressivitet.

Penetrans- sandsynligheden for, at genet vil have nogen fænotypiske manifestationer. Hvis fænotypeekspressionsfrekvensen er mindre end 100 %, dvs. der er individer, der har den tilsvarende genotype uden nogen af ​​dens manifestationer, de siger, at genet har ufuldstændig penetrering. Penetrans er et alt-eller-intet begreb. Dette er procentdelen af ​​mennesker med en patologisk genotype og dens manifestationer, i det mindste til en vis grad.

udtryksfuldhed- sværhedsgraden af ​​fænotypeekspression blandt individer med én patologisk genotype. Når sværhedsgraden af ​​sygdommen er forskellig mellem individer med den samme genotype, siges fænotypen at have variabel ekspressivitet. Selv inden for den samme stamtavle kan to individer, der bærer de samme mutante gener, have nogle af de samme tegn og symptomer, og andre manifestationer af sygdommen kan variere afhængigt af de berørte væv og organer.

Nogle vanskeligheder i forståelsen af ​​arven af ​​sygdommen fænotype, der opstår fra aldersafhængig penetrance og variabel ekspressivitet, kan overvejes på eksemplet med autosomal dominant neurofibromatosis NF1. Neurofibromatosis type 1 er en almindelig lidelse i nervesystemet, øjnene og huden, der forekommer hos cirka 1 ud af 3.500 fødsler. Der er ingen signifikante forskelle i forekomsten af ​​sygdommen blandt etniske grupper.

Neurofibromatose type 1(NF1) er karakteriseret ved vækst i huden af ​​adskillige benigne volumetriske tumorer, neurofibromer; tilstedeværelsen af ​​talrige, flade, uregelmæssige pigmenterede hudpletter kendt som "kaffe"-pletter eller "café-au-lait"-pletter; væksten af ​​små godartede tumorer (hamartomer) i øjets iris (Lish nodules); nogle gange mental retardering, CNS-tumorer, disseminerede plexiforme neurofibromer og udvikling af ondartede tumorer i nervesystemet eller musklerne. Sygdommen har således en pleiotrop fænotype.

1. type(NF1) blev først fuldt ud beskrevet af lægen von Recklinghausen i 1882, men sygdommen har formentlig været kendt siden oldtiden. Selvom voksne heterozygoter næsten altid har en eller anden form for sygdom (dvs. 100 % voksen penetrans), kan nogle kun have kaffepletter, aksillære fregner og Lisch-knuder, mens andre kan have livstruende godartede tumorer, der påvirker rygmarven eller ondartede sarkomer i ekstremiteterne.

Således er der variabel udtryksevne; selv inden for samme stamtavle er nogle patienter alvorligt ramt og andre kun lidt. Diagnose er sværere hos børn, da symptomer udvikler sig gradvist med alderen. For eksempel i den neonatale periode har mindre end halvdelen af ​​alle ramte mindst det mildeste tegn på sygdommen, "kaffe"-pletter. Penetrans er derfor afhængig af alder.

PÅ NF1-gen der er fundet mange forskellige mutationer, der forårsager et fald i funktionen af ​​genproduktet, neurofibromin. Cirka halvdelen af ​​tilfældene af NF1 er forårsaget af en ny snarere end en arvelig mutation.

Det største genetiske problem i rådgivning af familier til patienter med NF1- behovet for at vælge mellem to lige sandsynlige muligheder: probandens sygdom er sporadisk, dvs. en ny mutation, eller patienten har arvet en klinisk signifikant form af sygdommen fra en forælder, hos hvem genet er til stede, men svagt manifesteret. Hvis probanden har arvet defekten, er risikoen for, at nogen af ​​hans eller hendes søskende også vil arve sygdommen, 50%; men hvis probanden har den nye mutation, er der meget lille risiko for søskende.

Vigtigt er det i begge tilfælde risikoen for, at patienten vil videregive genet afkom, er 50 %. I betragtning af denne usikkerhed skal familier til patienter med NF1 være opmærksomme på, at sygdommen kan påvises præsymptomatisk og endda prænatalt ved hjælp af molekylær genetisk analyse. Desværre kan molekylær diagnostik normalt kun besvare spørgsmålet om, hvorvidt en sygdom vil udvikle sig, men kan ikke bestemme dens sværhedsgrad. Med undtagelse af sammenhængen mellem fuldstændig gendeletion med dysmorfier, mental retardering og et højt antal neurofibromer i en tidlig alder, blev der ikke fundet nogen sammenhæng mellem sværhedsgraden af ​​fænotypen og specifikke mutationer i NF1-genet.

Et andet eksempel på en autosomal dominant misdannelse med ufuldstændig penetrans er ektrodaktisk hånddelingsforstyrrelse. Misdannelsen opstår i den sjette eller syvende udviklingsuge, når hænder og fødder dannes. Sygdommen viser locus heterogenitet. Mindst fem loci er blevet identificeret, selvom det ansvarlige gen faktisk kun er blevet bekræftet i nogle få af dem. Ufuldstændig penetrering i stamtavler med håndmisdannelser kan føre til overspringede generationer, og det komplicerer genetisk rådgivning, fordi en person med normale hænder stadig kan give sygdomsgenet videre og dermed have ramt børn.

Selvom i almindelighed reglerne for arv monogene sygdomme let kan klassificeres som autosomal eller X-bundet og dominant eller recessiv, kan arv i en individuel stamtavle være sløret af mange andre faktorer, der gør det vanskeligt at fortolke arvemåden.

Diagnostiske vanskeligheder kan skyldes ufuldstændige penetrans eller variabel udtryksevne af sygdommen; genekspression kan påvirkes af andre gener og miljøfaktorer; nogle genotyper overlever ikke til fødslen; der er muligvis ingen nøjagtige oplysninger om tilstedeværelsen af ​​sygdommen i slægtninge eller familieforhold; dominerende og X-bundne sygdomme kan forårsage nye mutationer; og endelig, med den lille familiestørrelse, som er typisk i dag i de fleste udviklede lande, kan patienten ved et uheld være den eneste patient i familien, når det er meget vanskeligt at beslutte sig for arvetypen.

genetisk sygdom kan optræde på ethvert tidspunkt gennem en persons liv, fra tidlig fosterudvikling til høj alder. Nogle kan være dødelige in utero, andre kan forstyrre normal fosterudvikling og blive opdaget prænatalt (f.eks. ved ultralyd), men er kompatible med levende fødsel; atter andre kan først identificeres efter fødslen. (Genetiske og medfødte sygdomme forveksles ofte.