Informatie

Als een gen zich op het X-chromosoom bevindt, betekent dat dan dat mannen nooit heterozygoot zijn voor deze genen?


Zoals in de titel al gezegd, ben ik een beetje in de war over het idee van eigenschappen die zich op de geslachtschromosomen bevinden. Het voorbeeld waar we in de klas aan werkten was hemofilie, een recessieve eigenschap op het X-chromosoom. Betekent dit dat mannen maar één allel hebben om uit te kiezen, terwijl vrouwen er twee hebben? Betekent dit dat alleen vrouwen het vermogen hebben om heterozygoot te zijn in geslachtsgebonden eigenschappen?


Er is een specifieke term hiervoor die hemizygoot / hemizygoot wordt genoemd - wat betekent dat er slechts één allel van het gen aanwezig is. Daarom kunnen mannen niet heterozygoot zijn voor genen op het X- of Y-chromosoom (genduplicatie of andere chromosoomafwijkingen niet meegerekend), aangezien ze van nature maar één kopie van deze chromosomen dragen.


Alle andere antwoorden zijn in principe correct, ik wilde er alleen aan toevoegen dat er enkele genen zijn die aanwezig zijn in zowel de X- als de Y-chromosomen, in de pseudo-autosomale regio's. Deze genen worden autosomaal overgeërfd (vandaar de naam). Een mannetje heeft van elk twee exemplaren, net als een vrouwtje, en kan dus homo- of heterozygoot zijn.


In XY-geslachtsbepalingssystemen dragen de vrouwtjes twee exemplaren van de X-chromosomen en kunnen ze dus homo- en heterozygoot zijn. Mannetjes dragen echter één X-chromosoom, wat betekent dat alle loci hemizygoot zijn (met uitzondering van die met homologen op de X). Onder omstandigheden van volledige doseringscompensatie, vaak door opregulatie van X-gekoppelde loci, zijn ze effectief homozygoot, zoals hier wordt aangetoond waar expressieniveaus van X-gekoppelde genen een verhouding van bijna 1:1 hebben met autosomaal gekoppelde genen.

Een interessant potentieel gevolg is dat mannetjes meer additieve genetische variantie zullen vertonen in X-gebonden loci.


Omdat mannen maar één X-chromosoom hebben, kunnen ze maar één kopie hebben van elk gen dat op het X-chromosoom wordt gevonden, en daarom maar één allel hebben. Dit betekent dat in het geval van een recessieve aandoening zoals hemofilie, als ze toevallig een recessief allel van hun moeder erven, ze het recessieve (wanorde) fenotype zullen hebben omdat er geen ander allel aanwezig is om hen het dominante fenotype te geven.

"Homozygoot recessief" en "homozygoot dominant" zijn hier misschien een beetje misleidend omdat mannelijke individuen helemaal niet homozygoot zijn en slechts één kopie van genen hebben die alleen op het X-chromosoom aanwezig zijn.

Maar ja, dit betekent dat alleen vrouwen heterozygoot kunnen zijn voor geslachtsgebonden eigenschappen. Mannen zullen ofwel het dominante ofwel het recessieve fenotype hebben en kunnen geen drager zijn.


Het klinkt alsof je het ongeveer hebt. Hemofilie is recessief, wat betekent dat een enkele functie-kopie van de noodzakelijke stollingsgenen voldoende zal zijn om te functioneren. Dus een vrouw kan defecte genen op het ene X-chromosoom en functionele genen op het andere erven en perfect in orde zijn. Als een man echter defecte genen op één X-chromosoom erft, zal hij de aandoening hebben omdat hij geen ander X-chromosoom heeft om de functionele genen te compenseren.

Ik realiseer me dat je ook zei dat je in de war bent over eigenschappen op geslachtschromosomen. Ze zijn in wezen net als elk ander chromosoom en dragen genen net als andere chromosomen. Het toeval wil dat ze ook genen dragen die belangrijk zijn bij geslachtsbepaling.


Het Warrior-gen: 5 veelvoorkomende mythen ontkracht

We zijn allemaal drager van dit gen, maar bepaalde mutaties zijn in verband gebracht met een verhoogd risico op geweld, vooral wanneer er in het vroege leven misbruik is geweest, wat lijkt te werken als de trigger die de sluimerende aanleg voor geweld bij sommige mannen activeert. 2

Voor het eerst beroemd geworden door het verhaal van een Nederlands gezin met een geschiedenis van geweld, haalde een rechtbank in Italië de krantenkoppen toen het de straf van een gewelddadige crimineel omzet nadat bleek dat hij de variant van MAOA geassocieerd met agressie. 3


Wat betekent de mutatie van mijn kind?

Een genmutatie is een permanente verandering in de DNA-sequentie. Mutaties variëren in grootte van slechts één nucleotidebase tot een groot DNA-segment dat veel genen omvat.

Door de instructies van een gen voor het maken van een eiwit te wijzigen, kan een mutatie ervoor zorgen dat het eiwit niet goed functioneert of helemaal ontbreekt. In RTT een mutatie in de MECP2 gen zorgt ervoor dat ook het MeCP2-eiwit wordt gemuteerd.

Het is belangrijk op te merken dat genen zelf geen ziekte veroorzaken - genetische aandoeningen worden veroorzaakt door mutaties die ervoor zorgen dat een gen niet goed functioneert. Als mensen bijvoorbeeld zeggen dat iemand "het Rett-syndroom-gen" heeft, verwijzen ze naar een gemuteerde versie van de MECP2 gen dat de aandoening veroorzaakt. Alle mensen, ook degenen zonder RTT, hebben een MECP2 gen.

De resultaten van uw kind bevatten meestal twee stukjes informatie: een getal dat verwijst naar de nucleotidebase die is gemuteerd en een getal dat overeenkomt met de resulterende verandering in de aminozuursequentie.

U kunt ook te horen krijgen dat de mutatie heterozygoot is, wat betekent dat uw dochter één normaal X-chromosoom en één X-chromosoom met een gemuteerde MECP2. Jongens met MECP2 mutaties zijn homozygoot omdat ze maar één X-chromosoom hebben. Hieronder staan ​​enkele voorbeelden van typische mutaties.


Zoeken naar homogenen

In de studie analyseerden onderzoekers de genetische samenstelling van 456 mannen uit 146 gezinnen met twee of meer homoseksuele broers.

De genetische scans toonden een clustering van hetzelfde genetische patroon onder de homomannen op drie chromosomen - chromosomen 7, 8 en 10. Deze gemeenschappelijke genetische patronen werden gedeeld door 60% van de homomannen in het onderzoek. Dit is iets meer dan de 50% die alleen door toeval wordt verwacht.

De regio's op chromosoom 7 en 8 waren geassocieerd met mannelijke seksuele geaardheid, ongeacht of de man ze van zijn moeder of vader kreeg. De regio's op chromosoom 10 werden alleen geassocieerd met mannelijke seksuele geaardheid als ze werden geërfd van de moeder.

Mustanski vergelijkt de benadering van het onderzoek met een zoektocht naar artsen in een stad van 40.000 mensen, een aantal dat ruwweg overeenkomt met het aantal menselijke genen.

In plaats van te veronderstellen dat artsen in een bepaald type huis wonen en alleen naar de huizen gaan die aan die criteria voldoen, zouden onderzoekers in dit scenario op elke deur kloppen om de bewoners te vragen of er een dokter in hun straat woont. Met behulp van een vergelijkbare aanpak konden onderzoekers enkele potentiële genetische buurten lokaliseren die waarschijnlijk bijdragen aan mannelijke seksuele geaardheid.

Onderzoekers zeggen dat de volgende stap is om deze resultaten te verifiëren bij een andere groep mannen om te zien of dezelfde genetische regio's geassocieerd zijn met seksuele geaardheid. Als de bevindingen stand houden, zegt Mustanski dat ze zouden kunnen gaan zoeken naar de individuele genen in deze regio's die verband houden met seksuele geaardheid.


Klik hier om ons nieuwste boek te bestellen, A Handy Guide to Ancestry and Relationship DNA Tests

Wat als mijn vader de eigenschap voor kaalheid had en mijn moeder niet? Welke kans zal ik of mijn toekomstige nakomelingen drager zijn of de eigenschap hebben?

- Een middelbare scholier uit Michigan

Als de vader van je moeder kaal is, is de kans groot dat je in de toekomst kaal wordt! Is je vader ook kaal, dan worden die kansen nog groter! Maar zelfs als kaalheid niet in de familie van je moeder voorkomt, is het nog steeds mogelijk dat je kaal wordt.

(Ik neem aan dat je een man bent, want als je een vrouw bent, hoef je je niet zoveel zorgen te maken. Het dunner worden van haar bij vrouwen is een heel ander proces waarbij verschillende genen betrokken zijn.)

Het is moeilijk om met volledige zekerheid te voorspellen of uw kinderen kaal zullen worden, maar we kunnen wel een schatting maken op basis van uw kansen op kaalheid.

Chromosomen en X-gebonden eigenschappen
In al onze cellen is ons DNA georganiseerd in lange stukken die chromosomen worden genoemd. Elke persoon heeft 46 chromosomen. De helft komt van mama en de helft van papa.

Van deze 46 chromosomen bepalen er twee of je biologisch vrouwelijk of mannelijk bent.
Daarom worden ze de 'geslachtschromosomen' genoemd. Biologische vrouwen hebben twee X-chromosomen, terwijl biologische mannen één X-chromosoom en één Y-chromosoom hebben. Het Y-chromosoom is uniek voor mannen.


Alle 23 paren chromosomen in een menselijke man. Let op de aanwezigheid van een X en een Y!
Afbeelding van Wikimedia

Dus wat hebben deze geslachtschromosomen te maken met mannelijke kaalheid? Welnu, veel onderzoeken hebben aangetoond dat een cruciaal kaalheidsgen op het X-chromosoom wordt gevonden. Dat betekent dat de kans op kaalheid van een man gekoppeld is aan de genen op zijn X-chromosoom! Hierdoor is kaalheid een voorbeeld van een X-gebonden eigenschap.

Overerving van X-gebonden eigenschappen
Dochters krijgen het ene X-chromosoom van vader en het andere van moeder. Zonen krijgen hun enige X-chromosoom van mama en hun enige Y-chromosoom van papa.


Overerving van geslachtschromosomen.

Laten we eens kijken naar de mogelijkheid dat de vader van je moeder kaal is. Dit betekent dat hij op het enige X-chromosoom van uw grootvader hoogstwaarschijnlijk dat cruciale gen draagt ​​dat verband houdt met mannelijke kaalheid.

Je grootvader gaf toen zijn enige X-chromosoom door aan je moeder. Ze heeft nog een X-chromosoom gekregen van je oma. Nu weten we zeker dat ten minste één van de X-chromosomen van je moeder dat cruciale gen voor mannelijke kaalheid draagt.

Toen de cellen van je moeder en vader samenkwamen om je te maken, had je 50% kans om dat X-gebonden kaalheidsgen van je moeder te krijgen.

Waarom is de kans 50%? Onthoud dat je moeder twee X-chromosomen (XX) heeft en dat slechts één van die chromosomen het kaalheidsgen draagt. Elk van haar kinderen krijgt alleen van die X-chromosomen. Er is dus 50% kans dat u het X-chromosoom met het kaalheidsgen krijgt en 50% kans dat u het andere X-chromosoom krijgt.


Een moeder die het X-gebonden gen voor primaire kaalheid draagt, zal het doorgeven aan de helft van haar kinderen. Alle zonen die het gen erven, zijn zeer waarschijnlijk kaal. Alle dochters die het gen erven, zullen drager zijn, net als hun moeder.

Laten we nu zeggen dat je het X-chromosoom met de kaalheidsgenen hebt gekregen en dat je uiteindelijk kaal wordt. Hoe zal het haar van uw kinderen zijn?

Al uw dochters worden drager van de kaalheidseigenschap, omdat ze een van hun X-chromosomen van u krijgen. Ze kunnen dit doorgeven aan hun kinderen, waardoor jij kale kleinkinderen achterlaat!

Maar uw zonen zullen uw X-chromosoom niet erven. Hun X-gebonden kaalheidsgen is afhankelijk van hun moeder.

Het is echter nog ingewikkelder dan dit! Het blijkt dat kaalheid niet alleen wordt bepaald door wat er op je X-chromosoom staat.

Het X-chromosoom is niet de enige schuldige
Het cruciale kaalheidsgen dat op het X-chromosoom wordt gevonden, draagt ​​slechts gedeeltelijk bij aan kaalheid. Verschillende andere genen verspreid over je andere chromosomen kunnen je ook kaal maken.

Dit betekent dat je vader een aantal van die andere genen voor kaalheid aan jou kan doorgeven! Je hebt een kans om kaal te worden, zelfs als je moeder geen kaalheid in haar familie heeft.

Veel van deze andere genen voor kaalheid zijn betrokken bij het maken van haar. Je haar groeit uit kleine gaatjes die "follikels" worden genoemd. En de cellen die het haar maken, worden "haarzakjescellen" genoemd.

Haarzakjes moeten worden onderhouden en als dat niet het geval is, zullen ze stoppen met werken. Als je haarzakjes niet meer werken, groeit er geen nieuwe haar en begint je haar uit te dunnen. Daarom zijn deze genen ook belangrijk.

En natuurlijk werken al deze genen samen. Dus als u het X-gebonden kaalheidsgen heeft, wordt u waarschijnlijk kaal. Als je ook een of meer van deze andere genen voor kaalheid hebt, heb je nog meer kans om kaal te worden!

Dit is de reden waarom als je vader kaal is, jij ook kaal kunt worden. Je vader heeft waarschijnlijk een aantal van die niet-X-gebonden kaalheidsgenen aan jou doorgegeven.

We kunnen nu zien dat het voorspellen van kaalheid niet zo eenvoudig is als alleen het X-gebonden kaalheidsgen dragen of niet! Kaal zijn is een complexe eigenschap en wetenschappers zijn nog steeds bezig om alle genen erachter te ontdekken.

En genen zijn niet het hele verhaal. Omgevingseffecten, zoals stress of je dieet kunnen ook haaruitval veroorzaken. Wanneer ons lichaam te gestrest raakt, komen er chemicaliën vrij die de haargroei kunnen remmen. En als je niet de juiste voeding krijgt die je nodig hebt, heb je niet genoeg eiwitten die nodig zijn om nieuwe haarzakjes te laten groeien!

Als je je echt zorgen maakt over kaal worden, zijn er een paar opties. Er bestaan ​​behandelingen zoals propecia en rogaine, die haaruitval kunnen vertragen. En als dat niet lukt, nou ja, er zijn altijd pruiken of toupetjes!


Door Harmony Folse, Stanford University


De ziekte van Fabry wordt veroorzaakt door mutaties in de GLA gen. Dit gen geeft instructies voor het maken van een enzym dat alfa-galactosidase A wordt genoemd. Dit enzym is actief in lysosomen, dit zijn structuren die dienen als recyclingcentra in cellen. Alfa-galactosidase A breekt normaal gesproken een vetachtige stof af die globotriaosylceramide wordt genoemd. Mutaties in de GLA gen de structuur en functie van het enzym veranderen, waardoor het deze stof niet effectief kan afbreken. Dientengevolge hoopt globotriaosylceramide zich op in cellen door het hele lichaam, met name cellen die de bloedvaten in de huid en cellen in de nieren, het hart en het zenuwstelsel bekleden. De progressieve accumulatie van deze stof beschadigt cellen, wat leidt tot de uiteenlopende tekenen en symptomen van de ziekte van Fabry.

GLA genmutaties die resulteren in een afwezigheid van alfa-galactosidase A-activiteit leiden tot de klassieke, ernstige vorm van de ziekte van Fabry. Mutaties die de activiteit van het enzym verminderen maar niet elimineren, veroorzaken meestal de mildere, laat optredende vormen van de ziekte van Fabry die doorgaans alleen het hart of de nieren aantasten.

Meer informatie over het gen dat geassocieerd is met de ziekte van Fabry


Classificatie van genetische aandoeningen: 2 soorten

Deze worden voornamelijk bepaald door wijziging of mutatie in het enkele gen. Deze aandoeningen worden overgedragen in de volgende generatie volgens het principe van overerving en kunnen worden bestudeerd door middel van stamboomanalyse. Deze kunnen dominant of recessief zijn.

Autosomaal dominante aandoeningen zijn bijvoorbeeld Osteogenesis imperfecta, polycystische nierziekte, de ziekte van Huntington, fatale familiale slapeloosheid, enz. Autosomaal recessieve aandoeningen zijn sikkelcelanemie, cystische fibrose, xeroderma pigmentosum, albinisme enz.

Enkele Mendeliaanse stoornissen worden hieronder besproken:

Het is een geslachtsgebonden recessieve ziekte, die wordt overgedragen van een niet-aangetaste vrouwelijke drager op sommige mannelijke nakomelingen. Hierdoor blijft de patiënt bloeden, zelfs bij een lichte verwonding, vanwege een gebrekkige bloedstolling. Het gen voor hemofilie bevindt zich op het X-chromosoom. De defecte allelen produceren niet-functionele eiwitten, die later een niet-functionele cascade van eiwitten vormen die betrokken zijn bij de bloedstolling.

De mogelijkheid dat een vrouw hemofiel wordt, is uiterst zeldzaam, omdat de moeder van zo'n vrouw op zijn minst drager moet zijn en de vader hemofiel. Vrouwen lijden bijvoorbeeld alleen aan deze ziekte in homozygote toestand, d.w.z. X C X C. Koningin Victoria was drager van hemofilie en produceerde hemofiele individuen.

Kleurenblind:

Het is een geslachtsgebonden recessieve aandoening, die resulteert in een defect in de rode of groene oogappel. Het betekent niet dat je helemaal geen kleur ziet, in feite leidt het tot het mislukken van onderscheid tussen rode en groene kleur. Het gen voor kleurenblindheid is aanwezig op het X-chromosoom.

Het is meer aanwezig bij mannen (X CY) vanwege de aanwezigheid van slechts één X-chromosoom in vergelijking met twee chromosomen bij vrouwen. Een heterozygoot vrouwtje heeft een normaal gezichtsvermogen, maar is drager en geeft de aandoening door aan enkele van haar zonen. Kleurenblindheid vertoont net als elke andere overerving een kriskras overerving.

Sikkelcelanemie:

Het is een autosoom-gebonden recessieve eigenschap die van ouders op de nakomelingen kan worden overgedragen, wanneer beide partners drager zijn van het gen (heterozygoot).

De ziekte wordt gecontroleerd door een enkel paar allel Hb en Hb. Alleen de homozygote individuen voor HbS, d.w.z. HbS HbS, vertonen het zieke fenotype. De heterozygote individuen zijn dragers (Hb A Hb S ).

Het wordt veroorzaakt door de vervanging van glutaminezuur (Glu) door valine (Val) op de zesde positie van de bètaglobineketen van het hemoglobinemolecuul.

Het mutante hemoglobinemolecuul ondergaat polymerisatie onder lage zuurstofspanning, waardoor de vorm van de RBC verandert van een biconcave schijf naar de langwerpige sikkelachtige structuur.

Het is een autosoomgebonden recessieve ziekte die optreedt als gevolg van mutatie of deletie, wat resulteert in een verminderde synthesesnelheid van een van de globineketens van hemoglobine. Bloedarmoede is het belangrijkste kenmerk van deze ziekte.

Thalassemie wordt ingedeeld in drie typen op basis van de aangetaste globineketen:

(l) Alfa (α) Thalassemie:

Het wordt gecontroleerd door de nauw verbonden genen HBA1 en HBA2 op chromosoom 16. Hierbij wordt de productie van het globinegen beïnvloed door de mutatie of deletie van een of meer van de vier allelen.

(ii) bèta (β) Thalassemie:

Het wordt gecontroleerd door een enkel gen HBB op chromosoom 11. Het treedt op als gevolg van de mutatie in een of beide allelen van het gen. Daarom is er een verminderde synthese van bètaglobine van hemoglobine.

(iii) Delta (δ) Thalassemie:

Naast de alfa- en bètaketens die in hemoglobine aanwezig zijn, bestaat ongeveer 3% van het volwassen hemoglobine uit alfa- en deltaketens. Net als bèta-thalassemie kunnen mutaties optreden die het vermogen van dit gen om deltaketens te produceren beïnvloeden.

fenylketonurie (PKU):

Het is een aangeboren stofwisselingsfout, die wordt overgeërfd als een autosomaal recessieve eigenschap. Het is een zeldzame ziekte waarbij een baby wordt geboren zonder het vermogen om een ​​aminozuur, fenylalanine genaamd, goed af te breken.

Baby's met deze ziekte hebben een ontbrekend enzym, fenylalaninehydroxylase genaamd, dat nodig is om een ​​essentieel aminozuur fenylalanine in de lever af te breken tot tyrosine. Deze fenylalanine wordt geaccumuleerd en wordt omgezet in fenylpyrodruivenzuur en andere derivaten die leiden tot mentale retardatie.

Typ # 2. Chromosomale aandoeningen:

Deze worden veroorzaakt door de afwezigheid of overmatige of abnormale rangschikking van nog een chromosomen.

De voorbeelden worden hieronder gegeven:

Het werd beschreven door J Langdon Down in 1866. Het komt voor als gevolg van de extra kopie van chromosoom nummer 21 of trisomie van chromosoom 21 bij mensen en wordt ook gezien bij chimpansees en andere verwante primaten.

l. Individuen zijn klein van stuk met een kleine, ronde kop en gegroefde tong.

ii. Gedeeltelijk open mond, palm is breed met karakteristieke palmplooi.

iii. Langzame mentale ontwikkeling.

Klinefelter's syndroom:

Het treedt op vanwege de aanwezigheid van een extra kopie van het X-chromosoom, wat resulteert in het karyotype 45 + XXY, wat resulteert in 47 chromosomen.

l. Individuen hebben mannelijke ontwikkeling, maar vrouwelijke karakters zoals ontwikkeling van borsten, (gynaecomastie) enz.

ii. Slechte broodgroei en vaak steriele en vrouwelijke stem.

Syndroom van Turner's 8217:

l. Het is een aandoening die wordt veroorzaakt door de afwezigheid van een van de X-chromosomen, d.w.z. 45 met XO.

l. Getroffen vrouwtjes zijn steriel omdat eierstokken rudimentair zijn.

ii. Gebrek aan secundaire seksuele karakters en slechte borstontwikkeling. Korte gestalte, kleine baarmoeder, gezwollen vingers en nek met zwemvliezen.

iii. De chromosomale aandoeningen kunnen worden bestudeerd door de analyse van karyotypen.


Erfelijke drager

EEN erfelijke drager (genetische drager of gewoon vervoerder), is een persoon of ander organisme dat een recessief allel voor een genetische eigenschap of mutatie heeft geërfd, maar die eigenschap of symptomen van de ziekte gewoonlijk niet vertoont. Dragers zijn echter in staat om het allel door te geven aan hun nakomelingen, die dan de genetische eigenschap tot expressie kunnen brengen.

Autosomaal dominant-recessieve overerving wordt mogelijk gemaakt door het feit dat de individuen van de meeste soorten (inclusief alle hogere dieren en planten) twee allelen van de meeste erfelijke aanleg hebben, omdat de chromosomen in de celkern meestal in paren aanwezig zijn (diploïde). Dragers kunnen vrouwelijk of mannelijk zijn, aangezien de autosomen onafhankelijk van het geslacht homoloog zijn.

Bij dragers is de uitdrukking van een bepaald kenmerk recessief. Het individu heeft zowel een genetische aanleg voor de dominante eigenschap als een genetische aanleg voor de recessieve eigenschap, en de dominante expressie overheerst in het fenotype. Bij een individu dat heterozygoot is voor een bepaald allel, is het uiterlijk niet herkenbaar dat het ook het recessieve allel heeft. Maar als de drager BABY heeft, verschijnt de recessieve eigenschap in het fenotype, in het geval dat de afstammeling het recessieve allel van beide ouders ontvangt en daarom niet het dominante allel bezit dat de recessieve eigenschap zou dekken. Volgens de Mendeliaanse wet van segregatie van genen wordt gemiddeld 25% van de nakomelingen homozygoot en brengt de recessieve eigenschap tot expressie. Dragers kunnen ofwel normale autosomaal recessieve erfelijke eigenschappen of een autosomaal recessieve erfelijke ziekte doorgeven.

Gonosomaal recessieve genen worden ook doorgegeven door dragers. De term wordt in de menselijke genetica gebruikt in gevallen van erfelijke eigenschappen waarbij de waargenomen eigenschap op het vrouwelijke geslachtschromosoom, het X-chromosoom, ligt. De dragers zijn altijd vrouwen. Mannen kunnen geen drager zijn omdat ze maar één X-chromosoom hebben. Het Y-chromosoom is geen echt homoloog chromosoom. Om deze reden is de genetische samenstelling van de waargenomen eigenschap niet tweeledig. Als een man een bepaalde recessieve genetische aanleg op zijn X-chromosoom heeft, wordt dit genoemd hemizygot en het wordt fenotypisch uitgedrukt. Ook een recessieve genetische aanleg op zijn Y-chromosoom - ook hemizygot - tot expressie kunnen komen, omdat er geen homoloog chromosoom is met een allel dat het zou kunnen overlappen. Als er geen genetische informatie op het Y-chromosoom voor een bepaalde eigenschap is, is het effect van de Y neutraal en het allel op zijn X-chromosoom, dat zou recessief zijn bij een heterozygote vrouw, kan nu alleen tot uitdrukking komen.

Vrouwen hebben twee homologe geslachtschromosomen (XX). Daarom kunnen vrouwen drager zijn van X-gebonden genen. Voorbeelden van eigenschappen die via het X-chromosoom worden geërfd zijn kleurenblindheid en de meest voorkomende erfelijke vorm van hemofilie. Mannen worden veel vaker getroffen dan vrouwen. [1] [2]

Koningin Victoria en haar dochters prinsessen Alice en Beatrix waren dragers van het hemofilie-gen (een abnormaal allel van een gen dat nodig is om een ​​van de bloedstollingsfactoren te produceren). Beiden hadden kinderen die het gen bleven doorgeven aan volgende generaties van de koninklijke huizen van Spanje en Rusland, waarmee ze trouwden. [3] Aangezien mannen maar één X-chromosoom hebben, hadden mannen die het gewijzigde gen droegen hemofilie B. Vrouwen hebben twee X-chromosomen, dus één kopie van een X-gebonden recessief gen zou ervoor zorgen dat ze een asymptomatische drager zijn. Deze vrouwtjes gaven het gewoon door aan de helft van hun kinderen. [4]

Gonosomaal dominante overervingen zijn ook bekend. Er zijn Nee dragers aangezien eigenaren van een dominante erfelijke aanleg fenotypisch de eigenschap in elk geval uitdrukken.


Erfenis

De overerving van aangeboren stofwisselingsstoornissen is meestal autosomaal recessief, wat betekent dat er twee gemuteerde genen nodig zijn om de tekenen en symptomen van ziekte te produceren. De ouders van een getroffen kind zijn meestal asymptomatische dragers, omdat 50 procent van de normale enzymactiviteit voldoende is om voldoende gezondheid te behouden. Wanneer twee dragers van een schadelijke eigenschap echter nakomelingen produceren, is er een kans van 25 procent op het krijgen van een aangetast kind, een kans van 25 procent op een kind zonder het gemuteerde allel en een kans van 50 procent op een kind dat ook een vervoerder. In genetische termen heeft de drager van een autosomaal recessieve aandoening slechts één mutant gen (heterozygoot), terwijl een aangetast individu twee mutante genen heeft (homozygoot). Alle mensen hebben ongeveer zes recessieve mutante allelen in hun genoom, maar het is relatief zeldzaam dat een individu part met iemand die een mutatie in hetzelfde gen draagt. In gevallen van ouderlijke bloedverwantschap is er echter een verhoogd risico op het krijgen van een kind met een autosomaal recessieve aandoening, omdat een gemeenschappelijke genetische achtergrond wordt gedeeld.

In tegenstelling tot autosomaal recessieve ziekten, komen autosomaal dominante ziekten tot uiting wanneer slechts één mutant gen aanwezig is. Deze aandoeningen vertonen een sterke familiegeschiedenis, tenzij de aandoening het gevolg is van een nieuwe spontane mutatie bij een individu. Een heterozygoot individu heeft 50 procent kans om de aandoening door te geven aan zijn nakomelingen. Personen met autosomaal dominante aandoeningen vertonen een breed spectrum van ziekte-ernst, en dragers van een dominante eigenschap kunnen zelfs asymptomatisch lijken.

Genetisch materiaal in de kern wordt gevonden verpakt in DNA-eiwitcomplexen die chromosomen worden genoemd. Vrouwen hebben twee X-chromosomen, terwijl mannen een X- en een Y-chromosoom hebben. Als een gemuteerd gen deel uitmaakt van het X-chromosoom, wordt de resulterende ziekte X-gebonden genoemd. Alle mannelijke nakomelingen die een X-gebonden mutatie erven, worden aangetast, omdat het Y-chromosoom van het XY-paar geen compenserend normaal gen heeft. Omdat de mutatie zich op het X-chromosoom bevindt en mannen tijdens de bevruchting alleen het Y-chromosoom aan hun zonen doorgeven, geven vaders de ziekte niet door aan hun zonen. Ze kunnen echter de dragerstatus (d.w.z. het mutante X-chromosoom) doorgeven aan hun dochters. Een heterozygote vrouwelijke drager heeft ondertussen 50 procent kans om een ​​drager-dochter of aangetaste zoon te krijgen.

X-gebonden overerving wordt gecompliceerd door het proces van X-chromosoominactivatie (lyonisatie) bij vrouwen. Hoewel vrouwen twee X-chromosomen dragen, wordt vroeg in de embryonale ontwikkeling een van de X-chromosomen in elke cel geïnactiveerd. Het proces van X-chromosoominactivatie is meestal willekeurig, wat resulteert in de vorming van twee cellijnen in een bepaalde vrouw die een X-gebonden ziektemutatie draagt, de ene cellijn heeft een geïnactiveerd normaal X-chromosoom en de andere heeft een geïnactiveerd abnormaal X-chromosoom. Het is echter mogelijk dat een groter deel van de normale X-chromosomen bij een bepaald individu wordt geïnactiveerd, met als gevolg dat ziektesymptomen in verschillende mate optreden. Dergelijke vrouwtjes staan ​​bekend als manifesterende heterozygoten. Voorbeelden van X-gebonden aandoeningen zijn ornithinetranscarbamylasedeficiëntie (een enzymdeficiëntie die resulteert in hoge bloedspiegels van ammoniak en verminderde ureumvorming), X-gebonden adrenoleukodystrofie (een aandoening die wordt gekenmerkt door progressieve mentale en fysieke achteruitgang en bijnierinsufficiëntie) en Lesch - Syndroom van Nyhan (een stoornis van het purinemetabolisme die wordt gekenmerkt door de uitscheiding van grote hoeveelheden urinezuur in de urine, neurologische stoornissen en zelfverminking).


Discussie

Resultaten van de drie stieren van categorie 0, waarbij een mannelijke expressieve man het gen niet doorgeeft aan zijn zonen, komen overeen met een enkel gen of een nauw verbonden groep genen op het X-chromosoom. In totaal hadden zeven rammen expresvaders (categorie 0 = 3 categorie 0 en 1 = 1 categorie 0 en 2 = 3), en de enige expresserram in deze groep had ook een expressieve overgrootvader van moederszijde (dwz categorieën 0 en 2) . Op basis van de categorie 2 resultaten lijkt het waarschijnlijk dat deze categorie 0 en 2 vader het gen heeft geërfd van zijn overgrootvader van moederszijde. Bij dochters van expresrammen was de hogere ovulatiesnelheid (+0,39) niet geassocieerd met een significante toename van de variantie voor log ovulatiesnelheid (een toename van de variatiecoëfficiënt). Er was daarom geen bewijs voor segregatie van de Bossen gen onder de dochters van expressierammen, wat consistent is met een prolificacy-gen op het X-chromosoom [7]. Bovendien ondersteunde de segregatie-analyse (tabel 2) X-gebonden overerving in vergelijking met autosomale overerving.

Het lijkt het meest waarschijnlijk dat het gen tot expressie wordt gebracht op een ouder-van-oorsprong-afhankelijke manier (ingedrukt), omdat het alleen tot expressie wordt gebracht vanuit het vaderlijk overgeërfde allel (van de moeder ingeprent), omdat er een hoge ovulatiesnelheid was bij dochters van expressierammen in vergelijking met een normale ovulatiesnelheid bij dochters van deze hoog ovulerende draagmoeders. Genomische imprinting is de toestand waarin de ouderlijke allelen van een gen differentieel tot expressie worden gebracht. Typisch is er in een ingeprint gen transcriptie van het allel dat is geërfd van de ene ouder, maar niet van de andere. Het effect van imprinting is dat het gen wordt uitgeschakeld, waardoor het genoom functioneel hemizygoot wordt op de specifieke locus. In de jaren negentig werden meer dan 30 ingeprente genen ontdekt bij muizen en mensen [15]. Het is bekend dat een van de X-chromosomen tijdens de vroege ontwikkeling een proces van inactivatie ondergaat in somatische cellen [16] maar geen van de beschreven patronen, willekeurige X-inactivatie en vaderlijke X-inactivatie [17], verklaren waarom de vermeende Bossen gen lijkt tot expressie te worden gebracht in alle vrouwen die het vaderlijke allel erven, maar geen van degenen die het moederlijke allel erven.

Dit is de eerste melding van een ingeprent gen op het X-chromosoom van het schaap, en het is momenteel het enige ingeprente gen waarvan is aangetoond dat het de ovulatiesnelheid beïnvloedt. Er was geen bewijs van pleiotrope effecten op levend of vachtgewicht, aangezien de verschillen tussen dragers en niet-dragers klein en niet significant waren (P > 0,05). Er is een maternale locus op het menselijke X-chromosoom die de cognitieve functie beïnvloedt bij vrouwen met het syndroom van Turner [18] en vaderlijke overerving van een fragiel X-chromosoom, wat leidt tot een verhoogde incidentie van voortijdig ovariumfalen [19]. Twee andere ingeprente genen zijn geïdentificeerd bij schapen, maar geen van beide op het X-chromosoom. Het insuline-achtige groeifactor-2-gen op chromosoom 21 van schapen is van de moeder ingeprent [20], terwijl de Callipyge spierhypertrofie-gen, dat alleen tot expressie wordt gebracht bij heterozygote individuen die de Callipyge allel (vanwege een polair overdominantie-effect), is toegewezen aan schapenchromosoom 18 [21].

Onze hypothese is dat de expressermoeders van categorie 1-stieren het gen doorgeven aan 50% van hun zonen en dochters, maar het gen wordt het zwijgen opgelegd. De expressie van een gen dat de ovulatiesnelheid beïnvloedt, is geslachtsgebonden, maar de gegevens tonen aan dat geen categorie 1-stieren nakomelingen hebben met verhoogde ovulatiesnelheden. Dit zou verklaard kunnen worden vanuit het feit dat 50% van deze categorie 1 stieren stille dragers zijn. Deze overerving wordt getoond in figuur 1 en impliceert een nieuw maternale imprinting-effect waarbij de imprint alleen wordt verwijderd wanneer deze wordt geërfd door een man van een tot zwijgen gebrachte drager-vrouw. Vader R (Fig. 1) heeft een tot zwijgen gebrachte grootvader van moederszijde en kan daarom ofwel een expresser zijn (gen geërfd van een tot zwijgen gebrachte drager-vrouw) of een tot zwijgen gebrachte drager (gen geërfd van een moeder die het gen vaderlijk had geërfd), en verder nageslacht testgegevens zijn nodig om te bepalen welke van deze overervingspatronen betrokken zijn.

Schematische multigeneratiefamilie die afstammelingen van een expresmannetje (A) toont. Cijfers geven gemiddelde ovulatiesnelheden aan van alle relevante afstammelingen van expressierammen. Open vierkanten (mannelijk) en cirkels (vrouwelijk) duiden niet-dragers aan. Vaste vierkanten en cirkels geven dragers aan waarin het gen tot expressie wordt gebracht (mannetjes toegewezen op basis van hun dochters die het gen tot expressie brengen), en gearceerde vierkanten en cirkels geven dragers aan waarin het gen tot zwijgen is gebracht. Mannetjes van categorie 0 worden vertegenwoordigd door vader B, mannetjes van categorie 1 door stieren D en E, en mannetjes van categorie 2 door stieren L, M en Q. Omdat dragers die tot zwijgen zijn gebracht en niet-dragers niet kunnen worden onderscheiden op fenotype, zijn ovulatiepercentages tussen haakjes de gecombineerde manier om dragers waarbij het gen het zwijgen wordt opgelegd en niet-dragers. The figure shows inheritance according to the X-linked model with a maternal imprint that is removed when inherited by a male from a silenced carrier female that has inherited the gene maternally. Sire R is shown as solid and shaded because he could be either an expresser (gene inherited from a silenced carrier female) or a silenced carrier (gene inherited from a dam that had inherited the gene paternally), depending on which of these inheritance patterns is involved. The male offspring-specific transmission-ratio model where expresser females pass their paternal allele to half their daughters and no sons is illustrated by excluding sire D and his descendants and the male offspring-specific transmission-ratio model where expresser females pass their paternal allele to all their daughters and no sons is illustrated by excluding sire D and dam G plus their descendants

Schematic multigeneration family showing descendants of an expresser male (A). Numbers indicate mean ovulation rates of all relevant descendants of expresser rams. Open squares (male) and circles (female) denote noncarriers. Solid squares and circles denote carriers in which the gene is expressed (males assigned on the basis of their daughters expressing the gene), and shaded squares and circles denote carriers in which the gene is silenced. Category 0 males are represented by sire B, category 1 males by sires D and E, and category 2 males by sires L, M, and Q. Because silenced carriers and noncarriers cannot be distinguished by phenotype, bracketed ovulation rates are the combined means for carriers in which the gene is silenced and noncarriers. The figure shows inheritance according to the X-linked model with a maternal imprint that is removed when inherited by a male from a silenced carrier female that has inherited the gene maternally. Sire R is shown as solid and shaded because he could be either an expresser (gene inherited from a silenced carrier female) or a silenced carrier (gene inherited from a dam that had inherited the gene paternally), depending on which of these inheritance patterns is involved. The male offspring-specific transmission-ratio model where expresser females pass their paternal allele to half their daughters and no sons is illustrated by excluding sire D and his descendants and the male offspring-specific transmission-ratio model where expresser females pass their paternal allele to all their daughters and no sons is illustrated by excluding sire D and dam G plus their descendants

To know whether some category 1 sires are silent carriers we need to identify expresser descendants. The informative animals would be the maternal great-grandsons of a silent carrier category 1 sire because carriers in this generation would have inherited the gene from their dam’s maternal X chromosome and it would be expected that the gene would be expressed in their female progeny. There was only one sire used in the screened flock that was the maternal line great grandson of a category 1 sire and on the basis of his daughters’ ovulation rate he was a noncarrier. Half of the category 1 males would be expected to be silent carriers, but these cannot be distinguished phenotypically from the noncarriers because both would produce daughters that show no increase in ovulation rate. Hence, on average, daughters of half the category 1 rams would be carriers, one in four granddaughters and only one in eight great-grandsons.

A search of litter size records in the Lincoln University flock in which sire 79-754 was bred (there were no records of ovulation rate) does provide some evidence that the gene is carried by category 1 rams. Sire 79-754 was used in this flock in 1981 prior to his use in the screened flock, and his 38 2-yr-old daughters had a mean litter size 0.36 higher than the mean of their cohorts. Progeny means for litter size from the other nine sires used in 1981 (n = 10–22 progeny per sire) ranged from 0.16 below to 0.11 above the cohort mean. His maternal line great grandsire (71-475) had daughters that had a mean litter size 0.11 higher than their cohort mean, and daughters of the 11 contemporary sires had means ranging from −0.20 to +0.22. This suggests that if the daughters of 71-745 were carriers, the gene was silent. The dam of 71-475 had 19 lambs in seven lambings, including four sets of triplets and the first set of quadruplets recorded in the flock. Her sire (67-44) had 19 daughters with a mean litter size 0.39 higher than daughters of six contemporary sires (range −0.16 to +0.03), which is consistent with 67-44 being an expresser. In Figure 1 this would be represented by the gene passing from A (representing 67-44) to C, D (representing 71-475), I and T, with sire 79-754 being the son of ewe T.

An alternative explanation for the observed inheritance pattern is that the consistent results from the 24 category 1 sires suggest that a dam inheriting the paternal Woodlands allele does not transmit it to her sons, i.e., no sire D’s produced ( Fig. 1). Transmission ratio distortion is defined as a statistically significant departure from Mendelian transmission, regardless of its basis [ 22]. The alternative hypothesis involves complete transmission-ratio distortion, as a dam inheriting the paternal allele does pass the allele to at least some of her daughters, although they do not express the gene. This contrasts with the X-linked Inverdale prolificacy gene where a dam inheriting the gene either paternally or maternally, passes it to half her progeny of both sexes, and the carrier daughters all express the gene [ 7]. Parental origin-dependent, male offspring-specific transmission-ratio distortion has been observed at loci in a specific region of the human X chromosome [ 23], but the distortion was incomplete as 61.7% of males inherited grandpaternal alleles versus 38.3% that inherited grandmaternal alleles.

If transmission-ratio distortion is male-offspring specific, the female offspring would be unaffected, with half inheriting the grandpaternal allele and half inheriting the grandmaternal allele. The segregation analysis ( Table 2) was unable to compare this model with the model having a maternal imprint that is only removed when inherited by a male from a silenced carrier female. This is because in the absence of progeny testing or a DNA marker for the gene it is not possible to differentiate the phenotype of noncarrier males and the putative silent carrier males. The possibility that the grandpaternal allele was passed to all female offspring (i.e., no G’s produced Fig. 1) was also investigated. A segregation analysis of these daughters, on the basis of whether or not they produced carrier sons, was inconclusive, with the odds ratio suggesting that the data were slightly more probable (1.2×) if 50% of these ewes carried the allele than if 100% carried the allele.

Another possible explanation for the observation that there were no carrier category 1 males with daughters having increased ovulation rates was that there could have been lethality in hemizygous carrier males. Strong segregation distortion due to a male-lethal effect has been found for several X chromosome markers in mouse interspecific backcrosses [ 24], and placental hypotrophy where the conceptus was male, frequently leading to fetal death, has been observed in mouse interspecific hybrids by Zechner et al. [ 25], who also noted that one of the determinants of placental growth has been mapped to the mouse X chromosome. If there was lethality in all hemizygous carrier males, the number of males would be expected to be half the number of females because only the 50% noncarrier males would survive. However, the 53% males and 47% females recorded among the 193 progeny of carrier ewes was not indicative of any lethal effect in hemizygous carrier males.

The presence of carriers among the Woodlands category 2 sires is evidence that the maternal imprint is removed when the silenced allele is passed from a carrier dam to her son. With an X-linked gene, all daughters of a carrier sire would be expected to be carriers and subsequently 50% of their daughters and 25% of their grandsons. Although the observed 41% (7 of 17) carriers was higher than the expected 25%, the difference was not significant (binomial test: P = 0,21). Records from the sons of half-sib ewes 85-852 and 86-66 also provide compelling evidence of genetic segregation. Five of their 10 sons were classified as carriers ( Table 1), and these included a set of full-sibs where one was a carrier and the other a noncarrier. Because there are both carrier males and females, mitochondrial inheritance was excluded as sperm contribute very few mitochondrial DNA molecules to the zygote and random replication probably reduces this contribution to zero in most individuals [ 26].

Half of the 14 daughters of an expresser ram crossed with a heterozygous carrier ewe would be expected to be homozygous. If the effect of the gene is additive for ovulation rate, like the Booroola prolificacy gene in sheep [ 2], this group of females would be expected to have a higher mean ovulation rate than the heterozygous progeny of an expresser ram. Alternatively, if the inheritance involved polar overdominance as has been observed in the Callipyge muscling gene in sheep [ 21], the mean ovulation rate of these females would be lower than heterozygotes. The evidence suggests that the increased ovulation rate of the 14 ewes (+0.39) was the same as contemporary heterozygous progeny of carrier rams crossed with noncarrier ewes. There was no evidence of segregation for ovulation rate among the 14 ewes, as the between-ewe variation (0.18) was not higher than in the progeny of expresser rams across noncarrier ewes (0.39 SED = 0.10). Furthermore, all 14 had functional ovaries, which shows that in homozygous ewes the gene does not impair ovarian development in the manner observed in ewes homozygous for the X-linked Inverdale gene [ 12, 13]. A homozygous female that had an expresser sire, as distinct from a silenced carrier sire, would be expected to have one allele that expresses (paternal) and one allele that is silenced (maternal). Thus, a homozygous female would be expected to have the same ovulation rate as a heterozygous female expressing the gene, which is consistent with our limited data from the 14 ewes bred from two carrier parents. Although the sample of ewes is small, these results are consistent with the hypothesis that the gene is on the X chromosome and in females the paternally inherited allele is expressed but the maternally inherited allele is silenced.

The carrier status of sons of homozygous ewes has not been determined. If the paternally inherited copy is expressed and the maternally inherited copy silenced, half the sons will inherit their dam’s expressing copy and half her silenced copy. According to our hypothesis the allele will be silenced in sons inheriting the expressing copy but expressed (imprint removed) in sons inheriting the silenced copy. Thus, only 50% of the sons would have daughters with increased ovulation rates. However, if the total absence of expressers in the category 1 rams is due to complete transmission-ratio distortion, it would then be expected that all sons of a homozygous dam would be carriers because they would inherit the silenced (imprinted) allele from the dam’s maternal X chromosome.

The mean effect of the gene on ovulation rate (+0.39) is less than the Booroola (+1.65), Java (+1.30), Cambridge (+1.25), Inverdale (+1.00), and Olkuska (+0.70) prolificacy genes in sheep [ 5– 7, 27, 28]. The distribution of single, twin, triplet, and quadruplet births among daughters of expresser sires was the same as occurs in other prolific flocks with an equivalent mean litter size, but where no major gene is known to be segregating [ 29]. This differs from the pattern seen among progeny of a sire heterozygous for the autosomal Booroola gene [ 29] but is typical of the distribution of litter size where a major gene for prolificacy, such as Inverdale, is located on the X chromosome [ 30] and is being passed from a male to all daughters.

The Coopworth breed was developed by interbreeding Border Leicester and Romney sheep [ 31]. The Lincoln University flock was founded in 1958, and our study of the litter size records back to its foundation has revealed that sire 67-44 was the first Coopworth sire with female progeny having a much higher mean litter size than their contemporaries. Because the Lincoln University flock has subsequently been the source of Coopworths for many industry flocks [ 31], it is likely that the Woodlands gene is widely distributed in New Zealand sheep flocks. Determination of the frequency of the gene and its targeted use in industry flocks must await the discovery of DNA markers located close to the gene or the gene itself.

Because the inheritance pattern of the Woodlands gene is different from the InverdaleFecX locus, we have assigned the locus FecX2 and the allele symbol FecX2 W in accordance with the guidelines established by the Committee on Genetic Nomenclature of Sheep and Goats [ 32]. Thus female genotypes are FecX2 W /FecX2 W , FecX2 W /FecX2 + , en FecX2 + /FecX2 + and male genotypes FecX2 W/Y en FecX2 +/Y .


Bekijk de video: Kelainan keturunan terpaut kromosom X (November 2021).