حک شدن ژنومی و اثرات والدینی
برای مجموعه کوچکی از ژنها، اینکه آلل از کدام والد به ارث رسیده باشد اهمیت دارد: حک شدن ژنومی یک نسخه والدینی را از طریق نشانگرهای اپیژنتیک خاموش میکند، به طوری که وراثت میتواند تقارن معمول انتقال مندلی را نقض کند.
Definition
حک شدن ژنومی یک فرآیند اپیژنتیک است که در آن ژنهای خاصی تنها از یک آلل والدینی بیان میشوند، بسته به اینکه از مادر یا پدر به ارث رسیده باشند، و اثرات والدینی بر فنوتیپ ایجاد میکنند.
Scope
این موضوع پدیده حک شدن ژنومی، نشانهگذاری اپیژنتیک آللها در رده زاینده بر اساس منشأ والدینی، بیان تکآللی و والدینی ژنهای حک شده، بازنشانی حکها بین نسلها، و اختلالات کلاسیک حک شدن ژنومی که در صورت اختلال در نشانهها یا کروموزومهای حامل آنها ایجاد میشوند را پوشش میدهد. این موضوع اثرات والدینی را به عنوان یک مورد خاص از تنظیم اپیژنتیک در نظر میگیرد؛ مکانیسمهای عمومی کروماتین در موضوع مجاور پوشش داده شدهاند.
Core questions
- چگونه حکها در رده زاینده ایجاد و بین نسلها بازنشانی میشوند؟
- چرا والد منشأ یک آلل تعیین میکند که آیا آن آلل بیان میشود یا خیر؟
- چگونه خطاهای حک شدن ژنومی و دیسومی تکوالدینی باعث بیماری میشوند؟
- چرا حک شدن ژنومی ممکن است با وجود افزونگی که قربانی میکند، تکامل یافته باشد؟
Key concepts
- حک شدن ژنومی و بیان تکآللی
- ایجاد و بازنشانی حکها در رده زاینده
- مناطق کنترل حک شدن ژنومی
- دیسومی تکوالدینی
- اختلالات حک شدن ژنومی
Mechanisms
در طول گامتزایی، متیلاسیون افتراقی DNA در مناطق کنترل حک شدن ژنومی بر اساس جنسیت والدینی ایجاد میشود، بنابراین نسخههای مادری و پدری یک ژن حک شده، نشانههای متمایزی را حمل میکنند؛ این نشانهها یک آلل را در فرزند خاموش میکنند، و از آنجا که این نشانهها در هر نسل پاک شده و دوباره برقرار میشوند، بیان ژن به جدیدترین منشأ والدینی بستگی دارد تا توالی DNA.
Clinical relevance
حک شدن ژنومی توضیح میدهد که چرا حذفهای یک ناحیه کروموزومی مشابه، سندرم پرادر-ویلی را در صورت وراثت پدری و سندرم آنگلمن را در صورت وراثت مادری ایجاد میکنند، و چرا دیسومی تکوالدینی میتواند بیماری ایجاد کند؛ تشخیص الگوهای والدینی در تشخیص و مشاوره ژنتیکی مهم است.
History
آزمایشهای انتقال هسته در موشها در اواسط دهه ۱۹۸۰ نشان داد که ژنومهای مادری و پدری معادل نیستند و حک شدن ژنومی را اثبات کرد؛ اولین ژنهای حک شده در حدود سال ۱۹۹۱ شناسایی شدند، و فرضیه تعارض والدینی هایگ یک توجیه تکاملی برای چرایی پیدایش حک شدن ژنومی ارائه داد.
Debates
- چرایی تکامل حک شدن ژنومی
- فرضیه پیشرو تعارض والدینی بیان میکند که حک شدن ژنومی منعکسکننده کشمکش بین آللهای پدری است که به نفع استخراج منابع بیشتر توسط فرزندان هستند و آللهای مادری که آن را محدود میکنند، اما توضیحات جایگزین نیز وجود دارد و این سؤال همچنان باز است.
Key figures
- Azim Surani
- Davor Solter
- David Haig
Related topics
Seminal works
- allis2007
Frequently asked questions
- اثر والدینی به چه معناست؟
- به این معناست که فنوتیپ تولید شده توسط یک آلل بستگی به این دارد که آیا از مادر یا پدر به ارث رسیده است؛ برای ژنهای حک شده، یک نسخه والدینی به صورت اپیژنتیکی خاموش میشود، بنابراین تنها نسخهای که از والد دیگر به ارث رسیده است بیان میشود.
- چگونه یک حذف مشابه میتواند دو سندرم متفاوت ایجاد کند؟
- اگر یک ناحیه کروموزومی حاوی ژنهای حک شده باشد، از دست دادن آن از کروموزوم پدری، تنها نسخههای فعال ژنهای بیان شده پدری را حذف میکند، در حالی که از دست دادن آن از کروموزوم مادری، ژنهای بیان شده مادری را حذف میکند و اختلالات متمایزی مانند سندرم پرادر-ویلی و سندرم آنگلمن را ایجاد میکند.