मोनोजेनिक आनुवंशिक रोग

मोनोजेनिक आनुवंशिक रोग वे विकार हैं जो मुख्य रूप से एक जीन में उत्परिवर्तन के कारण होते हैं, जिससे मेंडल के नियमों का पालन करने वाले वंशानुक्रम के पैटर्न उत्पन्न होते हैं। इनमें ऑटोसोमल डोमिनेंट, ऑटोसोमल रिसेसिव और एक्स-लिंक्ड स्थितियाँ शामिल हैं, साथ ही माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए उत्परिवर्तन के कारण होने वाले विकार भी शामिल हैं। यद्यपि प्रत्येक व्यक्तिगत विकार आमतौर पर दुर्लभ होता है, सामूहिक रूप से वे लोगों के एक बड़े हिस्से को प्रभावित करते हैं और यह समझने में केंद्रीय रहे हैं कि जीनोटाइप फेनोटाइप कैसे उत्पन्न करता है।

Definition

एक मोनोजेनिक (एकल-जीन, मेंडेलियन) रोग एक विकार है जो मुख्य रूप से एक जीन में उत्परिवर्तन के कारण होता है, जो एक पहचानने योग्य वंशानुक्रम पैटर्न में प्रसारित होता है — ऑटोसोमल डोमिनेंट, ऑटोसोमल रिसेसिव, एक्स-लिंक्ड, या (माइटोकॉन्ड्रियल जीनों के लिए) मातृ — जहाँ जीन दोष फेनोटाइप का प्रमुख निर्धारक होता है।

Scope

यह विषय एकल-जीन वंशानुक्रम के प्रमुख तरीकों, भेद्यता (penetrance) और अभिव्यंजकता (expressivity) की अवधारणाओं, विरासत में मिले और डी नोवो उत्परिवर्तन के बीच के अंतर, और कैसे एक एकल परिवर्तित जीन उत्पाद रोग उत्पन्न करता है, को शामिल करता है। इसे एक विकृति विज्ञान और आनुवंशिकी संदर्भ के रूप में तैयार किया गया है; यह आनुवंशिक परामर्श, वाहक-परीक्षण सलाह, या किसी विशिष्ट स्थिति के लिए प्रबंधन प्रदान नहीं करता है।

Core questions

• ऑटोसोमल डोमिनेंट, ऑटोसोमल रिसेसिव और एक्स-लिंक्ड वंशानुक्रम पैटर्न उत्परिवर्ती एलील के स्थान और प्रभुत्व से कैसे उत्पन्न होते हैं?
• कुछ एकल-जीन विकार अपूर्ण भेद्यता (incomplete penetrance) या परिवर्तनीय अभिव्यंजकता (variable expressivity) क्यों दिखाते हैं?
• अप्रभावित माता-पिता के बच्चे में डी नोवो उत्परिवर्तन एकल-जीन विकार कैसे उत्पन्न करता है?
• प्रभावित प्रोटीन (एंजाइम, संरचनात्मक, रिसेप्टर) का कार्य रोग तंत्र को कैसे आकार देता है?

Key concepts

• मेंडेलियन वंशानुक्रम
• ऑटोसोमल डोमिनेंट और रिसेसिव संचरण
• एक्स-लिंक्ड वंशानुक्रम
• भेद्यता (Penetrance) और अभिव्यंजकता (expressivity)
• कार्य-हानि बनाम कार्य-लाभ उत्परिवर्तन
• डी नोवो उत्परिवर्तन
• लोकस और एलीलिक विषमता
• माइटोकॉन्ड्रियल (मातृ) वंशानुक्रम

Mechanisms

एकल जीन में उत्परिवर्तन इसके प्रोटीन उत्पाद की मात्रा या कार्य को बदल देता है। कार्य-हानि उत्परिवर्तन (loss-of-function mutations) गतिविधि को कम या समाप्त कर देते हैं और सामान्यतः अप्रभावी (रोग के लिए दो दोषपूर्ण एलील की आवश्यकता होती है) होते हैं, लेकिन जब एक कार्यात्मक प्रतिलिपि अपर्याप्त होती है (हैप्लोइंसफिशिएंसी) तो प्रभावी हो सकते हैं; कार्य-लाभ (gain-of-function) या डोमिनेंट-नेगेटिव उत्परिवर्तन एक एकल परिवर्तित एलील के साथ रोग का कारण बन सकते हैं। वंशानुक्रम पैटर्न जीन के स्थान (ऑटोसोम बनाम एक्स क्रोमोसोम) और उत्परिवर्ती एलील के प्रभुत्व संबंध का अनुसरण करता है। कुछ विकार नए उत्परिवर्तन से डी नोवो उत्पन्न होते हैं, जो गंभीर प्रारंभिक-शुरुआत वाले रोग का एक तेजी से मान्यता प्राप्त कारण है। माइटोकॉन्ड्रियल-जीनोम उत्परिवर्तन मातृ रूप से प्रसारित होते हैं और हेटेरोप्लाज्मी से थ्रेशोल्ड प्रभाव दिखाते हैं।

Clinical relevance

एकल-जीन विकार जीनोटाइप और फेनोटाइप के बीच सबसे सीधा संबंध दर्शाते हैं और नैदानिक आनुवंशिकी और जन्मजात-त्रुटि विकृति विज्ञान का एक बड़ा हिस्सा हैं। यह प्रविष्टि अभिविन्यास के लिए वंशानुक्रम और तंत्र का वर्णन करती है; यह किसी व्यक्ति या परिवार के निदान, परामर्श या उपचार का आधार नहीं है।

Epidemiology

हजारों एकल-जीन विकारों को सूचीबद्ध किया गया है (उदाहरण के लिए OMIM में), और यद्यपि प्रत्येक आमतौर पर दुर्लभ होता है, साथ मिलकर वे बचपन और वंशानुगत रोग का एक महत्वपूर्ण कारण हैं। डी नोवो उत्परिवर्तन गंभीर छिटपुट विकारों में पर्याप्त योगदान करते हैं, जिनमें कई बौद्धिक-अक्षमता और विकासात्मक सिंड्रोम शामिल हैं।

History

गारोड की चयापचय की जन्मजात त्रुटियों की अवधारणा (1908) ने मेंडल के नियमों के आधार पर मेंडेलियन वंशानुक्रम को जैव रासायनिक रोग से जोड़ा। मेंडेलियन फेनोटाइप्स का मैककुसिक का वर्गीकरण, जिसे OMIM के रूप में औपचारिक रूप दिया गया, ने इस क्षेत्र को व्यवस्थित किया, और आधुनिक अनुक्रमण ने सूची का विस्तार किया है और गंभीर छिटपुट विकारों में डी नोवो उत्परिवर्तन की प्रमुख भूमिका का खुलासा किया है।

Key figures

• Gregor Mendel
• Archibald Garrod
• Victor McKusick
• Joris Veltman

Seminal works

• garrod-1908
• mckusick-2007
• veltman-2012-mono

Frequently asked questions

किसी रोग को 'मोनोजेनिक' क्या बनाता है?

एक मोनोजेनिक रोग वह है जिसका कारण एक एकल जीन में उत्परिवर्तन से प्रभावित होता है, इसलिए यह परिवारों में एक स्पष्ट वंशानुक्रम पैटर्न का पालन करता है। यह बहुघटकीय रोगों के विपरीत है, जहाँ कई जीन और पर्यावरणीय कारक प्रत्येक एक छोटा प्रभाव डालते हैं।

क्या एक एकल-जीन विकार ऐसे बच्चे में प्रकट हो सकता है जिसके माता-पिता दोनों अप्रभावित हों?

हाँ। बच्चा अप्रभावित वाहक माता-पिता से दो अप्रभावी एलील विरासत में प्राप्त कर सकता है, या विकार एक डी नोवो उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप हो सकता है जो अंडे, शुक्राणु या प्रारंभिक भ्रूण में नया उत्पन्न हुआ और दोनों माता-पिता में अनुपस्थित है।