Genomikus imprinting és parentális eredetű hatások

Gének egy kis csoportja esetében számít, hogy melyik szülőtől származik az allél: az imprinting epigenetikai jelek révén elnémítja az egyik parentális kópiát, így az öröklődés megsértheti a mendeli átvitel szokásos szimmetriáját.

Definition

A genomikus imprinting egy epigenetikai folyamat, amelyben bizonyos gének expressziója csak az egyik parentális allélről történik, attól függően, hogy az anyától vagy az apától öröklődött-e, parentális eredetű fenotípusos hatásokat eredményezve.

Scope

Ez a téma a genomikus imprinting jelenségét, az allélek parentális eredet szerinti epigenetikai jelölését a csíravonalban, az imprintált gének ebből eredő monoallelikus, szülőspecifikus expresszióját, az imprintingek generációk közötti visszaállítását, valamint azokat a klasszikus imprinting-rendellenességeket tárgyalja, amelyek akkor keletkeznek, ha a jelek vagy az azokat hordozó kromoszómák sérülnek. A parentális eredetű hatásokat az epigenetikai szabályozás speciális eseteként kezeli; az általános kromatinmechanizmusokat a szomszédos téma tárgyalja.

Core questions

• Hogyan alakulnak ki az imprintingek a csíravonalban és hogyan állítódnak vissza a generációk között?
• Miért határozza meg egy allél parentális eredete, hogy expresszálódik-e?
• Hogyan okoznak betegséget az imprintinghibák és az uniparentális dizómia?
• Miért fejlődhetett ki az imprinting a feláldozott redundancia ellenére?

Key concepts

• Genomikus imprinting és monoallelikus expresszió
• Az imprintingek csíravonali kialakulása és visszaállítása
• Imprinting kontrollrégiók
• Uniparentális dizómia
• Imprinting-rendellenességek

Mechanisms

A gametogenezis során differenciális DNS-metiláció alakul ki az imprinting kontrollrégiókban a parentális nem szerint, így egy imprintált gén anyai és apai kópiái eltérő jeleket hordoznak; ezek elnémítják az egyik allélt az utódban, és mivel a jelek minden generációban törlődnek és újra létrejönnek, az expresszió a legutóbbi parentális eredettől függ, nem pedig a DNS-szekvenciától.

Clinical relevance

Az imprinting magyarázza, hogy ugyanazon kromoszómarégió deléciói miért okoznak Prader-Willi szindrómát apai öröklődés esetén és Angelman-szindrómát anyai öröklődés esetén, és miért okozhat betegséget az uniparentális dizómia; a parentális eredetű mintázatok felismerése fontos a genetikai diagnózisban és tanácsadásban.

History

Az 1980-as évek közepén egereken végzett nukleáris transzfer kísérletek kimutatták, hogy az anyai és apai genomok nem egyenértékűek, megalapozva az imprintinget; az első imprintált géneket 1991 körül azonosították, és Haig parentális konfliktus hipotézise evolúciós magyarázatot kínált az imprinting kialakulására.

Debates

Miért fejlődött ki az imprinting?

A vezető parentális konfliktus hipotézis szerint az imprinting az apai allélek – amelyek az utódok nagyobb erőforrás-felhasználását támogatják – és az anyai allélek – amelyek ezt korlátozzák – közötti kötélhúzást tükrözi, de alternatív magyarázatok is léteznek, és a kérdés nyitott marad.

Key figures

• Azim Surani
• Davor Solter
• David Haig

Seminal works

• allis2007

Frequently asked questions

Mit jelent a parentális eredetű hatás?

Azt jelenti, hogy az allél által kiváltott fenotípus attól függ, hogy az anyától vagy az apától öröklődött-e; imprintált gének esetében az egyik parentális kópiát epigenetikailag elnémítják, így csak a másik szülőtől származó kópia expresszálódik.

Hogyan okozhat ugyanaz a deléció két különböző szindrómát?

Ha egy kromoszómarégió imprintált géneket tartalmaz, annak elvesztése az apai kromoszómáról eltávolítja az apai expressziójú gének egyetlen aktív kópiáját, míg az anyai kromoszómáról való elvesztése az anyai expressziójú géneket távolítja el, ami olyan különálló rendellenességeket eredményez, mint a Prader-Willi és az Angelman szindróma.