Penetransi dan Ekspresivitas Genetik

Penetransi dan ekspresivitas menjelaskan dua cara genotipe dapat gagal memetakan secara jelas ke fenotipe. Penetransi adalah proporsi individu yang membawa varian terkait penyakit yang benar-benar menunjukkan tanda-tanda sifat tersebut, sedangkan ekspresivitas adalah seberapa parah atau dalam bentuk apa sifat tersebut bermanifestasi di antara mereka yang terpengaruh. Bersama-sama, keduanya menjelaskan sebagian besar variabilitas yang terlihat bahkan pada kelainan gen tunggal klasik.

Definition

Penetransi adalah fraksi individu dengan genotipe tertentu yang sama sekali mengekspresikan fenotipe terkait; ekspresivitas adalah rentang keparahan atau bentuk kualitatif fenotipe di antara mereka yang mengekspresikannya.

Scope

Entri ini membedakan penetransi (semua-atau-tidak sama sekali, pada tingkat populasi) dari ekspresivitas (tingkat dan pola, pada individu yang terpengaruh), meninjau faktor molekuler dan kontekstual yang memodifikasinya — gen pengubah, lingkungan, usia, jenis kelamin, dan perbedaan alelik — dan mencatat implikasi untuk menafsirkan hubungan genotipe-fenotipe. Ini adalah materi referensi konseptual, bukan panduan untuk memprediksi hasil individu.

Core questions

• Apa perbedaan antara penetransi yang berkurang dan ekspresivitas yang bervariasi, dan mengapa perbedaan ini penting?
• Faktor-faktor apa yang menyebabkan varian yang sama menghasilkan fenotipe pada satu pembawa tetapi tidak pada yang lain?
• Bagaimana estimasi penetransi memengaruhi interpretasi varian genetik?

Key concepts

• Penetransi lengkap versus tidak lengkap (berkurang)
• Penetransi yang bergantung pada usia
• Ekspresivitas yang bervariasi
• Gen pengubah
• Pengaruh lingkungan dan stokastik
• Ekspresi yang dipengaruhi jenis kelamin dan terbatas jenis kelamin
• Korelasi genotipe-fenotipe

Mechanisms

Penetransi yang berkurang dan ekspresivitas yang bervariasi muncul karena fenotipe jarang merupakan produk dari satu varian yang bekerja secara terisolasi. Lokus pengubah di bagian lain genom dapat menyangga atau memperkuat efek varian primer; paparan lingkungan, usia, jenis kelamin, dan peristiwa perkembangan stokastik selanjutnya membentuk apakah dan bagaimana suatu sifat muncul. Alel spesifik juga penting — varian yang berbeda dalam gen yang sama dapat berbeda dalam keparahannya — dan alel kedua, keadaan epigenetik, dan peristiwa somatik dapat berkontribusi. Karena pengaruh-pengaruh ini terakumulasi, pembawa varian patogenik yang identik dapat berkisar dari tidak terpengaruh (non-penetrasi) hingga terpengaruh ringan hingga parah, dan penetransi seringkali bergantung pada usia, meningkat seiring bertambahnya usia pembawa.

Clinical relevance

Penetransi dan ekspresivitas sangat penting untuk menafsirkan arti suatu varian genetik, karena varian yang ditemukan pada orang sehat mungkin tidak sepenuhnya penetran daripada jinak. Sekuensing populasi pada orang dewasa yang tidak terpilih menunjukkan bahwa beberapa pembawa varian pada gen penyakit tetap tidak terpengaruh, menggarisbawahi bahwa genotipe tidak selalu prediktif terhadap fenotipe. Entri ini menjelaskan konsep-konsep untuk referensi dan tidak memberikan perkiraan prognostik individual, yang memerlukan penilaian klinis formal.

Epidemiology

Estimasi penetransi yang berasal dari keluarga yang teridentifikasi secara klinis cenderung lebih tinggi daripada yang terlihat ketika varian yang sama diamati pada populasi yang tidak terpilih, karena keluarga yang terpengaruh diidentifikasi melalui anggota mereka yang terpengaruh. Studi biobank dan eksom besar yang mengambil sampel individu tanpa memandang status penyakit mengungkapkan penetransi nyata yang lebih rendah untuk beberapa varian setelah bias ascertainment dikurangi.

History

Istilah penetransi dan ekspresivitas diperkenalkan pada tahun 1920-an (umumnya dikaitkan dengan Oskar Vogt) untuk menangkap pengamatan bahwa genotipe tidak selalu menghasilkan fenotipe yang diharapkan. Konsep-konsep ini menjadi semakin penting karena genetika molekuler menghubungkan varian spesifik dengan kelainan dan mengungkapkan bahwa varian yang sama dapat berperilaku berbeda di antara individu; studi skala genom selanjutnya mempertajam pengakuan bahwa ascertainment sangat membentuk estimasi penetransi.

Debates

Bagaimana penetransi harus diperkirakan dan dilaporkan untuk suatu varian?

Penetransi yang berasal dari keluarga yang terpengaruh secara sistematis lebih tinggi daripada penetransi yang diamati pada populasi yang tidak terpilih karena bias ascertainment, sehingga estimasi yang sesuai bergantung pada populasi dan tujuan penggunaannya; mendamaikan estimasi berbasis keluarga dan berbasis populasi tetap menjadi masalah metodologis yang aktif.

Key figures

• Oskar Vogt
• David N. Cooper

Seminal works

• cooper-2013
• nussbaum-2016

Frequently asked questions

Apa perbedaan antara penetransi dan ekspresivitas?

Penetransi adalah apakah suatu sifat muncul sama sekali pada seseorang yang membawa varian (ukuran semua-atau-tidak sama sekali, tingkat populasi), sedangkan ekspresivitas adalah seberapa parah atau dalam bentuk apa sifat itu setelah muncul; suatu varian dapat sangat penetran namun sangat bervariasi dalam ekspresivitasnya.

Mengapa seseorang mungkin membawa varian terkait penyakit tetapi tetap sehat?

Karena penetransi yang tidak lengkap — gen pengubah, lingkungan, usia, jenis kelamin, dan kebetulan dapat bergabung sehingga varian tersebut tidak menghasilkan fenotipe yang terdeteksi pada individu tersebut; inilah mengapa varian yang terlihat pada orang yang tidak terpengaruh tidak secara otomatis jinak.