การถ่ายทอดลักษณะเด่นบนออโตโซม

การถ่ายทอดลักษณะเด่นบนออโตโซมเป็นรูปแบบการถ่ายทอดแบบเมนเดลที่ยีนที่เปลี่ยนแปลงไปเพียงชุดเดียวบนออโตโซม (โครโมโซมที่ไม่ใช่โครโมโซมเพศ) ก็เพียงพอที่จะทำให้เกิดลักษณะหรือความผิดปกติได้ โดยทั่วไปแล้ว ผู้ที่ได้รับผลกระทบจะเป็นเฮเทอโรไซกัส และโดยเฉลี่ยแล้ว ครึ่งหนึ่งของบุตรจะได้รับยีนที่กลายพันธุ์ไป ทำให้เกิดการถ่ายทอดแบบ 'แนวตั้ง' ที่เห็นได้ในรุ่นต่อๆ ไปในแผนผังครอบครัว

Definition

การถ่ายทอดลักษณะเด่นบนออโตโซมคือการถ่ายทอดลักษณะที่กำหนดโดยอัลลีลเพียงชุดเดียวที่ตำแหน่งบนออโตโซม ทำให้บุคคลที่เป็นเฮเทอโรไซกัสได้รับผลกระทบ และโดยเฉลี่ยแล้วจะถ่ายทอดอัลลีลนั้นไปยังบุตรครึ่งหนึ่งโดยไม่คำนึงถึงเพศ

Scope

เนื้อหานี้ครอบคลุมถึงพฤติกรรมของอัลลีลเด่นบนออโตโซม ลักษณะแผนผังครอบครัวที่คาดการณ์ได้ และความน่าจะเป็นของการเกิดซ้ำ รวมถึงเหตุผลทางโมเลกุลที่อัลลีลกลายพันธุ์เพียงชุดเดียวก็เพียงพอ (เช่น ภาวะแฮปโลอินซัฟฟิเชียนซี หรือผลกระทบแบบเด่นเชิงลบ และการเพิ่มขึ้นของหน้าที่) นอกจากนี้ยังกล่าวถึงปรากฏการณ์ที่ซับซ้อน เช่น การกลายพันธุ์ใหม่ ภาวะโมเสก และการแสดงออกของยีนที่ไม่สมบูรณ์ ซึ่งทำให้แผนผังครอบครัวจริงแตกต่างจากรูปแบบในตำราเรียน นี่คือข้อมูลอ้างอิงเชิงแนวคิด ไม่ใช่การให้คำปรึกษาทางคลินิก

Core questions

• ลักษณะแผนผังครอบครัวใดที่แยกแยะรูปแบบการถ่ายทอดลักษณะเด่นบนออโตโซมออกจากรูปแบบลักษณะด้อยหรือลักษณะที่เชื่อมโยงกับโครโมโซม X?
• เหตุใดอัลลีลที่เปลี่ยนแปลงไปเพียงชุดเดียวจึงเพียงพอที่จะสร้างฟีโนไทป์ และผ่านกลไกทางโมเลกุลใดบ้าง?
• การกลายพันธุ์ใหม่ ภาวะโมเสก และการแสดงออกของยีนที่ไม่สมบูรณ์ ทำให้รูปแบบลักษณะเด่นที่คาดการณ์ไว้ซับซ้อนขึ้นได้อย่างไร?

Key concepts

• บุคคลเฮเทอโรไซกัสที่ได้รับผลกระทบ
• การถ่ายทอดแบบแนวตั้ง (จากรุ่นสู่รุ่น)
• การถ่ายทอดเท่ากันทั้งสองเพศ
• ภาวะแฮปโลอินซัฟฟิเชียนซี
• ผลกระทบแบบเด่นเชิงลบ
• การกลายพันธุ์ที่เพิ่มขึ้นของหน้าที่
• การกลายพันธุ์ใหม่และภาวะโมเสกของเซลล์สืบพันธุ์ของพ่อแม่
• การถ่ายทอดจากชายสู่ชาย (ไม่รวมการเชื่อมโยงกับโครโมโซม X)

Mechanisms

ฟีโนไทป์เด่นจะปรากฏขึ้นเมื่ออัลลีลกลายพันธุ์เพียงชุดเดียวขัดขวางการทำงาน แม้ว่าจะมีอัลลีลปกติอยู่บนโครโมโซมคู่เหมือนก็ตาม ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้จากภาวะแฮปโลอินซัฟฟิเชียนซี (haploinsufficiency) (ยีนที่ทำงานได้เพียงชุดเดียวสร้างผลิตภัณฑ์ยีนน้อยเกินไป), ผลกระทบแบบเด่นเชิงลบ (dominant-negative effect) (ผลิตภัณฑ์ที่ผิดปกติรบกวนการทำงานของผลิตภัณฑ์ปกติ ซึ่งพบบ่อยในโปรตีนหลายหน่วย) หรือการเพิ่มขึ้นของหน้าที่ (gain of function) (ผลิตภัณฑ์ที่เปลี่ยนแปลงไปได้รับกิจกรรมใหม่หรือกิจกรรมที่คงที่) เนื่องจากตำแหน่งของยีนอยู่บนออโตโซม ทั้งเพศชายและเพศหญิงจึงได้รับผลกระทบเท่ากัน และพ่อแม่ที่ได้รับผลกระทบจะถ่ายทอดอัลลีลไปยังบุตรแต่ละคนด้วยความน่าจะเป็นครึ่งหนึ่ง การถ่ายทอดจากชายสู่ชาย ซึ่งไม่สามารถเกิดขึ้นได้กับลักษณะที่เชื่อมโยงกับโครโมโซม X เป็นลักษณะยืนยันที่มีประโยชน์ ความผิดปกติเด่นหลายอย่างยังเกิดขึ้นจากการกลายพันธุ์ใหม่ (de novo mutations) และการข้ามรุ่นที่เห็นได้ชัดเจนอาจสะท้อนถึงการแสดงออกของยีนที่ไม่สมบูรณ์ (reduced penetrance) มากกว่าการไม่ได้รับการถ่ายทอด

Clinical relevance

การระบุรูปแบบการถ่ายทอดลักษณะเด่นช่วยกำหนดแนวทางในการพิจารณาการเกิดซ้ำในครอบครัว และบ่งชี้ว่าญาติลำดับแรกของผู้ที่ได้รับผลกระทบอาจมียีนที่กลายพันธุ์ร่วมกัน เนื้อหานี้อธิบายแนวคิดการถ่ายทอดทางพันธุกรรมเพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง ไม่ได้ให้ตัวเลขความเสี่ยงเฉพาะบุคคล คำแนะนำในการตรวจ หรือการให้คำปรึกษา ซึ่งต้องอาศัยการประเมินทางพันธุกรรมทางคลินิกอย่างเป็นทางการ

Epidemiology

ความผิดปกติเด่นแต่ละชนิดนั้นไม่พบบ่อย แต่โดยรวมแล้วมีจำนวนมากในรายการภาวะเมนเดล ลักษณะเด่นที่น่าสังเกตคือ สัดส่วนที่สำคัญของผู้ป่วยบางรายที่มีความผิดปกติเด่นรุนแรงเกิดจากการกลายพันธุ์ใหม่ในบุคคลที่ได้รับผลกระทบ ดังนั้นบุตรที่ได้รับผลกระทบอาจมีพ่อแม่ที่ไม่ได้รับผลกระทบ

History

ความแตกต่างระหว่างลักษณะเด่นและลักษณะด้อยมีต้นกำเนิดมาจากการทดลองผสมพันธุ์ของเมนเดลในปี 1866 ซึ่งลักษณะหนึ่งบดบังอีกลักษณะหนึ่งในเฮเทอโรไซกัส ด้วยการค้นพบงานของเมนเดลอีกครั้งและการจัดทำรายการฟีโนไทป์ของมนุษย์ตลอดศตวรรษที่ยี่สิบ การถ่ายทอดลักษณะเด่นบนออโตโซมจึงกลายเป็นหนึ่งในรูปแบบการถ่ายทอดมาตรฐานที่บันทึกไว้สำหรับภาวะที่เกิดจากยีนเดี่ยวหลายพันชนิด

Key figures

• Gregor Mendel
• Victor McKusick

Seminal works

• mendel-1866
• nussbaum-2016

Frequently asked questions

หากความผิดปกติเป็นแบบ autosomal dominant โอกาสที่พ่อแม่ที่ได้รับผลกระทบจะถ่ายทอดให้บุตรคือเท่าใด?

สำหรับพ่อแม่ที่ได้รับผลกระทบที่เป็นเฮเทอโรไซกัส บุตรแต่ละคนมีโอกาสโดยเฉลี่ยครึ่งหนึ่งที่จะได้รับอัลลีล และโอกาสนี้เท่ากันสำหรับบุตรชายและบุตรสาว เนื่องจากตำแหน่งของยีนอยู่บนออโตโซม จากนั้นการแสดงออกของยีนและปัจจัยอื่นๆ จะส่งผลต่อว่าผู้ที่ได้รับยีนนั้นจะได้รับผลกระทบทางคลินิกหรือไม่

บุตรสามารถมีความผิดปกติแบบ autosomal dominant ได้หรือไม่ ในเมื่อพ่อแม่ทั้งสองไม่ได้รับผลกระทบ?

ได้ — โดยทั่วไปแล้วสิ่งนี้สะท้อนถึงการกลายพันธุ์ใหม่ (de novo mutation) ที่เกิดขึ้นในไข่ อสุจิ หรือตัวอ่อนระยะแรก และพบน้อยกว่าในกรณีของภาวะโมเสกของเซลล์สืบพันธุ์ของพ่อแม่ หรือการแสดงออกของยีนที่ไม่สมบูรณ์ในพ่อแม่