การถ่ายทอดลักษณะด้อยแบบออโตโซม

การถ่ายทอดลักษณะด้อยแบบออโตโซมเป็นรูปแบบการถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบเมนเดล ซึ่งต้องมีสำเนาของยีนที่เปลี่ยนแปลงไปสองชุดบนออโตโซม โดยได้รับจากพ่อและแม่ฝ่ายละหนึ่งชุด เพื่อให้เกิดลักษณะหรือความผิดปกติ ผู้ที่เป็นพาหะแบบเฮเทอโรไซกัสโดยทั่วไปจะไม่ได้รับผลกระทบ ดังนั้นภาวะนี้มักปรากฏขึ้นโดยไม่คาดคิดในพี่น้องกลุ่มเดียวที่เกิดจากพ่อแม่ที่ปกติทางคลินิก ซึ่งเป็นลักษณะเด่นแบบ 'แนวนอน' ในแผนผังลำดับเครือญาติ

Definition

การถ่ายทอดลักษณะด้อยแบบออโตโซมคือการส่งผ่านลักษณะที่แสดงออกเฉพาะในบุคคลที่มีอัลลีลที่เปลี่ยนแปลงไปสองชุดที่ตำแหน่งออโตโซม (แบบโฮโมไซกัสหรือเฮเทอโรไซกัสแบบผสม) ในขณะที่เฮเทอโรไซกัสเป็นพาหะที่ไม่ได้รับผลกระทบ โดยทั่วไปบุคคลที่ได้รับผลกระทบจะมีพ่อแม่ที่เป็นพาหะทั้งสองคน

Scope

บทความนี้ครอบคลุมถึงพฤติกรรมของอัลลีลด้อยแบบออโตโซม เหตุใดพาหะจึงมักมีสุขภาพดี โอกาสการเกิดซ้ำที่คาดไว้ในหมู่พี่น้อง และอิทธิพลของการแต่งงานในหมู่เครือญาติและความถี่ของพาหะในประชากร โดยถือว่าภาวะเฮเทอโรไซกัสแบบผสม (compound heterozygosity) กลไกการสูญเสียการทำงาน (loss-of-function mechanisms) และชีววิทยาของพาหะเป็นสิ่งจำเป็นเชิงแนวคิด ไม่ใช่แนวทางการคัดกรองทางคลินิกหรือการให้คำปรึกษา

Core questions

• ลักษณะใดในแผนผังลำดับเครือญาติที่บ่งชี้ถึงรูปแบบลักษณะด้อยมากกว่าลักษณะเด่น?
• เหตุใดพาหะจึงมักไม่ได้รับผลกระทบ และสิ่งนี้บ่งชี้ถึงการเกิดซ้ำในหมู่พี่น้องอย่างไร?
• การแต่งงานในหมู่เครือญาติและความถี่ของอัลลีลในประชากรเปลี่ยนแปลงความน่าจะเป็นของลูกหลานที่ได้รับผลกระทบได้อย่างไร?

Key concepts

• บุคคลที่ได้รับผลกระทบแบบโฮโมไซกัสและเฮเทอโรไซกัสแบบผสม
• พาหะเฮเทอโรไซกัสที่ไม่ได้รับผลกระทบ
• การรวมกลุ่มแบบแนวนอน (ในพี่น้องกลุ่มเดียว)
• กลไกการสูญเสียการทำงาน
• การแต่งงานในหมู่เครือญาติและภาวะโฮโมไซกัสโดยการสืบทอด
• ความถี่ของพาหะและความคาดหวังของ Hardy-Weinberg
• โอกาสการเกิดซ้ำหนึ่งในสี่ในพี่น้องสำหรับพ่อแม่ที่เป็นพาหะทั้งสองคน

Mechanisms

ฟีโนไทป์ด้อยส่วนใหญ่สะท้อนถึงการสูญเสียการทำงานของยีน: อัลลีลที่ทำงานได้เพียงชุดเดียวมักจะผลิตผลิตภัณฑ์ได้เพียงพอสำหรับฟีโนไทป์ปกติ (ดังนั้นพาหะจึงไม่ได้รับผลกระทบ) และโรคจะปรากฏขึ้นเมื่ออัลลีลทั้งสองไม่ทำงาน ไม่ว่าจะเป็นสำเนาของตัวแปรเดียวกันสองชุด (แบบโฮโมไซกัส) หรือตัวแปรที่แตกต่างกันสองชุดในยีนเดียวกัน (แบบเฮเทอโรไซกัสแบบผสม) เมื่อพ่อแม่ทั้งสองเป็นพาหะ เด็กแต่ละคนโดยเฉลี่ยมีโอกาสหนึ่งในสี่ที่จะได้รับผลกระทบ หนึ่งในสองที่จะเป็นพาหะ และหนึ่งในสี่ที่จะไม่ได้รับตัวแปรใดๆ การแต่งงานในหมู่เครือญาติเพิ่มโอกาสที่อัลลีลทั้งสองจะเหมือนกันโดยการสืบทอด ทำให้ความเสี่ยงของภาวะด้อยที่หายากเพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน ความผิดปกติด้อยที่พบบ่อยสะท้อนถึงความถี่ของพาหะที่ค่อนข้างสูงในประชากร

Clinical relevance

รูปแบบการถ่ายทอดลักษณะด้อยเป็นกรอบที่อธิบายว่าเหตุใดความผิดปกติจึงสามารถปรากฏขึ้นได้โดยไม่มีประวัติครอบครัว และเหตุใดสถานะพาหะจึงแพร่หลายในประชากร การจัดลำดับสารพันธุกรรมในประชากรแสดงให้เห็นว่าผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพดีมักเป็นพาหะของตัวแปรที่ทำให้เกิดการสูญเสียการทำงานในยีนโรคด้อย บทความนี้เป็นเอกสารอ้างอิงเกี่ยวกับแนวคิดการถ่ายทอดทางพันธุกรรม และไม่ถือเป็นคำแนะนำในการคัดกรองพาหะหรือการประเมินความเสี่ยงส่วนบุคคล ซึ่งต้องอาศัยบริการทางพันธุกรรมอย่างเป็นทางการ

Epidemiology

ความผิดปกติด้อยแต่ละชนิดนั้นหายาก แต่โดยรวมแล้วพบได้บ่อย และบางภาวะมีความถี่ของพาหะสูงขึ้นในประชากรบางกลุ่ม การศึกษาเอ็กโซมขนาดใหญ่ในผู้ใหญ่ที่ไม่ได้รับการคัดเลือกพบว่าตัวแปรที่ทำให้เกิดการสูญเสียการทำงานในยีนโรคด้อยนั้นถูกพาหะบ่อยกว่าการเกิดโรคเองมาก ซึ่งสอดคล้องกับข้อกำหนดที่ต้องมีอัลลีลที่เปลี่ยนแปลงไปสองชุด

History

ลักษณะด้อยเป็นหนึ่งในสองพฤติกรรมของอัลลีลที่เมนเดลอนุมานในปี 1866 โดยลักษณะจะหายไปในเฮเทอโรไซกัสและปรากฏขึ้นอีกครั้งในหนึ่งในสี่ของรุ่นถัดไป งานของ Archibald Garrod ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 เกี่ยวกับ 'ความผิดปกติแต่กำเนิดของการเผาผลาญ' ได้เชื่อมโยงการถ่ายทอดลักษณะด้อยกับการขาดเอนไซม์ในมนุษย์ และการถ่ายทอดลักษณะด้อยได้กลายเป็นรูปแบบมาตรฐานที่ถูกจัดหมวดหมู่สำหรับโรคเมตาบอลิซึมและโรคอื่นๆ ที่เกิดจากยีนเดี่ยวหลายชนิด

Key figures

• Gregor Mendel
• Archibald Garrod
• Victor McKusick

Seminal works

• mendel-1866
• nussbaum-2016

Frequently asked questions

หากพ่อแม่ทั้งสองเป็นพาหะของภาวะด้อยเดียวกัน ความเสี่ยงของการเกิดซ้ำคือเท่าใด?

โดยเฉลี่ยแล้ว เด็กแต่ละคนมีโอกาสหนึ่งในสี่ที่จะได้รับผลกระทบ มีโอกาสหนึ่งในสองที่จะเป็นพาหะที่ไม่ได้รับผลกระทบ และมีโอกาสหนึ่งในสี่ที่จะไม่ได้รับตัวแปรใดๆ ซึ่งเป็นเช่นเดียวกันสำหรับลูกชายและลูกสาว เนื่องจากตำแหน่งยีนอยู่บนออโตโซม

เหตุใดความผิดปกติด้อยแบบออโตโซมจึงมักปรากฏขึ้นโดยไม่มีประวัติครอบครัวมาก่อน?

เนื่องจากพาหะโดยทั่วไปไม่ได้รับผลกระทบ อัลลีลด้อยจึงสามารถถูกส่งผ่านไปหลายชั่วอายุคนโดยไม่มีอาการ และจะทำให้เกิดบุคคลที่ได้รับผลกระทบก็ต่อเมื่อพาหะสองคนบังเอิญมีลูกที่ได้รับสำเนาที่เปลี่ยนแปลงไปทั้งสองชุด