Heterozigot je termin koji se koristi u genetici da bi se opisalo kada su dve varijacije gena (poznate kao alele) uparene na istoj lokaciji (lokus) na hromozomu . Nasuprot tome, homozigot je kada postoje dve kopije istog alela na istom lokusu.
Termin heterozigot nastao je iz "hetero-" značenja drugačijeg i "-zgužnog" značenja vezano za oplođenu jaje (zigote).
Određivanje osobina
Ljudi se nazivaju diploidnim organizmima jer imaju dva alela na svakom lokusu, sa jednim alelom nasleđenim od svakog roditelja. Specifična uparivanja alela pretvaraju se u varijacije u genetičkim osobinama pojedinca.
Alel može biti dominantan ili recesivan. Dominantni aleli su oni koji izražavaju osobinu čak i ako postoji samo jedna kopija. Recesivni aleli mogu se izraziti samo ako postoje dve kopije.
Jedan od takvih primera su smeđe oči (koje su dominantne) i plave oči (što je recesivno). Ako su aleli heterozigotni, dominantni alel bi se izrazio iznad recesivnog alela, što dovodi do smeđih očiju. Istovremeno, osoba bi se smatrala "nosiocem" recesivnog alela, što znači da se alel plave oci može preneti na potomstvo, čak i ako ta osoba ima smeđe oči.
Alelovi takođe mogu biti nepotpuno dominantni, posredni oblik nasleđivanja, pri čemu ni jedan alel nije potpuno izražen nad drugim.
Primer ovoga može uključiti alel koji odgovara tamnoj koži (u kojoj osoba ima više melanina ) uparen sa alelom koji odgovara svetlosti kože (u kojoj postoji manje melanina) da bi se stvorio ton kože negde između.
Razvoj bolesti
Pored fizičkih karakteristika pojedinca, uparivanje heterozigotnih alela može ponekad prevesti u veći rizik od određenih stanja, kao što su oštećenja u rođenju ili autosomalni poremećaji (bolesti koje se nasledju kroz genetiku).
Ako je alel mutiran (što znači da je neispravan), bolest se može preneti na potomstvo čak i ako roditelj ne dođe do znakova poremećaja. U pogledu heterozigotnosti, ovo bi moglo uzeti jedan od nekoliko oblika:
- Ako su aleli heterozigotni recesivni, neispravni alel bi bio recesivan i ne bi se izrazio. Umjesto toga, osoba bi bila nosilac.
- Ako su alele heterozigotno dominantne, pogrešan alel bi bio dominantan. U tom slučaju, osoba može ili ne može biti pogođena (u poređenju sa homozigotnom dominacijom u kojoj bi osoba bila pogođena).
Druga heterozigotna uparivanja jednostavno bi predispozicirala osobu na zdravstveno stanje kao što je celiakova bolest i određene vrste karcinoma . To ne znači da će osoba dobiti bolest; to jednostavno ukazuje na to da je pojedinac u većem riziku. Drugi faktori, kao što su način života i životna sredina, takođe bi bili deo.
Pojedinačni poremećaji gena
Poremećaji jednog gena su oni koji su uzrokovani jednim mutiranim alelom umjesto dva. Ako je mutirani alel recesivan, osoba obično neće biti pogođena. Međutim, ako je mutirani alel dominantan, mutirana kopija može prevazići recesivnu kopiju i izazvati ili manje teške oblike bolesti ili potpuno simptomatsku bolest.
Poremećaji jednog gena su relativno retki. Među nekim od najčešćih heterozigotnih dominantnih poremećaja:
- Huntingtonova bolest je nasledni poremećaj koji dovodi do smrti ćelija mozga. Bolest je prouzrokovana dominantnom mutacijom u jednom ili oba alela gena koji se zove Huntingtin .
- Neurofibromatoza tip-1 je nasledni poremećaj u kome se tumori nervnog tkiva razvijaju na koži, kičmi, skeletu, očima i mozgu. Samo jedna dominantna mutacija je potrebna da bi se taj efekat pokrenuo.
- Porodična hiperholesterolemija (FH) je nasleđeni poremećaj koji se karakteriše visokim nivoima holesterola, posebno "loših" lipoproteina niske gustine (LDL). To je daleko najčešći od ovih poremećaja, utičući na oko jednog od svakih 500 ljudi.
Osoba sa jednim genskim poremećajem ima 50/50 šansu da prenese mutiran alel na dete koje će postati nosač.
Ako oba roditelja imaju heterozigotnu recesivnu mutaciju, njihova deca će imati šansu od jedne do četiri za razvoj poremećaja. Rizik će biti isti za svako rođenje.
Ako oba roditelja imaju heterozigotnu dominantnu mutaciju, njihova djeca imaju 50 posto šansi da dobiju dominantni alel (parcijalni ili potpuni simptomi), 25 posto šansi da dobiju oba dominantna alela (simptomi), a 25 posto dobijanja i recesivnih alela (bez simptoma).
Složena heterozigotnost
Složena heterozigotnost je stanje u kojem postoje dva različita recesivna alela na istom lokusu koji zajedno mogu izazvati bolest. To su opet retki poremećaji koji su često povezani sa rasom ili etničkom pripadnošću. Među njima:
- Tay-Sachsova bolest je retkost, nasleđeni poremećaj koji uzrokuje uništenje nervnih ćelija u mozgu i kičmenu moždinu. To je visoko varijabilni poremećaj koji može izazvati bolesti tokom detinjstva, adolescencije ili kasnije odrasle dobi. Dok je Tay-Sachs uzrokovan genetskim mutacijama HEXA gena, to je specifično uparivanje alela koje na kraju određuje koji oblik oboljenja uzima. Neke kombinacije prevedu na bolesti deteta; drugi prevedu na kasniju bolest.
- Fenilketonurija (PKU) je genetski poremećaj koji prvenstveno utiče na djecu u kojima se supstanca poznata kao fenilalanin akumulira u mozgu, uzrokujući napade, mentalne poremećaje i intelektualnu onesposobljenost. Postoji velika raznolikost genetskih mutacija povezanih sa PKU, čije uparivanje može dovesti do blažim i težim oblicima bolesti.
Druge bolesti u kojima mogu da učestvuju složeni heterozigoti su cistična fibroza, anemija srpastih ćelija i hemohromatoza (prekomerno gvožđe u krvi).
Heterozygote Advantage
Iako jedni primerak bolesti alela obično ne dovodi do bolesti, postoje slučajevi u kojima se može osigurati zaštita od drugih bolesti. Ovo je fenomen koji se naziva heterozigotna prednost.
U nekim slučajevima, jedan alel može da promeni fiziološku funkciju pojedinca na takav način da to osoblje bude otporno na određene infekcije. Među primerima:
- Anemija srpskog ćelija je genetski poremećaj uzrokovan dvema recesivnim alelima. Imajući oba alela izaziva malformaciju i brzo samo-uništavanje crvenih krvnih zrnaca. Imajući samo jedan alel može da izazove manje teško stanje zvano ćelija srpskog ćelija u kojem su samo neke ćelije malformirane. Ove blaže promene su dovoljne da pruže prirodnu odbranu protiv malarije tako što ubijaju zaražene krvne ćelije brže nego što se parazit može reprodukovati.
- Cistična fibroza (CF) je recesivan genetski poremećaj koji može izazvati teško oštećenje pluća i digestivnog trakta. Kod osoba sa homozigotnim alelima, CF uzrokuje debelu, lepljivu strukturu sluzi u plućima i gastrointestinalnom traktu. U osobama sa heterozigotnim alelima, isti efekat, iako smanjen, može smanjiti ranjivost osobe na koleru i tifusnu groznicu . Povećavajući proizvodnju sluzi, osoba je manje oprezna za štetni efekat zarazne dijareje.
Isti efekat može objasniti zašto ljudi sa heterozigotnim alelima za određene autoimune poremećaje imaju manje rizik od simptoma hepatitisa C kasnijeg stadijuma.
> Izvori:
> Al-Chalabi, A. i Almasy, L. (2009) Genetika kompleksnih ljudskih bolesti: Laboratorijski priručnik (1. Lab izdanje). Njujork, Njujork: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN-13: 978-0879698836.
> Genetski savez. (2010) Razumevanje genetike: Vodič Distrikta Kolumbije za pacijente i zdravstvene radnike. "Dodatak G: Pojedinačni poremećaji gena". Washington, DC: Odeljenje za zdravlje u okrugu Kolumbija. PMID: 23586106.
> Wynbrandt, J. i Ludman, M. (2008) Enciklopedija genetskih poremećaja i rođenih defekata (3. izdanje). Njujork, Njujork: Biblioteka zdravlja i života. ISBN-13: 978-0816063963.