Heterozigot je pojam korišten u genetici kako bi se opisalo kada su dvije varijacije gena (poznate kao aleli) upareni na istom mjestu (lokusu) na kromosomu . Nasuprot tome, homozigot je kada postoje dvije kopije iste alele na istom mjestu.
Izraz heterozigotni je izveden iz "hetero-", što znači drugačije i "-zgilno" značenje koje se odnosi na oplođeno jaje (zigote).
Određivanje osobina
Ljudi se nazivaju diploidni organizmi jer imaju dva alela na svakom lokusu, s jednim alelom naslijeđenim od svakog roditelja. Specifično uparivanje alela prevodi se na varijacije u genetskim osobinama pojedinca.
Alel može biti dominantan ili recesivan. Dominantni aleli su oni koji izražavaju svojstvo čak i ako postoji samo jedna kopija. Recesivni aleli se mogu izraziti samo ako postoje dvije kopije.
Jedan takav primjer su smeđe oči (koje su dominantne) i plave oči (što je recesivno). Ako su aleli heterozigotni, dominantni alel bi se izrazio preko recesivnog alela, što bi rezultiralo smeđim očima. U isto vrijeme, ta osoba bi se smatrala "nosačem" recesivnog alela, što znači da se plavi očni zglob može prenijeti na potomke čak i ako ta osoba ima smeđe oči.
Alleli također mogu biti nepotpuno dominantni, srednji oblik nasljeđivanja gdje ni jedan od alela nije izražen potpuno preko drugog.
Primjer toga može biti alel koji odgovara tamnoj koži (u kojoj osoba ima više melanina ) upareni s alelom koji odgovara laganoj koži (u kojoj postoji manje melanina) kako bi stvorio ton kože negdje između.
Razvoj bolesti
Osim fizikalnih osobina pojedinca, uparivanje heterozigotnih alela može se ponekad prevesti u veći rizik od određenih stanja kao što su oštećenja kod porođaja ili autosomni poremećaji (bolesti naslijeđene genetikom).
Ako je alel mutiran (što znači da je neispravan), bolest se može prenijeti na potomke čak i ako roditelj ne doživljava znakove poremećaja. Što se tiče heterozigotnosti, to bi moglo potrajati jedan od nekoliko oblika:
- Ako su aleli heterozigotni recesivni, pogrešan alel bi bio recesivan i ne bi se izrazio. Umjesto toga, osoba bi bila prijevoznik.
- Ako su aleli heterozigotni dominantni, neodgovarajući alel bi bio dominantan. U takvom slučaju, osoba može biti ili ne mora biti pogođena (u usporedbi s homozigotnom dominacijom u kojoj će ta osoba biti pogođena).
Ostali heterozigotni uparbi bi jednostavno predisponirali osobu na zdravstveno stanje kao što je celijakija i određene vrste raka . To ne znači da će osoba dobiti bolest; jednostavno sugerira da je pojedinac veći rizik. Drugi čimbenici, kao što su životni stil i okoliš, također bi imali ulogu.
Pojedinačni poremećaji gena
Poremećaji samog 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 nadjačati recesivnu kopiju i uzrokovati manje teške oblike bolesti ili potpuno simptomatsku bolest.
Poremećaji samog gena su relativno rijetki. Među nekim od najčešćih heterozigotnih dominantnih poremećaja:
- Huntingtonova bolest je nasljedni poremećaj koji rezultira smrću stanica mozga. Bolest je uzrokovana dominantnom mutacijom u jednoj ili objema alelima gena koji se zove Huntingtin .
- Neurofibromatoza tip 1 je nasljedni poremećaj u kojem se tumori živčanog tkiva razvijaju na koži, kralježnici, kosturu, očima i mozgu. Samo jedna dominantna mutacija je potrebna za pokretanje tog učinka.
- Obiteljska hiperkolesterolemija (FH) je nasljedni poremećaj koji karakterizira visoka razina kolesterola, posebno "loše" lipoproteine male gustoće (LDL). To je daleko najčešći od ovih poremećaja, koji utječu na jedan od 500 ljudi.
Osoba sa jednim poremećajem gena ima 50/50 šanse da prenese mutirani alel djetetu koje će postati nosilac.
Ako oba roditelja imaju heterozigotnu recesivnu mutaciju, njihova će djeca imati šansu od jedne do četiri da razviju poremećaj. Rizik će biti isti za svako rođenje.
Ako oba roditelja imaju heterozigotnu dominantnu mutaciju, njihova djeca imaju 50 posto šanse da dobiju dominantni alel (parcijalni ili potpuni simptomi), 25 posto šanse za dobivanje obaju dominantnih alela (simptoma) i 25 posto dobivanja oba recesivnih alela (bez simptoma).
Spoj Heterozigosnosti
Heterozigosnost spoja je stanje u kojem postoje dva različita recesivna alela na istom mjestu koji zajedno mogu uzrokovati bolest. To su, opet, rijetki poremećaji koji su često povezani s rasom ili nacionalnošću. Među njima:
- Tay-Sachsova bolest je rijedak, nasljedni poremećaj koji uzrokuje uništavanje živčanih stanica u mozgu i kralježničnoj moždini. To je vrlo promjenjiv poremećaj koji može uzrokovati bolest tijekom djetinjstva, adolescencije ili kasnije odrasle dobi. Dok je Tay-Sachs uzrokovan genetskim mutacijama HEXA gena, to je specifično sparivanje alela koji u konačnici određuju koji oblik bolesti traje. Neke kombinacije prevode se u dječju bolest; drugi se prevode do kasnijih bolesti.
- Fenilketonurija (PKU) je genetski poremećaj koji prvenstveno utječe na djecu kod kojih se u mozgu nakuplja tvar poznata kao fenilalanin, uzrokujući napadaje, mentalne poremećaje i intelektualnu nesposobnost. Postoji velika raznolikost genetskih mutacija povezanih s PKU, čije pariranje može dovesti do blažih i ozbiljnijih oblika bolesti.
Druge bolesti kod kojih heterozigoti spojeva mogu igrati ulogu su cistična fibroza, anemija srpastih stanica i hemochromatosis (prekomjerno željezo u krvi).
Heterozigotna prednost
Dok jedna kopija bolesti alela obično ne uzrokuje bolest, postoje slučajevi gdje je to mogu pružiti zaštitu od drugih bolesti. Ovo je fenomen koji se naziva heterozigotna prednost.
U nekim slučajevima, jedan alel može promijeniti fiziološku funkciju pojedinca na takav način da bi ta osoba bila otporna na određene infekcije. Među primjerima:
- Anemija srpastih stanica je genetski poremećaj uzrokovan dvama recesivnim alelima. Imajući oba alela uzrokuje malformaciju i brzo samouništenje crvenih krvnih stanica. Imajući samo jedan alel može uzrokovati manje ozbiljno stanje zvanih srpastih stanica kod kojih su samo neke stanice nepravilne. Ove blaže promjene dovoljne su da bi se osigurala prirodna obrana od malarije ubijanjem zaraženih krvnih stanica brže nego što se parazit može reproducirati.
- Cistična fibroza (CF) je recesivni genetski poremećaj koji može uzrokovati teške poremećaje pluća i probavnog trakta. Kod osoba s homozigotnim alelima, CF izaziva gustu, ljepljivu nakupinu sluzi u plućima i gastrointestinalnom traktu. U osoba s heterozigotnim alelima, isti učinak, iako smanjen, može smanjiti osobnu ranjivost na kolere i tifusnu groznicu . Povećanjem proizvodnje sluzi, osoba je manje prozirna za štetan učinak zarazne dijareje.
Isti učinak može objasniti zašto ljudi s heterozigotnim alelima za određene autoimune poremećaje izgledaju kao manji rizik kasnijih simptoma hepatitis C.
> Izvori:
> Al-Chalabi, A. i Almasy, L. (2009) Genetika kompleksnih ljudskih bolesti: laboratorijski priručnik (1. Lab Edition). New York, New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN-13: 978-0879698836.
> Genetski savez. (2010) Razumijevanje genetike: District of Columbia Vodič za pacijente i zdravstvene stručnjake. "Dodatak G: pojedinačni poremećaji gena" Washington, DC: Odjel za zdravstvo Distrikta Columbia. PMID: 23586106.
> Wynbrandt, J. i Ludman, M. (2008) Enciklopedija genetskog poremećaja i poremećaja rađanja (3. izdanje). New York, New York: Knjižnica zdravlja i življenja. ISBN-13: 978-0816063963.