Heterozygotiska egenskaper och sjukdomar

Heterozygot är en term som används i genetiken för att beskriva när två variationer av en gen (kända som alleler) är parade på samma plats (locus) på en kromosom. Däremot är homozygot när det finns två kopior av samma allel på samma plats.
Termen heterozygot är härledd från "hetero-" vilket betyder olika och "-zygotiska" betydelser relaterade till ett befrukat ägg (zygote).

Fastställande av egenskaper

Människor kallas diploida organismer eftersom de har två alleler på varje ort, med en allel som ärvs från varje förälder. Den specifika paringen av alleler översätts till variationer i en persons genetiska egenskaper.
En allel kan antingen vara dominerande eller recessiv. Dominerande alleler är de som uttrycker en egenskap även om det bara finns en kopia. Recessiva alleler kan bara uttrycka sig om det finns två kopior.
Ett sådant exempel är bruna ögon (som är dominerande) och blåa ögon (som är recessiva). Om allelen är heterozygot, skulle den dominerande allelen uttrycka sig över den recessiva allelen, vilket resulterar i bruna ögon. Samtidigt skulle personen betraktas som en "bärare" av den recessiva allelen, vilket innebär att den blåa ögonallelen kunde överföras till avkomma även om den personen har bruna ögon.
Alleler kan också vara ofullständigt dominerande, en mellanliggande form av arv där varken allel uttrycks fullständigt över den andra. Ett exempel på detta kan innefatta en allel som motsvarar mörk hud (där en person har mer melanin) parat med en allel som motsvarar ljus hud (där det finns mindre melanin) för att skapa en hudton någonstans mellan.

Sjukdomsutveckling

Utöver fysiska egenskaper hos en individ kan parning av heterozygotiska alleler ibland översättas till en högre risk för vissa tillstånd, såsom fosterskador eller autosomala störningar (sjukdomar som ärvs genom genetiken).
Om en allel muteras (vilket betyder att den är felaktig) kan en sjukdom överföras till avkomma även om föräldern inte upplever några tecken på störningen. Med avseende på heterozygositet kan detta ta en av flera former:

Om allelen är heterozygot recessiv, skulle den felaktiga allelen vara recessiv och inte uttrycka sig själv. Istället skulle personen vara bärare.
Om allelerna är heterozygotiska dominerande skulle den felaktiga allelen vara dominerande. I så fall kan personen eller inte påverkas (jämfört med homozygot dominans där personen skulle påverkas).

Andra heterozygotiska parningar skulle helt enkelt predisponera en person till ett hälsotillstånd, såsom celiaki och vissa typer av cancer. Det betyder inte att en person kommer att få sjukdomen. det föreslår helt enkelt att individen har högre risk. Andra faktorer, som livsstil och miljö, skulle också spela en roll.

Singelgenstörningar

Singelgenstörningar är de som orsakas av en enda muterad allel snarare än två. Om den muterade allelen är recessiv kommer personen normalt inte att påverkas. Om emellertid den muterade allelen dominerar kan den muterade kopian överdriva den recessiva kopian och orsaka antingen mindre allvarliga former av en sjukdom eller fullständigt symptomatisk sjukdom.
Singelgenstörningar är relativt sällsynta. Bland några av de vanligaste heterozygotiska dominanserna:

Huntingtons sjukdom är en ärftlig sjukdom som leder till hjärncellernas död. Sjukdomen orsakas av en dominant mutation i antingen en eller båda alleler av en gen som heter huntingtin.
Neurofibromatosis typ-1 är en ärftlig störning där nervvävnadstumörer utvecklas på huden, ryggraden, skelettet, ögonen och hjärnan. Endast en dominant mutation är nödvändig för att utlösa denna effekt.
Familiel hyperkolesterolemi (FH) är en ärftlig sjukdom som kännetecknas av höga kolesterolnivåer, särskilt "dåliga" lågdensitetslipoproteiner (LDL). Det är överlägset vanligast av dessa störningar, vilket påverkar omkring en av varje 500 personer.

En person med en enda genstörning har en 50/50 chans att överföra den muterade allelen till ett barn som kommer att bli bärare.
Om båda föräldrarna har en heterozygot recessiv mutation, kommer deras barn att ha en-i-fyra chans att utveckla störningen. Risken kommer att vara densamma för varje födelse.
Om båda föräldrarna har en heterozygot dominant mutation har deras barn en 50 procent chans att få dominerande allelen (partiella eller fullständiga symptom), 25 procent chans att få båda dominerande alleler (symtom) och 25 procent av att få båda recessiva alleler (inga symptom).

Förening Heterozygositet

Förening heterozygositet är det tillstånd där det finns två olika recessiva alleler på samma ort som tillsammans kan orsaka sjukdom. Dessa är igen, sällsynta sjukdomar som ofta är kopplade till ras eller etnicitet. Bland dem:

Tay-Sachs sjukdom är en sällsynt, ärftlig sjukdom som orsakar förstörelse av nervceller i hjärnan och ryggmärgen. Det är en högvariabel sjukdom som kan orsaka sjukdom under spädbarn, ungdom eller senare vuxen ålder. Medan Tay-Sachs orsakas av genetiska mutationer av HEXA genen, det är den specifika paringen av alleler som i slutändan bestämmer vilken form sjukdomen tar. Vissa kombinationer översätter till barndomssjukdom; andra översätter till senare sjukdom.
Fenylketonuri (PKU) är en genetisk störning som främst påverkar barn där ett ämne som kallas fenylalanin ackumuleras i hjärnan, vilket orsakar anfall, psykiska störningar och intellektuella funktionshinder. Det finns en stor mångfald av genetiska mutationer associerade med PKU, vars parning kan leda till mildare och svårare former av sjukdomen.

Andra sjukdomar i vilka föreningar heterozygoter kan spela en roll är cystisk fibros, sicklecelleanemi och hemokromatos (alltför stort järn i blodet).

Heterozygot Advantage

Medan en enda kopia av en allelssjukdom normalt inte leder till sjukdom, finns det fall där det kan ge skydd mot andra sjukdomar. Detta är ett fenomen som kallas heterozygotfördel.
I vissa fall kan en enskild allel ändra den fysiologiska funktionen hos en individ på ett sådant sätt att den personen är resistent mot vissa infektioner. Bland exemplen:

Sicklecellanemi är en genetisk störning orsakad av två recessiva alleler. Att ha båda alleler orsakar missbildning och snabb självförstöring av röda blodkroppar. Att ha endast en allel kan orsaka ett mindre allvarligt tillstånd som kallas sickle cell-egenskaper där endast vissa celler är missbildade. Dessa mildare förändringar är tillräckliga för att ge ett naturligt försvar mot malaria genom att döda de infekterade blodcellerna snabbare än parasiten kan reproducera.
Cystisk fibros (CF) är en recessiv genetisk störning som kan orsaka svåra försämringar av lungorna och matsmältningskanalen. Hos personer med homozygote alleler orsakar CF en tjock klibbig uppbyggnad av slem i lungorna och mag-tarmkanalen. Hos personer med heterozygotala alleler kan samma effekt, om än reducerad, sänka en persons sårbarhet mot kolera och tyfoidfeber. Genom att öka slemproduktionen är en person mindre genomtränglig för skadlig effekt av smittsam diarré.

Samma effekt kan förklara varför personer med heterozygotiska alleler för vissa autoimmuna störningar verkar ha lägre risk för senare stadium av hepatit C-symtom.