Ugrás a tartalomhoz

Genetika és genomika

Falus András, László Valéria, Tóth Sára, Oberfrank Ferenc, Pap Erna, Dr. Szalai Csaba (2014)

Typotex Kiadó

12. fejezet - A genom és a környezet kölcsönhatása

12. fejezet - A genom és a környezet kölcsönhatása

Szalai, Csaba

Az előző fejezetben néhány példát láthattunk arra, hogy a környezeti tényezők hogyan alakították a humán genomot. Ebben a fejezetben a gén-környezet kölcsönhatását abból a szempontból mutatjuk be, hogy az egyes környezeti faktorok hatását az egyénre hogyan befolyásolhatja az egyén egy-egy genetikai variációja.

Mutációk penetranciája

Abból a szempontból, hogy egy genetikai variáció vagy mutáció milyen mértékben manifesztálódik, azaz nyilvánul meg fenotípusosan, két kategóriát lehet megkülönböztetni:

  • Nagy penetranciájú mutáció : a mutáció jelentősen befolyásolja a gén, fehérje vagy a genom valamilyen más, funkcionális egységének működését. Hatása nagy valószínűséggel fenotípusosan is megjelenik. Ilyenek pl. az öröklődő betegséget okozó mutációk.

  • Kis penetranciájú mutáció : A mutáció általában nem okoz jelentős változást a gén vagy a fehérje működésében, vagy az érintett gén nem kódol létfontosságú fehérjét, esetleg nem is fehérjekódoló régióban van. A mutáció közvetlenül nem okoz betegséget, vagy más markáns fenotípust, de más faktorokkal kölcsönhatásban (környezeti, vagy genetikai) megnyilvánulhat, illetve befolyásolhatja azok hatását. Pl.: betegségre hajlamosító polimorfizmusok.

Természetesen az átmenet a kétféle mutáció között folytonos. Az, hogy ki hogyan fog egy környezeti hatásra reagálni, nagyban függ az illető genomikai hátterétől. A 12.1. ábrán a fény-, illetve sugárzásérzékenység alapján látható a populáció eloszlása. A 12.1. ábrán látható eloszlás a legtöbb gén-környezet kölcsönhatásban felrajzolható.

12.1. ábra - A populáció eloszlása fény-, illetve sugárzásérzékenység alapján

A populáció eloszlása fény-, illetve sugárzásérzékenység alapján

Az x tengely bal oldalán az emberek vannak ábrázolva, akik különösen érzékenyek fényre, vagy más sugárzásra. Ezekben olyan nagy penetranciájú mutációk vannak, amelyek súlyos fény-, illetve sugárzásérzékenységből adódó betegséget okoznak. Ilyen pl. az AT-vel jelölt ataxia-telangiectasia, melyet az ATM génben történő mutáció okoz. Ez a gén egy kinázt kódol, és a p53 aktivitásban nélkülözhetetlen szerepet tölt be. Hiányában a sejtosztódáskor, vagy sugárzás okozta DNS-károsodáskor keletkező hibákat nem ismeri fel a szervezet, azokat nem javítja ki, illetve a sejt nem pusztul el, ha a hibát nem lehet kijavítani. A betegek extrém érzékenyek lesznek ionizáló sugárzásra. Kiemelkedően fényérzékenyek, a különböző mutációk által okozott porfíriában szenvedők. Ez a betegség a porfirinanyagcsere zavara, azaz a hem bioszintézisben részt vevő valamelyik enzim hibája miatt a porfirinútvonal nem működik megfelelően, a szervezetben felhalmozódó porfirin (a hem előanyaga), fényérzékenységet és a fénynek kitett területen bőrelváltozásokat okoz. Többféle mutáció különböző génekben különböző szintű fényérzékenységet okozhat az emberekben.

A nagy haranggörbe a kis penetranciájú mutációkkal rendelkező átlagpopuláció eloszlását mutatja fényérzékenység szempontjából. A haranggörbe bal oldalán találhatóak a fehér bőrű, vörös hajú emberek, akik az átlagosnál érzékenyebbek a napsugárzásra, és ha túl sokat napoznak, könnyen leéghetnek, sőt pl. melanoma is az átlagosnál könnyebben alakulhat ki náluk. A haranggörbe jobb oldalán azok vannak, akik nagyon ellenállók a fénnyel és más sugárzásokkal szemben. Ilyenek általában a sötétbőrű emberek, pl. az afrikaiak.