sirppisoluanemia
sirppisoluanemia (SCA) on geneettinen häiriö, jonka aiheuttaa kahden epätäydellisesti resessiivisen alleelin esiintyminen. Kun sairastuneen punasolut altistuvat vähähappisille olosuhteille, solut menettävät terveen pyöreän muotonsa ja muuttuvat sirpinmuotoisiksi. Tämä solujen muodonmuutos voi aiheuttaa sen, että ne jäävät hiussuoniin, jolloin elimistön muut osat eivät saa riittävästi happea. SCA: ta sairastava voi hoitamattomana kärsiä kivuliaista jaksoista, jotka usein vahingoittavat sisäelimiä, halvauksia tai anemiaa. Tyypillisesti tauti johtaa ennenaikaiseen kuolemaan.
koska geneettinen häiriö on epätäydellisesti resessiivinen, henkilöllä, jolla on vain yksi SCA-alleeli ja yksi muuttumaton alleeli, on” sekamuotoinen ” fenotyyppi: Sairastunut ei koe sairauden huonoja vaikutuksia, mutta hänellä on silti sirppisoluominaisuus, jolloin osa punasoluista käy läpi SCA: n hyvänlaatuisia vaikutuksia, mutta ei mitään niin vakavaa, että se olisi haitallista. Ne, joilla on sirppisoluinen ominaisuus, tunnetaan myös kantajina: jos kahdella kantajalla on lapsi, on 25 prosentin mahdollisuus, että heidän lapsellaan on SCA, 50 prosentin mahdollisuus, että heidän lapsensa on kantaja, ja 25 prosentin mahdollisuus, että lapsella ei ole SCA: ta eikä kantaja. Jos SCA-alleelin läsnäolo tuottaisi vain negatiivisia piirteitä, sen alleelitaajuuden odotettaisiin vähenevän sukupolvi toisensa jälkeen, kunnes sen läsnäolo häviäisi kokonaan valinnan ja sattuman kautta.
vakuuttavat todisteet kuitenkin osoittavat, että alueilla, joilla esiintyy jatkuvaa malariaa, heterotsygoottista tilaa omaavilla yksilöillä on selvä etu (ja tämän vuoksi heterotsygoottista alleelia omaavilla yksilöillä on paljon yleisempää näillä alueilla). Ne, joilla on hyvänlaatuinen sirppiominaisuus, ovat vastustuskykyisiä malariatartunnalle. Tautia aiheuttava patogeeni viettää osan kierrostaan punasoluissa ja laukaisee epänormaalin happipitoisuuden laskun solussa. Kantajilla tämä lasku riittää käynnistämään täyden sirppisolureaktion, mikä johtaa siihen, että infektoituneet solut poistuvat nopeasti verenkierrosta ja rajoittavat voimakkaasti infektion etenemistä. Näillä yksilöillä on suuri vastustuskyky infektiota vastaan, ja heillä on suurempi mahdollisuus selvitä taudinpurkauksista. Kuitenkin ne, joilla on kaksi alleelia SCA: han, voivat selvitä malariasta, mutta kuolevat tyypillisesti geneettiseen sairauteensa, ellei heillä ole pääsyä pitkälle kehitettyyn sairaanhoitoon. Niillä, jotka ovat homotsygoottisia ”normaaleja” eli villityyppisiä, on suurempi mahdollisuus siirtää geeninsä onnistuneesti eteenpäin, koska heidän jälkeläisillään ei ole mitään mahdollisuutta sairastua SCA: han; kuitenkin he ovat alttiimpia kuolemaan malariainfektioon ennen kuin heillä on mahdollisuus siirtää geeninsä eteenpäin.
tämä resistenssi infektiolle on tärkein syy SCA-alleelin ja SCA-taudin edelleen olemassaoloon. Sitä esiintyy eniten populaatioissa, joissa malaria oli ja on usein edelleen vakava ongelma. Noin joka kymmenes afroamerikkalainen on taudinkantaja, sillä heidän tuoreet sukujuurensa ovat malariaa sairastavilta alueilta. Myös muilla populaatioilla Afrikassa, Intiassa, Välimerellä ja Lähi-idässä on korkeampia alleelifrekvenssejä. Kun tehokas malarialääkitys tulee yhä useammin saataville malariaa sairastaville väestöille, SCA: n alleelifrekvenssin odotetaan vähenevän niin kauan kuin SCA-hoitoja ei ole saatavilla tai ne ovat vain osittain tehokkaita. Jos tehokkaita sirppisoluanemian hoitoja tulee yhtä paljon, alleelifrekvenssien pitäisi pysyä nykyisellä tasollaan näissä populaatioissa. Tässä yhteydessä ”hoidon tehokkuudella” tarkoitetaan sen myöntämää lisääntymiskykyä eikä kärsimyksen lievittämistä.
kystinen fibrosisedit
kystinen fibroosi (CF) on autosomaalisesti resessiivisesti periytyvä perinnöllinen keuhkojen, hikirauhasten ja ruoansulatusjärjestelmän monogeeninen sairaus. Häiriö johtuu CFTR-proteiinin toimintahäiriöstä, joka ohjaa kloridi-ionien intermembraanikuljetusta, mikä on elintärkeää veden tasapainon säilyttämiseksi elimistössä. Epäkuntoinen proteiini aiheuttaa tahmeaa limaa keuhkoihin ja suolistoon. Ennen nykyaikaa CF: llä syntyneiden lasten elinajanodote olisi vain muutama vuosi, mutta nykyaikainen lääketiede on mahdollistanut näiden ihmisten aikuisuuden. Kuitenkin, jopa näillä henkilöillä, CF aiheuttaa tyypillisesti miesten hedelmättömyyttä. Se on yleisin geneettinen sairaus ihmisillä eurooppalaista syntyperää.
yksittäisen CF-mutaation esiintyminen voi vaikuttaa sellaisten ihmisten eloonjäämiseen, jotka kärsivät sairauksista, joihin liittyy elimistön nestehukka, tyypillisesti ripulin vuoksi. Yleisin näistä sairauksista on kolera, joka alkoi tappaa eurooppalaisia vasta vuosituhansia sen jälkeen, kun CF-mutaatiotaajuus oli jo vakiintunut väestössä. Toinen tällainen tauti, jolta CF voi suojautua, on lavantauti. Koleraa sairastavat kuolisivat usein suoliston vesihävikin aiheuttamaan nestehukkaan. CF: n hiirimallia käytettiin koleraresistenssin tutkimiseen, ja tulokset julkaistiin Science-lehdessä vuonna 1994 (Gabriel, et al.). Heterotsygootilla (kantaja-aineella) hiirellä oli vähemmän eritettä aiheuttavaa ripulia kuin normaaleilla, kantajahiirillä. Näin ollen vaikutti jonkin aikaa siltä, että koleran vastustuskyky selitti valikoivan edun CF: n kantajana olemisesta ja sen, miksi kantajavaltio oli niin yleinen.
tämä teoria on kyseenalaistettu. Hogenauer ym. ovat haastaneet tämän suositun teorian ihmisen tutkimus. Aiemmat tiedot perustuivat pelkästään hiirikokeisiin. Nämä kirjoittajat havaitsivat heterotsygootti tila oli erottamaton kuin carrier tila.
toinen teoria CF-mutaation yleisyydestä on, että se antaa vastustuskyvyn tuberkuloosille. Tuberkuloosi aiheutti 20 prosenttia kaikista Euroopan kuolemista vuosina 1600-1900, joten edes osittainen suoja tautia vastaan voisi selittää nykyisen geenitiheyden.
tuorein hypoteesi, joka julkaistiin Journal of Theoretical Biology-lehdessä, ehdotti, että yksittäinen CF-mutaatio antaisi hengitysetua varhaisille eurooppalaisille, jotka muuttivat pohjoiseen viimeisen jääkauden jättämälle pölyiselle autiomaalle.
vuodesta 2016 lähtien CF-mutaatioiden suuren geenien esiintyvyyden selektiivinen paine on edelleen epävarma, ja se voi johtua pikemminkin puolueettomasta geneettisestä ajautumisesta kuin selektiivisestä edusta. Noin joka 25.Eurooppalainen syntyperä on taudin kantaja, ja yksi 2500-3000 syntyneestä lapsesta sairastaa kystistä fibroosia.
Triosefosfaatti-isomeraasiedit
Triosefosfaatti-isomeraasi (TPI) on glykolyysin keskeinen entsyymi, jonka kautta solut saavat energiaa metaboloimalla sokereita. Ihmisillä tämän entsyymin tietyt mutaatiot, jotka vaikuttavat tämän proteiinin dimerisoitumiseen, aiheuttavat harvinaista sairautta, triosefosfaatti-isomeraasin puutosta. Muut mutaatiot, jotka inaktivoivat entsyymin (=Noll alleelit), ovat homotsygoottisesti perittyinä tappavia (kaksi viallista kopiota TPI-geenistä), mutta niillä ei ole ilmeistä vaikutusta heterotsygooteissa (yksi viallinen ja yksi normaali kopio). Heterotsygoottisten nollaballeelien esiintymistiheys on kuitenkin paljon oletettua suurempi, mikä viittaa TPI nollaballeelien heterotsygoottiseen etuun. Syytä ei tiedetä; uudet tieteelliset tulokset viittaavat kuitenkin siihen, että solut, joilla on heikentynyt TPI-aktiivisuus, ovat vastustuskykyisempiä oksidatiivista stressiä vastaan. PlosOne, Joulukuu. 2006
hepatiitti C-viruksen infektioresistenssi
on näyttöä siitä, että geneettinen heterotsygoottisuus lisää ihmisillä vastustuskykyä tiettyjä virusinfektioita vastaan. HCV-infektoituneilla on huomattavasti pienempi osuus HLA-DRB1-heterotsygoottisuutta kuin tartuttamattomilla. Erot olivat selvempiä, kun alleelit esitettiin funktionaalisina supertyyppeinä (P = 1.05 × 10-6) kuin matalaresoluutioisina genotyyppeinä (P = 1,99 × 10-3) esitetyt. Nämä löydökset ovat todisteita siitä, että heterotsygoottisuus tarjoaa etua eri supertyypin HLA-DRB1-alleelien kantajille HCV-infektion etenemisessä loppuvaiheen maksasairaudeksi laajamittaisessa, pitkäaikaisessa tutkimuspopulaatiossa.
MHC heterotsygoottisuus ja ihmisen hajuherkkyysedit
useat tutkimukset ovat osoittaneet kaksoissokkokokeissa, että naaraat suosivat heterotsygoottisten urosten tuoksua kaikissa kolmessa MHC-lokuksessa. Löydöksille on esitetty spekulatiivisia syitä; on kuitenkin väitetty, että MHC loci: n heterotsygoottisuus johtaa useampiin alleeleihin, jotka torjuvat useampia erilaisia tauteja, mikä mahdollisesti lisää elossaololukuja useampaa tartuntatautia vastaan. Viimeksi mainittua väitettä on testattu kokeessa, jossa osoitettiin, että ULKOSIITTOISET hiiret osoittivat MHC-heterotsygoottisuutta, mikä paransi niiden terveyttä ja eloonjäämisastetta monikantaisia infektioita vastaan.
BAFF ja autoimmuunisairaus
B-solujen aktivoiva tekijä (BAFF) on tnfsf13b-geenin koodaama sytokiini. Deleetion sisältävä geenin muunnos (GCTGT – >a) tekee lyhyemmän mRNA-transkription, joka välttyy mikrornan aiheuttamalta hajoamiselta, mikä lisää BAFF: n ilmentymistä, mikä näin ollen säätelee humoraalista immuunivastetta. Tämä variantti liittyy systeeminen lupus erythematosus ja multippeliskleroosi, mutta heterotsygootti kantajien variantti on vähentynyt alttius malaria infektio.