Dødelig allel - Lethal allele

Dødelige alleler (også referert til som dødelige gener eller dødelige ) er alleler som forårsaker døden til organismen som bærer dem. De er vanligvis et resultat av mutasjoner i gener som er avgjørende for vekst eller utvikling. Dødelige alleler kan være recessive, dominerende eller betinget avhengig av genet eller genene som er involvert. Dødelige alleler kan forårsake død av en organisme prenatalt eller når som helst etter fødselen, selv om de vanligvis manifesterer seg tidlig i utviklingen.

Historie

Punnett -kvadrat for agouti -genet i mus, som viser en dødelig recessiv allel.

Dødelige alleler ble først oppdaget av Lucien Cuénot i 1905 mens han studerte arv av pelsfarge hos mus. Den agouti genet i mus er i stor grad ansvarlig for å bestemme pelsfarge. Villtypealelen gir en blanding av gul og svart pigmentering i hvert musehår. Denne gule og svarte blandingen kan bli referert til som 'agouti' i fargen. En av de mutante allelene til agouti -genet resulterer i mus med en mye lysere, gulaktig farge. Når disse gule musene ble krysset med homozygote villtype mus, ble det oppnådd et forhold på 1: 1 mellom gule og mørkegrå avkom. Dette indikerte at den gule mutasjonen er dominerende, og alle foreldre gule mus var heterozygoter for det mutante allelet.

Ved å parre to gule mus forventet Cuénot å observere et vanlig 1: 2: 1 Mendelsk forhold mellom homozygot agouti og heterozygot gul til homozygot gul. I stedet observerte han alltid et forhold på 1: 2 mellom agouti og gule mus. Han klarte ikke å produsere mus som var homozygote for den gule agouti -allelen.

Det var først i 1910 at WE Castle og CC Little bekreftet Cuénots arbeid, og viste videre at en fjerdedel av avkomene døde under embryonal utvikling. Dette var det første dokumenterte eksemplet på en recessiv dødelig allel.

Typer av dødelig allel

Resessive dødelige

Et par identiske alleler som begge er tilstede i en organisme som til slutt resulterer i at organismen dør, blir referert til som recessive dødelige alleler. Selv om recessive dødelige kan kode for dominerende eller recessive egenskaper, er de bare dødelige i den homozygote tilstanden. Heterozygoter vil noen ganger vise en form for syk fenotype, som i tilfelle av achondroplasi . Én mutant dødelig allel kan tolereres, men har to resultater i døden. Når det gjelder homozygot achondroplasi, skjer døden nesten alltid før fødsel eller i perinatalperioden. Ikke alle heterozygoter for recessive dødelige alleler vil vise en mutant fenotype , slik det er tilfelle for cystisk fibrose bærere. Hvis to cystisk fibrose bærere får barn, har de en 25 prosent sjanse for å produsere avkom som har to kopier av den dødelige allelen, noe som til slutt resulterer i barnets død.

Et annet eksempel på en recessiv dødelig allel forekommer hos Manx -katten . Manx -katter har en heterozygot mutasjon som resulterer i en forkortet eller manglende hale. Kryss av to heterozygote Manx-katter resulterer i at to tredjedeler av overlevende avkom viser den heterozygote forkortede halefenotypen, og en tredjedel av overlevende avkom med normal halelengde som er homozygote for en normal allel. Homozygote avkom for den mutante allelen kan ikke overleve fødselen og blir derfor ikke sett i disse korsene.

Dominerende dødelige

Alleler som bare trenger å være tilstede i én kopi i en organisme for å være dødelige, blir referert til som dominerende dødelige alleler. Disse allelene er ikke vanlig å finne i populasjoner fordi de vanligvis resulterer i døden til en organisme før den kan overføre sin dødelige allel til sine avkom. Et eksempel hos mennesker på en dominerende dødelig allel er Huntingtons sykdom, en sjelden nevrodegenerativ lidelse som til slutt resulterer i død. På grunn av den sene begynnelsen (dvs. ofte etter at reproduksjon allerede har skjedd), er den imidlertid i stand til å opprettholdes i populasjoner. En person viser Huntingtons sykdom når de bærer en enkelt kopi av et gjentatt utvidet Huntington- allel på kromosom 4.

Betingede dødelige

Alleler som bare vil være dødelige som svar på en eller annen miljøfaktor kalles betinget dødelig. Et eksempel på en betinget dødelig er favisme , en sex-knyttet arvelig tilstand som får bæreren til å utvikle hemolytisk anemi når de spiser fava bønner .

En infeksjon av en E. coli vertscelle av en bakteriofag (fag) T4 temperaturfølsom (ts) betinget dødelig mutant ved en høy restriktiv temperatur fører til mangel på levedyktig fagproduksjon. Imidlertid kan veksten av slike mutanter fortsatt forekomme ved en lavere temperatur. Slike betinget dødelige ts -mutanter har blitt brukt til å identifisere og karakterisere funksjonen til mange av fagets gener. Således ble gener som ble brukt til reparasjon av DNA -skader identifisert ved bruk av ts -mutanter, så vel som gener som påvirker genetisk rekombinasjon . For eksempel vil dyrking av en ts DNA -reparasjonsmutant ved en mellomtemperatur tillate at noen avkomfager blir produsert. Imidlertid, hvis den ts-mutanten bestråles med UV-lys, vil dens overlevelse bli sterkere redusert sammenlignet med reduksjonen i overlevelse av bestrålt villtype fag T4. I tillegg ble kaldsensitive betingede dødelige mutanter som kan vokse ved høye temperaturer, men ikke i stand til å vokse ved lave temperaturer, også isolert i fag T4. Disse kaldsensitive betingede dødelige mutantene definerte også et sett med faggener. En annen klasse av betingede dødelige fag T4 -mutanter, kalt ravmutanter , er i stand til å vokse på noen stammer av E. coli, men ikke på andre. Disse mutantene ble også brukt til først å identifisere og karakterisere funksjonen til mange av fag T4 -genene . I tillegg ble det funnet at en rav mutasjon produserer et "tullkodon" i et gen som forårsaker avslutning av polypeptidkjeden under translasjon . Dette funnet ga innsikt i et vesentlig aspekt av den genetiske koden .

Se også

• Terminator -gen

Referanser