Heterozygote eigenschappen en ziekten

Heterozygoot is een term die in de genetica wordt gebruikt om te beschrijven wanneer twee variaties van een gen (bekend als allelen) op dezelfde locatie (locus) op een chromosoom worden gepaard. Homozygoot daarentegen is wanneer er twee kopieën van hetzelfde allel op dezelfde locus zijn.
De term heterozygoot is afgeleid van "hetero-" wat betekent: "enzy-achtig" betekent gerelateerd aan een bevruchte eicel (zygoot).

Bepalende eigenschappen

Mensen worden diploïde organismen genoemd omdat ze op elke locus twee allelen hebben, met één allel dat van elke ouder wordt geërfd. De specifieke koppeling van allelen vertaalt zich in variaties in de genetische eigenschappen van een individu.
Een allel kan dominant of recessief zijn. Dominante allelen zijn diegene die een eigenschap uitdrukken, zelfs als er maar één exemplaar is. Recessieve allelen kunnen zichzelf alleen uiten als er twee exemplaren zijn.
Een voorbeeld hiervan zijn bruine ogen (die dominant is) en blauwe ogen (die recessief zijn). Als de allelen heterozygoot zijn, zou het dominante allel zichzelf uitdrukken over het recessieve allel, resulterend in bruine ogen. Tegelijkertijd zou de persoon worden beschouwd als een "drager" van het recessieve allel, wat betekent dat het blauwe oog-allel kan worden doorgegeven aan het nageslacht, zelfs als die persoon bruine ogen heeft.
Allelen kunnen ook onvolledig dominant zijn, een tussenvorm van overerving waarbij geen van beide allelen volledig wordt uitgedrukt in de andere. Een voorbeeld hiervan is bijvoorbeeld een allel dat overeenkomt met een donkere huid (waarin een persoon meer melanine heeft) gepaard met een allel dat overeenkomt met een lichte huid (waarin minder melanine zit) om een huidtint te creëren ergens daar tussenin.

Ziekte ontwikkeling

Naast de fysieke kenmerken van een individu, kan het paren van heterozygote allelen soms leiden tot een hoger risico op bepaalde aandoeningen zoals geboorteafwijkingen of autosomale stoornissen (ziekten erfelijk via genetica).
Als een allel is gemuteerd (wat betekent dat het defect is), kan een ziekte aan het nageslacht worden doorgegeven, zelfs als de ouder geen tekenen van de stoornis vertoont. Met betrekking tot heterozygositeit kan dit verschillende vormen aannemen:

Als de allelen heterozygoot recessief zijn, zou het defecte allel recessief zijn en zichzelf niet uiten. In plaats daarvan zou de persoon drager zijn.
Als de allelen heterozygoot dominant zijn, zou het defecte allel dominant zijn. In een dergelijk geval kan de persoon al dan niet worden beïnvloed (in vergelijking met homozygote overheersing waar de persoon zou worden beïnvloed).

Andere heterozygote paren zouden een persoon gemakkelijk vatbaar maken voor een gezondheidstoestand zoals coeliakie en bepaalde soorten kanker. Dit betekent niet dat een persoon de ziekte zal krijgen; het suggereert eenvoudigweg dat het individu een hoger risico loopt. Andere factoren, zoals levensstijl en omgeving, zouden ook een rol spelen.

Enkele genaandoeningen

Enkelvoudige genaandoeningen zijn aandoeningen die worden veroorzaakt door een enkel gemuteerd allel in plaats van twee. Als het gemuteerde allel recessief is, wordt de persoon meestal niet beïnvloed. Als het gemuteerde allel echter dominant is, kan de gemuteerde kopie de recessieve kopie opheffen en hetzij minder ernstige vormen van een ziekte of volledig symptomatische ziekte veroorzaken..
Afzonderlijke genaandoeningen zijn relatief zeldzaam. Onder enkele van de meer voorkomende heterozygote dominante aandoeningen:

de ziekte van Huntington is een erfelijke aandoening die resulteert in de dood van hersencellen. De ziekte wordt veroorzaakt door een dominante mutatie in een of beide allelen van een gen genaamd huntingtine.
Neurofibromatose type-1 is een erfelijke aandoening waarbij zenuwweefseltumoren zich ontwikkelen op de huid, de wervelkolom, het skelet, de ogen en de hersenen. Er is slechts één dominante mutatie nodig om dit effect te activeren.
Familiale hypercholesterolemie (FH) is een erfelijke aandoening die wordt gekenmerkt door hoge cholesterolgehaltes, met name "slechte" lipoproteïnen met lage dichtheid (LDL's). Het is verreweg de meest voorkomende aandoening en treft ongeveer een op de 500 mensen.

Een persoon met een enkele genziekte heeft een 50/50 kans om het gemuteerde allel door te geven aan een kind dat drager wordt.
Als beide ouders een heterozygote recessieve mutatie hebben, zullen hun kinderen een kans van één op vier hebben om de stoornis te ontwikkelen. Het risico is hetzelfde voor elke geboorte.
Als beide ouders een heterozygote dominante mutatie hebben, hebben hun kinderen 50 procent kans op het krijgen van het dominante allel (gedeeltelijke of volledige symptomen), een kans van 25 procent om beide dominante allelen (symptomen) te krijgen en 25 procent van het krijgen van beide recessieve allelen (geen symptomen).

Samengestelde heterozygositeit

Samengestelde heterozygositeit is de toestand waarbij er twee verschillende recessieve allelen op dezelfde locus zijn die samen ziekte kunnen veroorzaken. Dit zijn, nogmaals, zeldzame aandoeningen die vaak verband houden met ras of etniciteit. Onder hen:

De ziekte van Tay-Sachs is een zeldzame, geërfde aandoening die de vernietiging van zenuwcellen in de hersenen en het ruggenmerg veroorzaakt. Het is een zeer variabele stoornis die ziekte kan veroorzaken tijdens de kindertijd, adolescentie of latere volwassenheid. Terwijl Tay-Sachs wordt veroorzaakt door genetische mutaties van de HEXA gen, het is de specifieke koppeling van de allelen die uiteindelijk bepaalt welke vorm de ziekte aanneemt. Sommige combinaties vertalen zich in kinderziekten; anderen vertalen naar een ziekte die later optreedt.
Fenylketonurie (PKU) is een genetische aandoening die vooral kinderen treft, waarbij een stof die bekend staat als fenylalanine zich in de hersenen ophoopt en epileptische aanvallen, mentale stoornissen en een verstandelijke beperking veroorzaakt. Er is een grote verscheidenheid aan genetische mutaties geassocieerd met PKU, waarvan de paringen kunnen leiden tot mildere en ernstiger vormen van de ziekte..

Andere ziekten waarbij samengestelde heterozygoten een rol kunnen spelen zijn mucoviscidose, sikkelcelanemie en hemochromatose (overmatig ijzer in het bloed).

Heterozygote voordeel

Hoewel een enkel exemplaar van een allel meestal geen ziekte tot gevolg heeft, zijn er gevallen waar het bescherming kan bieden tegen andere ziekten. Dit is een fenomeen dat heterozygote voordeel wordt genoemd.
In sommige gevallen kan een enkel allel de fysiologische functie van een persoon zodanig veranderen dat die persoon resistent wordt tegen bepaalde infecties. Een van de voorbeelden:

Sikkelcelanemie is een genetische stoornis veroorzaakt door twee recessieve allelen. Het hebben van beide allelen veroorzaakt de misvorming en snelle zelfvernietiging van rode bloedcellen. Het hebben van slechts één allel kan een minder ernstige aandoening veroorzaken, sikkelcelkenmerk genoemd, waarbij slechts enkele cellen misvormd zijn. Deze mildere veranderingen zijn voldoende om een natuurlijke verdediging tegen malaria te bieden door de geïnfecteerde bloedcellen sneller te doden dan de parasiet kan reproduceren.
Cystic fibrosis (CF) is een recessieve genetische aandoening die de ernstige beschadiging van de longen en het spijsverteringskanaal kan veroorzaken. Bij personen met homozygote allelen veroorzaakt CF een dikke, kleverige opeenhoping van slijm in de longen en het maag-darmkanaal. Bij personen met heterozygote allelen kan hetzelfde effect, zij het verminderd, de kwetsbaarheid van een persoon voor cholera en tyfeuze koorts verlagen. Door de slijmproductie te verhogen, is iemand minder doorlaatbaar voor het schadelijke effect van infectieuze diarree.

Hetzelfde effect kan verklaren waarom mensen met heterozygote allelen voor bepaalde auto-immuunziekten een lager risico op latere hepatitis C-symptomen lijken te hebben.