مطالب مرتبط:
ژنومیک ایمپرینتینگ و دیزومی تک والدینی عواملی هستند که بر نحوه وراثت برخی از بیماری های ژنتیکی تأثیر می گذارند.
ژنومیک ایمپرینتینگ (genomic imprinting)
افراد معمولا دو نسخه از هر ژن را به ارث می برند. یکی از سلول تخمک و دیگری از سلول اسپرم. هر دو نسخه از هر ژن معمولا در سلول ها فعال یا روشن هستند. با این حال، در برخی موارد، فقط یکی از دو نسخه فعال است. اینکه کدام نسخه فعال است به منشا آنها بستگی دارد: برخی از ژن ها به طور معمول فقط زمانی فعال هستند که از سلول اسپرم مشتق شده باشند. برخی دیگر فقط زمانی فعال هستند که از سلول تخمک مشتق شده باشند. این پدیده به عنوان ژنومیک ایمپرینتینگ شناخته می شود.
در ژن هایی که تحت ژنومیک ایمپرینتینگ قرار می گیرند، منشا آنها اغلب در طول تشکیل سلول های تخمک و اسپرم بر روی ژن مشخص می شود. این فرآیند که متیلاسیون نامیده می شود، یک واکنش شیمیایی است که مولکول های کوچکی به نام گروه های متیل را به بخش های خاصی از DNA متصل می کند. این مولکول ها مشخص می کنند که کدام نسخه از یک ژن از سلول تخمک به ارث رسیده و کدام نسخه از سلول اسپرم به ارث رسیده است. افزودن و حذف گروه های متیل روشی برای کنترل فعالیت ژن ها می باشد.
تنها درصد کمی از کل ژن های انسانی تحت ژنومیک ایمپرینتینگ قرار می گیرند. ژن های ایمپرینتینگ شده تمایل دارند در مناطق مشخصی از کروموزوم ها با هم تجمع کرده و تشکیل خوشه یا cluster می دهند. دو خوشه اصلی از ژن های ایمپرینتینگ شده در انسان شناسایی شده است: یکی در بازوی کوتاه کروموزوم ۱۱ در موقعیت 11p15 و دیگری در بازوی بلند کروموزوم ۱۵ در موقعیت 15q13.
دیزومی تک والدینی (uniparental disomy)
دیزومی تک والدینی (UPD) زمانی اتفاق می افتد که فرد دو نسخه از یک کروموزوم یا بخشی از یک کروموزوم را از یکی از والدین دریافت می کند و هیچ نسخه ای از والد دیگر دریافت نمی کند. UPD می تواند به عنوان یک رویداد تصادفی در طول تشکیل سلول های تخمک یا اسپرم رخ دهد، یا ممکن است در طول مراحل رشد اولیه جنین اتفاق بیفتد.
هنگامی که UPD رخ می دهد، اغلب هیچ تاثیری بر سلامت یا رشد ندارد. از آنجایی که اکثر ژن ها ایمپرینتینگ نشده اند، فرقی نمی کند که یک فرد به جای یک نسخه از هر والدین، هر دو نسخه را از یک والد به ارث ببرد. با این حال، در برخی موارد، این وضعیت می تواند خائز اهمست باشد. فرد مبتلا به UPD ممکن است فاقد هر گونه کپی فعال از ژن های ضروری باشد که تحت ژنومیک ایمپرینتینگ قرار می گیرند. این از دست دادن عملکرد ژن می تواند منجر به تاخیر در رشد، ناتوانی های ذهنی یا سایر مشکلات سلامتی شود.
UPD یا اختلال در ژنومیک ایمپرینتینگ طبیعی می تواند باعث چندین اختلال ژنتیکی شود.
سندرم پرادر-ویلی و سندرم آنجلمن دو نمونه شناخته شده از این بیماری ها هستند. سندرم پرادر-ویلی (Prader-Willi syndrome) با مشکلات رفتاری و تغذیه کنترل نشده مشخص می شود و سندرم آنجلمن (Angelman syndrome)باعث ناتوانی های ذهنی و اختلال در گفتار می شود. هر دوی این اختلالات می توانند ناشی از UPD یا سایر خطاها در ژنومیک ایمپرینتینگ ژن های مربوط به بازوی بلند کروموزوم ۱۵ باشند. سایر بیماری ها ، مانند سندرم بکویت – ویدمن (Beckwith-Wiedemann syndrome) (اختلالی که با رشد سریع و افزایش خطر ابتلا به تومورهای سرطانی مشخص می شود) ، با ناهنجاری های ژن های ایمپرینت شده در بازوی کوتاه کروموزوم ۱۱ همراه است.