Noll allel

En nollallel är en icke-funktionell allel (en variant av en gen ) som orsakas av en genetisk mutation . Sådana mutationer kan orsaka en fullständig brist på produktion av den associerade genprodukten eller en produkt som inte fungerar korrekt; i båda fallen kan allelen anses icke-funktionell. En nollallel kan inte särskiljas från deletion av hela lokuset enbart från fenotypisk observation.

En mutant allel som inte producerar något RNA- transkript kallas en RNA-noll (visas med Northern blotting eller genom DNA-sekvensering av en deletionsallel), och en som inte producerar något protein kallas en proteinnoll (visas med Western blotting ). En genetisk noll- eller amorf allel har samma fenotyp när den är homozygot som när den är heterozygot med en brist som stör det aktuella lokuset. En genetisk nollallel kan vara både en proteinnoll och en RNA-noll, men kan också uttrycka normala nivåer av en genprodukt som inte fungerar på grund av mutation.

Nollalleler kan ha dödliga effekter beroende på betydelsen av den muterade genen. Till exempel dör möss som är homozygota för en nollallel för insulin 48 till 72 timmar efter födseln. Nollalleler kan också ha positiva effekter, såsom det förhöjda skördeindexet för semi-dvärgris i den gröna revolutionen orsakat av nollalleler i GA20ox-2.

Bevis

Polymeraskedjereaktion (PCR)

En mikrosatellitnollallel är en allel vid ett mikrosatellitlokus som inte amplifierar till detekterbara nivåer i ett polymeraskedjereaktionstest . Mikrosatellitregioner kännetecknas vanligtvis av korta, upprepade sekvenser av nukleotider. Primers som är specifika för ett visst lokus används i PCR-amplifiering för att binda till dessa nukleotidsekvensupprepningar och används som genetiska markörer. Primrarna hybridiserar till vardera änden av lokuset och är härledda från källorganismer i ett genomiskt bibliotek. Avvikelse från referenssekvenserna (från genetiska mutationer) resulterar i dålig hybridisering av primrarna så att markören inte kan användas, representativ för en nollallel.

Föräldraanalys

Starka bevis på nollalleler sågs först vid analys av björnar 1995. I denna analys fastställdes en känd förälder vara homozygot på ett visst ställe, men producerade avkomma som uttryckte en annan "homozygot" genotyp. Detta resultat ledde till slutsatsen att föräldern och avkomman var båda heterozygota för det ställe som studerades.

Exempel

Nullalleler eller gener har studerats i olika organismer från de röda tallarna i Minnesota till Drosophila melanogaster och möss. Nollalleler är svåra att identifiera eftersom en heterozygot individ för en nollallel och en aktiv allel är fenotypiskt omöjlig att skilja från en homozygot individ med båda aktiva allelerna. Med andra ord kan en nollallel endast identifieras från fenotypisk synpunkt om individen är homozygot för nollallelen. Forskare har kunnat kringgå detta problem genom att använda detaljerad elektrofores , gelanalyser och kromosommanipulation.

  1. Allendorf et al. studerade enzymaktiviteten hos samma art av röda tallfrön som samlats in från två olika trädbestånd i Minnesota. De två grupperna av träd behandlades som en population eftersom inga avvikelser från förväntade genotypfrekvenser observerades, vilket skulle förväntas om populationerna avviker från varandra. Många olika loci testades för enzymaktivitet med användning av en specifik gelelektroforesteknik. Alleler som producerade ett enzym som saknade katalytisk aktivitet betecknades som nollalleler. Totalt 27 loci testades i röda tallar och nollalleler hittades vid 3 av dessa loci.
  2. En population av Drosophila melanogaster från Raleigh, NC manipulerades genetiskt av Voelker et al. 1980 för att fastställa förekomsten och frekvensen av nollalleler. Experimentet bestod i att göra kromosomen hos en vild fluga heterozygot genom att använda mobilitetsvarianterna vid det observerade stället. Om den manipulerade allelen (nu heterozygot) inte uppvisade en heterozygot fenotyp, misstänktes allelen vara null. Dessa potentiella nollalleler bekräftades sedan när de inte lyckades producera ett heterozygott elektroforetiskt mönster. Totalt 25 loci testades med 5 loci som var X-kopplade och de återstående 20 autosomala. Inga noll-alleler detekterades vid de X-kopplade loci, men 13 av de 20 autosomala loci innehöll noll-alleler.
  3. Flera olika experiment har använt genetisk manipulation för att inducera noll-allelmutanter i mösspopulationer för att observera konsekvenserna av olika allelkombinationer vid specifika loci. Två sådana experiment undersökte rollen av insulinliknande tillväxtfaktor ( Igf ) i mus embryonal utveckling. Experimenten skilde sig endast i genen som undersöktes, Igf-1 och Igf-2 . Båda experimenten använde processen för mutageneis, varvid det genetiska innehållet i organismen förändras, för att producera individer med olika kombinationer av nollmutationer. Genom att observera konsekvenserna av olika inaktiva allelkombinationer kunde forskarna härleda rollerna för insulinliknande tillväxtfaktorer i utvecklingen av möss. Experimentet som involverade Igf-1 avslöjade att det, förutom dess roll efter födseln, också är grundläggande i utvecklingen av embryot och differentieringen av celler.
  4. Ett exempel på en nollallel är 'O'-blodgruppsallelen i det mänskliga blodgruppssystemet A , B och O. Allelerna för A- antigenet och B-antigenet är kodominanta , så de uttrycks båda fenotypiskt om båda är närvarande . Allelen för O-blodgrupp är dock en muterad version av allelen för A-antigenet, med en enda basparförändring på grund av genetisk mutation . Proteinet som kodas för av O-allelen är enzymatiskt inaktivt och därför uttrycks O-allelen fenotypiskt i homozygota OO -individer som avsaknaden av blodantigen. Därför kan vi betrakta allelen för O-blodgruppen som en nollallel.

Se även

  1. ^    Peter., Snustad, D. (2012). Genetik . Simmons, Michael J. (6:e upplagan, version av internationella studenter). Singapore: Wiley. ISBN 978-1118092422 . OCLC 770517281 .
  2. ^    Accili, Domenico; Drago, John; Lee, Eric; Johnson, Mark; Coolt, Martha; Salvatore, Paola; Asico, Laureano; Jose, Pedro; Taylor, Simeon; Westphal, Heiner (12 januari 1996). "Tidig neonatal död hos möss som är homozygota för en nollallel av insulinreceptorgenen". Naturgenetik . 12 (1): 106–9. doi : 10.1038/ng0196-106 . PMID 8528241 . S2CID 5610177 .
  3. ^    Monroe J-grå färg; McKay, John; Weigel, Detlef; Flood, Padraic (11 februari 2021). "Befolkningsgenomiken för adaptiv funktionsförlust" . Ärftlighet . 126 (3): 383–395. doi : 10.1038/s41437-021-00403-2 . PMC 7878030 . PMID 33574599 .
  4. ^    Sasaki; Ashikari; Ueguchi-Tanaka; Itoh; Nishimura; Swapan; Ishiyama; Saito; Kobayashi; Khush; Kitano (2002). "En mutant gibberellin-syntesgen i ris". Naturen . 416 (6882): 701–702. doi : 10.1038/416701a . PMID 11961544 . S2CID 4414560 .
  5. ^ a b c d    Dakin, EE; Avise, JC (2004-08-04). "Mikrosatellit noll-alleler i föräldraanalys" . Ärftlighet . 93 (5): 504–509. doi : 10.1038/sj.hdy.6800545 . ISSN 1365-2540 . PMID 15292911 .
  6. ^ a b     Primmer, CR; Møller, AP; Ellegren, H. (augusti 1995). "Lösa genetiska relationer med mikrosatellitmarkörer: ett föräldratestsystem för svalan Hirundo rustica". Molekylär ekologi . 4 (4): 493–498. doi : 10.1111/j.1365-294x.1995.tb00243.x . ISSN 0962-1083 . PMID 8574445 . S2CID 28574614 .
  7. ^ a b     Paetkau, D.; Strobeck, C. (1995-08-01). "Den molekylära basen och evolutionära historien för en mikrosatellit nollallel i björnar". Molekylär ekologi . 4 (4): 519–520. doi : 10.1111/j.1365-294x.1995.tb00248.x . ISSN 1365-294X . PMID 8574449 . S2CID 33072622 .
  8. ^ a b c d     Allendorf, Fred W.; Knudsen, Kathy L.; Blake, George M. (mars 1982). "Frekvenser av nollalleler vid enzymloci i naturliga populationer av Ponderosa och röd tall" . Genetik . 100 (3): 497–504. doi : 10.1093/genetics/100.3.497 . ISSN 0016-6731 . PMC 1201825 . PMID 17246067 .
  9. ^ a b     Voelker, RA; Langley, CH; Brown, AJ; Ohnishi, S.; Dickson, B.; Montgomery, E.; Smith, SC (februari 1980). "Enzym noll-alleler i naturliga populationer av Drosophila melanogaster: Frekvenser i en North Carolina-population" . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 77 (2): 1091–1095. Bibcode : 1980PNAS...77.1091V . doi : 10.1073/pnas.77.2.1091 . ISSN 0027-8424 . PMC 348430 . PMID 16592770 .
  10. ^ a b c d     Liu, JP; Baker, J.; Perkins, AS; Robertson, EJ; Efstratiadis, A. (1993-10-08). "Möss som bär nollmutationer av generna som kodar för insulinliknande tillväxtfaktor I (Igf-1) och typ 1 IGF-receptor (Igf1r)" . Cell . 75 (1): 59–72. doi : 10.1016/s0092-8674(05)80084-4 . ISSN 0092-8674 . PMID 8402901 . S2CID 42023430 .
  11. ^   Clayton, JW; Tretiak, DN (1972-08-01). "Amine-citratbuffertar för pH-kontroll i stärkelsegelelektrofores". Journal of the Fisheries Research Board of Canada . 29 (8): 1169–1172. doi : 10.1139/f72-172 . ISSN 0015-296X .
  12. ^ a b   Wraight, Christopher J.; Werther, George A. (1995-10-01). "Insulinliknande tillväxtfaktor-I och epidermal tillväxtfaktor reglerar insulinliknande tillväxtfaktorbindande protein-3 (IGFBP-3) i den mänskliga keratinocytcellinjen HaCaT" . Journal of Investigative Dermatology . 105 (4): 602–607. doi : 10.1111/1523-1747.ep12323716 . PMID 7561166 .
  13. ^ Dean, Laura (2005). ABO-blodgruppen . National Center for Biotechnology Information (USA).
Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Null_allele&oldid=1136210314 "