Tratti e malattie eterozigoti

Eterozigotico è un termine usato in genetica per descrivere quando due varianti di un gene (noto come alleli) sono accoppiate nella stessa posizione (locus) su un cromosoma. Al contrario, l'omozigote è quando ci sono due copie dello stesso allele nello stesso locus.
Il termine eterozigote deriva da "etero-" che significa significato diverso e "-zigote" relativo a un uovo fecondato (zigote).

Determinazione dei tratti

Gli esseri umani sono chiamati organismi diploidi perché hanno due alleli in ciascun locus, con un allele ereditato da ciascun genitore. Lo specifico accoppiamento di alleli si traduce in variazioni nei tratti genetici di un individuo.
Un allele può essere dominante o recessivo. Gli alleli dominanti sono quelli che esprimono un tratto anche se esiste una sola copia. Gli alleli recessivi possono esprimersi solo se ci sono due copie.
Uno di questi esempi è gli occhi marroni (che è dominante) e gli occhi blu (che è recessivo). Se gli alleli sono eterozigoti, l'allele dominante si esprimerebbe sull'allele recessivo, risultando in occhi marroni. Allo stesso tempo, la persona sarebbe considerata un "portatore" dell'allele recessivo, il che significa che l'allele dell'occhio azzurro potrebbe essere trasmesso alla prole anche se quella persona ha gli occhi marroni.
Gli alleli possono anche essere dominanti in modo incompleto, una forma intermedia di ereditarietà in cui nessuno dei due alleli si esprime completamente sull'altro. Un esempio di questo potrebbe includere un allele corrispondente alla pelle scura (in cui una persona ha più melanina) in coppia con un allele corrispondente alla pelle chiara (in cui c'è meno melanina) per creare una tonalità della pelle da qualche parte nel mezzo.

Sviluppo della malattia

Al di là delle caratteristiche fisiche di un individuo, l'accoppiamento di alleli eterozigoti può talvolta tradursi in un rischio più elevato di determinate condizioni come difetti alla nascita o disturbi autosomici (malattie ereditate attraverso la genetica).
Se un allele è mutato (cioè è difettoso), una malattia può essere trasmessa alla prole anche se il genitore non prova alcun segno del disturbo. Per quanto riguarda l'eterozigosità, questo potrebbe assumere una delle diverse forme:

Se gli alleli sono recessivi eterozigoti, l'allele difettoso sarebbe recessivo e non si esprimerebbe. Invece, la persona sarebbe un corriere.
Se gli alleli sono dominanti eterozigoti, l'allele difettoso sarebbe dominante. In tal caso, la persona può o meno essere influenzata (rispetto alla dominanza omozigote in cui la persona sarebbe interessata).

Altri accoppiamenti eterozigoti semplicemente predispongono una persona a una condizione di salute come la celiachia e alcuni tipi di cancro. Questo non significa che una persona avrà la malattia; suggerisce semplicemente che l'individuo è a più alto rischio. Altri fattori, come lo stile di vita e l'ambiente, svolgeranno anche un ruolo.

Disturbi del gene singolo

Disturbi del gene singolo sono quelli che sono causati da un singolo allele mutato piuttosto che da due. Se l'allele mutato è recessivo, la persona di solito non sarà interessata. Tuttavia, se l'allele mutato è dominante, la copia mutata può scavalcare la copia recessiva e causare forme meno gravi di una malattia o di una malattia completamente sintomatica.
I disturbi del gene singolo sono relativamente rari. Tra alcuni dei più comuni disturbi eterozigoti dominanti:

malattia di Huntington è una malattia ereditaria che provoca la morte delle cellule cerebrali. La malattia è causata da una mutazione dominante in uno o entrambi gli alleli di un gene chiamato huntingtin.
Neurofibromatosi tipo 1 è una malattia ereditaria in cui i tumori dei tessuti nervosi si sviluppano sulla pelle, sulla colonna vertebrale, sullo scheletro, sugli occhi e sul cervello. È necessaria solo una mutazione dominante per attivare questo effetto.
Ipercolesterolemia familiare (FH) è una malattia ereditaria caratterizzata da alti livelli di colesterolo, in particolare da "cattive" lipoproteine a bassa densità (LDL). È di gran lunga il più comune di questi disturbi, che colpisce circa una ogni 500 persone.

Una persona con un singolo disturbo genetico ha una probabilità 50/50 di passare l'allele mutato a un bambino che diventerà un portatore.
Se entrambi i genitori hanno una mutazione recessiva eterozigotica, i loro bambini avranno una possibilità su quattro di sviluppare il disturbo. Il rischio sarà lo stesso per ogni nascita.
Se entrambi i genitori hanno una mutazione dominante eterozigote, i loro figli hanno il 50% di probabilità di ottenere l'allele dominante (sintomi parziali o completi), una probabilità del 25% di ottenere entrambi gli alleli dominanti (sintomi) e un 25% di entrambi gli alleli recessivi (nessun sintomo).

Eterozigosi composta

L'eterozigosi composta è lo stato in cui ci sono due diversi alleli recessivi nello stesso locus che, insieme, possono causare la malattia. Questi sono, ancora una volta, rari disturbi che sono spesso legati alla razza o all'etnia. Tra loro:

La malattia di Tay-Sachs è una malattia ereditaria rara che causa la distruzione delle cellule nervose nel cervello e nel midollo spinale. È un disturbo altamente variabile che può causare malattie durante l'infanzia, l'adolescenza o in età adulta. Mentre Tay-Sachs è causato da mutazioni genetiche del HEXA gene, è l'accoppiamento specifico degli alleli che alla fine determina quale forma assume la malattia. Alcune combinazioni si traducono in malattie infantili; altri si traducono in una malattia successiva.
Fenilchetonuria (PKU) è una malattia genetica che colpisce principalmente i bambini in cui una sostanza nota come fenilalanina si accumula nel cervello, causando convulsioni, disturbi mentali e disabilità intellettiva. Esiste una vasta diversità di mutazioni genetiche associate alla PKU, i cui accoppiamenti possono portare a forme più lievi e più gravi della malattia.

Altre malattie in cui gli eterozigoti composti possono svolgere un ruolo sono la fibrosi cistica, l'anemia falciforme e l'emocromatosi (ferro eccessivo nel sangue).

Vantaggio eterozigote

Mentre una singola copia di un allele della malattia di solito non si traduce in malattia, ci sono casi in cui è in grado di fornire protezione contro altre malattie. Questo è un fenomeno noto come vantaggio eterozigote.
In alcuni casi, un singolo allele può alterare la funzione fisiologica di un individuo in modo tale da rendere quella persona resistente a certe infezioni. Tra gli esempi:

Anemia falciforme è una malattia genetica causata da due alleli recessivi. Avere entrambi gli alleli causa la malformazione e la rapida autodistruzione dei globuli rossi. Avere un solo allele può causare una condizione meno grave chiamata tratto falciforme in cui solo alcune cellule sono malformate. Questi cambiamenti più lievi sono sufficienti per fornire una difesa naturale contro la malaria uccidendo le cellule del sangue infette più velocemente di quanto il parassita possa riprodurre.
Fibrosi cistica (CF) è una malattia genetica recessiva che può causare gravi danni ai polmoni e al tratto digestivo. Nelle persone con alleli omozigoti, la FC causa un accumulo denso e appiccicoso di muco nei polmoni e nel tratto gastrointestinale. Nelle persone con alleli eterozigoti, lo stesso effetto, anche se ridotto, può ridurre la vulnerabilità di una persona al colera e alla febbre tifoide. Aumentando la produzione di muco, una persona è meno permeabile all'effetto dannoso della diarrea infettiva.

Lo stesso effetto potrebbe spiegare perché le persone con alleli eterozigoti per alcune malattie autoimmuni sembrano avere un minor rischio di sintomi dell'epatite C allo stadio avanzato.