Кіріспе

Гетерозигоздықтың жоғалуы (ГЖЖ) – диплоидты организмдердегі генетикалық аномалияның бір түрі, онда толық геннің және оны қоршаған хромосомалық аймақтың бір көшірмесі жоғалады. Диплоидты жасушаларда гендердің әр ата-анадан мұрагерлікке алған екі көшірмесі болады, сондықтан мұндай жағдайда жоғалған геннің бір көшірмесі сақталады, бірақ гетерозигоздық (әр ата-анадан мұрагерлікке алған ген нұсқалары арасындағы шағын айырмашылықтар) жойылады.

Қатерлі ісік

Гетерозигоздықтың жоғалуы қатерлі ісік дамуының жиі кездесетін құбылысы болып табылады. Алғашқыда гетерозиготалық күй қажет, ол қызығушылық тудыратын аймақта функционалды ісікке қарсы геннің көшірмесінің жоқтығын көрсетеді. Дегенмен, көптеген адамдар мұндай жоғалтуға қарамастан сау болып қалады, себебі хромосома жұбының екінші хромосомасында әлі де бір функционалды ген сақталады. Ағзаны қорғау үшін қалған ісікке қарсы геннің көшірмесі нүктелік мутация немесе басқа да механизмдер арқылы белсенділігін жоғалтып, гетерозигоздықтың жоғалу оқиғасына алып келуі мүмкін, нәтижесінде ағзаны қорғайтын ісікке қарсы ген қалмайды. Гетерозигоздықтың жоғалуы гомозиготалық күйді білдірмейді (ол жасушада екі бірдей аллельдің болуын қажет етеді).

Кнудсонның ісіктің пайда болуы туралы екі рет ойластырылған гипотезасы

Бірінші соққы: Бірінші соққы классикалық түрде нүктелік мутация ретінде қарастырылады, бірақ көбінесе Rb1 сияқты ісікке қарсы геннің (TSG) бір көшірмесін белсенділіктен айыратын эпигенетикалық оқиғалардың нәтижесінде пайда болады. Тұқым қуалайтын қатерлі ісік синдромдарында адамдар осы бірінші соққымен туады. Адам бұл кезде қатерлі ісікке шалдықпайды, себебі екінші локустағы қалған TSG аллелі әлі де қалыпты жұмыс істейді. Екінші соққы: Екінші соққының қалған, жұмыс істейтін TSG аллелін жоғалтуға әкелетін делеция екені жиі қабылданады, бірақ RB1 LOH-ның бастапқы жарияланған механизмі митоздық рекомбинация/гендік конверсия/көшірме нейтралды LOH болды, делеция емес. Делеция мен CN LOH арасында маңызды айырмашылық бар, себебі соңғы механизм салыстырмалы геномдық гибридизация (CGH) негізіндегі ген көшірмелерінің санын санау арқылы анықтаылмайды және аллельдік генотиптеуді талап етеді. Қай жағдайда болса да, LOH TSG-нің жұмыс істемейтін аллельдерін ғана қалдырады және адамда қатерлі ісік пайда болуы мүмкін.

Көшірмеге бейтарап LOH

Көшірме бейтарап LOH деп аталады, себебі зардап шеккен адамда көшірме санының өзгерісі болмайды. Көшірме бейтарап LOH-тың болу себептеріне сатып алынған бір ата-аналық дисомия (UPD) және гендік конверсия жатады. UPD кезінде адам бір ата-анадан хромосоманың екі көшірмесін немесе хромосоманың бір бөлігін алады, ал екінші ата-анадан мейоз I немесе мейоз II қателерінен көшірме алмайды. Мұндай алынған гомозигоздық, егер адамға ісікке қарсы геннің жұмыс істемейтін аллелі мұра болса, қатерлі ісік дамуына алып келуі мүмкін. Ісік клеткаларында көшірме бейтарап LOH Кнудсон гипотезасындағы екінші соққыға биологиялық эквивалент болуы мүмкін. Алынған UPD гематологиялық және қатты ісіктерде жиі кездеседі, және адам ісіктерінде байқалатын LOH-тың 20-80% құрайды. SNP-ге негізделген массивтерді пайдалану арқылы виртуалды кариотиптерді анықтау геномдық көшірме саны мен LOH статусын, соның ішінде көшірме бейтарап LOH-ты анықтауға мүмкіндік береді. Көшірме бейтарап LOH-ты arrayCGH, FISH немесе дәстүрлі цитогенетика арқылы анықтау мүмкін емес. SNP-ге негізделген массивтер ісіктердің виртуалды кариотипін жасау үшін артықшылықты құрайды және оларды жаңа немесе парафинге қатырылған тіндерде жүргізуге болады.

Ретинобластома

Қорғаушы гендердің жоғалуының классикалық мысалы – тұқым қуалайтын ретинобластома, онда ата-ананың бірінен келген Rb1 ісікке қарсы геннің жұмысы бұзылады. Көптеген жасушаларда функционалды екінші көшірме болғанымен, жеке жасушаларда гетерозиготтылықтың кездейсоқ жоғалуы нәтижесінде жас балаларда осы көздің торлы қабатының қатерлі ісігі дамиды.

Сүт безі қатерлі ісігі мен BRCA1/2

BRCA1 және BRCA2 гендері, гендік мутациясы бар пациенттердің ісіктерінен алынған сынамаларда гетерозигоздықтың жоғалуын көрсетеді. BRCA1/2 гендері Rad51-ге байланысы арқылы ДНК жөндеу жолын реттейтін ақуыздарды шығарады.

Гомологты рекомбинация жөндеуі

Сүт безі, жұмыртқа безі, бүйрек безі және простата қатерлі ісіктерінде ДНК зақымдануының гомологтық рекомбинациялық жөндеуінде (HRR) қолданылатын негізгі фермент көбінесе LOH салдарынан, яғни HRR үшін қажетті ферментті кодтайтын геннің екі данасындағы (адамның диплоидты геномында) генетикалық ақауларға байланысты бұзылады. Мұндай LOH BRCA1, BRCA2, BARD1, PALB2, FANCC, RAD51C және RAD51D ДНК жөндеу гендері үшін осы түрлі қатерлі ісіктерде анықталды. Геномның гетерозиготалық аймақтарындағы екінші аллельдің, де ново мутацияларға қарағанда, физиологиялық жарамдылыққа нашар әсер етуі мүмкін, себебі табиғи іріктеудің зиянды аллельдерді жоюға уақыты болды. Егер аллельдік геннің конверсиясы осы орындардағы басты аллельді жойса, организмдердің жарамдылығы шамалы төмендеуі мүмкін. LOH де ново мутациялардан гөрі жиі кездесетіндіктен және оның жарамдылыққа әсері бейтарапқа жақын болғандықтан, бұл процесс Мюллердің ракетасын де ново мутациялардан тездетіп іске қосады. Бұл процеске қатысты эксперименттік зерттеулер аз болғанымен, метазоан геномдарындағы жыныссыздық белгісі геномдық LOH, яғни анти-Меселсон эффектісіне ұқсас құбылыс екені белгілі.