Alel

Alel (alelogen, alelomorf) je jedan od dvaju ili više oblika DNK-sekvence pojedinačnog gena.^[1][2] Riječ dolazi iz grčkog: αλληλος (allelos), što znači "uzajaman, obostran".

Jedan gen sastoji se od dva alela, od kojih se jedan nalazi na homolognom hromosomu naslijeđenom od majke, a drugi na homolognom hromosomu naslijeđenom od oca.

Svaki gen može imati različite alele. Ponekad zbog različitih DNK-sekvenci (alela) mogu nastati različite osobine, kao što je boja. Nekad će, opet, različite DNK-sekvence dati isti rezultat u ispoljavanju (jednog) gena.

Većina organizama ima dva seta hromosoma, što znači da su diploidni. Takvi organizmi imaju jednu kopiju svakog gena (i jednog alela) na svakom hromosomu. Ako su oba alela jednaka, oni su homozigotni, a ako su različiti, onda su heterozigotni.

Populacija ili vrsta organizama obično uključuje više alela na svakom lokusu među različitim pojedincima. Alelska varijacija na lokusu može se izmjeriti po broju prisutnih alela (polimorfizam) ili razmjeru heterozigota (heterozigotivnost) u populaciji.

Riječ je, ustvari, skraćeni oblik od riječi alelomorf ("drugi oblik"), koja se koristila u ranim fazama razvoja genetike za opisivanje različitih oblika jednog gena za koje je otkriveno da određuju drugi fenotip.

Npr., na lokusu gena za proteine krvnih grupa ABO sistema kod ljudi^[3] klasična genetika razlikuje tri alela (I^A, I^B i I⁰), koji se ispoljavaju u šest genotipova i četiri fenotipa:

• A – homozigot I^AI^A i heterozigot I^AI⁰
• B – homozigotI^B, I^B i heterozigot I^BI⁰
• AB – heterozigotni I^AI^B
• O – homozigotni I⁰I⁰.

Prihvaćeno je i da je svaki od alela zapravo klasa višestrukih alela s različitim DNK-sekvencama koji proizvode proteine identičnih osobina: na ABO lokusu poznato je više od 70 alela.^[4] Osoba s krvnom grupom A može biti homozigotna: I^AI^A, odnosno I^A1I^A1 ili I^A2I^A2, dok (suglasno tome) heterozigoti mogu imati genotip: I^A1I⁰, tj. I^A2I⁰

Dominantni i recesivni aleli

U većini slučajeva, genotipske interakcije između dva alela na lokusu mogu se opisati kao dominantne ili recesivne, prema tome kojem od dvaju homozigotnih genotipova najviše sliči homozigotni fenotip. Tamo gdje se homozigotni ne može razlikovati od heterozigotnog, za dâtī alel kaže se da je dominantan u odnosu na drugi alel, za koji se kaže da je recesivan u odnosu na prvi. Stepen i shema dominacije varira od lokusa do lokusa i zavisi od oblika interakcije alelnih gena.

Divlji tip alela je termin kojim se označava najvjerovatnija ishodišna (prvobitna) DNK sekvenca i odgovarajuća fenotipska osobina iz "divljih" populacija organizama, npr., kod vinskih mušica (Drosophila melanogaster). Kroz historiju se na takav "divlji" alel gledalo kao na dominantan, čest i "normalan", u suprotnosti prema "mutirajućim" alelima koji su smatrani recesivnima, rijetkima i često štetnima. Često se smatralo da je većina osoba homozigotna za "divlji alel" na većini lokusa i da je bilo koji alternativni "mutirajući" alel rjeđe pronađen u homozigotnom obliku kod manjine "pogođenih" osoba (često kao genetička bolest), a češće u heterozigotnom u "nositeljima" za mutirajuće alele. Danas se zna da mutiranjem divljeg tipa mogu nastati i dominantni aleli i da je većina lokusa (ili gotovo svi) visoko polimorfna, a učestalost njihovih alela varira od populacije do populacije, te da je veliki dio genetičkih varijacija sakriven u obliku alela koji ne proizvode očite fenotipske razlike.

Procjena relativne frekvencije alela

Učestalost alela u populaciji može se koristiti za predviđanje učestalosti odgovarajućih genotipova (v. Hardy-Weinbergov princip). Primjer sa dva alela:

${\displaystyle p+q=1\,}$

${\displaystyle p^{2}+2pq+q^{2}=1\,}$,

gdje je p učestalost jednog alela, a q učestalost alternativnog alela, čiji zbir nužno daje 1. Zatim, p² predstavlja dio populacije koji je homozigotan za prvi alel, 2pq je dio heterozigota, a q² je dio koji je homozigotan za alternativni alel. Ako je prvi alel dominantan prema drugom, onda dio populacije koji će pokazati dominatni fenotip iznosi p² + 2pq, a q² predstavlja dio s recesivnim fenotipom.

S 3 alela:

${\displaystyle p+q+r=1\,}$ i

${\displaystyle p^{2}+2pq+2pr+q^{2}+2qr+r^{2}=1\,}$.

U slučaju višestrukih alela na diploidnom lokusu, broj mogućih genotipova (G) s brojem alela dat je u sljedećoj formuli:

${\displaystyle G={\frac {a(a+1)}{2}}}$.

Alelske varijacije u genetičkim poremećajima

Dosta genetički kontroliranih poremećaja uzrokovano je onda kad osoba naslijedi oba recesivna alela za osobinu koja zavisi od samo jednog gena. U takve poremećaje spadaju albinizam, cistična fibroza, galaktozemija, fenilketonurija (PKU) i Tay-Sachsova bolest. I ostali poremećaji mogu se pojaviti pod kontrolom odgovarajućeg recesivnog alela, ali su u slučajevima X-spolnog nasljeđivanja, mnogo češće kod muškaraca nego kod žena. Zbog XY konstitucije para gonosoma, muškarci imaju samo jednu kopiju tog alela (tj. hemizigotni su). Primjeri su sljepilo za crvenu i zelenu boju, Xg sistem krvnih grupa, sindrom lomljivog X (Martin-Bellov sindrom) i dr.

Neki drugi poremećaji, kao što je Huntingtonova bolest, redovno se javljaju kada pogođena osoba naslijedi samo jedan dominantni alel.

Reference

1. "Genomic Medicine — An Updated Primer". nejm.org. Arhivirano s originala, 4. 6. 2010. Pristupljeno 2. 6. 2015.
2. "Basic glossary on genetic epidemiology". bmj.com. Pristupljeno 2. 6. 2015.
3. "OMIM Entry — 110300 — ABO Glycosyltransferase; ABO". OMIM.org. Pristupljeno 6. 2. 2015.
4. "Annals of Human Genetics - Sequence variation at the human ABO locus - Cambridge Journals Online". cambridge.org. Arhivirano s originala, 6. 3. 2016. Pristupljeno 2. 6. 2015.

Također pogledajte

• Gen
• Interakcija gena
• Genotip
• Fenotip
• Genetika

Vanjski linkovi

• http://alfred.med.yale.edu/alfred/index.asp Arhivirano 2. 11. 2011. na Wayback Machine
• https://web.archive.org/web/20090713043812/http://www.ehstrafd.org/