در مبحث قبل دیدیم که اگرچه نماد کلاسیک ماده ژنتیکی یک کروموزوم دوتایی است
اما در واقع این کرموزوم دوتایی شده زمان تقسیم سلولی است که هر رشته باید به یک سلول جدید برود و کروموزوم وافعی یکی از دو رشته فوق است .
نکته دیگر اینکه حتی به جز زمان تقسیم هم شکل کروموزومی دیده نمی‌شود . و رشته هر کروموزوم با سطح کمتری از فشردگی در هسته پخش است .
و تعداد کروموزوم‌های همه موجودات زوج است چون یکی ازهر یک از والدین به فرزند می‌رسد . در واقع جفت کروموزوم‌هایی داریم که کاملا شبیه به هم هستند به جز کروموزوم‌های جنسی X,Y .
هر هسته سلول انسان 46 کروموزوم یا 23 جفت کروموزوم دارد ، جفت شماره یک از همه بزرگتر و جفت 22 از همه کوچکتر است . کروموزوم شماره یک انسان تقریبا 2300 ژن دارد . جفت 23 در واقع کروموزوم‌های جنسی هستند و اگر هردو X باشند فرد مونث و اگر متفاوت XY باشند فرد مذکر خواهد بود . کروموزوم Y کوچکترین کروموزوم و فقط 36 ژن دارد .
آلل چیست Allele :
به این نکته توجه کنید که مثلا در مورد جفت کروموزوم شماره 1 ، ما یک جفت کروموزوم داریم که یکی از پدر دریافت شده و یکی از مادر ، فرض کنید یک ژن بر روی آن داشته باشیم که پروتئین ایجاد کننده گروه خون را کد میکند ، این ژن در انسان کلا سه نوع (آلل ) دارد A , B , O . حالا برای این ژن ما یک لوکیشن روی یک کروموزوم داریم و یک لوکیشن روی یک کروموزوم جفت آن ، انواع ژنی که روی این دو لوکیشن یک ژن روی یک جفت کروموزوم میتواند قرار بگیرد را آلل Allele می‌نامند .
ژن یا آلل غالب و مغلوب
حالا ممکن است یک فرد یک آلل گروه خونی A از پدر بگیرد و یک آلل A از مادر پس دو ژن سازنده پروتئین گروه خونی A دارد پس AA است و گروه خون A دارد .
حال اگر یک آلل A از یکی از والدین بگیرد و یک آلل O از والد دیگر و AO شود چه میشود ، در این مورد آلل A غالب است و با ترکیب آللی AO گروه خونی فرد A خواهد بود . اگرچه همیشه صادق نیست اما به نوعی می‌توان فکر کرد که ژن مغلوب مثلا آلل O اصلا پروتئینی ایجاد نمی‌کند پس همان پروتئین A توسط آلل مربوطه ساخته شده و گروه خون A میشود . حال اگر هردو آلل مغلوب باشند یعنی OO ، پروتئین مربوطه برای سطح گلبول قرمز ، ساخته نمی‌شود و گروه خون O میشود.
اما آلل A با آلل B هم ارز است ، یعنی در حالت AB ، یک آلل پروتئین A را کد میکند و یکی پروتئین B و هردو پروتئین در سطح سلول ایجاد شده و گروه خونی AB میشود .
نوع دیگر گروه خونی Rh است ، آلل آن ممکن است مثبت یا منفی باشد و البته مثبت غالب است و فقط وقتی Rh منفی میشود که از هردو والد آلل منفی به فرزند برسد و اگر فقط از یکی هم مثبت برسد Rh مثبت خواهد بود .
ژنوتیپ و فنوتیپ
ژنوتیپ یعنی نوع آلل‌ها و فنوتیپ یعنی آنچه صاحب آلل‌ها نشان می‌دهد که بعضا متفاوت است . مثلا ژنوتیپ AA با ژنوتیپ AO متفاوت است اما فنوتیپ هر دو گروه خونی A است. یا مثلا فنوتیپ گروه خونی A+ از چهارنوع ژنوتیپ AA++,AA+-,AO++,AO-+ میتواند ایجاد شود ، اما فنوتیپ گروه خونی O- که هیچ پروتئین گروه خونی در سطح گلبول‌های قرمز نیست و دارنده آن میتواند به همه خون افراد اهداء کند ، فقط از ژنوتیپ OO—حاصل میشود .
هموزیگوت و هتروزیگوت
اگر هردو آلل یکسان باشند مثلا هردو Rh مثبت باشند ، آلل‌های ژن هموزیگوت و اگر متفاوت باشند هتروزیگوت نامیده میشوند .
بیماری‌های ژنتیکی تک ژنی
فرض کنید یک آللی داریم که پروتئین درستی نمی‌تواند ایجاد کند ، ممکن است الل سالم آن را جبران کند ، پس آلل بیماریزا مغلوب است و فقط وقتی بیماری ایجاد میشود که از هردو والد ژن معیوب به فرزند ، برسد . و چون اگر فردی یک آلل معیوب داشته باشد فنوتیپ بیمار ندارد ، ممکن است هیچ وقت متوجه نشود حامل یک ژن معیوب است ، حالا اگر این فرد با فردی ازدواج کند که آنهم سالم اما حامل آلل معیوب آن ژن باشد ، با احتمال یک چهارم ( یک دوم احتمال رسیدن آلل معیوب از هر کدام از والدین و از هردو والد یک چهارم ) ممکن است به فرزندی هردو آلل معیوب برسد و بیماری ژنتیکی خود را نشان دهد ، البته نیمی فرزندان حامل خواهند شد و یک چهارم فرزندان ممکن است از هر والد یک آلل سالم به ارث برده و کاملا سالم باشند .
این نوع بیماری ژنتیکی را اتوزومال مغلوب Autosomal recessive می‌نامند یعنی آلل بیماریزا مغلوب است و بر روی 22 جفت کروموزوم غیر جنسی که جفت کروموزوم کاملا شبیه قرار دارد .
اغلب ژنوتیپ یک آلل مغلوب و یک آلل غالب هیچگونه نمود فنوتیپی ندارد و فرد کاملا سالم است . اما گاهی مثل تالاسمی وجود یک آلل مغلوب معیوب اگرچه ممکن است در فنوتیپ خیلی نمود نداشته باشد ، اما در آزمایش با کم‌خونی خفیف مشخص می شود .
در این حالت حتی یک آلل معیوب باعث بیماری میشود یعنی آلل معیوب در ایجاد فنوتیپ غالب است ، مثل بیماری آکندروپلازی که در آن یکی از الل‌های ژن تولید کننده گیرنده فاکتور رشد فیبروبلاستی FGFR3 معیوب است . در این حالت اگر یکی از والدین مبتلا باشد نیمی از فرزندان مبتلا خواهند بود و اگر هر دو والد درگیر باشند نیمی از فرزندان مبتلا با یک الل معیوب ، یک چهارم مبتلا به دو آلل معیوب که ممکن است کشنده باشد ، و یک چهارم سالم خواهند بود .
این نوع بیماری ژنتیکی را Autosomal dominant یا اتوزومال غالب می‌نامند .
بیماری ژنتیکی وابسته به X مغلوب
اگر آلل معیوبی روی کروموزوم X باشد و آلل مغلوب باشد ، در خانم‌ها چون دو کروموزوم X داریم ، اگر آلل معیوب فقط از یک والد برسد ، در خانم‌ها فنوتیپ سالم است چون یک آلل سالم دیگر وجود دارد اما در آقایان اگر آلل معیوبی برسد ، حتما فنوتیپ هم بیمار است چون یک کروموزوم X دارند . و به همین جهت این بیماری‌ها در آقایان شایعتر است . دو مثال شایع آن بیماری هموفیلی و کوررنگی سبز و قرمز است . این بیماری‌ها وابسته به X مغلوب یا X linked recessive نامیده میشوند .
پس اگر مادر حامل و پدر سالم باشد که معمولا همین فرم شایع است ، نصف فرزندان دختر حامل میشوند و نصف فرزندان پسر بیمار .
اگر مادر سالم باشد و پدر بیمار ( چون آقایان یک کروموزوم X دارند وضعیت حامل ندارند یا سالم هستند یا بیمار ) ، همه دختران حامل میشوند ( چون همه باید یک X از پدر بگیرند که دارای آلل معیوب است ) و همه پسران سالم چون Y را از پدر می‌گیرند .
اگر مادر حامل باشد و پدر بیمار باشد نیمی از دختران بیمار ( چون حتما X با آلل معیوب را پدر گرفته و به نصف احتمال آلل معیوب را مادر می‌گیرند ) و نیمی حامل و نیمی از پسران بیمار خواهند بود .
بیماری ژنتیکی وابسته به X غالب
در این حالت یک الل معیوب بر روی یکی از کرموزوم‌های X ، برای بیمار شدن کافیست و البته در بیماری‌های ژنتیکی غالب ، حامل معنی ندارد . X linked dominant مثل بیماری راشیتیسم مقاوم به درمان
در این حالت اگر مادر بیمار باشد و پدر سالم ، نیمی از دختران و پسران بیمار خواهند شد و نیم دیگر سالم . و اگر پدر بیمار باشد و مادر سالم نیمی از دختران بیمار و نیمی از دختران و تمام پسران سالم خواهند بود .