2014 MD 33번 : [각인] 프래더-윌리 증후군, 앵겔만 증후군

[飛烏]

답1

[풀이]

ㄱ. 프라더 윌리 증후군(PWS)과 앵겔만 증후군(AS)은 15번 장완q의 11~13 영역에 존재하는 여러 유전자가 관여한다.

     이 여러 유전자 중 일부는 모계에서 메틸화되고, 일부는 부계에서만 메틸화되어 유전 양상에 차이가 있다.

     서로 다른 유전자들이다. 메틸화(각인)에 의해 어떤 유전자는 모계에서만 발현하고, 다른 유전자는 부계에서만 발현한다.

     (상세 유전자 지도는 하단의 이미지 참고)

     PWS는 아버지에게서 15q11~13 영역의 특정 유전자를 받지 못하면 발병한다.

     AS는 어머니에게서 15q11~13 영역의 특정 유전자를 받지 못하면 발병한다.

     그래서, 두 증후군은 자매증후군(sister syndrome)이라 부른다.

ㄴ. 메틸화 양상이 다르다.

     15q11~13 영역의 서로 다른 유전자가 부계유래냐 모계 유래냐에 따라 다르게 메틸화된다.

     (만약 같다면 증상이 같을테고 굳이 다른 증후군으로 이름을 부를 이유도 없겠죠^^. ㄱ 지문과도 통하는 내용입니다.)

ㄷ. 이 질병은 15번 염색체 유전이다. 상염색체 유전이다. 성별과 무관하다. (문제에 자주 나오는 지문이다)

     (메틸화(각인)이 일어나는 시기가 생식세포 형성 과정 중이라는 것, 부계 유래, 모계 유래 등의 개념을 성염색체 유전과 혼동하시면 안돼요~)

[정리할 개념]

1. 각인(imprinting)의 개념

: 모계에서 유래했는냐 부계에서 유래했느냐에 따라 유전물질이 차등 발현되는 현상.

2. 각인의 예

(대부분의 유전학 책에 소개된 대표적인 각인의 예 3가지. 꼭 정리해두기)

① Igf 유전

② CpG 섬

③ 프래더 윌리 증후군, 앵겔만 증후군

3. 관련 개념

후성 유전 (epigenetic inheritance), 후성유전학 (epigenetics, 에피제네틱스)

대부분의 형질은 DNA 염기 서열에 의해 결정된다.

일부 형질은 DNA 염기 서열의 변화 없이 발현에 영향을 주는 가역적 변화(예. 메틸화, 주변 단백질의 변화-히스톤의 아세틸화 등)에 의해 야기된다.

각인(메틸화)은 후성 유전의 한 종류이다.

4. 각인이 일어나는 시기는? : 생식세포 형성 과정에서 메틸화와 탈메틸화가 일어난다.

정상인의 체세포는 한 쌍의 15번 염색체를 가진다.

모계 유래 15번 염색체의 PWS에 관여하는 유전자가 메틸화되어 있고,

부계 유래 15번 염색체의 PWS에 관여하는 유전자는 메틸화되어 있지 않다.

이 정상인이 남자라면 정자 형성 시 이 유전자에서 탈메틸화가 일어난다.

이 정상인이 여자라면 난자 형성 시 이 유전자는 메틸화가 일어난다.

AS에 관여하는 유전자는 위와 반대 양상으로 메틸화와 탈메틸화가 일어난다.

이렇게 후성유전은 가역적이다.

5. 확장 및 적용

[연습문제1] PWS남자와 정상여자 사이에서 아이(F1)가 태어났다. PWS남자는 결실된 15번 염색체와 정상 15번 염색체를 가지고 있다.

   1) 아이(F1)에게서 가능한 15번 염색체의 구성은? 표현형은?

       답)  두 가지 가능

             ① 결실15번(부계) + 각인15번(모계) : 표현형 PWS 

             ② 정상15번(부계) + 각인15번(모계) : 표현형 정상 ← 드래그하면 답을 볼 수 있습니다

   2) 아이(F1)가 PWS표현형이라면 '결실형 15번 염색체'는 할아버지로부터 받은 것인가? 할머니로부터 받은 것인가?

       답) ( 할아버지 ) ← 드래그하면 답을 볼 수 있습니다

[연습문제2] PWS여성과 정상남성 사이에서 태어난 아이의 표현형은?

       답) (모두 정상) ← 드래그하면 답을 볼 수 있습니다

[참고]

유전학의 이해 제3판 개념과 원리, 전상학 역, 119~120쪽

유전학의 이해 7판, 전상학 역, 510쪽

위키피디아 : 프래더-윌리 증후군

목련 후성유전 358

[상세 설명]

1. Prader-Willi syndrome

     http://genetics4medics.com/prader-willi-syndrome.html

PWS 관련 유전자를 A라고 할 때

1) 정상 : 아버지 정상 15번 + 어머니 메틸화된 15번 

             부계 유전자A 발현,     모계 유전자A 비발현            

              -> 부계에서 발현하므로 정상이 된다.

2) 프라더 윌리 증후군(PWS) 유형

  ① (65~75%) : 아버지 15번 결실 + 어머니 메틸화된 15번

                      부계 유전자A 비발현,     모계 유전자A 비발현

                      -> 둘 다에서 발현하지 못하므로 PWS가 발생한다. (이 문제가 여기에 해당함)

  ② (20~30%) : 모계에서 메틸화된 15번을 두 개 받은 경우 (감수분열 시 비분리에 의해 형성된 생식세포들의 수정에 의함)

                      -> 유전자A가 발현하지 못하므로 PWS가 발생한다.

  ③ (2~5%) : 아버지 메틸화된 15번(각인 결함) + 어머니 메틸화된 15번

                   부계 유전자A 비발현,                   모계 유전자A 비발현

                   -> 둘 다에서 발현하지 못하므로 PWS가 발생한다.

2. Angelman syndrome

http://genetics4medics.com/angelman-syndrome.html

AS 관련 유전자를 B라고 할 때

1) 정상 : 아버지 메틸화된 15번 + 어머니 정상 15번 

             부계 유전자B 비발현,     모계 유전자B 발현            

              -> 모계에서 발현하므로 정상이 된다.

2) 앵겔만 증후군(AS) 유형

  ① (65~75%) : 아버지 메틸화된 15번 + 어머니 15번 결실

                      부계 유전자B 비발현,     모계 유전자B 비발현

                      -> 둘 다에서 발현하지 못하므로 AS가 발생한다. (이 문제가 여기에 해당함)

  ② (3~7%) : 부계에서 메틸화된 15번을 두 개 받은 경우

                      -> 유전자B가 발현하지 못하므로 AS가 발생한다.

  ③ (5~11%) : 아버지 메틸화된 15번 + 모계 유전자 돌연변이

                    부계 유전자B 비발현,    모계 유전자B 비발현

                    -> 둘 다에서 발현하지 못하므로 AS가 발생한다.

  ④ (3%) : 아버지 메틸화된 15번 + 어머니 메틸화된 15번(각인 결함)

                   부계 유전자B 비발현,    모계 유전자B 비발현

                   -> 둘 다에서 발현하지 못하므로 AS가 발생한다.

※ 유형을 다 외울 필요가 없고, '부계와 모계에 메틸화 양상이 다르다'는 핵심만을 기억하면 될 것 같습니다.

3. 관련 유전자 영역 : 15q11.2-q13

     http://vulgaire.com/10/prader-willi-chromosome/

[관련 문제]

2011 PEET 예비 26번 : Igf2 유전자

[oxLor]

넘나 친절하신것...

[물화생]

자세한 해설 정말 감사합니다.
[연습문제2] PWS여성과 정상남성 사이에서 태어난 아이의 표현형은?에서 정상남성은 어머니로부터 메틸화된염색체, 아버지로부터 정상염색체를 갖고있는거죠?
생식세포형성이 어머니로부터 받은 메틸화된염색체는 탈메틸화되어 결국 자식에게 전해주는 유전자는 모두 정상염색체가 되는 것이구요.

[飛烏]

네~네~

[pomise 2006]

PWS의 경우, 열성형질이기 때문에 모계염색체가 메틸화 되어 있다른 것을 알수 있는거죠? 풀이 감사합니다
적용이 술술 되었음좋겠네요^^

[아쟈아쟈!!!]

열성형질인거랑 메틸화되는거랑은 어떻게아나요..??ㅜㅜㅜ

[飛烏]

유전학의 이해 3판 노란책 249쪽

[飛烏]

길버트 9판 48쪽

[☆RNA☆]

와~이 문제에 대해 궁금한게 많았는데 덕분에 해결했습니다. 자세한 설명 정말 감사드립니다^^