مواضيع المحاضرة:
background image

 

 

123

 

 

 

The hemoglobin disorders

 

  Genetic disorders of human hemoglobin are the most common group of single- gene   
    diseases mutation
, estimated 7% of the world's population carries one or more             
    mutations of the genes involved in hemoglobin synthesis. 

 

 

The hemoglobin molecule

 

  The hemoglobin molecule is a tetramer composed of four     
     polypeptide chains,
 two α and two β

 

 The ß chains are encoded by a gene on chromosome 11, and 
 the α chains are encoded by two genes on chromosome 16. 
 A normal individual has two normal β genes and four             
     normal α genes
. Each of these globin chains is associated      
     with a heme group, which contains an iron atom and              
     binds with O2.    

 

 

The hemoglobin disorders can be classified into two broad categories:

 

 Structural abnormalities: in which the Hb                
     molecule is altered (ex. Sickle cell disease),

 

 and  

 thalassemias: a group of conditions in which           
     either the α- or the β- globin chain is structurally    
     normal but reduced in quantity.

 

 Hereditary persistence of fetal hemoglobin (HPFH)
occurs when fetal hemoglobin, encoded by the α- 
globin genes and by two β- globin- like genes called 

γ and 

γ continue to produces after birth (normally 

γ- chain production ceases and β- chain production 
begins at time of birth). HPFH does not cause 
disease.

 

 


background image

 

 

124

 

 

1. Sickle Cell Disease (SCD):

 

  It is a structural hemoglobin disorder, affects mostly African 1 in 50 births,  African –          
    American birth 1 in 400 births, and occasionally in Mediterranean and middle eastern        
    populations.

 

          

a single missense mutation that affects the substitution of valine for 

caused by 

It 

  


    glutamic acid at position 6 of the β- globin polypeptide chain. 

 

  In homozygous form (HbSS), the most common form, this          
mutation alter the characteristics of the hemoglobin                   
molecule. Sickle hemoglobin, has a tendency to polymerize      
into rod-like structures that alter the shape of the usually          
flexible red blood cells, The cells take on a shape that                  
resembles the curved blade of the sickle under the                     
condition of low oxygen tension. 

 

  Affected individuals present with a wide range of     
      clinical problems that result from vascular                 
      obstruction and  hypoxemia (because the sickle        
      erythrocytes are less flexible and tend to stick to      
      the vascular endothelium).                                             
  Premature destruction of the sickled erythrocytes   
       resulting in chronic anemia.                                          
   Although the disease can be diagnosed at birth,      
       clinical abnormalities usually do not occur before    
       age 6 months                                                                   
    The spleen becomes enlarged and destroyed by     
         infarctions.                                                                                                                                   
    Recurrent bacterial infection, and frequently cause of death.

 

  Carriers of the sickle cell gene are said to have sickle cell trait (Heterozygous)                  
     Unlike sickle cell disease, sickle cell trait does not cause health problems.

 

  When both parents are carriers of sickle cell trait, there is a 25% chance in each           
      pregnancy for the baby to inherit two sickle cell genes and have sickle cell anemia        
      (HbS), or SS disease.                                                                                                                  
  Correspondingly, there is a 50% chance the baby will have sickle cell trait (carrier)        
      and a 25% chance that the baby will have the usual type of hemoglobin (HbA).

 


background image

 

 

125

 

 

2. Thalassemia

 

The term “thalassemia” is derived from the Greek word thalassa (sea).  
 Thalassemia can be divided into two major groups:                              

       

globin chain

thalassemia depending on the 

 

-

β

thalassemia and 

 

-

α

     

                                                                           

quantity.

 

that is reduced in

     
 When one type of chain is decreased in number, the other chain        

to participate in normal tetramer formation and tend to 

 

unable

type 

     
     form molecules consisting of four chains of the excess type only         
    (homotetramers, in contrast to the heterotetramers normally             
    formed by α and β chains).

     

 

thalassemia

 

-

α

 

Most case of  α- thalassemia are caused by deletion of the α- globin genes.

 

 The loss of one gene "silent" carrier. This means you has no clinical effect.                   
 The loss of two genes, you have α- thalassemia trait (also called α- thalassemia              
     minor). You may have mild anemia.                                                                                         
 The loss or abnormality of three of the α- genes,  will produce  hemoglobin H disease   
     (HbH). This form of thalassemia causes moderate to severe anemia.                              
 Very rarely, a baby will be missing all four genes. This condition is called α-                      
     thalassemia major or hydrops fetalis. Babies who have hydrops fetalis usually die         
     before or shortly after birth.

 

thalassemia

 

-

Inheritance Pattern for α

 

The picture shows how  α- thalassemia is inherited:                                                                 
The α- globin genes are located on chromosome 16. 

 

  

father

e, the 

two from each parent. In this exampl

-

globin genes

 

-

α

A child inherits four 

  

              

.

globin gene

 

-

α

mother is missing one 

genes and the 

globin 

 

-

α

is missing two 

     
 Each child has a 25% chance of inheriting two missing genes and two normal genes      
    (thalassemia trait),                                                                                                                         
 three missing genes and one normal gene (hemoglobin H disease),                               
 four normal genes (no anemia), or                                                                                         
 one missing gene and three normal genes (silent carrier).

 

 

 


background image

 

 

126

 

 

thalassemia

 

-

β

 

 Individuals with a β- globin mutation in one copy of chromosome 
      11 (heterozygous) are said to have β- thalassemia minor. It          
       causes mild anemia and do not required clinical management.

 

 Those with both copies of the chromosome carry a β-globin          
       mutation (Homozygous) develop either                                            
1) β- thalassemia major (also called Cooley's anemia)  which             
     causes severe anemia.                                                                             
2) or the less serious condition,                                                                  
     β- thalassemia intermedia 
causes moderate anemia. 

 

thalassemia

 

-

Inheritance Pattern for β

 

  The picture shows how β-  thalassemia is inherited.                                                            
  The beta globin gene is located on chromosome 11.                                                             

             

each

one from each parent. In this example, 

-

globin genes

-

A child inherits two β

  

globin gene.

 

-

parent has one altered β

    

 


background image

 

 

127

 

  Each child has a 25% chance of inheriting two normal genes (no anemia),                       
  a 50% chance of inheriting one altered gene and one normal gene (β- thalassemia       
      trait or minor), or                                                                                                                         
 a 25%  chance of inheriting two altered genes (beta thalassemia major).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Β-globin is not produced until after birth, so the effect of β-                 
    thalassemia major are not seen clinically until the age 2-6 months       
 The anemia causes bone marrow expansion, which in turn produces 
     skeletal changes, including a protuberant upper jaw and cheek-          
     bones and thinning of the long bones.                                                   
 Splenomegaly and infection are common.                                              
 Without treatment patient may often die during the first decade of   
     life.

    

  

includes:

base mutations 

 

-

single

thalassemia are caused by 

 

-

β

of  

Most case 

 

1. Nonesense mutation: result in premature termination of translation of the β- globin    
    chain (completely absent of β- globin)                                                                                       
2. Frameshift mutation: (completely absent of  β- globin)                                                      
3. Mutation in regulatory sequences (promotor and two enhancers): result in reduced     
    synthesis of mRNA and a reduction, but not absence of β- globin.                                        
4. Splice site consensus mutations: produce less sever disease.

 




رفعت المحاضرة من قبل: Mostafa Altae
المشاهدات: لقد قام 6 أعضاء و 69 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل