استدامة إنزيم اللاكتيز
علم الوراثة

أظهرت دراسات عديدة أن وجود طرازين ظاهريين، استدامة اللاكتيز ( الطراز المستمد )و عدم استدامة اللاكتيز ( نقص اللاكتيز ) يكون مبرمج جينيا. وأن استدامة اللاكتيز ليست بالضرورة متعلقة باستهلاك اللاكتوز بعد فترة الرضاع.
طراز استدامة اللاكتيز تتضمن تعبيرا عاليا لجزيء mRNA، نشاطا عاليا للاكتيز، بالتالي القدرة على هضم اللاكتوز .بينما طراز عدم استدامة اللاكتيز يتضمن تعبيرا قليلا من جزيء mRNA ونشاطا أقل للاكتيز. يتم تشفير إنزيم لاكتيز من الجين LCT.
نقص اللاكتيز يتم توارثه عبر جينات جسمية متنحية وهذا يعني أن الأشخاص غير مستديمي اللاكتيز هم متماثلون جينيا يلزم وجود نسختين من جين النشاط المنخفض للاكتيز لظهور الصفة ( ألليل الأسلاف ), من آبائهم الذين يكونون متماثلين أو غير متماثلين جينيا للصفة. جين واحد فقط لنشاط -اللاكتيز المرتفع يلزم لظهور طراز استدامة اللاكتيز . صفة استدامة اللاكتيز تعتبر صفة سائدة لأنه فقط نصف المستويات من نشاط اللاكتيز كافية لهضم اللاكتوز .المناطق غير المشفرة من DNA التي لا يتم نسخها هي المسؤولة عن طراز نقص اللاكتيز.أظهرت الدراسات وجود فقط ثماني حالات لأطفال مستديمي اللاكتيز من آباء يعانون من نقص اللاكتيز . بينما العديد من التنوع الجيني والعوامل الغذائية يحددان التعبير الجيني للاكتيز، لا يوجد أي دليل على وجود تغيرات تكيفية لإنتاج اللاكتيز في الفرد كإستجابة لتغير مستويات استهلاك اللاكتوز. الطرازين الظاهريين المحددان لنقص اللاكتيز هما : الطراز الظاهري الأول، يمتاز بنقص في صنع مصدر LPH، والطراز الظاهري الثاني يرتبط بالصنع المفرط للمصدر، يصاحبه نقص في تحويل البروتين إلى شكله الجزيئي الناضج . يمتلك إنزيم اللاكتيز موقعين نشطين لتحليل سكر اللاكتوز، الأول على Glu1273 والثاني على Glu1749، اللذان يعملان بشكل منفصل على تكسير سكر اللاكتوز إلى نوعين منفصلين من الجزيئات .
على الأقل ست طفرات ( طفرة استبدال نيوكليوتيد ) ترتبط بالتعبير الجيني لإنتاج إنزيم اللاكتيز. تقع جميعها على الجين في المنطقة MCM6 المضادة ل جين اللاكتيز (LCT). تعتبر هذه المنطقة منطقة محفزة لنسخ جين اللاكتيز. أول بديل جيني مرتبط باستدامة اللاكتيز تم تحديده هو C/T*−13910. جين الأسلاف هو C والمستمد المرتبط باستدامة اللاكتيز هو T. في نفس الدراسة تم تحديد بديل جيني آخر يرتبط أيضا بالطراز الظاهري للصفة في الكثير من الحالات هو : G*/A-22018.
تم تحديد أليلات أخرى مرتبطة باستدامة اللاكتيز : G/C*-14010,C/G*-13907  و T/G*-13915. هذا الأليل يوصف بأنه جزء من الأليل المركب T/C*3712. هذه البدائل الثلاثة تنتشر بشكل واسع في بعض المجتمعات. البدائل النادرة تم تحديدها في دراسات قليلة، مثل G/A*14107 في الاكسوزا والفولاني من مالي .
أليلات استدامة اللاكتيز تختلف في توزيعها الجغرافي . في أوروبا ومجتمعات الأسلاف الأوروبيين تكون مرتبطة بالطفرة −13,910 C/T في المنطقة المحفزة لتشفير جين اللاكتيز. هذا يختلف من انتشار أليلات استدامة اللاكتيز في بقية أنحاء العالم .خصوصا في إفريقيا والشرق الأوسط، حيث يظهر العديد من الأليلات .
توجد أليلات T/G*-13915 في مجتمعات شرق وشمال إفريقيا والشرق الأوسط . تم تحديد أليل G/C*-14010 في شرق إفريقيا . الأليل C/G*13907 تم وصفه في السودان واثيوبيا. الأليل الأوروبي تم تحديده أيضا في بعض مجتمعات إفريقيا مثل مجتمعات الفولاني من مالي، السودان والكاميرون. وجنوب إفريقيا، تم تحديد هذا الأليل أيضا في آسيا الوسطى .
لم يتم تحديد كيف تعمل البدائل السابق ذكرها في تنظيم التعبير الجيني لإنزيم اللاكتيز بالضبط . لم يتم تحديد أي من الطفرات حصريا لظاهرة استدامة اللاكتيز، ومن المحتمل أنه هناك العديد من الأليلات من الممكن اكتشافها . لو ركزنا على ( البديل الأوروبي ) الموقع −13910 له وظيفة تحفيزية لمنظم اللاكتيز ( المنظم يسهل نسخ جين اللاكتيز ). T−13910 يعتبر محفزا أكبر من C−13910، لذا تعتبر هذه الطفرة هي المسؤولة عن التعبيرات الجينية المختلفة لإنزيم اللاكتيز، بالرغم من أنه ليس دليلا كافيا يثبت أن استدامة اللاكتيز تنتج فقط بوجود C−13910→T−13910.
بالإضافة، أظهرت دراسة أجريت على المجتمع الفنلندي أن جين اللاكتيز له تعبيرا جينيا أكبر عندما يندمج G−22018 مع T-13910.