داء الخلايا المنجلية
علم الوراثة

عادة، البشر لديهم الهيموجلوبين A، التي تتألف من اثنين ألفا وسلسلتي بيتا، الهيموغلوبين A2، والتي تتألف من اثنين ألفا واثنين من سلاسل الدلتا، والهيموجلوبين F، تتكون من اثنين ألفا وسلسلتين جاما في أجسامهم. من هذه، الهيموجلوبين F تهيمن حتى حوالي 6 أسابيع من العمر ثم A تهيمن في جميع مراحل الحياة.
شروط المنجلي لديها نمط مقهورة من الميراث من الآباء والأمهات. أنواع الهيموجلوبين شخص يجعل في خلايا الدم الحمراء تعتمد على جينات الهيموغلوبين الموروثة من والديه. إذا كان أحد الأبوين فقر الدم المنجلي والآخر لديه سمة المنجلي، ثم الطفل لديه فرصة 50% من وجود مرض الخلايا المنجلية وفرصة 50% من وجود سمة المنجلي. عندما يكون كلا الوالدين سمة المنجلي، وهو طفل لديه فرصة 25% من أمراض الدم المنجلي، و 25% لا تحمل أي أليل المنجلي، و 50% لديهم حالة متخالف.
طفرة جين اخلية المنجلية ربما نشأت عفويا في مناطق جغرافية مختلفة، كما اقترح تحليل اقتطاع نوكلياز داخلية. وتعرف هذه المتغيرات كما الكاميرون والسنغال وبنين والبانتو، والمملكة العربية الآسيوية. هذه الأهمية السريرية لأن ترتبط بعض مع أعلى مستويات هيموغلوبين f، على سبيل المثال، والسنغال، والمتغيرات السعودية الآسيوية، وتميل إلى أن تكون أكثر اعتدالا في المرض.
في الناس متخالف hgbs(ناقلات من الهيموجلوبين المتمنجل)، مشاكل البلمرة طفيفة، وذلك لأن أليل (allele) «واحد من اثنين أو أكثر من الأشكال البديلة من الجين والذي ينشأ عن طريق الطفرات وتوجد في نفس المكان على كروموسوم» العادي قادر على إنتاج أكثر من 50% من الهيموجلوبين. في الناس متماثل لHgbS، وجود سلسلة طويلة من البوليميرات من HBS تشوه شكل خلايا الدم الحمراء من سلسة مثل شكل دونات لخشنة وكامل«مليء» من المسامير، مما يجعلها هشة وعرضة للكسر داخل الشعيرات الدموية. ناقلات لديهم أعراض إلا إذا يحرمون من الأكسجين (على سبيل المثال، في حين تسلق الجبال) أو أثناء الجفاف الشديد. يحدث مرض الخلية المنجلية عندما يتم استبدال الحمض الأميني السادس، وحمض الجلوتاميك، من خلال فالين لتغيير بنيتها ووظيفتها. على هذا النحو، وكما هو معروف فقر الدم المنجلي كما E6V. فالينحمض اميني هو مسعور، مما تسبب في الهيموجلوبين للانهيار على نفسه في بعض الأحيان. لم يتم تغيير بنية خلاف ذلك. عندما ينهار كمية كافية من الهيموغلوبين على نفسها خلايا الدم الحمراء تصبح منجلية الشكل.
الخلل الجيني هو طفرة معروفة لنيوكليوتيد منفرد (انظر إحدى النوكليوتيدات من السلسلة) (A to T) من جين غلوبين β، والذي ينتج حمض الجلوتاميك يجري الاستعاضة عن فالين في الموقع رقم 6. لاحظ، وضع الترقيم التاريخي هذه بقايا حمض الجلوتاميك في موقف 6 بسبب تخطي ميثيونين الكودون الأول في موقع الترقيم لحمض الاميني للبروتين. وتدعو التسميات الحالية لحساب ميثيونين كأول الأحماض الأمينية، مما أدى إلى بقايا حمض الجلوتاميك الوقوع في موقف 7. العديد من المراجع لا تزال تشير إلى موقف 6 وكلا أن من المحتمل أن يكون مرجعا للوضوح. يشار الهيموغلوبين S مع هذه الطفرة على أنها HBS، على عكس الكبار العادي HBA. ويرجع ذلك إلى طفرة من النوكليوتيدات واحدة من اضطراب وراثي، من GAG لGTG كودون على حبلا الترميز، والذي كتب من حبلا القالب إلى كودون GUG. هذا هو عادة طفرة حميدة، مما تسبب في عدم وجود آثار واضحة على الهياكل الثانوية، الثلاثية، أو الرباعية للهيموغلوبين في ظروف تركيز الأكسجين العادي. الذي تسمح في ظل ظروف من تركيز الأكسجين منخفضة، هو بلمرة هيموغلوبين (HbS) S نفسها. الشكل غير المؤكسج من الهيموجلوبين يعرض على رقعه مسعورة على البروتين بين لوالب E و F. سلسلة الجانب الدهني«كربوني» الذي لا يذوب مع الماء «التي تميل إلى صد أو فشل الخلط مع المياه.» من بقايا حمض أميني أساسي في موقف 6 من سلسلة بيتا في الهيموجلوبين قادرة على ربط مع الرقعة المسعورة*«الدهني-الكربوني الذي لا يختلط ولا يذوب مع الماء»، مما تسبب في جزيئات الهيموغلوبين S لتتجمع وتشكيل رواسب ليفية.
-الأليل «واحد من اثنين أو أكثر من أشكال بديلة من الجين الذي ينشأ عن طريق الطفرات وتوجد في نفس المكان على كروموسوم.» المسؤولة عن فقر الدم المنجلي يمكن العثور عليه في الذراع القصير للكروموسوم 11، وبشكل أكثر تحديدا 11p15. والشخص الذي يحصل على الجينات المعيبة من كل من الأب والأم تطور المرض. الشخص الذي يحصل اليل واحد معيب وواحد أليل صحي لا يزال بصحة جيدة، ولكن يمكن أن تمر على هذا المرض وكما هو معروف بالناقل أو متغايرة الزيجوت. متغايرة الزيجوت لا تزال قادرة على التعاقد الملاريا، ولكن الأعراض عادة ما تكون أقل حدة.
يرجع ذلك إلى ميزة التكيف في متغايرة، وهذا المرض لا يزال سائدا، خاصة بين الأشخاص الذين يعانون من أصل مؤخرا في المناطق المنكوبة الملاريا، مثل أفريقيا والبحر الأبيض المتوسط والهند والشرق الأوسط. وكان تتوطن فيها الملاريا تاريخيا للجنوب أوروبا، ولكن تم الإعلان عن القضاء عليها في منتصف القرن 20، باستثناء حالات متفرقة نادرة.
طفيلي الملاريا لديه دورة حياة معقدة وينفق جزء منها في خلايا الدم الحمراء. في الناقل، وجود طفيل الملاريا يتسبب في خلايا الدم الحمراء مع الهيموغلوبين معيب للتمزق قبل الأوان، مما يجعل من الطفيليات المتصورة (بلازموديوم) غير قادرة على التكاثر. وعلاوة على ذلك، بلمرة الهيموغلوبين يؤثر على قدرة الطفيل على هضم الهيموغلوبين في المقام الأول. لذلك، في المناطق التي الملاريا فيها مشكلة، فرص الناس من البقاء على قيد الحياة تزيد في الواقع إذا كانت تحمل سمة المنجلي (الاختيار-الانتقاء للمتغايرة المختلفة).
في الولايات المتحدة الأمريكية، مع عدم وجود مرض الملاريا، وانتشار فقر الدم المنجلي بين السود أقل (حوالي 0.25٪) منها في غرب أفريقيا (نحو 4.0٪)، مع النزول المستمر. دون وجود الملاريا، طفرة الخلايا المنجلية هي ضارة، وتميل إلى الانخفاض في السكان المتضررين من الانتقاء الطبيعي، والآن بشكل مصطنع من خلال الفحص الجيني ما قبل الولادة. ومع ذلك، ينحدر المجتمع الأمريكيين من أصل أفريقي من خليط كبير من عدة مجموعات عرقية أفريقية وغير أفريقية، ويمثل أيضا أحفاد الناجين من الاسترقاق وتجارة الرقيق. وهكذا، وعلى درجة أقل من زواج الأقارب، وخاصة، وارتفاع ضغط غير طبيعي الصحي انتقائية من خلال العبودية قد تكون التفسيرات الأكثر قبولا لانخفاض معدل انتشار فقر الدم المنجلي (وربما غيرها من الأمراض الوراثية) بين الأمريكيين من أصل أفريقي مقارنة شبه الأفارقة جنوب الصحراء الكبرى. وثمة عامل آخر يحد من انتشار جينات الدم المنجلي في أمريكا الشمالية هو عدم وجود الميول الثقافية لتعدد الزوجات، والذي يسمح للذكور المتضررة على مواصلة البحث عن الأطفال تتأثر مع عدة شركاء.