Genetika

Genetika je preučevanje dednosti, proces staršev, ki svoje gene prenaša določene gene. Videz osebe - višina, barva las, barva kože in barva oči - določajo geni. Druge značilnosti, na katere vpliva dednost, so:

• Verjetnost za nastanek določenih bolezni
• Duševne sposobnosti
• Naravni talenti

Nenormalna lastnost (anomalija), ki se prenaša skozi družine (podedovane), lahko:

• Ne vplivajo na vaše zdravje ali počutje. Na primer, lastnost lahko povzroči le bel madež las ali ušesno mečico, ki je daljša od običajne.
• Imajo le manjši učinek, na primer barvno slepoto.
• Močno vplivajo na vašo kakovost ali dolžino življenja.

Pri večini genetskih motenj je priporočljivo genetsko svetovanje. Številni pari bodo morda želeli poiskati tudi prenatalno diagnozo, če ima eden od njih genetsko motnjo.

Človeška bitja imajo celice s 46 kromosomi. Sestavljeni so iz 2 kromosomov, ki določata, kakšnega spola sta (X in Y kromosomi), in 22 parov nespolnih (avtosomnih) kromosomov. Moški so "46, XY", ženske pa "46, XX." Kromosomi so sestavljeni iz verig genskih informacij, imenovanih DNA. Vsak kromosom vsebuje odseke DNA, imenovane gene. Geni prenašajo informacije, ki jih vaše telo potrebuje za izdelavo določenih beljakovin.

Vsak par avtosomnih kromosomov vsebuje en materin kromosom in očeta. Vsak kromosom v paru ima v osnovi enake informacije; to pomeni, da ima vsak kromosomski par enake gene. Včasih obstajajo majhne razlike teh genov. Te spremembe se pojavijo v manj kot 1% zaporedja DNA. Geni, ki imajo te različice, se imenujejo aleli.

Nekatere od teh variacij lahko povzročijo gen, ki je nenormalen. Nenormalni gen lahko povzroči nenormalne beljakovine ali nenormalno količino običajnih beljakovin. V paru avtosomnih kromosomov sta dve kopiji vsakega gena, po ena od vsakega starša. Če je eden od teh genov nenormalen, lahko drugi tvori dovolj beljakovin, da se ne razvije nobena bolezen. Ko se to zgodi, se nenormalni gen imenuje recesivni. Recesivni geni naj bi se podedovali bodisi v avtosomno recesivnem bodisi v X-vezanem vzorcu. Če sta prisotni dve kopiji nenormalnega gena, se lahko razvije bolezen.

Če pa je za nastanek bolezni potreben le en nenormalen gen, to privede do prevladujoče dedne motnje. V primeru dominantne motnje bo otrok verjetno pokazal bolezen, če bo en nenormalen gen podedovan po materi ali očetu.

Oseba z enim nenormalnim genom se imenuje heterozigotna za ta gen. Če otrok od obeh staršev prejme nenormalen gen za recesivno bolezen, bo otrok pokazal bolezen in bo homozigoten (ali heterozigotni spoj) za ta gen.

GENETSKE MOTNJE

Skoraj vse bolezni imajo genetsko komponento. Vendar se pomen te komponente razlikuje. Motnje, pri katerih imajo geni pomembno vlogo (genetske bolezni), lahko razvrstimo med:

• Napake z enim genom
• Kromosomske motnje
• Večfaktorski

Motnja z enim genom (imenovana tudi Mendelova motnja) je posledica okvare določenega gena. Napake posameznih genov so redke. Ker pa je znanih več tisoč motenj z enim genom, je njihov skupni vpliv pomemben.

Za genske motnje je značilno, kako se prenašajo v družinah. Obstaja 6 osnovnih vzorcev dedovanja enega gena:

• Avtosomno prevladujoča
• Avtosomno recesivno
• X-vezana dominantna
• X-vezana recesiva
• Dedovanje, povezano z Y
• Dedovanje po materi (mitohondriji)

Opaženi učinek gena (pojav motnje) se imenuje fenotip.

Pri avtosomno dominantnem dedovanju se nenormalnosti ali nepravilnosti običajno pojavijo v vsaki generaciji. Vsakič, ko ima prizadeti starš, moški ali ženska, otroka, ima ta 50-odstotno možnost, da bo podedoval bolezen.

Ljudje z eno kopijo gena za recesivno bolezen se imenujejo nosilci. Prevozniki običajno nimajo simptomov bolezni. Toda gen pogosto lahko najdemo z občutljivimi laboratorijskimi testi.

Pri avtosomno recesivni dediščini starši prizadetega posameznika morda ne bodo pokazali bolezni (so nosilci). V povprečju je verjetnost, da bi lahko starši nosilci imeli otroke, ki razvijejo bolezen, 25% z vsako nosečnostjo. Moški in ženski otroci bodo enako prizadeti. Da ima otrok simptome avtosomno-recesivne motnje, mora otrok nenormalni gen prejeti od obeh staršev. Ker je večina recesivnih motenj redka, ima otrok večje tveganje za recesivno bolezen, če so starši v sorodu. Sorodni posamezniki so bolj verjetno podedovali isti redki gen od skupnega prednika.

Pri recesivnem dedovanju, vezanem na X, je verjetnost, da zbolijo za boleznijo, pri moških veliko večja kot pri ženskah. Ker se nenormalni gen prenaša na X (ženski) kromosom, ga moški ne prenašajo na svoje sinove (ki bodo Y-kromosom prejeli od svojih očetov). Vendar pa jo posredujejo svojim hčeram. Pri ženskah prisotnost enega normalnega X-kromosoma prikrije učinke X-kromosoma z nenormalnim genom. Tako so skoraj vse hčere prizadetega človeka videti normalne, vendar so vse nosilke nenormalnega gena. Vsakič, ko te hčerke rodijo sina, obstaja 50-odstotna verjetnost, da bo sin dobil nenormalen gen.

Pri prevladujoči dediščini, povezani z X, se nenormalni gen pojavi pri ženskah, tudi če je prisoten tudi normalen X-kromosom. Ker moški Y-kromosom prenašajo na sinove, prizadeti moški ne bodo imeli prizadetih sinov. Vse njihove hčere pa bodo prizadete. Sinovi ali hčere prizadetih samic bodo imeli 50% možnosti, da zbolijo za boleznijo.

PRIMERI ENOTNIH MOTENJ

Avtosomno recesivno:

• Pomanjkanje ADA (včasih imenovano tudi bolezen "fant v mehurčku")
• Pomanjkanje alfa-1-antitripsina (AAT)
• Cistična fibroza (CF)
• Fenilketonurija (PKU)
• Anemija srpastih celic

X-vezana recesiva:

• Duchennova mišična distrofija
• Hemofilija A

Avtosomno dominantno:

• Družinska hiperholesterolemija
• Marfanov sindrom

X-vezana prevladujoča:

Le nekatere redke motnje so X-vezane prevladujoče. Eden od teh je hipofosfatemični rahitis, imenovan tudi rahitis, odporen na vitamin D.

KROMOSOMSKE MOTNJE

Pri kromosomskih motnjah je napaka posledica presežka ali pomanjkanja genov, vsebovanih v celotnem kromosomskem ali kromosomskem segmentu.

Kromosomske motnje vključujejo:

• 22q11.2 sindrom mikrodelecije
• Downov sindrom
• Klinefelterjev sindrom
• Turnerjev sindrom

VEČFAKTORSKE MOTNJE

Številne najpogostejše bolezni so posledica interakcij več genov in dejavnikov v okolju (na primer bolezni matere in zdravila). Tej vključujejo:

• Astma
• Rak
• Koronarna bolezen srca
• Diabetes
• Hipertenzija
• Kap

MITOHONDRIJSKE MOTNJE, POVEZANE Z DNK

Mitohondriji so majhne strukture, ki jih najdemo v večini telesnih celic. Odgovorni so za proizvodnjo energije v celicah. Mitohondriji vsebujejo lastno zasebno DNK.

V zadnjih letih se je izkazalo, da so številne motnje posledica sprememb (mutacij) mitohondrijske DNA. Ker mitohondriji prihajajo samo iz ženskega jajčeca, se večina motenj, povezanih z mitohondrijsko DNA, prenaša z matere.

Motnje, povezane z mitohondrijsko DNA, se lahko pojavijo v kateri koli starosti. Imajo najrazličnejše simptome in znake. Te motnje lahko povzročijo:

• Slepota
• Zamuda pri razvoju
• Težave s prebavili
• Izguba sluha
• Težave s srčnim ritmom
• Presnovne motnje
• Nizka rast

Nekatere druge motnje so znane tudi kot mitohondrijske motnje, vendar ne vključujejo mutacij mitohondrijske DNA. Te motnje so najpogosteje posamezne genske napake. Sledijo enakemu vzorcu dedovanja kot druge posamezne genske motnje. Večina je avtosomno recesivnih.

Homozigotna; Dedovanje; Heterozigotni; Dedni vzorci; Dednost in bolezni; Dedljivo; Genetski označevalci

• Genetika

Feero WG, Zazove P, Chen F. Klinična genomika. V: Rakel RE, Rakel DP, ur. Učbenik družinske medicine. 9. izd. Philadelphia, PA: Elsevier; 2016: poglavje 43.

Korf BR. Načela genetike. V: Goldman L, Schafer AI, ur. Zdravilo Goldman-Cecil. 26. izdaja Philadelphia, PA: Elsevier; 2020: poglavje 35.

Scott DA, Lee B. Genetski pristop v pediatrični medicini. V: Kliegman RM, St. Geme JW, Blum NJ, Shah SS, Tasker RC, Wilson KM, ur. Nelsonov učbenik za pediatrijo. 21. izdaja Philadelphia, PA: Elsevier; 2020: poglavje 95.