Genetika

Genetika je proučavanje nasljednosti, proces roditelja koji prenosi određene gene svojoj djeci. Izgled osobe - visina, boja kose, boja kože i boja očiju - određen je genima. Ostale karakteristike na koje utječe nasljednost su:

• Vjerovatnoća da će dobiti određene bolesti
• Mentalne sposobnosti
• Prirodni talenti

Nenormalna osobina (anomalija) koja se prenosi preko porodica (naslijeđena) može:

• Nema utjecaja na vaše zdravlje ili dobrobit. Na primjer, osobina može samo prouzrokovati bijeli dio kose ili ušnu školjku koja je duža od uobičajene.
• Imaju samo manji efekat, poput daltonizma.
• Imajte veliki utjecaj na vaš kvalitet ili dužinu života.

Za većinu genetskih poremećaja savjetuje se genetsko savjetovanje. Mnogi parovi možda žele potražiti i prenatalnu dijagnozu ako jedan od njih ima genetski poremećaj.

Ljudska bića imaju ćelije sa 46 hromozoma. Sastoje se od 2 hromozoma koja određuju kojeg su spola (X i Y hromozomi) i 22 para nespolnih (autosomnih) hromozoma. Mužjaci su "46, XY", a ženke "46, XX." Hromozomi se sastoje od niti genetskih informacija koje se nazivaju DNK. Svaki hromozom sadrži dijelove DNK koji se nazivaju geni. Geni nose informacije potrebne vašem tijelu za stvaranje određenih proteina.

Svaki par autosomnih hromozoma sadrži po jedan hromosom majke i oca. Svaki hromozom u paru nosi u osnovi iste informacije; to jest, svaki par hromozoma ima iste gene. Ponekad postoje male varijacije ovih gena. Ove se varijacije javljaju u manje od 1% sekvence DNA. Geni koji imaju ove varijacije nazivaju se alelima.

Neke od ovih varijacija mogu rezultirati genom koji je abnormalan. Nenormalni gen može dovesti do abnormalnog proteina ili abnormalne količine normalnog proteina. U paru autosomnih hromozoma postoje po dvije kopije svakog gena, po jedna od svakog roditelja. Ako je jedan od ovih gena abnormalan, drugi može stvoriti dovoljno proteina da se ne razvije bolest. Kada se to dogodi, abnormalni gen naziva se recesivan. Za recesivne gene se kaže da se nasljeđuju ili autosomno recesivno ili X-vezano. Ako su prisutne dvije kopije abnormalnog gena, bolest se može razviti.

Međutim, ako je za proizvodnju bolesti potreban samo jedan abnormalni gen, to dovodi do dominantnog nasljednog poremećaja. U slučaju dominantnog poremećaja, ako se jedan abnormalni gen naslijedi od majke ili oca, dijete će vjerojatno pokazati bolest.

Osoba s jednim abnormalnim genom naziva se heterozigotnom za taj gen. Ako dijete dobije nenormalni gen za recesivnu bolest od oba roditelja, dijete će pokazati bolest i bit će homozigotno (ili heterozigotno za taj gen).

GENETIČKI POREMEĆAJI

Gotovo sve bolesti imaju genetsku komponentu. Međutim, važnost te komponente varira. Poremećaji u kojima geni igraju važnu ulogu (genetske bolesti) mogu se klasificirati kao:

• Defekti s jednim genom
• Hromozomski poremećaji
• Multifactorial

Poremećaj s jednim genom (koji se naziva i Mendelov poremećaj) uzrokovan je nedostatkom određenog gena. Defekti pojedinačnih gena su rijetki. Ali budući da postoje mnoge hiljade poznatih poremećaja jednog gena, njihov zajednički utjecaj je značajan.

Monogeni poremećaji karakteriziraju način na koji se prenose u porodicama. Postoji 6 osnovnih obrazaca nasljeđivanja jednog gena:

• Autosomno dominantno
• Autosomno recesivno
• X-vezana dominantna
• X-vezani recesiv
• Nasljedstvo vezano za Y
• Nasljeđivanje majke (mitohondrija)

Uočeni efekat gena (pojava poremećaja) naziva se fenotipom.

U autosomno dominantnom nasljeđivanju, abnormalnosti ili abnormalnosti obično se javljaju u svakoj generaciji. Svaki put kada pogođeni roditelj, bilo muški ili ženski, ima dijete, to dijete ima 50% šanse da naslijedi bolest.

Osobe s jednom kopijom gena za recesivnu bolest nazivaju se nosiocima. Prijevoznici obično nemaju simptome bolesti. Ali, gen se često može naći osjetljivim laboratorijskim testovima.

U autosomno recesivnom nasljeđivanju, roditelji pogođene osobe možda neće pokazati bolest (oni su nosioci). U prosjeku, šansa da roditelji koji nose bolest može imati djecu koja razviju bolest je 25% sa svakom trudnoćom. Jednako je vjerovatno da će to biti pogođeno i muškoj i ženskoj djeci. Da bi dijete imalo simptome autosomno recesivnog poremećaja, dijete mora primiti abnormalni gen od oba roditelja. Budući da je većina recesivnih poremećaja rijetka, dijete je pod povećanim rizikom od recesivne bolesti ako su roditelji u srodstvu. Povezane osobe vjerovatnije su naslijedile isti rijetki gen od zajedničkog pretka.

U recesivnom nasljeđivanju vezanom za X, šansa za oboljevanje mnogo je veća kod muškaraca nego kod žena. Budući da se abnormalni gen nosi na X (ženskom) hromozomu, mužjaci ga ne prenose svojim sinovima (koji će Y hromozom primiti od svojih očeva). Međutim, oni to prenose svojim kćerima. Kod žena, prisustvo jednog normalnog X hromozoma prikriva efekte X hromozoma sa abnormalnim genom. Dakle, gotovo sve kćeri pogođenog čovjeka izgledaju normalno, ali sve su nositeljice abnormalnog gena. Svaki put kad ove kćeri rode sina, postoji 50% šanse da će sin dobiti abnormalni gen.

U dominantnom nasljeđivanju vezanom za X, abnormalni gen se pojavljuje kod žena čak i ako je prisutan i normalan X hromozom. Budući da mužjaci prenose Y hromozom svojim sinovima, pogođeni muškarci neće imati zahvaćenih sinova. Međutim, to će utjecati na sve njihove kćeri. Sinovi ili kćeri pogođenih žena imat će 50% šanse da obole od bolesti.

PRIMJERI JEDNOKRENIH POREMEĆAJA

Autosomno recesivno:

• Nedostatak ADA (ponekad se naziva i bolest "dječaka u mjehuriću")
• Nedostatak alfa-1-antitripsina (AAT)
• Cistična fibroza (CF)
• Fenilketonurija (PKU)
• Anemija srpastih ćelija

X-vezani recesiv:

• Duchenneova mišićna distrofija
• Hemofilija A

Autosomno dominantna:

• Porodična hiperholesterolemija
• Marfanov sindrom

X-vezana dominantna:

Samo je nekoliko rijetkih poremećaja koji su dominantno povezani sa X-om. Jedan od njih je hipofosfatemični rahitis, koji se naziva i rahitis otporan na vitamin D.

KROMOSOMSKI POREMEĆAJI

Kod hromozomskih poremećaja, defekt je posljedica ili viška ili nedostatka gena sadržanih u cijelom hromozomu ili segmentu hromozoma.

Hromozomski poremećaji uključuju:

• 22q11.2 sindrom mikrodelecije
• Downov sindrom
• Klinefelterov sindrom
• Turnerov sindrom

MULTIFAKTORIJSKI POREMEĆAJI

Mnoge najčešće bolesti uzrokovane su interakcijama nekoliko gena i faktora u okolini (na primjer, bolesti majke i lijekovi). Oni uključuju:

• Astma
• Rak
• Koronarne bolesti srca
• Dijabetes
• Hipertenzija
• Moždani udar

MITOHONDRIJSKI POREMEĆAJI U VEZI DNK

Mitohondriji su male strukture koje se nalaze u većini tjelesnih ćelija. Oni su odgovorni za proizvodnju energije unutar ćelija. Mitohondrije sadrže vlastiti privatni DNK.

Posljednjih godina pokazalo se da su mnogi poremećaji rezultat promjena (mutacija) mitohondrijske DNK. Budući da mitohondriji potiču samo iz ženskog jajašca, većina poremećaja povezanih s mitohondrijskim DNK prenosi se od majke.

Poremećaji povezani sa mitohondrijskom DNK mogu se pojaviti u bilo kojoj dobi. Imaju širok spektar simptoma i znakova. Ovi poremećaji mogu izazvati:

• Sljepilo
• Kašnjenje u razvoju
• Gastrointestinalni problemi
• Gubitak sluha
• Problemi sa srčanim ritmom
• Poremećaji metabolizma
• Niskog rasta

Neki drugi poremećaji su takođe poznati kao mitohondrijski poremećaji, ali ne uključuju mutacije mitohondrijske DNK. Ovi poremećaji su najčešće defekti jednog gena. Oni slijede isti obrazac nasljeđivanja kao i ostali poremećaji jednog gena. Većina je autosomno recesivna.

Homozigot; Nasljeđivanje; Heterozigot; Obrasci nasljeđivanja; Nasljedstvo i bolest; Heritable; Genetski markeri

• Genetika

Feero WG, Zazove P, Chen F. Klinička genomika. U: Rakel RE, Rakel DP, ur. Udžbenik porodične medicine. 9. izd. Philadelphia, PA: Elsevier; 2016: poglavlje 43.

Korf BR. Principi genetike. U: Goldman L, Schafer AI, ur. Goldman-Cecil medicina. 26. izd. Philadelphia, PA: Elsevier; 2020: poglavlje 35.

Scott DA, Lee B. Genetski pristup u dječjoj medicini. U: Kliegman RM, St. Geme JW, Blum NJ, Shah SS, Tasker RC, Wilson KM, ur. Nelson Udžbenik pedijatrije. 21. izdanje Philadelphia, PA: Elsevier; 2020: poglavlje 95.