Genetika

Genetika je proučavanje nasljedstva, 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:

• Vjerojatnost dobivanja određenih bolesti
• Mentalne sposobnosti
• Prirodni talenti

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

• Nema utjecaja na vaše zdravlje ili dobrobit. Na primjer, osobina može samo uzrokovati bijelu mrlju dlake ili ušnu školjku koja je duža od uobičajene.
• Imaju samo manji učinak, poput daltonizma.
• Imajte velik utjecaj na vašu kvalitetu ili dužinu života.

Za većinu genetskih poremećaja savjetuje se genetsko savjetovanje. Mnogi parovi mogu također htjeti potražiti prenatalnu dijagnozu ako jedan od njih ima genetski poremećaj.

Ljudska bića imaju stanice s 46 kromosoma. Sastoje se od 2 kromosoma koji određuju kojeg su spola (X i Y kromosomi) i 22 para nespolnih (autosomnih) kromosoma. Mužjaci su "46, XY", a ženke "46, XX." Kromosomi se sastoje od niti genetskih informacija koje se nazivaju DNA. Svaki kromosom sadrži dijelove DNA koji se nazivaju geni. Geni nose informacije potrebne vašem tijelu za stvaranje određenih proteina.

Svaki par autosomnih kromosoma sadrži jedan kromosom majke i otac oca. Svaki kromosom u paru nosi u osnovi iste informacije; odnosno svaki par kromosoma ima iste gene. Ponekad postoje male varijacije ovih gena. Te 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 kromosoma nalaze se dvije kopije svakog gena, po jedna od svakog roditelja. Ako je jedan od ovih gena abnormalan, drugi može stvoriti dovoljno proteina tako da se ne razvije bolest. Kada se to dogodi, abnormalni gen naziva se recesivan. Recesivni geni se nasljeđuju ili u autosomno recesivnom ili u X-vezanom uzorku. 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 primi abnormalni gen za recesivnu bolest od oba roditelja, dijete će pokazati bolest i bit će homozigotno (ili heterozigotno za taj gen).

GENETSKI 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
• Kromosomski poremećaji
• Višefaktorski

Poremećaj s jednim genom (koji se naziva i Mendelov poremećaj) uzrokovan je nedostatkom određenog gena. Defekti jednog gena su rijetki. No budući da postoje brojne tisuće poznatih poremećaja s jednim genom, njihov je kombinirani utjecaj značajan.

Poremećaji s jednim genom karakteriziraju način na koji se prenose u obiteljima. 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 učinak gena (pojava poremećaja) naziva se fenotipom.

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

Osobe s jednom kopijom gena recesivne bolesti nazivaju se nositeljima. Prijevoznici obično nemaju simptome bolesti. Ali, gen se često može pronaći osjetljivim laboratorijskim testovima.

U autosomno recesivnom nasljeđivanju, roditelji pogođene osobe možda neće pokazati bolest (oni su nositelji). U prosjeku je šansa da roditelji koji nose bolest mogla imati djecu koja razviju bolest 25% sa svakom trudnoćom. Jednako je vjerojatno da će to biti pogođeno 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 ima povećani rizik od recesivne bolesti ako su roditelji u rodu. Srodne osobe vjerojatnije su naslijedile isti rijetki gen od zajedničkog pretka.

U recesivnom nasljeđivanju vezanom uz X, šansa za oboljevanje mnogo je veća u muškaraca nego u žena. Budući da se abnormalni gen nosi na X (ženskom) kromosomu, mužjaci ga ne prenose svojim sinovima (koji će Y kromosom primiti od svojih očeva). Međutim, oni to prenose svojim kćerima. U žena, prisutnost jednog normalnog X kromosoma prikriva učinke X kromosoma s 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 pojavljuje se u žena čak i ako je prisutan i normalan X kromosom. Budući da mužjaci prenose Y kromosom svojim sinovima, pogođeni muškarci neće imati zahvaćenih sinova. Međutim, to će utjecati na sve njihove kćeri. Sinovi ili kćeri zahvaćenih ženki 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 stanica

X-vezani recesiv:

• Duchenneova mišićna distrofija
• Hemofilija A

Autosomno dominantno:

• Obiteljska hiperkolesterolemija
• Marfanov sindrom

X-vezana dominantna:

Samo su rijetki poremećaji dominantno povezani s X-om. Jedan od njih je hipofosfatemični rahitis, koji se naziva i rahitis otporan na vitamin D.

KROMOSOMSKI POREMEĆAJI

U kromosomskim poremećajima, defekt je posljedica ili viška ili nedostatka gena sadržanih u cijelom kromosomu ili kromosomskom segmentu.

Kromosomski poremećaji uključuju:

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

MULTIFAKTORSKI POREMEĆAJI

Mnoge najčešće bolesti uzrokovane su interakcijama nekoliko gena i čimbenika u okolišu (na primjer bolesti majke i lijekovi). To uključuje:

• Astma
• Rak
• Koronarna bolest srca
• Dijabetes
• Hipertenzija
• Moždani udar

MITOHONDRIJSKI POREMEĆAJI U VEZI DNK

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

Posljednjih godina pokazalo se da mnogi poremećaji proizlaze iz promjena (mutacija) mitohondrijske DNA. Budući da mitohondriji potječu samo iz ženskog jajašca, većina poremećaja povezanih s mitohondrijskom DNA prenosi se od majke.

Poremećaji povezani s mitohondrijskom DNA mogu se pojaviti u bilo kojoj dobi. Imaju širok spektar simptoma i znakova. Ovi poremećaji mogu uzrokovati:

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

Neki drugi poremećaji poznati su i kao mitohondrijski poremećaji, ali ne uključuju mutacije mitohondrijske DNA. Ti su poremećaji najčešće defekti jednog gena. Slijede isti obrazac nasljeđivanja kao i ostali poremećaji jednog gena. Većina je autosomno recesivna.

Homozigotni; Nasljeđivanje; Heterozigot; Obrasci nasljeđivanja; Nasljedstvo i bolest; Nasljedno; Genetski biljezi

• Genetika

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

Korf BR. Principi genetike. U: Goldman L, Schafer AI, ur. Goldman-Cecil medicina. 26. izdanje 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.