Genetika

Genetika je štúdium dedičnosti, procesu rodiča prenášajúceho určité gény svojim deťom. Vzhľad človeka - výška, farba vlasov, farba pleti a farba očí - je určená génmi. Ďalšie vlastnosti ovplyvnené dedičnosťou sú:

• Pravdepodobnosť výskytu určitých chorôb
• Mentálne schopnosti
• Prírodné talenty

Abnormálna vlastnosť (anomália), ktorá sa prenáša rodinami (zdedenými), môže:

• Nemajú žiadny vplyv na vaše zdravie alebo pohodu. Napríklad táto vlastnosť môže spôsobiť iba bielu škvrnu vlasov alebo ušný lalôčik, ktorý je dlhší ako obvykle.
• Majú iba malý účinok, napríklad farebnú slepotu.
• Majú zásadný vplyv na vašu kvalitu alebo dĺžku života.

Pri väčšine genetických porúch sa odporúča genetické poradenstvo. Mnoho párov môže chcieť vyhľadať prenatálnu diagnózu, ak má jeden z nich genetickú poruchu.

Ľudia majú bunky so 46 chromozómami. Pozostávajú z 2 chromozómov, ktoré určujú, o aké pohlavie sa jedná (chromozómy X a Y), a 22 párov nesexových (autozomálnych) chromozómov. Muži sú „46, XY“ a ženy „46, XX“. Chromozómy sú tvorené vláknami genetickej informácie nazývanými DNA. Každý chromozóm obsahuje časti DNA nazývané gény. Gény prenášajú informácie, ktoré vaše telo potrebuje na výrobu určitých bielkovín.

Každý pár autozomálnych chromozómov obsahuje jeden chromozóm od matky a jeden od otca. Každý chromozóm v páre nesie v podstate rovnaké informácie; to znamená, že každý pár chromozómov má rovnaké gény. Niekedy existujú mierne variácie týchto génov. Tieto variácie sa vyskytujú v menej ako 1% sekvencie DNA. Gény, ktoré majú tieto variácie, sa nazývajú alely.

Niektoré z týchto variácií môžu mať za následok vznik abnormálneho génu. Abnormálny gén môže viesť k abnormálnemu proteínu alebo abnormálnemu množstvu normálneho proteínu. V páre autozomálnych chromozómov sú dve kópie každého génu, jedna od každého rodiča. Ak je jeden z týchto génov abnormálny, môže druhý vytvárať dostatok bielkovín, aby sa nevyvinula žiadna choroba. Ak k tomu dôjde, abnormálny gén sa nazýva recesívny. Hovorí sa, že recesívne gény sa dedia buď autozomálne recesívne, alebo X-viazane. Ak sú prítomné dve kópie abnormálneho génu, môže sa vyvinúť ochorenie.

Ak je však na vznik choroby potrebný iba jeden abnormálny gén, vedie to k dominantnej dedičnej poruche. V prípade dominantnej poruchy, ak je jeden abnormálny gén zdedený po matke alebo otcovi, dieťa túto chorobu pravdepodobne prejaví.

Osoba s jedným abnormálnym génom sa pre tento gén nazýva heterozygotná. Ak dieťa dostane gén pre abnormálne recesívne ochorenie od oboch rodičov, prejaví sa u neho ochorenie a bude pre tento gén homozygotné (alebo zložené heterozygotné).

GENETICKÉ PORUCHY

Takmer všetky choroby majú genetickú zložku. Dôležitosť tejto zložky sa však líši. Poruchy, v ktorých hrajú dôležitú úlohu gény (genetické choroby), možno klasifikovať ako:

• Poruchy jedného génu
• Chromozomálne poruchy
• Multifaktoriál

Porucha jedného génu (tiež nazývaná Mendelianova porucha) je spôsobená poruchou jedného konkrétneho génu. Poruchy jedného génu sú zriedkavé. Ale keďže existuje veľa tisíc známych porúch jedného génu, je ich kombinovaný vplyv značný.

Poruchy jedného génu sa vyznačujú tým, ako sa prenášajú v rodinách. Existuje 6 základných vzorov dedičnosti jedného génu:

• Autozomálne dominantné
• Autozomálne recesívny
• X-viazaná dominanta
• X-viazaný recesívny
• Dedičstvo spojené s Y.
• Materské (mitochondriálne) dedičstvo

Pozorovaný účinok génu (prejav poruchy) sa nazýva fenotyp.

V autozomálne dominantnom dedičstve sa abnormalita alebo abnormality zvyčajne vyskytujú v každej generácii. Zakaždým, keď má postihnutý rodič, či už muž alebo žena, dieťa, má toto dieťa 50% pravdepodobnosť, že túto chorobu zdedí.

Ľudia s jednou kópiou génu pre recesívne ochorenie sa nazývajú nositelia. Prepravcovia zvyčajne nemajú príznaky choroby. Gén sa dá často nájsť citlivými laboratórnymi testami.

Pri autozomálne recesívnom dedičstve nemusia rodičia postihnutého jedinca ochorenie prejavovať (sú prenášačmi). V priemere je šanca, že rodičia nosiča môžu mať deti, u ktorých sa ochorenie rozvinie, je 25% s každým tehotenstvom. Rovnako pravdepodobné bude postihnutie aj mužov a žien. Aby dieťa malo príznaky autozomálne recesívnej poruchy, musí dostať abnormálny gén od oboch rodičov. Pretože väčšina recesívnych porúch je zriedkavá, je dieťa v prípade príbuzenstva rodičov vystavené zvýšenému riziku recesívneho ochorenia. Príbuzní jedinci pravdepodobne zdedili rovnaký vzácny gén od spoločného predka.

V prípade recesívneho dedičstva viazaného na X je šanca na získanie choroby oveľa vyššia u mužov ako u žien. Pretože abnormálny gén je prenášaný na X (ženskom) chromozóme, muži ho neprenášajú na svojich synov (ktorí dostanú chromozóm Y od svojich otcov). Prenášajú to však svojim dcéram. U žien prítomnosť jedného normálneho chromozómu X maskuje účinky chromozómu X s abnormálnym génom. Takže takmer všetky dcéry postihnutého človeka vyzerajú normálne, ale všetky sú nositeľkami abnormálneho génu. Zakaždým, keď tieto dcéry porodia syna, existuje 50% šanca, že syn dostane abnormálny gén.

Pri dominantnej dedičnosti viazanej na X sa abnormálny gén objavuje u žien, aj keď je prítomný aj normálny X chromozóm. Pretože muži odovzdávajú chromozóm Y svojim synom, postihnutí muži nebudú mať postihnutých synov. Dotknuté to však bude mať všetky ich dcéry. Synovia alebo dcéry postihnutých žien budú mať 50% pravdepodobnosť ochorenia.

PRÍKLADY PORUCHOV JEDNOTNÉHO GÉNU

Autozomálne recesívne:

• Nedostatok ADA (niekedy sa nazýva choroba „chlapec v bubline“)
• Nedostatok alfa-1-antitrypsínu (AAT)
• Cystická fibróza (CF)
• Fenylketonúria (PKU)
• Kosáčiková anémia

X-viazané recesívne:

• Duchennova svalová dystrofia
• Hemofília A

Autozomálne dominantné:

• Familiárna hypercholesterolémia
• Marfanov syndróm

X-viazaná dominanta:

Iba niekoľko zriedkavých porúch je dominantných na X-väzbe. Jednou z nich je hypofosfatemická rachitída, ktorá sa tiež nazýva rachita rezistentná na vitamín D.

CHROMOSOMÁLNE PORUCHY

Pri chromozomálnych poruchách je porucha spôsobená buď prebytkom, alebo nedostatkom génov obsiahnutých v celom chromozóme alebo chromozómovom segmente.

Medzi chromozomálne poruchy patria:

• 22q11.2 mikrodelečný syndróm
• Downov syndróm
• Klinefelterov syndróm
• Turnerov syndróm

MULTIFAKTOROVÉ PORUCHY

Mnoho najbežnejších chorôb je spôsobených interakciou viacerých génov a faktorov v prostredí (napríklad choroby matky a lieky). Tie obsahujú:

• Astma
• Rakovina
• Ischemická choroba srdca
• Cukrovka
• Hypertenzia
• Mŕtvica

MITOCHONDRIÁLNE PORUCHY SPOJENÉ S DNA

Mitochondrie sú malé štruktúry nachádzajúce sa vo väčšine buniek tela. Sú zodpovedné za produkciu energie vo vnútri buniek. Mitochondrie obsahujú svoju vlastnú súkromnú DNA.

V posledných rokoch sa preukázalo, že mnoho porúch vyplýva zo zmien (mutácií) v mitochondriálnej DNA. Pretože mitochondrie pochádzajú iba zo ženského vajíčka, väčšina porúch súvisiacich s mitochondriálnou DNA sa prenáša z matky.

Poruchy spojené s mitochondriálnou DNA sa môžu objaviť v akomkoľvek veku. Majú širokú škálu príznakov a znakov. Tieto poruchy môžu spôsobiť:

• Slepota
• Oneskorenie vývoja
• Problémy s gastrointestinálnym traktom
• Strata sluchu
• Problémy so srdcovým rytmom
• Metabolické poruchy
• Nízky vzrast

Niektoré ďalšie poruchy sú tiež známe ako mitochondriálne poruchy, ale nezahŕňajú mutácie v mitochondriálnej DNA. Tieto poruchy sú najčastejšie defekty jedného génu. Sledujú rovnaký vzor dedičnosti ako iné poruchy jedného génu. Väčšina z nich je autozomálne recesívna.

Homozygot; Dedenie; Heterozygot; Dedičské vzory; Dedičnosť a choroba; Dedičné; Genetické markery

• Genetika

Feero WG, Zazove P, Chen F. Klinická genomika. In: Rakel RE, Rakel DP, vyd. Učebnica rodinného lekárstva. 9. vyd. Philadelphia, PA: Elsevier; 2016: 43. kap.

Korf BR. Princípy genetiky. In: Goldman L, Schafer AI, vyd. Goldman-Cecil Medicine. 26. vydanie Philadelphia, PA: Elsevier; 2020: kapitola 35.

Scott DA, Lee B. Genetický prístup v pediatrickej medicíne. In: Kliegman RM, St. Geme JW, Blum NJ, Shah SS, Tasker RC, Wilson KM, vyd. Nelsonova učebnica pediatrie. 21. vydanie Philadelphia, PA: Elsevier; 2020: kapitola 95.