Γενεσιολογία

Η γενετική είναι η μελέτη της κληρονομικότητας, η διαδικασία ενός γονέα που μεταδίδει ορισμένα γονίδια στα παιδιά τους. Η εμφάνιση ενός ατόμου - ύψος, χρώμα μαλλιών, χρώμα δέρματος και χρώμα ματιών - καθορίζεται από τα γονίδια. Άλλα χαρακτηριστικά που επηρεάζονται από την κληρονομικότητα είναι:

• Πιθανότητα να πάρετε ορισμένες ασθένειες
• Ψυχικές ικανότητες
• Φυσικά ταλέντα

Ένα μη φυσιολογικό χαρακτηριστικό (ανωμαλία) που μεταδίδεται μέσω οικογενειών (κληρονομικό) μπορεί:

• Μην επηρεάζετε την υγεία ή την ευημερία σας. Για παράδειγμα, το χαρακτηριστικό μπορεί να προκαλέσει μόνο ένα λευκό κομμάτι μαλλιών ή ένα λοβό του αυτιού που είναι μεγαλύτερο από το κανονικό.
• Έχετε μόνο ένα μικρό αποτέλεσμα, όπως η αχρωματοψία.
• Έχετε σημαντική επίδραση στην ποιότητα ή τη διάρκεια ζωής σας.

Για τις περισσότερες γενετικές διαταραχές, συνιστάται η γενετική συμβουλευτική. Πολλά ζευγάρια μπορεί επίσης να θέλουν να αναζητήσουν προγεννητική διάγνωση εάν ένα από αυτά έχει γενετική διαταραχή.

Τα ανθρώπινα όντα έχουν κύτταρα με 46 χρωμοσώματα. Αυτά αποτελούνται από 2 χρωμοσώματα που καθορίζουν το φύλο τους (Χ και Υ χρωμοσώματα) και 22 ζεύγη μη-αυτοσωματικών χρωμοσωμάτων. Τα αρσενικά είναι "46, XY" και τα θηλυκά είναι "46, XX." Τα χρωμοσώματα αποτελούνται από σκέλη γενετικών πληροφοριών που ονομάζονται DNA. Κάθε χρωμόσωμα περιέχει τμήματα DNA που ονομάζονται γονίδια. Τα γονίδια μεταφέρουν τις πληροφορίες που απαιτούνται από το σώμα σας για την παραγωγή ορισμένων πρωτεϊνών.

Κάθε ζεύγος αυτοσωμικών χρωμοσωμάτων περιέχει ένα χρωμόσωμα από τη μητέρα και ένα από τον πατέρα. Κάθε χρωμόσωμα σε ένα ζεύγος φέρει βασικά τις ίδιες πληροφορίες. Δηλαδή, κάθε ζεύγος χρωμοσωμάτων έχει τα ίδια γονίδια. Μερικές φορές υπάρχουν μικρές παραλλαγές αυτών των γονιδίων. Αυτές οι παραλλαγές εμφανίζονται σε λιγότερο από 1% της αλληλουχίας DNA. Τα γονίδια που έχουν αυτές τις παραλλαγές ονομάζονται αλληλόμορφα.

Μερικές από αυτές τις παραλλαγές μπορεί να οδηγήσουν σε ένα μη φυσιολογικό γονίδιο. Ένα μη φυσιολογικό γονίδιο μπορεί να οδηγήσει σε μια ανώμαλη πρωτεΐνη ή μια ανώμαλη ποσότητα μιας κανονικής πρωτεΐνης. Σε ένα ζευγάρι αυτοσωμικών χρωμοσωμάτων, υπάρχουν δύο αντίγραφα κάθε γονιδίου, ένα από κάθε γονέα. Εάν ένα από αυτά τα γονίδια είναι ανώμαλο, το άλλο μπορεί να παράγει αρκετή πρωτεΐνη, ώστε να μην εμφανιστεί ασθένεια. Όταν συμβαίνει αυτό, το ανώμαλο γονίδιο ονομάζεται υπολειπόμενο. Τα υπολειπόμενα γονίδια λέγεται ότι κληρονομούνται είτε σε αυτοσωματικό υπολειπόμενο είτε σε σχέση με το Χ. Εάν υπάρχουν δύο αντίγραφα του ανώμαλου γονιδίου, μπορεί να αναπτυχθεί ασθένεια.

Ωστόσο, εάν απαιτείται μόνο ένα μη φυσιολογικό γονίδιο για την παραγωγή μιας ασθένειας, οδηγεί σε κυρίαρχη κληρονομική διαταραχή. Στην περίπτωση κυρίαρχης διαταραχής, εάν ένα μη φυσιολογικό γονίδιο κληρονομείται από τη μητέρα ή τον πατέρα, το παιδί πιθανότατα θα εμφανίσει την ασθένεια.

Ένα άτομο με ένα μη φυσιολογικό γονίδιο ονομάζεται ετερόζυγο για αυτό το γονίδιο. Εάν ένα παιδί λάβει ένα μη φυσιολογικό γονίδιο υπολειπόμενης νόσου και από τους δύο γονείς, το παιδί θα δείξει την ασθένεια και θα είναι ομόζυγο (ή σύνθετο ετερόζυγο) για αυτό το γονίδιο.

ΓΕΝΕΤΙΚΕΣ ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ

Σχεδόν όλες οι ασθένειες έχουν γενετικό συστατικό. Ωστόσο, η σημασία αυτού του συστατικού ποικίλλει. Διαταραχές στις οποίες τα γονίδια παίζουν σημαντικό ρόλο (γενετικές ασθένειες) μπορούν να ταξινομηθούν ως:

• Ελαττώματα ενός γονιδίου
• Χρωμοσωμικές διαταραχές
• Πολυπαραγοντικό

Μια διαταραχή ενός γονιδίου (που ονομάζεται επίσης Μεντελιανή διαταραχή) προκαλείται από ένα ελάττωμα σε ένα συγκεκριμένο γονίδιο. Τα ελαττώματα ενός γονιδίου είναι σπάνια. Αλλά επειδή υπάρχουν πολλές χιλιάδες γνωστές διαταραχές ενός γονιδίου, η συνδυασμένη επίδρασή τους είναι σημαντική.

Οι διαταραχές ενός γονιδίου χαρακτηρίζονται από το πώς μεταδίδονται στις οικογένειες. Υπάρχουν 6 βασικά μοτίβα κληρονομιάς ενός γονιδίου:

• Αυτοσωματική κυρίαρχη
• Αυτοσωματική υπολειπόμενη
• Κυρίαρχη σύνδεση X
• Υποχωρητικός X-συνδεδεμένος
• Κληρονομιά που συνδέεται με το Υ
• Μητρική (μιτοχονδριακή) κληρονομιά

Η παρατηρούμενη επίδραση ενός γονιδίου (η εμφάνιση μιας διαταραχής) ονομάζεται φαινότυπος.

Στην αυτοσωματική κυρίαρχη κληρονομιά, οι ανωμαλίες ή οι ανωμαλίες εμφανίζονται συνήθως σε κάθε γενιά. Κάθε φορά που ένας προσβεβλημένος γονέας, είτε αρσενικό είτε θηλυκό, έχει παιδί, το παιδί έχει 50% πιθανότητα να κληρονομήσει την ασθένεια.

Άτομα με ένα αντίγραφο γονιδίου υπολειπόμενης νόσου ονομάζονται φορείς. Οι μεταφορείς συνήθως δεν έχουν συμπτώματα της νόσου. Όμως, το γονίδιο μπορεί συχνά να βρεθεί με ευαίσθητες εργαστηριακές εξετάσεις.

Στην αυτοσωματική υπολειπόμενη κληρονομιά, οι γονείς ενός προσβεβλημένου ατόμου ενδέχεται να μην εμφανίζουν την ασθένεια (είναι φορείς). Κατά μέσο όρο, η πιθανότητα οι γονείς-φορείς να έχουν παιδιά που αναπτύσσουν την ασθένεια είναι 25% με κάθε εγκυμοσύνη. Τα αρσενικά και τα θηλυκά παιδιά είναι εξίσου πιθανό να επηρεαστούν. Για ένα παιδί που έχει συμπτώματα αυτοσωματικής υπολειπόμενης διαταραχής, το παιδί πρέπει να λάβει το ανώμαλο γονίδιο και από τους δύο γονείς. Επειδή οι περισσότερες υπολειπόμενες διαταραχές είναι σπάνιες, ένα παιδί διατρέχει αυξημένο κίνδυνο υπολειπόμενης νόσου εάν συσχετίζονται οι γονείς. Τα σχετικά άτομα είναι πιθανότερο να έχουν κληρονομήσει το ίδιο σπάνιο γονίδιο από έναν κοινό πρόγονο.

Στην υπολειπόμενη κληρονομιά που συνδέεται με το Χ, η πιθανότητα εμφάνισης της νόσου είναι πολύ υψηλότερη στους άνδρες από τις γυναίκες. Δεδομένου ότι το μη φυσιολογικό γονίδιο μεταφέρεται στο χρωμόσωμα Χ (θηλυκό), τα αρσενικά δεν το μεταδίδουν στους γιους τους (που θα λάβουν το χρωμόσωμα Υ από τους πατέρες τους). Ωστόσο, το μεταδίδουν στις κόρες τους. Στις γυναίκες, η παρουσία ενός φυσιολογικού Χ χρωμοσώματος αποκρύπτει τις επιδράσεις του Χ χρωμοσώματος με το ανώμαλο γονίδιο. Έτσι, σχεδόν όλες οι κόρες ενός προσβεβλημένου άνδρα φαίνονται φυσιολογικές, αλλά είναι όλοι φορείς του ανώμαλου γονιδίου. Κάθε φορά που αυτές οι κόρες έχουν έναν γιο, υπάρχει πιθανότητα 50% ο γιος να λάβει το ανώμαλο γονίδιο.

Στην κυρίαρχη κληρονομιά που συνδέεται με το Χ, το μη φυσιολογικό γονίδιο εμφανίζεται στις γυναίκες ακόμα και αν υπάρχει επίσης ένα φυσιολογικό χρωμόσωμα Χ. Δεδομένου ότι τα αρσενικά περνούν το χρωμόσωμα Υ στους γιους τους, τα προσβεβλημένα αρσενικά δεν θα έχουν προσβληθεί από τους γιους τους. Ωστόσο, όλες οι κόρες τους θα επηρεαστούν. Οι γιοι ή οι κόρες των προσβεβλημένων γυναικών θα έχουν 50% πιθανότητα να πάσχουν από την ασθένεια.

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΕΝΙΑΙΑ ΓΕΝΙΚΩΝ ΔΙΑΤΑΡΑΧΩΝ

Αυτοσωματική υπολειπόμενη:

• Ανεπάρκεια ADA (μερικές φορές ονομάζεται «αγόρι σε μια φούσκα» ασθένεια)
• Ανεπάρκεια άλφα-1-αντιτρυψίνης (AAT)
• Κυστική ίνωση (CF)
• Φαινυλκετονουρία (PKU)
• Αναιμία δρεπανοκυττάρων

Υποχωρητικό X-συνδεδεμένο:

• Μυϊκή δυστροφία Duchenne
• Αιμοφιλία Α

Αυτοσωματική κυρίαρχη:

• Οικογενειακή υπερχοληστερολαιμία
• Σύνδρομο Marfan

Κυρίαρχη σύνδεση X:

Μόνο λίγες, σπάνιες, διαταραχές κυριαρχούν σε σχέση με το Χ. Ένα από αυτά είναι η υποφωσφαταιμική ραχίτιδα, που ονομάζεται επίσης ραχίτιδα ανθεκτική στη βιταμίνη D.

ΧΡΩΜΟΣΩΜΑΤΙΚΕΣ ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ

Σε χρωμοσωμικές διαταραχές, το ελάττωμα οφείλεται είτε σε περίσσεια ή έλλειψη γονιδίων που περιέχονται σε ολόκληρο τμήμα χρωμοσώματος ή χρωμοσώματος.

Οι χρωμοσωμικές διαταραχές περιλαμβάνουν:

• Σύνδρομο μικροδιαστολής 22q11.2
• Σύνδρομο Down
• Σύνδρομο Klinefelter
• Σύνδρομο Turner

ΠΟΛΥΣΤΑΚΤΕΣ ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ

Πολλές από τις πιο κοινές ασθένειες προκαλούνται από αλληλεπιδράσεις διαφόρων γονιδίων και παραγόντων στο περιβάλλον (για παράδειγμα, ασθένειες στη μητέρα και φάρμακα). Αυτά περιλαμβάνουν:

• Ασθμα
• Καρκίνος
• Στεφανιαία νόσος
• Διαβήτης
• Υπέρταση
• Εγκεφαλικό

ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ ΜΕ ΜΟΤΟΧΟΝΔΡΙΚΟ ΣΥΝΔΕΣΜΕΝΟ DNA

Τα μιτοχόνδρια είναι μικρές δομές που βρίσκονται στα περισσότερα κύτταρα του σώματος. Είναι υπεύθυνοι για την παραγωγή ενέργειας μέσα στα κύτταρα. Τα μιτοχόνδρια περιέχουν το δικό τους ιδιωτικό DNA.

Τα τελευταία χρόνια, πολλές διαταραχές έχουν αποδειχθεί ότι προκύπτουν από αλλαγές (μεταλλάξεις) στο μιτοχονδριακό DNA. Επειδή τα μιτοχόνδρια προέρχονται μόνο από το θηλυκό ωάριο, οι περισσότερες διαταραχές που σχετίζονται με τα μιτοχόνδρια μεταδίδονται από τη μητέρα.

Διαταραχές που σχετίζονται με μιτοχονδριακά DNA μπορεί να εμφανιστούν σε οποιαδήποτε ηλικία. Έχουν μεγάλη ποικιλία συμπτωμάτων και σημείων. Αυτές οι διαταραχές μπορεί να προκαλέσουν:

• Τύφλωση
• Αναπτυξιακή καθυστέρηση
• Γαστρεντερικά προβλήματα
• Απώλεια ακοής
• Προβλήματα καρδιακού ρυθμού
• Μεταβολικές διαταραχές
• Κοντό ανάστημα

Μερικές άλλες διαταραχές είναι επίσης γνωστές ως μιτοχονδριακές διαταραχές, αλλά δεν περιλαμβάνουν μεταλλάξεις στο μιτοχονδριακό DNA. Αυτές οι διαταραχές είναι συχνότερα ελαττώματα ενός γονιδίου. Ακολουθούν το ίδιο πρότυπο κληρονομιάς με άλλες διαταραχές ενός γονιδίου. Τα περισσότερα είναι αυτοσωματικά υπολειπόμενα.

Ομόζυγος; Κληρονομία; Ετερόζυγο; Πρότυπα κληρονομικότητας; Κληρονομικότητα και ασθένεια; Κληρονομήσιμος; Γενετικοί δείκτες

• Γενεσιολογία

Feero WG, Zazove P, Chen F. Κλινική γονιδιωματική. Σε: Rakel RE, Rakel DP, eds. Εγχειρίδιο Οικογενειακής Ιατρικής. 9η έκδοση Φιλαδέλφεια, PA: Elsevier; 2016: κεφ. 43.

Korf BR. Αρχές της γενετικής. Σε: Goldman L, Schafer AI, eds. Ιατρική Goldman-Cecil. 26η έκδοση. Φιλαδέλφεια, PA: Elsevier; 2020: κεφ. 35

Scott DA, Lee B. Η γενετική προσέγγιση στην παιδιατρική. Σε: Kliegman RM, St. Geme JW, Blum NJ, Shah SS, Tasker RC, Wilson KM, eds. Βιβλίο Παιδιατρικής Nelson. 21η έκδοση Φιλαδέλφεια, PA: Elsevier; 2020: κεφ. 95