Článok bol uverejnený so súhlasom m-ww.de
Skratky Stavba kyseliny deoxyribonukleovej DNA:
H = vodík C = cukor ako deoxyribóza F = fosfát, A = adenín C = cytozín T = tymín G = guanín
Všeobecne Pod geneticky podmienenými ochoreniami rozumieme ochorenia, ktoré sú spôsobené zmenou stavby jednotlivých úsekov DNA (génov) alebo väčších oblastí molekuly DNA. V DNA sú zapísané predpisy pre všetky funkcie bunky vo vnútri celého organizmu a "stavebné plány" všetkých štruktúr a znakov. Každá bunka obsahuje kompletný stav DNA človeka.
Tento sa nachádza predovšetkým v bunkovom jadre, iba čiastka je umiestnená v ďalšej celulárnej štruktúre, v mitochondriách. Chyby v štruktúre DNA môžu narušiť program buniek sčasti so závažnými následkami pre celý organizmus. Také chyby v štruktúre DNA sa nazývajú mutácie.
Mutácia môže byť ďalej prenášaná (dedená) rodičovskou zárodočnou bunkou (vajíčkom alebo spermiou) z generácie na ďalšiu generáciu. Z toho pochádza historický výraz dedičná choroba. Mutácia však môže v rodičovskej zárodočnej bunke vzniknúť nanovo (nová mutácia). A ešte aj po počatí sa môžu, počas nasledovného bunkového delenia, vyskytnúť mutácie (somatické mutácie) a viesť ku geneticky podmieneným ochoreniam.
Nahromadenie somatických mutácii v priebehu života hrá významnú úlohu pri vzniku tumorov. Na rozdiel od geneticky podmienených mutácií, vrátane určitých "rodinných" nádorových ochorení, pri ktorých zmena génu postihuje všetky alebo väčšinu buniek človeka, sú pri izolovaných tumoroch zmeny DNA obmedzené na nádorové bunky.
Popri geneticky podmienených ochoreniach v užšom zmysle, pri ktorých stojí zmena DNA ako príčina v popredí, existuje skupina geneticky spolupodmienených alebo multifaktoriálnych ochorení, pri ktorých podstatnú rolu zohrávajú faktory prostredia. Tieto faktory prostredia môžu pri istej genetickej dispozícii, ktorá spočíva v zmene viacerých génov (polygénii), pôsobiť buď ako spúšťací alebo modifikujúci prvok.
Informačná pamäť deoxyribonukleová kyselina (DNK, angl. DNA) DNA človeka sa ako celok nachádza v každej jeho telovej bunke. Prevažne je umiestnená v bunkovom jadre (jadro DNA), percentuálne oveľa menší podiel (0,05%) sa nachádza v mitochondriách cytoplazmy. V bunkovom jadre telových buniek je DNA "zabalená" vo forme chromozómov a rozdelená spolu do 23 chromozómových párov = 46 chromozómov, kým v zárodočných bunkách (spermiách a vajíčkach) muža a ženy je iba 23 jednotlivých chromozómov.
V mitochondrii má dvojzávitnicová DNA formu jediného kruhu. Avšak v plazme jednej telovej bunky sa nachádzajú stovky až tisíce mitochondrií. Všetky mitochondrie v oplodnenom vajíčku pochádzajú takmer výlučne od matky, pretože mužské zárodočné bunky neobsahujú takmer žiadnu cytoplazmu a teda ani mitochondrie.
Každý chromozóm je samostatným povrazcom DNA, ktorý je mnohonásobne ovinutý okolo proteínov (bielkovín). Jeden povrazec DNA pozostáva z poradia základných stavebných prvkov (nukleotidov), ktoré sa vždy skladajú z jednej zo štyroch rôznych báz adenínu (A), cytozínu (C), tymínu (T) a guanímu (G), ako i z jednej molekuly cukru (deoxyribózy) a fosfátovej skupiny. Dvojpovrazec DNA vzniká takzvanými vodíkovými väzbami medzi časťami báz, ktoré sú navzájom komplementárne (A) a (T), ako aj (G) a (C).
Na dvojpovrazci DNA je poradím báz, ktorým sa nukleotidy odlišujú, zaznamenaná genetická informácia. Jeden gén pritom môže zahŕňať niekoľko sto až tisíc párov báz.
Usporiadanie vždy troch nukleotidov za sebou predstavuje kód pre aminokyselinu. Po "odčítaní" genetickej informácie sa aminikyseliny spoja do proteínov, ktoré sú nevyhnutné pre funkciu jednotlivých buniek v celom organizme a jeho životné funkcie.
Relevantná dedičná informácia človeka, ktorá vyplýva z poradia báz, zahŕňa podľa najnovších poznatkov asi 30 000 až 40 000 génov a činí asi len 10% z celkových 3 miliárd párov báz jadra DNA. Zvyšných 90% je takzvaných nekódovaných úsekov DNA, ktoré u každej osoby môžu obsahovať rozdielne (polymorfné), a tým charakteristické oblasti (genetický otlačok prsta).
Odstup medzi dvomi pármi báz činí asi 1 nm (10-9 m). Pretože je celá ľudská molekula DNA rozdelená na 46 chromozómov, zahŕňa asi 3 miliardy (3x109) párov báz. Ak by DNA bola vo forme čiary, mala by dĺžku asi 3 metre.
Kruhovitá mitochondriálna molekula DNA zahŕňa 17 tisíc párov báz s iba 37 génmi. Je veľmi kompaktná a na rozdiel od jadrovej DNA obsahuje prevažne kódované oblasti. V genóme mitochondrie leží 13 génov, ktoré pre proteíny kódujú 22 transférových RNA génov a dva ribozómové RNA gény. Mitochondrie sú bunkovými dodávateľmi energie. Preto majú mutácie v mitochondriálnej DNA účinok na orgány, ktoré majú veľkú spotrebu energie (mozog, svaly, pečeň, srdce, obličky, slinivka brušná).
Chromozómálne poruchy Chromozómálne poruchy sú jedinými geneticky podmienenými poruchami, pri ktorých sú zmeny rozoznateľné vo sveteľnom mikroskope. Zmeny sa týkajú počtu chromozómov (numerická odchýlka) alebo chromozómovej štruktúry (štrukturálna odchýlka).
Konzekvencia pre celý organizmus nasleduje, ak pribudne, alebo ak sa stratí chromozómový materiál. V prípade pohlavných chromozómov nevyhnutne nenasleduje pre danú osobu konzekvencia. Asi 0,5% všetkých novorodencov má zmenu na chromozómoch. Na rozoznanie chromozómových porúch slúži chromozómová analýza, ktorá zvyčajne vyplynie z analýzy bielych krviniek v krvi, ale môže sa robiť aj na bunkách iných tkanív.
Niektoré chromozomálne poruchy môžu byť spôsobené nielen numerickou ale aj štrukturálnou odchýlkou. Pre odhad môžného rodinného nahromadenia je rozlišovanie veľmi dôležité. Tak môže byť najčastejšia chromozomálna porucha, Downov syndróm (trizómia 21), podmienená tým, že namiesto dvoch sú k dispozícii tri chromozómy 21 (voľná trizómia), alebo sa segmenty chromozómu 21 voľne nachádzajú spojené s iným choromozómom (translokačná trizómia 21).
Numerické odchýlky vznikajú následkom chybného delenia chromozómov pri tvorení zárodočných buniek, pričom sa jedná o náhodné javy. Častosť výskytu súvisí s vekom matky a značne stúpa od 35. roku života. Hoci aj translokačná trizómia 21 môže vzniknúť náhodne, je taktiež možné, že spočíva v prestavbe chromozómu jednej rodičovskej časti. Takáto chromozomálna prestavba je výmenou kúskov medzi dvomi chromozómami, a to bez straty alebo pridania genetického materiálu (skrížená translokácia), a preto je aj bez chorobných následkov. Nositeľov skríženej translokácie však môžu tvoriť zárodočné bunky, u ktorých už genetický materiál nie je vyvážený a v závislosti od zúčastnených chromozómových úsekov môže viesť k rôznym chorobným príznakom. Predtým než sa narodí choré dieťa, sa skrížená translokácia môže vyskytovať v rodine nepozorovane.
Monogénne podmienené choroby Pri týchto ochoreniach je zmena v jednom géne rozhodne zodpovedná za ochorenie. Medzi 100 novorodencami má asi jedno dieťa ochorenie, ktoré je založené na zmene jedného jediného génu. Niektoré geneticky podmienené poruchy sa prejavujú až počas života.
Tak sú ochorenia látkovej výmeny alebo ochorenia svalov zreteľné často až v detskom veku, ako Huntingtonova Chorea, alebo aj niektoré nádorové ochorenia, ktoré sa ukážu až v zrelom veku. Dovedna možno predpokladať, že asi viac než 5% všetkých novorodencov má nejakú genetickú zmenu, ktorá skôr alebo neskôr vedie k nejakému ochoreniu. Pri monogénnych ochoreniach rozlišujeme autozomálne dominantné, autozomálne recesívne, X-chromozomálne a mitochondriálne ochorenia.
Autozomálne recesívne ochorenia
autozomálne recesívna dedičnosť
O autozomálne recesívnom ochorení hovoríme vtedy, keď na istej lokalizácii génov vykazujú zmenu obe kópie (alely) zodpovedajúceho génu (otcovského aj materského). Ak je zmenená len jedna kópia génu, ochorenie sa neprejaví, pretože druhá normálna kópia génu na kompenzáciu následkov zmeny postačí. Ak sa autozomálne recesívne ochorenie vyskytne u dieťaťa zdravých rodičov, musíme vychádzať z toho, že obaja rodičia majú okrem normálnej kópie na danej lokalizácii génu aj jednu zmenenú kópiu génu.
Na základe zobrazenia je jasné, prečo je pri autozomálne recesívnej dedičnosti pravdepodobnosť ochorenia u detí 25%. Pritom každý malý obdĺžnik zodpovedá kópii určitého génu.
Pokiaľ je jeden z rodičov už chorý, teda sú u neho (u nej) obe kópie zmenené, stúpa pravdepodobnosť ochorenia u potomkov z 25% na 50%. Ak sú chorí obaja rodičia, ochorejú rovnako aj všetci potomkovia.
Autozomálne dominantné ochorenia
autozómne dominantná dedičnosť
O autozomálne dominantnom ochorení hovoríme, ak na danej lokalizácii génu vykazuje jedna kópia (alela) daného génu (otcovská alebo materská) zmenu, ktorá vedie k chorobným prejavom, aj napriek druhej normálnej kópii. Na základe zobrazenia je jasné, prečo pri autozomálne dominantnej dedičnosti činí pravdepodobnosť rovnakého ochorenia u detí jedného chorého rodiča 50%. Ak sú postihnutí obaja rodičia, dieťa ochorie s pravdepodobnosťou 75%.
X-chromozomálne ochorenia
Pri X-chromozomálnych ochoreniach leží lokalizácia génu pre dané ochorenie na chromozóme X (ženský pohlavný chromozóm). Preto je výskyt ochorenia viazaný na pohlavie. Pri X-chromozómových ochoreniach dochádza u chlapcov k ochoreniu následkom zmeny jedinej génovej kópie na danej lokalizácii génu, lebo majú popri chromozóme Y iba jeden
X-cromozomálne-recesívna dedičnosť
hromozóm X. U žien a dievčat, ktoré vždy majú dva chromozómy X, naproti tomu ku chorobným prejavom nedochádza. Môžu byť však prenášačkami ochorenia (konduktorkami). Pre synov konduktoriek činí pravdepodobnosť zachovania génovej zmeny, a tým aj ochorenia 50%, kým dcéry môžu byť s tou istou pravdepodobnosťou prenášačkami. Dedenie z otca na syna nie je možné. Známym príkladom na X-chromozómové ochorenie je krvácavosť (hemofília), na ktorú môžu ochorieť takmer iba muži.
Mitochondriálne ochorenia
Mitochondriálne ochorenia môžu spočívať v mutácii jedného úseku (génu) kruhovitej mitochondriálnej DNA. Mitochondrie sú prenášané na potomkov iba od matiek plazmou vajíčok. Mužské zárodočné bunky naproti tomu nemajú takmer žiadne mitochondrie. Typické pre mitochondriálnu dedičnosť je preto prípad, že deti chorej ženy, avšak nikdy nie deti chorého muža, taktiež ochorejú. Obe pohlavia sú však postihnuté rovnako. Pravdepodobnosť ochorenia pre deti chorej ženy je veľmi vysoká a dosahuje až 100%. Ak sa však mutácia u nejakej osoby vytvorila nanovo, môže sa najprv obmedziť len na jednotlivé tkanivá, resp. na časť buniek jedného tkaniva (heteroplazmia). V tomto prípade je pravdepodobnosť prenosu na potomstvo nižšia. Podiel mutácií sa mení s bunkovým delením. To sčasti vysvetľuje variabilitu v druhu a tiaži klinických príznakov.
Multifaktoriálne (geneticky podmienené, polygénne) ochorenia Pri geneticky podmienených, multifaktoriálnych ochoreniach zohrávajú značnú úlohu, na základe istej genetickej dispozície, aj faktory prostredia, ktoré ich buď vyvolávajú alebo modifikujú. Vzhľadom na genetické komponenty sa väčšinou vychádza z množstva zmien v rozličných génoch, ktorých účinok sa nahromadí.
Tieto ochorenia sú časté a nezriedka sa dostavia až v priebehu života. K multifaktoriálnym ochoreniam patria senná nádcha s častosťou od 8 do 100, diabetes s 2 až 100 alebo epilepsia s 1 až 200 osobami. Aj niektoré vývojové anomálie ako napr. vrodený rázštep hornej pery, čeluste a tvrdého podnebia alebo defekty neurálnej rúry, patria k tejto skupine ochorení. Tieto sa vyskytujú s častosťou asi len od 1-2 na 1000.
Predchádzajúca téma
Starostlivosť o Rh negatívne matky Nasledujúca téma
Neplodnosť - definícia a liečba
