Click here!

Genetika a genetické choroby

Zdroj foto: AdobeStock.com

Ak hovoríme o genetických chorobách, v prvom rade si musíme ujasniť, čo je to gén. Gén je základná jednotka dedičnosti, ktorá pozostáva z konkrétnej sekvencie stavebných jednotiek, takzvaných nukleotidov. Chemicky ide o nukleovú kyselinu, čiže deoxyribonukleovú (DNA) alebo ribonukleovú (RNA) kyselinu, ktorá nesie informáciu pre syntézu génového produktu. Génový produkt je akýmsi realizátorom genetickej informácie a je to buď RNA alebo proteín.

Čo je to ľudský genóm?

Akú funkciu majú chromozómy?

Prečo vznikajú genetické choroby?

Aké sú najčastejšie genetické choroby?

Kam smeruje výskum v oblasti genetiky?

Ľudský genóm a chromozómy

Ľudský genóm je kompletná genetická výbava človeka, ktorá pozostáva z 23 párov chromozómov, teda akýchsi stavebných štruktúr DNA prítomných v rovnakej konštelácii v takmer všetkých bunkách jedinca. Obe sady chromozómov sú kompatibilné, pričom jedna je vždy od otca a druhá od matky. Prvých 22 párov chromozómov sa nazýva autozómy, pričom oba chromozómy v rámci daného páru sú štruktúrne rovnaké a majú u oboch pohlaví rovnakú konštitúciu. Posledný pár sú gonozómy, čiže pohlavné chromozómy, ktorých konštitúcia určuje pohlavie jedinca. Muži majú jeden X chromozóm (získaný od matky) a jeden Y chromozóm (získaný od otca). Ženy majú dva X chromozómy, pričom jeden je od matky a druhý od otca.

Chromozómy si môžeme predstaviť ako balíček kariet pexesa, v ktorom je 22 rovnakých párov a jeden pár, ktorý buď je (ženské pohlavie) alebo nie je rovnaký (mužské pohlavie). Existujú však početné odchýlky od tohto štandardného modelu, či už ide o chromozóm navyše, chýbajúci chromozóm, alebo súčasnú prítomnosť „mužských“ aj „ženských“ buniek v organizme jedného jedinca.

Mitochondrie

Okrem chromozómovej DNA, ktorá je prítomná v jadre väčšiny buniek, je súčasťou ľudského genómu aj DNA prítomná v mitochondriách, teda malých organelách nachádzajúcich sa síce v bunke, no mimo jej jadra. Počet kópií mitochondriálneho genómu na jednu bunku je významne vyšší (cca niekoľko stoviek), ako je počet kópií jadrového genómu (najčastejšie dve). Veľkosťou je však mitochondriálna DNA neporovnateľne menšia (cca 16500 nukleotidov) než jadrová DNA (3 miliardy nukleotidov). Spôsob dedičnosti mitochondriálnej DNA sa navyše odlišuje od dedičnosti jadrovej-chromozomálnej DNA. Mitochondriálnu DNA dedíme takmer výlučne od biologickej matky.

Zdroj foto: Stock.Adobe.com

Genetické choroby

Genetické choroby sú choroby zapríčinené úplne alebo čiastočne zmenou na úrovni genómu. Ide o mutáciu v jednom géne (monogénne podmienené choroby), mutáciu vo viacerých génoch (polygénne podmienené choroby), zmenu v počteštruktúre chromozómov alebo kombináciou genetickej mutácie a faktorov prostredia. Termínom „genetické choroby“ sa však často nesprávne označujú len tie zapríčinené mutáciou v jednom géne, respektíve chromozómovou prestavbou.

Príčina vzniku genetických chorôb

Ak to zoberieme zoširoka, väčšina známych chorôb má nejakú genetickú zložku. Genetické choroby v užšom zmysle sú spôsobené buď vrodenými mutáciami, ktoré sú prítomné u človeka od narodenia a sú zdedené od jedného alebo oboch rodičov (dedičné choroby), alebo spôsobené mutáciami získanými počas života. Získané mutácie nie sú zdedené od rodiča, ale objavia sa buď náhodne alebo ako dôsledok pôsobenia faktorov prostredia (napríklad cigaretový dym). Mutácie môžeme získať už v skorých štádiách vývinu jedinca (v štádiu embrya), sú teda vrodené a ako choroby sa môžu prejaviť už v mladom veku. Alebo sú získané neskôr v priebehu života, čo platí pre väčšinu typov rakoviny.

Zdroj foto: Stock.Adobe.com

Dedičnosť genetických chorôb

Nie všetky geneticky podmienené choroby sú dedičné. Dedičné sú iba tie, pri ktorých je mutácia získaná aspoň od jedného z rodičov. Existuje niekoľko typov dedičnosti. Pri autozomálne dedičných chorobách (podmienených mutáciou v niektorom z autozómov) nezohráva pohlavie rodiča ani dieťaťa úlohu v tom, aké je riziko choroby alebo jej prejavu. Choroba postihuje rovnako často jedincov oboch pohlaví. Gonozomálne dedičné choroby sú podmienené mutáciou na gonozómoch (takmer výlučne X chromozóm) a riziko ich vzniku môže závisieť od pohlavia jedinca s danou mutáciou. Recesívny typ dedičnosti znamená, že na to, aby sa choroba prejavila, musia byť prítomné dve mutované verzie génu, čiže jedinec musí získať mutáciu od oboch rodičov. V tomto prípade sú rodičia najčastejšie zdraví prenášači (majú iba jednu mutovanú verziu génu, ktorá sama o sebe nestačí na rozvoj choroby). Ak sú teda obaja rodičia zdraví prenášači, tak je riziko narodenia jedinca s danou chorobou presne 25 %. Pri dominantnom type dedičnosti stačí na rozvoj choroby prítomnosť jednej mutovanej verzie génu, ktorú jedinec získal od jedného z rodičov. U jedného z rodičov je teda choroba prítomná tiež, druhý rodič je úplne zdravý. Veľká časť genetických chorôb však nie je vôbec dedičných. Patrí sem napríklad Downov syndróm.

Najznámejšie genetické choroby

V súčasnosti je známych viac než 6000 geneticky podmienených chorôb, pričom asi 10 % je liečiteľných. Medzi najčastejšie geneticky podmienené choroby patria Downow syndróm, cystická fibróza, talasémia, hemofília, kosáčiková anémia, Huntingtonova choroba, Duchennova muskulárna dystrofia, Tay-Sachsova choroba a Angelmanov syndróm. Je to široké spektrum chorôb, ktoré postihuje dýchací, krvný, nervový, či pohybový systém. Okrem Downovho syndrómu sú všetky ostatné dedičné, no v menej častých prípadoch môžu vzniknúť aj získanou mutáciou.

Samostatnú kategóriu geneticky podmienených chorôb tvoria onkologické choroby, pri ktorých je genetická zložka kľúčová, no iba malá časť z nich je spôsobená mutáciou iba v jednom géne. Medzi monogénne podmienené rakoviny patria niektoré formy rakoviny hrubého čreva, prsníka, vaječníkov, sietnice a ďalšie.

Genetický výskum

Výskum v oblasti genetických chorôb je extrémne rôznorodý, podobne ako sú rôznorodé samotné choroby, ich príčiny, priebeh, diagnostika a liečba. Cieľ výskumu veľmi závisí od konkrétnej choroby. Niektoré sú relatívne ľahko odhaliteľné a liečiteľné, iné nie. Vo všeobecnosti je možné povedať, že cieľom je efektívna liečba. Tá je v súčasnosti dostupná iba pre asi 10 % genetických chorôb. Génová terapia poskytuje jedinečný nástroj na to, aby toto percento bolo v budúcnosti oveľa vyššie.

 

Uverejnenie článku podporila spoločnosť Novartis Slovakia s.r.o.

SK2110256150  

 

Redakčná úprava: Sabína Zavarská