Genetiikka

Genetiikka on perinnöllisyyden tutkimus, prosessi, jossa vanhempi siirtää tiettyjä geenejä lapsilleen. Ihmisen ulkonäkö - pituus, hiusten väri, ihon väri ja silmien väri - määräytyvät geenien perusteella. Muita perinnöllisyyteen vaikuttavia ominaisuuksia ovat:

• Todennäköisyys saada tiettyjä sairauksia
• Henkiset kyvyt
• Luonnolliset kyvyt

Perheiden kautta peritty epänormaali piirre (poikkeama) voi:

• Ei vaikuta terveyteen tai hyvinvointiin. Esimerkiksi ominaisuus voi vain aiheuttaa valkoisen hiuslaastarin tai korvanleuan, joka on normaalia pidempi.
• Sillä on vain vähäinen vaikutus, kuten värisokeus.
• Vaikuta merkittävästi elämänlaatuasi tai pituutesi.

Useimmille geneettisille häiriöille suositellaan geneettistä neuvontaa. Monet pariskunnat saattavat myös haluta etsiä synnytysdiagnoosia, jos jollakin heistä on geneettinen häiriö.

Ihmisillä on soluja, joissa on 46 kromosomia. Nämä koostuvat kahdesta kromosomista, jotka määrittelevät sukupuolen (X- ja Y-kromosomit), ja 22 parista ei-seksuaalisia (autosomaalisia) kromosomeja. Miehet ovat "46, XY" ja naiset "46, XX". Kromosomit koostuvat DNA-nimisen geneettisen tiedon säikeistä. Jokainen kromosomi sisältää DNA-osia, joita kutsutaan geeneiksi. Geenit sisältävät kehosi tarvitseman tiedon tiettyjen proteiinien valmistamiseksi.

Jokainen autosomaalisen kromosomin pari sisältää yhden kromosomin äidiltä ja yhden isältä. Kukin parin kromosomi kantaa periaatteessa samaa tietoa; eli jokaisella kromosomiparilla on samat geenit. Joskus näissä geeneissä on pieniä variaatioita. Näitä vaihteluita esiintyy alle 1%: ssa DNA-sekvenssistä. Geenejä, joilla on nämä vaihtelut, kutsutaan alleeleiksi.

Jotkut näistä muunnelmista voivat johtaa epänormaaliin geeniin. Epänormaali geeni voi johtaa epänormaaliin proteiiniin tai epänormaaliin määrään normaalia proteiinia. Autosomaalisessa kromosomiparissa on kaksi kopiota kustakin geenistä, yksi kustakin vanhemmasta. Jos toinen näistä geeneistä on epänormaali, toinen voi tuottaa tarpeeksi proteiinia, jotta tauti ei kehitty. Kun näin tapahtuu, epänormaalia geeniä kutsutaan resessiiviseksi. Recessiivisten geenien sanotaan periytyvän joko autosomaalisen resessiivisen tai X-sidoksena. Jos epänormaalista geenistä on kaksi kopiota, sairaus voi kehittyä.

Jos taudin tuottamiseen tarvitaan kuitenkin vain yksi epänormaali geeni, se johtaa hallitsevaan perinnölliseen häiriöön. Jos kyseessä on hallitseva häiriö, jos yksi epänormaali geeni peritään äidiltä tai isältä, lapsi todennäköisesti näyttää taudin.

Henkilöä, jolla on yksi epänormaali geeni, kutsutaan heterotsygoottiseksi tälle geenille. Jos lapsi saa epänormaalin uusiutuvan taudin geenin molemmilta vanhemmilta, lapsi osoittaa taudin ja on homotsygootti (tai yhdistetty heterotsygoottinen) tälle geenille.

GENEETTISET HÄIRIÖT

Lähes kaikilla sairauksilla on geneettinen komponentti. Kyseisen komponentin merkitys vaihtelee. Häiriöt, joissa geeneillä on tärkeä rooli (geneettiset sairaudet), voidaan luokitella seuraavasti:

• Yhden geenin viat
• Kromosomaaliset häiriöt
• Monitekijäinen

Yhden geenin häiriö (jota kutsutaan myös Mendelin häiriöksi) johtuu yhden tietyn geenin virheestä. Yksittäiset geenivirheet ovat harvinaisia. Mutta koska tunnettuja yhden geenin häiriöitä on tuhansia, niiden yhteisvaikutus on merkittävä.

Yhden geenin häiriöille on ominaista se, miten ne siirtyvät perheisiin. Yhden geenin perinnössä on 6 perusmallia:

• Autosomaalinen hallitseva
• Autosomaalinen resessiivinen
• X-sidottu hallitseva
• X-sidottu resessiivinen
• Y-linkitetty perintö
• Äidin (mitokondrioiden) perintö

Geenin havaittua vaikutusta (häiriön ilmenemistä) kutsutaan fenotyypiksi.

Autosomaalisessa hallitsevassa perinnössä poikkeavuudet tai poikkeavuudet ilmenevät yleensä jokaisessa sukupolvessa. Aina kun sairastuneella vanhemmalla, joko miehellä tai naisella, on lapsi, tällä lapsella on 50% mahdollisuus periä tauti.

Ihmiset, joilla on yksi kopio resessiivisestä taudigeenistä, kutsutaan kantajiksi. Kantajilla ei yleensä ole taudin oireita. Mutta geeni voidaan usein löytää herkillä laboratoriotesteillä.

Autosomaalisessa resessiivisessä perinnössä sairastuneen henkilön vanhemmat eivät välttämättä näytä tautia (he ovat kantajia). Keskimäärin mahdollisuus, että kantaja-vanhemmilla voi olla lapsia, joille kehittyy tauti, on 25% jokaisen raskauden aikana. Mies- ja naislapset kärsivät yhtä todennäköisesti. Jotta lapsella olisi autosomaalisen resessiivisen häiriön oireita, lapsen on saatava epänormaali geeni molemmilta vanhemmilta. Koska suurin osa resessiivisistä häiriöistä on harvinaisia, lapsella on lisääntynyt riski sairastua uusiutuvaan tautiin, jos vanhemmat ovat sukulaisia. Läheiset henkilöt ovat todennäköisesti perineet saman harvinaisen geenin yhteiseltä esi-isältä.

X-sidoksissa resessiivisessä perinnössä taudin saamisen mahdollisuus on miehillä paljon suurempi kuin naisilla. Koska epänormaali geeni kulkeutuu X (naaras) kromosomissa, miehet eivät välitä sitä poikilleen (jotka saavat Y-kromosomin isiltä). Ne kuitenkin välittävät sen tyttärilleen. Naisilla yhden normaalin X-kromosomin läsnäolo peittää X-kromosomin vaikutukset epänormaalin geenin kanssa. Joten melkein kaikki sairastuneen miehen tyttäret näyttävät normaaleilta, mutta ne kaikki ovat epänormaalin geenin kantajia. Aina kun nämä tyttäret kantavat poikaa, on 50% mahdollisuus, että poika saa epänormaalin geenin.

X-kytketyssä hallitsevassa perinnössä epänormaali geeni esiintyy naisilla, vaikka läsnä olisi myös normaali X-kromosomi. Koska miehet välittävät Y-kromosomin poikilleen, kärsivät miehet eivät ole vaikuttaneet poikiin. Tämä vaikuttaa kuitenkin kaikkiin heidän tyttäriinsä. Tartunnan saaneiden naisten pojilla tai tyttärillä on 50% mahdollisuus sairauteen.

ESIMERKKEJÄ YHDEN GENEN HÄIRIÖISTÄ

Autosomaalinen resessiivinen:

• ADA-puutos (joskus kutsutaan "poika kupla-taudiksi")
• Alfa-1-antitrypsiinin (AAT) puute
• Kystinen fibroosi (CF)
• Fenyyliketonuria (PKU)
• Sirppisoluanemia

X-sidottu resessiivinen:

• Duchennen lihasdystrofia
• Hemofilia A

Autosomaalinen hallitseva:

• Perheellinen hyperkolesterolemia
• Marfanin oireyhtymä

X-sidottu hallitseva:

Vain harvat harvinaiset häiriöt ovat X-sidoksissa hallitsevia. Yksi näistä on hypofosfateemiset riisit, joita kutsutaan myös D-vitamiinia kestäviksi riisiksi.

KROMOSOMAALISET HÄIRIÖT

Kromosomaalisissa häiriöissä vika johtuu joko koko kromosomissa tai kromosomisegmentissä olevien geenien ylimäärästä tai puutteesta.

Kromosomaalisia häiriöitä ovat:

• 22q11.2-mikrodeletionoireyhtymä
• Downin oireyhtymä
• Klinefelterin oireyhtymä
• Turnerin oireyhtymä

MULTIFAKTORISET HÄIRIÖT

Monet yleisimmistä sairauksista johtuvat useiden ympäristössä olevien geenien ja tekijöiden yhteisvaikutuksista (esimerkiksi äidin sairaudet ja lääkkeet). Nämä sisältävät:

• Astma
• Syöpä
• Sepelvaltimotauti
• Diabetes
• Hypertensio
• Aivohalvaus

MITOKONDRAALISET DNA-KYTKENNEET HÄIRIÖT

Mitokondriot ovat pieniä rakenteita, joita löytyy suurimmasta osasta kehon soluja. Ne vastaavat energiantuotannosta solujen sisällä. Mitokondriot sisältävät oman yksityisen DNA: n.

Viime vuosina monien häiriöiden on osoitettu johtuvan mitokondrioiden DNA: n muutoksista (mutaatioista). Koska mitokondriot tulevat vain naarasmunasta, useimmat mitokondrioiden DNA: han liittyvät häiriöt siirtyvät äidiltä.

Mitokondrioiden DNA: han liittyvät häiriöt voivat ilmetä missä tahansa iässä. Heillä on laaja valikoima oireita ja merkkejä. Nämä häiriöt voivat aiheuttaa:

• Sokeus
• Kehityksellinen viive
• Ruoansulatuskanavan ongelmat
• Kuulon menetys
• Sydämen rytmihäiriöt
• Aineenvaihdunnan häiriöt
• Lyhyt kasvu

Joitakin muita häiriöitä kutsutaan myös mitokondrioiden häiriöiksi, mutta niihin ei liity mutaatioita mitokondrioiden DNA: ssa. Nämä häiriöt ovat useimmiten yksittäisen geenin vikoja. Ne seuraavat samaa perintömallia kuin muut yksittäisen geenin häiriöt. Useimmat ovat autosomaalisesti resessiivisiä.

Homotsygoottinen; Perintö; Heterotsygoottinen; Perintömallit; Perinnöllisyys ja taudit; Perinnöllinen; Geneettiset markkerit

• Genetiikka

Feero WG, Zazove P, Chen F.Kliininen genomiikka. Julkaisussa: Rakel RE, Rakel DP, toim. Perhelääketieteen oppikirja. 9. painos Philadelphia, PA: Elsevier; 2016: luku 43.

Korf BR. Genetiikan periaatteet. Julkaisussa: Goldman L, Schafer AI, toim. Goldman-Cecilin lääketiede. 26. painos Philadelphia, PA: Elsevier; 2020: luku 35.

Scott DA, Lee B.Geneettinen lähestymistapa lastenlääketieteessä. Julkaisussa: Kliegman RM, St.Geme JW, Blum NJ, Shah SS, Tasker RC, Wilson KM, toim. Nelsonin lastenlääketieteen oppikirja. 21. painos Philadelphia, PA: Elsevier; 2020: luku 95.