Генетика

Генетика - це вивчення спадковості, процес передачі батьком певних генів своїм дітям. Зовнішній вигляд людини - зріст, колір волосся, колір шкіри та колір очей - визначається генами. Інші характеристики, на які впливає спадковість:

• Ймовірність захворіти певними захворюваннями
• Розумові здібності
• Природні таланти

Аномальна риса (аномалія), яка передається сім'ям (передається у спадок), може:

• Не впливають на ваше здоров’я чи самопочуття. Наприклад, ця ознака може просто спричинити білий наліт волосся або мочку вуха, яка довша за норму.
• Мають лише незначний ефект, наприклад, дальтонізм.
• Надайте великий вплив на вашу якість або тривалість життя.

Для більшості генетичних розладів рекомендується генетичне консультування. Багато пар також можуть захотіти звернутися до пренатальної діагностики, якщо одна з них має генетичне захворювання.

У людини є клітини з 46 хромосомами. Вони складаються з 2 хромосом, які визначають, якої статі вони (X і Y хромосоми), і 22 пар нестатевих (аутосомних) хромосом. Чоловіки - "46, XY", а жінки - "46, XX". Хромосоми складаються з ланцюгів генетичної інформації, званих ДНК. Кожна хромосома містить ділянки ДНК, які називаються генами. Гени несуть інформацію, необхідну вашому організму для утворення певних білків.

Кожна пара аутосомних хромосом містить одну хромосому від матері та одну від батька. Кожна хромосома в парі несе в основному однакову інформацію; тобто кожна пара хромосом має однакові гени. Іноді існують незначні варіації цих генів. Ці варіації трапляються менш ніж у 1% послідовності ДНК. Гени, що мають ці варіації, називаються алелями.

Деякі з цих варіацій можуть призвести до гена, який є ненормальним. Аномальний ген може призвести до аномального білка або аномальної кількості нормального білка. У парі аутосомних хромосом є дві копії кожного гена, по одній від кожного з батьків. Якщо один із цих генів ненормальний, інший може виробляти достатню кількість білка, щоб не розвиватись жодне захворювання. Коли це трапляється, аномальний ген називається рецесивним. Кажуть, що рецесивні гени успадковуються або за аутосомно-рецесивним, або за Х-зчепленим зразком. Якщо присутні дві копії аномального гена, може розвинутися захворювання.

Однак якщо для виникнення захворювання потрібен лише один аномальний ген, це призводить до домінантного спадкового розладу. У випадку домінантного розладу, якщо один ненормальний ген успадковується від матері або батька, дитина, швидше за все, проявить захворювання.

Людину з одним аномальним геном називають гетерозиготним за цим геном. Якщо дитина отримує аномальний ген рецесивної хвороби від обох батьків, дитина покаже хворобу і буде гомозиготною (або складеною гетерозиготною) для цього гена.

ГЕНЕТИЧНІ ПОРУШЕННЯ

Майже всі хвороби мають генетичний компонент. Однак важливість цього компонента різниться. Порушення, в яких гени відіграють важливу роль (генетичні захворювання), можна класифікувати як:

• Одногенні дефекти
• Хромосомні розлади
• Багатофакторний

Одногенний розлад (також званий розлад Менделя) викликаний дефектом одного конкретного гена. Поодинокі дефекти гена зустрічаються рідко. Але оскільки існує багато тисяч відомих розладів окремих генів, їх сукупний вплив є значним.

Одногенні розлади характеризуються тим, як вони передаються в сім’ях. Існує 6 основних моделей успадкування одного гена:

• Аутосомно-домінантна
• Автосомно-рецесивний
• Х-пов'язана домінанта
• Х-пов'язаний рецесивний
• Спадщина, пов'язана з Y.
• Спадщина матері (мітохондрій)

Спостережуваний ефект гена (поява розладу) називається фенотипом.

При аутосомно-домінантному спадкуванні аномалії або аномалії зазвичай проявляються у кожного покоління. Кожного разу, коли постраждалий батько, чоловік чи жінка, народжує дитину, ця дитина має 50% шансів успадкувати хворобу.

Людей з однією копією гена рецесивної хвороби називають носіями. Зазвичай переносники не мають симптомів захворювання. Але ген часто можна знайти за допомогою чутливих лабораторних досліджень.

При аутосомно-рецесивному успадкуванні батьки ураженої особи можуть не виявляти захворювання (вони є носіями). У середньому шанс, що батьки-носії можуть мати дітей, у яких розвивається захворювання, становить 25% з кожною вагітністю. Діти чоловічої та жіночої статі однаково ймовірно постраждають. Щоб у дитини були симптоми аутосомно-рецесивного розладу, дитина повинна отримати аномальний ген від обох батьків. Оскільки більшість рецесивних розладів зустрічаються рідко, у дитини підвищений ризик розвитку рецесивного захворювання, якщо батьки пов’язані з родичем. Пов’язані особи, швидше за все, успадкували той самий рідкісний ген від спільного предка.

При рецесивному спадкуванні, пов’язаному з Х, шанс захворіти набагато більший у чоловіків, ніж у жінок. Оскільки аномальний ген переноситься по Х (жіночій) хромосомі, чоловіки не передають його своїм синам (які отримають Y-хромосому від своїх батьків). Однак вони передають це своїм дочкам. У жінок наявність однієї нормальної Х-хромосоми маскує вплив Х-хромосоми на аномальний ген. Отже, майже всі дочки ураженої людини здаються нормальними, але всі вони є носіями аномального гена. Кожного разу, коли ці доньки виношують сина, існує 50% шансів, що син отримає аномальний ген.

При Х-зчепленому домінантному успадкуванні аномальний ген з’являється у самок, навіть якщо присутня також нормальна Х-хромосома. Оскільки самці передають Y-хромосому своїм синам, уражені чоловіки не впливатимуть на синів. Однак це постраждає від усіх їх дочок. Сини або дочки постраждалих самок матимуть 50% шансів захворіти на цю хворобу.

ПРИКЛАДИ ОДНОГО ГЕНОВИХ ПОРУШЕНЬ

Автосомно-рецесивний:

• Дефіцит ADA (іноді його називають хворобою "хлопчика в бульбашці")
• Дефіцит альфа-1-антитрипсину (ААТ)
• Муковісцидоз (МВ)
• Фенілкетонурія (ФКУ)
• Серповидноклітинна анемія

Х-пов'язаний рецесивний:

• М'язова дистрофія Дюшенна
• Гемофілія А

Аутосомно-домінантна:

• Сімейна гіперхолестеринемія
• Синдром Марфана

Х-пов'язана домінанта:

Лише деякі, рідкісні, порушення є Х-зчепленими домінантами. Одним з них є гіпофосфатемічний рахіт, який також називають стійким до вітаміну D рахітом.

ХРОМОСОМАЛЬНІ ПОРУШЕННЯ

При хромосомних розладах дефект обумовлений або надлишком, або відсутністю генів, що містяться у цілій хромосомі або сегменті хромосоми.

Хромосомні розлади включають:

• 22q11.2 синдром мікроделеції
• Синдром Дауна
• Синдром Клайнфельтера
• Синдром Тернера

МНОГОФАКТОРІАЛЬНІ ПОРУШЕННЯ

Багато найпоширеніших захворювань спричинені взаємодією декількох генів та факторів у навколишньому середовищі (наприклад, хвороби матері та ліки). До них належать:

• Астма
• Рак
• Ішемічна хвороба серця
• Діабет
• Гіпертонія
• Інсульт

МІТОХОНДРІАЛЬНІ ДНК-ЗВ'ЯЗАНІ РОЗЛАДИ

Мітохондрії - це невеликі структури, знайдені в більшості клітин організму. Вони відповідають за виробництво енергії всередині клітин. Мітохондрії містять власну приватну ДНК.

В останні роки було показано, що багато розладів є наслідком змін (мутацій) мітохондріальної ДНК. Оскільки мітохондрії походять лише від жіночої яйцеклітини, більшість порушень мітохондріальної ДНК передаються від матері.

Порушення мітохондріальної ДНК можуть з’являтися в будь-якому віці. Вони мають найрізноманітніші симптоми та ознаки. Ці розлади можуть спричинити:

• Сліпота
• Затримка розвитку
• Шлунково-кишкові проблеми
• Втрата слуху
• Проблеми з серцевим ритмом
• Порушення обміну речовин
• Невисокий зріст

Деякі інші розлади також відомі як мітохондріальні розлади, але вони не включають мутації мітохондріальної ДНК. Ці порушення найчастіше є дефектами одного гена. Вони дотримуються тієї ж схеми успадкування, що й інші одиничні генні розлади. Більшість з них є аутосомно-рецесивними.

Гомозиготний; Спадщина; Гетерозиготний; Схеми успадкування; Спадковість і хвороби; Спадковий; Генетичні маркери

• Генетика

Feero WG, Zazove P, Chen F. Клінічна геноміка. В: Rakel RE, Rakel DP, eds. Підручник сімейної медицини. 9-е видання Філадельфія, Пенсільванія: Elsevier; 2016: глава 43.

Корф BR. Принципи генетики. В: Goldman L, Schafer AI, eds. Медицина Гольдмана-Сесіла. 26-е видання Філадельфія, Пенсільванія: Elsevier; 2020: глава 35.

Скотт Д.А., Лі Б. Генетичний підхід у дитячій медицині. У: Kliegman RM, St.Geme JW, Blum NJ, Shah SS, Tasker RC, Wilson KM, eds. Нельсон Підручник з педіатрії. 21-е видання Філадельфія, Пенсільванія: Elsevier; 2020: глава 95.