Czym tak naprawdę są choroby genetyczne?

Sza­cu­je się, że w samej tylko Polsce na różnego rodza­ju choro­by gene­ty­czne może cier­pieć nawet od 1 do 2,5 mil­iona osób. Choć naukow­cy mają coraz więk­szą wiedzę na tem­at schorzeń o podłożu gene­ty­cznym, to jed­nak przy­czyny roz­wo­ju wielu z nich w dal­szym ciągu pozosta­ją dla nas wielką tajem­nicą. Fak­tem jest, że choro­by te pow­sta­ją w wyniku mutacji wybranego genu lub też całej grupy genów, która nierzad­ko prowadzi do poważnych niepraw­idłowoś­ci w funkcjonowa­niu orga­niz­mu. Jak pow­sta­je choro­ba gene­ty­cz­na? Jak może­my ją dziedz­iczyć?  Czy jesteśmy w stanie skutecznie radz­ić sobie z tego typu schorzeniami?

Choroby genetyczne potrafią wywołać bardzo różnorodne objawy

Wszys­tko zależy bowiem od miejs­ca uszkodzenia DNA oraz tego, w jakim genie doszło do pow­sta­nia mutacji. Częs­totli­wość wys­tępowa­nia poszczegól­nych chorób gene­ty­cznych również bywa bard­zo zróżni­cow­ana. Ist­nieją takie zaburzenia, które wys­tępu­ją sto­sunkowo częs­to oraz takie, na które cier­pi zaled­wie garst­ka ludzi na całym świecie.

Kilka słów o chromosomach

U człowieka, jak i wszys­t­kich orga­nizmów eukar­i­o­ty­cznych, DNA zlokali­zowane jest w jądrach komórkowych. Cząstecz­ki mate­ri­ału gene­ty­cznego są bard­zo długie — po rozwinię­ciu poje­dyncza nić ludzkiego DNA może osiągnąć nawet 2 metry! Aby mogło się ono pomieś­cić w takiej komórce potrze­bu­je zatem odpowied­niej orga­ni­za­cji. Między inny­mi właśnie dlat­ego mate­ri­ał gene­ty­czny sku­pi­ony jest cias­no w specy­ficzne twory, które nazy­wamy chro­mo­so­ma­mi. Ilość chro­mo­somów będzie cechą charak­terysty­czną dla każdego gatunku. Człowiek posi­a­da łącznie 46 chro­mo­somów, przy czym połowę z nich dziedz­iczy po matce, nato­mi­ast połowę po ojcu.

Wśród nich wyróżnić moż­na 22 pary — kole­jno pon­u­merowanych – auto­somów oraz po jed­nej parze chro­mo­somów płciowych.W zależnoś­ci od płci, u zdrowego człowieka wys­tępu­ją one w „due­cie” oznac­zonym lit­era­mi XX (u kobi­et) lub XY (u mężczyzn). Chro­mo­somy różnią się od siebie pod wzglę­dem wielkoś­ci, dłu­goś­ci ramion, licz­by zna­j­du­ją­cych się w nich genów czy wresz­cie chorób gene­ty­cznych pow­sta­ją­cych na skutek mutacji w ich obrębie.

Jak powstaje choroba genetyczna — rodzaje mutacji w DNA

Zmi­any w mate­ri­ale gene­ty­cznym mogą obe­j­mować zarówno jeden gen, jak i cały chro­mo­som. Do mutacji genowych zal­icza się np. delec­je, czyli zjawisko pole­ga­jące na utra­cie pary (bądź kilku par) nuk­leo­ty­dów w DNA. Chorobą gene­ty­czną  pow­stałą w taki sposób będzie np. zespół kociego krzyku, wywołany brakiem krótkiego ramienia chro­mo­so­mu 5. Kole­jnym rodza­jem mutacji są mutac­je chro­mo­so­mowe (aber­rac­je chro­mo­so­mowe). Zmi­any te mogą doty­czyć chro­mo­somów auto­so­ma­l­nych, jak i płciowych. Wyróż­nia się wiele rodza­jów aber­racji chro­mo­so­mowych, wszys­tkie one pole­ga­ją jed­nak na zmi­an­ie ich struk­tu­ry bądź licz­by. Może bowiem dość np. do zaniku (delecji) jed­nego z chro­mo­somów, jego inwer­sji czyli obróce­niu się odcin­ka chro­mo­so­mu o 180° lub też jego dup­likacji czyli pod­wo­je­niu. Taką anom­al­ię stanowi cho­ci­aż­by tri­so­mia, której charak­terysty­czną cechą jest obec­ność jeszcze jed­nego dodatkowego chro­mo­so­mu (np. tri­so­mia 21, 13, 18). Równie poważne zaburzenia może powodować niewłaś­ci­wa licz­ba chro­mo­somów płciowych. Przykład­owo, brak jed­nego chro­mo­so­mu X u kobi­et, przy­czy­nia się do pow­sta­nia choro­by gene­ty­cznej znanej jako zespół Turn­era. Z kolei mężczyz­na wyposażony w przy­na­jm­niej jeden dodatkowy chro­mo­som X będzie już cier­pi­ał na zespół Kline­fel­tera.

Choroba genetyczna — w jaki sposób jest przekazywana?

Choro­by gene­ty­czne, podob­nie jak cechy wyglą­du, mogą być przekazy­wane przez rodz­iców następ­nym pokole­niom, mówi się wtedy, że są to choro­by dziedz­iczne. Nosi­cielst­wo uszkod­zonego genu przez matkę lub ojca nie musi jed­nak od razu oznaczać, że dziecko urodzi się chore. Na to czy u danej oso­by wys­tąpi choro­ba gene­ty­cz­na duży wpływ ma również płeć. Ist­nieją bowiem choro­by dziedz­iczne, na które częś­ciej zapada­ją dziew­czyn­ki, ale i takie, które będą wys­tępowały wyłącznie u chłopców. W gene­tyce bard­zo częs­to mówi się, ze jakaś choro­ba dziedz­icz­na przekazy­wana jest auto­so­ma­l­nie domin­u­ją­co lub auto­so­ma­l­nie recesy­wnie. Co to właś­ci­wie oznacza?

• Dziedz­icze­nie auto­so­ma­lne domin­u­jące – to typ dziedz­iczenia, który nie jest sprzężony z płcią, a choro­ba ujaw­nia się nawet wtedy, gdy u chorego pojaw­ia się wyłącznie jeden wari­ant (allel) uszkod­zonego genu. Choroba­mi dziedz­ic­zony­mi w ten właśnie sposób jest np. zespół Hunt­ing­tona czy zespół Reck­lin­hause­na (ner­wiakowłók­ni­akowa­tość).
• Dziedz­icze­nie auto­so­ma­lne recesy­wne – to typ dziedz­iczenia, który nie jest sprzężony z płcią, a choro­ba wys­tępu­je u tych osób, które odziedz­iczyły dwa wari­anty (allele) zmu­towanego genu. Przykłada­mi chorób dziedz­ic­zonych w ten sposób może być np. albinizm czy ane­mia sierpowata.

Choroby genetyczne a płeć

Mówiąc o chorobach gene­ty­cznych należy również wspom­nieć o tych, których pojaw­ie­nie się będzie sprzężone z płcią. Mamy z nimi do czynienia wtedy, gdy uszkodze­niu uleg­nie allel genu zlokali­zowanego na chro­mo­somie X. Choro­by te mogą być również dziedz­ic­zone w sposób recesy­wny lub domin­u­ją­cy. Do zaburzeń mają­cych ścisły związek z płcią zal­icza się np. dys­trofię mięśniową Duchenne’a, zespół łam­li­wego chro­mo­so­mu X czy hemofil­ię.

Jak diagnozuje się choroby genetyczne

Dzię­ki osiąg­nię­ciom jakie dokon­ały się na przestrzeni ostat­nich kilku­nas­tu lat w dziedzinie gene­ty­ki i biotech­nologii jesteśmy dziś w stanie rozpoz­nać wiele chorób o podłożu gene­ty­cznym. Służą do tego m. in. bada­nia cyto­gene­ty­czne, pole­ga­jące na anal­izie kar­i­o­ty­pu, czyli zestawu wszys­t­kich chro­mo­somów danego osob­ni­ka. Co więcej część chorób gene­ty­cznych może­my obec­nie wykry­wać już na etapie pre­na­tal­nym, a to wszys­tko dzię­ki dostęp­noś­ci diag­nos­ty­cznych oraz prze­siewowych testów prenatalnych.

Autor: Natalia Jeziors­ka — redak­tor medyczny
Zdję­cie: Designed by Freepik