Zlé dedičstvo: Mali by sme sa báť genetických chorôb?

Často vysvetľujeme určité stavy genetikou.- zdravé zdravie "v otcovi", neznášanlivosť mlieka "ako u babičky", vynikajúci hlas a vypočutie "v pradedo". Mnohé choroby sú zároveň najjednoduchšie vysvetliť genetikou, ako keby sa zbavili zodpovednosti, pretože môžeme ovplyvniť náš vlastný spôsob života, ale nie gény. Irina Zhegulina, klinická genetička v Atlas Medical Center, nám povedala o tom, čo genetika skutočne ovplyvňuje (aspoň podľa preukázaných údajov) a aké mechanizmy v DNA odlišujú ľudí od seba.

Ako sú chromozómy

Náš organizmus je najkomplexnejšia konštrukcia pozostávajúca z tehál. V jadre každej bunky sa nachádza molekula DNA, pevne skrútená špirála - ak ju rozložíte, dostanete čiaru dlhú dva metre. Pre pohodlie ukladania informácií sú molekuly DNA kompaktne zabalené ako chromozómy - samostatné bloky - do 23 párov. Každý chromozóm v páre (s výnimkou chromozómu XY u samcov) nesie rovnaké genetické informácie. To zaisťuje integritu dát: ak sa niečo stalo v jednej kópii, môžete si vždy prečítať správne informácie z iného.

Samotná molekula DNA obsahuje gény, ktoré sú nekonečnými kombináciami štyroch nukleotidov - A, T, G a C. Sú pomenované podľa prvých písmen takzvaných dusíkatých báz, ktoré obsahujú - guanín, adenín, tymín, cytozín. Páry sú vždy tvorené určitým spôsobom: adenín - s tymínom, guanínom - s cytozínom. Je to práve táto párová organizácia molekuly, ktorá umožňuje jej skrútenie. Gén je „inštrukcia“, podľa ktorej sa v tele vytvárajú proteíny, ktoré vykonávajú rôzne funkcie - od vytvárania tkanív až po reguláciu jemného fungovania mozgu. Každý gén je sekvencia báz a gén môže pozostávať z niekoľkých stoviek "písmen", ako aj niekoľkých miliónov. Napríklad proteín, ktorý je potrebný pre "balenie" DNA do chromozómov, je kódovaný krátkym génom pozostávajúcim z 500 párov báz. Jeden z najdlhších génov v tele kóduje proteín dystrofínu (zúčastňuje sa na budovaní svalového tkaniva) a skladá sa z 2,6 milióna párov báz.

Celý ľudský genóm je 3,2 miliardy bázových párov. Nie všetky sú však gény. Gény tvoria len 2%. Zvyšných 98% je nekódujúca DNA, o funkcii ktorej sa vedci stále dohadujú. Podľa jednej verzie tieto oblasti regulujú prácu génov a na druhej strane sú takzvanou genetickou záťažou, ktorá sa s každou generáciou mierne zvyšuje.

Ako vznikajú mutácie

Niekedy dochádza k substitúciám v sekvencii báz, ktoré tvoria gén. Môžu byť porovnávané s pravopisnými slovami. V závislosti od toho, ako silne sa mení "význam" génového slova, rozlišujú sa polymorfizmy a mutácie. Mutácie sú zmeny, ktoré vedú k tomu, že telo produkuje proteín s výrazne zmenenou funkciou. Napríklad pri fenylketonúrii dochádza k mutácii v géne kódujúcom enzým, ktorý spracováva fenylalanín, aminokyselinu, ktorá sa nachádza takmer vo všetkých potravinách. Vzhľadom k "defektnému" enzýmu, telo nemôže absorbovať túto aminokyselinu - v dôsledku toho sa akumuluje a má toxický účinok na nervový systém.

Ak sa „význam“ génového slova zmení bezvýznamne, proteín vykonáva svoje funkcie s menšími variáciami. Napríklad rôzne kombinácie takýchto zmien - polymorfizmy - môžu určiť rôzne farby očí, vlasov a dokonca aj genetickú náchylnosť k častým ochoreniam, ako sú cukrovka a ochorenia srdca a ciev.

Mutácie sa môžu vyskytovať nielen v rámci génu, ale aj v celých chromozómoch. Potom sa nazývajú genómové alebo chromozomálne. Ide o významné preskupenia (napríklad zmena počtu chromozómov) a vedú k závažným ochoreniam. Napríklad pri Downovom syndróme človek nemá dva, ale tri dvadsať prvé chromozómy, a v Shereshevskom-Turnerovom syndróme chýba druhý X chromozóm. Mutácie môžu byť aj v "kastlingu" chromozómov - keď zmenia svoje miesto alebo sa spoja. Nositelia takýchto mutácií sú najčastejšie zdravé, ale riziko, že dieťa s ťažkým genetickým syndrómom sa výrazne zvýši.

Aké sú najčastejšie dedičné ochorenia?

Každý z nás od narodenia je nositeľom súboru génových mutácií. Keďže každý chromozóm má kópiu, mutácie sa spravidla nepoznajú a choroby sa nevyvíjajú. Ak sa však dva nosiče génov rovnakého ochorenia stanú párom, potom je riziko, že dieťa bude mať ochorenie 25%. Z tohto dôvodu sa verí, že príbuzenské manželstvá sú nebezpečné - ľudia s podobnou genetikou majú oveľa vyššie riziko náhody mutácií.

Každý človek je v priemere zdravým nositeľom až desiatich mutácií, ktoré sú spojené so zriedkavými genetickými ochoreniami - cystickou fibrózou, fenylketonúriou, Tay-Sachsovou chorobou a mnohými ďalšími. Najčastejšími dedičnými ochoreniami sú hemochromatóza (mutácia v géne HFE - až dva prípady na tisíc), cystická fibróza (mutácia v géne CFTR - až päť prípadov na tisíc), fenylketonúria (mutácia v géne PAH - až jeden prípad na tisíc), vrodená dysfunkcia kôra nadobličiek (mutácia v géne CYP21 - až jeden prípad na tisíc), vrodená hluchota (mutácia v géne GJB2 - až dva prípady na tisíc), vrodená slepota (mutácie v rôznych génoch - až jeden prípad na tisíc), Huntingtonova chorea (mutácia v HTT gén - až päť prípadov na tisíc), neurofibromatóza (mutácia Som v géne NF1 - až štyri prípady na tisíc), ochorenie polycystických obličiek (mutácia v géne PKD1 - až osem prípadov na tisíc). Takéto ochorenia sa nedajú úplne vyliečiť, ale s pomocou terapie môžu byť prejavy syndrómu viac-menej zmiernené, samozrejme v závislosti od jeho závažnosti. Keďže mnohí z týchto ochorení vážne komplikujú stav dieťaťa a jeho celý budúci život, vedci vyvinuli preventívne opatrenia.

Personalizovaná medicína sprístupnila skríningové genetické testy, ktoré vám umožnia skenovať DNA budúcich rodičov pre mutácie spojené s genetickými ochoreniami. Ak mutácie identifikované v páre nie sú spojené s tou istou chorobou, potom riziko pre dieťa bude minimálne, ale ak sa zistia rovnaké mutácie, riziko sa rovná 25% a považuje sa za vysoké. Genetik ponúka niekoľko možných preventívnych opatrení, aby dieťa nevedelo tieto mutácie a aby sa narodilo zdravé: mohlo by to byť IVF s vopred vybraným zdravým embryom pre túto mutáciu, prenatálna genetická diagnostika, keď sa vzorka embryonálnych buniek odoberie tehotnej žene alebo neonatálny skríning. okamžite po narodení.

Nie všetky mutácie pochádzajú od rodičov

Mutácie sa dajú získať v priebehu života - najčastejšie sa študujú v onkológii. Bunky nášho tela sa neustále delia a pri každej chybe divízie je to prirodzený proces. Je kompenzovaný špeciálnymi enzýmami, ktoré obnovujú DNA: „vymažú“ chyby a na ich miesto vložia správne prvky. Z viacerých dôvodov sa však môžu akumulovať chyby - a ak v kódujúcej časti genómu pretrváva aspoň jedna chyba, môže to ovplyvniť fungovanie proteínov vrátane enzýmov. V prípade rakoviny sa takéto mutácie vyskytujú v génoch, ktoré regulujú bunkové delenie - v dôsledku toho sa stáva nekontrolovaným. Najzraniteľnejšími sú v tomto ohľade tkanivá, kde sa bunky obzvlášť aktívne delia: črevný epitel, pľúca a orgány reprodukčného systému.

Môžu sa tiež získať genómové (chromozomálne) mutácie. Napríklad v bunkách kostnej drene môžu takéto mutácie viesť k fúzii génov, ktoré sa navzájom regulujú, čo narúša delenie buniek. Predpokladá sa, že hlavnými faktormi, ktoré môžu viesť k hromadeniu chýb, je účinok ionizujúceho žiarenia (röntgenové žiarenie) vo veľkých množstvách, účinok karcinogénov pri práci v nebezpečnej výrobe. Ovplyvňujú aj iné faktory, vrátane ekológie, ale v menšej miere.

Aká je úloha genetiky pri častých ochoreniach?

Najčastejšie ochorenia, vrátane aterosklerózy, dny, diabetu, obezity a zubného kazu, majú určitú genetickú zložku. Ale stále sú multifaktoriálne, čo je do značnej miery spôsobené okolnosťami, vrátane životného štýlu a výživy. Lekári akejkoľvek špecializácie sa pýtajú, či sa vyskytli prípady takýchto ochorení v rodine, aby zistili, či existuje zvýšené riziko, ale musíte pochopiť, že ten istý diabetes mellitus sa môže vyvinúť z dôvodov súvisiacich so stravovacími návykmi, aj keď ho príbuzní nemali. Naopak, znalosť ich rizík pomáha včas prijať životný štýl a predísť takýmto ochoreniam.

Existuje genetický faktor a alergie, ale nie všetky - v prvom rade je to astma, alergická rinitída, ekzém. Nedávno sa uskutočnila štúdia, ktorá spájala genetiku a vývoj takzvaného atopického pochodu - celej skupiny alergických ochorení, ktoré sa zvyčajne vyvíjajú od útleho detstva, prechádzajúc jeden do druhého alebo sa navzájom spájajú. Dnes je známych sedem miest v DNA, ktoré sú spoľahlivo spojené so zvýšeným rizikom včasného ekzému u detí a astmy spojenej s alergiou na kvet. Vo všeobecnosti, čo sa týka alergií, majú vážne a trvalé zmeny v zdraví, často progresívne, genetický základ. Ak vaša babička občas mala alergiu na lipové kvety a váš dedko - na citrusové plody, nie je to vôbec fakt, že sa vám to stane kvôli dedičnosti. Iná alergia sa často nazýva neznášanlivosť, tj neschopnosť tela správne spracovať rôzne látky. Intolerancia (najčastejšie laktóza, glutén, alkohol, kofeín) je skutočne spôsobená genetikou.

Ľudia majú tendenciu spájať sa s genetickými vecami, ktoré je ťažké vysvetliť alebo pochopiť. "Máte takú genetiku" - táto fráza sa dá počuť aj od niektorých lekárov. Podľa Iriny Zhegulina, mnoho z podmienok skutočne spojených s genetikou, napríklad vulgárna ichtyóza, ostáva bez pozornosti a bez náležitej liečby. Štáty, ktoré ľudia formulujú svojimi prejavmi, napríklad „často bolesť v krku“, „často bolesť hlavy - to je matka“ - skôr len spoločné príznaky. V prvom rade je potrebné nájsť ich dôvod na vymenovanie adekvátnej terapie, a nie zmieriť sa s imaginárnou dedičnosťou týchto častých stavov.

fotografie: vectorfusionart - stock.adobe.com (1, 2, 3)