Po rodzicach dziedziczymy nie tylko cechy zewnętrzne, takie jak kolor oczu, włosów, czy kształt nosa, ale także choroby lub predyspozycje do nich. Sposób w jaki się to odbywa, może być bardzo różny. Mamy bowiem dziedziczenie recesywne, dominujące, sprzężone z płcią oraz tzw. mitochondrialne. Na czym polega różnica?

Dominujący, recesywny…Co to właściwie znaczy?

Każda komórka somatyczna ciała wyposażona jest w zestaw 23 par homologicznych (takich samych) chromosomów. Jeden chromosom danej pary pochodzi od matki, a drugi od ojca. Na każdym z tych chromosomów położone są geny odpowiedzialne za różne cechy organizmu, np. kolor oczu, włosów czy kształt nosa, a także za rozwój chorób lub predyspozycje do nich. Jednym słowem w genach zapisana jest cała instrukcja, jak ma wyglądać i funkcjonować człowiek.

Gen determinujący tę samą cechę (np. kolor włosów) może mieć jednak różne wersje. Nazywamy je allelami. Możemy mieć np. allel determinujący ciemny kolor włosów albo kolor włosów blond. Każdy z alleli ma też inną siłę do ujawniania się. Te silniejsze nazywamy dominującymi, te słabsze recesywnymi. Gdy allel recesywny spotka się z dominującym, ten pierwszy zawsze przegrywa. W efekcie u człowieka ujawni się cecha determinowana przez allel dominujący, np. ciemny kolor włosów lub brązowe oczy. Gdy z kolei spotkają się ze sobą dwa allele dominujące, sprawa jest prosta, cecha, którą determinują ujawni się za każdym razem. Natomiast, aby cecha recesywna miała szansę się ujawnić, muszą się ze sobą spotkać dwa allele recesywne. Tak w dużym skrócie wyglądają zasady dziedziczenia cech. W analogiczny sposób dziedziczone są również choroby.

Choroby jednogenowe – to one najczęściej są dziedziczne!

Choroby jednogenowe to choroby spowodowane uszkodzeniem bardzo niewielkiego fragmentu materiału genetycznego. Pojedyncza nić DNA składa się z sekwencji nukleotydów, w której każdy ma swoje określone miejsce. Sekwencje te tworzą geny odpowiedzialne za budowę i funkcjonowanie białek. I niestety już zmiana jednego nukleotydu na inny lub jego brak sprawia, że treść zakodowanej informacji genetycznej także ulega zmianie. Białko kodowane przez dany gen traci swoją funkcję, co przekłada się na chorobę genetyczną. Mechanizmy dziedziczenia takiej choroby mogą być bardzo różne.

Dziedziczenie autosomalne recesywne

Choroba dziedziczona autosomalnie recesywnie jest efektem uszkodzenia obu kopii (alleli) genu. Oznacza to, że obydwoje rodzice chorego dziecka muszą być bezobjawowymi nosicielami uszkodzonej kopii, co więcej muszą mu tę kopie przekazać. Ryzyko ujawnienia się choroby u dziecka wynosi wówczas 25%, niezależnie, czy dziecko jest chłopcem czy dziewczynką. Nie ma też znaczenia liczba posiadanych już dzieci, ryzyko to wciąż jest takie samo. Do chorób dziedziczonych autosomalnie recesywnie możemy zaliczyć m.in.: fenyloketonurię, galaktozemię, mukowiscydozę, rdzeniowy zanik mięśni.

Dziedziczenie autosomalne dominujące

Choroba dziedziczona autosomalnie dominująco ujawnia się, gdy uszkodzona jest tylko jedna kopia danego genu. Każdy rodzic będący nosicielem mutacji genetycznej dziedziczonej w ten sposób ponosi 50% ryzyko, że jego dziecko będzie chore. Do chorób dziedziczonych autosomalnie dominująco możemy zaliczyć: rodzinną hipercholesterolemię, zespół Marfana, chorobę Huntingtona, nerwiakowłókniakowatość (neurofibromatozę) czy achondroplazję.

Dziedziczenie mitochondrialne

Dziedziczenie mitochondrialne to sposób dziedziczenia, w którym choroba przekazywana jest wyłącznie przez matkę. Kobieta ze zdiagnozowaną chorobą mitochondrialną przekazuje uszkodzony gen wszystkim swoim dzieciom bez względu na płeć. Dzieci chorego mężczyzny są z kolei zdrowe. Choroby dziedziczone według powyższego schematu to np.: Zespół szpikowo-trzustkowy Pearsona czy dziedziczna neuropatia nerwu wzrokowego Lebera.

Dziedziczenie sprzężone z płcią

Choroby dziedziczone w sposób sprzężony z płcią, to choroby, które rozwijają się na skutek uszkodzenia genów położonych na chromosomie X. Dziedziczenie to może być dominujące albo recesywne. W przypadku dziedziczenia recesywnego, aby choroba ujawniła się u kobiety, uszkodzenie musi dotyczyć genów położonych na obu chromosomach X (uszkodzenie genu tylko na jednym chromosomie X nie wywoła objawów choroby). W przypadku mężczyzn, wystarczy jedna kopia uszkodzonego genu, aby choroba dała o sobie znać. Istnieją również choroby sprzężone z płcią o dziedziczeniu dominującym, np. zespół Retta. Do innych schorzeń sprzężonych z chromosomem X należą m.in. hemofilia, dystrofia mięśniowa typu Duchenne’a czy daltonizm.

Nie wszystkie choroby genetyczne są dziedziczne

W przeciwieństwie do mutacji genowych mutacje chromosomowe powstają najczęściej zupełnie przypadkowo. Na którymś z etapów podziału komórkowego dochodzi do nierównomiernego rozejścia się chromosomów. W efekcie w niektórych komórkach ciała jest za mało lub przeciwnie – za dużo materiału genetycznego. Doskonałym przykładem choroby genetycznej powstałej w ten sposób jest zespół Downa. Polega on na obecności dodatkowego (trzeciego) chromosomu w 21 parze chromosomów. Zespół ten w prawie 98% przypadków nie jest dziedziczny. Oznacza to, że posiadanie już jednego dziecka z zespołem Downa nie wiąże się z większym ryzykiem urodzenia kolejnego dotkniętego tą samą chorobą.

Jak wygląda diagnostyka chorób genetycznych?

Lekarz, który na podstawie objawów (fenotypu) podejrzewa występowanie choroby genetycznej, powinien skierować pacjenta do poradni genetycznej. W niej przejdzie on konsultację z lekarzem genetykiem oraz otrzyma listę badań genetycznych do wykonania. Mogą to być badania molekularne albo cytogenetyczne.

Badania molekularne polegają na poszukiwaniu mutacji genetycznych na poziomie pojedynczych nukleotydów. Badanie cytogenetyczne z kolei na poszukiwaniu nieprawidłowości w liczbie lub strukturze chromosomów. W klasycznym badaniu cytogenetycznym chromosomy oglądane są pod mikroskopem. W ten sposób oznacza się tzw. kariotyp, czyli zestaw wszystkich chromosomów. Materiałem do badania cytogenetycznego są najczęściej limfocyty z pobranej wcześniej krwi obwodowej. W celu uwidocznienia struktury chromosomów barwi się je różnymi technikami. Jedną z metod badania, łączącą w sobie techniki molekularne i obserwację w mikroskopie fluorescencyjnym jest badanie FISH – Fluorescencyjna Hybrydyzacja In situ. Do bardziej zaawansowanych metod badania kariotypu należy bez wątpienia porównawcza hybrydyzację genomową do mikromacierzy (ang. array CGH, aCGH). Sięga się po nią w celu określania liczby kopii fragmentów DNA w genomie (CNV), czyli do wykrycia zmian w chromosomach będących poza zasięgiem klasycznej cytogenetyki.

Karyomapping – badanie dla rodziców korzystających z procedury in vitro

Karyomapping, inaczej kariomapowanie, to nowa technika diagnostyki genetycznej zarodków przed transferem. Dzięki niej pary będące nosicielami mutacji w pojedynczych genach, poddające się in vitro mogą uniknąć przekazania ich na dziecko. W tym celu oddają do badania niewielką ilość krwi obwodowej, z której następnie izolowany jest ich materiał genetyczny i porównywany z materiałem zarodka.

Analiza 129 genów dla par planujących ciążę

Dzięki badaniom genetycznym pary planujące ciążę mogą dowiedzieć się, jakie jest w ich przypadku ryzyko urodzenia dziecka z wadą. Panel PRECONCEPTION obejmuje analizę aż 129 genów odpowiedzialnych za najczęściej występujące choroby genetyczne, m.in. mukowiscydozę, fenyloketonurię, zanik mięśni czy chorobę Tay Sasch.

Wiedza na temat posiadania mutacji odpowiedzialnej za wystąpienie choroby daje rodzicom możliwość podjęcia świadomej decyzji odnośnie rodzicielstwa. Obciążona para nie zawsze musi rezygnować z planów o posiadaniu potomstwa. Genetyk może bowiem zaproponować diagnostykę prenatalną lub preimplantacyjną (przed in vitro).

Recesywne, dominujące, sprzężone z płcią – o dziedziczeniu chorób