Choroby genetyczne

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Choroby genetyczne (gr. genetes = rodzic, zrodzony) – grupa chorób wywołana mutacjami w obrębie genu lub genów, mających znaczenie dla prawidłowej budowy i czynności organizmu.

Ze względu na rodzaje mutacji wyróżnia się choroby genetyczne niedziedziczące się, które powstają wskutek mutacji DNA tylko w komórkach somatycznych, oraz choroby genetyczne dziedziczące się, wywołane mutacjami istniejącymi we wszystkich komórkach ciała, również w komórkach prapłciowych, odpowiedzialnych za wytwarzanie komórek jajowych i plemników. Od rozległości zmian w materiale genetycznym zależy, czy ma się do czynienia z chorobami spowodowanymi przez aberracje chromosomowe, czy z chorobami, których przyczyną są mutacje punktowe (jendnogenowe).

Aberracje chromosomowe autosomalne[edytuj | edytuj kod]

Często spotykanymi aberracjami chromosomowymi są trisomie polegające na występowaniu w komórce trzech chromosomów homologicznych zamiast dwóch. Mogą one powstać w wyniku nieprawidłowej segregacji chromosomów w czasie podziału mejotycznego, prowadzącego do powstania gamet (prezygotycznie), lub po zapłodnieniu, a także wskutek nieprawidłowego rozdziału chromosomów podczas mitotycznych podziałów bruzdkowania (postzygotycznie). Aberracje chromosomów mogą wystąpić również jako skutek działania promieniowania jonizującego – aberracje popromienne chromosomów.

Aberracje liczbowe[edytuj | edytuj kod]

U człowieka często spotykane są trisomie trzech z 22 autosomów – 13. (zespół Pataua), 18. (zespół Edwardsa) i 21. (zespół Downa) oraz zaburzenia w liczbie chromosomów płci (w tym trisomia chromosomu X). Innego typu trisomii praktycznie nie obserwuje się, gdyż powodują zbyt głębokie nienormalności, co w efekcie staje się przyczyną obumierania płodu we wczesnych etapach rozwoju zarodkowego. Wyróżniamy następujące podstawowe aberracje liczbowe chromosomów autosomalnych:

Trisomia chromosomu 21[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Zespół Downa.

Trisomia chromosomu 21. jest przyczyną wystąpienia tzw. zespołu Downa, dawniej zwanego pospolicie mongolizmem. Osoby z tą wadą mają mongoidalne rysy twarzy, niski wzrost, szczególny układ bruzd na dłoniach, niezborność ruchów i niedorozwój umysłowy, a przy tym pogodne usposobienie. Zespół Downa wykrywa się metodami diagnostyki prenatalnej. Zaobserwowano, że starsze kobiety w większym stopniu są narażone na ryzyko urodzenia dziecka z tą wadą niż kobiety młodsze. U matek, które nie przekroczyły 28. roku życia, z zespołem Downa rodzi się jedno dziecko na tysiąc, u matek czterdziestoletnich częstotliwość ta wynosi jeden do stu, a u starszych nawet jeden do pięćdziesięciu.

Zespół Pataua[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Zespół Pataua.

Trisomia 13. pary chromosomów. Przykładowe skutki: niedorozwój umysłowy, niezrośnięty otwór międzyprzedsionkowy w sercu, wnętrostwo, szczelina w tęczówce, rozszczep wargi (tzw. zajęcze usta). Ok. 0,02% dzieci rodzi się z tą chorobą. Takie dzieci najczęściej umierają w pierwszym roku życia, jedynie kilka procent dożywa 3 lat – spowodowane jest to wewnętrznymi wadami wrodzonymi.

Zespół Edwardsa[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: zespół Edwardsa.

Trisomia 18. pary chromosomów. Powoduje niedorozwój umysłowy. Prowadzi do śmierci we wczesnym dzieciństwie z powodu poważnych nieprawidłowości w budowie wewnętrznej (m.in. niezrośnięty otwór międzyprzedsionkowy). Rozszczep wargi i podniebienia. Poważne wady nerek i serca[1].

Aberracje strukturalne[edytuj | edytuj kod]

Poza mutacjami liczbowymi chromosomów ciężkie choroby genetyczne wywołują również aberracje strukturalne. Polegają one na nieprawidłowej budowie chromosomu. Największe prawdopodobieństwo ich wystąpienia istnieje w okresie podziału komórki, gdy chromosomy potomne przechodzą do nowo powstających komórek. Najczęściej spotykane choroby związane z aberracjami strukturalnymi, które zostaną poniżej krótko omówione, powstają przeważnie w wyniku przerwania ciągłości chromosomu, a więc odłamania się jego odcinka. Taki odłamany odcinek może połączyć się ponownie z tym samym lub innym chromosomem, co powoduje powstanie inwersji, translokacji, duplikacji lub deficjencji (w wielu źródłach delecji), gdy utracona zostaje część chromosomu (np. ramię)[2]. Wybrane choroby związane z uszkodzeniami chromosomów:

Zespół orofaciodigitalny[edytuj | edytuj kod]

Translokacja części chromosomu 6 do 1. Objawia się m.in. wadą górnej wargi, podniebienia i jamy ustnej oraz grubymi palcami o krótkich paznokciach[3].

Zespół kociego krzyku[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: zespół kociego krzyku.

[franc. cri du chat] – wywołany delecją krótkiego ramienia chromosomu 5. Objawy: niepełnosprawność intelektualna (od lekkiej do głębokiej), jasna karnacja, płaczliwość, po porodzie specyficzny płacz dziecka przypominający miauczenie kota.

Zespół Wolfa-Hirschhorna[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Zespół Wolfa-Hirschhorna.

wywołany częściową delecją krótkiego ramienia chromosomu 4. Objawia się szczególnym wyglądem twarzy, nierozwojem żuchwy, zahamowaniem wzrostu, zaburzeniami rozwoju umysłowego oraz wrodzonymi wadami serca.

Zespoły Angelmana oraz Pradera–Williego[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: zespół Angelmana.
 Osobny artykuł: zespół Pradera-Williego.

wywołane mikrodelecją w chromosomie 15 jako konsekwencja zaburzeń imprintingu[4].

Zespół Di George'a[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Zespół Di George'a.

wywołany mikrodelecją krótkiego ramienia chromosomu 22.

Chromosom "Filadelfia"[edytuj | edytuj kod]

– anomalia chromosomowa spowodowana delecją jednego ramienia chromosomu 21. Do objawów klinicznych należy przewlekła białaczka granulocytarna[3].

Zespół Williamsa[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Zespół Williamsa.

wywołany delecją materiału genetycznego z regionu q11.23 chromosomu 7. Usunięty region obejmuje więcej niż 25 genów.[5] Szczególną cechą wyglądu osób dotkniętych syndromem Williamsa jest charakterystyczna dysmorfia twarzy – tzw. "twarz elfa". Osoby dotknięte zespołem Williamsa mogą mieć intelekt mieszczący się w szerokich granicach IQ od 20 do 106. Ludzie dotknięci zespołem Williamsa charakteryzują się tzw. "mową koktajlową"[6] – zdolności językowe są najczęściej obniżone w zakresie semantyki, morfologii, fonologii, ale nie słownictwa[7]. Jest to łatwo zauważalne dla otoczenia, z powodu bogatego słownictwa używanemu przez dzieci dotkniętych tym zespołem. Prawdopodobnie wynika to z połączenia dobrej pamięci słuchowej i trudności z przetwarzaniem języka, co prowadzi do zapamiętywania języka w postaci gotowych zwrotów[8].

Zaburzenia w liczbie chromosomów płci[edytuj | edytuj kod]

Wśród chorób genetycznych częste są również zaburzenia w liczbie chromosomów płci. Niektóre z nich, np. dodatkowy chromosom Y u mężczyzn (XYY), trisomia chromosomu X u kobiet (XXX), rzadko powodują istotniejsze nienormalności: kobiety (jedna na 1000) mają uwydatnione cechy płciowe i niską inteligencję, natomiast mężczyźni (również 1 na 1000) charakteryzują się wysokim wzrostem oraz bywają nadpobudliwi i infantylni. Badania przeprowadzone w więzieniach wykazały, że 1 na 50 skazanych mężczyzn posiada dodatkowy chromosom Y[potrzebne źródło].

Zespół Turnera[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Zespół Turnera.

Jedną z przyczyn chorób genetycznych jest monosomia, aberracja chromosomowa polegająca na występowaniu jednego chromosomu X, zw. zespołem Turnera (dysgenazja gonadialna[3]). U człowieka występuje 5% zygot, ale tylko jedna na 40 rozwija się dalej. Zespół Turnera dotyka 1 na 3000 kobiet – występuje częściej, gdy matka jest w młodszym wieku. Osoby z tą chorobą posiadają na ciele liczne znamiona barwnikowe. Charakteryzują się również niższym wzrostem, szerokim karkiem i niedorozwojem drugorzędowych cech płciowych (niewykształcone piersi, brak owłosienia łonowego); są bezpłodne.

Zespół Klinefeltera[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Zespół Klinefeltera.

Inną aberracją chromosomową jest występowanie u mężczyzn dodatkowego chromosomu X (XXY); nie leczona powoduje występowanie tzw. zespołu Klinefeltera, który charakteryzuje nienormalne wydłużenie członów, brak lub ograniczony rozwój drugorzędowych cech płciowych oraz niepłodność spowodowana brakiem spermatogenezy. Występuje on w przybliżeniu u jednego mężczyzny na 1000.

Trisomia chromosomu X[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Trisomia chromosomu X.

Kolejną nondysjunkcją chromosomów płci jest występowanie u kobiet dodatkowego chromosomu X(XXX). Budowa fizyczna zasadniczo bez zmian, jednak jest obniżona płodność. Uczeni nie są zgodni co do zdolności umysłowych. Pojawia się w przybliżeniu u jednej kobiety na 1000.

Zespół Swyera[edytuj | edytuj kod]

To choroba genetyczna występująca u kobiet. Kobiety z tą chorobą mają kariotyp typowy dla mężczyzny (XY), jednak część chromosomu Y kluczowa dla rozwoju płci została utracona lub jest nieczynna wskutek mutacji. Do objawów klinicznych zalicza się bezpłodność: gonady obecne w jamie brzusznej nie funkcjonują. Drugorzędowe żeńskie cechy płciowe nie rozwijają się z powodu braku hormonów (estrogenów). Inteligencja niezaburzona[1].

Mutacje punktowe[edytuj | edytuj kod]

Hemofilia[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Hemofilia.

Jest to choroba recesywna jednogenowa sprzężona z płcią powodująca poważne zaburzenia krzepliwości krwi, zwana też krwawiączką albo chorobą królów. Wadliwy gen znajduje się na chromosomie X, dlatego też u mężczyzn nie ma możliwości zdominowania go przez gen z homologicznego chromosomu (mają genotyp XY). Z tego powodu wystarczy, by jedno z rodziców przekazało ten gen dziecku, aby zachorował mężczyzna, lecz w przypadku kobiet oboje rodzice muszą posiadać wadliwy gen.

Daltonizm[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Daltonizm.

Podobnie jak hemofilia jest to choroba recesywna sprzężona z płcią, co oznacza, że allel warunkujący zapadanie na tą chorobę nie ujawnia się, jeśli obok niego występuje allel dominujący odpowiadający za prawidłowe widzenie barw (inna nazwa tej choroby to ślepota barw i zdradza częściowo jej objawy). W związku z tym, że wadliwy gen znajduje się jedynie na chromosomie X, u mężczyzn wystarczy odziedziczenie go po matce, by ujawnił się pełen zespół objawów, nawet jeśli ojciec jest zdrowy. To powoduje, że mężczyźni zapadają na tą chorobę znacznie częściej niż kobiety, które w tym wypadku muszą być homozygotą recesywną żeby być daltonistkami (znacznie mniejsze prawdopodobieństwo). Do głównych skutków mutacji jednogenowej należy brak lub zmniejszona ilość barwników wzrokowych (np. jodopsyny) odpowiedzialnych za rozróżnianie barw. Objawy kliniczne to najczęściej niezdolność do odróżniania barwy zielonej lub czerwonej lub obu. Występuje w różnym nasileniu.

Mukowiscydoza[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Mukowiscydoza.

Jedną z częściej występujących chorób genetycznych jest mukowiscydoza wywołana przez recesywne allele położonego na 7. chromosomie genu kodującego białko, które jest niezbędne do zajścia procesu regulacji transportu jonów chlorkowych przez błony cytoplazmatyczne. Brak syntezy tego białka powoduje niewydolność układu oddechowego, polegająca na wytwarzaniu dużych ilości śluzu o dużej lepkości, co sprzyja powstawaniu infekcji. Towarzyszy mu również niewydolność wątroby (u ok. 85% pacjentów). Częstotliwość występowania mukowiscydozy wynosi 1 do 2 tys., a częstość heterozygot (nosicieli) w populacji ocenia się na ok. 1 do 22 nosicieli.

Dystrofia mięśniowa[edytuj | edytuj kod]

Mutacje w pojedynczym genie zlokalizowanym na chromosomie X są przyczyną dystrofii mięśniowych typu Duchenna (DMD) i Beckera (BMD). Szacuje się, że DMD występuje u 1 na 3500 chłopców, ujawniając się w 2-3 roku życia postępującym zanikiem mięśni. BMD ma przebieg łagodniejszy.

Anemia sierpowata[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Anemia sierpowata.

Anemia sierpowata to rodzaj wrodzonej anemii (niedokrwistości) polegającej na wadzie budowy hemoglobiny. Mutacja punktowa w genie β-globiny powoduje zmianę pojedynczego aminokwasu w sekwencji białka (z kwasu glutaminowego na walinę). Hemoglobinę z taką mutacją określa się jako hemoglobinę S (HbS) w przeciwieństwie do normalnej hemoglobiny A (HbA) u dorosłych. Choroba dziedziczy się w sposób autosomalny (nie jest sprzężona z płcią) i częściowo recesywny – nosiciele tylko jednej kopii wadliwego genu (heterozygoty) zwykle nie mają objawów klinicznych, choć ich erytrocyty zawierają ok. 40% HbS. Heterozygoty są również w dużym stopniu odporne na malarię. Zjawisko takie nazywa się przewagą heterozygot lub naddominacją. Naddominacja powoduje, że na terenach występowania malarii mutacja powodująca anemię sierpowatą utrzymuje się w populacji.

Zespół Retta[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: zespół Retta.

Mutacja genu MECP2 na chromosomie X, dziedziczona jako cecha dominująca, w większości przypadków letalna dla mężczyzn. Objawia się zaburzeniami rozwoju psychoruchowego i wadami somatycznymi (m.in. skoliozą).

Alkaptonuria[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Alkaptonuria.

Rzadka, genetycznie uwarunkowana choroba polegająca na enzymatycznym defekcie metabolicznym w szlaku przemian aminokwasów aromatycznych: tyrozyny i fenyloalaniny. Alkaptonuria jest dziedziczona w sposób autosomalny recesywny i charakteryzuje się wydalaniem z moczem dużych ilości kwasu homogentyzynowego (ciemniejącego na powietrzu), niebieskawo-czarnym zabarwieniem tkanki łącznej, (ochronoza) oraz zmianami zwyrodnieniowymi stawów i kręgosłupa.

Fenyloketonuria[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Fenyloketonuria.

Skutkiem mutacji jest niedobór lub brak enzymu hydroksylazy fenyloalaninowej w wątrobie (łac. hepar), co uniemożliwia przekształcenie fenyloalaniny w tyrozynę. Objawy kliniczne to: nieprawidłowy rozwój umysłowy dziecka niedowłady, drgawki, niedobór melaniny (powstającej z tyrozyny) – jasny kolor skóry, włosów, oczu, ,,mysi zapach potu i moczu, uszkodzenie układu nerwowego[9].

Galaktozemia[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Galaktozemia.

W wyniku mutacji powstaje defekt enzymu przekształcającego galaktozę (zawartą w mleku) w glukozę; gromadzi się galaktozo-1-fosforan. Z tego powodu u chorych dzieci karmionych mlekiem występują zmiany w układzie nerwowym, uszkodzenia nerek i wątroby. Częstym objawem są również zaburzenia funkcji jajników[9].

Choroba Taya-Sachsa[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Choroba Taya-Sachsa.

To recesywna choroba spowodowana mutacją punktową, która powoduje brak w lizosomach komórek nerwowych enzymu heksozaminidazy A rozkładającego gangliozydy, przez co odkładają się one w lizosomach. W związku z tym, niemowlę stopniowo traci nabyte umiejętności ruchowe, przestaje reagować na bodźce z otoczenia i ślepnie. Najczęściej śmierć następuje ok. 2-5 roku życia na skutek wzrostu masy mózgu o ok. 50%. Jest to jednak jedna z najrzadszych chorób.

Choroba (pląsawica) Huntingtona[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Pląsawica Huntingtona.

Choroba ta należy do cech autosomalnych dominujących, choć i tak jest ona rzadka (występuje w Polsce z częstotliwością 1 na 15 000 osób). W wyniku mutacji powstaje za duża ilość powtórzeń sekwencji CAG (odpowiadającej za wbudowanie aminokwasu glutaminy)w końcu genu położonym na krótkim ramieniu chromosomu 4, kodującego białko huntingtynę[10]. Choroba ujawnia się w późnym wieku (ok. 30 – 50 lat). Młodzieńcza odmiana choroby (postać Westphala) dotyczy ludzi przed 20 rokiem życia. Pląsawica Huntingtona objawia się złożonymi zaburzeniami neurologicznymi (polineuropatie) m.in. niekontrolowanymi, przypadkowymi ruchami. Dodatkowo występuje postępujące otępienie (łac. dementia), często także różne zaburzenia psychiczne, depresja. Zachłystowe zapalenie płuc spowodowane zaburzeniami połykania jest pierwszą przyczyną śmierci pacjentów z HD, odpowiadając za 85% zgonów[11].

Zespół Tourette'a[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Zespół Tourette'a.

Jest to choroba dziedziczona w sposób autosomalny dominujący. Skutkiem mutacji są zmiany w niezidentyfikowanych genach. Część przypadków można wyjaśnić zaburzeniami w syntezie histaminy[12][13]. Objawami klinicznymi są tiki (w tym wokalne) i zachowania obsesyjne, pojawia się zjawisko echolalii. Występuje w nim szereg neurologiczno-psychicznych objawów o niewyjaśnionym podłożu[14]. Choroba pojawia się przed 18 rokiem życia i nasila z wiekiem. Nasilenie objawów bywa bardzo różne (wiele nie wymaga leczenia).

Zespół Crouzona[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Zespół Crouzona.

Zespół Crouzona, inaczej dysostoza czaszkowo-twarzowa (łac. dysostosis craniofacialis) to choroba genetyczna o najprawdopodobniej autosomalnym dominującym typie dziedziczenia[15]. Spowodowana jest mutacją w genie FGFR2 kodującym receptor czynnika wzrostu fibroblastów (ang. fibroblast growth factor receptor-2) w locus 10q26[16]. Objawia się licznymi deformacjami twarzy, m.in.: „gotyckim” podniebieniem, nisko osadzonymi uszami, hiperteloryzmem, wytrzeszczem gałek ocznych (łac. proptosis) prowadzącym do zaniku nerwu wzrokowego, hipoplazją szczęki (pozorny prognatyzm) i nieprawidłowym uzębieniem.

Mutacje dynamiczne (kodonowe)[edytuj | edytuj kod]

Zespół łamliwego chromosomu X[edytuj | edytuj kod]

Jedna z najczęstszych przyczyn uwarunkowanego genetycznie obniżenia poziomu rozwoju intelektualnego. Przyczyną jest powielenie kodonu CGG w genie FMR1 na długim ramieniu chromosomu X, upośledzające tworzenie synaps w mózgu.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. a b Mizerski 2013 ↓, s. 314.
  2. Boczkowski 1990 ↓, s. 49.
  3. a b c Biologia Claude A. Villee, dział: ,,Struktura i funkcje genów, Wydanie IX według VII wydania amerykańskiego PWRiL, Warszawa 1990, tabelka na str. 751. ISBN 83-09-00748-5
  4. Nicholls RD et al. Genetic imprinting suggested by maternal heterodisomy in nondeletion Prader-Willi syndrome. „Nature”. 342, s. 281-285, 1989. PMID 2812027. 
  5. "Williams syndrome – Genetics Home Reference". The U.S. National Library of Medicine. 2010.
  6. Zespół Williamsa-Beurena prezentacja dra Pyrkosza
  7. X Carrasco, S Castillo, T Arevena, P Rothhammer i inni. Williams syndrome: Pediatric, neurologic, and cognitive development. „Pediatric neurology”. 32 (3), 2005. DOI: 10.1016/j.pediatrneurol.2004.09.013 (ang.). 
  8. Zespół Williamsa – porady dla nauczycieli
  9. a b Mizerski 2013 ↓, s. 316.
  10. Mizerski 2013 ↓.
  11. Andrzej Szczeklik (red.) Choroby wewnętrzne. Przyczyny, rozpoznanie i leczenie, tom I. Wydawnictwo Medycyna Praktyczna, 2005. ISBN 83-7430-031-0.
  12. Sonya Collins: Treating Tourette's: Histamine Gene May Be Behind Some Tic Disorders. Scientific American, 2011-05-17. [dostęp 2015-10-08].
  13. Sonya Collins. Terapia zespołu Tourette'a. „Świat Nauki”. nr. 7 (239), s. 8, lipiec 2011. Prószyński Media. ISSN 0867-6380.
  14. Adam Bilikiewicz, Stanisław Pużyński, Jacek Wciórka, Janusz Rybakowski: Psychiatria. T. 2. Wrocław: Urban & Parner, 2003. ISBN 83-87944-72-6.
  15. Boczkowski 1990 ↓, s. 284.
  16. FIBROBLAST GROWTH FACTOR RECEPTOR 2; FGFR2 w bazie Online Mendelian Inheritance in Man (ang.)

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • Krzysztof Boczkowski: Zarys genetyki medycznej: podręcznik dla studentów medycyny. Wyd. Wyd. 2. zmienione i uzupełnione. Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 1990. ISBN 978-83-200-1475-4. OCLC 25511069.

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]

Star of life.svg Zapoznaj się z zastrzeżeniami dotyczącymi pojęć medycznych i pokrewnych w Wikipedii.