Złe dziedzictwo: czy powinniśmy bać się chorób genetycznych?

Często tłumaczymy niektóre stany genetyką.- zdrowe zdrowie „u ojca”, nietolerancja mleka „jak u babci”, doskonały głos i słuch „u pradziadka”. Wiele chorób jest najłatwiejszych do wyjaśnienia genetyką, w tym samym czasie, jak odrzucenie odpowiedzialności - w końcu możemy wpływać na nasz własny styl życia, ale nie na geny. Irina Zhegulina, genetyk kliniczny w Atlas Medical Center, powiedziała nam, na co naprawdę wpływa genetyka (przynajmniej według sprawdzonych danych) i jakie mechanizmy w DNA odróżniają ludzi od siebie.

Jak są chromosomy

Nasze ciało jest złożoną strukturą składającą się z komórek-cegieł. W jądrze każdej komórki znajduje się cząsteczka DNA, ściśle skręcona spirala - jeśli ją rozłożysz, otrzymasz linię o długości dwóch metrów. Dla wygody przechowywania informacji cząsteczki DNA są kompaktowo upakowane jako chromosomy - oddzielne bloki - na 23 pary. Każdy chromosom w parze (z wyjątkiem chromosomu XY u samców) niesie tę samą informację genetyczną. Zapewnia to integralność danych: jeśli coś dzieje się w jednej kopii, zawsze możesz odczytać prawidłowe informacje z innej.

Sama cząsteczka DNA zawiera geny, które są nieskończonymi kombinacjami czterech nukleotydów - A, T, G i C. Nazywane są tak po pierwszych literach tak zwanych zasad azotowych, które zawierają - guaninę, adeninę, tyminę, cytozynę. Pary są zawsze tworzone w określony sposób: adenina - z tyminą, guanina - z cytozyną. To właśnie ta organizacja par molekuły pozwala na jej skręcenie. Gen jest „instrukcją”, zgodnie z którą w organizmie powstają białka, które pełnią różne funkcje - od budowania tkanek po regulację drobnych operacji mózgu. Każdy gen jest sekwencją zasad, a gen może składać się z kilkuset „liter”, a także kilku milionów. Na przykład białko wymagane do „upakowania” DNA w chromosomach jest kodowane przez krótki gen składający się z 500 par zasad. A jeden z najdłuższych genów w organizmie koduje białko dystrofiny (uczestniczy w budowaniu tkanki mięśniowej) i składa się z 2,6 mln par zasad.

Cały ludzki genom to 3,2 miliarda par zasad. Jednak nie wszystkie z nich są genami. Geny stanowią tylko 2%. Pozostałe 98% to niekodujący DNA, o funkcji, której naukowcy wciąż się spierają. Według jednej wersji obszary te regulują pracę genów, z drugiej strony są to tak zwane obciążenie genetyczne, które wzrasta nieznacznie z każdym pokoleniem.

Jak powstają mutacje

Czasami w sekwencji zasad tworzących gen występują substytucje. Można je porównać z błędnymi literami w słowach. W zależności od tego, jak silnie „znaczenie” zmian słowa genu, polimorfizmy i mutacje są rozróżniane. Mutacje to zmiany, które prowadzą do tego, że organizm wytwarza białko o znacznie zmienionej funkcji. Na przykład w fenyloketonurii występuje mutacja w genie kodującym enzym przetwarzający fenyloalaninę, aminokwas występujący w prawie wszystkich produktach spożywczych. Z powodu „wadliwego” enzymu organizm nie może wchłonąć tego aminokwasu - w rezultacie gromadzi się i działa toksycznie na układ nerwowy.

Jeśli „znaczenie” słowa genu zmienia się nieznacznie, białko spełnia swoje funkcje z niewielkimi zmianami. Na przykład różne kombinacje takich zmian - polimorfizmów - mogą określać różne kolory oczu, włosów, a nawet genetyczną podatność na częste choroby, takie jak cukrzyca i choroby serca i naczyń.

Mutacje mogą wystąpić nie tylko w obrębie genu, ale także w całych chromosomach. Następnie nazywane są genomicznym lub chromosomalnym. Są to znaczące przegrupowania (na przykład zmiana liczby chromosomów) i prowadzą do poważnych chorób. Na przykład w zespole Downa u osoby, a nie u dwóch, ale trzech dwudziestych pierwszych chromosomów iw zespole Shereshevsky-Turnera brakuje drugiego chromosomu X. Mutacje mogą być także w „roszadzie” chromosomów - kiedy zmieniają swoje miejsce lub łączą się. Nosiciele takich mutacji są najczęściej zdrowi, ale ryzyko posiadania dziecka z ciężkim zespołem genetycznym jest znacznie zwiększone.

Jakie choroby dziedziczne są najczęstsze

Każdy z nas od urodzenia jest nosicielem zestawu mutacji genowych. Ponieważ każdy chromosom ma kopię, mutacje z reguły nie ujawniają się, a choroby nie rozwijają się. Jeśli jednak dwóch nosicieli genów tej samej choroby stanie się parą, ryzyko posiadania dziecka z chorobą wynosi 25%. W rzeczywistości z tego powodu uważa się, że małżeństwa pokrewieństwa są niebezpieczne - ludzie z podobną genetyką mają znacznie wyższe ryzyko zbieżności mutacji.

Każda osoba jest średnio zdrowym nosicielem do dziesięciu mutacji związanych z rzadkimi chorobami genetycznymi - mukowiscydozą, fenyloketonurią, chorobą Tay-Sachsa i wieloma innymi. Najczęstszymi chorobami dziedzicznymi są hemochromatoza (mutacja w genie HFE - do dwóch przypadków na tysiąc), mukowiscydoza (mutacja w genie CFTR - do pięciu przypadków na tysiąc), fenyloketonuria (mutacja w genie PAH - do jednego przypadku na tysiąc), wrodzona dysfunkcja kora nadnerczy (mutacja w genie CYP21 - do jednego przypadku na tysiąc), wrodzona głuchota (mutacja w genie GJB2 - do dwóch przypadków na tysiąc), wrodzona ślepota (mutacje w różnych genach - do jednego przypadku na tysiąc), pląsawica Huntingtona (mutacja w Gen HTT - do pięciu przypadków na tysiąc), nerwiakowłókniakowatość (mutacja Jestem w genie NF1 - do czterech przypadków na tysiąc), policystyczna choroba nerek (mutacja w genie PKD1 - do ośmiu przypadków na tysiąc). Takie choroby nie mogą być całkowicie wyleczone, ale za pomocą terapii objawy zespołu mogą być mniej lub bardziej złagodzone, oczywiście w zależności od jego nasilenia. Ponieważ wiele z tych chorób poważnie komplikuje stan dziecka i całe jego przyszłe życie, naukowcy opracowali środki zapobiegawcze.

Spersonalizowana medycyna udostępniła skriningowe testy genetyczne, które pozwalają skanować DNA przyszłych rodziców pod kątem mutacji związanych z chorobami genetycznymi. Jeśli mutacje zidentyfikowane w parze nie są związane z tą samą chorobą, wówczas ryzyko dla dziecka będzie minimalne, ale jeśli wykryje się te same mutacje, ryzyko staje się równe 25% i jest uważane za wysokie. Genetyk oferuje parze wszystkie możliwe środki zapobiegawcze, aby dziecko nie odziedziczyło tych mutacji i nie urodziło się zdrowo: może to być IVF ze wstępnie wybranym zdrowym embrionem dla tej mutacji, prenatalna diagnostyka genetyczna, gdy próbka komórek embrionalnych zostanie pobrana od kobiety w ciąży lub badanie noworodkowe natychmiast po urodzeniu.

Nie wszystkie mutacje pochodzą od rodziców

Mutacje można zdobyć w trakcie życia - najczęściej są one badane w onkologii. Komórki naszego ciała ciągle się dzielą i przy każdym podziale pojawiają się błędy, jest to naturalny proces. Jest on kompensowany przez specjalne enzymy, które przywracają DNA: „kasują” błędy i wstawiają odpowiednie elementy na swoje miejsce. Niemniej jednak, z kilku powodów, błędy mogą się kumulować - i jeśli przynajmniej jeden błąd utrzymuje się w części kodującej genomu, może to wpływać na funkcjonowanie białek, w tym enzymów. W przypadku raka takie mutacje występują w genach, które regulują podział komórek - w rezultacie stają się niekontrolowane. Najbardziej wrażliwe pod tym względem są tkanki, w których komórki dzielą się szczególnie aktywnie: nabłonek jelitowy, płuca, narządy układu rozrodczego.

Można również uzyskać mutacje genomowe (chromosomalne). Na przykład w komórkach szpiku kostnego takie mutacje mogą prowadzić do fuzji genów, które regulują się wzajemnie, co zakłóca podział komórek. Uważa się, że główne czynniki, które mogą prowadzić do nagromadzenia błędów, to efekt promieniowania jonizującego (promieniowanie rentgenowskie) w dużych ilościach, działanie czynników rakotwórczych podczas pracy w niebezpiecznej produkcji. Inne czynniki, w tym ekologia, również wpływają, ale w mniejszym stopniu.

Jaka jest rola genetyki w częstych chorobach?

Najczęstsze choroby, w tym miażdżyca, dna moczanowa, cukrzyca, otyłość i próchnica zębów, mają pewien komponent genetyczny. Ale nadal są one wieloczynnikowe, głównie z powodu okoliczności, w tym stylu życia i odżywiania. Lekarze każdej specjalności pytają, czy w rodzinie występowały przypadki takich chorób, aby dowiedzieć się, czy istnieje zwiększone ryzyko, ale trzeba zrozumieć, że ta sama cukrzyca może rozwinąć się z przyczyn związanych z nawykami żywieniowymi, nawet jeśli krewni jej nie mieli. Odwrotnie, wiedza o ich ryzyku pomaga we wprowadzeniu stylu życia w czasie i zapobieganiu takim chorobom.

Istnieje czynnik genetyczny i alergie, ale nie ma żadnego - przede wszystkim astma, alergiczny nieżyt nosa, wyprysk. Niedawno przeprowadzono badanie, które łączyło genetykę i rozwój tzw. Marszu atopowego - całej grupy chorób alergicznych, które zwykle rozwijają się od wczesnego dzieciństwa, przechodząc jeden w drugi lub łącząc się ze sobą. Obecnie znanych jest siedem miejsc w DNA, które są niezawodnie związane ze zwiększonym ryzykiem wczesnej egzemy u dzieci i astmy związanej z alergią na kwitnienie. Ogólnie, w odniesieniu do alergii, poważne i trwałe zmiany zdrowotne, często postępujące, mają podłoże genetyczne. Jeśli twoja babcia czasami miała alergię na kwiaty lipy, a twój dziadek - na owoce cytrusowe, wcale nie jest faktem, że spotkasz się z tym z powodu dziedziczności. Inna alergia jest często nazywana nietolerancją, to znaczy niezdolnością organizmu do prawidłowego przetwarzania różnych substancji. Nietolerancja (najczęściej laktoza, gluten, alkohol, kofeina) jest naprawdę spowodowana genetyką.

Ludzie mają tendencję do kojarzenia się z rzeczami genetycznymi, które są trudne do wyjaśnienia lub zrozumienia. „Masz taką genetykę” - to zdanie można usłyszeć nawet od niektórych lekarzy. Według Iriny Zheguliny, wiele stanów, które są naprawdę związane z genetyką, na przykład wulgarna rybia łuska, pozostaje bez uwagi i bez odpowiedniego leczenia. Stany, które ludzie formułują według swoich przejawów, na przykład „często ból gardła”, „często ból głowy - to jest matka” - są raczej zwykłymi objawami. Przede wszystkim należy znaleźć przyczynę przepisywania odpowiedniej terapii, a nie znosić wyimaginowanej dziedziczności tych częstych warunków.

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