Genetika

Genetika člověka

= Humánní genetika

Zvláštnosti studia genetiky člověka

  • Na člověku nelze z etických důvodů provádět experimenty a selekci
  • Člověk má většinou za život velmi malé množství potomků
  • Fenotyp je do velké míry ovlivňován vnějším prostředím – polygenní znaky
  • Generační doba člověka je velmi dlouhá →\to genetik může sledovat maximálně 4 generace
  • Složitost lidského genomu
  • Kdysi se často křížil pouze s jedinci z určité populace; naopak dnes má díky moderním dopravním prostředkům takové možností migrace, které žádné jiné zvíře nemá

Specifické pozorovací metody

  1. Metoda genealogická:

    Genea = potomstvo

    Využívá sestavení rodokmenu několika generací pomocí mezinárodních symbolů

    Sledování výskytu určitých znaků chorob

    Proband = osoba, od které vychází sestavení rodokmenu

    Součástí rodomenu je legenda – upřesňuje důležité údaje

  2. Metoda gemelilogická:

    Gemellus = dvojitý

    Typy dvojčat:

    1. Dizygotní:

      V těle matky dozrávají současně 2 vajíčka – každé oplozeno jinou spermií

      Z genetického hlediska 2 stejně staří sourozenci

      Mohou být odlišného pohlaví

      Průměrně v 50 % alel shoda

      3x – 4x častější než monozygotní

      Frekvence se zvyšuje s věkem matky

    2. Monozygotní:

      Z 1 oplozeného vajíčka vznikají 2 blastomery →\to oddělí se, z každé se vyvine nový jedinec

      Všechny alely jsou shodné

      Změna pouze vlivem prostředí, až po narození

      Stejné pohlaví

      Frekvence stálá = 0,3 %

      Neúplné oddělení blastomer →\to siamská dvojčata

  3. Studium karyotypů:

    Karyotyp = počet a tvar chromozomů v jádře

    Idiogram = standardní obraz karyotypu

    Karyogram = individuální karyotyp jedince, srovnáním s idiogramem lze stanovit odchylky

    Genetická prenatální diagnostika

    Vyšetřovací metody:

    1. Ultrazvuk
    2. Amniocentéza
    3. Biochemické znaky
    4. Hybridizační metody

  4. Metody populační genetiky:

    Výzkum populací, pro potřeby výzkumu se lidské populace pokládají za panmiktické

    Frekvence alel pro dědičné choroby

    Genetická dispozice – určena polygenně – možno předcházet, rodinný ochranný režim

    Genetická choroba – mutace, monogenní dědičnost

    Dnes asi 7 000 chorob, neschopnost syntetizovat určité látky, často enzym →\to metabolické důsledky

  5. Metody biochemické a molekulárně genetické:

    1. Biochemické:

      Např. průkaz fenylketonu v moči (→\to fenylketonurie)

    2. Molekulárně genetické:

      DNA fingerprinting – využití faktu, že v DNA existují úseky s repetitivními sekvencemi, které vykazují variablilitu = polymorfismus = pro každého jedince specifické

      Užití ve forenzní genetice a paternitních sporech

  6. Transkriptomika:

    Transkriptom = soubor všech molekul RNA vytvořených transkripcí v daném období vývoje buňky

  7. Genomika:

    Studium struktury a funkce celých genomů

    Funkce jednotlivých genů se doplňují a ovlivňují →\to funkční provázanost

Dědičné choroby

Podle podílu dědičnosti:

  1. Choroby vznikající na základě vrozené dispozice (náchylnosti)
  2. Choroby, jejichž příčinou je specifická genetická mutace = vlastní dědičné choroby

Choroby s dědičnou dispozicí

Vzniká spolupůsobením genetické dispozice a určitého vnějšího činitele

Je možné jim předcházet – vyhnout se vyvolávajícímu činiteli

Alergie, esenciální hypertenze, neurózy

Typický rodinný výskyt

Degenerativní stigma = drobné odchylky od normy, které se izolovaně vyskytují v normální populaci i u zcela zdravých jedinců

Pro genetika jsou degenerativní stigmata znakem, kterému je třeba věnovat pozornost a všímat si především:

  • Jejich mnohočetného výskytu u jednotlivce
  • Jejich kombinace s dalšími zdravotními problémy

Vlastní dědičné choroby

Vznikají genovými, chromozomovými a genomovými mutacemi

Známo cca 7 000 genových chrob

Většinou jde o neschopnost organismu syntetizovat určitou látku (tzv. molekulární choroby)

Autozomálně recesivní choroby:

  • Fenylketonurie:

    Vrozená porucha metabolismu aminokyseliny fenylalaninu, který nemůže být přeměněn na tyrosin, a proto se odbourává na jiné produkty

    Vede k poškozování CNS a následné mentální zaostalosti

    Neléčená může CNS způsobit těžké defekty

    Výskyt: cca 1 : 10 000

  • Cystická fibróza:

    Porušen gen CFTR →\to narušen transport iontů chloru a sodíku

    Hromadění hlenu v trávicím a dýchacím traktu

    Výskyt: cca 1 : 2 000

  • Galaktosemie:

    Chybí enzym pro trávení monosacharidu galaktosy, ta se hromadí v organismu a alternativní cestou se metabolizuje na galaktitol

    Galaktitol působí toxicky na játra, mozek (→\to vznik mentální retardace), ledviny, oční čočky

    Výskyt: cca 1 : 60 000

  • Srpkovitá anemie:

    Těžká, dědičná forma hemolytické anemie

    Erytrocyty pacientů se za určitých podmínek zkroutí do srpkovité podoby, dochází k ucpávání kapilár a zvětšení sleziny, která má sníženou funkci

    Heterozygoti jsou zdraví, pouze za výjimečných okolností se u nich mohou objevit nějaké potíže

    Heterozygoti jsou mnohem odolnější proti málárii, než zdraví jedinci

    V oblasti výskytu malárie tvoří heterozygoti až polovinu populace

Autozomálně dominantní choroby:

  • Neurofibromatosa:

    Výskyt: 1 : 2 500 až 3 300 narozených

    Asi u 50 % postižených jde o novou mutaci

    Mutace podmiňuje vznik neurofibromů (nezhoubných nádorů)

    U pacientů je vyšší riziko vzniku zhoubného nádoru

  • Huntingtnova choroba:

    Dědičné neurodegenerativní onemocnění mozku

    Projevuje se ve středním věku (30. – 50. rok)

    Projevy: záškuby a kroutivé pohyby, abnormální způsob chůze, porucha řeči, často úbytek rozumových schopností, poruchy nálady a chování

    Může být těžko diagnostikovatelná

    Účinná léčba neexistuje, avšak byl vypracován předpovědní test, pomocí něhož lze určit, kdo zdědil patologický gen

  • Marfanův syndrom:

    Arachnodaktylie (dlouhé a tenké prsty), nadměrný vzrůst, dlouhý a úzký obličej s prominujícím nosem, dlouhé končetiny

    Vysunutá oční čočka – vada závěsného aparátu

    Porucha pojiva, anomálie srdce, cév, výduť aorty, tenká stěna tepen

    Délka života bývá zkrácena, někdy se vyskytují náhlá úmrtí – masivní vnitřní krvácení

  • Polydaktylie

  • Brachydaktylie