Jednogenowe choroby człowieka

Geny to instrukcja obsługi organizmu, która w dużej mierze determinuje jego cechy takie jak np. grupa krwi czy kolor oczu. Jednak ogólne zdrowie i równowaga wewnętrzna organizmu zależą od stałej współpracy genów ze środowiskiem. Jeśli w zapisie genetycznym pojawi się błąd, czyli mutacja, może dojść do rozwoju choroby genetycznej. W zależności od zakresu mutacji wyróżnia się choroby:

• jednogenowe – wywołane mutacjami w obrębie jednego genu;

• wielogenowe – wywołane mutacjami w obrębie różnych genów i indukowane czynnikami środowiska;

• chromosomalne – wywołane mutacjami w strukturze lub liczbie chromosomów.

Znajomość prawidłowej struktury genów i chromosomów pozwala diagnozować choroby genetyczne, a rozwój metod inżynierii genetycznej otwiera drogę do ich leczenia bezpośrednio na poziomie DNA. 

Choroby jednogenowe 

Choroby jednogenowe są w większości spowodowane mutacjami genów zlokalizowanych w jądrowym DNA. Mogą one być dziedziczone autosomalnie lub w sprzężeniu z płcią oraz recesywnie lub dominująco. 

Choroby jednogenowe dziedziczone autosomalnie recesywnie

Choroby dziedziczone autosomalnie recesywnie najczęściej dotyczą genów kodujących enzymy. Brak lub niedobór prawidłowej formy enzymu skutkuje zaburzeniami przemian metabolicznych organizmu. 

Do wystąpienia objawów choroby konieczna jest obecność dwóch recesywnych alleli (a) danego genu. Choroba ujawnia się u homozygot recesywnych (aa), natomiast homozygoty dominujące (AA) i heterozygoty (Aa) nie wykazują objawów choroby. Heterozygoty są jednak nosicielami wadliwego genu, który mogą przekazać potomstwu. Choroby jednogenowe dziedziczone autosomalnie recesywnie występują z jednakową częstością u obu płci.

Niektóre choroby są związane z mutacjami w genach kodujących białka enzymatyczne w szlakach metabolicznych. Zablokowanie tych szlaków – spowodowane brakiem lub nieprawidłową strukturą enzymów katalizujących poszczególne reakcje nazywane jest blokiem metabolicznym. Ich skutkiem są  wrodzone wady metabolizmu o podłożu genetycznym, najczęściej dziedziczone autosomalnie recesywnie. Ujawniają się w krótkim czasie po urodzeniu. Bloki metaboliczne mogą dotyczyć metabolizmu białek, tłuszczów bądź węglowodanów.

Główny szlak metabolizmu fenyloalaniny obejmuje szereg reakcji enzymatycznych prowadzących do jej przekształcenia w inne związki, m.in. tyrozynę, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Zaburzenia tego szlaku (blok metaboliczny) mogą prowadzić do poważnych chorób, takich jak fenyloketonuria, alkaptonuria i albinizm.

Fenyloketonuria

Fenyloketonuria to choroba związana z zaburzeniami przemian metabolicznych aminokwasu fenyloalaninyfenyloalaninafenyloalaniny. Najczęstszą przyczyną choroby są mutacje genu PAH kodującego białko – hydroksylazę fenyloalaniny (PAH). Białko to jest enzymem katalizującym przekształcenie fenyloalaniny do innego aminokwasu - tyrozynytyrozynatyrozyny. Skutkiem mutacji jest niedobór lub brak białka PAH, czego konsekwencją jest gromadzenie się we krwi i płynach ustrojowych nadmiaru fenyloalaniny i produktów alternatywnego przekształcania tego aminokwasu (np. kwas fenylopirogronowy). 

Nadmiar fenyloalaniny ma toksyczny wpływ na rozwój ośrodkowego układu nerwowego. Choroba objawia się już we wczesnym niemowlęctwie, wymiotami oraz nieprzyjemnym zapachem moczu i potu. W późniejszym okresie obserwuje się opóźnienie rozwoju psychoruchowego, małogłowie, niepełnosprawność intelektualną, zaburzenia neurologiczne.

R3jSZWvgjdi3b

Ilustracja przedstawia dwa schematy. Pierwszy schemat ma podpis „Prawidłowy szlak”. Na schemacie mamy po lewej stronie hasło Fenyloalanina, od którego prowadzi w prawo strzałka z napisem Hydroksylaza fenyloalanina do hasła Tyrozyna. Drugi schemat ma podpis „Błędny szlak”. Na schemacie mamy po lewej stronie hasło Fenyloalanina, od którego prowadzi w prawo strzałka z przekreślonym napisem Hydroksylaza fenyloalanina do hasła Tyrozyna. Pod spodem znajduje się druga strzałka do hasła Kwas fenylopirogenowy.

W trzeciej dobie życia u noworodków wykonuje się test przesiewowy sprawdzający poziom fenyloalaniny we krwi. W przypadku potwierdzenia fenyloketonurii wprowadza się leczenie dietetyczne. Restrykcyjna dieta niskofenyloalaninowa ma na celu utrzymanie odpowiedniego poziomu tego aminokwasu we krwi i płynach ustrojowych. Wczesne rozpoznanie choroby i wdrożenie odpowiedniej diety zapobiega uszkodzeniom ośrodkowego układu nerwowego i zapewnia prawidłowy rozwój psychofizyczny dziecka.

R1LfpPemsH1y6

Zdjęcie przedstawia stopę noworodka trzymaną przez lewą dłoń w gumowej rękawiczce. Pięta noworodka dotyka tekturowego testu.

Albinizm

Albinizm to choroba związana z zaburzeniami w procesie syntezy melanin. Przyczyną albinizmu są mutacje genu TYR kodującego tyrozynazę – enzym katalizujący reakcję przekształcania tyrozyny do 3,4‑dihydroksyfenyloalaniny, związku wykorzystywanego do syntezy melanin.

Rj3bzLG5rZSQ6

Ilustracja przedstawia dwa schematy. Pierwszy schemat ma podpis „Prawidłowy szlak”. Na schemacie mamy po lewej stronie hasło Tyrozyna, od którego prowadzi w prawo strzałka do hasła DOPA. Od hasła DOPA prowadzi w prawo strzałka z napisem Tyrozynaza do hasła Dopachinon, a od niego w prawo prowadzi strzałka do hasła Melanina. Drugi schemat ma podpis „Błędny szlak”. Na schemacie mamy po lewej stronie hasło Tyrozyna, od którego prowadzi w prawo strzałka do hasła DOPA. Od hasła DOPA prowadzi w prawo strzałka z przekreślonym napisem Tyrozynaza do hasła Dopachinon, a od niego w prawo prowadzi strzałka do hasła Melanina.

Skutkiem mutacji jest niedobór lub brak barwnika w skórze, włosach i tęczówce oka. Choroba objawia się bardzo jasną skórą, białymi włosami i różowymi lub niebieskimi tęczówkami oczu. Dodatkowo u wielu albinotycznych osobników występuje oczopląs, światłowstręt i zmniejszona ostrość wzroku. Ludzie cierpiący na albinizm wykazują nadmierną wrażliwość na promieniowanie słoneczne, co zwiększa ryzyko poparzeń słonecznych i nowotworów skóry.

Rn7h1CrB0iMaa

Zdjęcie przedstawia chłopca cierpiącego na albinizm. Chłopiec ma bardzo jasną skórę, białe włosy, rzęsy i brwi.

Alkaptonuria

Alkaptonuria to choroba związana z zaburzeniami przemian metabolicznych kwasu homogentyzynowego. Najczęstszą przyczyną choroby są mutacje genu HGD kodującego enzym  – oksygenazę homogentyzynianową (HGD) katalizujący przekształcenie kwasu homogentyzynowego do produktów cyklu Krebsa. 

Skutkiem mutacji jest gromadzenie się we krwi i płynach ustrojowych nadmiaru kwasu homogentyzynowego. Jego nadmiar ma szkodliwy wpływ na tkankę chrzęstną. 

RE1NOXNZovI3n

Ilustracja przedstawia dwa schematy. Pierwszy schemat ma podpis „Prawidłowy szlak”. Na schemacie mamy po lewej stronie hasło Kwas homogenetyzynowy, od którego prowadzi w prawo strzałka z napisem Dioksygenaza 1,2‑homogentyzynowa do hasła Maleiloacetooctan. Drugi schemat ma podpis „Błędny szlak”. Na schemacie mamy po lewej stronie hasło Kwas homogenetyzynowy, od którego prowadzi w prawo strzałka z przekreślonym napisem Dioksygenaza 1,2‑homogentyzynowa do hasła Maleiloacetooctan. Pod spodem znajduje się druga strzałka do hasła Wydzielanie kwasu homogenetyzowego z moczem.

Choroba objawia się we wczesnym dzieciństwie niebiesko zabarwionym moczem spowodowanym dużym stężeniem kwasu homogentyzynowego, który ciemnieje po zetknięciu z powietrzem. W późniejszym czasie dochodzi do rozwoju stanów zapalnych i zmian zwyrodnieniowych stawów, co przejawia się bólem i sztywnością stawów oraz trudnościami w poruszaniu się.

Do niebezpiecznych chorób jednogenowych dziedziczonych recesywnie należą również mukowiscydoza, anemia sierpowata i galaktozemie.

Mukowiscydoza

Mukowiscydoza

Mukowiscydoza to choroba związana z zaburzeniem transportu jonów chlorkowych przez błony komórkowe. Przyczyną choroby są mutacje genu CFTR kodującego białko – przezbłonowy regulator transportu jonów (CFTR)przezbłonowy regulator transportu jonów (CFTR)przezbłonowy regulator transportu jonów (CFTR). Białko CFTR występuje na powierzchni komórek tkanki nabłonkowej dróg oddechowych, układu pokarmowego, trzustki, wątroby i gruczołów potowych. Skutkiem mutacji jest brak białka CFTR lub zaburzenie jego funkcji. W rezultacie jony chlorkowe nie są transportowane na zewnątrz komórek nabłonka, natomiast jony sodowe oraz woda są pobierane w nadmiarze do ich wnętrza. Prowadzi to do zmniejszenia zawartości wody w śluzie na powierzchni nabłonka, który staje się gęsty i lepki. 

Gęsty i lepki śluz zalega w drogach oddechowych, sprzyja rozwojowi chorobotwórczych mikroorganizmów, prowadząc do częstych i trudnych w leczeniu infekcji. Konsekwencją tego jest niewydolność oddechowa. Z kolei śluz gromadzący się w przewodach wyprowadzających trzustki utrudnia odpływ soku trzustkowego, przyczyniając się do rozwoju stanów zapalnych narządu i jego zwłóknienia. Nieprawidłowe funkcjonowanie nabłonka jelit oraz upośledzenie funkcji trzustki powodują zaburzenia wchłaniania substancji pokarmowych. W przypadku gruczołów potowych obserwuje się nadmierne wydzielanie wraz z potem jonów chlorkowych i sodowych. U mężczyzn choroba prowadzi do niedrożności lub zaniku nasieniowodów i w konsekwencji do bezpłodności.

Leczenie mukowiscydozy polega na regularnym odsysaniu śluzu z dróg oddechowych, przyjmowaniu leków przeciwzapalnych oraz ułatwiających trawienie.

RmA2SbzZsFQa5

Na zdjęciu cecha charakterystyczna dla chorych na mukowiscydozę. Płytka paznokci jest wypukła i zaokrąglona.

Anemia sierpowata

Anemia sierpowata

Anemia sierpowata to choroba związana z zaburzeniem syntezy hemoglobiny. Przyczyną choroby jest mutacja genu HBB kodującego łańcuch beta hemoglobiny. Mutacja punktowa zamiany jednego nukleotydu (tyminowego na adeninowy) w genie kodującym beta hemoglobinę skutkuje zmianą jednego aminokwasu – kwasu glutaminowego – na walinę, czego konsekwencją jest powstanie hemoglobiny S. Nieprawidłowo zbudowana hemoglobina S agreguje w erytrocytach, powodując zmianę ich kształtu na sierpowaty. 

Hemoglobina S ma mniejsze powinowactwo do tlenu niż prawidłowa hemoglobina A. Dodatkowo erytrocyty sierpowate mają krótszy czas życia, w porównaniu z krwinkami prawidłowymi. Dlatego też, choroba objawia się niedokrwistością i niedotleniem tkanek organizmu. 

Leczenie anemii sierpowatej polega na łagodzeniu objawów niedotlenienia.

RJSunhHEGitJQ

Fotografia przedstawia rozmaz krwi pacjenta chorującego na anemię sierpowatą w zbliżeniu mikroskopowym. Widoczne są nieprawidłowe erytrocyty o zmienionym, sierpowatym kształcie.

Galaktozemia

Galaktozemia

Galaktozemia to choroba związana z zaburzeniami przemian metabolicznych węglowodanów. Najczęstszą przyczyną choroby są mutacje genu GALT kodującego białko – urydylotransferazę galaktozo‑1-fosforanu (GALT). 

Białko GALT jest enzymem katalizującym przekształcenie galaktozy do glukozy. Skutkiem mutacji jest niedobór lub brak białka GALT, czego konsekwencją jest gromadzenie w tkankach ciała galaktozy i jej pochodnych. Związki te wykazują toksyczny wpływ na organizm, w szczególności na tkankę nerwową. 

RNpCZcEj5ftoV1

Ilustracja przedstawia dwa schematy. Pierwszy schemat ma podpis „Prawidłowy szlak”. Na schemacie mamy po lewej stronie hasło Galaktoza, od którego prowadzi w prawo strzałka z napisem Urydylotansferaza do hasła Glukoza. Drugi schemat ma podpis „Błędny szlak”. Na schemacie mamy po lewej stronie hasło Galaktoza, od którego prowadzi w prawo przekreślona strzałka z napisem Urydylotansferaza do hasła Glukoza. Pod spodem znajduje się druga strzałka i napis Gromadzenie galaktozy oraz galaktozo‑1-fosforanu w organizmie.

Choroba objawia się tuż po narodzinach niechęcią noworodka do karmienia, wymiotami, biegunką. W późniejszym czasie pojawiają się senność, apatia, brak przyrostu masy ciała, powiększenie wątroby i śledziony, upośledzenie pracy nerek, zaburzenia neurologiczne, opóźnienie rozwoju umysłowego. 

Wczesne rozpoznanie choroby i zastosowanie restrykcyjnej diety wykluczającej spożycie mleka i jego przetworów pozwalają złagodzić objawy choroby.

Choroby jednogenowe dziedziczone autosomalnie dominująco

Choroby dziedziczone autosomalnie dominująco występują w ludzkiej populacji znacznie rzadziej niż choroby dziedziczone autosomalnie recesywnie. Do wystąpienia objawów choroby wystarcza tylko jeden wadliwy allel (A) danego genu. Choroba ujawnia się u heterozygot (Aa) i homozygot dominujących (AA), przy czym homozygoty dominujące często wykazują cięższy przebieg choroby lub mutacja jest dla nich letalnamutacja letalnaletalna. Choroby jednogenowe dziedziczone autosomalnie dominująco występują z jednakową częstością u obu płci.

Pląsawica Huntingtona

Pląsawica Huntingtona

Choroba Huntingtona jest związana z zaburzeniami pracy komórek nerwowych. Przyczyną choroby są mutacje genu IT‑15 kodującego huntingtynęhuntingtynahuntingtynę. Białko to występuje m.in. w komórkach nerwowych i uczestniczy w przekazywaniu impulsów nerwowych oraz reguluje przebieg procesów transkrypcji, translacji i transportu komórkowego.

 Skutkiem mutacji jest obecność białka o nieprawidłowej strukturze, które tworzy złogi w neuronach. Odkładanie się nieprawidłowego białka powoduje obumieranie komórek nerwowych. Choroba objawia się około 30–40 roku życia, czemu towarzyszą: spadek masy ciała, zaburzenia psychiczne, zmiany nastroju, trudności w pisaniu i uczeniu się, zaburzenia pamięci. W późniejszym czasie pojawiają się niekontrolowane ruchy twarzy, kończyn i tułowia.

R192RXP9OSFCR1

Schemat przedstawia prawidłowe i nieprawidłowe białko (huntingtynę), w którym mutacja genu IT‑15 powoduje chorobę Huntingtona. Prawidłowe białko wygląda jak sznur korali żółtych z obu boków i pomarańczowych pośrodku. Niezmutowany gen huntingtyny posiada 10‑26 powtórzeń trójki nukleotydowej CAG. Zmutowany gen huntingtynyposiada z kolei 38‑80 powtórzeń trójki nukleotydowej CAG. Tworzy białko wyglądające jak sznur korali z takim samym ciągiem elementów w kolorze żółtym, ale bardzo rozbudowanym ciągiem elementów pomarańczowych w środku sznura. Skutkiem mutacji jest obecność białka o nieprawidłowej strukturze, które tworzy złogi między- i śródkomórkowe w neuronach. Odkładanie się nieprawidłowego białka powoduje obumieranie komórek nerwowych.

Choroby sprzężone z płcią dziedziczone recesywnie

Choroby dziedziczone recesywnie sprzężone z płcią, dotyczą genów położonych na chromosomie X.  Choroby te, znacznie częściej występują u mężczyzn niż u kobiet, co wynika z obecności u nich tylko jednej kopii genu sprzężonego z chromosomem X. Kobiety chorują rzadziej, gdyż mają dwie kopie genu sprzężonego z chromosomem X. Heterozygotyczne kobiety są nosicielami wadliwego genu, który mogą przekazać potomstwu, natomiast same nie wykazują objawów choroby. Kobiety chorują w homozygotycznym układzie genów recesywnych, ale taka możliwość zachodzi bardzo rzadko.

Hemofilia

Hemofilia

Hemofilia, zwana także krwawiączką, to choroba polegająca na zaburzeniu krzepnięcia krwi, związana z niedoborem czynników krzepnięcia (VIII lub IX). Jej konsekwencją jest niezdolność organizmu do naturalnego zatrzymywania krwawień.

Objawy pojawiają się we wczesnym dzieciństwie. Należą do nich: skłonność do siniaków, przedłużające się krwawienia po zabiegach, samoistne krwawienia do stawów i mózgu. Wylewy krwi do stawów wywołują ból i powodują uszkodzenie błony maziowej, czego skutkiem jest ograniczenie ruchomości stawu. Wylewy do mózgu mogą skutkować długotrwałymi bólami głowy, drgawkami lub obniżonym poziomem świadomości. 

Leczenie hemofilii polega na powtarzalnym podawaniu brakującego czynnika krzepnięcia krwi w formie dożylnej. Wyniki testów pokazują, że prawdopodobna jest terapia genowa hemofilii. 

W ostatnich latach zatwierdzono pierwsze terapie genowe dla niektórych rodzajów hemofilii. Polegają one na wprowadzeniu do komórek wątroby pacjenta poprawnej kopii genu brakującego czynnika krzepnięcia, dzięki czemu organizm sam zaczyna go produkować.

R1DOAKwjOYhwZ

Na zdjęciu kobieta, królowa Wiktoria. Ma gładko zaczesane włosy, wyłupiaste oczy. Na głowie ma koronę. Jej uszy oraz dekolt przyozdabia ciężka biżuteria.

RG3K9WQ3wDcug

Schemat przedstawia drzewo genealogiczne potomków królowej Wiktorii. Drzewo genealogiczne obejmuje brytyjską część rodziny królewskiej, która była wolna od hemofilii, niemiecką część rodziny królewskiej, rosyjską część rodziny królewskiej, brytyjską część rodziny królewskiej chorą na tą chorobę oraz hiszpańską część rodziny królewskiej. Królowa Wiktoria była nosicielką, król Albert, jej mąż, był zdrowym mężczyzną. W pierwszym pokoleniu ich potomstwo było zróżnicowane pod kątem dziedziczenia genu hemofilii. Królowa Wiktoria miała dziewięcioro dzieci. Wśród jej synów i zięciów, wszystkich sześciu mężczyzn było zdrowych. Byli to: Edward ósmy, Fryderyk trzeci, Ludwik czwarty, Alfred, Artur, Henryk Battenburg. Wśród jej córek trzy były zdrowe. Były to Wiktoria, Luiza, Helena. Dwie z córek były nosicielkami. Były to: Alicja i Beatrycze. Wszystkie jej synowe były zdrowymi kobietami: były to Helena Waldeck i jedna, której danych nie znamy. W drugim i trzecim pokoleniu wnucząt królowej Wiktorii, pojawiły się osoby chore na hemofilię. W brytyjskiej części rodziny królewskiej wolnej od hemofilii w trzech pokoleniach, potomkach królowej Wiktorii i króla Alberta nie pojawili się żadni nosiciele ani chorzy na hemofilię. W wyniku związku zdrowego syna królowej Wiktorii, Edwarda ósmego ze zdrową kobietą narodził się zdrowy syn Jerzy piąty. Jerzy piąty związał się ze zdrową kobietą, w efekcie czego narodził się zdrowy syn Jerzy szósty. Jego potomkiem była zdrowa kobieta, Elżbieta druga. W niemieckiej części rodziny królewskiej ze związku zdrowego mężczyzny i córki nosicielki urodził się mężczyzna chory na hemofilię. Był to Fryderyk Heski, który zmarł w wieku trzech lat. W tym samym pokoleniu, ze związku zdrowej kobiety i  zdrowego mężczyzny, narodziła się córka nosicielka oraz zdrowy mężczyzna. W wyniku związku zdrowego mężczyzny i kobiety nosicielki narodziło się dwóch synów chorych na hemofilię oraz dwoje zdrowego rodzeństwa. Chory syn Waldemar zmarł w wieku 56 lat. Chory syn Henryk zmarł w wieku 4 lat. W rosyjskiej części rodziny królewskiej, w wyniku związku zdrowego mężczyzny i kobiety nosicielki narodziło się pięcioro potomstwa. Jeden z nich, chory na hemofilię syn Aleksander, został zamordowany w wieku czterech lat. W brytyjskiej części rodziny królewskiej w drugim pokoleniu ze związku kobiety nosicielki oraz zdrowego mężczyzny narodziła się trójka potomstwa. Jeden z nich, chory syn Ruppert, zmarł w wieku czterech lat, W hiszpańskiej części rodziny królewskiej w drugim pokoleniu ze związku córki nosicielki i zdrowego mężczyzny urodziła się trójka rodzeństwa: kobieta nosicielka oraz dwóch synów chorych na hemofilię. W tym pokoleniu wnucząt pojawiły się również kobiety nosicielki. Ze związku kobiety nosicielki i mężczyzny zdrowego, w drugim pokoleniu pojawiła się córka nosicielka, która związała się ze zdrowym mężczyzną. Ale już kolejnym, w trzecim pokoleniu z tego związku urodziło się sześcioro dzieci, w tym dwójka synów chorych na hemofilię. Syn Alfons zmarł w wieku 30 lat. Syn Gonzal zmarł w wieku 20 lat.

Daltonizm

Daltonizm

Daltonizm to zespół różnych jednostek chorobowych związanych z zaburzeniami widzenia barwy czerwonej i zielonej, uwarunkowanych nieprawidłowościami w obrębie dwóch genów leżących obok siebie na długim ramieniu chromosomu X. Przyczyną szeroko rozumianego daltonizmu są częściowe lub całkowite delecje w obrębie genów kodujących barwniki wzrokowe. 

W populacji europejskiej zaburzenia widzenia barwy czerwonej i zielonej występują u około 8% mężczyzn i 0,5% kobiet. U osób rasy czarnej i żółtej zaburzenia postrzegania kolorów występują znacznie rzadziej.

RRaMQ06bzdNVb

Zdjęcie obrazuje postrzeganie barw przez osobę zdrową. Widzi ona barwy podstawowe: zielony, czerwony i niebieski. Zdjęcie przedstawia rzekę oraz otaczające ją tereny zielone i skały – wszystko przedstawione jest w żywych, naturalnych barwach.

R11P9Ib6VwcUZ

Zdjęcie obrazuje postrzeganie barw przez osobę chorą na deuteranopię – odmianę daltonizmu. Nie widzi ona barwy zielonej i myli ją z barwą czerwoną, pomarańczową lub żółtą. Zdjęcie, takie samo jak w poprzednim przykładzie przedstawia rzekę oraz otaczające ją tereny zielone – tereny zielone przedstawione są w odcieniach żółtego. Pozostałe barwy nie zmieniły się

RbXW4yhJEVOtP

Schemat pokazuje tablicę wykorzystywana do wykonywania testu z użyciem tablic Ishihary. Polega on na pokazywaniu pacjentowi różnych plansz przedstawiających okrągłe plamy nieznacznie różniące się barwą. Okręgi o innym kolorze rozmieszczone są w ten sposób, żeby tworzyć jedną lub więcej cyfr arabskich. Zadaniem badanej osoby jest odczytanie liczby znajdującej się w środku planszy – jest to możliwe przy prawidłowym widzeniu kolorów, jednak nie w przypadku występowania określonej wady. Zestaw testów zawiera różne kombinacje kolorów, co umożliwia pełną diagnostykę postrzegania barw. Na schemacie koła w kolorze pomarańczowym, wśród których ukryte są zielone koła układające się w liczbę 74.

Dla zainteresowanych

Dystrofia mięśniowa Duchenne’a

Dystrofia mięśniowa Duchenne’a

Dystrofia mięśniowa Duchenne'a jest jednym z najczęstszych i najcięższych w przebiegu typów dystrofii mięśniowej – występuje z częstością 1:3600 urodzonych mężczyzn. Przyczyną choroby są mutacje w genie białka dystrofiny zlokalizowanego na krótkim ramieniu chromosomu X (gen ten jest największym zidentyfikowanym genem w ludzkim genomie).

Skutkiem mutacji jest brak lub niedobór dystrofiny. Białko to występuje w miocytach mięśni szkieletowych, serca i gładkich, oraz w komórkach nerwowych. Zasadniczą rolą dystrofiny jest stabilizacja błony komórkowej komórek mięśniowych i nerwowych. Brak lub niedobór dystrofiny prowadzi do martwicy miocytów oraz zaburzeń w funkcjonowaniu układu nerwowego. 

Objawy choroby w postaci osłabienia mięśni pojawiają się zwykle w 3–4 roku życia i szybko się pogłębiają. Zanik mięśni rozpoczyna się w udach i miednicy, następnie obejmuje ramiona. Początkowo może to powodować problemy ze wstawaniem, ale większość osób dotkniętych tą chorobą nie chodzi samodzielnie już w wieku ok. 12 lat. W tym wieku dochodzi także do osłabienia mięśnia sercowego i mięśni oddechowych, co nasila problemy krążeniowo‑oddechowe. Dystrofię mięśniową Duchenne’a można wykryć od razu po urodzeniu za pomocą testów genetycznych, ale także poprzez określenie poziomu tzw. kinazy kreatynowej we krwi i poziomu kreatyny w moczu.

R1K5JA2MKP1Z4

Na fotografii znajduje się przekrój poprzeczny przez wycinek mięśnia brzuchatego łydki pacjenta chorego na dystrofięmięśniową Duchenne’a. Widoczny zanik włókien mięśniowych (ciemnoróżowe komórki),które zastępowane są przez komórki tkanki tłuszczowej białej (jasnoróżowe komórki).

Choroby sprzężone z płcią dziedziczone dominująco

Choroby dziedziczone dominująco sprzężone z chromosomem X występują znacznie rzadziej w ludzkiej populacji niż choroby recesywne sprzężone z płcią. Należy do nich m.in. krzywica oporna na witaminę DIndeks dolny 3₃. W tym typie dziedziczenia choroba u mężczyzn przebiega z ciężkimi objawami i zazwyczaj jest letalna. U heterozygotycznych kobiet obraz kliniczny choroby jest zmienny i uzależniony od losowej inaktywacji chromosomu Xlosowa inaktywacja chromosomu Xlosowej inaktywacji chromosomu X w komórkach ciała.

Dla zainteresowanych

Krzywica oporna na witaminę DIndeks dolny 3₃

Krzywica oporna na witaminę DIndeks dolny 3₃

Krzywica oporna na witaminę DIndeks dolny 3₃ to choroba związana z zaburzeniami gospodarki wapniowo‑fosforanowej, pojawiająca się z częstością 1:20 000 urodzeń. Konsekwencją niedoboru fosforanów jest słaba mineralizacja tkanki kostnej, deformacje kości i zaburzenia wzrostu kośćca.

R15BpOwkoV9I61

Zdjęcie rentgenowskie przedstawia kończyny dolne dziecka. Na czarnym tle widoczne są kości nóg dziecka. Są one wygięte na zewnątrz, w literę C. Wygląda to tak, jakby chłopiec siedział na beczce.

Przyczyną choroby jest mutacja genu PHEX zlokalizowanego na chromosomie X. Gen PHEX ulega ekspresji w komórkach kości i zębów, a powstające białko enzymatyczne wpływa na regulację poziomu fosforanów. Brak funkcjonalnego białka zwiększa wydalanie fosforanów wraz z moczem oraz zmniejsza syntezę witaminy DIndeks dolny 3₃.

Objawy choroby pojawiają się w pierwszych dwóch latach życia i dotyczą zniekształceń kończyn dolnych, zaburzeń proporcji ciała, zahamowania wzrostu.

W dalszym przebiegu choroby pojawiają się deformacje klatki piersiowej i kręgosłupa. Leczenie polega na doustnym podawaniu fosforanów i suplementacji witaminy DIndeks dolny 3₃.

Choroba Retta

Choroba Retta

Choroba Retta jest warunkowanym genetycznie zaburzeniem rozwoju neurologicznego, występującym u dziewczynek z częstotliwością 1:10000. Objawia się znaczną niepełnosprawnością ruchową i intelektualną.

Niemal wszystkie przypadki zespołu Retta są spowodowane mutacjami w genie zwanym MECP2. Gen ten zawiera instrukcje dotyczące wytwarzania białka (MeCP2), które ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania mózgu.

Dotychczas zidentyfikowano ponad 620 mutacji w genie MECP2. Mutacje te obejmują zmiany pojedynczych par zasad, insercje lub delecje DNA w genie oraz zmiany, które wpływają na sposób, w jaki informacje przenoszone przez gen są wykorzystywane do produkcji białek.

Gen MECP2 położony jest na chromosomie X, a jego wadliwy allel jest dominujący i odpowiada za wystąpienie choroby. Oznacza to, że każda osoba, która posiada minimum jedną niewłaściwą kopię tego genu powinna wykazywać objawy choroby, jednak w populacji cierpią na tę przypadłość jedynie dziewczynki i kobiety, które są heterozygotami pod względem genu MECP2. Dzieje się tak dlatego, że w przypadku braku prawidłowego allelu genu, płód obumiera – choroba jest letalna dla płodów żeńskich, które posiadają wadliwe allele na obydwu chromosomach X oraz dla płodów męskich, które odziedziczyły po matce chromosom X z nieprawidłową kopią genu.

Podsumowanie

• Choroby genetyczne to schorzenia spowodowane mutacjami w materiale genetycznym (DNA). W zależności od rodzaju i lokalizacji mutacji wyróżnia się:
  - choroby jednogenowe – wynikające z mutacji w jednym genie,
  - wielogenowe – wywołane mutacjami w obrębie różnych genów i indukowane czynnikami środowiska;
  - choroby chromosomowe – związane ze zmianą liczby lub struktury chromosomów,

• Choroby jednogenowe mogą dziedziczyć się jako:
  - autosomalne dominujące,
  - autosomalne recesywne,
  - sprzężone z chromosomem X (dominujące lub recesywne).

• Mukowiscydoza – choroba autosomalna recesywna. Spowodowana mutacją genu CFTR, prowadzi do zaburzeń transportu jonów chlorkowych i powstawania gęstego, lepkiego śluzu w układzie oddechowym i pokarmowym. Występuje z jednakową częstością u dziewczynek i chłopców.

• Fenyloketonuria – choroba autosomalna recesywna. Wynika z zaburzenia przemian metabolicznych aminokwasy fenyloalaniny, co prowadzi do jej nagromadzenia i uszkodzenia układu nerwowego. Dotyczy obu płci.

• Pląsawica Huntingtona - choroba autosomalna dominująca. Jest skutkiem mutacji w genie HTT. Prowadzi do postępującego uszkodzenia układu nerwowego, zaburzeń ruchowych i psychicznych. Do ujawnienia choroby wystarczy jedna zmutowana kopia genu. Chorują zarówno kobiety, jak i mężczyźni.

• Hemofilia – choroba recesywna sprzężona z chromosomem X. Powoduje niedobór czynników krzepnięcia co skutkuje zaburzeniami krzepnięcia krwi. Najczęściej chorują chłopcy, ponieważ mają tylko jeden chromosom X. Dziewczynki zwykle są nosicielkami i chorują rzadko (muszą mieć dwie zmutowane kopie genu).

• Daltonizm – choroba recesywna sprzężona z chromosomem X. Polega na zaburzeniu rozpoznawania barw. Podobnie jak hemofilia, częściej występuje u chłopców niż u dziewczynek.

Ćwiczenia utrwalające