Podstawy genetyki molekularnej i dziedziczenia chorób

cat

Podstawy genetyki molekularnej i dziedziczenia chorób

Ogromny rozwój biologii molekularnej, jaki obserwowaliśmy w ostatnich latach, wywarł duży wpływ na niemal wszystkie działy medycyny. W 1980 r., kiedy techniki analityczne były na wczesnym etapie rozwoju, tylko kilka zaburzeń genetycznych badano na poziomie molekularnym. Obecnie, 15 lat później, niemal wszystkie pospolite, jednogenowe zaburzenia zostały zmapowano, a w wielu przypadkach odpowiedzialnegeny zostały zarówno wyizolowane, jak i scharakteryzowane. Mutacje powodujące poszczególne choroby zostały zidentyfikowane w ponad 300 genach. Ponad 1000 jednogenowych zaburzeń zmapowano w określonych obszarach chromosomów.

W praktyce położniczej osiągnięcia te znalazły bezpośrednie zastosowanie w diagnostyce prenatalnej, gdzie porównanie próbek kosmków kosmówki ułatwia rzetelną diagnozę zaburzeń, takich jak mukowiscydoza (cystic fibrosis), dystrofia mięśniową Duchenne'a i hemoglobinopatie, w pierwszym trymestrze ciąży. W skali ogólnej, te doniosłe odkrycia służą lepszemu zrozumieniu istoty i pochodzenia chorób zarówno dziedziczonych, jak i nabytych, takich jak nowotwory.

Nowe koncepcje dziedziczenia

Tradycyjne zasady dziedziczenia mendlowskiego są dobrze poznane i powszechnie zrozumiałe.2 Podstawą medycznych zastosowań genetyki jest wiedza o tym, jak są dziedziczone poszczególne zaburzenia jednogenowe, i możliwość jej wykorzystania do zabezpieczenia się przed powtórnym wystąpieniem choroby genetycznej. Jest to szczególnie ważne dla położników stosujących laboratoryjną diagnostykę prenatalną.

Możliwość badania genów na poziomie molekularnym doprowadziła do rozpoznania kilku nowych typów przekazywania chorób. Przedstawione zostały cztery z nowo odkrytych mechanizmów.

Mozaikowość gonad

Jeszcze do niedawna było ogólnie przyjęte, że większość - jeśli nie wszystkie - mutacji powstaje podczas mejozy, to jest w końcowym stadium tworzenia gamet, czyli dojrzałych jaj i plemników.

Gdyby tak było, śmiało można by stwierdzić, że rodzice, których jedno dziecko ma dominujące zaburzenie, takie jak np. achondroplazja, mogą być całkiem pewni, że ryzyko powtórzenia się tej choroby u przyszłych dzieci nie jest istotne.

W praktyce ryzyko powtórzenia choroby w tej sytuacji jest rzeczywiście małe, ale nie znaczy to, że nieistotne. Większość mutacji prawdopodobnie występuje w mejozie albo w późnym mitotycznym podziale tworzenia gamet. Znaczna część występuje jednak we wczesnych mitotycznych podziałach gamet, tak więc rodzice są siedliskiem gonadowych klonów zmutowanych komórek, tzn. występuje u nich mozaikowatość gonad".3

To odkrycie jest ważne dla prognozowania. Na przykład w dystrofii mięśniowej Duchenne'a, która wykazuje recesywne dziedziczenie sprzężone z płcią, matki można podzielić na 3 grupy. W przybliżeniu 2/3 z nich jest nosicielkami, u 5 -10% występuje mozaikowatość gonad, a u pozostałych 25 - 30% zaburzenie pojawiło się jako nowa mutacja mejotyczna. Oznacza to,że nawet matka chłopca ze zidentyfikowaną mutacją nie musi mieć charakterystycznych zmian we krwi. Może jednak jeszcze mieć siedlisko mutacji w jednym ze swoich jajników i dlatego uzasadnione jest stosowanie diagnostyki prenatalnej.

*Professor I. D. Young, MSc, MD, FRCP, Consultant and Professor of Paediatric Genetics, Centre for Medical Genetics, City Hospital, Nottingham NG5 l PB, UK. Tłumaczyła Lidia Martyńska