Genetika člověka, genetické choroby a prevence

 

   Otázka: Genetika člověka, genetické choroby a prevence

   Předmět: Biologie

   Přidal(a): krojcik

 

 

Genetika člověka

• šimpanz s člověkem se liší pouze v 1,5% nukleotidů
• 96% sekvencí máme stejných
• podle nejnovějších průzkumů máme 23 000 genů (26 500), (předpoklad 40 000)
• máme jen o 1000 genů více než háďátko
• průměrná délka 1 genu je 27 000 bází (písmenek)
• molekula DNA jaderného genomu je 2,9 miliard bází
• většina DNA nemá genovou FCI, nedeterminuje
• chromozom nese nejvíce genů – 23 genů
• nejméně genů nese chromozom Y – 5 genů
• genetika člověka se řídí obecně platnými zákonitostmi, ale má odlišné metody výzkumu – etika => člověk nesmí být využíván ke gen. pokusům => dědičnost člověka nelze zkoumat pokusným křížením – hybridizací
• místo experimentálních se požívají metody pozorovací

 

Metody výzkumu genetiky člověka

GENEALOGIE = výzkum rodokmenů

• nejběžnější metoda
• analýza rodového výskytu urč. znaku =>její výsledky se vyjadřují graficky pomocí mez. dohodnutých symbolů

• Koeficient příbuznosti – r = Podíl stejných příbuzných alel pro 2 příbuzné osoby
• Jednovaječná dvojčata => r = 1 (100%) společných alel
• Sourozenci (různovaječná dvojčata) => r = 0,5 (50%)
• Prarodiče – vnuci => r = 0,25 (25%)
• Bratranci => r = 0,125 (12,5%)

 

GAMELLILOGIE = Výzkum dvojčat

• Podíl porodu dvojčat k porodu jednoho dítěte= 1:80
• U člověka se vyskytují 2 typy dvojčat:
  • Dvojvaječná dvojčata- DIZYGOTNÍ- vznikají oplozením dvou současně dozrálých vajíček dvěma spermiemi
    • jsou to stejně staří sourozenci, kteří mají stejný nitroděložní vývoj
    • mohou být stejného i různého pohlaví
    • r= 0,5= 50%
  • Jednovaječná dvojčata- MONOZYGOTNÍ- oplodněno 1 vajíčko 1 spermií, ale při prvním rýhování zygoty se první dvě blastomery od sebe oddělí a vyvíjí se samostatně= 1 potomek rozdělený na 2 => naprosto totožná genetická informace
    • jsou vždy stejného pohlaví

 

Výzkum karyotypu

• Součást lékařské genetiky, studuje sestavy a morfologie lidských chromozomů
• Lidské chromozomy se liší svou délkou a polohou centromery a podle nich jsou seřazeny do skupin A- G a označeny 1- 22 a pak X a Y

 

Výzkum populací

• Pro genetický výzkum se populace člověka považuje za PANMIKTICKOU
• Pro výpočty genotypové frekvence se používá Hardy- Weinbergův zákon (musí se korigovat korekčními faktory (neexistuje každý s každým))

 

Výzkum molekulárně- genetický

• V dnešní době se dá velmi snadno izolovat DNA z buněčného jádra a dále zkoumat (u člověka se často izoluje z lymfocytů periferních buněk)
• Např.: prokazování mutací genovými sondami (mutační analýza)
• Segregační analýza genů (odhalování rizik jedinců v rodině s výskytem určitého onemocnění)

 

Výzkum lidských fenotypů

• Somatoskopická pozorování, somatometrická měření
• Typologická vyšetření
• Psychologická vyšetření
• Atologická, biochemická, imunologická vyšetření

 

Dědičnost některých znaků člověka

• Výška postavy = 0,9 (polygenní dědičnost)
• Hmotnost = 0,6 (polygenní dědičnost)
• Dědičnost sexuální orientace = 0,5
  • Asi 2- 10% je orientováno na stejné pohlaví
  • U bratrů je 13% pravděpodobnost orientace na stejné pohlaví
  • U jednovaječných dvojčat 65,8%
  • U dvojvaječných dvojčat 30,4 %
  • Homosexualita se částečně dědí přes matku=> předpokládá se, že geny pro sexuální orientaci leží na dlouhém rameni chromozomu X=> Xq28
• Dědičnost inteligence h² = 0,3 -vykazuje polygenní dědičnost
  • Vyjadřuje IQ- průměr populace je 100
  • Shoda IQ testů u dítěte a v dospělosti je 80%
  • Dědičnost inteligence je složitá
    • 0,3… 100% => z toho:
    • 0,30- genotyp
    • 0,30- kulturní dědictví, které platí pro určitou rodinu a společnost
    • 0,32- nedědičné podmínky prostředí
    • 0,08- interakce mezi genotypem a prostředím

 

MONOGENNÍ ZNAKY:

• Podmíněny malým počtem genů (většinou 1) a jejich dědičnost se řídí Mendlem
• Levorukost- autozomální dědičnost, recesivní
• Krevní skupiny- autozomální, kodominance
• Hemofilie- chromozom X, recesivní
• Daltonismus- X, recesivní
• Krátkoprstou- autozomální, dominantní

 

POLYGENNÍ ZNAKY:

• Podmíněny větším počtem genů
• Inteligence
• Talent
• Výška
• Hmotnost
• Pigment

 

Genetické choroby člověka

Dědičné choroby a dispozice člověka

• Vzájemný vztah genetiky a zdraví zkoumá lékařská genetika
• 10% lidí má monogení chorobu
• 0,61% populace má vrozenou chromozomovou aberaci (Down)
• 80% onemocní do konce života

 

DĚDIČNÉ DISPOZICE = DISPOZIČNÍ CHOROBY

Expoziční činitelé (potrava, počasí, stres, alergeny)

• Rakovina
• Neurózy
• Alergie
• Hypertenze
• Cukrovka
• Ateroskleróza
• Příušnice, angína- infekční

 

DĚDIČNÉ CHOROBY

• vznikají jako genové mutace

AUTOZOMÁLNÍ CHOROBY

• Leží na autozomech (22 párů chromozomů kromě pohlavních)
• Dědí se bez ohledu na pohlaví
• Nemocný má v průběhu 50% nemocných dětí
• Nazývají se také molekulární choroby=> chyba genu=> porucha tvorby funkční bílkoviny
• Autozomálně dominantní typ dědičnosti
  • Polydaktilie- mnohoprstost
  • Otoskleróza
  • Diastema mediale
  • Huntingtonova choroba
    • 1: 50000 výskyt
    • Projevuje se ve středním věku ztrátou koordinace pohybu, mentální demencí a končí smrtí
    • Je podmíněna nadměrným zvýšením tvorby trinukleotidových repeticí (=opakování) kodonu GAG
  • Achondroplasis- trpasličí vzrůst
  • Alzheimer
  • Krátkoprstost- brachydaktilie

• Autozomálně recesivní typ dědičnosti
  • znak se vyskytuje jen u sourozenců, ne však u rodičů
  • štěpné poměry pro sourozence jsou 25%
  • u rodičů je častý příbuzenský sňatek (0,1% sňatků)
  • GALAKTOSEMIE
    • 1: 70000 výskyt
    • Postižený organismus není schopen vytvářet galaktózo-1-uridil-transferázu, tím pádem není schopen štěpit galaktózu=> u recesivních homozygotů se galaktóza z mléčné stravy nerozkládá a hromadí se v orgánech=> poškození ledvin, trávicí soustavy, sleziny
    • Zpomalení psychického vývoje a žloutenka
    • Vzniku této choroby se dá předejít vyloučením mléka a mléčných výrobků
  • COELIAKIE
    • Neschopnost trávit lepek=> vážné poruchy trávicí soustavy
    • Prevence-> bezlepková dieta
  • FENYLKETONURIE
    • 1: 8000 výskyt
    • Nedochází k přeměně fenylalaninu (hodně obsažen v kofole, coca-cole, energetických nápojích) na tyrosinu
    • Poškození mozku, těžké opoždění psychomotorického vývoje
    • Omezení příjmu fenylalaninu=> standardní vývoj dítěte
  • ANDROGENITÁLNÍ SYNDROM
  • VROZENÁ HLUCHOTA
  • ALBINISMUS
    • Neschopnost syntetizovat pigment melanin
  • CYSTICKÁ FIBRÓZA
    • 1: 2000 výskyt
    • Mutace na 7. chromozomu
    • Děti ztrácejí velké množství chloridových iontů pocením=> sekrety všech žláz v těle houstnou a ucpávají jejich vývody=> klesá obranyschopnost sliznice= bakteriální infekce=> selhání dýchání=> plíce se plní hlenem=> smrt
  • SRPKOVITÁ ANÉMIE
    • 1: 10000 výskyt
    • Tvorba abnormálního hemoglobinu
    • Při nedostatku O2=> srpkovitý tvar červených krvinek=> nedokážou plnit své normální funkce

 

GONOZOMÁLNÍ CHOROBY

• Vázané na pohlavní chromozomy X a Y
• Gonozomální recesivní typ dědičnosti – vázaný na chromozom X
  • chorobu v rodinách mají prakticky jen muži
  • děti nemocných mužů jsou znaku ………………, ale dcery jsou heterozygoti
  • u nemocných mužů se choroba vyskytuje jen u příbuzných matky, nikoli otce
  • štěpné poměry u bratrů probanda jsou 50%
  • HEMOFILIE
    • Neschopnost syntetizovat jeden z faktorů srážlivosti krve
  • DALTONISMUS
    • Barvoslepost
    • Neschopnost rozlišit červenou a zelenou barvu
  • MYOPATIE- degenerace svalstva
  • DIABETES MELITUS

• Gonozomálně dominantní typ dědičnosti vázaný na chromozom X
  • výskyt v každé generaci
  • nemocný otec má nemocné všechny dcery, žádného syna
  • nemocná matka má 50% dětí nemocných
  • znak je v populaci 2X častější u žen než u mužů
  • VITAMINOREZISTENTNÍ RACHITIS (křivice)

• Gonozomální typ dědičnosti vázaný na chromozom Y
  • znaky holandrické
  • přímá dědičnost (z otce na syna)
  • strukturní gen antigeny H – Y, sry region, hypertrichóza ucha

 

Další: 

• Downův syndrom
• • chromozomová choroba
  • trisomie 21. chromozomu
  • krátká hlava, deformace ušních boltců, malá ústa, velký jazyk, široké ruce, krátké prsty, snížené napětí svalů, poruchy duševního vývoje
  • výskyt 1: 600 porodů
  • pravděpodobnost roste s věkem-> matka má víc jak 40 let=> 1: 40 porodům
• Turnerův syndrom, Klinefelterův syndrom, syndromy Supermale a Superfemale <- viz. MO 23.
• V současnosti známe asi 7000 dědičných chorob.

 

Genetická prevence

• EUFENICKÁ

• • Upravuje pouze fenotyp, neovlivňuje genotyp (úprava stravy, plastická chirurgie)
  • Vede ke zvýšení životaschopnosti postižených
  • Nesnižuje četnost nežádoucí alely v genofondu, naopak ji zvyšuje (odstraňuje následky nikoliv příčinu)

• EUGENICKÁ

• • Snaží se předcházet dědičnému zatížení populace
  • Jedná se o soubor vědeckého opatření směřující ke zvyšování kvality lidstva
  • Genetika dnes umožňuje vyhledávat lidi, kteří ve svých genotypech nesou patogenní alely nebo chromozomové aberace
  • Ve zdravotnictví existují vyhledávací screeningové programy a genetické poradenství
    • Celoplošný screening- sleduje každou těhotnou ženu a může zachytit těhotenství se zvýšeným rizikem – sleduje genové mutace a chromozomové aberace
    • Cílený screening- sleduje rizikové skupiny rodičů= starší rodiče (součet věku 70 let), riziková povolání (práce v jaderné elektrárně), lidi s genetickou zátěží v rodině

• • U člověka se využívá:
    • Rozbor obsahu fetálních (plodových) proteinů v plodové vodě u matky
    • Karyotypový rozbor buněk obsažených v plodové vodě nebo odebraných z tkáně chorionových klků

• DISGENIKA

• • Opak eugeniky
  • Vyjadřuje zhoršování