Genetika člověka – dědičná onemocnění a vady Autor: Mgr. Jitka MaškováDatum: Gymnázium, Třeboň, Na Sadech 308

Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ Číslo materiáluVY_32_INOVACE_BIO.oktava – 40_genetika člověka III ŠkolaGymnázium, Třeboň, Na Sadech 308 AutorMgr. Jitka Mašková NázevGenetika člověka – dědičná onemocnění a vady PředmětBiologie Tematická oblastgenetika Šablona III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Ročník oktáva, 4. ročník Metodický list/Anotace Materiál obsahuje stručný přehled nejfrekventovanějších dědičných vad a onemocnění. Seznam je uspořádán podle rozsahu změny genomu. Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora.

Základní pojmy - opakování gonozom = pohlavní chromozom (X, Y), 23. pár autozom = somatický chromozom, 1. – 22. pár kvantitativní znak = vlastnost organismu podmíněná větším počtem genů malého účinku = polygenní systém - fenotypový projev je vytvářen aktivními alelami - na fenotypový projev má velký vliv prostředí kvalitativní znak = vlastnost organismu podmíněná malým počtem genů velkého účinku = monogenní systém - prostředí se většinou na fenotypovém projevu nepodílí mutace = změna ve stavbě DNA, struktuře nebo počtu chromozomů

dědičné onemocnění x vrozená vývojová vada = onemocnění, jehož příčinou je chybný gen, chromozom nebo jiná podobná změna v DNA -nese ji jedna nebo obě pohlavní buňky rodičů -mohou být dále předávané potomkům -některé umíme diagnostikovat ještě v prenatální fázi vývoje, v případě IVF ještě před implantací embrya -nelze je vyléčit, jsou doživotní, ale někdy je možná chirurgická úprava fenotypu nebo léčba příznaků -prevence je velmi obtížná = vada, která vzniká chybou v průběhu ontogenetického vývoje a)působením vnějších faktorů = teratogenů -chemické (cytostatika, alkohol, pervitin, thalidomid …) -biologické (zarděnky, syfilis, toxoplazma, diabetes …) -mechanické (různé záření...) -nedědí se, ani se nepředávají -je možná prevence vzniku b) z genetických příčin c) kombinací obou

Dědičné onemocnění a vady a)Choroby s dědičnou dispozicí -dědí se pouze předpoklad pro vznik nemoci -často rodinný výskyt -většinou kvantitativní znak podmíněný polygenním systémem -vznik nemoci je podmíněn vnějším spouštěcím faktorem -je možné preventivní působení proti spouštěcímu faktoru např. astma, senná rýma, esenciální hypertenze, deprese b) Vlastní dědičné choroby -podkladem je nejčastěji genová, chromozomová nebo genomová mutace -prostředí má jen malý vliv na rozvoj nemoci -platí Mendelovská pravidla dědičnosti

Genomová dědičná onemocnění a vady -podkladem je nesprávný počet chromozomů = numerické aberace -často doprovázené i strukturními aberacemi -polyploidie nejsou slučitelné se životem -aneuploidie jsou často příčinou velkých a komplexních změn v organismu = syndromů a)aneuploidie autozomů -Downův syndromDownův syndrom -Edwardsův syndromEdwardsův syndrom -Patauův syndromPatauův syndrom b) aneuploidie gonozomů -Turnerův syndromTurnerův syndrom -Klinefelterův syndromKlinefelterův syndrom -XXX syndromXXX syndrom -XYY syndromXYY syndrom

= trisomie 21. chromozomu -různá míra projevu -typický vzhled těla a obličeje -mentální retardace -souvislost s věkem matky -výskyt v ČR 1 : živě narozených dětí Genomová dědičná onemocnění a vady 1. Downův syndrom

= trisomie 18. chromozomu -těžké vývojové postižení, časté srdeční vady -vysoké procento úmrtnosti (80 % narozených dětí do 1 roku umírá) -výskyt 1 : živě narozených dětí Genomová dědičná onemocnění a vady 2. Edwardsův syndrom

Genomová dědičná onemocnění a vady = trisomie 13. chromozomu -těžké vývojové postižení, časté abnormality ve stavbě mozku, hlavy, očí, často polydaktylie, rozštěp v obličeji -výskyt 1 : živě narozených dětí -velmi špatná prognóza přežití 3. Patauův syndrom

Genomová dědičná onemocnění a vady = monozomie 23. chromozomu (X - ) -opožděný růst a hlavně dospívání -menší postava, dětské chování i vzhled zachován do dospělosti -intelekt nebývá ovlivněn -často sterilita -výskyt 1 : živě narozených dívek -projevy lze ovlivnit podáváním růstového hormonu v dětství a estrogenů v době nástupu puberty 4. Turnerův syndrom

Genomová dědičná onemocnění a vady = trisomie 23. chromozomu (XXY) -v dětství se projevuje se poměrně nespecificky -nízká hladina testosteronu a vysoká FSH a LH -opožděný nástup puberty, mikrogenitalismus, gynekomastie -intelekt nebývá ovlivněn -často sterilita -výskyt 1 : živě narozených chlapců -projevy lze zmírnit až odstranit dodáváním testosteronu 5. Klinefelterův syndrom

Genomová dědičná onemocnění a vady = trisomie 23. chromozomu (XXX) -minimální fenotypový projev -problémy s reprodukcí (snížená plodnost) -výskyt 1 : živě narozených dívek = trisomie 23. chromozomu (XYY) -malý fenotypový projev -možné mentální retardace -dříve udávaná vyšší agresivita -problémy s reprodukcí (snížená plodnost) -výskyt 1 : živě narozených chlapců 6. XXX syndrom (superfemale) 7. XYY syndrom (supermale)

Chromozomová dědičná onemocnění a vady -podkladem je nesprávný tvar některých chromozomů = strukturní aberace -některé chromozomy jsou náchylnější ke zlomům více než jiné 1.Filadelfský chomozom -translokace (výměna) koncových částí mezi chromozomy 9 a 22 -následkem je chronická myeloidní leukémie 2. Cri du Chat (syndrom kočičího křiku) -delece raménka chromozomu 5 -postupná psychomotorická a mentální retardace -možné abnormality v utváření hrtanu, vývojové vady srdce -prvním příznakem je charakteristický pláč novorozence

Chromozomová dědičná onemocnění a vady 3. DiGeorgův syndrom -mikrodelece koncové části chromozomu 22 -projevuje se omezením vývoje brzlíku a příštítných tělísek, štítné žlázy a vrozenými vadami srdce -následkem je nedostatek T-lymfocytů a parathormonu -časté také malformace v obličejové krajině

Genová dědičná onemocnění a vady -k chybě dojde jen v jednom genu -následkem je neschopnost syntetizovat určitou látku = molekulární choroba - pokud tato látka má v organismu funkci enzymu = metabolická choroba -geny mohou ležet na gonozomech i autozomech -mohou se projevovat dominantně i recesivně -většina nemocí je děděna recesivně = onemocnění se projeví jen u recesivního homozygota

Genová dědičná onemocnění a vady – děděná gonozomálně, X-vázaná 1.Hemofylie -poruchy srážlivosti krve -více variant 2.Daltonismus -dědičná barvoslepost -neschopnost rozlišit červenou a zelenou barvu 3.Svalové dystrofieSvalové dystrofie 4.Syndrom fragilního X chromozomuSyndrom fragilního X chromozomu 5.Vitamin D rezistentní rachitisVitamin D rezistentní rachitis a) recesivníb) dominantní

Genová dědičná onemocnění a vady – děděná gonozomálně, X-vázaná 3. Svalové dystrofie = progresivní atrofie kosterního svalstva -příčinou je poškozená strukturní bílkovina svalů dystrofin -jeho špatnou funkcí sval nedokonale regeneruje a postupně je nahrazován vazivem -projevuje se již v dětství (2 – 5 let) a různou rychlostí postupuje -postižený umírá na respirační nebo srdeční selhání -zatím neléčitelné – kortikosteroidy jen zpomalují průběh -výskyt 1 : 3500 živě narozených chlapců -u dívek se téměř nevyskytuje -dvě formy: Duchenova – rychlejší, průměrné dožití 25 let : Beckerova – pomalejší, variabilnější průběh, dožití 60 let

Genová dědičná onemocnění a vady – děděná gonozomálně, X-vázaná 4. Syndrom fragilního X chromozomu = zmnožení trinukleotidových repetic na určitém místě -projevem je mentální retardace, hyperaktivita, charakteristický vzhled -čím více repetic, tím těžší forma

Genová dědičná onemocnění a vady – děděná gonozomálně, X-vázaná 5. Vitamin D rezistentní rachitis = vrozená chyba metabolismu fosfátů a vápníku -kosti obsahují malé množství minerálních látek, jsou měkké a deformují se -tělo nereaguje na dodávání vitaminu D -postihuje chlapce i dívky

Genová dědičná onemocnění a vady – děděná autozomálně a) recesivní 1.Cystická fibrózaCystická fibróza 2.Srpkovitá anémieSrpkovitá anémie Metabolické nemoci: 3.GalaktosemieGalaktosemie 4.FenylketonurieFenylketonurie Tyrosinemie Alkaptonurie Albinismus Kretenismus b) dominantní 5.PolydaktyliePolydaktylie 6.Huntingtonova chorobaHuntingtonova choroba 7.Leidenská mutaceLeidenská mutace 8.Marfanův syndromMarfanův syndrom

1. Cystická fibróza = nefunkční protein, který se účastní transportu iontů přes membránu buněk -postižená je hlavně dýchací a trávicí soustava -velmi slaný pot, nadměrná tvorba hlenu v dýchacích cestách, tvorba cyst ve slinivce, poruchy trávení, přetrvávající bakteriální infekce dýchacích cest -způsobuje omezení plodnosti až neplodnost -léčba jen zmírňuje obtíže -výskyt 1 : narozených dětí -dožití cca 30 let Genová dědičná onemocnění a vady – děděná autozomálně recesivně

2. Srpkovitá anémie = v molekule hemoglobinu došlo na základě bodové mutace k nahrazení jedné aminokyseliny jinou -červené krvinky mají v důsledku toho jiný tvar -hůře přenášejí kyslík -mohou ucpávat drobné kapiláry -rychleji odumírají -heterozygoti jsou imunní vůči malárii Genová dědičná onemocnění a vady – děděná autozomálně recesivně

3. Galaktosemie = chybí enzym na štěpení mléčného cukru galaktózy -ta je metabolizována jen zčásti a hromadí se v organismu -poškozuje játra, mozek, ledviny, oči, neléčená vede ke smrti -nutno diagnostikovat včas – novorozenecký screening -léčba – jen vyloučit mléko z potravy -výskyt 1 : živě narozených dětí Genová dědičná onemocnění a vady – děděná autozomálně recesivně

4. Fenylketonurie Tyrosinemie Alkaptonurie Albinismus Kretenismus = různé úrovně poruchy v kaskádě metabolismu aminokyseliny fenylalaninu Genová dědičná onemocnění a vady – děděná autozomálně recesivně fenylalanin tyrosin 4 – hydroxyfenylpyruvát homogenistát maleylacetoacetát Fenylketonurie Tyrosinemie Alkaptonurie melanin tyroxin Kretenismus Albinismus

Tyrosinemie -Hromadící se tyrosin poškozuje játra a ledviny -výskty 1 : bez léčby dožití cca 10 let Fenylketonurie -hromadící se fenylalanin způsobuje poškození mozku a NS, epilepsie -málo pigmentu -léčba dietou bez bílkovin -výskyt 1 : Alkaptonurie -homogenistát krystalizuje v kloubech a močových cestách -způsobuje skvrny v očním bělmu -výskyt 1 : Kretenismus -v důsledku chybění hormonu tyroxinu se rozvíjí mentální i fyzická retardace Albinismus -zcela chybí barvivo melanin -bílé vlasy, chlupy, pleť + červené oči

Genová dědičná onemocnění a vady – děděná autozomálně dominantně 5. polydaktylie -porucha v počtu prstů na končetinách -často součástí rozsáhlejších syndromů -různé možnosti příčin vzniku

Genová dědičná onemocnění a vady – děděná autozomálně dominantně 6. Huntingtonova choroba -neurodegenerativní onemocnění CNS -nástup nemoci je mezi 25. – 35. rokem věku -široká škála postižení a rychlosti postupu nemoci -příčinou je zmnožení CAG tripletů v genu na 4. chromozomu -normální je 4 – 34 opakování, vše navíc způsobuje nemoc -čím více opakování, tím dříve a rychleji nemoc postupuje

Genová dědičná onemocnění a vady – děděná autozomálně dominantně 7. Leidenská mutace -dědičná trombofilie = zvýšená srážlivost krve -příčinou je záměna jedné aminokyseliny za jinou v jednom z faktorů hemokoagulační kaskády -heterozygoti mají zvýšenou pravděpodobnost tromboembolie (5 – 10 x) -homozygoti ještě více (80 x) -frekvence výskytu v populaci je 3 – 10 % Hormonální antikoncepce s obsahem estrogenů je rizikovým faktorem pro vznik tromboembolií.

Genová dědičná onemocnění a vady – děděná autozomálně dominantně 8. Marfanův syndrom -porucha v tvorbě pojivových tkání -široké spektrum příznaků: protáhlá, štíhlá postava, dlouhé končetiny a prsty, hypermobilita kloubů, anomálie ve stavbě srdce a cév -kratší doba dožití -léčba neexistuje -výskyt 1 :

specific_live_birth_prevalence_of_Down%27s_syndrome_in_the_United_States_ png/640px- Maternal_age-specific_live_birth_prevalence_of_Down%27s_syndrome_in_the_United_States_ png Boy_with_Down_Syndrome.JPG Boy_with_Down_Syndrome.JPG jpg/289px-Bodymorphproj_mkg_modA001_ _posA06.jpg 06.jpg/289px-Bodymorphproj_mkg_modA001_ _posA06.jpg Fragile_x_syndrom.png?uselang=cs Fragile_x_syndrom.png?uselang=cs Blausen_0286_CysticFibrosis.png Blausen_0286_CysticFibrosis.png color.svg/198px-Polydactyly_01_Lhand_AP-vectorized-16color.svg.png 16color.svg/198px-Polydactyly_01_Lhand_AP-vectorized-16color.svg.png Polydactyly_01_Rfoot_AP.jpg Polydactyly_01_Rfoot_AP.jpg Zdroje: Šípek, A. jr.: Genetika - Biologie; Váš zdroj informací o genetice a biologii. online: [dostupné z biologie.cz; stav k ] ŠMARDA, Jan. Genetika: pro gymnázia. 1. vyd. Praha: Fortuna, 2003, 143 s. ISBN