Irena Svobodová Gymnázium Na Zatlance Genetika člověka Irena Svobodová Gymnázium Na Zatlance

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 (sociální podmínky) - polygenní znaky Generační doba člověka je velmi dlouhá. Genetik může sledovat maximálně 4 generace Složitost lidského genomu U člověka je navíc zvláštností, že se často kříží (tedy spíše křížil - v minulosti) pouze s jedinci z určité populace (stejný národ, společenská vrstva, jedinci stejného vyznání). Naopak dnes má díky moderním dopravním prostředkům takové možnosti migrace, které žádné jiné zvíře nemá.

Metody studia Metoda rodokmenová Gemellogická metoda neboli zkoumání dvojčat Cytogenetické metody – studium karyotypů Molekulárně genetické metody

Metoda rodokmenová genealogie = rodopis využívá sestavení rodokmenu několika generací pomocí mezinárodních symbolů sleduje se výskyt určitých chorob po několik generací (lze usoudit, zda je sledovaná alela dominantní či recesivní)

Gemellogická metoda gemellus = dvojitý Dvojčata dizygotická (vznikají oplozením dvou současně dozrálých vajíček) monozygotická (po prvním rýhování se blastomery oddělí a každá se vyvíjí samostatně – tj. mají stejnou genetickou informaci To ještě neznamená stejný fenotyp obou jedinců (ani jednovaječná dvojčata nemají shodné otisky prstů). Právě zaznamenávání takovýchto rozdílů pomáhá zjistit, co a do jaké míry ovlivňují geny a co závisí na podmínkách, ve kterých jedinec vyrůstá.

Cytogenetické metody vyšetřování karyotypu – lze zjistit odchylky v počtu a struktuře chromozomů lze i prenatálně (choriová biopsie, amniocentéza)

Molekulárně genetické metody studium molekul jaderné DNA izolace z lymfocytů periferní krve pomocí genové sondy lze nalézt konkrétní geny

Dědičné choroby Podle podílu dědičnosti: choroby vznikající na základě vrozené dispozice (náchylnosti) choroby, jejichž příčinou je specifická genetická mutace = vlastní dědičné choroby

Choroby s dědičnou dispozicí choroba vzniká spolupůsobením genetické dispozice a určitého vnějšího činitele je možné jim předcházet (pokud o dispozici víme) – vyhnout se vyvolávajícímu činiteli alergie, esenciální hypertenze, neurózy typický rodinný výskyt

Vlastní dědičné choroby vznikají genovými, chromozomovými a genomovými mutacemi 7 000 genových chorob většinou – neschopnost organismu syntetizovat určitou látku (tzv. molekulární choroby)

Autozomálně recesivní choroby: fenylketonurie cystická fibroza galaktosemie srpkovitá anemie

Cystická fibróza porušen gen CFTR narušen transport iontů Cl- a Na+ hromadění hlenu v trávicím a dýchacím traktu 1 : 2000

Srpkovitá anemie (Sickle cell anemia) 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. Onemocnění je recesivně dědičné, heterozygoti jsou zdraví, pouze za výjimečných okolností se u nich mohou objevit nějaké potíže. Heterozygoti jsou mnohem odolnější proti malárii, než zdraví jedinci; v oblasti výskytu malárie tvoří heterozygoti až polovinu populace.

Fenylketonurie Föllingova nemoc, fenylketonurická oligofrenie Vrozená porucha metabolismu aminokyseliny fenylalaninu (nelze nasyntetizovat příslušný enzym), který nemůže být přeměněn na tyrosin, a tudíž se odbourává na jiné produkty (kyselina fenylmléčná, fenylpyrohroznová a fenyloctová). To vede k poškozování CNS a následné mentální zaostalosti. Neléčené onemocnění může CNS způsobit těžké defekty. Výskyt je asi 1 / 10000 narozených.

Galaktosemie Chybí enzym pro trávení galaktosy, která se hromadí v organismu a alternativní cestou se metabolizuje na galaktitol. Ten působí toxicky na játra, mozek (vznik mentální retardace), ledviny a oční čočky a může vést k jejich poškození. Výskyt asi 1 / 60000.

Autozomálně dominantní choroby Neurofibromatosa Huntingtnova chorea Marfanův syndrom Polydaktylie Brachydaktylie

Neurofibromatosa Recklinghausenův syndrom Relativně běžné (1 / 2500 - 3300 narozených) onemocnění, asi u 50% postižených jde přitom o novou mutaci. Mutace podmiňuje vznik neurofibromů (nezhoubných nádorů), ovšem u pacientů je vyšší riziko vzniku zhoubného nádoru.

Huntingtonova choroba projevuje se ve středním věku dědičné neurodegenerativní onemocnění mozku obvykle se projevuje záškuby a kroutivými pohyby, abnormálním způsobem chůze a poruchou řeči. Často se projevuje úbytek rozumových schopností, poruchy nálady a chování. nemoc se dědí dominantně, propukne, i pokud je druhá varianta genu v pořádku. Každé dítě postiženého rodiče má 50%ní šanci, že zdědí chorobný gen nebo že onemocnění unikne. 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 a tenké končetiny. Délka života bývá zkrácena, někdy se vyskytují náhlá úmrtí.

Syndaktylie, polydaktylie Srůst, respektive znásobení několika prstových článků. Je - li to možné, řeší se chirurgicky. Onemocnění je jedno z nejčastějších. Projevuje se krátkými, zavalitými prsty. Často též malý vzrůst + krátké ruce a nohy. Rozsah je velmi variabilní. Brachydaktylie

Gonozomálně recesivní onemocnění: Gonozomálně recesivní choroby postihují většinou muže. Ženy bývají přenašečky a jen zřídka jsou samy postiženy (recesivní homozygotky). Hemofilie Daltonismus Svalová dystrofie

Hemofilie Hemofilie a genová terapie Vrozená porucha srážení krve Projevuje se poruchou schopnosti zástavy většího krvácení, tvorbou rozsáhlých hematomů, krvácením do kloubů a jiných orgánů s možností jejich následného poškození. důsledek chybění faktoru srážení krve (funkčního koagulačního faktoru VIII nebo IX) 1 : 10000 Hemofilie a genová terapie

Daltonismus "barvoslepost„ Chybí, nebo je omezena schopnost rozlišit červenou a zelenou barvu.

Svalová dystrofie Dědičného postižení svalů Pomalá, progresivní degenerace svalových vláken Nejnebezpečnější forma = Duchenneova muskulární dystrofie (Způs. recesivní gen vázaný na chromozom X) Dystrofin

Vrozené vývojové vady zvláštní skupina dědičných chorob Vrozené vývojové vady (VVV) jsou defekty orgánů, ke kterým došlo během prenatálního vývoje plodu a jsou přítomny při narození jedince. Postihují v různém rozsahu okolo 3% novorozenců. Prevenci vrozených vývojových vad a jejich včasnou diagnostikou se zabývá genetické poradenství.

Příčiny vzniku Příčinou vzniku VVV mohou být změny genetické informace - tedy mutace nebo různé vnější vlivy. Tyto vnější faktory, které VVV způsobují (mají teratogenní účinek), označujeme jako teratogeny.

Teratogeny Chemické - různá léčiva (například některá antibiotika, antiepileptika, cytostatika); prokázán je i teratogenní účinek alkoholu a drog. Potencionálně jsou samozřejmě nebezpečné všechny chemické látky s mutagenní aktivitou (např. těžké kovy). Fyzikální - záření. Radioaktivní záření může způsobovat zlomy chromosomů, zatímco RTG záření může nepříznivě ovlivnit vývoj neurální trubice. Dalším fyzikálním teratogenem je kromě záření ještě vysoká teplota. Biologické - infekce matky, které zejména v časných stádiích těhotenství mohou vážně narušit vývoj plodu. Patří sem toxoplazmóza (Toxoplasma gondii), zarděnky (Rubivirus), syfilis (Treponema pallidum), AIDS (HIV) a infekce způsobené cytomegaloviry (CMV), virem varicella-zoster nebo různými herpes viry (EB virus). Přímý teratogenní vliv mohou mít také některé nemoci matky, např. diabetes mellitus nebo fenylketonurie.

Použitá literatura a www stránky ALBERTS, B. a kol. Základy buněčné biologie. Ústí nad Labem: Espero Publishing, 1997 Šmarda, J. Genetika pro gymnázia. Nakladatelství Fortuna, Praha 2003 http://genetika.wz.cz/clovek.htm www.osel.cz

Použité www stránky http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/thumb/6/6f/Trisomie_21_Genom-Schema.gif/300px-Trisomie_21_Genom-Schema.gif http://www.down-syndrom.ch/Fotos/Welcom2.jpg http://www.ro-ben.ch/IMAGES/1ds.jpg http://www.osel.cz/soubory/262/1.jpg http://medgen.genetics.utah.edu/photographs/diseases/high/69a.jpg http://www.makeachildsmile.org/images/angels/angel_savannah.jpg http://images.clinicaltools.com/images/gene/trisomy13.jpg http://www.nicerweb.com/doc/class/bio100/Locked/media/ch13/cri_du_chat.jpg http://www.cridchat.u-net.com/charlott.gif http://www.osel.cz/_img/img1102002182.jpg http://www.biomedpark.de/contents/newsletter-ferring/newsletter_09/images/Art_1_Abb2.jpg