Γενετικές ασθένειες: Πώς κληρονομούνται;

Η κατανόηση των προτύπων κληρονομικότητας είναι απαραίτητη για να εκτιμηθεί το πώς οι γενετικές παθήσεις μεταφέρονται από τη μια γενιά στην άλλη. Κάθε άτομο έχει δύο αντίγραφα σχεδόν από κάθε γονίδιο, το ένα εκ των οποίων προέρχεται από τη μητέρα του και το άλλο από τον πατέρα του.

Ορισμένες αλλαγές στα γονίδια μπορεί να είναι μικρές και να μην επηρεάζουν τον τρόπο λειτουργίας τους, ενώ άλλες μπορεί να είναι πιο σοβαρές, με αποτέλεσμα να επηρεάζουν τον τρόπο λειτουργίας του γονίδιου και να οδηγούν σε ασθένειες. Αυτές οι αλλαγές είναι γνωστές ως μεταλλάξεις.

Η παρουσία μιας μετάλλαξης δεν μεταφράζεται πάντα στην ασθένεια με την οποία σχετίζεται και μέλη της ίδιας οικογένειας που έχουν την ίδια μετάλλαξη μπορεί να μην έχουν τα ίδια συμπτώματα. Αυτό συμβαίνει επειδή η γονιδιακή έκφραση επηρεάζεται από τα γονίδια, αλλά και από το περιβάλλον. Έτσι λοιπόν θα λέγαμε, πως τα γονίδια δημιουργούν ένα πλαίσιο μέσα στο οποίο θα δράσει το περιβάλλον.

Με ποιους τρόπους κληρονομείται μια γενετική ασθένεια;

Τα διαφορετικά πρότυπα κληρονομικότητας μιας γενετικής ασθένειας αποδίδονται στον Γκρέγκορ Μέντελ, ο οποίος αναγνωρίζεται πλέον ως ο πατέρας της σύγχρονης γενετικής.

Σύμφωνα με το έργο του Μέντελ υπάρχουν πέντε βασικά μοτίβα κληρονομικότητας:

• Αυτοσωμική επικρατής κληρονομικότητα
• Αυτοσωμική υπολειπόμενη κληρονομικότητα
• Φυλοσύνδετη (Χ-συνδεδεμένη) επικρατής κληρονομικότητα
• Φυλοσύνδετη (Χ-συνδεδεμένη) υπολειπόμενη κληρονομικότητα
• Μιτοχονδριακή κληρονομικότητα

Η πιθανότητα ένα άτομο να κληρονομήσει μια γενετική πάθηση επηρεάζεται κυρίως από δύο παράγοντες:

• Εάν έχει κληρονομήσει ένα ή δύο αντίγραφα ενός μεταλλαγμένου γονιδίου από τους γονείς του
• Εάν η μετάλλαξη βρίσκεται σε ένα από τα φυλετικά χρωμοσώματα (Χ ή Υ) ή σε ένα από τα υπόλοιπα 22 ζεύγη χρωμοσωμάτων που ονομάζονται αυτοσωμικά

Οι επικρατείς μεταλλάξεις εκφράζονται όταν υπάρχει έστω και μόνο ένα αντίγραφο της μετάλλαξης, ενώ οι υπολειπόμενες μεταλλάξεις απαιτούν δύο μεταλλαγμένα αντίγραφα για να αναπτυχθεί η ασθένεια.

Αυτοσωμική επικρατής κληρονομικότητα

Στις αυτοσωμικές επικρατείς ασθένειες, ένα μόνο αντίγραφο ενός μεταλλαγμένου γονίδιου προκαλεί την εκδήλωση της νόσου. Επομένως, τα παιδιά που έχουν ένα γονέα με αυτοσωμική επικρατή ασθένεια έχουν 50% κίνδυνο να κληρονομήσουν το μεταλλαγμένο γονίδιο και να αναπτύξουν την ασθένεια.

Μερικές φορές, ωστόσο, αυτές οι ασθένειες μπορεί να προκύψουν από μια νέα μετάλλαξη σε άτομα χωρίς προηγούμενο οικογενειακό ιστορικό.

Παραδείγματα αυτοσωμικών επικρατών ασθενειών είναι η νόσος του Huntington και το σύνδρομο Marfan.

Αυτοσωμική υπολειπόμενη κληρονομικότητα

Στις αυτοσωμικές υπολειπόμενες ασθένειες, και τα δύο αντίγραφα ενός μεταλλαγμένου γονιδίου (ένα από τη μητέρα και ένα από τον πατέρα) πρέπει να κληρονομηθούν για να αναπτύξει ένα άτομο την πάθηση. Εάν ένα άτομο έχει ένα μόνο αντίγραφο του μεταλλαγμένου γονιδίου τότε είναι φορέας, αλλά δεν παρουσιάζει συμπτώματα της νόσου.

Οι φορείς έχουν 50% πιθανότητα να μεταδώσουν τη μετάλλαξη στα παιδιά τους. Εάν και οι δύο γονείς είναι φορείς μιας αυτοσωμικής υπολειπόμενης ασθένειας, τότε τα παιδιά τους έχουν τις εξής πιθανότητες:

• 25% πιθανότητα να κληρονομήσουν και τα δύο μεταλλαγμένα αντίγραφα και να αναπτύξουν την πάθηση
• 50% πιθανότητα να κληρονομήσουν ένα μόνο μεταλλαγμένο αντίγραφο και να είναι φορείς
• 25% πιθανότητα να μην κληρονομήσουν κανένα μεταλλαγμένο αντίγραφο

Παραδείγματα αυτοσωμικών υπολειπόμενων ασθενειών είναι η κυστική ίνωση, η δρεπανοκυτταρική αναιμία, η νόσος Tay-Sachs και η φαινυλκετονουρία (PKU).

Φυλοσύνδετη επικρατής κληρονομικότητα

Η φυλοσύνδετες επικρατείς διαταραχές προκαλούνται από μεταλλάξεις των γονιδίων στο Χ χρωμόσωμα. Τα θηλυκά έχουν δύο Χ χρωμοσώματα, με αποτέλεσμα να εμφανίζουν την ασθένεια εάν κάποιο από τα δύο χρωμοσώματα φέρει τη μετάλλαξη, ενώ οι άνδρες έχουν ένα μόνο Χ χρωμόσωμα, με αποτέλεσμα μια μετάλλαξη σε αυτό να προκαλεί την ασθένεια.

Συνήθως, οι άνδρες παρουσιάζουν πιο σοβαρά συμπτώματα μιας φυλοσύνδετης επικρατούς διαταραχής από τις γυναίκες. Ωστόσο, ένα χαρακτηριστικό αυτού του τρόπου κληρονομικότητας είναι πως οι πατέρες δεν μπορούν να μεταδώσουν τα χαρακτηριστικά αυτά στους γιούς τους.

Παραδείγματα φυλοσύνδετης επικρατούς ασθένειας είναι η υποφωσφαταιμική ραχίτιδα και το σύνδρομο εύθραυστου Χ.

Φυλοσύνδετη υπολειπόμενη κληρονομικότητα

Στις φυλοσύνδετες υπολειπόμενες ασθένειες, το μεταλλαγμένο γονίδιο εμφανίζεται στο Χ χρωμόσωμα. Επειδή τα αρσενικά έχουν μόνο ένα χρωμόσωμα Χ, ένα μεταλλαγμένο γονίδιο σε αυτό είναι αρκετό για να προκαλέσει μια φυλοσύνδετη υπολειπόμενη ασθένεια (για αυτό είναι και πιο συχνές οι ασθένειες αυτές στα αγόρια).

Αντιθέτως, τα θηλυκά έχουν δύο Χ χρωμοσώματα με αποτέλεσμα ένα μεταλλαγμένο γονίδιο σε ένα μόνο από αυτά να έχει μικρότερη επίδραση σε μια γυναίκα. Παρόλα αυτά, μια γυναίκα με μια μόνο γενετική μετάλλαξη σε ένα Χ χρωμόσωμα θεωρείται φορέας της ασθένειας.

Παραδείγματα φυλοσύνδετων υπολειπόμενων ασθενειών είναι η αιμορροφιλία και η ερυθροπράσινη αχρωματοψία.

Μιτοχονδριακή κληρονομικότητα

Το μιτοχόνδρια βρίσκονται σε κάθε κύτταρο του σώματος και βοηθούν στην παραγωγή ενέργειας. Κάθε μιτοχόνδριο περιέχει μια μικρή ποσότητα DNA και οποιαδήποτε μετάλλαξη σε αυτό είναι υπεύθυνη για την εμφάνιση των μιτοχονδριακών παθήσεων.

Οι μιτοχονδριακές παθήσεις μπορούν να μεταβιβαστούν μόνο από τις μητέρες στα παιδιά, επειδή τα ωάρια παρέχουν τα μιτοχόνδρια στο αναπτυσσόμενο έμβρυο, ενώ τα σπερματοζωάρια όχι.

Οι παθήσεις που προκύπτουν από μεταλλάξεις στο μιτοχονδριακό DNA μπορεί να εμφανιστούν σε κάθε γενιά μιας οικογένειας και να επηρεάσουν εξίσου τους άνδρες και τις γυναίκες.

Ένα παράδειγμα μιτοχονδριακής πάθησης είναι η κληρονομική οπτική νευροπάθεια Leber, μια μορφή αιφνίδιας απώλειας όρασης.