1.25. Choroby

genetyczne

człowieka

Opracowała Bożena Smolik

Opracowała Bożena Smolik

Konsultant Arleta Poręba-Konopczyńska

Konsultant Arleta Poręba-Konopczyńska



Medycyna opisała jak dotąd około

4 tys. chorób genetycznych.

Część z nich ma znikomy wpływ na jakość życia

chorego, część powoduje wczesną śmierć dziecka,

część zaś towarzyszy człowiekowi całe życie.

Niektóre choroby genetyczne są niezwykle rzadkie

o innych będąc zwykłymi obywatelami miast

rzadko słyszymy, bowiem w naszej kulturze

istnieje tendencja do chowania osób chorych

przez wzrokiem innych - tak naprawdę więc osób

chorych na różnego rodzaju przypadłości jest

znacznie więcej niż się nam wydaje. Choroby

genetyczne bywają poważnym obciążeniem nie

tylko dla pacjenta ale również jego rodziny.

Mutacje



Choroby genetyczne są dziedziczone z pokolenia na pokolenie i

nazywamy je wówczas dziedzicznymi.



Mogą jednak pojawiać się nagle w danej rodzinie i nie być

przekazywane dalej.



Choroby genetyczne wywołane są zmianą kodu genetycznego na

skutek mutacji.



Wszystkie czynniki, które wywołują zmiany w DNA, nazywamy

mutagenami

, natomiast zmiany powstałe w strukturze

materiału genetycznego

mutacjami

.



Mutacje

, są to trwałe zmiany w materiale genetycznym (w

genach). Mogą one powstawać spontanicznie, bez wyraźnej

przyczyny, lub pod wpływem czynników mutagennych.

Czynniki mutagenne



Do naturalnych czynników

oddziałujących na zapis

genetyczny należą:

-

Promieniowanie UVA, UVB

-

Promieniowanie kosmiczne

-

Promieniowanie radioaktywnych

pierwiastków skorupy ziemskiej, np.

radu

Wraz z rozwojem cywilizacji przemysłowej

człowiek zaczął produkować

substancje obce środowisku, które

wyjątkowo agresywnie oddziałują na

kod genetyczny. Są to między innymi:

-

Azbest

-

Nikotyna

-

Smoły

-

Pestycydy

-

Dioksyny i furany

Czynniki

mutagenne

FIZYCZNE

promieniowanie

- jonizujące

- rentgenowskie

-ultrafioletowe

CHEMICZNE

-dioksyny

-benzopiren

-azbest

-alkohol

BIOLOGICZNE

-wirusy

- pleśnie

Rodzaje mutacji-

mutacje genowe



Mutacje genowe dotyczą zmian w

sekwencji (kolejności) nukleotydów. Ta

zmiana może powodować zaburzenia

w odczytywaniu kodu genetycznego.



Mutacje te tworzą się w wyniku

błędów podczas replikacji DNA.



Mogą spowodować zatrzymanie

produkcji określonego białka, albo

zmianę jego właściwości.



Zmiany te są bardzo odczuwalne w

komórce haploidalnej, mogą

doprowadzić do jej śmierci, natomiast

w komórce diploidalnej zmiana ta

może w ogóle się nie ujawnić.

Zdecyduje o tym drugi, niezmutowany

allel.



Choroby

spowodowane

mutacjami genowymi

to np.:

-

mukowiscydoza

- anemia sierpowata
- fenyloketonuria
- hemofilia
- daltonizm
- progeria
- albinizm
- alkaptonuria
- pląsawica Huntingtona

Rodzaje mutacji-

mutacje chromosomowe



Mutacje chromosomowe wywołują zmiany w liczbie lub strukturze

chromosomu.



Zmiany liczby chromosomów wynikają z zaburzeń w ich segregacji

podczas podziałów komórkowych.



Mutacje te są skutkiem zaburzeń w czasie mejozy, gdy do jednej

komórki trafia para chromosomów homologicznych.



Zmiany w materiale genetycznym gamet maja ogromne znaczenie

dla następnych pokoleń, ponieważ są dziedziczone.



Mutacje kariotypu najczęściej prowadzą do śmierci jeszcze na

etapie życia płodowego.



Zmiany liczby chromosomów dotyczą zarówno chromosomów

autosomalnych, jak i płciowych.



Choroby, będące wynikiem zmian kariotypu to między innymi:

- zespół Downa
- zespół Turnera
- zespół Klinefeltera

Hemofilia



Hemofilia i daltonizm są chorobami sprzężonymi z płcią , ponieważ odpowiedzialne za nie geny

Hemofilia i daltonizm są chorobami sprzężonymi z płcią , ponieważ odpowiedzialne za nie geny

zlokalizowane są w chromosomie X.

zlokalizowane są w chromosomie X.



Przyczyną hemofilii jest brak jednego białka, uczestniczącego w procesie krzepnięcia krwi. Osoby

Przyczyną hemofilii jest brak jednego białka, uczestniczącego w procesie krzepnięcia krwi. Osoby

chore są narażone na wykrwawienie nawet z powodu drobnych skaleczeń, ponieważ ich krew nie

chore są narażone na wykrwawienie nawet z powodu drobnych skaleczeń, ponieważ ich krew nie

tworzy skrzepów.

tworzy skrzepów.



Gen, który jest odpowiedzialny za syntezę brakującego białka, znajduje się w chromosomie

Gen, który jest odpowiedzialny za syntezę brakującego białka, znajduje się w chromosomie

płciowym X. Kobiety mają dwa chromosomy X, dlatego zmutowany, recesywny allel nie ujawnia się,

płciowym X. Kobiety mają dwa chromosomy X, dlatego zmutowany, recesywny allel nie ujawnia się,

gdy w drugim chromosomie jest jego zdrowy odpowiednik. Kobietę z takim genotypem nazywamy

gdy w drugim chromosomie jest jego zdrowy odpowiednik. Kobietę z takim genotypem nazywamy

nosicielką

nosicielką

.

.



U mężczyzn uszkodzony allel w chromosomie X nie ma swojego zdrowego odpowiednika w

U mężczyzn uszkodzony allel w chromosomie X nie ma swojego zdrowego odpowiednika w

chromosomie Y i mężczyźni z recesywnym allelem chorują. Pokazuje to zamieszczona niżej

chromosomie Y i mężczyźni z recesywnym allelem chorują. Pokazuje to zamieszczona niżej

krzyżówka genetyczna.

krzyżówka genetyczna.

X

X

H

H

X

X

h

h

X

X

H

H

X

X

H

H

X

X

H

H

Zdrowa dziewczynka

Zdrowa dziewczynka

X

X

H

H

X

X

h

h

nosicielka

nosicielka

Y

Y

X

X

H

H

Y

Y

Zdrowy chłopiec

Zdrowy chłopiec

X

X

h

h

Y

Y

Chory chłopiec

Chory chłopiec

Fenyloketonuria



U chorych na fenyloketonurię jest

nieczynny gen, kodujący enzym

odpowiedzialny za rozkład pewnego

toksycznego aminokwasu, powstającego w

organizmie człowieka w wyniku przemian

biochemicznych. Gromadzący się

aminokwas wywołuje uszkodzenie

centralnego układu nerwowego u

noworodków i niemowląt, prowadząc do

ciężkiego upośledzenia umysłowego.



Obecnie fenyloketonurię wykrywa się

podczas badania moczu noworodka. Jeżeli

stwierdzi się obecność toksycznego

aminokwasu stosuje się odpowiednią dietę

od momentu urodzenia do osiągnięcia

pełnego rozwoju układu nerwowego.



Na fenyloketonurię może zachorować tylko

dziecko rodziców, będących jednocześnie

nosicielami tego recesywnego genu.

Mukowiscydoza



Wywołuje ją uszkodzony,

recesywny gen, podobnie jak to

było przy fenyloketonurii.



Na mukowiscydozę zachoruje

więc dziecko, które ma dwa

uszkodzone allele i nie produkuje

białka odpowiedzialnego za

transport jonów chlorkowych w

organizmie. Następuje wówczas

gromadzenie się w układzie

oddechowym gęstego śluzu,

który zalegając utrudnia

transport powietrza i jest

pożywką dla bakterii

chorobotwórczych – dochodzi do

stanów zapalnych oskrzeli i płuc.

Zespół Downa



Prawdopodobieństwo

wystąpienia u noworodka

choroby zwanej zespołem Downa

wzrasta z wiekiem matki,

szczególnie po przekroczeniu 40

roku życia.



Przyczyna tej choroby jest

dodatkowy chromosom 21 pary

( tzw. trisomia).



Objawy choroby to:

-niedorozwój umysłowy o różnym

stopniu nasilenia

-wada serca
-niski wzrost
-charakterystyczne rysy twarzy

Diagnostyka chorób

genetycznych

Metody identyfikowania chorób dziedzicznych

1.

Analiza rodowodów – pozwala na ustalenie faktu istnienia

oraz sposobu dziedziczenia danej choroby.

2.

Analiza kariotypu- polega na porównywaniu badanego

obrazu chromosomów z wzorcem. W tym celu pobiera się

próbkę płynu owodniowego z łona matki, zawierającego

komórki płodu ( amniopunkcja).

3.

Testy DNA – wykorzystuje się tu tzw. Sondy molekularne,

czyli odcinki DNA o określonej sekwencji,

komplementarnej do badanego genu. Umożliwia to ocenę

badanego genu pod kątem jego prawidłowości.

Nowotwory



Przyczyną powstawania nowotworu może być wrodzona podatność

organizmu na zmiany genetyczne, zaburzenia odporności, niektóre

zaburzenia hormonalne, niekiedy starzenie się organizmu.



Przyczyną powstania nowotworu może być mutacja genów, które

odpowiadają za tworzenie się w organizmie ważnych białek,

regulujących prawidłowe funkcjonowanie komórek.



Nowotwór to grupa komórek, których podział przestał być

kontrolowany przez organizm.



Prowadzi do nienaturalnego rozrostu tkanki nowotworowej.



Komórki nowotworowe tracą zdolność różnicowania się w

określone tkanki.

Promieniowanie

Mechanizm powstawania
nowotworów



Genom człowieka zawiera geny,
które odpowiadają za
prawidłowy podział, wzrost i
różnicowanie się komórek w
odpowiednie tkanki. Dzięki temu
młode organizmy rozwijają się, a
u dojrzałych i starych następuje
zastępowanie obumarłych
komórek nowymi.



Na skutek mutacji może dojść do
zakłócenia tego naturalnego
procesu.

Substancje

rakotwórcze

Mutacje genowe

onkogeny

Komórka nowotworowa

Niekontrolowane podziały komórek

Niekontrolowany rozrost tkanki

NOWOTWÓR



Palacze narażeni są najbardziej na nowotwory

płuc, krtani, jamy ustnej, przełyku, nerek,

pęcherza moczowego i trzustki.



Ryzyko zachorowania na nowotwór wzrasta

od kilku do kilkunastu razy u osoby palącej

( w zależności od liczby wypalanych dziennie

papierosów i czasu trwania nałogu).



Wdychanie dymu papierosowego

przez osoby niepalące,

czyli palenie bierne,
jest równie szkodliwe,
jak palenie papierosów.

Zadbaj, aby nie palono w Twojej

obecności!

Wpływ diety- nadmiar



Na częstość występowania nowotworów,

szczególnie układu pokarmowego, mają

wpływ również składniki diety każdego

człowieka.



Nadmierne spożywanie niektórych potraw

wpływa na podwyższenie ryzyka powstania i

rozwoju nowotworu:

1. Nadmierne spożywanie produktów wędzonych.
2. Nadmierne spożywanie tłuszczów

zwierzęcych.

3. Spożywanie potraw grilowanych i

przypalonych.

4. Spożywanie niektórych konserwantów i

sztucznych barwników występujących w

żywności.



Czy sprawdzasz co
kupujesz i co jesz?

Dodatki do żywności

Wpływ diety- niedobory
witamin



Brak pewnych składników

odżywczych w pokarmach może

również sprzyjać pojawianiu się

choroby nowotworowej.



Mała zawartość owoców i

warzyw w codziennej diecie

wiąże się z brakiem witamin A, C

i B , które zostały nazwane

przeciwutleniaczami.



Przeciwutleniacze chronią

organizm przed powstaniem

onkogenów.

Alkohol



Alkohol to również
czynnik rakotwórczy.



U osób
nadużywających
alkoholu wzrasta
ryzyko zachorowania
na raka wątroby.

Azbest



To grupa związków

chemicznych, mających

włóknistą postać.



Łamanie i kruszenie

azbestu uwalnia

mikroskopijne włókna,

które unoszą się w

powietrzu i mogą wnikać

do płuc, wbijając się w

nabłonek pęcherzyków

płucnych i wywołując

zmiany nowotworowe.

Dioksyny i furany



To jedne z najbardziej

rakotwórczych substancji.



Powstają w czasie spalania

plastiku, opon i oleju.



Ludzie, którzy dopuszczają

się spalania tych substancji

w paleniskach domowych

narażają siebie , swoich

bliskich i innych na
choroby nowotworowe

.

Czynniki biologiczne



Toksyny, wytwarzane przez

niektóre grzyby pleśniowe i

przenikające do pokarmu, na

którym się rozwijają mają

działanie onkogenne.



Zarodniki grzybów

pleśniowych, np. pleśniaka

czarnego, dostających się do

powietrza z zagrzybionych

ścian, również wywołują
nowotwory

.



Niektóre wirusy (np. wirus

opryszczki), przyłączające się

do genomu gospodarza

również mogą wywoływać

choroby nowotworowe

Zadania

1.

Wyjaśnij, dlaczego daltonizm występuje głównie u

chłopców.

2.

Podaj bezpośrednią przyczynę powstawania chorób

genetycznych.

3.

Oblicz prawdopodobieństwo urodzenia zdrowego dziecka,

gdy oboje rodzice są nosicielami mukowiscydozy.

4.

Wyjaśnij, dlaczego na fenyloketonurię chorują tylko dzieci

posiadające zmutowane oba allele genu?

5.

Podaj cechę charakterystyczną dla kariotypu dziecka

z zespołem Downa.

Źródła

Źródła



W.Lewiński,J.Prokop, Biologia 2, Operon, Gdynia, 2004

W.Lewiński,J.Prokop, Biologia 2, Operon, Gdynia, 2004



J.Loritz-Dobrowolska i wsp., Biologia, Operon, Gdynia, 2007

J.Loritz-Dobrowolska i wsp., Biologia, Operon, Gdynia, 2007



B.Sągin, M.Sęktas, Puls życia, Nowa Era, 2008

B.Sągin, M.Sęktas, Puls życia, Nowa Era, 2008



B.Klimuszko, Biologia III, Żak, Warszawa 2001

B.Klimuszko, Biologia III, Żak, Warszawa 2001



E.Kłos i wsp., Ciekawa biologia, WSiP, Warszawa, 2002

E.Kłos i wsp., Ciekawa biologia, WSiP, Warszawa, 2002



E.Wierbiłowicz, Biologia, ABC, Poznań, 2001

E.Wierbiłowicz, Biologia, ABC, Poznań, 2001



B.Potocka, W.Górski, Biologia 2, MAC Edukacja,2003

B.Potocka, W.Górski, Biologia 2, MAC Edukacja,2003



Z.Sendecka i wsp., Vademecum, Operon, 2008r.

Z.Sendecka i wsp., Vademecum, Operon, 2008r.