Choroby genetyczne: 2 główne typy zaburzeń genetycznych u ludzi

Choroby genetyczne u ludzi są podzielone na dwa segmenty 1. Ludzkie zaburzenia genetyczne z powodu nieprawidłowości chromosomowych, 2. związane z genem choroby u ludzi!

A. Ludzkie zaburzenia genetyczne z powodu nieprawidłowości chromosomowych:

(Zaburzenia chromosomowe)

Te zaburzenia genetyczne są spowodowane z powodu nieobecności lub nadmiaru lub nieprawidłowego rozmieszczenia jednego lub więcej chromosomów.

Zdjęcie dzięki uprzejmości: intechopen.com/source/html/42596/media/image2_w.jpg

Są to dziedziczne badania nie mające charakteru dziedzicznego, które nie pomagają w określeniu wzoru dziedziczenia takich zaburzeń chromosomowych. Są to dwa typy: nieprawidłowości związane z aneuploidią i aberracjami w autosomach lub w chromosomach płciowych.

(a) Nieprawidłowości autosomalne:

Wynika to z autosomalnej aneuploidii i aberracji. Niektóre z typowych zaburzeń genetycznych w tej grupie są następujące:

1. Zespół Downa (mongolski idiotyzm, mongolizm, 21-trisomia):

Zaburzenie to zostało po raz pierwszy zgłoszone w 1866 roku przez Langdona Downa. Jest to autosomalna aneuploidia, spowodowana obecnością dodatkowego chromosomu o numerze 21, jak pokazano w Lejeune w 1959 roku. Oba chromosomy pary 21 przechodzą w jedno jajo z powodu niediagnozowania podczas oogenezy. Zatem jajko ma 24 chromosomy zamiast 23, a potomstwo ma 47 chromosomów (45 + XY u mężczyzn, 45 + XX u samic) zamiast 46.

Zespół Downa jest również nazywany 21-trisomią. Charakteryzuje się zaokrągloną twarzą, szerokim dziobem, stale otwartą ustą, wystającym językiem, wystającą dolną wargą, krótką szyją, płaskimi dłońmi i krótkimi (małymi) palcami, wieloma "pętlami" na palcach, grubymi i prostymi włosami, bruzdowanym językiem, szeroka dłoń z charakterystycznym fałdowaniem palmerem, który biegnie przez całą dłoń i mongolski fałd powieki (epicanthus).

Ofiara ma niewielką inteligencję (IQ poniżej 40). Serce i inne narządy mogą być wadliwe. Gonad i genitalia są nierozwinięte. Występuje u jednego na 750 dzieci w momencie urodzenia, ale ponad połowa płodów cierpiących na ten zespół poroniła samoistnie (poronienie). Ta odmiana jest bardziej u kobiet. Częstotliwość braku dysocjacji pary chromosomów 21 wzrasta wraz z wiekiem matki. Wśród matek młodszych niż 25 lat ryzyko urodzenia dziecka z zespołem Downa wynosi 1 w 2000 roku; w wieku 30 lat jest to 1 na 900; u 40, 1 na 100 i u 45, 1 na 40. To zwiększone ryzyko u starszych kobiet wynika z czynników, które niekorzystnie wpływają na zachowanie mio- ziotycznego chromosomu wraz z postępem wieku kobiety.

U ludzkich samic mejoza zaczyna się w płodzie, aby wytworzyć komórki jajowe, ale nie jest zakończona do czasu zapłodnienia jaja. Podczas długiego czasu przed zapłodnieniem komórki jajowe są zatrzymywane w Prophase I. W tym stanie zawieszonym chromosomy mogą stać się niesparowane. Im dłuższy czas w Prophase I, tym większa szansa na niesparowanie i niedysunięcie chromosomu.

Zespół Downa nie występuje w rodzinach, ponieważ jest związany z nieprawidłowym zachowaniem chromosomów podczas mejozy. Jednak około 3-4% przypadków zespołu Downa wynika z translokacji chromosomu 21 do chromosomu 14 lub rzadziej chromosomu 22, a jeszcze mniej powszechną przyczyną jest translokacja 21-21. Nazywa się rodzinnym zespołem Downa. Liczba chromosomów pozostaje 46, ale istnieje częściowa trisomia.

2. Zespół Edwarda (18-trisomia):

Został opisany przez Edwarda w 1960 roku. Zespół ten jest spowodowany dodatkowym chromosomem numer 18. Tak więc całkowita liczba chromosomów wynosi 47. Występuje częściej u kobiet niż u mężczyzn. Częstotliwość tej nieprawidłowości wynosi około 1 na 8000 żywych urodzeń. Osoba dotknięta chorobą trzyma palce mocno zaciśnięte na dłoni. Inne objawy to małe szczęki, zdeformowane uszy, małe usta, nos i palce, mały mostek i miednica. Pacjent jest retartowany psychicznie i umiera w ciągu 6 miesięcy po urodzeniu.

3. Zespół Patau (13-Trisomy):

Został opisany przez Patau w 1960 roku. Zespół ten jest spowodowany dodatkowym chromosomem numer 13. Dotknięta osoba ma małą głowę i zaburzenia twarzy, oczu i przodomózgowia, rozszczep wargi i podniebienia, nisko osadzone zdeformowane uszy, mały podbródek i dłonie często są zaciśnięte w sposób opisany dla zespołu Edwarda. Występuje u około 1 na 20 000 żywych urodzeń. Średnia długość życia chorego wynosi około 4 miesiące.

4. Zespół Cri du chat (Cat Cry):

Dotknięte noworodkiem płacze jak miauczenie kota. Zostało to po raz pierwszy opisane przez Lejeune w 1963 roku we Francji. Dlatego nazywa się Cri du chat (Cat Cry). Ten stan jest spowodowany usunięciem połowy części w krótkim ramieniu numeru chromosomu

5. Jest to bardzo rzadkie:

Dotknięta osoba ma małą głowę, szeroko rozstawione oczy, księżycową twarz, płacz jak kotek, cofnięty podbródek i wrodzoną wadę serca.

5. Białaczka szpikowa:

Wywołane jest to przez delecję części długiego ramienia chromosomu 22 i jego dodatku do chromosomu 9 (translokacja wzajemna). Przynosi on zmianę w konformacji białka C-Abl i aktywuje utajony potencjał onkogenny, powodując wytwarzanie nadmiaru ziarnistych leukocytów, a zatem nazywany przewlekłą białaczką granulocytową lub przewlekłą białaczką szpikową (CML). Niedobór 22 chromosomu, którego fragment z długiego ramienia jest usunięty, nazywa się chromosomem Philadelphia, jak po raz pierwszy odnotowano w Filadelfii w 1959 roku.

(b) Zaburzenia chromosomowe narządów płciowych:

Wynika to z aneuploidii chromosomów płciowych i są one następujące:

1. Zespół Turnera:

Zespół Turnera (Turner, 1938) jest spowodowany monosomią (2n - 1). Jest on utworzony przez połączenie jaja bez allozomu (22 + 0) i normalnego plemnika X lub normalnego jaja i plemnika wolnego od allosomu (22 + 0). Osobnik ma 2n = 45 chromosomów (44 + XO) zamiast 46. Takimi osobami są sterylne kobiety, które mają prymitywne jajniki, wypełnione tkanką łączną, nierozwinięte piersi, małą macicę, spuchnięte palce (obwodowy obrzęk limfatyczny), niski wzrost (mniej niż 5 stopy), szyję sieciową i nieprawidłową inteligencję, nieprawidłowości układu sercowo-naczyniowego i upośledzenie słuchu.

Nie mogą miesiączkować ani jajeczkować. Jedna na 3000 kobiet jest ofiarą (ryc. 5.45).

Kombinacja 44 + YO (lub męski zespół Turnera) jest nieopłacalna, więc nie występuje w naturze.

2. Zespół Klinefeltera:

Zespół Klinefeltera (Klinefelter, 1942) spowodowany jest trisomią chromosomu płciowego (X). Jest on utworzony przez połączenie nieprawidłowego jajka XX i prawidłowego plemnika Y lub prawidłowego X jajka i nienormalnych plemników XY.

Osoba ma 47 chromosomów (44 + XXY). Takimi osobami są sterylne samce (zwane samicami sfeminizowanymi) z nierozwiniętymi jądrami, upośledzeniem umysłowym, kobiecą jak rzadkie owłosienie na ciele i pukaniem kolanami, długimi kończynami i niektórymi cechami żeńskimi, takimi jak żeński głos i powiększony biust (ginekomastia). Uważa się, że im więcej chromosomów X, tym większa jest wada psychiczna (ryc. 5.46). Jeden na 500 mężczyzn urodzonych jest ofiarą tego zespołu.

3. Superfemales (zespół żeńskości Poly X):

Takie osoby mają 47 (44 + XXX, potrójne-X), 48 (44 + XXXX) lub 49 (44 + XXXXX) chromosomów. Te kobiety charakteryzują się nienormalnym rozwojem seksualnym i upośledzeniem umysłowym. Liczba ciał smoczych jest o jeden mniej niż całkowita liczba chromosomów X. Częstotliwość przy urodzeniu 44 + XXX wynosi 1 na 1500. Objawy są bardziej nasilone wraz ze wzrostem liczby chromosomów X. Takie kobiety są wyższe z zwykle prawidłową płodnością.

4. Supermales (zespół męski Poly Y):

Takie osoby mają 47 (44 + XYY) chromosomów. Te samce charakteryzują się nienormalną wysokością, upośledzeniem umysłowym, aspołecznym i kryminalnym skłonnościami umysłu (syndromem kryminalnym lub syndromem Jacoba). Istnieje nadprodukcja męskich hormonów płciowych. Supermale są bardziej agresywne niż zwykłe samce. Jego częstotliwość wynosi 1 na 1000. Takie samce są wyższe z 1Q 80-120. Są normalne w funkcjach seksualnych, płodności i narządach płciowych.

Podsumowanie różnej liczby chromosomów płciowych w ludziach:

B. Ludzkie zaburzenia związane z Mendelem lub genem:

Zaburzenia te są określane przez mutacje w pojedynczych genach. Są przekazywane potomstwu zgodnie z zasadami Mendla. Wzór dziedziczenia takich zaburzeń mendlowskich można prześledzić w rodzinie na podstawie analizy rodowodu. Niektóre pospolite choroby ludzkie związane z mendelami lub genami są następujące:

(a) Mutacje genów w autosomach:

Są to dwa typy: recesywny i dominujący.

(i) Cechy recesywne:

Są one spowodowane recesywnymi genami autosomalnymi, jeśli występują w warunkach homologicznych.

1. Alkaptonuria:

Była to jedna z pierwszych wrodzonych chorób metabolicznych opisanych przez Garroda w 1908 r. Jest to odziedziczone autosomalne, recesywne zaburzenie metaboliczne wywołane niedoborem enzymu oksydazy wymaganego do rozkładu tyrozyny. Jest toksyczny w wyniku akumulacji kwasu homogentyzynowego (zwanego również alkaptonem). Choroba nazywana jest alkaptonurią (również zapisaną jako alaponiauria). Brak enzymu spowodowany jest brakiem prawidłowej formy genu na chromosomie 3, który kontroluje syntezę enzymu.

W związku z tym kwas homogentyzynowy gromadzi się w tkankach i jest wydalany z moczem. Najczęściej atakowanymi tkankami są zastawki serca, chrząstki (ochronoza), kapsułki stawów, więzadła i ścięgna.

Mocz tych pacjentów, jeśli pozostaną przez kilka godzin w powietrzu, zmieni kolor na czarny z powodu utleniania kwasu homogentyzynowego. AA i Aa są normalne, ale aa to alkaponur. Głównymi wadami są problemy z sercem, zapalenie stawów, nerki i kamienie prostaty. Nityinon przynosi ulgę.

2. Albinizm:

Jest to autosomalne, recesywne zaburzenie genetyczne. Wynika to z braku enzymu tyrozynazy, który jest niezbędny do syntezy pigmentu melaniny z dihydroksyfenyloalaniny. Gen albinizmu (a) nie wytwarza enzymu tyrozynazy, ale jego normalny allel (A). Zatem choroba ta dotyczy tylko osobnika homozygotycznego recesywnego (aa). Albinosy (osoby z albinizmem) nie mają melaniny z ciemnego pigmentu w skórze, włosach i tęczówce. Chociaż albinosi mają słabe widzenie, ale prowadzą normalne życie.

3. Choroba Tay-Sacha (TSD) / Dziecięca ambiotyczna idiotyka:

Jest to autosomalne, recesywne zaburzenie genetyczne. Dzieci homozygotyczne wykazują degenerację ośrodkowego układu nerwowego z powodu nagromadzenia substancji tłuszczowej (sfingolipidu) w komórkach nerwowych. Spowodowane jest to enzymem (3-DN-acetyloheksosaminidaza, która u zdrowych osób występuje w dwóch postaciach A i B. In.TSD, obecna jest tylko forma A, nie ma postaci В. Choroba ta została po raz pierwszy zgłoszona przez Warren'a Tay w 1881 roku.

Później, w 1887 roku Bernard Sach opisał pierwszy patologiczny opis choroby. Dzieci z chorobą Tay-Sacha rodzą się normalnie, ale w ciągu kilku miesięcy rozwijają poważne uszkodzenia mózgu i rdzenia kręgowego z powodu błędu w metabolizmie tłuszczów. Upośledzone umysłowo i stopniowo sparaliżowane dziecko umiera za 3 do 4 lat. Nie ma leczenia tej choroby, a zatem nie ma ocalałych.

4. Choroba Gauchera:

Jest to autosomalne, recesywne zaburzenie genetyczne. W tym zaburzeniu upośledzenie rozkładu cerebrazydu z kwasami tłuszczowymi jest upośledzone, co prowadzi do akumulacji materiałów lipidowych w tkankach i krwi. Jest to spowodowane autosomalnym recesywnym genem obecnym na chromosomie 1. Hamuje on aktywność enzymu glukocerebrozydazy w lizosomie. W konsekwencji następuje akumulacja cerebrozydu (sfingolipidu). Jest powiększenie śledziony i wątroby oraz rozszerzenie niektórych kości kończyn.

5. Niedokrwistość sierpowata (Herrick, 1904):

Niedokrwistość sierpowata jest autosomalnym dziedzicznym zaburzeniem, w którym erytrocyty stają się sierpowate w warunkach niedoboru tlenu, tak jak podczas wysiłku fizycznego i na dużych wysokościach. Zaburzenie lub choroba jest spowodowana przez powstanie nieprawidłowej hemoglobiny zwanej hemoglobiną-S. Jak odkrył Ingram (1958), hemoglobina-S różni się od normalnej hemoglobiny-A tylko jednym aminokwasem-szóstym aminokwasem łańcucha P.

Tutaj kwas glutaminowy jest zastępowany przez walinę z powodu podstawienia (transkrypcji) T przez A w drugiej pozycji kodonu trypletowego (CTC), który jest zmieniony na AC. Gen znajduje się na chromosomie 11. Kodon CTC jest transkrybowany do GAG (kodującego kwas glutaminowy), ale z powodu podstawień T przez A nowy kodon CAC jest transkrybowany do GUG, który koduje walinę. Jest to główny efekt allelu.

Kryzys Sickle Cells rozwija się w warunkach niedoboru tlenu. 6-waliny tworzy wiązania hydrofobowe z komplementarnymi miejscami innych cząsteczek globiny. To zniekształca ich konfigurację. W rezultacie erytrocyty mające hemoglobinę-S stają się sierpowate. Jest to jeden z efektów ubocznych. Inne wtórne efekty wynikają z sierpowatych erytrocytów. Komórki nie mogą przechodzić przez wąskie naczynia włosowate.

Mają tendencję do krzepnięcia i degeneracji. Powoduje niedokrwistość. Zatkane naczynia włosowate zmniejszają krążenie krwi. Tkanki są pozbawione tlenu. Żółtaczka może się pojawić. Śledziona i mózg zostają uszkodzone. Pacjent odczuwa ostre fizyczne osłabienie bólu głowy i skurcze mięśni. Homozygoty mające jedynie hemoglobinę-S zazwyczaj umierają przed osiągnięciem dojrzałości, ponieważ zniekształcenia i degeneracja erytrocytów występują nawet przy normalnym napięciu tlenu.

Pomimo szkodliwego działania, allel dla anemii sierpowatej nadal utrzymuje się w populacji ludzkiej, ponieważ ma on wartość przetrwania w zarażonych malarią obszarach, takich jak tropikalna Afryka. Pasożyt malarii nie jest w stanie przeniknąć przez błonę erytrocytów i spowodować jakichkolwiek szkód. Ponadto, heterozygoty sierpowate nie zawsze cierpią na zespół. Ich erytrocyty wyglądają normalnie, dopóki nie ma niedoboru tlenu, gdy obserwuje się niektóre sierpowate erytrocyty (ryc. 5.47).

Gen dla erytrocytów sierpowatych jest reprezentowany przez Hb, podczas gdy normalny erytrocytów jest zapisany jako HbA. Homozygotami dla dwóch typów są Hb ^s Hb i Hb ^A Hb ^A. Heterozygoty zapisywane są jako Hb ^A Hb. Kiedy dwa heterozygusy sierpowatych poślubiają się, produkują trzy typy dzieci - homozygotyczny normalny, heterozygotyczny nosiciel i homozygotyczne sierpowate w stosunku 1: 2: 1. Jednakże, homozygotyczne osobniki z sierpowatymi komórkami (Hb ^s. Hb) umierają w dzieciństwie ( przed wiekiem reprodukcyjnym) z powodu ostrej niedokrwistości. Zatem otrzymuje się stosunek jednego normalnego do dwóch nośników.

6. Talasemia:

Zostało odkryte przez Cooleya (1925), ale termin ten został nadany przez Whipple'a i Bradforda (1932) po jego rozpowszechnieniu w regionie śródziemnomorskim. Zaburzenie występuje również na Bliskim Wschodzie, subkontynencie indyjskim i południowo-wschodniej Afryce.

Talasemia jest autosomalną recesywną chorobą krwi, która pojawia się u dzieci dwóch nietkniętych nosicieli (heterozygotycznych rodziców). Wada może wystąpić z powodu mutacji lub delecji genów kontrolujących tworzenie się łańcuchów globiny (zwykle a i (3) hemoglobiny.

Nierównowaga syntezy łańcuchów hemoglobiny globiny powoduje anemię. Anemia jest cechą choroby. W zależności od wpływu łańcucha globiny, talasemia składa się z trzech typów - a, p i 8.

Talassemia alfa:

Jest to spowodowane wadliwym tworzeniem się α-globiny. Ta ostatnia jest kontrolowana przez dwa geny obecne na chromosomie 16, HBA1 i HBA2 w sumie cztery allele. Osoby z jednym wadliwym allelem są cichymi nosicielami, podczas gdy dwa wadliwe allele produkują a-talasemię.

Trzy wadliwe allele powodują akumulację tetramerów łańcucha P zwanych hemoglobiną Barts (y ₄ ) u niemowląt i hemoglobiny H (P ₄ ) u dorosłych. Występuje niedokrwistość, żółtaczka, hepatosplenomegalia i zmiany w kościach. Wszystkie wadliwe allele zabijają płód (hydrops foetalis) powodując martwe narodziny lub śmierć wkrótce po porodzie.

Beta Thalassemia:

Zmniejsza się synteza P-globiny. Wada jest spowodowana allelami genu HBB obecnymi na chromosomie 11. Osoby z jednym wadliwym allelem cierpią na talasemię mniejszą z większą liczbą erytrocytów mikrocytarnych i mniejszą ilością hemoglobiny. Osoby z obydwoma wadliwymi allelami cierpią na anemię Cooleya lub major talasemii. Występuje ciężka anemia hemolityczna, hepatosplenomegalia, powiększenie serca i deformacje szkieletowe.

Delta Thalassemia:

Występuje z powodu wadliwego allelu genu HBD obecnego na chromosomie 11, który tworzy łańcuch delta hemoglobiny. Dorośli mają około 3% hemoglobiny składającej się z łańcuchów α i ƍ. Dlatego efekt tej talasemii jest niewielki.

Talasemia jest ilościowym problemem syntezy zbyt małej ilości cząsteczek globiny, podczas gdy niedokrwistość sierpowatych jest jakościowym problemem wadliwego funkcjonowania cząsteczek globiny.

7. Mukowiscydoza (CF):

Jest to nienormalne recesywne zaburzenie u niemowląt, dzieci i młodych dorosłych spowodowane recesywnym autosomalnym allelem obecnym na chromosomie 7. W 70% przypadków jest to spowodowane usunięciem trzech zasad. Występuje powszechnie u kaukaskich północnych Europejczyków i białych mieszkańców Ameryki Północnej. Choroba bierze swoją nazwę od włóknistych torbieli, które pojawiają się w trzustce. Wytwarza wadliwą glikoproteinę.

Uszkodzona glikoproteina powoduje tworzenie gęstego śluzu w skórze, płucach, trzustce, wątrobie i innych wydzielniczych narządach. Pot pacjenta zawiera bardzo wysoki poziom Na ⁺ i Сl ^- . W mechanizmie transportu jonów chlorkowych w błonie komórkowej komórki nabłonkowej występuje niewydolność. Nagromadzenie gęstego śluzu w płucach powoduje niedrożność dróg oddechowych. Z tego powodu choroba była również nazywana mucoviscoides.

Występuje nawracająca infekcja płuc i nieodwracalne uszkodzenie płuc. Odkładanie śluzu w trzustce blokuje wydzielanie soku trzustkowego. W stolcu występuje niestrawność pokarmu o wysokiej zawartości tłuszczu. Wątroba może przejść marskość. Występuje zaburzenie produkcji żółci. Deferencja Wazy u mężczyzn ulega atrofii.

Noworodki mogą mieć niedrożność z powodu zgrubienia smółki. Pot cierpiącego jest bardziej słony. Dziecko smakuje słone od pocałunku. Częstotliwość przy narodzinach tego zaburzenia wynosi 1 na 1800 wśród białych ludzi i 1 na 100000 urodzeń wśród Afrykanów i Azjatów. Nosiciele tej choroby mają zwiększoną odporność na cholerę.

(ii) Dominujące cechy:

Są one spowodowane przez dominujące geny autosomalne. Niektóre z dominująco autosomalnych wrodzonych zaburzeń u ludzi to (i) Achondroplasia - forma karłowatości, w której nie rosną długie kości, (ii) Polidaktylia - obecność dodatkowych palców u rąk i nóg, (iii) Brachydactyly - anormalne krótkie palce i palce, (iv) Zaburzenie, w którym korony zębów są niszczone łatwo, (v) choroba Huntingtona lub pląsawica Huntingtona - zaburzenie, w którym występuje uszkodzenie mięśni i psychiczne. Stopniowa utrata kontroli silnika skutkuje niekontrolowanym drżeniem i ruchami przypominającymi taniec (pląsawica). Mózg kurczy się w granicach 20-30%, a następnie pojawia się szum mowy, utrata pamięci i halucynacje. Średnia długość życia wynosi 15 lat od wystąpienia objawów. Zaburzenie to nie występuje do wieku 25-55 lat. Wadliwy gen jest dominujący autosomalny, zlokalizowany na chromosomie 4. Ten wadliwy gen ma 42-100 powtórzeń CAG zamiast 10-34 powtórzeń w prawidłowym genie. Częstotliwość tego zaburzenia wynosi 1 na 10000 do 1 na 20000. (vi) Degeneracja fenylotiotranamidu (PTC), (vii) Wzrosty podobne do guza na ciele (neurofibromatoza), (viii) Wełate włosy, (ix) Aniridia (brak tęczówka w oku).

Choroba Alzheimera:

Ta neurodegeneracyjna choroba mózgu jest spowodowana nagromadzeniem blaszek białka amyloidowego w mózgu, powodujących degenerację neuronów. Działanie acetylotransferazy choliny jest upośledzone. Białko zaangażowane, peptyd amyloidu-P, jest wytwarzane i przetwarzane na wiele sposobów w mózgu.

Choroba ta jest spowodowana starzeniem się i zaangażowaniem dwóch wadliwych autosomalnych alleli, jednego na chromosomie 21 i innych na chromosomie 19. Choroba ta jest powszechna w zespole Downa - (21-trisomia). Różne geny zostały powiązane z chorobą Alzheimera, ale geny te jedynie przewidują podatność na choroby. Choroba ta charakteryzuje się otępieniem (upośledzeniem umysłowym) prowadzącym do utraty pamięci. Stwierdzono, że natrysk bakteriofagowy zmniejsza wpływ choroby.

(b) Mutacje genów w chromosomach płciowych:

Niektóre zaburzenia genetyczne są wytwarzane przez zmiany (substytucję) w genach leżących w chromosomach płci. Nazywane są one zaburzeniami związanymi z płcią. Przenoszenie postaci (cech) związanych z płcią od rodziców do potomstwa jest nazywane dziedziczeniem powiązanym z płcią. Następujące zaburzenia związane z płcią, które są spowodowane przez recesywny gen zlokalizowany w chromosomie X i wpływają na mężczyzn bardziej niż kobiety.

1. Hemofilia (John Otto, 1803):

Jest to choroba powiązana z płcią, znana również jako choroba uporczywości, ponieważ pacjent będzie nadal krwawić nawet po niewielkim cięciu, ponieważ nie ma naturalnego zjawiska krzepnięcia krwi z powodu nieobecności globuliny antyhaemophiliac lub czynnika VIII (hemofilia- A) i niezbędny do tego czynnik tromboplastyny ​​osoczowej IX (hemofilia-B, choroba świąteczna).

W wyniku ciągłego krwawienia pacjent może umrzeć z powodu utraty krwi. Nie ma stałego lekarstwa na tę chorobę. Jednak przetoczenie prawidłowych krwawych kontroli krwi, ponieważ zapewnia istotne czynniki krzepnięcia krwi. Dostępne są również globuliny antyhemofilowe do stosowania w hemofilii A.

Hemofilia (= hemofilia) jest genetycznie spowodowana obecnością recesywnego genu powiązanego z płcią h, przenoszonego przez chromosom X. Samica staje się hemofilią tylko wtedy, gdy oba jej chromosomy X niosą gen (X ^h X ^h ). Jednakże takie samice zazwyczaj umierają przed urodzeniem, ponieważ połączenie tych dwóch recesywnych alleli jest zabójcze.

Samica posiadająca tylko jeden allel na hemofilię (XX ^h ) wydaje się być normalna, ponieważ dominuje allel dla prawidłowego krzepnięcia krwi obecnego na drugim chromosomie X. Takie samice są znane jako nosiciele. W przypadku mężczyzn pojedynczy gen defektu jest w stanie wyrazić się, ponieważ chromosom Y jest pozbawiony dowolnego odpowiedniego allelu (X ^h Y).

Choroba hemofilii (Royal Disease) była dość powszechna w rodzinach królewskich w Europie. Choroba rozprzestrzeniła się na nich przez dzieci królowej Wiktorii (1819-1901). Przodkowie królowej nie mieli tej choroby. Wydaje się, że gen odpowiedzialny za hemofilię rozwinął się albo w komórkach zarodkowych ojca poprzez mutację. Będąc powiązanym z płcią gen odpowiedzialny za hemofilię wykazuje dziedziczenie krzyżowe. Jego częstotliwość wynosi 1 na 7000 u mężczyzn i 1 na 10000000 u kobiet.

Dziecko z hemofilią (= hemofilne) może zostać zamienione w normalną parę, jeśli żona jest nosicielką hemofilii (XX ^godz .). Eva takiej pani ma dwa typy: (X) i (Xh). Łącząc się z normalnymi plemnikami mężczyzny, (X) i (Y), małżeństwo może wytworzyć cztery typy dzieci XX, XX ^h, X ^h Y, XY (ryc. 5.50).

Innymi słowy, 50% niemowląt i 50% niemowląt otrzymuje gen odpowiedzialny za hemofilię poprzez chromosom Xh swojej matki. Jednak defekt nie pojawia się u dzieci niemowląt z powodu obecności allelu na prawidłową krzepliwość krwi stwierdzoną na drugim chromosomie X (XX ^h ).

Dlatego też niemowlęta pozostają nosicielami. 50% męskich dzieci, które otrzymują wadliwy gen na hemofilię (X ^h Y), cierpi na tę chorobę, ponieważ ich chromosom Y nie zawiera żadnego allelu.

Jeśli mężczyzna z hemofilią poślubi normalną kobietę, choroba nie pojawia się u żadnego z najbliższych dzieci, ponieważ "chromosom X przenoszony z hemofilią" mężczyzny jest przenoszony bezpośrednio tylko na córkę. Córki otrzymują od matki normalny chromosom X.

Dlatego stają się nosicielami. Synowie otrzymują chromosom Y od swojego ojca (który nie nosi genu dla hemofilii) i prawidłowy chromosom od matki. Dlatego w tym przypadku synowie nie otrzymują allelu na hemofilię (ryc. 5.51).

Małżeństwo pomiędzy kobietą-nosicielką a mężczyzną z hemofilią wytwarza 50% normalnych dzieci chłopców i 50% dzieci chorych na hemofilię. 50% dzieci niemowląt będzie nosicielami (ryc. 5.52), a pozostałe 50% dziewczynki - hemofilią.

Oczywiście dzieci z hemofilią nadal rodzą się, ponieważ podwójny recesywny gen hemofilii jest śmiertelny. Dzieci, które przeżyły, wydają się normalne, ponieważ zawierają również dominujący gen prawidłowego krwawienia.

2. Ślepota na kolor (ślepota w kolorze czerwonego zielonego, Horner, 1876):

Kolorowa ślepota jest recesywną cechą związaną z płcią, w której oko nie odróżnia kolorów czerwonego od zielonego. Nie ma to jednak wpływu na wzrok, a osoba niewidoma w kolorze może prowadzić normalne życie, czytać pismo i prowadzić samochód (wyróżniając sygnalizację świetlną według ich pozycji). Gen dla prawidłowego widzenia jest dominujący. Normalny gen i jego recesywny allel są przenoszone przez chromosomy X.

U kobiet ślepota barw pojawia się tylko wtedy, gdy oba chromosomy płci niosą gen recesywny (X ^е X ^е ). Samice mają normalne widzenie, ale działają jako nosiciel, jeśli obecny jest pojedynczy recesywny gen do ślepoty barw (XX ^е ). Jednak u samców ludzkich defekt pojawia się w obecności pojedynczego genu recesywnego (X ^е Y), ponieważ chromosom Y u mężczyzny nie ma żadnego genu do widzenia barw. W rezultacie ślepota barw występuje częściej u mężczyzn (8%) niż u kobiet (0, 4%). Kolorowa ślepota, jak każda inna cecha związana z płcią, pokazuje krzyżowe dziedzictwo.

50% męskich dzieci będzie niewidomych w kolorze, jeśli kobieta-przewoźnik poślubi normalnego mężczyznę. 50% kobiet płci żeńskiej nosi również allel recesywny dla ślepoty barw, ale mają normalne widzenie, ponieważ dominujący allel dla normalnego widzenia również jest w nich obecny.

W tym szczególnym krzyżu, zarówno typy plemników, jak i okrywy (Y) i gynospermy (X) są wolne od cechy ślepoty barw. Jednak kobieta-przewoźnik produkuje dwa rodzaje jaj, bez (X) iz cechą (X ^е ). Fuzja tych ostatnich z orbitami tworzy ślepych chłopców, podczas gdy fuzja z gynospermami tworzy dziewczęta-nosiciele (ryc. 5.53).

Potomstwo kolorowej niewidomej kobiety (X ^е X ^е ) i normalny mężczyzna (XY) powinno składać się w 100% z kolorowych niewidomych chłopców i 100% dziewcząt-nosicieli. Wynika to z faktu, że wszystkie jaja samicy mają cechę ślepoty barw. Oba typy plemników (irospermy i gynospermy) są wolne od tej cechy.

Jednak wszystkie dzieci płci męskiej stracą barwę, gdy otrzymają allel od ślepoty barwnej od swojej matki. Ich chromosom Y nie posiada żadnego genu do widzenia barw.

Dlatego pojedynczy alles recesywny otrzymany od matki znajduje w nich ekspresję. Jednak w przypadku dzieci niemowląt obecny jest dominujący allel dla prawidłowego widzenia. Nie pozwala na ekspresję allelu recesywnego (ryc. 5.54).

Wszystkie dzieci kolorowej niewidomej kobiety (X ^е X ^е ) i kolor niewidomego mężczyzny (X ^е Y) będą ślepe na kolory (ryc. 5.55).

Kiedy normalna kobieta poślubia kolorowego ślepca, wszystkie chłopięce dzieci są normalne. Wszystkie niemowlęta są nosicielami, oczywiście, z normalnym widzeniem, ponieważ allel dla tego ostatniego dominuje nad allelem dla ślepoty barw. Dziewczęta dziecka otrzymują recesywną cechę ślepoty barw z X-chromosomu swojego ojca (ryc. 5.56).

3. Nocna ślepota:

Jest to spowodowane przez gen recesywny przenoszony przez chromosom X. Zaburzenie genetyczne występuje również częściej u mężczyzn. W rzeczywistości ślepota nocna jest dwojakiego rodzaju: (i) Nabyta. Z powodu niedoboru witaminy A; (ii) Wrodzony. Z powodu niedowidzenia purpurowego, które zakłócają funkcje prętów siatkówki. Jest odziedziczony jak ślepota w kolorze czerwonego zielonego. Kobiety stają się niewidome tylko wtedy, gdy otrzymują dwa geny za wady.

4. Dystrofia mięśniowa Duchenne'a (DMD):

W tym zaburzeniu zmutowany gen (jest to największy gen z 2400 kbp u człowieka) obecny w środku krótkiego ramienia chromosomu X nie jest w stanie wytworzyć białka zwanego dystrofiną w mięśniach szkieletowych. Uważa się, że ten ostatni przekazuje sygnał nerwu do magazynowania wapnia w komórce mięśniowej.

Białko to jest związane z sarkolemą (błoną komórkową mięśni), gdzie odgrywa rolę w transbłonowej sygnalizacji i stabilizacji błony komórkowej. Z powodu jego niedoboru wapń nie jest uwalniany z komórki mięśniowej. W rezultacie skurcz mięśni nie ma miejsca. Nieprawidłowy wzrost poziomu wapnia w mięśniach uwalnia enzym, który niszczy aktynę i miozynę, powodując śmiertelne osłabienie mięśni.

W młodym wieku dochodzi do pogorszenia mięśni obręczy. Pacjent nie jest w stanie chodzić po ukończeniu 12. roku życia, a następnie kardiomiopatia, upośledzenie umysłowe i śmierć w wieku 20 lat z powodu niewydolności serca lub niewydolności oddechowej. Jest powszechne u mężczyzn. Samice heterozygotycznych nosicieli są normalne.

Stół. Niektóre ludzkie autosomalne i związane z płcią zaburzenia genetyczne z ich objawami

Znaczenie Mendelism / Genetics:

1. Dziedziczenie postaci:

Opowiada nam o mechanizmie dziedziczenia postaci.

2. Wariacje:

Dostarcza informacji na temat pochodzenia odmian. Sztuczna indukcja wariacji stała się ważną metodą uzyskiwania pożądanych cech.

3. Ulepszenie roślin:

Przy pomocy hybrydyzacji selektywnej, krzyżowania wstecznego i samozagłady naukowcy byli w stanie produkować nowe odmiany roślin w celu uzyskania wyższej wydajności, lepszej jakości, odporności na choroby i zapobiegania wyleganiu się. Pomyślna produkcja wysokowydajnych odmian upraw skutkowała zieloną rewolucją.

4. Ulepszanie zwierząt:

Udane hodowanie odmian wysokoplennych i odpornych na choroby doprowadziło do zwiększenia wydajności mleka (biała rewolucja), wydajności jaj (rewolucja srebra) i wydajności ryb (niebieska rewolucja).

5. Ulepszenie rasy ludzkiej:

Rasa ludzka może zostać ulepszona poprzez odpowiednie przestrzeganie zasad dziedziczności. Ta specjalna gałąź nauki nazywa się eugeniką. Będąc wysoce heterozygotyczną populacją, ludzie powinni unikać małżeństw między bliskimi krewnymi, ponieważ recesywne szkodliwe cechy mogą pojawić się z powodu chowu wsobnego. Wady genetyczne pojawiają się również częściej u niemowląt bardzo młodych i bardzo starych par. Tego samego należy unikać.

6. Poradnictwo genetyczne:

Jest to przydatne w unikaniu pojawiania się szkodliwych genów i chorób dziedzicznych wśród wrażliwych par.

7. Spory prawowitości:

Spory o zasadność lub pochodzenie można rozwiązać poprzez badanie cech genetycznych, takich jak grupy krwi. Odciski palców DNA to najnowszy wkład nauki o genetyki w odkrywanie związków.

8. Ewolucja:

Wiele złych pomysłów dotyczących procesu ewolucji zostało usuniętych przez badanie dziedziczności.

9. Wpływ kulturowy:

Nikt nie jest teraz zaskoczony, jeśli dziecko nie ma dużego podobieństwa do najbliższych rodziców. Dziecko może mieć cechy pilota dla ojców.