Schlechtes Erbe: Sollten wir Angst vor genetischen Erkrankungen haben?
Oft erklären wir bestimmte Zustände mit der Genetik.- gesunde Gesundheit "im Vater", Intoleranz der Milch "wie bei der Großmutter", ausgezeichnete Stimme und Gehör "im Urgroßvater". Viele Krankheiten lassen sich auch mit der Genetik am einfachsten erklären, als ob man die Verantwortung verwerfen würde - schließlich können wir unseren Lebensstil beeinflussen, aber nicht die Gene. Irina Zhegulina, klinische Genetikerin am Atlas Medical Center, erzählte uns, was die Genetik wirklich beeinflusst (zumindest nach bewährten Daten) und welche Mechanismen in der DNA die Menschen voneinander unterscheiden.
Wie geht es den Chromosomen?
Unser Körper ist eine komplexe Struktur, die aus Ziegelzellen besteht. Im Kern jeder Zelle befindet sich ein DNA-Molekül, eine eng verdrehte Helix - wenn Sie sie entfalten, erhalten Sie eine zwei Meter lange Linie. Für die bequeme Speicherung von Informationen werden DNA-Moleküle kompakt als Chromosomen - separate Blöcke - in 23 Paare gepackt. Jedes Chromosom eines Paares (mit Ausnahme des XY-Chromosoms bei Männern) trägt die gleichen genetischen Informationen. Dies gewährleistet die Datenintegrität: Wenn in einer Kopie etwas passiert, können Sie immer die richtigen Informationen von einer anderen lesen.
Das DNA-Molekül selbst enthält Gene, die endlose Kombinationen von vier Nukleotiden - A, T, G und C sind. Sie heißen so nach den Anfangsbuchstaben der sogenannten stickstoffhaltigen Basen, die - Guanin, Adenin, Thymin, Cytosin enthalten. Paare werden immer auf eine bestimmte Weise gebildet: Adenin - mit Thymin, Guanin - mit Cytosin. Durch diese paarweise Organisation des Moleküls kann es verdreht werden. Ein Gen ist eine „Anweisung“, nach der im Körper Proteine gebildet werden, die eine Vielzahl von Funktionen ausüben - vom Gewebeaufbau bis zur Regulierung der Feinarbeit im Gehirn. Jedes Gen ist eine Sequenz von Basen, und ein Gen kann aus mehreren hundert "Buchstaben" sowie mehreren Millionen bestehen. Beispielsweise wird ein Protein, das zum "Packen" von DNA in Chromosomen benötigt wird, von einem kurzen Gen codiert, das aus 500 Basenpaaren besteht. Und eines der längsten Gene im Körper kodiert für ein Dystrophin-Protein (es ist am Aufbau von Muskelgewebe beteiligt) und besteht aus 2,6 Millionen Basenpaaren.
Das gesamte menschliche Genom besteht aus 3,2 Milliarden Basenpaaren. Dies sind jedoch nicht alle Gene. Gene machen nur 2% aus. Die restlichen 98% sind nicht kodierende DNA, über deren Funktion sich die Wissenschaftler noch streiten. Gemäß einer Version regulieren diese Bereiche die Arbeit von Genen, und andererseits handelt es sich um die sogenannte genetische Belastung, die mit jeder Generation leicht zunimmt.
Wie entstehen Mutationen?
In der Basensequenz, aus der das Gen besteht, treten manchmal Substitutionen auf. Sie können mit Rechtschreibfehlern in Worten verglichen werden. Je nachdem, wie stark sich die "Bedeutung" eines Genworts ändert, werden Polymorphismen und Mutationen unterschieden. Mutationen sind Veränderungen, die dazu führen, dass der Körper ein Protein mit deutlich veränderter Funktion produziert. Bei Phenylketonurie tritt beispielsweise eine Mutation in dem Gen auf, das das Enzym codiert, das Phenylalanin verarbeitet, eine Aminosäure, die in fast allen Nahrungsmitteln vorkommt. Aufgrund des "defekten" Enzyms kann der Körper diese Aminosäure nicht absorbieren, wodurch sie sich ansammelt und eine toxische Wirkung auf das Nervensystem hat.
Wenn sich die "Bedeutung" des Genwortes unwesentlich ändert, erfüllt das Protein seine Funktionen mit geringfügigen Abweichungen. Beispielsweise können verschiedene Kombinationen solcher Veränderungen - Polymorphismen - unterschiedliche Farben der Augen, Haare und sogar die genetische Anfälligkeit für häufige Krankheiten wie Diabetes und Herz- und Gefäßerkrankungen bestimmen.
Mutationen können nicht nur im Gen, sondern auch in ganzen Chromosomen auftreten. Dann nennt man sie genomisch oder chromosomal. Dies sind signifikante Umlagerungen (z. B. eine Änderung der Chromosomenzahl), die zu schweren Erkrankungen führen. Zum Beispiel fehlt beim Down-Syndrom bei einer Person nicht zwei, sondern bei dreiundzwanzigsten Chromosomen und beim Shereshevsky-Turner-Syndrom das zweite X-Chromosom. Mutationen können auch in der "Rochade" von Chromosomen liegen - wenn sie ihren Platz wechseln oder verschmelzen. Träger solcher Mutationen sind meistens gesund, aber das Risiko, ein Kind mit einem schweren genetischen Syndrom zu bekommen, ist stark erhöht.
Welche Erbkrankheiten sind die häufigsten
Jeder von uns ist von Geburt an Träger einer Reihe von Genmutationen. Da jedes Chromosom eine Kopie hat, machen sich Mutationen in der Regel nicht bemerkbar und Krankheiten entwickeln sich nicht. Wenn jedoch zwei Träger der Gene derselben Krankheit zu einem Paar werden, beträgt das Risiko, ein Kind mit der Krankheit zu bekommen, 25%. Aus diesem Grund wird angenommen, dass verwandtschaftliche Ehen gefährlich sind - Menschen mit ähnlicher Genetik haben ein viel höheres Risiko, dass Mutationen zusammenfallen.
Jeder Mensch ist im Durchschnitt ein gesunder Träger für bis zu zehn Mutationen, die mit seltenen genetischen Erkrankungen verbunden sind - Mukoviszidose, Phenylketonurie, Tay-Sachs-Krankheit und viele andere. Die häufigsten Erbkrankheiten sind Hämochromatose (Mutation im HFE-Gen - bis zu zwei Fälle pro Tausend), Mukoviszidose (Mutation im CFTR-Gen - bis zu fünf Fälle pro Tausend), Phenylketonurie (Mutation im PAH-Gen - bis zu einem Fall pro Tausend), angeborene Dysfunktion Nebennierenrinde (Mutation im CYP21 - Gen - bis zu einem Fall pro tausend), angeborene Taubheit (Mutation im GJB2 - Gen - bis zu zwei Fälle pro Tausend), kongenitale Blindheit (Mutationen in verschiedenen Genen - bis zu einen Fall pro Tausend) HTT-Gen (bis zu fünf Fälle pro Tausend), Neurofibromatose (Mutation Ich bin im NF1-Gen (bis zu vier Fälle pro Tausend), der polyzystischen Nierenerkrankung (eine Mutation im PKD1-Gen - bis zu acht Fällen pro Tausend). Solche Krankheiten können nicht vollständig geheilt werden, aber mit Hilfe der Therapie können Manifestationen des Syndroms natürlich je nach Schweregrad mehr oder weniger gelindert werden. Da viele dieser Erkrankungen den Zustand des Kindes und sein gesamtes zukünftiges Leben ernsthaft verkomplizieren, haben Wissenschaftler präventive Maßnahmen entwickelt.
Die personalisierte Medizin hat Screening-Gentests zur Verfügung gestellt, mit denen Sie die DNA zukünftiger Eltern auf Mutationen im Zusammenhang mit genetischen Erkrankungen untersuchen können. Wenn die im Paar identifizierten Mutationen nicht mit derselben Krankheit assoziiert sind, ist das Risiko für das Kind minimal, aber wenn die gleichen Mutationen erkannt werden, beträgt das Risiko 25% und wird als hoch angesehen. Der Genetiker bietet dem Paar alle möglichen vorbeugenden Maßnahmen an, damit das Kind diese Mutationen nicht erbt und nicht gesund geboren wird: Dies kann eine IVF mit einem vorgewählten gesunden Embryo für diese Mutation sein, eine vorgeburtliche genetische Diagnostik, wenn eine Probe embryonaler Zellen von einer schwangeren Frau entnommen wird, oder ein Screening von Neugeborenen sofort bei der Geburt
Nicht alle Mutationen stammen von den Eltern
Mutationen können im Laufe des Lebens erworben werden - meistens werden sie in der Onkologie studiert. Die Zellen unseres Körpers teilen sich ständig, und bei jedem Teilungsfehler sind dies natürliche Prozesse. Es wird durch spezielle Enzyme kompensiert, die die DNA wiederherstellen: Sie "löschen" Fehler und setzen die richtigen Elemente an ihre Stelle. Trotzdem können sich aus mehreren Gründen Fehler ansammeln - und wenn mindestens ein Fehler im kodierenden Teil des Genoms verbleibt, kann dies die Funktion von Proteinen, einschließlich Enzymen, beeinträchtigen. Bei Krebs treten solche Mutationen in den Genen auf, die die Zellteilung regulieren - und werden dadurch unkontrolliert. Am anfälligsten sind dabei Gewebe, in denen sich Zellen besonders aktiv teilen: Darmepithel, Lunge, Organe des Fortpflanzungssystems.
Genomische (chromosomale) Mutationen können ebenfalls erworben werden. In Knochenmarkzellen können solche Mutationen beispielsweise zur Fusion von Genen führen, die sich gegenseitig regulieren, was die Zellteilung stört. Es wird angenommen, dass die Hauptfaktoren, die zur Anhäufung von Fehlern führen können, die Auswirkung ionisierender Strahlung (Röntgenstrahlen) in großen Mengen und die Wirkung von Karzinogenen bei der Arbeit in einer gefährlichen Produktion sind. Andere Faktoren, einschließlich der Ökologie, wirken sich ebenfalls aus, jedoch in geringerem Maße.
Welche Rolle spielt die Genetik bei häufigen Krankheiten?
Die häufigsten Krankheiten, darunter Atherosklerose, Gicht, Diabetes, Fettleibigkeit und Karies, haben eine bestimmte genetische Komponente. Trotzdem sind sie vielfältig, was weitgehend auf Umstände wie Lebensstil und Ernährung zurückzuführen ist. Ärzte jeglicher Art fragen, ob es Fälle dieser Krankheiten in der Familie gegeben hat, um herauszufinden, ob ein erhöhtes Risiko besteht, aber Sie müssen verstehen, dass sich derselbe Diabetes mellitus aus Gründen der Essgewohnheiten entwickeln kann, auch wenn die Angehörigen dies nicht hatten. Umgekehrt trägt das Wissen um ihre Risiken dazu bei, rechtzeitig einen Lebensstil zu entwickeln und solchen Krankheiten vorzubeugen.
Es gibt einen genetischen Faktor und Allergien, aber keine - vor allem Asthma, allergische Rhinitis, Ekzem. Vor kurzem wurde eine Studie durchgeführt, in der die Genetik und die Entwicklung des sogenannten atopischen Marsches miteinander verknüpft wurden - eine ganze Gruppe von allergischen Erkrankungen, die sich normalerweise von der frühen Kindheit an entwickeln, ineinander übergehen oder sich miteinander verbinden. Heute sind sieben Stellen in der DNA bekannt, die zuverlässig mit einem erhöhten Risiko für ein frühes Ekzem bei Kindern und Asthma verbunden sind, das mit einer Allergie gegen Blüte einhergeht. Im Allgemeinen haben ernste und anhaltende gesundheitliche Veränderungen, die oft progressiv sind, im Hinblick auf Allergien eine genetische Grundlage. Wenn Ihre Großmutter gelegentlich eine Allergie gegen Lindenblüten hatte und Ihr Großvater gegen Zitrusfrüchte, ist dies keineswegs eine Tatsache, dass Sie dies aufgrund der Vererbung feststellen werden. Eine andere Allergie wird häufig als Unverträglichkeit bezeichnet, dh die Unfähigkeit des Körpers, verschiedene Substanzen richtig zu verarbeiten. Intoleranz (meistens Laktose, Gluten, Alkohol, Koffein) ist wirklich genetisch bedingt.
Menschen neigen dazu, mit der Genetik Dinge zu assoziieren, die schwer zu erklären oder zu verstehen sind. "Sie haben eine solche Genetik" - dieser Satz kann sogar von einigen Ärzten gehört werden. Irina Zhegulina zufolge bleiben viele der genetisch verwandten Zustände, zum Beispiel vulgäre Ichthyosis, ohne Aufmerksamkeit und ohne angemessene Behandlung. Die Zustände, die Menschen nach ihren Manifestationen formulieren, zum Beispiel "oft Halsschmerzen", "oft Kopfschmerzen - das ist eine Mutter" - eher nur häufige Symptome. Zunächst ist es notwendig, ihren Grund für die Verschreibung einer adäquaten Therapie zu finden und sich nicht mit der imaginären Vererbung dieser häufigen Zustände abzufinden.
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