 |
 |
Základní typy dědičnosti
Podobá-li se dítě otci – jedná se o dědičnost. Podobá-li se sousedovi – jedná se o vliv prostředí.
Dědičnost je ojedinělá schopnost živých soustav. Díky dědičnosti jsou všichni lidé tolik stejní a zároveň tolik jiní. Vždy, když se narodí nové dítě, má polovinu své dědičné informace po matce a polovinu po otci. Na tom, jaké bude nakonec jednou jejich dítě, se tak podílejí oba rodiče. Přesto ani tato dědičná informace není zodpovědná za všechno. Na dítě budou v průběhu času působit nesčetné zevní faktory, ať již v dobrém či špatném smyslu. Ne všechno, k čemu bude mít dědičné předpoklady, se nakonec projeví a ne všechno, co jej bude jednou charakterizovat, bude podmíněno jeho geny. Dědičnost totiž není jen jedna, může být tvrdá a neoblomná, kdy nedá jiným faktorům šanci k uplatnění, ale zároveň může být i velmi decentní a jen lehce naznačit základ toho, co nakonec vymodelují faktory jiné.
Jak jsme již psali v kapitole věnované DNA a chromosomům, existují dva typy chromosomů. Pohlavní neboli gonosomy a nepohlavní neboli autosomy. Jelikož mužské a ženské pohlaví má jinou kombinaci pohlavních chromosomů, nebude dědičnost genů uložených na těchto chromosomech pro obě pohlaví stejná. Naopak dědičnost genů z nepohlavních chromosomů je pro obě pohlaví stejná. Na základě toho dělíme dědičnost na autosomální a gonosomální.
Také jsme se již zmínili, že vztahy mezi geny, respektive alelami také nejsou zcela rovnocenné. Mluvíme zde o dominanci a recesivitě, a podle toho dělíme i dědičnost na dominantní a recesivní.
Rovněž je důležité zmínit se o dělení na základě počtu zúčastněných genů. Monogenní dědičnost je dědičnost, podmíněná jedním genem. Tento gen je pro rozvoj příslušného znaku/choroby esenciální a jeho ovlivnění dalšími geny či jinými faktory je minimální. Naopak u polygenní dědičnosti se na výsledném znaku podílí více genů naráz a v případě multifaktoriální dědičnosti musíme uvažovat i negenetické faktory.
V následujících odstavcích se seznámíme s jednotlivými typy dědičnosti. Jelikož naše stránky jsou klinicky zaměřené, budeme dědičné zákonitosti vysvětlovat na různých patologických stavech (chorobách), ačkoli tyto poučky lze samozřejmě aplikovat i na nepatologické dědičné znaky.
Autosomálně dominantní dědičnost
Vliv dominantní alely je pro vznik choroby rozhodující a zcela postačující. Postižený jedinec (rodič) má tak 50% šanci, že předá mutovanou – dominantní alelu svému potomkovi (u kterého se tím pádem nemoc projeví). Dominantní dědičnost může být přitom úplná či neúplná. V případě úplné dědičnost, je vliv dominantní alely úplný – což znamená, že opravdu jedna mutovaná - dominantní alela stačí k rozvoji plného fenotypu. Fenotypově tedy nerozlišíme heterozygota (s 1 mutovanou – dominantní alelou) od dominantního homozygota (se 2 mutovanými alelami). V klinické genetické praxi je ovšem častější neúplně dominantní dědičnost, kdy lze heterozygota a dominantního homozygota fenotypově rozlišit – klinický stav dominantního homozygota je mnohem závažnější. Proto většinu pacientů s příslušným autosomálně dominantně dědičným onemocněním pro účely odhadu rizika považujeme za heterozygoty (a platí výše zmíněné 50% riziko přenosu na potomka).
Autosomálně recesivní dědičnost
Recesivní alela sama o sobě nedokáže způsobit příslušnou chorobu. Fenotyp příslušné choroby nacházíme pouze u recesivních homozygotů, tj. jedinců, jejichž obě alely příslušného genu jsou mutovány. Takovýto jedinec musel dostat mutovanou – recesivní alelu od otce i od matky. Recesivní homozygot může svému potomkovi předat pouze mutovanou alelu (ať již jednu nebo druhou). Potomci postiženého jedince – recesivního homozygota tak budou vždy minimálně přenašeči (za předpokladu, že druhý rodič je zdravý – dominantní homozygot s oběma alelami zdravými). Takovýto přenašeč - heterozygot je fenotypově zdravý (ačkoliv u některých chorob lze i u heterozygotů určité příznaky vypozorovat). Přenašeč předává svým potomkům mutovanou – recesivní s 50% pravděpodobností. Ovšem, aby se u potomka nemoc projevila, je nutné, aby mutovanou – recesivní alelu předal i druhý rodič (který tím pádem musí být také minimálně přenašeč). Pokud máme dva rodiče, oba heterozygoty – přenašeče – poté má každý z nich právě 50% šanci, že předá onu mutovanou – recesivní alelu. Těmto rodičům se (podle teoretické pravděpodobnosti) narodí zdravé dítě (dominantní homozygot) ve 25% případů, přenašeč (heterozygot) v 50% případů a nemocné dítě (recesivní homozygot) ve 25% případů.
Důležitým faktem je, že autosomálně recesivní i dominantní typ dědičnosti (podmíněné geny uloženými na nepohlavních chromosomech) mají stejné zákonitosti pro obě pohlaví.
Gonosomálně dominantní a recesivní dědičnost
Tento typ dědičnosti se týká pohlavních chromosomů, respektive genů na nich uložených. Většina klinicky významných genů je uložena na chromosomu X, proto se v praxi (kde se rozdíly mezi gonosomální dominantní a recesivní dědičností u některých chorob občas stírají) často hovoří o X-vázané dědičnosti. Y-vázaná dědičnost (známá též jako Holandrický typ dědičnosti) se v klinické praxi uplatňuje jen vzácně.
Naopak celá řada známých dědičných chorob je X-vázaných, znalost tohoto specifického typu dědičnosti je tak (nejen) pro klinického genetika esenciální. Zvláštností u tohoto typu dědičnosti je tan fakt, že muž (s kombinací gonosomy XY) má pouze jeden chromosom X (je hemizygotní pro geny na chromosomu X). Neexistuje zde druhá alela, která by vykompenzovala mutaci té první, proto se mutovaná alela X-vázaného genu u muže vždy projeví (mluvíme samozřejmě o mužích s nepatologickým karyotypem a pouhým jedním X chromosomem). Často tradovaný fakt, že gonosomální dědičné choroby postihují především chlapce, respektive muže, je tedy do velké míry pravdivý. U žen nacházíme dva X chromosomy, dominance a recesivita se tak u žen projevuje stejně jako na autosomech. Zatímco gonosomálně recesivní choroby se u žen většinou neprojevují (ženy mají většinou pouze jednu mutovanou alelu – takové ženy označujeme jako přenašečky), gonosomálně dominantní choroby se právě projevují i u žen, neboť k rozvoji patologického fenotypu stačí, aby byla mutována jediná alela z páru.
V praxi je však toto rozdělení někdy poněkud modifikováno díky inaktivaci X chromosomu. U žen je totiž v každé buňce aktivní pouze jeden z dvojice X chromosomů, a geny (respektive jejich většina) na druhém chromosomu jsou inaktivní. K této inaktivaci (známé též jako proces lyonizace) dochází v časných fázích vývojce ženského zárodku a jakmile k této (náhodné) inaktivaci dojde, je až do konce života neměnná. Tato skutečnost je potom zodpovědná za poněkud variabilní stupeň projevu X-vázaných chorob u žen.
Mitochochondriální dědičnost
Výše uvedené tvrzení, že dítě dostává rovný díl dědičné informace od otce i od matky, zcela neplatí. Pokud jde o jadernou DNA, rozdělenou do 23 párů chromosomů, potom toto tvrzení platí – ovšem existuje ještě jeden typ DNA, který budoucí potomek získá pouze od matky. Jedná se o mitochondriální DNA (mtDNA), která se sice velikostí (něco přes 16,5 kbp) nemůže rovnat jadernému genomu, ovšem pro přežití buňky je stále esenciální. Mitochondrie jsou totiž energetická centra buňky, tvořící energii v systému oxidativní fosforylace (OXPHOS systém). A právě několik komponent tohoto komplexu je kódováno právě mtDNA. Z toho plyne možnost závažných klinických projevů v případě mutace v mtDNA.
Důležité je, že ačkoliv mitochondrie obsahuje spermie i vajíčko, budoucí embryo obsahuje (téměř) výhradně mitochondrie maternálního původu. Proto se tento typ dědičnosti také označuje jako matroklinní. Jedná se o jeden z příkladů nemendelovské dědičnosti (tedy takového typu dědičnosti, pro který neplatí Mendelovy zákony).
Příklady genetických poruch
Existuje obrovské množství geneticky podmíněných chorob. V tomto textu jsme neuváděli jejich příklady, neboť jsme se soustředili na rozbor jednotlivých typů dědičnosti monogenních chorob. V případě zájmu odkazujeme na naši výukovou přílohu - seznam_genetickych_poruch.pdf (PDF).
Polygenní dědičnost
Ne vždy je to jen jeden gen, který podmiňuje konečný fenotyp. Často se na finální podobě znaku podílí více genů, mezi kterými mohou být různě složité interakce (pro podrobnosti o interakcích odkazujeme na specializované monografie). Tyto genové interakce však jsou jen minimálně ovlivňovány zevním prostředím, čímž se liší od dědičnosti multifaktoriální (se kterou se občas polygenní dědičnost zaměňuje). Typickým polygenně dědičným znakem je například barva lidských očí (ačkoliv nesprávná představa o autosomálně recesivní dědičnosti je stále poměrně živá).
Multifaktoriální dědičnost
Geny nejsou vždy tím hlavním, co ovlivní náš fenotyp. Velké množství znaků a velké množství chorob je tzv. multifaktoriálních. Tedy na jejich vzniku se podílí více faktorů (genetických i negenetických). Účast genetické složky je u různých znaků různě důležitá. Celá řada onemocnění, jako například kardiovaskulární choroby patří mezi multifaktoriální choroby. O jejich vzniku rozhoduje nejen genetická výbava, ale i jak s touto výbavou v průběhu života naložíme (tedy i na stylu života).
