Malattie genetiche: cause, esempi, classificazione. Il meccanismo della comparsa di malattie genetiche

Le malattie genetiche (le foto di alcuni di loro saranno mostrate più avanti nell'articolo) sono un gruppo speciale di patologie caratterizzate da varie manifestazioni cliniche. La base della loro associazione è la valutazione eziologica e, di conseguenza, le leggi sulla loro transizione nelle popolazioni e nelle famiglie. Successivamente, diamo un'occhiata più da vicino a quali malattie genetiche e cromosomiche ci sono.

Informazioni generali

Poiché le mutazioni dei singoli geni sono un fattore eziologico nello sviluppo di malattie, i modelli con cui sono ereditati corrispondono ai principi mendelei della scissione nella prole. Il "comportamento" di alcune mutazioni a volte non è conforme alle regole di Mendeleev-Morgan. Ciò potrebbe essere dovuto a fattori fenotipici (ad esempio, sterilità, mortalità). Considerare ulteriormente i meccanismi di insorgenza di malattie genetiche.

mutazione

In base a numerosi studi sul genoma delle persone in generale e sulle malattie ereditarie, gli scienziati parlano della diversità dei cambiamenti. Sono descritti molti tipi di mutazioni che causano patologia. Questi includono, in particolare, sciocchezze, missense, un aumento del numero di ripetizioni di trinucleotidi, violazioni di splicing, cancellazioni e così via. Tutte queste mutazioni possono agire come cause di malattie genetiche. La stessa patologia è spesso causata da diversi tipi di mutazioni. Questo è indicato da alcuni esempi di malattie genetiche. Quindi, per la fibrosi cistica, sono descritte circa duecento mutazioni che lo provocano. Un totale di circa un migliaio. Per la fenilchetonuria sono state rilevate più di trenta mutazioni.

Principi di Mendeleev

Le malattie monogeniche vengono trasmesse alle generazioni successive in conformità con una serie di leggi. Detto questo, per loro è possibile determinare uno dei tre tipi esistenti di comparsa della patologia. Le malattie monogeniche formano il gruppo più esteso. Il tipo di patologie di transizione può essere autosomico dominante, autosomico recessivo e legato al sesso. Si è anche scoperto che le mutazioni in diverse parti del gene provocano varie malattie. Quindi ci sono la malattia di Hirschsprung familiare, due forme di adenomatosi poliendocrina, carcinoma midollare della tiroide familiare. Tutti questi esempi di malattie genetiche umane sono associati a mutazione oncolement in diversi siti.

Sintesi proteica

La sua regolamentazione è effettuata a diversi livelli. In particolare, è traslazionale, trascrizionale e pretranscriptional. Le mutazioni che provocano malattie genetiche umane possono influire sulle proteine ​​embrionali, di trasporto e strutturali, oltre che sugli enzimi. Presumibilmente a tutti i livelli, causati da certe reazioni enzimatiche, c'è il rischio di anomalie congenite.

Se consideriamo che una persona ha circa 30-40 mila geni, ognuno dei quali è in grado di mutare, controllare la sintesi proteica e lo splicing alternativo è tipico per molti di loro, allora si potrebbe concludere che ci devono essere almeno alcune malattie. Infatti, per più della metà degli elementi, i cambiamenti nella struttura primaria provocano la morte cellulare. Per questo motivo, le mutazioni non possono trasformarsi in malattie genetiche. Tali proteine ​​forniscono funzioni cellulari di base, preservando così la stabilità dell'organizzazione delle specie.

Forme dello sviluppo di patologie

Secondo le statistiche, oggi le malattie genetiche umane si trovano in grandi quantità. Ce ne sono diverse migliaia. Questa quantità corrisponde al punto di vista fenotipico (clinico). In senso genetico, sono molto di più. Considerando la patologia come le caratteristiche mendelive dell'organismo, stiamo parlando di forme complete. Sono causati da mutazioni di gameti - cambiamenti nelle cellule germinali, possono essere nuovi o trasferiti dalle generazioni precedenti. In questi casi, quindi, la presenza di geni patologici è presente in tutte le cellule del corpo.

Tuttavia, è teoricamente possibile immaginare lo sviluppo di forme di mosaico. Il loro aspetto è simile alle patologie cromosomiche. Qualsiasi mutazione può verificarsi nelle prime fasi di schiacciamento degli zigoti di una delle cellule. In questo caso, la malattia diventerà mosaico. Per alcune cellule, il paziente avrà un allele normale attivo e, per altri, patologico o mutante. Se il cambiamento è dominante, si manifesterà in alcune cellule ed è probabile che causi una malattia meno grave dei geni. In un tipo recessivo, la manifestazione sarà osservata solo nello zigote. Va anche detto che la possibilità di due cambiamenti recessivi in ​​un locus da cromosomi omologhi per uno cellule somatiche molto piccolo.

Classificazione delle malattie genetiche

Esso, così come per altri gruppi di patologie, è molto multi-componente e condizionale. Il principio patogenetico, clinico o genetico può essere usato come base per la separazione. Nella loro applicazione, vengono presi in considerazione vari fattori, il che rende possibile distribuire le patologie in gruppi. Questo, a sua volta, contribuisce a determinare il tipo di assistenza in ciascun caso.

Principio genetico

In accordo con esso, le patologie sono divise in diversi gruppi. Ognuno ha il suo tipo di eredità. Pertanto, le specie autosomica recessiva, autosomica dominante, recessiva legata all'X e dominante, y-linked e mitocondriale sono isolate. Le malattie genetiche ereditarie di un tipo o dell'altro suggeriscono misure terapeutiche appropriate.

Valutazione clinica

In base a questa caratteristica, le malattie genetiche sono suddivise in base all'organo o al sistema più coinvolto nel processo patologico. Quindi, allocare le malattie del nervoso, neuromuscolare, natura cardiovascolare. Esistono malattie genetiche dell'occhio, sistema endocrino, sistema muscolo-scheletrico, organi dell'apparato urogenitale e gastrointestinale. Ci sono anche patologie di natura mentale e cutanea, lesioni polmonari.

Per un certo numero di gruppi patologici, sono stati stabiliti anche termini speciali: oftalmico, neuro, dermatogenetico e altri. Il principio clinico è molto condizionale. Un certo numero di patologie in alcuni pazienti è più pronunciato in un sistema, nel secondo - nell'altro. In questo caso, si possono citare i seguenti esempi di malattie genetiche umane: la fibrosi cistica colpisce principalmente i polmoni o il tratto gastrointestinale, la neurofibromatosi del primo tipo si manifesta sia con tumori nei tronchi cerebrali nervosi, sia con cambiamenti cutanei (neurofibromi, macchie di pigmento).

Il terzo tipo di separazione delle patologie

Sulla base del principio patogenetico della malattia sono divisi in tre gruppi. Le patologie sono distribuite in accordo con ciò che si manifesta nel collegamento principale. Malattie genetiche metabolismo malformazioni congenite Ci sono anche condizioni patologiche combinate. Il primo gruppo, a sua volta, include diverse categorie. Quindi, distinguono le malattie del metabolismo degli amminoacidi, carboidrati, lipidi, vitamine e altri.

Schemi generali

Per iniziare la patogenesi di ciascuna malattia genetica e il suo punto chiave è caratterizzato dall'effetto primario dell'allele mutante. A questo proposito, i principali collegamenti possono essere rappresentati in un certo modo: l'allele mutante è il prodotto patologico primario (quantitativamente o qualitativamente) - una catena di ulteriori reazioni biochimiche - cellule - organi e sistemi - un organismo.

Tale modello è considerato il principale e comune per tutte le malattie genetiche. Le mutazioni possono provocare patologie attraverso una varietà di leve. Pertanto, essi riguardano l'elaborazione post-traduzionale, la formazione di compartimenti cellulari, la funzione dei composti proteici e l'interazione dei prodotti primari. La patogenesi a livello molecolare non è attualmente ben compresa. I ricercatori devono ancora rintracciare gli effetti delle mutazioni. Sarà necessario valutare gli effetti dei cambiamenti dal livello molecolare alla clinica e alla fisica della patologia.

Funzioni proteiche

L'attività della maggior parte dei geni è determinata dalla struttura tridimensionale dei composti proteici. Molte mutazioni sono localizzate in regioni non codificanti. Tuttavia, la maggior parte delle modifiche descritte influenzano la funzione e la struttura delle proteine. In questo caso stiamo parlando di patologie associate ad alta penetranza e ad un gene. Grandi delezioni, inversioni o inserimenti in regioni pro-codificanti causano quasi inevitabilmente disfunzione della proteina. Le patologie ereditarie sono causate da mutazioni che non conducono alla morte prima dell'età riproduttiva del vettore eterozigote.

Quadro clinico

Tra le caratteristiche vanno segnalate la diversità delle manifestazioni di patologie, l'età diversa all'inizio del loro sviluppo, il decorso cronico, la progressione. Uno dei principali fattori che influenzano la disabilità dalla prima infanzia e la ridotta aspettativa di vita è la gravità dei sintomi. Il quadro clinico per ciascuna malattia genetica è diverso. Come mostrano le osservazioni, il processo patologico non riguarda un singolo organo o sistema, ma diversi elementi del corpo nelle primissime fasi della formazione. Questo, in particolare, riguarda le malattie che si manifestano in violazione del decorso dello sviluppo embrionale (difetti congeniti), disturbi metabolici ereditari e condizioni del tipo combinato. La base biologica della diversità delle manifestazioni è il controllo sui meccanismi primari dei processi.

Funzionalità di localizzazione

Per un certo numero di malattie, il coinvolgimento di molti tessuti e organi nel processo patologico è dovuto al fatto che la localizzazione del difetto primario è osservata nelle strutture intercellulari e cellulari. Quindi, con la sconfitta del tessuto connettivo, la sintesi proteica è disturbata in una o in un'altra struttura. Fibre simili sono presenti in tutti gli organi. A questo proposito, la diversità dei sintomi clinici è una conseguenza delle anormalità nel tessuto connettivo. Sullo sfondo sindrome di Marfan il processo patologico si estende ai sistemi muscolare e scheletrico, oculare, cardiovascolare, nervoso. Coinvolge anche i polmoni e la pelle. Nella sindrome di Ehlers-Dunlo, il processo patologico riguarda le articolazioni, la pelle, gli occhi, i vasi sanguigni, il cuore, i denti, il cervello, il petto.

Fattori sconosciuti

Vi sono patologie caratterizzate da manifestazioni cliniche insolitamente ampie e meccanismi incomprensibili. In particolare, stiamo parlando di neurofibromatosi del primo tipo. Questa malattia si manifesta con alterazioni ossee, plessi-nervosi, sottocutanei e neurofibromi cutanei, macchie di pigmento, processi tumorali nel cervello e nei tronchi nervosi, compromissione della capacità di apprendimento. Gli esperti non escludono che in questo e in altri casi ci possa essere una pleiotropia primaria - la molteplicità degli effetti di un gene in vari organi.

Età diversa della comparsa di patologie

Vale la pena notare che, in generale, per le malattie genetiche, il tempo di insorgenza è quasi illimitato. Le patologie possono verificarsi nelle prime fasi dello sviluppo embrionale e nella vecchiaia. Un quarto di tutte le malattie si formano nel periodo prenatale e sono congenite. Durante i primi tre anni di vita, vengono rivelate circa metà delle patologie. Insieme a quelli che sono apparsi durante lo sviluppo embrionale, costituiscono circa il 70%. Alla fine della pubertà, secondo le statistiche, rappresenta circa il 99%.

In molte malattie genetiche, l'età alla quale il problema appare è variabile. Ad esempio, Chorea Huntington può iniziare a svilupparsi a qualsiasi età. Ad esempio, vengono descritti casi di comparsa della malattia all'età di sei anni e all'età di sessant'anni. La media è di trentotto anni.

Malattia autosomica dominante - distrofia miotonica - può verificarsi in utero, in età adolescenziale o in età avanzata. È probabile anche una forma lieve con una partenza ritardata. Nelle patologie recessive, anche l'età dell'esordio della patologia è diversa. Quindi, la fibrosi cistica può comparire in utero, nell'infanzia o dopo tre o sette anni.

La ragione per la diversa età di insorgenza di patologie

Le ragioni possono essere le caratteristiche individuali del genoma del paziente. Lo sviluppo della malattia cambia spesso a causa dell'interazione di diversi elementi. In particolare, altri geni possono influenzare l'effetto mutante. Qualsiasi combinazione contribuisce a un inizio più precoce della manifestazione, altre rallentano la sua insorgenza.

Anche le condizioni ambientali sono importanti in questa materia, specialmente durante lo sviluppo intrauterino. La base biologica in generale risiede in chiari modelli temporali di regolazione dell'espressione genica di natura ontogenetica. L'attività di ciascun elemento inizia e termina in un momento specifico e in celle specifiche. Questa regola si applica anche al gene mutante. Quando si conducono studi di biologia molecolare, diventa possibile specificare le basi del quadro clinico di un certo numero di forme patologiche in tenera età. Ad esempio, è stato rivelato che i tempi della comparsa della corea di Huntington possono essere causati dall'influenza del corrispondente gene paterno. Il tempo dello sviluppo della distrofia miotonica è spesso associato al numero di ripetizioni trinukliotidnyh, che sono determinate nella meiosi nelle donne.

Progressione e recidiva prolungata

Sullo sfondo di molte malattie genetiche, la gravità e le manifestazioni cliniche aumentano lungo il processo patologico. Pertanto, l'insorgenza della neurofibromatosi del primo tipo è associata alla comparsa di macchie di pigmento innocuo (caffè e color crema), lentiggini nelle zone inguinali o ascellari. Col passare del tempo, i cambiamenti ossei, i tumori, i singoli neurofibromi iniziano ad apparire. Sullo sfondo della fenilchetonuria, l'ipomelanosi dei capelli e della pelle progredisce, così come ritardo mentale. Con l'emofilia nel tempo, c'è un aumento dei disturbi della coagulazione del sangue.

Il decorso cronico o prolungato è caratteristico di molte patologie geniche. In particolare, si può notare come la degenerazione epatolenticolare, la fibrosi cistica e altri.

Questi esempi indicano che il decorso prolungato e la progressione delle manifestazioni sono caratteristici di patologie con diversi tipi di ereditarietà. La base biologica primaria di questa caratteristica è la continuità della struttura patologica (o dell'assenza del suo prodotto). A questo fattore unire i processi del tipo secondario. Questi includono, in particolare, iperplasia, processi metabolici, distrofia, infiammazione e altri. Rafforzano il processo patologico primario trascurato.

Certamente, la progressione non è caratteristica di tutte le malattie genetiche. Con lo sviluppo di un certo numero di condizioni patologiche al raggiungimento di una certa età, si forma il fenotipo finale. Ad esempio, questo vale per tali malattie come l'acondroplasia. La sua piena formazione si nota nel corso della crescita ossea in proporzione all'età. In questa patologia, la condrogenesi è compromessa. Lo sviluppo della malattia in qualche modo è programmato senza progressione.

In conclusione

Va notato che la maggior parte delle malattie genetiche sono molto difficili. Spesso, i processi patologici portano alla disabilità in tenera età. Allo stesso tempo, l'aspettativa di vita dei pazienti è significativamente ridotta. La gravità del corso in tutti i casi è strettamente correlata alla natura innata del processo patologico. Molte forme gravi si sviluppano negli adulti. Questi includono, per esempio, la distrofia miotonica, la degenerazione epatolenica, la corea di Huntington, la cardiomiopatia di natura primaria.