Emerijevi Osnovi Medicinske Genetike, Odabrani Delovi - SPARKS

13.

E M E R IJ E V I

IZ D A N JE

O S N O V I M E D iC IN S K E G E N E T IK E

Alan E. H. Emery

Posvećeno

P rofesor h u m a n e g e n e tik e u penziji i p o časn i član Univerzi-

Našim o čevim a, koji su verovali u n a s i d a n a s bi s e ponosili

te t a u E din b u rg u

ovim delo m .

Prvo izd an je ove k n jige o b ja v lje n o je 1968. g o d in e u S jedinjenim A m eričkim D ržavam a, na Kalifornijskom u n iv erzitetu , p o d n aslo v o m Nasleđe, bolest i io v e k . Po p o v ratk u u Veliku Britaniju, pro feso r E m ery u sp e v a d a u b e d i izdavačku kuču Churchill L iv ingstone iz E d in b u rg a d a izda o v u knjigu po d naslovom O sn o vim ed icin ske g en etike. O vo d elo p ro feso ra Em erija doživ eio je više izdanja, a u kasnijim izdanjim a učestvovali su kao k o a u to ri i Bob M iler i Ja n Ja n g . Čini n a m se p rik lad n im d a ovo, trin a e s to iz d a n je p o sv e tim o n jeg o v o m tru d u i d u g o g o d iš n je m n a s to ja n ju da klinička g en itik a p o s ta n e z a s e b n a sp ecijalnost.

C IP

KaTanorn3anHja y ny6;inKan>jjji

HapoflHa 6h6/uiotck3 Cpfinjc, Gcorpafl 616-056.7:575

'rP H ilE H M , T ln icp JSmerijevi osnovj m cdicin skcg enctikc: jprcvod sa cnglcskcg jeziko trinncstog i7,dnjija knjige)/ Peter D . T u rnp cn n /, Sian Eilard ; Iprevodioci Dcjan Dim itrijević, Tinna Tođorović}. Rcogriul: Dala SlnTti^. 2009 (N ovi Snđ : SP print). - X I, 422 s t r .: iln s tr.; 25 cm Prevod dela: Emery’s Klements of Medicnl G endics. - T ira ž 1.000. - Str. X I: Predgovor izdanju iui srpskom jeziku / rednktoii [Ivana Novaković, Ljjljann Vapa], - Rećnik: str. 366-377. - Picporučena lileiatnra uzsvako poglavjje. Regislnr. I»SBN 978-86-7478-(W4-2 1. EnapA, Ulnn |ayiop]

n) McMHumicKa rencrnKn C O B IS S .S R 'ID 167836940

13.

EMERUEVS

IZDANJE

" O S lS S O V f M E D S C S N S K E G E N E T IK E Peter D. Turnpenny S p ecijalista k lin ič k e g e n e tik e Rojal D evon i Egziter b olnica Viši p re d a v a č n a P en in su la M edicinskom fakultetu, Egziter, Velika Brilanija

Sian Eliard S p e đ ja lista kliničke m o lek u larn e g e n e tik e Rojal D evon i E gziter b olnica P rofesor h u m a n e m o le k u la rn e g e n e tik e na P eninsula M edicinskom fakuitetu, Egziter, Velika Britanija

R ed aktori izd a n ja na srpskom je z ik u

prof. dr ivana Novaković M edicinski fa k u k e t, U niverzitet u B eogradu

prof. dr Ljiljana Vapa P riro d n o -m atem atićk i fakultet, U niverzitet u N ovom S adu

DATA

Peler Turnpenny, Sian FJIard KMERIJEVI OSNOVI MED1CIN5KE GENETIKE Prcvod sa engleskog jczika trinoestog i2 danjn kjijige EMERVS ELEMENTS OFMEDICAL GENETICS © 2007, Elsevier Limited

IzdavaČ

DATA STATUS, Beograd v^rvNT\v.dalastatus.rs Za i'/davača Prcdrag D urković U rednik M ilijana Jelovac P r cv o d io ci • dr Dejan D im itrijević Tiana Todorovjć R e d a k to ri

prof. dr Ivana N ovaković prof. dr Ljiljana Vapa L ck to r. Becirija Arsić TchniČkj u rcd n ik VJaclimir N csković P rip rem a 2 a štan ip u Dragan Kovačević Š tam pa SP PRINT, N ovi Sad T ir a i

J.000 piimcmku Beograd 2009 ISB jN 978-86-7478-044-2

An imprint o f Ebcvicr I.imitcd © Harcourt Publishcrs Ltd., 2001 © Elsevler Science Ltd., 2001 © 2005, Elsevier Ltd. © 2007, Elsevier Limitcd. AII rights rescrvcd. First edilion 1968, Second edition 1971, ’lhird edition 1974. Fourth edition 1975, h’ifth edition 1979, Sixlh cdition 19S3, Seventb edition 1988, Eighth cdition 1002, N inth cdition 1995, Tcnth edition 1998, Elcventh cdition 2001, Twclflh cdition 2005, This cdilion 2007. 'I he rights of PctcrTurnpcnny and Sinn EJlard lo be identificd as authors o f tJiis vvork has bcen asserted by thcn> in accordance v/ith the Copyright, Designs and Patcjits Act 1998 No part of this publication nvay be rcproduccd, stored in a retrieval syste«n, or transmilted in any form or by any mcans, cleotronio, mec-hanical, photocopying, rccording or othcrvvisc, wjthoui iJie prior permission o f ihc Publishcrs. Permissions inay bc sought dircctly from Elscvicr's Hcalih Scicncc Righfs Dcparljncnt, 1600 John F. Kennedy Boulevard, Suite JSOO, Phihulclphla, J5A 19103-2^99, USA: phone: (+1) 215 239 3804; fax: ( + 1) 215 239 3805;

o j\

e-mail: [email protected]. You iuay also com plele your rc<)uest on-Jine via the Elsevier hom epage (htlp-7/www.cIsevicr com ), hy selecling 'Support nud contiict’ and thcn 'Copyright and Pcrmission’. ISBN 978-0-7020-2917-2 Ihis ediliun o f L*mcrys E lcm entsofM cdical Gcnelics. J3chy Peter Turnpnm y nnd Sian l-llard is publishcd by arrangement with Elsevicr Lintited

SADRŽAJ

P o sv e ta

ii

P re d g o v o r

4 ix

P re d g o v o r iz d a n ju n a s r p s k o m je z ik u Izjava z a h v a ln o s ti

xt

ĐNK te h n o lo g ija ( g e n e tič k o in ž e n je r s tv o ) i n je n a p r im e n a

55

Kloniranje DNK

55

Tehnike analize DNK

59

Bioioški rizik o d DMK te h n o lo g ije

xiii 5

70

M a p ira n je i iđ e n tifik a c ija g e n a koc! m o n o g e n s k ih b o la s ti

73

Identifikacija g en a koji izazivaju bo lesti čoveka n ezav isn o o d p o 2 icije g e n a Poziciono kJoniranje

PRINCIPi HUMANE GENETIKE

Projekat g e n o m a ćoveka

6

Z načajna nova d o stig n u ć a

82

Familije g e n a o d g o v o rn e za razviće E kstrem iteti kao m o d el razvića

S

Značaj g en etsk i u slovljenih bo lesti

75

82

O p lo đ e n je i gastrulacija

1 Isto rijaf i u iic a j genetike na madicinu 3 G regor M endel i zakoni n asleđ iv an ja 3 DNK kao o sn o v a n asleđ iv anja Voćna m ušica 6

G e n e tik a ra z v ić a

73

74

Geni razvića i kancer

94

Pozicioni efekti i g e n i razvića

8

H idatid ifo rm n e m ole

9

95

95

D iferencijacija i d eterm in acija p o la 2'

Čelijsica i snotsikuktirna o s n o v a n s $ le đ iv a n ja Ćelija

1

Biizanci

DNK - nasledni m aterijal

100

7

iViodeii n a s ie đ iv a n ja

103

P ro u čav an je p o ro d ica

103

Transkripcija 18 Translacija 18

M e n d elo v o n asleđ iv an je

Genetski kod

A nticipacija

114

M ozaicizam

114

Regulacija ek sp resije g e n a

20

RN K zavisnaD N K sinteza M utacije 22

22

U n ip a re n ta ln a d iz o m ija

26

M itohondrijsko n asled iv an je

o

M eto d e analize h ro m o z o m a

32 34

N om enklatura h ro m o z o m a D eoba ćelije

38

M a te m a tih a i p o p u la c io n a g e n e ti h a Frekvencije alela u p o p u lacijam a G enetički polim orfizam S e g re g a c io n a analiza G enetička v ezan o st

38

G am eto g en ez a

43

H rom ozom ske ab e ra c ije

115 120

30

30

M olekularna c ito g e n e tik a

113

115

G enom ski o tisak (im printing)

K ro m o zo m i i d e « b a ć e tije H rom ozom i čo v ek a

103

Multipli aleli i slo žen e o so b in e

18

M utacije i m u ta g e n i

96

97

12

S truktura h ro m o zo m a 14 Tipovi sekvenci DNK 14

3

F p ig en etik a i razviće

12

83

92

128 129

130

M edicinska i d ru štv e n a interv en cija 44

Z aključak

134

122

122

133

9

P o lig e n s lto i m u iU fa k to rs k o n a s le đ tv a n je

136

P oligensko n a sle đ iv a n je i n o rm a ln a distribucija

N asled n e im un o d eficijen cije 136

K rv n e g ru p e

190

192

M ultifaktorsko n a sle đ iv a n je - m o d e l p o d lo ž n o s ti/ p ra g a

138

14 G e n e tik a m a lig n ih b o le s ti

196

Identifikacija g e n a koji izazivaju m ultifaktorske

Razlikovanje u d ela g e n e ts k ih fak to ra i fak to ra

p o re m e ć a je

okru žen ja u g e n e z i m alignih b o lesti

139

O nk o g en i

196

198

T um or-supresorski g e n i

201

E pigenetika i m a lig n e b o lesti G enetika čestih m alig n iteta

205 207

G en etičk o sa v c to v a n je u vezi s fam ilijarnim m a lig n ite to m

212

15 G e n e tić k i f a k to ri č e s tih b o le s ti

219

G enetička p o d lo ž n o s t čestim b o lestim a

MEDJGNi

D iobetes m ellitus C rc h n o v a b o le s t

224

A rterijska h ip e rte n z ija 1 0 H e m o g io b in i h e m o g lo b i n o p a ti je S tru k tu ra h e m o g lo b in a

147

K oronarna b o le s t

147

Epilepsije

226

A utizam 227 Šizofrenija 228

S tru k tu ra g lo b in sk ih lan aca

A izheim erova b o le s t

148

P orem ećaji h e m o g lo b in a

149

150

Kliničke varijacije h e m o g lo b in o p a tija

156

224

225

Ekspresija h e m o g lo b in a to k o m e m b rio n sk o g razvoja 147 S inteza i k o n tro la ek sp resije lie m o g io b in a

H e m o h ro m a to z a V enska tro m b o z a A topijska b o le s t

229

230 231 231

S enilna d e g e n e ra c ija m akule 11 B io h e m ijs k a g e n e tik a

219

221

232

158

U ro d e n e g re šk e m e ta b o liz m a

158

P o rem ećaji m e ta b o liz m a am in o k iselin a 158 Porem ećaji m e ta b o liz m a am in o k iseiin a s razg ran atim lan cim a

163

P o rem ećaji ciklusa u re e

163

P o rem ećaji m e ta b o liz m a u g lje n ih h id ra ta P o rem ećaji m e ta b o liz m a ste ro id a 165 P o rem ećaji m e ta b o liz m a iipida

164 ' t/v'rl

167

P o rem ećaji d e p o n o v a n ja u lizozoinim a

P o rem ećaji m e ta b o liz m a p u rin a i pirim idina P o rem ećaji m e ta b o liz m a p o rfirin a 171 P o rem ećaji m e ta b o liz m a o rg an sk ih kiselina P o rem ećaji m e ta b o liz m a bakra P o rem ećaji p e ro k siz o m a M itohondrijski p o re m e ć a ji

KLINIČKA

168

GENETIKA

170 172

172

16 K o n g a n ita ln e sn o m a H j'e i rfism os'fični s in d r o m i

172

in cid en ca

173

Definicija i klasifikacija k o n g e n ita ln ih a n o m a iija

P re n ataln a d ijag n o za u ro đ e n ih g rešak a

G enetički uzroci m alform acija

m e ta b o liz m a

Faktori s p o lja s n je a o k ru žen ja (te ra to g e n i)

175

Definicija 177 M e tab o liz am lekova

177

S av eio v an je

177

lekova

178 181

R azm atran je m o g u ć n o s ti K om unikacija i p o d ršk a

lin u rio st

253

Izraču n av an jc i p re d o č a v a n je rizika

182

i 3 M e h a rttz m i M rođeiue i m u n a s t i

253

253

U tvrđivanje d ija g n o z e

F arm ak o g en etik a E k o g cn etik a

Definicija

184

M ehanizm i s te č e n e (specifične) im u n o sti

254

255 255

G enetičko sa v e to v a n je - d irek tiv a ili n e ishod g e n e tič k o g sa v e to v a n ja 256

184 185

248

2S0

251

17 G e n e tič k o s a v e to v a n j e

G e n e tsk e varijacije o tk riv e n e iskijučivo d ejstv o m

238

243

M alform acije n e p o z n a to g uzro k a 12 F a n r s a k o g e n e tik a

237

237

256

P osebni p ro b lem i u g e n e tič k o m sa v e to v a n ju

257

18 M rom ozorrsske a b a r a c ija

261

P osebni problem i p re n a ta ln e d ijag n o stik e

In đ d en ca h ro m o zo m sk ih ab eracija A beracije p o ln ih h ro m o z o m a

261

271

P orem ećaji d iferencijacije pola

In d ik ađ je za h ro m o zo m sk u an alizu

279

M iotonična distrofija

Teorija v ero v atn o će

282

M arfanov sin d ro m

289

A u to zo m n o recesivno n asleđ iv an je 286

291

N asledne srčan e aritm ije i k ard io m io p a tije Spinalna m išična atrofija

R ecesivno n asleđ iv an je v ezan o za pol*

334

Korišćenje vezanih m arkera 336 B avesova te o re m a i p ren ataln i skrining Empirijski rizik 337

337

Etiološki h e te ro g e n a sta n ja

294

331

333

338

296

D u ch en n eo v a m išićna distrofija Hemofilija

330

A u to zo m n o d o m in a n tn o n asleđ iv an je

H ereditarna se n z o m o to rn a n e u ro p a tija

327

P re n ataln o lečenje 328 22 Iz ra č u n a v a n je rizik a 330

284 287

326

O tkrivanje fetalnih ćelija u m ajčinoj cirkulaciji

282

N eu ro fib ro m ato za Cistična fibroza

bolesti

’ 277

H untin g to rio v a b o le s t

323 325

A sistirano začeće i n jeg o v uticaj na g e n e tsk e

275

Sindrom i „lom ljivosti" h ro m o z o m a

19 M o n o g e n sk i p o r e m e ć a ji

P reim plantaciona g e n e ts k a d ijag n o stik a

2 3 T e ra p ija g e n e ts k i h b o le s ti

297

3-40

K onvencionalno le č e n je od g e n e ts k ih bo lesti

299

340

P rim ena te h n o lo g ije re k o m b in o v a n e ONK 20 S k rin in g g e n e ts k ih b o le s ti

u terapiji

303

Skrining o so b a s visokim rizikom

342

G enska terap ija

303

Testiranje p ren o silaca recesivnih a u to z o m n ih i za h ro m o zo m X v ezan ih p o re m e ć a ja 303

342

2 4 E tička i p r s v n a p ita n ja u m e d ic in s k o j g e n e tic i

P resim p to m atsk a d ijag n o stik a a u to z o m n o

O p šta načela

354

d o m in an tn ih b o lesti

Etičke d ilem e

356

306

Etička razm atra n ja v ezan a za o tk riv a n je prenosilaca

Etičke d ilem e u širem k o n tek stu

i p rediktivno te s tira n je

Zaključak

Skrining p o p u lacije Kriterijumi za skrining N eonatalni skrining

308

358

362

308 308

V e b -sa jto v i i k lin ičk e b a z e p o d a t a k a

364

309

Skrining p o p u la đ je n a p re n o sio c e G enetski registri 312

R ečnik

311

378

P ita n ja v e z a n a z a p r ik a z s lu č a je v a

315

O d g o v o ri na t e s t p ita n ja

Tehnike koje se k o riste u p re n a ta ln o j dijag n o stici P renatalni sk rining 318 Indikacije za p re n a ta ln u d ija g n o stik u

366

T est p ita n ja

21 P re n a ta ln a đ ija g n o s tik a i r e p r o d u k ti v n a g e n e tik a

354

321

315

389

394

O d g o v o ri n a p ita n ja v e z a n a za p r ik a z slu č a je v a In d e k s

412

406

PRHDGOVOR

„Č ovek bi tre b a lo da cita sajno Jcula to stv a rn o želi, je r o
toga. M eđutim , za sve o n e studente, lekare i naučnike koji žcle

ćitan ja (>o
što višc da upotpune svoje znanje o osnovam a genctike m oraju da se postave neka ograničenja, da se nc bi došlo u situaciju da se ,,od drveća ne vidi šuma". U isto vrem e, pokušali sin o

N apređak genetike i nova otkrića u ovoj oblasti neprekidno privlače velikn pažnju javnosti, ne sam o zbog m ogućnosti dija-

da p ru žim o duvoljno detalja onim a koje žcle ncšto više, po-

gnoslike i eventunlnog leienja bolesti, već i zb o g saznanja koja

scbno u oblastim a epigenelike i genetskog inipiintinga. Kao i ranije, poluišali sm o da p ru žim o svcobuhvatan referentni tekst

ovim putem stičerno o Ijndskoj vrsli. O sim toga, gotovo svako

koji ćc om ogućiti piivanje u m irn im vodaina, a ne davljenje

novo olltriće i?.aziva nove etičke, d rn št'/cn c i m oralne raspra-

u brzacim a. Uvek sm o zahvalni našim prethodnicim a u ovom

ve o korišćenju dostignuća genetike, naročito 11 rcproduklivnoj m edicini i oblastim a vežanim '/.a privatnost ličnosti. Svc

radu, Bobu M ileru, lan u Jangu i A lenu E m eriju.kojim a m nogo

je izražcnijz potreba da stn denti m e d id n e posle diplom jranja

tnnoiD doprinosu ovoj knjizi i m cdicinskoj gcnetici uopšte,

budu osposobljeni da na pravi način uldjuče genetička saznanja u sve oblasti m edicine, kako bi se došio d o nove dim enzi-

stavljajući n jeg o v p o rtrct na naslovnu slranu.

je m edicinske prakse, koja je do sada bila do m en m alog broja

da se biiže upoznaju sa m edicinskom genetikum , tako i onim a koji žele da se profesionalno posveie toj oblasti, baš kao što su jednoin slični tekstovi u č in ili i za nas.

speđjalista. Ovo, trinacsto izdanjelim erijevih Osnova m cdicinskegenetifcesadrii preko po treb n e d o pune u od n o su na dvanaesto izdanje, ali sm o svesni da je m oglo da bude uključeno m nogo visc

dugujem o. U ovom izdanju odajem o počast Alenovom ogro-

N adam o se da će ova lcnjiga poslužiti kako onim a koji žcle

Pctcr D. Turnpenn-/ i Sian Eiiard O ktobra 2006.

Egziter, Veiika Britanija

PREDGOVOR SZDANJU Nfl SRPSKOM JE2IKU

Prevod najnovijeg, 13. izdanja knjige Em erijevi osnovi medi-

kao i m anje celine koje dopunjuju ili objašnjavaju osnovni

cimke genelike, čiji su autori P. T nrnpenny i S. Ellard, značajan je prilog HteraUiri iz te obJasti objavljenoj na našem jezikn.

tckst, označene kao okviri. Rečnik na kraju knjige, kao i test pitanja i pitanja kroz prikazc slučajcva, činc ovu kiijigu i2U 2et-

Poslednjc dvc dcceniie obeležene sit im presivnim razvojcm

nim uclžbenikom zti različite vidove e d u k a d je iz inedicinske i

genctikc čoveka i m cdicinske genetike, što jc praćeno vclikim

kJiničkc genetike.

brojem specijaiizovanih knjiga, ndžbenika i prirtlčnika, pre svega na engieskom jeziku. Sticajem okolnosti, ta Jiterattira

u rešavanje problem a koje no si prevod stru č n ih term ina i izra-

Izdavač, prevodioci, leklori i redaklori uložili su veliki tru d

nije prevodena n a srpski jevc.ik, a poslednji sveobnlivatan pre-

za, ud kojil) su ntnogi već uvreženi na engleskom jeziku ne

vod b ilo je u p ra v o šcsto izdanje Osnova niedicinskegenetike još

sanio u našoj sredini već i u m cd u n aro d n o j stru čn o j javnosti. N adam o sc da je toj posao urad cn na zadovoljavajući način, a

1986. godine. O Jci'alitetn i renom cti ovog štiva dovoJjno govori njegova svaka prim eđba i sugestija biće nam dragocene.
vim a m edicinskjh genctičara, ali i lekara, m olck u larn ih biologa

menc i oopune, pa j sasvim nova poglavlja. Knjiga jc podeljena u tri dela: „Načela Jium ane genetil<.e'‘, „Genctilca u m edicini" i

i biologa d n ig ih specijalnosti, studenata i svih onih ltoji se bave biom edicinsldm naukam a ili žele da dopune svoje znanje iz te

„KJinička genetika'*. U uktipno 24 pogjavlja o b rađ en e su tem e od istorijata i uticaja gcnetike na m edicinu, pa do etičkih i pravnih pitanja u medicinsl
oblasfi.

Verujem o da ćeo v a knjiga naći svoj p ut
U Beograđu, jtila 2009.

R edaktori

IZJAVA ZAHVALMOSTi

Zahvalni sm o našijn p acijcnlim a koji su n an i izašli u susret i

Rristou na njenoj svcsrdnoj p o m o ći u sekretarskim poslovi-

dozvolili objavljivanjc svojih iotografija, posebno onim a čijc

m a. Takode se znhvaljujem o našim p o ro d icam a i kolegam a

slikc nisu m ogle da budu p rikazane ti ovom izdanju. Duguje-

koji su, kako n a poslu, tak o i ko d kuće, strpljivo podnosili

mo veliku zahvalnost d r H elen Liverscdž na novim fetalnim

gom ile papira rastitili p o podovim a i stolovim a, dok se pri-

uitrnsonografijam a. P iter T urnpeni ponovo zahvaljuje Debi

prem ala ova knjiga.

; %^

.

* * &

f4 N P M fc -»

'"•■f : ^ M § S i 0 0 M 0 s $ y -;<•->':<-V:/^> tv ;;. i p 'l '

p

'

'

&

&

$

W $ Š M ttftp p S K ::

1 vk-^-~V'-.I'Vj, ^ ' .

'

*

#

< M 3 M H ^ < V - «V* g V & m M M M ftM

; , ''V

^ ^ š p ^

W &m rtfiSi7frfA"i\t^fA •-• ■.••:^;'.r.f''i-

:

:

\

.

- ■■ ■■ ■

'■ ■

^ a : ': ; : : % ; ; = : : . , , ^ : - ;

- : i.-; , . ,

' “W

v

1

,,To je sam o m ali trik, iza koga sloji dugačka priča, suviše duga rfo bi sc ispričala."

0 genetici, započećem o s kratkim pregledom najznačajnjih

D a bism o Što bojje objasnili brz razvoj i napredak nauke

G re g o r M endel 11 ro7.govoru sa C. W. E ichling

dogadaja u istoriji gcnctikc u m edicini. Značaj njene uloge u m edicjni prikazan je pregledom uticaja genetskih faktora kao

„Nemojle m isliti da n am je prom aklo da p rim etiin o kako specifično sparivanje koje sm o dokazali odinali sugeriše i mehanizam kopiranja gcnctskog m atcrijala."

izazivača bolesti. D anas m edicinska javnost konačno diskutuje 1 govorj o saznanjim a rooderne nanke. Ne zna se tačno kada se Horr.o sapiens prvi p ut pojavio na

W atson & C rick, a p rila 1953.

ovoj planeti, ali su se naučnici saglasili da bi to inoglo biti prc

Prikazivanje istorijske istine je isto toliko izazovno kao i potraga za naučnom istinom te su i naši stavovi o Ijudskim napo-

nnši prvi razum ni preci bi!i isto tako v.natiieljni kno i mi k;ula je reč o nasleđivanju i da su se baš kao i m i danas suočavali s

rim a tokom vckova išli u k orist pobednika, kako Onih koji Su

rađunjem dece s fizičkiin nedostacim a. Natpisi u C haldea u Va-

oko 50.000 do 200.000 godina. R azum no jc pretpostaviti d a su

pobedivali na vo jn im i političkjm poljim a, tako i onih na na-

vjjomi. današnjem Iraku, koji datim ju još od pre 6.000 godina,

učnim . lako jc istorija genetike i njcn uticnj na m cdicinu jcdno

prikazuju način prenošenja o dredenih karakteristika konjske

od otkrića od kojih zastaje d ah , a od koga su pacijenti i njihove

grive. Ipak, ran i pokušaji da sc otkriju m isterije genetike biii su

porodice već im ali vclikc koristi, ipak će se uspeh gcnctjke u

stalno om etani nedostatkom znanja in erazu m ev an jem osnov-

savremenoro svetu m eriti sam o k o n tin u iran im progresom u lečenju i prevenciji bolesti.

nih proccsa kao što su začeće i repiodukcija.

GREGOR JVIENOEl 5ZAKOMi NASLE0IVANJA

Rani grčki filozofi i lekari, A ristotei i H ipokrat, zaldjučili su s tipičnom m uškom skrom nošću da su bitne karakteristikc čoveka o dređene m uškim sem enom , da se m eiistrualna krv koristi kao ineđijum , a titerus kao inkubator. M islilo se d a sc m uško scm c proizvotli u cclom organizim i, pa će o tu d a ćelavi očcvi začinjati će!av\i dccu. Tc idcje su preovladavalc sve do 17. veka, kada su Jioiandski naučnici Leeuw enhoek i tie G ra a f o! ki'ili p ostojanjesperm atozoida i jaine ćelije, objnšnjavajući tako

Razvoj genetike je tokom 20. veka postao zaista spektakularan.

do i J.ene m ogu prenosiri karakteristike na svoje potom stvo.

Početlcom veka, 1900. godine, M endelovi p rin đ p i su čekali da

Procvat nauke u 18. i 19. veku doveo je do pono v n o g in tc-

budu otkriveni, h ro m o zo m i su bili jedva vidljivi, a m okkularna genetika kao n auka jtije ni postojala. N asuprot tom c, u vre-

resovanja za genetiku, kako kod naučnika, tako i kod lekara. M edu tim naučnicim a dvojica su se naročilo isticala. Hrancuski

m e pisanja ove kiijige, 2006. godine, hrom ozom i se analiziraju veom a sofisticiranim m eto d am a, a objavljena je i sekvenca ce-

p rirodnjak Pierre de M aupertuis proućavao je nasiedite osobi-

lokupnog genom a čoveka. N apravljena je lista od blizu 11.000

sustvo pignicntacijc). P roučavajući rodoslovna stabia zakijučio jc da sc te dvc karaktcristike nasleđuju na različite načine. 13ri-

gena č.ovcka p oznatc sckvcncc i opisano skoro 6.000 nasie.dnih bolcsti ili fenotipova, od kojih je za 2.200 poznata m olekularno-genetjčka osnova. Usled revolucije u nauci; ali i u m nogim naučnim istrazivanjim a, genetika počinje zn ačajno da utiče na skoro sve grane

ne kao što su polidaklilija (prekobrojni prsti) i albinizam (od-

tanski lekar joseph A dam s (1756-1818.) takodc jc otk rio da postoje različiti m ehanizm i nasledtvanja i publikovao delo p o d naslovoni Rasprava o »logućim osobinama naslednih bolesli, koje se sm iitra osnovom za gcnetsko savetovanje.

medictne. Najnovija otkrića ne bavc sc sam o rctkim nasied-

Za razum evanje hum anc genetike m nogo dugujem o radu

nim bolcstim a i sin d ro in iin a već ispituju i m noge nasledene

austrijskog kaiudcra G regora M cndeia (1822-1884.) (siika

porem ećaje kod o draslih, kao što su k ard io v ask u b rn e bolesti,

1.1), koji je 1865. godine u časopisu Natural H istory Sociely oj'

psihijatrijske bolesti i kancer, a koje takođe m ogu bili izazvane

Briinn, Bohemia, današnje Brno u Češkoj, izneo rezultate svo-

genctskim varijacijam a. O tu d a dan as generika zauzim a cen-

jih eksperim cnata o ukrštanju baštenskog grašlca. U brzo po-

tralno m csto u m edicinskoj nauci, pa je uvrštena u rcdovan

tom M enddova zapažanja sti objavijena ti ćasopisu Trtinsacli-

program sludija m edicinc.

ons o flh e Society, gde su, nažaiost, prošla prilično nczapažcno.

1

:^Rii^i:feiC^j:GEN£T.K£; NA M.EOICINU

K onačno 1900. godine, 16 godina posle njegove sm rti, prvi

P rvo filija ln o u ltrštan je

p u t se uvida njihov veliki 7.načaj. Stiština M enđelovog rad a je

ćista linija visoka

n otkrićti nasleđnih činilaca i načina na koji se o n i nasleđujn.

ćista linija niska

X

tn r^

T erm in gen p rv i je dao danski b o tan ičar Johannscn 1909. godine, a p o tičc o d reči pongen koju je uveo Dc Vries. Taj term in p otiče od reči pangeneza koju jc k o ristio D arw in jo š 1868. Kso p riznanje M endelovom ogrom nom d o p rin o su , te rm in M endelovo nasleđivanje d an as se prim cnjtije na različilc oblike nasle•V. ’ v 'ž. i

m

rt ^

Tr ^

/

""t t

divanja svojstava kojc kontroliše jedan gcn, nli i na porem ećaje U svojim eksperiinentiina ukrštanja M cndel jc proučavao

D ru go filijalno u krštan je

hibrid visoka

jed n o m svojstvu. Na prim cr, prim elio je da kada su nelcc linije, uzgajane zb o g svoje karakleristike kao što je visina, tikrštene sa i!i F1 generaciji, biie su visoke. Ako su biljke i•/. F l generacije sarao o p lo d en e, dobijcne su visoke i niskc biljke u o d n o su 3 : 1 {slika 1.2). Svojsh'a koja su se m anifestovala u F1 hibridim a

hibrid visokn

X

Tf

biljkam a patuijastog rasta, sve biljke li prvojfilijalnoj generaciji, ' i . •;/• .

T

za lcoje jc dokazano da su posledica defeksta u je d n o n i genu. altern ativ n e obiike o dređenlh svojstava baštenskog grašlca, koristeći za svaki cksperim ent linije koje se razlikuju sam o u

••t-r- '-•'. •

^ v iso k a

1Ž>

T't

Z ^ S s ^

TT

Tt

tT

visoka

t t niika

sm atraju se dom inantnim , dok su ona koja sn se ponovo pojavila ti F2 generaciji opisana kao recesivna. P onovnom analizom uk azan o je na to da stt M enddovi tezultali „suviše d o b ri da bi bili lačni". Ipak, nosioci d o m in an tn ih i rcccsivnih obelež-

S lik a 1.2 llustracija jednog M eodelovog eksperim enta ukrštanja - prika/ M endelove korektne interpretacije re/uliata

ja javljali su sc ti F2 generaciji u nesum njivom o d n o su 3 : 1 , što je m n o g o bolji rczultat nego što bi zakoni statistikc mogli da pređviđe. Jcdno od m ogućih objašnjenja jeste i to da je o» m ožda objavljivao sam o one rezultatc koji su najbolje odgova rali njegovoj p relb o d n o zam išljenoj h ip o tezi dclovanja jcdnog gena. Kakva god da je bila islina, kasniji događaji su pokazali da je M endelova interpretacija dobijenih rezultata bila u potpu nosti tačna.

M cndelova pretpostavka bila ie da je svako svojstvo koje se proučava k o n tro lisan o parom faktora, od kojih je svaki liaslcden od jed n o g roditelja. Čisle linije s dva idcntična gcna, korišćene za p o četn o u krštanje nazivaju sc homozigotne. H ibridne biljke F1 generacije, o d kojih svaka imn po jedan genski alel za visokti i jedan za nisku stabljiku, označene su kao hetnrozigutne. G eni odgovorni za ko n trastn a obeležja zovu se alelomorp ili skraćeno aleli.

^ " % i\

Kao alternativni m e to d ■/.a odredivanje genotipova potom slva koristi se l’u n eto v kvadrat (slika 1.3). O ovoine ćc biti još govora u poglavlju 7, gde će se razm atrati razdvajanje gena u velikim populacijaraa. Na o s n o n t M endelovih ck sperim enata s biljkam a ustanov Ijena su tri glavna principa, poznata kao zakoni u niform nosti, razdvajanja i nezavisnog kom binovanja.

Z k K O N U H I FO RSV i ^ J O S T i Z akon tiniform nosli odnosi sc na činjenicu d;i se tikrštanjem dva hom ozigota s razJičitim alelim a đobjja potom stt'O, tj. F1 gcncracija, koje je u n ifo rm n o i heterozigotno. D ru g im rečim a, k o n trastn e o so b in e se ne m cšaju. kao što se ranije verovalo, a m ogu se ponovo pojaviti tt n ared n im gcncracijam a.

ZA K O N R A Z P V A JA N JA Č injenica da svaka jedinka poscdtije dva gcna za oilredeno svojsfvo, a da sam o jed an može bili prenesen u datom trenuIku osuova je zttkona razdvajanja. Rctki izuzcci o d tog pravila m ogu se javiti k ada se dva alelna gena ne razdvojc zbog noraz4

Gregor Mendel (objavljeno uz dozvolu 6MJ 8oolts)

dvajanja h rom ozoina u prvoj m ejotičkoj deobi. (str. 45)

SS70RIJA11UTIGAJ

genom (genome) ulazi u naučni rečnik,sjedinjujući re č igenorn (gen na nem ačkom jeziku) i orne za hrom ozom e. . . Vi5oki.hibriđ.

Kada je M endelovo nasleđivanje prvi p ut povezano s hro-

4-

m ozom im a, m islilo se da je norm alan broj hrom ozom a kod jjudi 48, iako su se pojavljivaii i neki drugi podnci. Broj od 48 brom ozoina dobijen je tokom istraživanja koje je 1921. godine obavio Theophihts Painter, am eričlu đ to lo g koji je bio Boverijev student. U stvari, sam P aintcr je im ao nckc preparate koji su jasno prikazivali 46 hrom ozom a, m ada se i on na kraju ipak zadržao na broju 48. Te razlike su verovatno poticale od lošeg kvaliteta preparata, je r ćak i u ran im pedeselim prošlog veka nailazim o na to da citolozi broje 48 hroinozom a. Tek 1956. godine Tjio i Levan su utvrdili da je tačan broj hrom ozom a čoveka 46, a to je bilo tri godine posle otkrića tačne strukture DNK. Tokom narednih godina, dokazano je da neki porem ećaji kod Ijudi m ogu bili izazvani delecijom ili duplikacijom celog

S lik a 1.3

hrom o 2 om a, kao i prom enam a u sam o jed n o m genu. H rom o-

i’unetovkvadrat pokazuje različite načine razdvojanjn i spojonja

zom ske aberacije biće opširnijc prikazane u poglavlju 18. Neke

gena u drugoj filijolnoj generociji (slika 1.2). Konstrukcijo Punetovog kvađrara pmdsiavljala je jednosBivaii ineiod

porodicom a (str. 47) i m ogu sc nasledivoti u skiadu s iMcndc-

hrom ozom ske aberacije, koo što su translokacijc, javijoju sc u

piikazivanja mogućiii kombinacija gam eta prilikom različitog ukrštanja.

lovim zakonim a.

D N K K A O O S p tp V A N A S L E tm A M JM Z A K O N M E Z A V iS N O G K O M B IM O V A N J A Zakon nczavisnog kom binovanja odnosi sc na činjcnicu đa se članovi razlićitih gensluii parova razdvajaju u p o to in sh 'ii nczavisno jedan od drugog. Fonckad to ntje tačno jer se gcni koji se nalaze jedan pored drugog na istoin h ro m o zo m u nasleđuju zajedno, a nazivaju se vezani geni (str. 130). Postoje i m nogi drugi shičajevi kada se narušavaju M enđelovi zakoni nasledivanja, aii i uprkos svem u tom e oni ostaju osnova za razum evanje genetike.

Dok se 1953. godine Jamesu W atsonu i Francisu Cricku opravdono pripisuje otkrivanje strukture DNK, m oram o ipak istaći da su oni bili zainteresovani za taj projekal isključivo zbog važne uloge DNK kao genetskog m aterijala, što je usfanovljeno još 1940. godine. Hanije sc verovaJo da sc nasjedne osobine prenose prelco proteina, sve do trenullta kada sc sbvatilo da je njihova m olckularna stru k tu ra isuviše gJomazna. Nuldeinske kiseiine su otkrivcnejoš 1849. godine. Fretl G riffith je 1928. godine, radeći na dva soja slreplococcusa, došao do zaključka da osobine jedn og soja m ogu da sc prencsu na drugi proccsom koji je nazvao

H R O fiflO Z O fifiSK A O S N O V A N A S L E Đ I V A N iA

prm cip transfonnacije. D o k su J 944. go d in en a Rockcfcllerlnsti-

Istovrenieno kako je raslo interesovanj« -/.a M endelovo nasle-

tute u Nevv Yorku ispitivoli pneumococcus, Oswald Avery, MacI)'i) M cCarty i Colin M acLcod ustanovili su da je DNK nasledni

divanje, počelo je m nogo da se spekuliše o načinim a nasleđi-

materija). C ak i tada su ninogi naučnici širom sveta to otkriće

vanja. U to vrem e se znalo da svaka ćeiija sadrži jedro u kom e

posm atrali s velikom skepsom - DNK, sm atrali su oni, somo

se nalaze končosle stru k tnre poznafe kao h ro m o zo m i, tako na-

je jedan najobičniji m olekul s m nogo ponovoko, četiri različi-

boja,

fa mikJeotida - sve u svemu, veom a nezanim ljivo. Genijalnost

sumti - ielo). O d druge polovine 19. veka hrom ozom i su m ogli

zvont ib o g njihovog afinilela za o d ređ en e boje (chroma

Wotsona i Cricka sa Univerziteta u Com bridgu bila je usme-

da b u d u proučavani *bog razvoja citoloSkih teh n ik a bojenja.

rena baš na stru k tu ru DNK, koja će objasniti suštinu biološke

Ćeiije i] stadijum u initoze proučavane su jo š od 1880. godine,

reprođukcije, a njena elegantna dvostruka zavojnica izdržala je

da bi tek 1902. godine W altcr S uttoo, am erički stuclent m edi-

test vrem ena. P resudno 7.a njihovo otkriće bila je kristalografija

cinc, i T h co d o u r Bovcri, nem ački biolog, nezavisno jcdan od

X-zracima, kojom su Mourice Willcins i Uosalind Franklin na

drugog predložili da hrom ozom i m ogu biti nosioci nasleđjva-

King’s College u l.ondonu potvrdili stru k tu ru DNK.

nja (siika 1.4). Z atim , T hom as M organ transform iše Sutonovu

Veza izm eđu redosleda baza u D NK i redosleda am inoki-

hro m o zo m sk u teoriju u teoriju gena, a A lfons Janssens tiočavo

sclina u proteinu - genetski kod - olkrivena je 1960. goiliue u

form iranje hijazm i izroedu hom ologih hrom ozom a tokoni me-

soJistichanim bioheniijskim ekspcriinenliina. Tako jc postaJo

joze. Tokom kasnih dvadesefih godina 20. veica, a z.atim 1930.

m oguće da se predvidi da će prom ena bazo ti DNK vodili pro-

godine Cyril D aiiiiiglon postaje vodeći svetski citolog, om ogu

m eni oniinokiseline u proteinu. Ipalc, polvrda lih predvidanja

ćovajući da se ražjasni struktura hroniozom a korišćenjcm lala

m orala je da sačeka m etode sekvencioniranja DNK koje su

saknpljenih za vrem e ckspcdicije u Persiji. T okom 1920. term in

postale m oguće posle olkrića rekoiubinantnih DNK lehnika.

:k m

. ■ - ; v".“

:u : i m . [ : ’> ' :"

: ^ : - 'f e k " " : '. ■

'" .

' v r , m m :^

-

:

K M aM v« : #» '' ;•;•;;•.;V>‘*-;;.£.

■ ■•.■■■ •'". ■'■■■’- ~:'><£••C4i‘.Vii'p:--'>j'-;-"‘'-‘V*r:A ; • -

jp | p

^ '

;

S lik a 1 A Hromozoini su podeljeni u dve ćed
.v .:': ''M^O1:■ ^ ■ ■ ''^ 3 < T '- •* *&$L-^f' ’ • ' ’

(mito/i) (Jw
liitercsan ln o je, m ed u lim ,
l’oseduje određen broj lako prepoznatljivih svojstava, kao

bila icteaufikovana nu jn o lek u larn o m nivou oLkrivena jo š 1957.

što sti izvijenti krilu i žu lo lelu, koja se nasleđuju preina M en-

go d ine sekvencioninm jem prečišćenilt proLeina. Bi]a je lo ane-

delovim zakonim a.

niija srp astih ćelija naslala m utacijom gcna koja je ulicala na sekvencu am inokjseJina p ro tein a krvi, liem oglobina.

4. Drosophila mclanogaster, n a jč c šć e p ro u ć a v a n a vj'Sta, iina s a n io č e tiri p a ra h ro iiio z o m a , Icoji se m e d u s o b n o ra z lik u ju , te

sc m ogn v rlo laico id e n tifik o v a tl. 5. H rom ozom i u ćelijam a pjjuvačnih žiezda Jarvi Drosophila

WmA mšicA

za sada sn m edu najvećim u p riro d i s obzirom na lo da su oko 100 p u ta veći od onih u ostalim telesnim ćelijam a.

I5re nego što se v ratim o islorijskorn razvoju genetike čoveka,

Posm alrajtjći te jed in sh 'en e osciliine, ja s n o jfi zašto se vočna

nap iav ičem o m altt digresiju da bism o shvatili d a to neobično

m tišica veom a m nogo koristila u rn n im eksp erim en tiin a ukr-

biće, voćna m ušica, im a o g ro m an značaj za genetička istraži-

štan ja, a i danas iroa veiiku važnost za biologiju razvića, gdc sn

vanja. V oćna m ušica, Drosophiln, poseduje nekoliko pogo d n ib

saznanja o hom ologiji gena u životinjskom carstvn om ogućila

k arak teristik a za izučavanje genetil
naučnicim a da identifikuju familijc gena koje sn važne za em hriogenezu čoveka (poglavJje6). Bez obzira na ogrom na dosli-

1. L a k o se ttzgaja u lab oraloriiskim uslovim a.

gntića ti istoriji genctike, zn ača jn o je n ap o m en u ti da jesek v en

2. Brzo se reprodtikuje, što om ogućava dobijanjc 2 0 -2 5 ge-

cio n iran je JSO m iliona baznih parova Drosophiln nfdttnogasler

ncracija godišnje.

završcno tck Joajcm 1999. godine.

I5T0RI J A T Il JTICAJ G Ć N S T I K f f ^ l ^ ^ l i '

pokrenuto je i izdavanje kataloga. Taj katalog je objavio am e-

.p.GECi. {VSEDICINSKS GENETIKE

rički lekar Victor M cKusick (slika J.5). D o 1998. godine, kada je izašlo iz šlam pe i 12. iz.danje,katalog je sadržao više o d 8.500

Osim već pom en u lih n a u č n ilo kao što su Pierre de M aupertuis i Joseph A dam s, čija se radoznaJost odraziJa 11a proučavanjc polidaktilije i aibinizraa, bilo je i m nogo drugih koji sc jnogu sm atrati pionirim a gcnetike. Jnhn Dnlton, ugJcdni atomslci te-

odrednica (slika 1.6) P.azvoj „McICusickovog kataloga" bio je očigledan. Dostupan je i danas i m o ž c se naći na in te rn e tu p o d naslovom Online M endelian Inheritance in M an - O M IM . Do sredine 2006. godine O M JM je sadržavao 16.808 odrednica.

orctičar, ustanovio je da se izvesni porem ećaji, prc svega daltonizam i hem ofilija, naslcđuju preko poJnog hrom ozom a X, odno sno kao X -vezano nasledivanje. Do danas sc sicpilo za bojc naziva daltonizam , p o Johnu DaJtomi. N aravno, ti utcmcJjivači Inunane i m edicinske genetike m ogli su sam o da spekulišu o prirodi naslednih m ehanizam a. Godine 1900. M endcJov istraživački rad je ponovo izbio u prvi plan. Njegove naučne radove su citiraJi skoro istovrcroeno

HROtVšOZOMSKE ABERACIJE Z ahvaJjujud novim , poboljšanim tehnikam a za proučavanje hrom ozom a, 1959. godine otkriveno jc da višak hrom ozom a 21 (triiom ija 21) jzaztvn nastanak D ow novog sindrom a. U brzo pošto je otkriven D ow nov sindrom , iste 1959. godine otkriveni

evropski b otaničari - D c Vries (U eJandija), C orrcns (N em ač-

su i Klinefelterov i T urnerov sindrom . Identilikaciji hrom ozom skih abcracija doprinela jc sig n rn o i tchnika traka uve-

ka) i Von T scherniak (A ustrija) - te m ožem o slo b o d n o reči da

dcna 1970. godine (str. 32) koja je oniogućila da se p ouzdano

je upravo to obeležilo stvarni početak m eđ iđ n sk e genctike i

utvrde pojedini hrom ozom i, kao i da sc potvrdi da deiecija ili

pružilo ogrom an podslicaj u proučavanju naslednih bolcsli.

dupJikacija čak i vrlo in alo g se g m e n ta hrom ozom a m ože imati

Prvo priznanje u otkrivanju osobina kontrolisanili pojedinač-

razorno dcjstvo tokom razvića čoveka (poglavljc 18).

n im gcnom podelili su W illiam Bateson i A rchibald G arrod,

Najnovija istraživanja pokazuju da nekoliko retkih bolcsti

koji su u svojim zajedničkjm n a u č n im radovim a izneli da je

izaziva poteškočc pri učenju, a nastaju i fizičlđ porcm cćaji zbog gubitka takn sićtišnog hrom ozom skog m aterijala č.iji sc

aikaptonurija redak recesivni poreinc&ij. Pri tom u relativno benignom stanju osobe izlučuju u rin tam n c bojc koju uslovlja-

ncdostatak ne bi m ogao o tk iiti ćak ni upotrebom nnjsavršeni-

va prisustvo hom ogenlb.ioske itiseline koju pacijent nc m ožc

jcg milcroskopa. Te bolesli upućuju na niikrodeleeione sindro-

da m etaboliše (str. 162). U ranom detinjslvu taj porem ečaj se

m e koji se mogu dijagnosticirati pom oću tehnike p o zn ate kao

može prepoznati p o tam n o obojcnim pelenam a, dok se kod odraslih niože pojaviti artritis u zglobovim a. Shvativši da se radi o naslednom porcm cčaju koji je izazvan hcm ijskim procc som , G arrod je 1908. godine uveo term in urođena greška metabolizma. Ipak, njegov rad je dosta zanem arivan sve do sredine dvadesetog veka, Ij. d o pojave elektroforeze i lirom atografije koje stt om ogućilc rev o lu cio n arn ip o če tak biohemije. O tkrićem nekoliko stotina takvih porcm cćaja označcn jc p o č e ta k razvoja novog polja istraživanja, biobem ijskc gcnctilce (poglavlje 11). Priča o alkaptonnriji značajno je obeležila skoro ceo dvađeseti vek.počevšj s G arrodovim originalnim zapažanjem recesivnog nasledivanja J902. godine, a kuJm inirajući s kloniranjem relcvantnog gena na hro m o zom u 3, 1996. gotline. Tokom dvadesetog veka postajalo je sve jasnije da su nasletlni faktori povczani s m nogim osobinam a, a đa su p ri tom uldjučeni i različiti genetski m ehanizm i. S m atralo se da nasledivanje osobina m ožc biti: p o d uticajem pojedinalnih gena i hroniozonm, ili m ultifaktorsko. Sada postaje sve jasnijc da jc uzajam no delovanje različitih gena (poligcnsko naslcđivanjc) vrlo značajno kod izvesnih bolesti, ali da m ora biti ukJjučcna i nova kategorjja - stečeno som atsko nasledno oboljenjc.

P O R E M E Ć A JIIZ A Z V A N I D E J S T V O jVŠ J E 0 N 0 6 G EN A - M OMOGEMSKO SSSASLEĐIVAI'fJJE O sim alkaptonurije, G arrod je pokazao da se recesivno nasledivanje m ože dokazali i kod aJbinizm a i cistinurijc. Ubi-zo se otkrivaju i drugi prim eri, a n aprcdak u n a u đ dovodi do otkri-

5"V; 1 -•>

vanja novih bolesti. Do J 966. godine, idenlilikovano je skoro

Victor McKusick. snimljen 1994; njegcvi pronalasci i katabzi bili su

1.500 porcm ećaja ili osobina kontrolisanih jcd in im genom , a

veoma značajni za meclicinsku cjenctikn.

iVlURI^rgjTCAj (SfNFTKI; rtA'r,;Epiar,"j

11000 ( - - - '■;S 10000

p o diožnosti (str. 219). Na kraju da zaključim u da m ultifaktor-

o

odraslih (poglavlje 15).

§

8000

c

7000 ■

“

6 000 '

;Š

ska ili poligenska dejstva im ajti važan uticaj na h ro n ič n e bolesti

5000

STEČENE SOM ATSKO-GENETSKE BOLSSTS

5000

Ne p o sto je sve genetske greške jo š od začeća. U je d n o m pro-

.£ -1000 |,

3 000 ■

»

2000 . '■•■.

sečnom ljudskom veku dešavaju se m ilioni i m ilioni dcoba ćelija (m itoze). Za vrem e svake m itoze postoji m o g u ćn o st da se pojavi m ulacija u oba p o jeđinačna genska alela u p rav o zato

” 1000 I I . 1966.'68. 71.

što D N K k opira greške, alj i zbog brojnih p ro m e n a u broju '75. '78.

'83. '86.,88.,90.’92.'!M. '97.2003. Godina

Sfika 1.6 Histogram prikazuje brz porast u otkrivanju bolesii I osobina koje se nasleđuju m onogenski. (Preuzeto iz McKusickovog kaieloga, 1598. i OMIM - pogledati u Prilogu.)

hrom ozom a koje se pojavljuju kao rezultat p o g rešn o g ruzdvajanja hrom o7.oma. N agom ilavanje som atskih m utacija i hro m o zom skih aberacija igra p resu d n u ulogu n izazivanju kancera (poglavlje 14), utiče na po rast incidence ozbiljnih oboljenja tokom starenja, a utiče i n a sam proccs starenja. Z ato je neoph o d n o da se shvati da sve bolesti s genetskom o sn o v o m nisu nasledne. P re nego što p redem o na 2 načaj naslednih bolesti, m orali bism o da opišem o jo š nekollko pojm ova.

Jluorescenlna in-situ hibriaizacija (FISH Pluorescenl ln -S ilu U ybriilisation) koja kom binnje klasične hrom ozom ske anali-

Incidenca

ze (ciiogenctika) s nin o g o savrem enijom D N K dijngnostičkoni tehnologijom (m olekularna genetika) (str. 34). Vrlo je verovat-

lncidenca predstavlja stopti pojave novih slnčajeva. N a prim er,

n o da će se sve više ko ristiti nova tehnika m ikroniza s kompara-

ako im am o incidencn nekog porem ečaja koja je u razm eri

tivn o m g enom skom htbridizacijom , tj. microarrav CC H (Comparative Genom ic H ybridisation) u dijagnostici takvih bolesti (str. 37).

s tim porem cćajem .

1 :1000, u proseku će je đ n o novorodenče o d 1.000 ro d e n ih bili

Prevalenca MULTfFAKTORSK! POREMEĆAJS

O vo se o d n o si na pro p o rciju populacije koja je 7.ahvaćena bo

Francis G alto n , ro đ ak C harlesa D arw ina, bio je vrlo zaintere-

lcšću u datorn trenutku. Prevalenca genelskih b o k sti je uglav-

sovan 7.a prou čav an je Ijudskih svojstava kao žto sti rast, telesna

nom niža nego incidenca rađanja zbog skraćenog životnog

gratia i inteligencija. Većina njegovih islraživanja zasnivala se

veka ili zato šlo se bolcst javlja kasnije tokom slarenja.

na istraživanju iclentičnih blizanaca, lokom kojih jc došao do zaJdjučka da su razlike u tim param etrim a u velikom broju slučajeva rezu ltat uticaja sredine. G alton je taj koji je n genelikn

U č e s ta io s t

uveo p o jam koejicijenta regresije, kao rnerti za procenjivanje

Uicslaiost je opšti term in k o m en ed o staje n au čn a specifičnost.

step en a sličnosti m edu različitim rođacim a. Taj koncept je ka-

Ipak, in o ra m o n ap o m en u ti da se ta re č č e s to uzim a kao sino-

snijc p ro šircn i u njega su uključena M cndelova otkrića da bi

nim '/xi incidencu k ada raču n am o „učestalost" gena.

se šlo bolje objasnilo da svojstva kao što su visina i boja kože m ogu biti o d red en a interakcijom rnnogih gena, koji im aju m ali aditivan efekat. To je p o lp u n o su p ro tn o svojstvim a koja

Kongenitalne anomalije K ongenitahii označava porem ećaj koji postoji na rodenju.

su m o n o g en sk a i čije jc dclovanjc nezavisno i bez aditivnog efekta.

Tal«), rascep ncpca predstavlja p rim e r kongenitalnih anom a-

U pravo taj m o d el kvantitativnog nasledivanjn danas je pri-

lija. G enctsld porem ećaji koji se javljaju u k asn ijim god jn am a

hvaćen i prilagođen da bi se objasnio uačin nasledivanja kocl

nisu kongcnitalni (npr. H untingtonova bolest) nili su sve kon-

relativno čcstih bolesti (poglavjje 9). O vde spadaju kongeni

genitalnc anom alije genelskof; poreJda (kao što Sti fetalni pore-

taln e m alform acije kao što su rnscep usne i nepca, kao i hipertenzija, dijabetes i A lzheim erova bolest. Najnovija islraživanja

m cćaji, koji su obrndeni u poglavjju 16).

su p otvrđila d a geni s različitih lokusa deluju udruženo i tislovIjavaju p o d lo žn o st na različile štetnc efekte okoline. N edavna istraživanja su po tv rd ila da m nogi geni učestvuju u izazivanju

2!&lhČ A i 4SENETSIC!

porcm cčaja k od odraslih , nli nažalost, m oram o priznali da je

USiX»VUENIH B O t E S T f

naprcđak u identifikaciji spccifičnih osctljivih lokusa prilično spor. T akode, vidi se da k od nekih bolesli, kao š to je dijabeles

D vadeseti vek sigurno predstavlja vck kada jc p o stig n u f naj-

lip l, različiti geni m ogu im ati m anji ili veći ulicaj u odredivanju

veći n ap rcd ak na svini poljim a m cdicinc, a pre svega jia poljn

•; ISTORUAT

javnog zdravlja i terap eutskih m eto đ a, usled čega su m noge holesti prom enjene, a naročito raste broj otkrivenih genetskih

'ŽNAČAJNA NOVA DOSTIGKUĆA

faktora koji izazivaju boiesti u svim životnim periodim a. Dok su genelski uzroci za neke p aram etre kao što su perinatalna

Slobodno m ožem o reći da proučavanje genetike i njcne uloge

sm rtn o st neprom enljivi, gde jc apsohitni broj slučajeva sa is-

u bolestim a ljudi predslavljn jednu od najzanim ljivijih i naju-

ključivo genetskim uzrocim a verovatno ostao konstantan,

ticajnih grana m edicine. Počev od 1962. godine, kada su Fran-

dotle je njihov d o p rin o s u k u pnom broju poraslao u odnosn

cis Crick, James W atson i M aurice W ilkins dobili N obclovu

na druge uzroke, re đ m o infekcije koje su u opadanju. Što se

n agradu za tum ačenje stru k lu re D N K , to značajno i najveće

tiče h roničnih bolesli odraslih, uk u p an d oprinos genetike je

priznanje dodeljcno je jo š 19 pula naučnicim a koji su radili u

sasvim sigitrno p o rastao, deloni i zbog toga što je iivofni velc

oblasti genetike čoveka im olek u larn c g cn ctik e ili p a k n a nekim

duži, pa se sam im tim javljaju i veće m ognćnosti štetnih inte-

srodnim istraživanjim a (tabela 1.1). Ti pionirski koraci razvili

rakcija genetičkjh faktora i okoline, kao što je to kod srčanih oboljenja i diabetes mellitusd.

su se u jeđ n u bogatu m o lek u larn o -teh n o io šk u in d tistriju s ra-

U slcdećih nekoliko odeljaka posm atračem o iiticaj genet-

biljaka o tpornih na bolesti, zatim upotrcba genetski m odifiko-

skili faktora na bolest u različitim životnim periodim a.

zličilom prim enom , kao šlo je razvoj genetski m odjfikovanih vanih životinja za proizvodnju lekova, kao i m oguće uvodenje vakcina baziranih na D N K koje bi se prim enjivale u slučajc-

Spontani pobačaji

vima kao šlo je m alarija. D anas velike farm aceutske kom panije sprovode ozbiljne projekte vczane za istraživanja D N K u

Hrom uzoinske aberacije postojc u 40-S0% evidentiranih poba-

farm akogenom ici u cilju razvoja tcrapije lckovim a „skrojenim "

čaja u prva tri m eseca tru d n o će. M ožcm o reći da otprilikc jed-

po ličnom genetskom m odelu.

na od šest tru d n o ća rezultira sp o n ta n im pobačajem , pa 5-7% svih evidentiranih začeća predstavlja zaćeća s hrom ozom sldm porem ećajem (str. 2ć.l). Te vrednosti bilcbi i m nogo više ako bi

PROJEKAT 6EN 0M A ČOVEKA

se u lu stalistiku ukljućile i sve neevidentirane trudnoće. Vrlo

Kao što se vidi, DNK tehnologija se razvijala vrlo brzo. G ru-

je verovatno da veliki u deo u pohačajim a s norm alnom hro-

pa am eričkih naučnika vizionara uspeia je 1988. go d in e da

m ozom skom stru k tu ro n i im aju katastrofalne subm iluoskopske genetske greške.

ubedi am erički kongres da finansira m ed u n aro d n i p rogram

Novorođene bobe

za sekvencioniranje celokupnog genom a čoveka. P ro g ram je počeo 1990. godine i trajao je do 2005. godine, a za njega je trebalo odvojiti tri roilijarde dolara. O tp iilik e 5% te svote bilo je nam enjeno proučavanjit etičkih i socijalnih uticaja novih

Od sve novorodenčadt, 2 -3 % im a najm anjc jcdan kongenitalni porem ećaj, od kojih je n ajm aojc 50% pronzrokovano iskljućivo ili delim ično genefskim faktorim a (poglavlje 16). Incidenca

saznanja, otkrivanju potencijalno velikog uticaja na politiku javnog zdravstva, sk rin in g prograrnim a, kao i ličnom izboru. Taj projekat sc po svojoj složcnosti m ogao uporedili s m isi-

hrom ozoniskih aberacija i porem ećaja na pojedinačnom genu

jom svem irske letclicc A polo na Mesec. .Što se tiče p rak tičn e

kod novorođene decc iznosi oko 1 : 200, o d nosno 1 :100.

strane, dugotrajne koristi koje laj projekat m ožc pružiti verovalno će biti m nogo dragocenije. Skica D N K sekvencc- od tri

Detinjstvo Procenjuje se da genetsld porem ećaji uzrokuju 50% slućajeva pojave slepila, problem a sa sluhom i ozbiljnih p ro b k m a u učenju kod dece. U razvijenim zem ljam a, genetski porem ećaji i

m ilijarde baznih parova uspešuo je završena 2000. godine, a k om plelna sekvenca jc objavljena n ok to b ru 2004. Pre završne faze iog projekta, verovalo se da m ožda postoji oko 100.000 gena koji kodiraju p ro tein e i o d ređ u ju kako će izgiedati ljudski život. Svi su bili veom s iznenađeni kada su naučnici otkrili

kongenitalne m alform acije zastupljeni su kod 30% od ukupnog

nm ogo m anji broj gena, izmecht 25.000 i 30.000. Ipak, in o ra-

broia hospitalizovane dece. Što se tiče sm rtn o sli kod dece, taj

m o uzcti u obzir i činjenicu da m nogi geni m ogu da obavljaju više funkcija, što je u nekitn slučajevim a stvaralo i problcm e

udeo je veći i iznosi 4 0 -5 0 % .

u klasifikaciji bolesti. N eposredna korist od pod atak a dobije-

Odrasli

n ih sekvencioniranjem najviše se ogleda krnz istraživanja koja su vodila do preciznijih dijagnoza, kao i do bolje organizpva-

Oko 1% svih m alignileta nasleduje se m onogenski, a izm cdu

nih savetovališta za porodicc s genetskim boleslim a. N aslaje

5% i 10% uobičajenih kancera, kao što su kanccr dojki, dcbc-

pravi p rocvat ogrom nih i dltgolrajnih istraživanja populacija

log creva i jajnika, im aju vrlo jaku naslcdnu kom ponentn. Do

zahvaljujući uspešnom projektu genom a čoveka. Na prim er,

25. godine života, 5% populacije bićc zahvaćcno nekim pore-

cilj engleske Biobanke jeste da salcnpi 500.000 p o jed in aca sta-

mećajem u kom e će genelski faklori igrati vrlo važnn itlogu.

rosne dobi izm edu 40 i 09 godina, da bi se proučavala p rogre-

Uzimajući u o b zir genelski d anak kanceru i karđiovasknlarnim

sija čestih bolesti, uticaj životnog stila oboleJog, kao i genetske prcdispozicije.

oboljenjim a, kao šlo su koronarrio-arterijska okluzijn i hipertenzija, procenjcno je d a će više od 50% starije populaciie u

P osnifltiano dugoročno, nadam o se da će sve bolje razu

razvijenim zcm ljam a im ali ncki geuelski determ inisan medi-

m evanje ekspresije gena voditi do razvoja tiovih strategija u

cinski problem .

prevenciji i lečcnju m onogcnskih, ali i poligenskih poretnećaja.

:K(TMAiV.EDIC:N‘U

Tabbla 1.1

O tk rića

Iaku m ožeino govorili o usponu tchnologija brzog sekvencio-

u g e n e ttc -i|a '

niranja DNK, one su još uvck u razvojnoj fazi; ipalc, u doglcdno vrcm e um nogorne će proširiti i olakšati genetska testiranja.

G odina

D obitnici n a g ra d e

O tkriće

1962.

Francis Crick,

Molekulama struktura DNK

Takve p rim en e će u velikom broju slučajeva im ati važnc ctičkc i društvene im plikacije.

JamesV/atson, Maurice Wilkins 1965.

Francois Jacob, Jacque Monod, ■ Andre Lvvoff

'G E N S K A T E R A P .IJ A Genska reaulacija

Većina genctskih oboljenja ođoleva konvencionalnom naćinu lečenja, pa uspešno m odifikovanje genelskog k o d a u ćelijama nekog pacijenta predstavlja vcom a interesantan aspckt istraži-

1966.

Peyton Rous

Onkogeni virusi

vanja. U prkos znaćajnim ulaganjirna i opsežnim istraživanjim a, uspeh u lečcniu ljucli je do sada bio ogranićcn na nekoliko

1968.

fiobert l-lnlley,

Dešifrovanje gen etsk og koda

vr)o rctkih im unoloških porcm cćaja. Za n e k e v rlo ćeste boiesti,

Uavid Baitimore, fienaio Oulbecco, HowardTemin

Interakcija virusa tumora i jedarne DNK

preprekc p riro d n e ot'ibrane tela kao i klentifikovani p ogodni

Wemer Arber, Daniel Nathans, 1lamilton Smith

Restrikcione endonukleaze

Gobind Khorana, Marsiiall Nirebeig 197b.

1978.

1980.

kao što je cistićna fibroza, giavni problem i su postali ođredivanje no rm aln ih populacija ćelija, a pri tom su savlađatie neim unogeni vektori. Istraživanja genc(sl
Batu] Benacerraf, Jeon Dausset, George Snell

Genetska kontrola im unog odgovora

1983.

Barbara McClintock

Mobilni gen i (transpozoni)

1985

Michel Brown, Joseph Goldstein

Čelijski rcceptori u familijarnoj hiperholesterolemiji

1987.

SusumuTonegawa

Genetski aspekt antitela

1089.

Michael Bishop, Harold Varmus

Proućavanje onkogena

1993.

Ricterd Roberts, Phillip Shorp

.Podeljeni tjcni'

Edward Lewis, Christiane NussleinVolhard, f ric VVieschaus

1lomeotski i drugi gerti razvića

1997.

Stanley Prusiner

Prioni

D anas je svim a jasno da se sam o elektronskom tehnologijom

1999.

Gunter Blobel

Signalizacija transporta proteina

nja. Ipak, verujem o da neki tradicionalni izvori inform acija, u

1995.

naglasiti da u posledoje vrem e postoji povećan optim izam u otkrivanju novilt terapija lekovim a i lečenja slcm (m atičnim ) ćelijatna (str. 347).

I M T E R f 'j E T Pristup sve boljim n ačin im a inform isanja k ada je genetika u pitanjti m ogtić je zahvaljujući odličnim b azam a p o d atak a na internelu, o d kojih sm o n cke najbolje naveli u priiogu. Baze se redovno ažuriraju : om ogućavaju tren u tn i pristu p ogrom nom broju najnovijih inform acija. M ogućnosl p ristu p a bazam a, kao šlo su G enom ska baza p odataka (G enom e D alabase) i Ranka gena (G enB ank), om ogućava natttiiicim a brz uvid u Idonirane gene, daje detaljnu sekvencu gcna, zatim m esto gcna na hrom ozom u i način ekspresije gena. Za kliničare, p ak , O M )M pt uža bogat prik az svih p orem ećaja koji se nasleđuju prerna M enđclu, ukljnčtijući i prik ln d n c kliničke detaljc i važne reference. m ože praliti ta ckspiozija na svim poljim a genetskog istraživa

2000.

Arvid Cailsson, l'aul Greengard, Eric Kandel

Signalna transdukcija u nen'nom sistem u

2001.

leland Hartvvell, Timothy Hunt,

Regulalori ćelijskog ciklusa

koje sigurno spada i ova Icnjiga, neće p o sta ti zastarelo sredslvo inform isanja.

PRjEPOBUČEMA LITERATURA

Poul Nurse Baird P A, Anderson T W, N cw com be H 13, Lowry R B ISJ88 Genctic Jis2002.

Sydney Brener, Itobert Horritz, lohn Sulston

(apopioz3)

Andrew Hre.

Interferenca RMK

Genetska regulacija razvića i progtamirana smrt ćelije

ordcrs in childrou anđ ym m g adults: a populnlion study. Am J Muni Genel 42: 677-693. Svcobuhvatna studijn inciđenee gencličkih poremećajn u Zcpculnoj urbnnoj popuhciji.

2006.

Craig Mello

Dvmham I, Shimi'/,u N, Roc H A el ;il 1999 Thc D N /\ i»cq»iencc nfhunian chrom osom c 22. Nafnrc 402: yJ89-49!i. P rviizveilnj o kom plelnoj sekvcnci jiulnog hromouotmi čoueko.

ISTOBJAfl UTiC AJ o S|tlk£:K :A ' M EiieN J.'.

£mery A E H 1989 Portraits in mcdical gcnctics - Joscph Adar.is 175618J8. J Mcd Gcnct 26: J J6-118.

SAŽETAK

Prikaz iivota londonskog lekaru koji je izneo značajna zapuianja o naslcdnim bolestima kod svojih pacijenata. GarroJ A E 1902 The incidcnce of alkaptonnria: a study in chemical indi' vidua)ity. Lancet ii: 1916-1920. Ključni rad u kom e Garrocl iznosi da se alkaptonuria nasleduje na mendelski nacin, a takođe zapaia da „brak prvih rodaka otnogučava da se ispolji

® Karakteristika koja se manifesluje u hibridu (heterozigot)

d o m inantna je. Recesivna

karatoeristilca

sc ckspriHiira sam o kod indiviđua s dve kopijc gcna (hom ozigot).

relka, obično rccf sivna osobina”. McKusick V A 1998 Mcndclian inheritance in man, 1 Jth edn. Johns Ilopkins University Prcss, Baltiniore. Iscrpan katalog u tri tonia o svim poznatirn stanjhna i obclcžjima koja se mendelski nasleduju.

0

M endcl je ustanovio.da svaka osoba im a dva genska

alela za svaku karakteristiku: po jedan alel sc nasleđuje odsvakog roditelja, ajed an se p ren o sin asv a k o d ete. G eni na različitim lokusim a dehiju i razdvajaju sc nczavisno.

Onlinc Meodelian Inheritancein Man, OMIM". Johns Hopkins Univcrsity. Baltimore. Online. AvailabJe: http://www3.ncbi.nhn.nih. gov/om ini/ On-lajn verzija mendelskog nasledivanja kod čoveka. koja $e redovno obnavlja.

©

Razdvajanje hioniozorna ža vrem e čelijške deobe

om ogučava i razdvajanje gcna.

Ord V 1995 Grcgor Mcndcl: the first gcneticisl. Oxford University Press, Oxford. Detalina biogrnfija živola i rada moravskog svesienika koji je bio vvrlo marIjiv u nauci, a m anje m u je ležala službo u parohiji*1 Ouellette F 1999 Intcrnet resources for the clinical gcneticist. Clin Gcnct

© G enetički porem cćaji se javljaju kod najm anje 2% prevrem eno rođene dece, kod 50% slučajeva slepila, gluvoće i porem ečaja u učcnju u detinjstvu i čine 5% uzroka sm rli p o p u lađ je do 25. godine.

56: 179-185. Votličkako pristupiti nekini od najkorisnijih on-lajn baza podataka. Shapiro R 1991 The human blueprint: thc iace to unlock the secrcts o f oui genetic script. St Mariins Fre«, New Ybrk VVatson J J96S Thc* doubk* hdix. Atheneum, New York. Priča o otkriću strukltirc DNK, k a k o ju je video sam Watson.

© M olckulam a genctika se nalazi u prvoro planu it m edicinskim istraživanjiroa. Projckat gcnom a čovcka i budućnost genske terapije predstavljaju glavnc nove inicijalive koje ćc revolucionarno doprineli lcčcnju genetskih boJcsti.

P O G L A V L JE

Celijska i molekularna osnova nasleđivanja

„G ospodinc, n e postoji ništa bcznačajno za tako m alo bićc kao što je čovek. U prnvo proučavajuči m ale stvari otkrivajr.o

: Đ f K - NASLEDNl MATERiJAL

živoS, s ciljem da m an je patim o, a vise se radujem o."

Samnel Jolmson S obzirom n a to da je naslcdni m ateiijai sm ešten u čdjjskom jcđ ru , n da se p ro tein i .sintetišu u citopiazm i, u ovom poj’laviju čcm o p ratiti kalto teče proces l
CELiJA

SASTAV NukJeinslce kisejinc su građene od dugačkjh p o lim e ra u čiji sastav ulaze pojcdinačni moJelcuIi, poznati kao nukleotidi. Svaki nukleotid je sastavljen od azotne baze, m olekula šcćera i fosfatn c grupc. A zotne baze se dele na pu rin e i pirim idine. U p u rin c spadaju adenin i g u an in , a pirim idini su citozin, tim in i uracil. Postojc dva tipa nukJeinskih kiseJina, ribonukleinska (HNK) koja sađrif.i petočlani šečer ribozu i dczoksiribtm ukleinskn kiselina (D N K ), u kojoj je hidroksilna grupa na m cstu 2’ ribozc zajncnjena vodonilcom (znači jedan m olekul kiseonilca je izgubljen), pa je to šećer dezoksiriboza. I D N K i RN K sadržc pui’inske bazc ad en in i guanin, te pirim idinsku h azu citozin, d o k se tim in nalazi sam o u D N K , a uracjl sam o u RNK. RNK jc p risu tn a u citoplazm i, a u naročito visokim konccntracijam a im a je u jedarcu u n u ta r jedra. S druge stra n e , D N K se pretežno nalazi u hrom ozoniim a.

U svakoj telesnoj ćeliji, vidljivoj p o d svetlosnim nijkroskopojn. nalazi se citoplazm a i tam n o obojena stru k tu ra, nuklens ili je
STRUKTURA A ko su geni zaista sastavljenj od DNK, n e o p h o d n o je da ona im a d o voljnosloženu stru k lu ru da bi mogla da obezbedi veliku raznolikost m no g o b ro jn ih gcna, ali da u isto v rc m e b u d e sposo b n a da se reprodukuje tako da u svakoj ćejjjskoj đeobi proizvcdc kopiju iden tičn u sam oj sebi. G odine 1953, n a osnovu studije difrakcije X-zralca, AVatson i Criclc, predložili su m odel stru k tu re DNK jnoJekula lcoji zadovoljava sve osnovne zahleve. O ui sti zaključili d a se m olekul D NK sastoji od dva poli-

Cit.opla?.jna sadrži citosol, jiolutečne konzistencije, koji

n u kleotidna lanca koji grade dvolančanu zavojnicu - heliks.

obuJivata jastvorljive m ateiije, kao i đ lo sk e le ljie stru k tu rn e

K ičm a - olcosnka svakog Janca form ira sc prelco fosfo-diestarskih veza izm eđu 3’ i 5’ ugljenika susednih šećera, dolc su dva

elejnenie. P ored toga, u citopJazm i se nalazi endoplazm atiini rctikulnm , kom pleksni sistem vrlo finih m cđusobno povcza

lanca povezana vodoničr.im vezam a iz.medu azo tn ih baza, koje

nih kanala. E n d o p lazm atični je tik u lu m je, zajedno s ribozom ima uključeu u sistero biosinteze proteina, a u njcnni se vrši

su u sjnerene prcm a c e n tru zavojnice. P olarnost svakog D N K ianca odredcna jc položajcm šećer-fosfat okosnicc. K raj lanca

i siniezn lipida. D m g « ćeJijske organele takode su sm cštene u

koji sc završava 5’ ugljenikovim atom om m o k k u la šećera na-

ciloplazjjii, a inogu se videti sam o po d elektronskim jnikro-

ziva se 5’ lcraj, a kraj lanca koji se završava sa 3’ ugljcnikoviui

skopom . Jedna od n jih je G olđžijev aparat, koji je odgovoran

atom om zovc se 3’ kraj. U D NK spirali 5’ kraj je d n o g Innoi

za selaeciju ćelijskih p ro d u k ata, zaliin m itohondrije, kojc učc-

stoji nasuprot 3’ Jciaja drugog lanca, to jest oni im aju su p ro tn u orijentaciju, pa se Jcaže da su antiparalelni.

stvuju u proizvodnji energije preko m etaboiičkog puta oksiđa livne fosforilacije (st.r. 226), a takoćle i peroksizorni (str. 173) i

Raspored baza u m olekulu DNK nije slučajan. N aim e, p u rin

lizazom i, lcoji učestvuju u degrtidaciji i izbacivanju produkata

iz je d n o g Janca uvelcse sp a ru je s pirim idinom iz dru g o g , spcci-

ćclijskog m etabolizm a i toksičnih rnolekula.

fičnim sparivanjem b azn ih parova - guanin iz je d n o g lanca je

Ć a iJS K A I

om otač

'

Mi,0h0ndrija

---------------- Goldžijev aparst

uvek p a r s citozinom iz drugog, dok je a d e n in uvck p a r s tirninom , tako da parovi baza form iraju kom plem entarne nizove (slika 2.2). Za svoj rad W atson i Crick, zajedno sa M auriceom W i)kij)soriom dobili su Nobelovu nagradu za m edicinu i fiziologiju (slr. 9).

REPLIKACUA Replikncija D N K pruža odgovor na pitanje kako se nasledna inforinacija prenosi s jedne generacije na drugu. U toku deobe jedra dva lanca dvostrukc zavojnice D N K razđvajaju se pod delovanjem en 2 im a DNK helikazc, svaki lanac odrcđujc sintezu sebi k om plem entam og lanca zahvaljujući specifičnom sparivanju baza, što dovodi do stvaranja dve „ćerke" D N K du------Lizozom

plcksa koje su ideiuičjie sa oiiginalniin roditeljskim jnolcknloni. Tako kada sc ćclije dele, genetska inforjnacija je sačuvana i neprom enjena preneta na obe ćerke ćeiije. Kcplikacija DNK »a 2vana je servikonzervntivnom jer je u m olekuiim a koji nastajtf sanio jedan lanac novosintetisan. Replikacija D N K se odvija pod ulicajem enzim a D N K po-

Slika 2.1

lim eraze, zapoćinje na više tačaka koje su oznaćcne kao mestn početkn replikadjc, form irajući strukturu u obliku slova Y

Oijagramski prikaz životinjske ćelije

A

B 3‘-hidroksi 5‘-fo$fat

.

^ M

Dezoksiriboza

OH

5'

3'

B E E E S T V odonićnc

r f t fž : >/.;•••

ve2e

j

\

.Y _ p . CH

® S’-iosra! 5'

3'

3-liiJiok si

Dvostruka zavojnica DNK A. Sećerno-fosfatna okosnica i spareni nukleotidm bnci cfvostruke zavojnice DNK (P, foslat; A, ademn;T, i.imin; G, guanin; C, cilozin). I>. Priko? dvostruke zavojnice DNK.

2 - p o zn alu kao replikaciona viljuška. Sinteza oba koinplenicn-

svake ćelije čoveka iznosi nekoliko m etara, d o k je uknpria

tarn a antiparaleina D N K Janca odvija se u sm e ru od 5’ prc-

dužina sam og h rom ozom skog kom plcm cnta m anja od pola

m a 3'. Jedan lanac, p oznat kao vođeći lanac, sintetiše se tokom

m ilim ctra.

k o n tin u iran o g procesa. Driigi Janac, poznat kao lanac koji za-

To se m ožc objasniti činjenicom da pakovanje D N K u hro-

ostaje, sintetiše se ti delovim a, koji se zovu O kazaki fragm enti,

m ozoine ukljnčuje nekoliko nivoa spirnlizacije i presavijanja

a spajaju se u k o n tin u iran i niz po d deJovanjem enzim a DNJ< ligaze (slika 2.3A).

postoji i uvijanje oko sfernih histonskih „kuglica", pri čenni se

R epiikacija D N K se odvija u oba sm era 6d m esta početako

stvaraju nukleoznm i. T ercijarno uvijanje nukieožom a đaje hro-

DNK. Pored osn o v n o g uvijanja D NK u đvostru k u zavojnicu,

replikacije form irajući m eh u raste stru k lu re - replikativne w e ■

m atinske nili koje foririiraju duge petlje n a skeletu nistonskili

hure (slika 2.313). Susedni replikacioni počeci su udaljeni jetlni

kiselih proteina. D o d a tn o lim otavanje u čvrste n av o je om o-

o d d ru g ih 5 0 -3 0 0 kilobaza (kb) i javljaju se u skupinam a ili

gućava da hrom ozom i b u d u vidljivi po d svetiosnim m ikrosko-

replikacionim jed in ica m a o d 20 đo 80 p očetaka po repiikaciji.

pom (slika 2.4).' Svc to zajcd n o čihi sćJenoidni m o d el stru k tu rc

U svakoj repiikacionoj jedinici D N K replikacija se odvija u ra-

hrom ozom a.

zličito vrem e tokom S fazc ćelijskog cikJusa (str. 41), as u se d n e replikacione je d in ic e se u d ru žu ju sve dok se ne iskopira kom p lctn a DNK i d ok se ne stvore dve identične ćerke m olekule.

r-*s*

v

c c Mr»trTii i i . w « y g a n * 1w i * OMiTUHMf:1- u ■.vjr .w,ry a v

-1 *1

TEPOVI SEKVEM O DNK

‘

ŠT^UKTURA h r o m o z o m a

A l« sc D N K den atu rišc, lanci sc m ogu ponovo spojiti u dvostru k u spiraht b rzin o m koja zavisi Od proporcije jedinstvenih i ponovljenih rtukleotidnih nizova, tj. sekvenci. Proučovanjcm

Ideja da je svaki h ro m o zom sastavljen od jed n e dvostruke i&vojnice D NK naizgled je previše jednostavna. Sam hrom ozom je in n o g o širi nego što je p rečn ik dvostruke zavojnice DNK. Štavišc, u k u p n a d užina p o tp u n o despiralizovane D N K u jcd ru

kinetike reasocijacije D NK čoveka dokazano je da se 60--70% genom a čoveka sastoji o d jediristvehih nizova ili m alog broja kopija DNK sekvenci. O statak genonia, 30-40% , sastoji sc od repetitivnih ili visokorepetitivnih DNK sekvenci koje se ne

5

. \/oo'eć; C' l»n«c

1

J

- koji 2 aostaje

Šx& sassiuim m iiB 8Bm tP 's

l’

S WfMSS8St&S8&ffie@rr

-š

I .|..... £>: __^_

3

• •

____

^

-V ..

Novi lanci

Slari lanci

SSšks 2 3 Replikacij.i DNK. A. Deraljan dijsgrdm replikacije DNK. Od tnesta počeika replikacije sivaraju se replikacione viljuške i odvija se asimetrična sinteza lanaca - kontinuirana sinteza vodećeg lanco i diskontinuirana sinteza lanca koji zaostaje uz spajanje

14

Okazaki fragtric-nata. B. Više rnesta početaka replikacije i semtkonzervativan način replikacije DNK.

C e u iJSK A !

-Vs)SSHBS«j>

*dri

DNK dvostruko 2avojnica

Mukleozomi

Hromatinska nit

Ocspirnlizovani d e o hromozoma

Petije hrom atinske niti

Metafazni hrom ozom

S lik s 2.4 Uprošćeni đijagram predloženog solenoidnog m odela DNK- spiralcacija vodi kn stvaranju vidljivc strukture hroinozoma.

translcribuju. V isokorepctitivna D N K sad rži uglavnom satclit-

pokazuje vcliku raznolikost - od tnalih gena s jed n im egzonom

nu DNK i rasu te sekvencc D N K (olcvir 2.1).

do velikib gena koji sadrže i do 79 egzona (npr. gen za distrofin, Jcoji zahvata 2,5 M b gcnom a).

J E Đ A R N I G EN E Izračunato je d a se u jcd arn o m genom u čoveka nalazi izme-

Geni u je d n o j kopiji

đu 25.000 i 30.000 gena. D istribucija tih gena vcom a varira izm eđu.hrom ozom skib rcgiona. N a prim er, heterohrom atski

Većina gcna čovclca im a nizove nukleotida u jcdnoj icopiji, tj. jedinstvene gcnc. O ni kodiraju polipeptide koji sc u ia 2C u

i centrom erni rcgioni (str. 35) pretežno su nckodirajući, dok

saslav ćejjje ili obavljaju brojne ćelijske funkcije. j'i protcini

5e u su b telo m ern im regionim a (str. 36) zapaža največa guslina

uldjučujtt enzim e, horm o n e, receptore, kao i drttge strulcturne

gena. H rom ozom i 19 i 22 su bogati gcnim a, dok ;u hrom o-

i regulatorne proteine.

zonii 4 i 18 relativno sito m ašn i genim a.Velićina gcna takode

Multigenske fam ilije O k v ir2 .1 Tipovi sekvenci DNK M nogi geni koji im aju slične funkcijc nastali su od zajcdničJ e d a m e s e k v e n c e (-3 x 10s b p ) G en i(-30.000) Geni u jednoj kopiji Muitigenske familije Kia-.ične genske familije Supcrfamilije gen s

kogprcdačkog gena ko jije najpre đupiiciran da bi zatim tolcom evolucije njegove kopije divergirale. Zbog toga su sc p o jav ik m ultigenske faniilije. Neke od lih fam ilija se nalaze u grupam a, na prim er grttpc alfa i beta globinskih gena na hrom ozom itna 16 i 11 (slika 2.5), dok su druge rasute p o genom u i javljaju

Vangenska DMK (jed iristven a, rep etitiv n a i v iso k o rep etitiv n a )

sc na raznim hrom ozoroim a, kao što je genska fam ilija H O X

Tandeinski ponovrt

homeoblok (str. 86 ).

Sateliti Minisateliti Tplomcrni l-lipervarijabilni Mikrosateliti Rosuti Kratki rasutijerlami elemertti Dtigi rasuii jerlarni elernenii M itohondrijsko DNK (16,6 kb, 3 7 gen a ) O a rRNK qeno 22 iKNKgena

M uitigcnske fam ilije se m ogu p o d đ iti na dva tipa: klasičnc jam ilije gena kojc pokazuju visok stepcn hom oiogije sckvcnrj i superjamilije gena kojc im aju ograničenu hom oiogiju sekvenci, ali su funkcionnlno povczane i iinaju slićne stru k tu rn e dom ene.

Klasične fam ilije gena Kiasične fantilije gena obuhvatajtt, npr. biojne. kopije gentt koji kodirajtt različite ribozom skc KNK koje se grupišu ktto

I ^ ^ A : q SNJOVA NASL€ĐIVANja

5'

C

vC V « !

a2

al

0

3

naslednoj osnovi čoveka obično ne preklapaju, već su odvo-

'

jen i jedan od d ru g o g za oko 30 kb, m ada se neki geni u HLA

H rom ozom 16

kom pleksu (str. 189) preklapaju.

•'

^

8

P

3'

Pseudogeni P ascinanlna je pojava gcna koji sti kopije postojećih strukturnih gena i sam im tim im aju stru k tu ru vrlo slićnu njihovoj, ali

Slilca 2 .5

nisu funkcionalni. Takvi geni se nazivaju pseudogeni (str. 149).

Prikaz alfa i beta globinskih regiona na hrom ozoinim a 16 i 11

Sm atra se da m ogu naslati 11a dva glavna načina: jed an je duplikacijom gena i istovrem enom pojavom m utacija u kodirajućim ili na regulatornim elcm entim a. D rugi je, pak, režultat tan đ em sk i nizovi u rcgionim a organizalorim a jedarca na krat-

uvodenja ko n ip lem en tarn ih DNK sekvenci koje su nastale dej-

k im k racim a p e t parova ak ro ccn tričn ih h ro m o zo m a (str. 31).

stvom enzim a reverzne transkriptaze. na p riro d n o nastali iRNK

Postojc i različite fam ilije gena za transporlne IINK (str. 18),

tran sk rip t, kom e nedostaje p rom otorska sekveirca neopliodna

koje su rašp ršen e 11 b ro jn e skupine po celom gcnom u čovcka.

za eksprcsjju.

S u p e rfa m ilije g e n a

VANGENSKA DNK

P rim eri snperlnm ilije gena su H LA genski lokus (htim ani ]c-

Pretpostavljeni broj od 25.000-30.000 gena 11 je d n o j kopiji koji

u k o citn i antig en ) n a h ro m o zo m u 6 (str. 189), k ao i geni za

k odiraju proteine, predslavljaju m an je od 2 % genom a čoveka. O statnk gcnom a čoveka sastavljen je od repctitivnih D N K se-

T -ćtljjsk e receptore, koji iniaju stru k tu riiu liom ologiju s geniina za iim m oglobuline (Ig), (str. 85). V ernje se đa su ti gcni go-

Itvenci koje su m ah o m transkripciono rjeaktivne. O n e pređ-

tovo sig u rn o nastali d uplikacijom prcdačkog gena, a da su po tom , tokom evolucije divergirali i form irali superfam iiiju Ig.

stavljaju ju n k ili „otpadnu" DNK, ali neki regioni koji sn ostali očtivani tokom evolucije verovatno iinaju ulogu 11 regulaciji genskc ckspresijc.

S tru k tu ra g e n a T a n d e m sk i p o n o v lje n e DNK se k v e n c e

Posle detaljn e analize s tru k tu re b e ta globinskog gena čoveka 1980. g o d in e, pojavila se su m n ja u prv o b itn i koncept da gen

Tandernski ponovljene D N K sekvence sadržc blokove tandem -

prcdstavlja k o n tin u ira n i njz. D N K sekvenci kojc kodjrajn pro-

skih ponovaka nekodirajuće DNK, koji m ogu biti ili rasuti ili

tein. O tk riv cn o jc d a je gen m n o g o duži nego što je p o treb n o da bi k o d ira o p ro tein beta globin, kao i da sadrži nekodiraju-

p risutni na ograničenjm m estim a u genoim t. T andcm ski ponovljene D N K sekvence se dele 11 tri p o d g ru p e - satelitnu, mi-

če in terv en tn e sekvence ili in tro n e , koji razdvnjaju kodirajuče

nisatelitnu i m ikrosatelitnu DNK.

sekveuce iii egzone (siika 2 .6 ). Z apravo, pokazalo se da geni koji se sastojc o d n cp rek in u tih k o d iraju čih sekvenci u genom u

Satelitna DNK

čoveka predslavljaju izuzetak. Broj i veličina in lro n a u raznim g cn im a veom a su različiti, m ada se čini đa je uobičajeno da

S m atia se da satelilria DNI< čini 10-15% rep eliliv n ih sclo'en-

što su veći geni, to su veći i b ro jn iji egzoni. O d red en i in tro n i

ci D N K u genom u Ijudi. O na sc sastoji od v rlo vclikjh serija pro stih ili deliinično složenih, k ratk ih tan d em sk i ponovljcnih

m o g u biti m n o g o vcći o d k o d iraju ćih sekvcnci toga gena, a k o d nclcih je u o čen o da sad rže k o dirajuće sekvence za druge

DNIC nizova koji su tra n sk rip đ o n o neaktivni i g ru p isan i olco

gene (n a p rim er, pojavljivanje g ena u okviru gena). G eni se u

c en tro m era o d re d e n ih hrom ozom a. Ta klasa D N K sekvenci

Početak Uanskripcijc CAA1 TATA blok blok Jit

\ 5

I,

r—

Kraj transkripcije

Cgzon 2

Egzon 1

Promotorski region

Intron 1 Hočetak tran slacijekodon(ATG)

Prrkaz tipicne struktuie gena korJ čoveka

* Inticn 2

.,c==t..f..... Kruj Ironslacije - kodon (TAA)

Poliađenilacioni signal

može se izdvojiti centrifugiranjem u g radijentu gustine kao

Najčešći su segm enti đužine od oko 300 bp, čija je sekvcnca

,,rnme“ ili „satelit" u odnosu na giavni deo (glavni pik) gc-

sličnn signalnoj partikuli za prepoznavanje, a koja učestvuje u

nomske DNK, po čem n je i dobiia naziv.

sintezi proteina. Te sekvence su nazvane A lu ponovci jer sadrže testrikciono m esto, tj. m esto prepoznavanja za A lu l restrik d -

M inisatelitna DNK Minisateltna D N K se sastoji iz dve fam iiije tandem ski ponovIjenih kiatkih DNI< sekvenci, a lo su teiom crne i hipervarijabilne ininisatelilne DNK. O be su transkripciono neaktivne.

oni enzim .

D u g ira su ti je d a rn i elem enti O ko 5% DNK u genom u čovcka sastoji se od dugih rasutih je.darnih elemenata ili L lN li (Long lnterspersed Nuclear lile-

T d o m e rn a DNK Term inalni deo teJoniera hrojuozom a (str. 31) sadrži 1 0 -I5 k b

ments). Najčešći IJNI:, označen kao LINli-J ili L1 elem ent, sa drži više od 100.000 kopija DNK sekvenci dužinc do 6.000 bp,

taodeniskih ponovaka od po šest baznih parova (bp) DNK sc-

koje kodiraju rcver 2 nu traskriptazu.

kvenci, koje su nazvane telomerna DNK. T elom erni ponovci

Funkcija tih ja s u tih ponovljenih sekvcnci još nije sasvim

su neopbodni za integritet hrom ozom a tokom replikacije, a

jasna. Članovi familije A lu ponovaka graniče sc.s kralldm di-

dodaju sc hrom dzom u pod đelovanjem specifičnog enzim a

rektno ponovljcnim nestabilnim sekvencam a DNK, koje su

telomeraze (str. 31).

nazvanc transpozabilni clem cnli ili Iranspozoni. T ranspozoni, koje je prvi put idenlifikovala Barbara M cClintock (slr. 10) u

H ip crv arijab iln a m in isateliln a D N K

k u k u n m i, pom eraju sc spontano po genom u od jednog .do

Hipcrvarijabilna minisatelitna D NK se sastoji od visokopoli-

drugog inesta na hrom ozom ti i široko su rasprostranjeni n biljnom i živolinjskom carstvu. Sm alra se da A hi ponovci mogu

m orfnih DNK sekvenci koje sadrže kratke tam km iske ponovke zajedričke osnovne sckvcnce. Vrlo različil broj ponovlienih jedinica u različitim hipervarijabilnim m inisatelitim a čini

usloviti nejcdnake rekombinacije, šlo izaziva patogene inutaci-

osnovu za DNK otiske (DNA jingerprintm g) koji se koriste u

je (str. 22) ili pak duplikacije gena koje
krim inalistici i za odredivanje očinstva (str. 6Si). lako se često

nici m uiacija koje izazivaju nasledna oboljenja čoveka.

nalazi blizu telom era, taj tip DNK se javlja i na drugim mestima u hrom ozom im a.

WITOHOWDRfJS!CA ONK

M ikrosatelitna DNK

Pored jedarne DNK, nekoliko hiljada m itohondrija u svakoj ćeliji poseduje sopstvcnu kružnu, ij. cirkularnu dvolančanu

mikrosatelita se retko javJjaju m eđu l«jdirajučim sclcvcncama,

DNK od 16,6 kb, to jest mitohondrijskn D N K ili rntDNK (slika 2.7). M itohondrijski DNK genom je vrio Jcompaktan, sadrži m alo repctitivne DNK, a poseduje 37 gcna, što podrazum cva

ali su trinukleotidni ponovci u gemi ili blizu njcga povezani sa

dva gcna za rRNK, 22 gena za IRNK (str. !8) i 13 gena za pro-

odredcnim naslednim oboljenjim a (str. 62).

teinslce subjcdinice cnzim a, koo što su citohroin b i citohrom

Mikrosateliina D N K se sastoji od tandem skih ponovaka m ono, di, trj i tetra-nukleotida sm eštenih po celom genom u. Ponovci

DNK m ikrosateliti su visokopoliinorfni (str. 69), na priD-pst!ja

mer broj CA ponovaka na istom lokusu varira izm cdu osoba, i niože se koristiti za analize vezanosti i za m apiranjc gcna (str. 74). Sm atra se da se varijacije u broju ponovaka javljaju zbog pogrešnog sparivanja tandem skih ponovaka dva kom -

1^^

—I—

plcm entrana D N K lanca za vrem c replikacije, što je poznato kao pogrešno sparivanjc lanaca usicd proklizavanja. Duplikar.ijc ili delecije dužih nizova tandem skih ponovaka javjjaju se zbog nejednakog krosing-overa nealeJskib DNK sekvenci na' hrom alidauia hom olognih hrom ozom a ili na scstrm skim hrom atidam a (str. 31).

Visokc-repetitivni rasuti potiovđ DNK sekversct

S m o r r e p lik a c ije ^ ^ N ^ N ^ ^ jK

r

N D ?\

Olprililce irečina genom a čoveka sastoji se od đve glavne kJase - kratkih i dugačkih ponovaka DNK sekvenci kojfi su rasute po celom genom u.

Kratld rasuti elem enti jedra Oko 5% genom a čoveka čini oko 750.000 kupija kraikih rnsutih elemennla jedm ili S1N£ (Short Interspersed Ntideirr Element).

^ k

\

\

\

;

,

...

-

/

N D 4

A \- /

S m er replikac.ije

/v šJ-^ V

N D 4 L

'v ^ - 'l^ n c a

^ ^'~'~ iJFIlT \'yy^m '7

n

MirohoniJrijski cjenom čoveka. H

r ^

*

ATP8

T?6

leški lanac i L laki bnac

oksidaza, koji ućcstvuju u proizvodnji energije putem oksida-

Poliadenilacija

tivne fosfoiilacije. G enetičkj ko d m tD N K se m inim alno razlikuje od genetskog koda jedarne DNK. M itohondrije zigota nastalog oplodnjom nasleđuju se skoro p o lp u n o iz oocite i uzrokujli m ajćinsko nasJedivanje kojim se odlikuju m nogi m itobondrijski porem ećaji (str. 174).

Po završetku transkripcije, na m estu nizvodno od šest specifičnih n u k leo tid n ih sekvenci odvaja se iRNK m olekula od D N K , a zatim se na 3 ' kraj iRNK dodaje otprilike 200 adenilatnih ostataka koji se nazivaju poli (A ) rep. S m atra se d a dodavanje poli (A) repa olakšava transport iRNK u citoplazm u i translaciju.

T R A N S K B iP C U A

Proces kojim se genetska inform acija prenosi sa DNK na RNK

T R A M S L A C IJ A

poznat je kao transkripcija. In fo rm ađ ja sadržana u genetskom kodu prenosj se sa DNK u genu na informacionu RNK, tj. iRNK. Svaka baza u m olekulu iRNK je kom plem cntarna

Translacija je proces prevođcnja genetske inform acije sa iRNK na protcinc. N ovonastala iRNK se transportuje iz jed ra u ci-

sa odgova’rajućom bazom u DNK u genu, ali je u iRNK tim in

toplazm u, gde se vezuje za ribozom e, na kojim a se vrši sinte-

zam enjen uracilom . iRNK je jednostruka, tj. jednolanćana, a

za proteina. R ibozom i su građeni od dve subjedinice razlićite

sintetiše je enzim RN K polim eraza, koji omogućava dodavanje

veiičine. O ne sadrže četiri različita tipa m olekula ribozum ske

određenog kom p lem entarnog ribonukleotida na 3’ kraj rastu-

RNK (rRNK) i veliki broj spccifićnih ribozom skih proteina.

ćeg RNK ianca.

G n tp c ribozom a povezane s jcdnim m olckulom iRNK ozna-

U svakom gemi sam o jedan lanac dvostrukog heliksa služi

čavaju sc kao poliribozom i ili polizom i. Na ribov.omima, iRNK

k aotakozvani m n triln i lartac. Transkribovani iRNK m olekul je

predstavlja m atricit za stvaranje polipepticla S jie c if ić n c am inokišelinske sekvencc.

kopija kom plem entarnog lanca, tzv. Itodirajućeg lanca (scnsc) m olekula DNK. M atrićni lanac se ponekad naziva nekodirajući lanac (antisense). U principtl, bilo koji lanac m olekula DNK možc da poshiži za sintezu RNK.

TRAMSPORTNA RNt( U citoplazm i posloji jo š jedna form a RNK, a to jc transportna

OBRADA RNK

R N K ili tRNK. U gradnja am inokiselina u p o lipeptidni lanac zabteva da am inokiseline budu kovalentno vezane za specifič-

Pre nego žto p rim a rn i prepis ili transkript iRNK napusti je-

ne tRNK. Za taj proces je neophodno prisustvo enzim a am ino-

dro, proiazi kroz brojne modifikacije, a taj proces je poznat

acil tRNK sintetaze i ATP. Tokom translacije ribozom i se kreću

kao R N K obrada. O n podrazum eva obradu transkripta iseca-

d u ž iRNK, dok se am inokiseline m eđusobno vezuju p ep tid n im

njem in tro n a (splajsovanjem), dodavanjem kapa-strukture i poliadeniJacijom.

vezam a uz dclovanjc enzim a peptidil transfcraze, stvarajući

Obrada transkripta ŠRI\SK isecanjem introna (splajsovanjenn)

POSTTRANSL/iCfOfžA MODJFIKAC5M

polipeptidni lanac (slika 2.9).

M nogj proleini, p re nego što dostignu svoju n o rm ain u struk-

Posle transkripcije, nokodirajući in tro n i u prim arnoj iRNK se

tu n i ili funkcionalnu aktivnost, prolazc positranslaaonu tno-

isecaju, a kodirajnći egzoni se spajaju form irajući k raćt zrele

difikaciju, koja obuhvata hcm ijske m odifikacije na b o ćn im

iRNK. Taj proces je poznat kao obrada transkripta iRNK ise-

lancim a am inokiselina (npr. hidroksilacija, m ctilacija), đoda-

canjem inlrona (splajsovanjcm ) (slika 2.8). Veza introna i eg-

vanje ugljenohidratnih ili lipidnih grupa (npr. glikozilacija) ili

v.ona se oslvaruje preko graničnib nizova 5’ donorskog dinu-

proteolitičko ccpanje polipeptida (npr. konver/.ija p roinsulina

kleotida G T i 3’ akceptorskog dinukleotida AG. Pored toga, za

u insulin).

spiajsovanje su takođe n eophodne kratke konscnzus sekvence

'lako m odifikovani proteini zajcdno sa odredenim lo'atkim

u okruženju, drugc intronske sckvence, snaie jedarne RNK i

am inokiselinskim sckvencam a, poznatim kao signolni peptidi

pripadajući proteini.

za lokalizaciju u novosintetisanim proteinim a, tran sp o rtu ju se do specifičnih ćelijskih Jokacija (npr. jedra) ili se sekreciiom

Dodavafije 5'kopa-strukture

izbacuju izćelije.

N eposredno posle transkripcije, novosintctisana jRNK modifil
U proteinim a je n ad cn o dvadeset različitih om inokiselina, a

no štiti RNK tran sk ript od degradacije endogenim ćelijskitn

pošlo jc DNK izgrađcna od čctiri razJičite azotnc baze, jasno je

egzonttkleazama.

da jcdna baza ne m ože da određuje jednu am inokiselinu. Ako

CELUSKA I .V.OI L KULAKNA ČSNIGVA.

Poćetak transkripcije

Kraj transkripcije

-I

4

Egzon 1 jntron 1 E9zon 2 iniron 2 ^9zon3 Kodiraiućž janac

r .

ti

Kraj translacije

Početak translacije v | 'v ’

& |

? | Tr

r: i

Primarna R

Poli (A) signal

h |

Transkripcija Poliodenilacija -D odavanjeS’ kopo

N

•** ° *

5’ k opa-------------- ^ Iss^

^

^asaJi

Splajsovanje

^

Translacija Postlranslaciona obrado

t

Proteiri

S lik a 2 .8 Transkripcija i posttranskripciona obrsda.ltanslscijo i postčranslaciona obrada.

^

t i T

! T

A

A

C

T

C

C

A

U

U

U

G

A

G

G

U

L U

iRNK

Jeđarna m em brana

r T

A

A

M

C G

A

f ?

T

T

C

A

T A

M

G

r y T

T

f C

A A G

J J U

U

-v. ^ 'š i-

.Ribožom • S ^m n ci ^

:'i,

iRNK {matrični lanac)

u

►. \ % tRNK

fe ž

u

u

(

\

g

A

Gy G

C

U

C

4 J U

U

\

,

l

G

A

C

A

i

l

A

G

A A G

C

i

M

"\

C CK i — -1

Prikaz prevođenja genetičke informacije u protein

Peutid

—

.J

,

(IEIjUSKA I > /0i fKJLARMA OSNOVA NASIEĐIVANJA

bi dve baze odrcđivalc jctirm am inokisclinu, bilo bi sam o 42 ili

REGO LAdJA EKSPRESIJE GE5MA

16 m ogućih kom binacija. A kobi pak tri baze ođređ iv alejed n u aniinokiselim i, m ogući broj kom binacija za čctiri baze bio bi 43 ili 64. To je sasvim dovoljno da se uzm e u obzir svih 20 pozna-

M nogi ćelijski procesi, :i sainim tini i geni čiji su produkli

tih am inokisejina, a te 64 kom binacijc zovu se genetski kod.

proteini, na prim er ribozom ski, hrom ozom ski i citoskeletni, zajcdnički su za sve ćelije i čine grupu konslilutivnih gena (housekeepinggcncs). N eke ćclije proizvodc veliku koh'činu speci-

KODONI

fičnih proleina u od red en im tldvim a i ti određenim periodim a

N iz o d tri suscdna m ikleolida u iRNK koji kodira jednu am i-

razvoja, kf.o što je na p rim e r hem oglobin u eritrocitim a (str.

nokiselinu zovc se hoilon. Svaki triplct nuldeotida u sckvenci

147). Ta diferencijalna kontrola cksprcsijc gena dešava se to-

k o d iia određem i am iriokjselimi u niz.ii i tako geneiski k o d se.

kom rnzličitih stadijum a.

ne preklapa. Poredak triplcta kodona naziva se translacioni o kviriita n ja . Nckc am inokisclinc kodira višc ncgo jcdan triplct

KONTROLA TRANSKRSPCIJE

i tada sc kažc da jc k o d dcgcnerisnn ili izrođen (tabela 2.1). Svaka vrsia tRN K za o dređenu am inokiselinu poseduje specifičan

Na kontrolu transkripcije m ožc uticati k onstantno ili reverzi-

triplet nukleo tid a koji se zovc se antikodon, a koji je kom ple-

bilno veJiki broj faktora, kako spoljašnjih (npr. h o rm o n i), tako

m entaran k o d o n u u jRNK. Iako im a 6'i kodona, a postoji sam o

i genetsldh (ćelijska signalizacija). Na taj proces deluju različi-

30 citoplazm nljčnih tRNK, antikodoni brojnih tRNK prepo-

ti m ehanizm i, koji ukljiičuju vezivanje signalnih m olekula za

znaju k o d o n e koji se lazlikuju na m eslu treće baze, pa će tako

element odgovota - regulatorne DNK sekvence, zatim intra-

guanin m o ći da se spari i sa uracilom i sa citozinom . Završefak

celularne receptore poznate kao jcdarni receptori za horm one,

translacijc iRN K označcn jc prisustvom jed n o g od tri stop ili

(nuklenrni receptori), kao i rcceptore za specifične Jigande na

term inacionn kodona.

površini ćelije koji su ukljnčcni u signnlnu transdukciju.

G enetski k 6 d intD N K razlikuje se od koda jedarnog geno-

Svi navcdeni m ehanizm i deJuju na translu'ipciju vezivanjem

ma. O sam od 22 tRNK sposobno je da prepozna k odonc koji

translo'ipcionih faktora za kratke sp e d fičn e ejem ente - pro-

se razlikuju sam o na trećoj bazi kodona, 14 m ože da prepozna

m otorske clem enle DNK, koji su sm cšteni u 200 bp u 5’ sm eru

parove k o d o n a koji su idcntični na prvim dvem a bazania, s pu-

ili uzvodno kod većine eukariotskih gena. Taj t/.v. prom olor-

rin o m ili pirim id in o m na trcćoj bazi, dok ostala četiri kodona

ski region n cophodan je za aktivaciju RNJ< polim erazc (slika

deluju kao slo p kodoni.

2.10). Prom otorski region uJdjučuje TATA (ili Hogness), GC

T ab ela 2.1 G enetički kod je d a rn ih i m itohonđrijskih g e n o m a dru ga baza prva ba?a

U

C

A

G

treća baza

U

Fenilanin Fenilanin Leucin

Serln Serin Scrin

Tiiozin tirozin Stop

Cisteiri Cistein Stop (Triptofon)

U L A

Leucin

Serin

Stop

Triptolan

G

C

Leuciri Leucin Leucin Leucin

Prolin Piolin Protin Prolin

Histidin Histidin Glutamin Glutamin

Aiginin Arginin Aiginin Arginin

U C A G

A

feoleucin Izoleucin izoleucin (Mctitmin) Metionin

Treoriin Treonin l'teonin

Aspaiagin Asparagin Lizin

U C A

Treonir.

l.izin

Serin Serin Arginin (Stop) Aiginin

G

Valin Valin Valin

Alanin Alanin Afcinin

Glicin

U

Valin

Alanin

Aspiiratjiitsba fciselino Asparagiiiska kiselina Clutaininska kiselina Glulaminska kiselina

Glilin Cilicin Giicin

A G

G

r!;clike ii miiolioi'firijsknm geneličkom kodn naaisane ni italicom.

c

Ć EU JSK A I M O LEKUlARNA o s n o v a N A SLEO I^ K'JA .

(ili GGGCGGG konsenzus sekvence) i CAAT blok. TATA blok

P O S T T R A N S K R IP C IO N A K O N T R O L A

koji se nala?j nzvodno od počclnog m csta Iranskripcije oko 25

E K S P R E S IJ E G EN A

bp, ntiče na inicijaciju transkripcijc na osnovnom konstitutivnom nivou. Mutacije u tom rcgionu mogu izazvali prom cnc

Ekspresija većine gena reguliše se na nivoti transkripcije, ali

transkripcionog početnog m esta. CG biok, koji ieži oko 80 bp

sc kontrola takođe inože dešavati na nivou obrade RNK, tran-

ii2vodno i CAAT blok povećavaju osnovni nivo transkripđone

sp o rta RNK, degradacijc i translacijc iRNK. Na primcr, G u A

aktivnosti TATA bioka.

varijanta na m cstu 20210 1 1 3' rcgionu koji sc nc prcvodi (UTR) prntrom binskog gena povećava stabilnost iRNK transkripla,

Za regulatojrne clemcnle u prom otorskom regionu kaže se da su cis-dcinjući, što znači da deluju sam o na ekspresiju su-

što povećnva vrednosti protrom bina u plazmi.

scdnili gena na istom molckulti DNK. Suprotno, transkripcioni faktori koje kodiraju udaljcni gc-ni jesu trans-deiujući i regulišu aklivnost obc kopije gena na pavu hrom ozom a. DNK sekvence koje pojačavaju transkripciom i aktivnost, kao što su GC i

UTICAJ RI\SK NA KONTROLU EKSPRESIJE GEMA

CAAT blokovi, pozuate su k a o pojačivači. Postoie i negalivni

„Utišavanje" ger.ske ekspresije posredslvom niolekula RNK

regulatorni clem cnti ili utišivaći koji inliibiraju transkripciju. Osim toga, utvrdeno je da postoje i kratkc sckvcnce DNK, du-

(R N K - mediated silencing) prvi put je ojjisano tanih dcvedesctih godina 20. veka. M eđutim , lek u poslednjih nekoli-

iine od 500 bp d o 3 kb, nazvane vezujuči elemenli, lcoji blo!
ko godina otkrivena je i iskorišćena uloga' tog m ehanizm a u

ju ili inbibiraju uticaj regulatornih elem enata snseđnih gena.

posttranskripcionoj kontroli ekspresije gena (poglavlje 23). Mali interferenlnj RNI< molckuli (small interfering-siRNA), otkriveni 1998, prcdstavjjajn m olckulc cfcktorc m chanizm a

m A N SK H IK iO N t FAKTORl

interference RNK (RNKi). Ti kratki dvolanćani molekuli RNK

Identifikovan jc vcliki broj gcna koji kodiraju prolt-ine uklju-

(21 do 23 nukleotida) vezuju se za specifične sek\'cnce iRNK i

ćene u regulaciju .ekspresije gena, koji se vezuju za DNK pre-

degradiraju je indtikujući kom pleks za „utišavanje" koji sadrži

poznajući kratke nizove nukleotida. Ti proteini su oznaćcui

ribonuklcazu (ribonuclease-containing RNA-induced silencing complex, RISC). Molekuli mikroRNK (miRNK) takode se vc-

kao transkripcioni faktori. Zajedničko im je da poseđuju specifične dom ene koji aktiviraju (ranskiipciju i jedan od ćetiri glavna tipa DNK - vezujućih dom ena. Najčesće zastupljeni su

znju za specifične sckvencc iRNK, ali se sm atra da one ne razlažu iRNK vcć blokiraju translaciju.

ztivojnica-okret-zavojnica proteini, koji su tako nazvani jcr su građeni od dva heliksa povezana la a tk im lancem am inoldselina koji form ira „okret". Nije iznenadjujuće to što je strukturna analiza honieodom enskc sckvence hom eotičnih gena (slr. 86) pokazaja da oni sadrže upravo taj zavojnica-okrel-zavojnica

ALTERNATIVNA OBRADA TRANSKRIPTA iRNK IS£CAf\UESVi H\?TROHA' (ALTERNATIVNO SPLAJSOVANJE)

motiv. Analizom drugih regulatornih protcina utvrdeno jc da

Vcćina gena čoveka (najm anje 74%) podleže allernativnoj

oni sadrže DNK-vezujuće motive oznaćene kao cinkani prsti,

obradi transkripla jRNK isccanjem introna, što omognćava da

leucmski rajsferšlus i zavojnica-petlja-zavojnica m otive, pa su i

jedan gen kodira višc od jcdnog proteina. Neki geni sadrže više prom otora, a ti altem ativni prom otori m ogu uticati na tkivoo

nazvani prcm a svojim specifićnim stru k tm n im odlikam a.

Trans-delujući elem enti ________ " ■

\

\

8 0 b p ---------------------------- ^ c GC gc i CAAT TATA ; biok j blok blok ; biok blok i.— 25b p — .U’ISTL—l£-cil0 r'* vuii / / __________ ___________________________ _____________ ____ _______ ■"3~ \ \ . >y/ri^Transkrjpcioni

\

-^ fa k to ri Cis*delujući pojačivđči

Semarski prikaz fakiora koji reciulisu ekspresiju gena

sp e đ fičn e izoform e proteina. A lternativno splajsovanje egzo-

ali s druge strane m ogu biti i patogene. O ne nastaju posle izla-

na takođe je zapaženo kod pojedinih egzorja koji postoje sam o

ganja m utagenim agensim a, ali se velika većina dešava sponta-

u nekim izoform am a. Visoka učestalost alternativne obrade

no zbog grešaka u repJikaciji ili sistem im a popravke DNK. Va-

isecanjem introna kod čoveka poveztije se sa činjenicom da

rijacije u sekvenci nuldeotida bcz očiglednog uticaja na fenotip

genom čoveka sadrži sam o 25.000^-30.000 gena, što je znatno

oznaćavaju se kao poiim orfizam .

m anje o đ 100.000, što se ranije prctpostavjjalo.

M utacije u som atskim ćelijama m ogu izazvati pojavu bolesli kod čoveka, lcao m alignitet, ali se ne m ogu preneti na potomstvo. M utacija koja se javlja u tkivu gonadti ili gam etim a

RNK ZAVl'SNA ĐNK SINTEZA

može se preneti budućim generađjam a ako nem a uticaja na plodnost ili preživljavanjc do zrelog dol>a. P roccnjuje se cia svaka osoba nosi i d o šcst lctalnih ili scm iletalnih rccesivnih

Prenošenje genetičke inform acije sa D NK na RNK, a zatim do

m utantnih alela koji bi m ogli ti hom ozigotnom slanju izazvati

proteina naziva se centrabia dogrna m otekularne genetikc. U

ozbiljne efelcte. To su ranije procene, a današnji podaci bi mogli

početku se verovalo da se genetička inform acija prenosi isklju-

biti m nogo nepovoljniji. Štetni aleJi svih w s ta čine takozvano

čivo sa D N K na RNK, a potom prevotli « protcin. Ipak, podaci

geneličko opterećenje populaciie.

dobijcni ispitjvanjem odredenili tipova virusa - retrovirusa -

Takođc postoje retki prim eri „povratne ili reverzne m uta-

ukazuju da sc gcnctička inform acija ponckađ m ože prenositi

cije" kod pacijenata s recesivnim porem ećajim a. Na prim er,

u su p ro tn o m sm eru, od 1?NK ka DNK (str. 197). Ovaj proces

reverzija naslećlene štetne m utacije je otkrivena u fenotipski

je označen kao RNK zavisna DNK sintcza. Pretpostavlja se da

norm alnim ćelijama kod malog broja pacijenata s Fankoni-

regioni D N K u norm alnim ćelijam a slnže kao nm lrica -/.a sin-

jcvom anem ijom .

tezu RNK, koja onda povratno deluje kao niatrica za sintczu DNK. Tako dobijcna DNK sc k'asnijc ugraduje u jedarnu DNK drugih ćejija. lloniologija Jzmedn JjudsJdh i retroviralnih onkogenih selcvenci može da razjasni taj proces (str. 198), koji

t ip o v i

MUTACUA

M utacijc se rangiraju pre svega u o d n o su na veličinu prom ene

je značajan kao mogući lerapijski pristu p za iečenje naslednili

u naslednoni m atcrijalu. Tako m ože da postoji sam o zanicna

bolesti.

jedne bazc, potom inscrcija ili delecija jc d n c ili više baza, a može da bnde izgubljen ili da se javi u višku ceo hrom ozom (tabela 2.2). Najčešći porem ećaji su supstitucije baza, a im itacije prom enjenog smisJa (missense) predstavljaju polovinu svih

iiiU.TACBE

m utacija, (tabe)a 2.3). N om enklatura koja opisuje m utacije je standardizovana (tabela 2.4) (http//w w w .hgvs.org/m utnom cn)

M utacija se definiše kao nasledna prom ena iJi prom ena u genetsJcom m aterijalu. M utacije s jedne slrane podstiču evoluciju,

niada se još ne koristi univerzalno. P rim eri hrom ozom slcih aberacija biće opisani u poglavlju 3.

T a b e la 2 .2 G la v n e k |a s e , g r u p e i t ip o v i m u ta c ija i n jih o v i e fc k ti n a p r o t e in s k i p r o iz v o d : Kiasa

Grupa

Tip

Efekat na p roteinsk i proi 2 Vod

! Supstitucija

Sinonimna Nesinonlmna

Tiha' Mutocija promcnjenog smisin 8esmlslena' Mcsto splajsovanja Promotor

Ista aminokiseiina Ptcmenjcna aminokisclina m o?e ulicati na funkciju i!i stabilnosi pioteina Stcp kodon - gubljenje funkcijc iii ekspresije zboq dcgisdacije iRNK Abeiantno splajsovanje - npi. pieskakanje egzona ili 2ad!Žavanje iniiona Pramenjena ekspresija gena

Delecija

L’Jcljivo sa tri (kodon) Nedeljivo sa tri Velika delecija

lnsercija

Mutacije koje pomeiaju okvir čitanja Delimičns delecija gena Potpuna delecija gena

Ddjivo sa tii Nedeljivo sa tii Vcliko inscrcija Ekspanzija trinukleotidnili

Mutarije kojp pomeraju okvii čitanja Delimično duplikacija cjena Duplikacija celoq gena Dinamička mutacija

ponovaka ’N'ekc mutacije feazivaju aberantno splajsovanjc.

Delecija jedne ili vlše aminokiselina m ože uticati na proteinsku funkciju ili stabiinosl Veiovatno je rezultat prevremeni zavišetok translacije s gubitkom funkcije iii ekspiesije Može izazvati pievremeni zavišetak rranslacije s gubitkom funkcije ili ekspresije Gubljenje ekspresijc Insercija jedne ili više aminokiselina m ože izazvati gubljenjo proteinskc funkcije ili stabilnosti Verovatno Izaziva previem en zavišetak translacije s gubljenjem funkcije ili ekspresije Može izazvati prevremen završetak translacije s gubijenjem funkcije ili ekspresije Može imati elekat zb og povečane doze gena Piomena ekspi esije gena ili promenjena proteinska stabilnost ili funkcijD

ČEID 'KA IMO: EKULARNftpSMSjpŽ NASLEDivA n ’ A ;:

krosing-ovcra izm cđu ponovjjcnih sclcvenci (npr. nasledna ne-

T a b e la 2 ;3 U c e s ta lo s t ra7hčitih t ip o v a m u ta c ija .

uropatija s podložnošću paralizi na pritisak) (str. 287).

Vrsta m utacije

% o d u k u p n ih m utacija

Piomenjenog smisla 1besmislene

57

Splajsovanje

10

Regulatorni regioni

1

Male delecije, insercije i indels'

2-1

Velikedeleoije ili insercije

7 '

Diugo (kompleksnepreraspodele i ponovljene vaiijante)


Insercije Insercija se odnosi na dodavanjc jed n o g iJi više nukleolida u gen. 1 u tom siučaju, ako se dogodi insercija u kodirajućoj sekvenci i alco su uključeni jedan, dva ili više nuldeotida lcoji nisu deljivi sa tri, olcvir čitanja će biti pom eren (str. 25). VeiiJce insercije m ogu nastati i kao rezultat nejednakog krosing-overa (npr. hereditam a senzorna i m otorna neuropatija tip la , str. 286) ili kao posledica insercijc transpozona (str. 17). Kao m ehanizam nastanka m utacija, koji je otkriven 1991. godine, sm atra se i povećanje broja ponovaka trinukleotida. Podaci sa www.hgmd.org *|ndels su rnuiacije istov/einenili insercija jediiih i deleciia drugih nukleotida.

Posle tog otkrića dokazano je da povećanjem l>roja trinukleotidnih ponovaka nekog gena ili njihovom ekspanzijom mogn nastati neke bolcsti (tabela 2.5). Ta pojava ckspanzije trinukJeotidnih ponovaka opisuje se kao dinam čka mutacija jer

Supstitucije

ponovljene sekvence postaju sve nestabilnije lcako se poveća-

Supstitucija je zam enn jednog nukleoliđa drugim , što predstavlja najčešci tip mulacije. Ako supstitucija uključuje zam e-

vaju. 2 a sađa nije jasan m ehanizam ainpJifikacije, tj. ekspan-

nu istog tipa nuklcotida - pirim iđina pirim idinom (C sa 'J' ili obrnuto) ili p urina p u rinom (A sa G iJi obrnuto), proces se

odredenc dužine prenose se kao stabilni i neprom cnjeni tokom m itoze i mejoze. Jznad odredenog kritičnog broja oni se najče-

r.aziva tranzicija. Supstitucija pirim idina purinom ili olirnuto

šće prenose kao nestabilni, pri čcmu se povećava ili sm anjuje

ovjiačena je kao Iransvp.rzija. Tranv.icija sc dcšava m nogo češće od tronsvcrzijc, a verovatni razlog jc rciativjio visoka učcsta-

broj ponovaka. G ranične vrednosli izm edu norm alnog stanja

zije trinuldeotidnih ponovaka. T rinuklcotiđni ponovci ispod

i patološke elcspanzijc spccifičnc su za pojedine poremećaje. Postoji više objašnjenja kako se povećava broj trinuldeotidnih

Jost tranzicije C u T. 'lb supstitucija se često spontano dešava u CpG dinuJdeotidu (p predstavlja fosfat), u kojima je citozin

ponovaka. Jedno od njih je nejednak krosing-over ili nejedna-

metilovan. Tom priJikom dezam inacijom m etilovanog cifozi-

lca razm ena nereplikovaneD N K izm eđusestrinskil) Jiromatida

na nastaje tim in. Stoga su CpG dinuldeotidi označcni kao „hot spots“ ili vruće tačkc mutacija.

(str. 45,278). Uzrok m ože biti i u pogrešnoni sparivanju lnnaca usled iijihovog prokiizavanja i!i zbog prokiizavanja polim eraze prililcom replikacije DNK. Ekspanzija tripleta nuldeotida obično se prenosi lcroz brojne

Delecije Pojam deiecija se odnosi na gubitak jednog iJi višc nuJdeotida.

gencnscije u porodici. To objašnjava neke neuobičejene pojave « načinu naslcđivanja, a takodc predstavlja osnovu za tum ače-

Alco se delecija dogodi u kodirajućoj sekvenci i aJco je zahvaćen ni/, nukJeotida koji nije deljiv sa tri, ok\’ir čitanja će biii

nje ranije nejasnog fenom ena anticipacije (str. 114).

narušcn (str. 25). Veće dejecije m ogu rczultirati 11 cielimičnoj

novaka izaziva boiesti nije poznata. N estabilni Irinukleotiii-

i!i lcompietnoj delcciji gena i m ogu sc javiti tolcom nejcdnakog

ni ponovci mogu sc javiti u kodirajućim ili nekodirajućini

Tačan m chanizam kojim ekspanzija trinukJeotidnih po-

T ab ela 2.4 N o m enklatura m utacija; prim er m utacije CFTR g en a Vrsta m utacije

Oznaka n u k leotid a

O p isp rotein a

Posledica

Promenjenog smisla

C.432G > A

pArgl 17His

Zamena arginina histidinom

Besmislena

CI756G >T

p.Gly542X

G iicin/aStopkodon

Spiajsovanje

c.621 i 1G >T

DelecijaObp)

C.I078T

p.Val358TyifsXlt

Mutacija koja poineia okvir čitanja

Detecija (3bp)

C.l 652_1654dellCTT

p,Phe508del

Dplerija fenilalanina

Insercija

c3905_3906

pl.eui ?58PliefsX7

Mutacija koja pomera okvii čilanja

Mutacija rionorskog m esia splajsovanja

Mulacije se oznaćavaju pren)3 genomskim il; cDNK(iRMK) sekvencaina i imaju prefiks g. ili c. prema potrebi Prva baza poćetnog koclona |e c I .Ipak, 2bog istorijskih razloga nije uvek tako, pa se prva baza CFI RcDMK naziva nukleotid 133.

Š f^ |i^ |^ L E l< U tA R j'lA OSNOVA NASLEĐIVANJA

: f a b e l g 2.5 Primeri. b o lesti koje n astaju z b o g ekspanzije pono v ak a’trip le ta B olest

'

N orm alni o p se g

Lokacije

Pon ovljene sek ven ce

(ponovaka)

P a to g en i o p se g (p onovak a)

ponovaka

Huntingtonova bolest (HB)

CAG

9*35

36-100

kodirajuća

Miotonićna distrofija 1 (MDl)

CIG

5-35

50-4C00

3’lfTR

Fragilno X m esto A (f RAXA)

CGG

10-50

200-2000

5'IJTR

Kennedijeva boiest (SBMA).

CAG

13-30

40-62

kodirajuća

Spinocerebelarna ataksjia 1 (SCA1)

CAG

6-38

39-80

kodirajuća

Spinocerebebrna ataksija 2 (SCA2)

CAG

16-30

36-52

kodirajuća

Machodo Jpsephova bolest (MJD.SCA3)

CAG

14-40

60->85

kodirajuća

Spinocerebelarna ataksija 6 (SCA6)

cag

5-20

21-28

kodirajuća

Spinocerebelarna otaksija 7 (SCA7)

CAG

7-19

37-220

kodirajuča

Spinoceiebelaina ataksija 8 (SCA8)

CTG

16-37

100->500

3’UTK

Spinocerebelarna ataksija 12 (5CA12)

CAG

9-15

55-78

5'UTR

Spinocerebelarna ataksija 17 (SCA17)

CAG ■

25-42

47-55

kodirajuća

Dentatorubralna-pallicioluizjalna atrofijo (DRPLA)

CAG

7-23

49->75

kodirajuća

Fricdreichova atakslja (f-A)

GAA

8-33

100-900

Intron

Kragilno X m esto L' (FRAXE)

CCG

5-25

>700

Promotor

Okulofaringealna mišićno distrofijo

GCG

6

8-13

kodirajuća

UTR, region koji se ne prevodi

regionim a gcna i od toga zavisi njihov patogeni m ehanizam . Ekspanrija CAG poiiovka u kođirajnćem regiom i J-JD gena i nekih SC.4 gena utiče na proteine s p roduženiin polighitam inskim ni'/.oiT! da form iraju loksične agregate u nekim ćelijama. U fragiinom X ekspaniija ponovka na S’ M regionu koji sc nc prcvodi (U ntranslated Region

UTR) rezultuje m etiiacijom

10. Spinocerebelarna ntaksija je veoma heterogen porem ećaj i javlja se ne sam o zbog dinam ičkih inutacija prikazanih ti taheli 2.5 vcć nn još četiri dodatna gena kod kojih su zabeležene nnitacije d m g o g tipa.

fcFfcK i I Ši/iU {-fit.U A

prom otorskili sekvcnci i gubitkom ekspresije gena i produkcije P M R l proteina. Sm atra se da u m iotoničnoj distrofijj (M D)

H

povećani D M PK ale] na neki način intcrfcrira sa RNK koja je proizvod drugih gena. Povećani D P M K transkripti se akum u-

k o jiim aju na polipeptidne sckvence kodiranih proteina, zavi-

jiraju u jcdru, a efekat sticanja funkcije ostvaruju spajajući se

sn o od loga da li su sin o n in m e ili nesinonim ne.

a

SrR U K F U R U PRO TSžKA

M utacije se m ogu podeliti na dve glavne grupe prem a efektu

sa C U (i RNK - vezujućim pro tein o m (CUG R N A Jiinding Protein C U G -B P). C U G -B P u povećanoj koncentraciji interferira s m nogim genim a reievantnim za MD. P oznato je takode da

Sinonim ne ili tihe m utađje

CU G ponovci postoje u genim a za razlićite enzim c koji su spe-

Ako m utacija ne prom eni polipepliilni produkt gena, naziva se

cifični za m išićno tkivo 1 podicžu alternativnom splajsovanju (str. 28S).

unonim na ili tiha mutacija. Supstitucijom baznog pam , naroči-

Raspon m utacija povećanog broja ponovaka takode obuiiva-

genetičkog koda, često će nastati drugi triplet koji kodira istn

ta: ekspanziju d o d ek am ernih ponovaka koji se nalaze uzvođnti

to ako se to dešava na trcćem m cstu kodona, zbog degencracije am inokiselinu i ne m enja osobine dobijenog proteina.

od cistatin 13 gena koji izaziva progrcsivnu m ioldoničm i epilepsiju (E P M i), ekspanzijn tetranukleotidnog ponovka u intronu L gcna ZN F 9 koji izaziva drugi tip m iotonične distrofije (tip

Nesšrionimne fnutacije

2 M D), ranije p oznat kao proksim alna m iotonična m iopatija

Ako m utacija izaziva p rom cnu u polipeptichi, ona jc označena

(Proxim al M y 0 t0 nic M iopath)' - PRO M M ), kao i ekspanzijti

kao nesinonim a rnutacija. Z apažcno je da se nesin o n im n e m u-

pen tanukleotidnog ponovka u introm i 9 gena ATXN10, koja

lacije javljaju rcđc nego sinonim ne. Dok sn sin o n im n e m ulacije

se javlja u porođicam a sa spinocercbclarnom atalcsijom tipa

selektivno neutralnc, s druge strane proniene aininokiselinske

C EU JSK A I m o l e k u l a r n a o s n o v a ; n a s l e § ^ W / v

selcvence proteinskih produlcata gena izazivaju porem ećaj

prom otorskim sckvencama ili drugim regtilatornim regionim a

funkcije, koja je obično povczana s bolešću ili letainim isho-

koji utiču na nivo ekspresije gena. S novim saznanjim 3 o ulozi

đom, pa ih selckcija olkriva kao štetne.

m alih RN1< u regulaciji ckspresije gena, postalo je očigledno da

N esinonim ne m utacije se javljaju na Iri različita načina.

m ntacije na m estim a vezivanja miRNK ili siRNK, a 11 okviru UTRs takode dovode do bolesti.

M utacije prom enjenog sm isla (M issense) Supstitucija baznog para može izazvati tigradivanje drugc ami-

Mutacije splajsovanja

nokiseline i sin tezep ro m enjenogproteina, što sc na 2iva muta-

M utacije na dobro očuvanini donorskim (GT) ili akceptor-

cija promcnjenoš srnisla. Ako mutacija i7.a7.ove kodiranjc ami-

skim (AG) m estim a splajsovanja (str. 18) obično rezultiraju

nokiselinc koja sc hem ijski razlikuje, na prim er ima suprolno

porem cćenim splajsovanjem. To m ože dovesti do gubljcnja

nadektrisanje, stn ik tu ra protcina će biti prom enjena. To jc »ekorizervativnn supstitucija koja može izazvati veliko snionjenjc ili Č3k potpun gubiiak biološke aktivnosti proteina. Mutacija baznog para m ožc uzrokovati pre kvalilativne nego kvantitativne prom cnc 11 ftinkđji protcina, tako da on zađržava svoju norm alnu biološku aktivnost. (npr. enzim ska aktivnost), ali sc tako sintetisani protein razlikuje po karakteristikam a kao šio je m obilnost prilikom elcklroforeze, pH optim nm , iii njegova stabilnost - rapada se brže u uslovim a in vira. M nogi abnorm alni hem oglobini (str. 151) nastaju kao rczultat m utacjia prom enjenog smisla.

kodirajuće sekvcnce (prcskakanje egzona) ili zadržavanja sekvence introna, a poslcdica su m utacije koje pom erajti okvir čitanja. M utacijc autentičnih m esta splajsovanja u gcnu m ogu dovcsti do aklivacije kriptičnih regiona sa islom sekvencom . Spektar m utacija splajsovanja je nedavno proširen zapažanjim a da supstitucije baza m ogu da izazovu naizgled tih e mtitacijc pogrešnog sm isla i besm islcne m utacije koje izazivaju porem ećeno splajsovanje zbog m utacije u sekvencam a pojačivača splajsovanja egzona. Te sekvcnce bogate p u rin im a neophodne su za korcktno splajsovanje egzona koji im aju slabe konscnsus sckvcncc.

N ekesupstitucije baznog para rczultirajn zam enom druge, ali hem ijski slične am inokiseline, pa česlo nemaju fukcionalni efekat, što se naziva konzcrvativna supstitucija.

Besm islene m utacije (Nonsense) Supslitucija koja uzrokuje naslanak jed n o g stop kodona (tabcla 2.1) izaziva prevrernen završetak translacije peptidnog lanca, što se označava kao besmislena muiacija. U najvećem broju slučajeva, skraćivanje lanca će izazvati gubljenje norrnal-

rilNKC80NALW! EFEKTI KiAPROTEfME

W IU T A C U A

Mutacije pokazuju svoj fcnotipski efekat 11 a jedon od d.va načina: ili efektom gubijenja funkcije ili cfckiom sticanja funkciic.

Mutacije koje dovode do gubitka funkcije

ne biološke aklivnosti, pogotovo ako se pojavom prevrem enog kodona term inacije izgubi važan funkcionalni dom en protei-

M utacije koje riovode do gubljenja futikcije mogu izazvati sm a-

na. iRNK transkripti koji sadržc prcvrcm cnc stop kodone čcsto hivajn degradirani u procesu koji se zove dcgradacija iza zva m

dukta. Smanjena aktivnost m ože biti rezultat um anjene akiiv-

besrnhlenim kodonim a. Sm atra se da je taj način kontrole RNK

je poznata kao hipomorf. Kom plelan gubitak gci-skog produkta

njenu aktivnost ili kom pletan gubitak funkđje genskog pronosti ili sm anjene slnbiinosti gcnskog proizvoda. Ta prom cna

naslao da bi se organizam zaštitio od ošlećenih proteina koji

nav.van je v.uiti aie.l ili am orf Mtitacije koje dovode do gubljenja

mogu da om etaju n o n n aln u funlcciju.

mnkcije u beterozigotnom stanju, u najgorem slučaju, m ogu bili poslcdica proizvodnje upola m anje količine protcina od

M utacije koje po m eraju o k v irčita n ja (Fram eshift)

norm alne. M utacije koje dovode do gubljenja funkcijc cnzim a objčno se nasleduju na autozom alno recesivan ili X -vezano

Ako prilikom m utacije dođe do insercijc ili d c k đ je nukleotida

recesivan način. Pri tom je kataljtička »ktivnost produkta koji

čiji broj nijc deljiv sa tri, okvir čitanja će bili pom eren (tj. potc-

proizvodi norm alni alel najčešće sasvim dovoljna da om ogtići

m ećen) i doći će do m utacije koja pom era okvir čitanja. Usled

reakcije u većini m ctaboličkih puteva.

m utacija u kojim a se okvir čitanja pom era. dolazi do prom ene u gcnctičkoj inform aciji to jesl am inokiselinska sekvenca proteina koja je nastala posle m utacijc znatno sc rnzlikuje od

H apio-insuficijencija

norm alne, što m ože im ati nepovoljne efekte na funkciju pro leina. Većina tih m ntacija rezultuje stvaranjem prevrcm enog

M utacijc gubitka funkcije u hetcrozigolnom slanju, kod kojih

stop kodona nizvodno od mesta mutacije. To može dovesti do

tipskim efektima> zovu se haplo-msuficijentnc mutacijc. Feno-

polovina norm alne količine genskog produkta rezuluije feno-

eksprestje oštećenih proteina ako jRNK nije prethodno podlc-

tipske m anifestacije koje 2 avise od doze gena rezultat su m u-

gla degradaciji izazvanoj besm islenim kodonim a.

tacija u genima za receptore ili znatno ređe za enzim e Čije sti funkcijc male. P rim er je fam ilijarna hiperholeslerolem ija (slr. 167) i akutna interm itcntna porfirija (str. 172). U brojnim autozom ano dom inantnim bolestim a osnova

Uopšteno, m utacije u nekodirajućoj D NK iinaju manje šanse

funkcionalnog porem ećaja je m utacija tipa hapjo-insuficj-

da izazovu (enotipski ei'ekat. lzuzcci obuhvataju m utacijc ti

jencije. Nije iznenadujuće da u tim slućajevima hom ozigotne

m utacije izazivaju m nogo tcže fcnotipske efekte, a prim eri su

sindrom a koji se razlikuju po funkcionalnom m chanizm u i po

angioneurotični cdcm (str. 190) i familijarna hipcrholesterole-

kJiničkom fenotipu.

mija (str, 167)

Besm islene m utacije povczane s gubitkom funkcije sprečavaju m igraciju ćelija koje po tiču iz nervnog grebcna da form iraju

Mutacije koje dovode do sticanja funkcije

ganglije m ienleričnog pleksusa debelog creva, što dovodi do H irschsprungovc bolesti, đ o k m isens m utacije sticanja funkci-

M utacije koje dovocie (io sticanja funkcijc, kao što im sam o

je dovodc do fam ilijarnog m edularnog tiroidnog karcinom a ili

im e kaže, d o v o d e ili d o povećanja genske ekspresije ili do

d o je d n o g o d dva tipa m ultiple endokrine neopla?.ijetipa 2 (str.

ra 2 voja nove funkcije (novih funkcija) genskog ])roizvoda.

95). M utacije na I.M NA genu povezane su čak s m nogo širim

Povećanjc n ivoa ekspresije zbog aktivacije taćkastili m utaci-

spektroin bolesti (str. 105).

jn ili povećanja doze gena odgovorno je za n astan ak jcd n o g tipa C h arco l-M arie-T o o thove boicsti, naslednc m o to rn c ili sen zo rn e n eu ro p atije tip 1 (str. 286). M utacije tipa povcćanja broja trjn u k je o tid n ib ponovka u genu za H u n tin g to n o v u

. ftU tA CU E l MUTAGENI

bolest izazivaju kvalitativne prom ene k o d ira n o g proteina, šlo đovodi d o njegove agrcgacijc u ccntralnom n erv n o m si-

M utacije nastale p rip ro d n im putem nazvane šu spontanc. m u-

.sleimi i do klasičnih kJinićkih karakteristika tog porem ećaja (str. 282).

m ozom a ili prilikom rcplikacije DNK. Spoljašnji faktori koji

M utacijc koje m enjaju vrem e ili tldvnu specifičnost ckspre-

iać.je i šm alra se da se javljaju zbog grešaka tokom dcobc hroizazivaju m utacije poznati su kao m utageni.

sije gena m ogu se takode sm atrati m utacijam a kojc đovode đo sticanja funkcije. P rim er je preraspodcla hrom o?.om a koja rczultira kom binovanjem sekvenci dva različita gena koja se

MUTAGEN!

m ože vidcti u nckim tu in o rim a (str. 199). Nova funkcija novo-

M utagcni obuhvataju p riro d n o i vest3Čko jonizujuće zračenje

nastalog him ern o g gcna izaziva neoplastični proccs.

kr.o i hem ijske i fizičke nuitagenc.

M utacijc kojc dovode do sticanja funkcije nasieduju se dom inantno. R etko se m ogu jz\iti kod hom ozigota, kada su obićn o povezane sa ozbiljnim fenolipskini efektom, kao prenatalna

Jonizujuće zračenje

sm rl, na p rim e r kod hom ozigotne ahondroplazijc (str. 91) ili

Ujonizujuće zračenje spadaju elektrom agnetni talasi vrlo krat-

W aardenburgovog sin d ro m a tipa I (str. 89).

kih talasnih dužina ( X- 2 raci i g am a -z ra c i) i visokoenergetske čestice (alfa česticc, beta ćestice i neutroni). X -z ra đ , gam a-zra-

Dom inantno negativne mutacije D om inanino negativne m utacije su m utacije koje u heterozigotnom stanju dovode do gubitka proteinske aktivnosti jli funkcije zato što m u tiran i gcnski produkt om et3 funkciju norm alnog genskog proizvoda drugog aleta. D o m in an tn o negativne m utacije su poscbno česte kod protcina koji funkcionišu kao dim eri ili m ultim cri kao što su stru k tu rn i proteini, npr. kolageni, ćije m utacije dovođe do osteogeneze im perfekte (str. 103).

ci i n cutroni im aju veiiku m o ć penetracije, aifa čestice p ro d iru u dubinu m ekog tkiva m anje od m iJim etra, dok beta čestice pro d iru i do nekoliko m ilim etara.

Jed in ice radijacije Količina radijacijc koju prim i ozračeno tkivo obično sc označava kao „doza", koja se m eri preko apsorbovane tioze radijocijc ili rad. Rad je m era količine bilo kog jonizujućeg zračenja koje zaista apsorbuje tkivo, 1 rad je ckvivalentan 100 erga energije koju apsorbuje jedan gram tkiva. Biološki efekal jonizujućeg

ODNOS GENOTIP-FENOPTIP Većina g en ttsk ih oboljenja se odlikuje varijacijama u težinipo-

zračenja zavisi od zaprcm ine tkiva koje jc izloženo zračenju. Za čoveka, ozračenost celog tela dozom 300-500 rada obično je fatalna, a ako sc na ograničenu zaprem inu tkiva usm eri čak

reroećaja ili p o određenim karakteristikam a kod obolelih (str.

10.000 rada priiikom trctm a n a m alignih tu m o ra ncm a ozbilj-

105). Razvoj m olekularne genetdce je znatno d oprinco idcnti-

nih posledica.

flkaciji m utacija koje.se nalaze n osnovi specifičnih odlika, tj.

Covek m o ie biti ixloz.cn raznim vrstam a radijacije, a pogod-

spccifićnog fenotipa osoba sa odredenom naslednom bokšću.

na jcdinica za m erenje rtidijacije koja sc odnosi na X -zrake je

To je rczultiralo pokušajem da sc prisustvo o dređcne mutacije,

rcm (roentgen erjuivaknt fo r m en). Kem radijacije je apsorbo-

tj. odred cn o g genotipa dovede u vezu sa specifičnim karakteri-

vana doza koja će n tkivu izazvati isti biološki efekat kao rad X-

stikam a obolelog, što je p oznato kao korelncija genotipa ifeno-

zraka. Izražavanje tloze radijacije u rem im a om ogućava pore-

t>l>a. Taj o d n o s m ože biti veom a značajan. za tretm an i praćenje

denje različitih tijjova rad ijad ja kojim a su Ijudi izloženi. ledan

pacijenta.

m ilirem (m rem ) predstavlja hiljaditi deo rem a, a 100 rcm a je

Jedan p rin ie r je povezanost m utacija kod B R C A I gcna s ri zikom razvoja kanccra jainika i dojke (str. 211). Posebno jasan

ckvivalcntno sa sieverlom (Sv), dok je 100 tad a ckvivalcnat sa grejem (Gy) u Sl jcdinicam a. Praktično, sievert i grej su otprili-

p rim e rsu m utacije u R E T gemi, za tirozin kinazni receptor,gdc

kc isti. U sledećim razm atranjim a kao m erne jsd in ice koristićc

se 'zavisno od lokalizacije niutacije m ogu javiti čctiri različita

se sieverti i niilisieverti (mSv).

ĆFllJSKAj'MOL.EKlJLARNA

Dozimetrija Dozimetrija je m era radijacije. Doza radijacije se izražava u

T ab ela 2 .6 Aproks rnativr.e sredrijć dc že jonižgju'ž-eg': 7 zračerija iz fa zlicitih .izvora n a.g p n ad e i op što j fiicpuiaciji..

odnosu na količinu zraćenja koju apsorbuju gonadc. Efcknt

Izvor zračenja

Srednja d oza za g o đ in u dana (mSv)

Srednja d oza za 3 0 g o d in a (mSv)

0.7S

7,5

Spoljašnje garna zračenje *

1,50

45,0

Unutrašnje garna

0,30

9,0

fediologija u medicini

0.30

9,0

Rariioaktivne nesreće

0,01

0,3

ftofesionalne bol. i drugo

0,04

1,2

U kupno

5,-10

72,0

radijacije na germ inativne ćelije značajniji je od efekata na somatske ćclije 7.bog prenošenja m utacija na buduća pokolenja. Gonarina doza zračenja se obično iskazuje količinom apsorbo-

Prirodno Kosmir ko 7rarenjp

vanom 30 godina. Taj pcriod jc izabran jer otprjlikc odgovara smeni gencracije kod čovcka.

Izvori zračenja Različiti i7.vori zračenja i srednje godišnje doze različitog prirodnog i veštačkog.zračenja dati su u tabeli 2.6. P rirodni izvori ziacenja su kosm ićko zračenje, spoljašnja radijacija radioaktivnog materjala )7. nckih stcna i unulrašnje zraćenje koje potiče iz radioaklivnih supstanci u tkiviina. Veštačko zračenje obuhvata

2raćenje

V eštačko

dijagnostičku i tcrapcutsku radiologiju, izlaganjc zračcnju na radnom m estu i radioaklivne padavine izazvane nuklearnim probaina. Prosečna gonadna do7.a joni7,ujućeg zračenja od radioaklivnih padavina kojc poliču od ispitivanja nuklearnog oruija manja je od zračenja iz bilo kog p rirodnog izvora. Ipak, mo gnćnost ozbiJjnih nesreća koje. m ogu izazivati nuklearni reaklori kao što se desilo 1979. u.SAD (Three M ile lslar,d) i J986. u

‘Uključujući rospadonje rodono. Podaci dobijeni od Claike It i 1, .Sourhwcod'! \\ b 1989 Risks from ionizing radiation. Noiure 338:197-1913.

Sovjetskom Save/.u (Chernobil), ćiji su efekti bi!i nm ogostrukj, moraju se uvek jm ati n a um u.

Genetski efekti Eksperim cnti na životinjam a i biljkam a pokazali su da su brojne mutacije i7.37.vane radijacijom proporcionalne dozi - što je veća do7j, veći je i broj jzazvanib m iitacija. Sm atra se da ne

izlaganje zračenju nc trcba da prcfle 50 mSv u jeflnoj godini. Ipak, još postojc m noge kontroverze Jcada je u pitonju tačna dozvoljena doza, pa neke zem lje kao SAD stavljaju znatno nižu gornju granicu nego ostale zemije. U Velikoj Briianiji Radiati011 ProSection Division fro m Beahh Protection Age.ncy savelnje

posloji prag ispod kojeg radijacija nem a efckta - čak i najnia-

da profesionalno izlaganjc zračenju ne sm c ptclaziii 15 mSv

nje doze radijacije m ogu izazvati m utaciju. CcnctsJd cfckat jo-

godišnje. Da pojasniino, koiičina od I mSv odgovara dozi koja

nizujućeg zračcnja jc takodc kum ulativan, lako da svaki pul kada jc osoba izlozena radijaciji doza koju apsorlnijc m ora se

se apsorbuje ako se pedeset puta sninic phića X-zracima i ako

dodati kulićini već apsorbovane radijucije. Ukupan broj zrače-

Španije. N cm a suranje da poslojc potcncijalnc i som atskc i gcnctske opasnosti, od izlaganja jonizujućem zračenju. U slučaju

njem izazvanih m utacija dircktno je pioporcionalan ukupnoj gonadnoj dozi.

se sto piila puinji' m laznim avinom od Velike Brilanije do

m edicnske radiologjje, šteta od doze radijacije koja potjče ođ

Dozvoljena doza

odredene procedure ireba da se odm eri prem a dobrobili pa-

Šteta koju ižazivajti m utacijc kod ljudi nijc toliko opasna za nas

cijcnta. U slučaju profesionalnog izlaganja radijaciji, odgovoi leži u uvođenju j sprovodenju odgovarajućih 2 akonsldh propi-

koliko za naše potom stvo. Nažalost, ne posiojj lak naćin da se

sa. Šlo se liče opasnosti od nuklearnih incidenala i eksplozija,

dokažu genctska oštećenja koja izazivaju m utagcni na Ijudski,

rcšenje je očigledno - treba ib izbegavati po svaku cemi.

rod. Bć2 obzira 11a tu činjenicu, Internacionalna komisija za radiološku zaštitu (International C om m ision on Kadiological ■’rotcction - ICRP) blisko saraduje s raznim agcncijam a Uje
Hemijski mutageni Za čoveka su m ožda m nogo značajniji bcm ijski m utagcni koji

cntificand Cultural O rganization (UNKSCO) Internacionalna

izazivaju gcnctska oštećcnja ncgo zračcnjc. E ksperim cnli su pokazali da određene hem ikalije, kao iperit, form aldchid, ben-

vigencija za atom sku energiju (International A tom ic Energy

zen, neke boje i aditivi koji se dodaju hrani pokazuju m uta-

Agency - JAEA) i sve one su odgovorne za definisanje onoga

genost kod životinjn. Izlaganje hem ikalijania iz okoline m ože

što se sm atra inaksim nniom dozvoljene doze radijacije. To je

izazvati form iranje adukata na DNJC, prekide hrom ozom a i

proizvoljan zaštitni lim it, koji je verovatno m nogo niži od one koiičinc zračenja koja bi mogla izazvati povcćanu učestalost

ancuploidiju. Iz log razlogn svi novi fannaceutski proizvodi nioraju se ispitali brojnim testovima na m utagenost, uključu

štetnib nnitadjn u populnciji. P reporučuje se da profesionalno

jući ispilivanja in vilro, a i iri vivo nn životinjam a.

' Cf i I;SRa MOII KUl/'FNAOSliO.'ANAS! i D;WNJA

M utacije na najm anje šest raznih M.MR gcna izazivaju nasled-

R E P A R A C IJ A D N K

ni ncpolipozni kolorektalni k ancer (H ereditary N o ii-l’o!yposis Ako sc D N K ne bi popravljala, pojava m ntacija na D N K bi izazvala ozbiljne posledice 2 a pojedinca i za sleđeće generacije. StaM nosl D N K zavisi od neprekidnib DNK popravki prcko razlid tih m ebanizam a (tabela 2.7). Neki tipovi oštećenja DNK popravljaju se dircktno. Prim cri su dealkilacija O' -alkil guan in a ili odstranjivcmjc dim era tim ina fotoreaktivacijom u bakterijam a. Glavni m ehanizm i reparacije DNK su isecanje DNK lanca delovanjem

endonnkleaze, odstranjivanje oštećenih

regiona d đ o v an jem egzonukleaze, nvođenje novih baza delovanjem enzim a D N K polim craze i povezivanjc na m estim a prckida u z D N K ligazu.

Coiorecta) C ancer - H N P P C C ; str. 209). Iako sn se sistemi popravki DNK razvili da isprave ostećenu D NK i sam im lim da zaštile ćeliju od šlctnih pos)fdica m u tacija, neke m utacije se javljaju zbog ćclijskog nastojanja da tolerišu oštećenja. Jedan prim er je transleziona D N K sinteza, u kom e replikacioni sislem DNK zaobilazi m esta ošećenja D N K , dozvoJjavajući da norm alna DNK replikacija i genska ekspresija hastave svoj put. Bolcsti čovcka m ogu biti izazvane defcktnim ćelijskim odgovorom na oštećenjc DNK. Ćclijc poscduju Jtom plcksan put signalizacije koji om ogućava da ćeiijski ciklus m iruje i dobije višc vrem ena za popravku DNK. Ako je D N K

R eparacijom isecanjem nukleotida (N ucieotide Excision ltep air - NKR) odstranju se dim eri tim ina i veliki bem ijski aduktori, T o 'je kom pleksan' proccs 11 kom e učestvuje više od 30 p rotcina koji odstrsnjujo fragm ente sa otpriJDtc 30 nukleo tida. M utacije na najm anje osam gena koji kodiraju tep ro tein e m ogu izazvati leroderrnu pigmentostim (str. 277), koju karak-

oštećenje nepopravljivo, ćelije m ogu da iniciraju program iranu ćelijsku sm rt (apoptozu). ATM prolein je zadužen da predoseti oštećenje D NK i za njega se m ože rcći da jc „čuvar genoma". M utacije na ATM genu dovode do sindrom a ataksija-telangiektazija (AT, str. 192), koju karaktcriše hipersenzitivnost na radijacije i veliki rizik od kancera.

teriš’e ek slrem na osetljivost na ultraljubičasto zračenie i česta pojava raka kožc. Druga grupa enzim a reparacije korisli sc da iscče jcd n u abnorm alnu bazu (basc cxcission reptiir iii BER), kao kod m utacija 11a gcnu M YH, koji kodira DNK glikoziiazu,

•PREPORUČENA LITERATURA

za koju jc ncdavno dokazano da izaziva autozom aino recesivn u form u k o lorektalnogkancera. P riro d n a pojava reaktivnih vrsta kisconika, kao i jonizuju-

Albcrls B, Johnson A, Lewis J cl ;i! 2002 Molccular hiologv of tho cell. 'lth edn. Gnrland> L'jndon.

će zračeoje, izazivaju prekid na iancim a DNK. Prckidi na oba

Vrlo prislupaćan, lcpo nnpison i iluitrovan svecbuhvatnn lekst iz moickuiar-

ianca DNK, dovode do prekida na hrom ozom im a, što može biti letnlno :*ko se ne jjopravi. Poslreplikaciona pvpravka će ispraviti prekide oba lanca uz. hom olognu rekom binaciju sa sestrinskim D N K m oiekuiom . Geni čoveka koji učestvuju u tom pu tu su NBS, BLM i B R C A l/2, koji m utiraju u N ijm egenovom sindrom u prekida, Bloomovom sindrom u (str. 277) i naslednom k anccru dojkc (str. 211). U stiprotnom , prckinuti krajevi m ogu sc ponovo povczati spajanjem nehom olognih krajeva, što je takode p u t koji može dovesli do greške. Mismatch re.pair ( MMR) ie popravak pogrešno sparenih

ne biologije. s n p rid ru itn o m knjigom problem a i CD -RO M -om .

Dav/kjm- R 1989 The selfisli genc, 2nci cdn. Oxford Univcrsit)' Press, Oxfonl. Interesantan i kontroverzan koncept,

Hpstein R J 2003 Human molccular biology: an inlroduciion to the molccular basis of health and discase. Cambridgc Univcr5ity Press, Cambridge. Moclcran udžbenik o niolckulima i njihovoj ulozi u bolestima čovtka.

Kire A, Xu S, Montgomery M K, Kostas S A, Drivei* S b. A'lello C Č 199« * Poicnl and specific acnelic inlerfert:ijtc by doublc-stnmdcd RJn'A ij] Cacnorhabdilis cleg.ms. Naturc 391: 806-Pl 1

baza tokom D N K replikacije: Čelije koje ne sadže M M R im a-

KijuĆni rad o utkriću RNKi.

ju visoku stopu m utacija (do 1.000 puta više od norm alnih).

Lc\vin B 2004 Gcncs VIII, 8th edn. Oxford Univcrsity Press, Oxforđ.

T a b e la 2 .7 Šistem i popravki DNK, geni i porerriećaji koje izazivaju Tipovi popravki DNK

- Mehanizam

Geni

Poremećaji

Popiavljaiije isecanjeni baze Base exassion tepair (BER)

Uklanjanje nenoim alne baze

MYH

Kobiektalni kancer

Popravljanje isecanjem nukleoticta • Nudeotide excision repair (NER)

Uklanjanje dim eia timina I velikih hemijskih aduktoia

XP geni

Xeroderma pigm em osuni

Popravka posle replikacije

Uklanjanje prekida na dvostmkom nizu rekombinacijom hcm ologa ili spajanjem

NBS BLM

Nijmcgeri prekid sindrom Bloomov sindrom

nehom ologa na krajevima

BRCAI/2

Kancer doj^e

poisiavka pogrcšno sparcnih baza izazvanih C|ieikom u replikaciju DNK

MSI1i MLI1 geni

Kolorektalni kancer (HNPCC)

Mismatcli repair -popravka (MMR)

HNPCC, fvyrediiarni nt?|X)lipo2ni kolorcktdlni kancer

CELUSKA! MOLEKULARNAOSIvlOVA

Osmo izdanje izvrsnog udžbenika iz mvlekularne bivlof'ije, sa gnifikonima i iluslracijanta u boji. Teško je biti boiji Mctliei r A, Upton A C 199S MeilicaJ effects of ionising radiafion» 2nd edn. WB Saunders, Philadclphia.

Savremen sveobuhvalan udibenik o svitn aspektirna rnolekularne i ćclijske biologije i njibovim vezama sa naslednim boleslima čoveka. Torner J E 1995 Atoms, radiation and radialion piotection. Jolm Wiley, Chichester.

Dobar pregledsvih aspekata jncdicinskih poslediea jonizujućeg zračenja.

Osr.ove radijacrone fizike, prim ene i štetnih efekata zračenja.

SchuU W J, Neel J V 1958 Radiation and die sex ralio in man. Sex ratio

Watson J D, Crick F H C 1953 Molccular structurc of nuclcic acids - a

among cliildren of stirvivors of atomic bombings suggcsts induccd sexlinked lethal mutations. Sciencc 228:434-'J38. Originolan izveštnj n mogučhn dokazimn efekata atomskog zračenja.

structure for deoxyrihose nudeic acid. Nature 171:737-738. Koncept iznct o ovom radu, koji je dugsamo jcdnu stranu, doneoje autorima Nobeiovu nagrndu!

Slrachan T, Kead A P 200*1 Hunian molccular gcnclics, 3rd cdn. Garland Science, 3-ondon.

s/p m H & Gcneiička informacija poliranjcna je 11 P N K (ilc/ok-

© iRNK se obraduje za vreme. transporta oti jedra do

siribom ildeinska kiselina) kao linearna selcvenca dvo tipa

citoplazme, pri čemn đolazi
ntikleolida, p urina (atienin - A i guanin - (5) i jjirim idi-

sckvcnci. U citopiazm i, ona se vezujc 12 ribozom e, gde se

na (citozin - C i tim in - T) koji su vezani preko šećer-

dešava translacija (sinteza proteina).

fosfatiie okosnice. @ Genetski kčid je univerzalan i sastoji se o d tripieta @ Molekul DNK sadrži dva antiparalelna lanca pove 2 a-

nukleotida (kodona), asvaki od.njih kodira am inokiseli-

na u đvostruku zavojnicu vodoničniin vezama izmc<1u

nu ili završetak sinte-« peptidnog lanca. K od je iy.ro<1en

kom plem enlarnih baznili pafova G-C i A-T.

- degeneris?.n, jer su pojcdinc am inokiseiine kodirane s više od jednog kodona.

@ P N K replikacija je sem ikonzervaiivna, posioji m nogo m csta na kojinia započinje repiikacija, a svaki lanac

@ Giavna kontroia ekspresije gena dešava se 11a nivou

deltije lcao m atrica za sintezu kom plem entarnog ianca.

transkripcijc- uzu čcšće DNK reguiatorniii sekvenci na 5’

Geni koji kodirajii proteine kod viših organi'zama (eukariota) sadrže kodirajuće sekvence (cgzone) i neko-

])romotorskom regiom i strukturnih gena koci eukariota. Opšti i spcciflčni transkripcioni faktori su takođe ukijučeni u gensku reguiaciju.

dirajuče (intronc). © Mutacije se dešavajn i!i spontano iii kao rezuitat i'/ia® Transkripcija je proces prepisivanja koinplem entarne

ganja mutageniro agensim a kao što je jonizujuće z-rače-

lcopije jcd n o stru k e iRNK sje d n o g ianca DNK, tj. gena. RNK (ribonukleinska kiselina) se razlikuje od DNK jer

nje. Mutacije sc ncprckidno ispravljaju uz deiovanje enzima za popravkc DNK.

sa d iii šećer ribozu i bazu uracil um esto tlmina.

P O G L A V L JE

Hromozomi i deoba ćeliie

„Snšlina ž iv o la je u m aJim stvarim a, a n e kao s to se o b ič n o m isli u vdikim ."

bez obzira na broj h rom ozom a X u ćeliji. Takođe, došlo se do zaključka da prom ene u broju i strukturi hrom ozom a m ogu

V irg in ia\V o o lI

znatno da porem ete norm akm rast i razvoj. U tabeli 3.1 prikazan je razvoj m eto d ak o je su u poslednjib

N a niolekularnom ili subm ikroskopskom nivou, na DNK se

pedesel godina om ogućilc da se p ro širr znanje o cilogcnctici

in o že gJedati kao na osnovnu m atricu za oblikovanjc i oclržn-

čoveka.

vnnje organizm a. Jednoslavno lečeno, DHK se sastoji od dugih lanaca koji su čvrsto u m otani i upakovani u hrcm ozom e. Za razliku o d DN K, h ro m o zom i se m ogu videti za vrem e ćejijskc deobe, pod svcllosnim m ikroskopom , kao končaste slrukture

K flO M O Z O fV i! Č O V E K A

i)i „obojena tela". Reč hrom ozom potiče ođ grčkih reči chrnma (boja) i soma (teio).

M O R FO L O G SJA

H rom ozoiui su stru k lu re po kojim a se razlikujc jedna vrsta o d d ru g e i sposobni su da prenesu genetsku inform aciju s jcd-

Na subm ikroskopskom nivou, brom ozom i prcdstavljaju ne-

n c gcneracije na sledeću. Ponašanjc lirom ozom n u somatskirn

obično složen kompJeks, sastavljen od visokospiraJizovnne

ćelijam a za vrem e deobe, u m itozi, om ogučava da svaka ćcrka

DNK, pove 2 ane u čvrstu m režu koja im a sojcnoidnu stru k tu ru

ćelija zadrži svoj kom pletan genetski m aterijal (kom plem ent).

(str. 30). Pod eleklronskim m ikroskopom vidi se đa su hrom o-

Slično tom e, u form iranju gam eta, za vrcm e mcjoze., svalca zre-

zom i okrugJog ili rede ncpravilnog oblika (slika 3.1). Ipak, sa-

la jajna ćelija i sperm atozoid dobijaju po jedan jedinstveni set

znanja o stru k tu ri hrom ozom a dobijena sn korišćenjem svetlo-

roditcljskih gena. Ilro m o zo m i se bukvaino m ogu nazvati ,,vo-

snog m ikroskopa. Spccijalne boje seiektivno se vezuju za DNK i na taj način m ogu se idcntifikovaii pojcdinačni hrom ozom i.

ziJima" koja om ogućuju reprodukciju i održavanje vrstn. Izučavanje hrom ozom a i ćelijske deobe spada u objast cito-

Najbolja jc vidjjivost za vrem e ćelijske deobe, kada su hrom o-

gcnelike. Pre J 950. p o g rešno sc verovalo da svaka ćclija čoveka

zom i m aksim nlnokontrahovani j genikoji ih čine ne m ogu biti

sadrži 48 h rom ozom a i da je pol ljudi odredcn brojem prisut

Iranskribovani.

n ih hrom ozom a X p ri začeću. Poslc 1956. godine, kada su sc

Za vrem e ćclijske dcobe može se videli da je svaki hrom o-

pojavile m nogo pouzdanijc tehnike za ispilivanje hrom 020 ma

zom sastavljen od dva idcntična dela koji se zovu hrom atide

čoveka, ulv rđ en o jc da je tačan broj hrom ozom a kod ljuđi 46

ili sestrinske liromatide, a koje su naslale D N K replikacijom za

(str. 5) i d a je m uški pol o d red en prisustvom hrom ozom a Y

vrem e S faze (sinleza) ćelijskog ciklusa (str. 41). Te seslrinske

T a b ela 3 .1 R a zv o j m e to 'd a u c i t o g e n e t ic i Dekade

Razvoj

Primeri prim ene m eto d a

1950-ih

Pouzdane rnetode za određivanje hromozoma

Odrcđen taćan broj hrotnozoma, 46 (1956)

1970-ih

Giemsa m eioda hromozornskili uaka

filadeifija lirornozom identifikoven kao 1(9:22) (1973)

1980-ih

fluorescentna insitu hibridizacija (FISH)

FISHuinterfazizabrzootkrivanje Dovvnovog sindroma(199‘l) Spektralni kaiiotipza analizu hiom ozom a u celom genom u (1996)

1990-ih

Komparativna ycnom ska hibricii?acija (CGIO

Mapiranjegeriomskih imbalansa kod solidniluunioia (1992)

2000-ih

Arroy CGH

Analiza urođenih poremečaja: npr. identifikacija - 5Mb delecije kod pacijenata sa CIIARGC sindromom koja je doveta d o identilikacijc gcna (2004)

CHARGE. koloboma oka, sićana oštećenja, atresia hoone. zaastajanjc u ra'.ni i razvoju, genitalni i urinami poreinoćaji, poremećaji rasta i razvoja. (jeniuilne i/ili urinsrne aljiiormalnosti, abnormalnosti ušiju i gluvoća

HROMOZOMI DEOBACFtiJC

hroinalide spajaju se u p rim arn o m suženju koje se zovc centromera. C entrom ere sadrže nckoliko stotina kilobaza repctitivne DNK i odgovonie su za kretanje hrom ozom a tol
KLASiFiKACIJA Hrom ozom i se razlikuju ne sam o po položaju centrom cre već i

deobe. Svaka centrom era đeli hrom ozom «a kratki i dugi krak,

prem a svojoj ukupnoj dužini. Na osnovu tri param etra: dužine,

koji su oznaćeni kao p (petite) i q (grande).

položaja centrom ere i postojanja i)i nepostojanja satelita, prvi

Vrh (distalni deo) svakog hrom ozom skog kraka naziva se

citogenetičari mogli su da idciitifikuju većinu pojedinačnih

telomera. 'lelom ere igraju važnu ulogu u zaštiti hiom ozom skih

hrojriozoma ili m akar da ih podele u grupe obcležcne od A

krajeva i održavanju njihovog stru k tu rn o g integriteta. Tokom

do G na bazi njihove ukupnc m oriologije (A, 1-3; B, -1-5; C,

evolucije, telom ere su ostale očuvanc i kod ljudi one su gradene

6-12+ X; D, J 3—15; E, 16-18; F, 19-20; G, 2 1-22 + Y). Kod

od m nogo tandem skih ponovaka TTAGGG sekvenci. Za vrejne rcplikacije DNK, cnzim poznat kao /elomerazu zamenjuje

22 para autozoma i jedan p a r polnih hrornozuma - XX kod žena

ćovcka, norm alno ćelijsko jedro sadrži '16 hrojnozom a, od toga

5' kraj dugog lanca, koji bi se inaće progrcsivno skraćivao svc

i X Y kod im iškaraca. Jedan čJan svakog od tih parova potiče od

dok ne bi postigao kritičnu dužinu, kada ćelija više ne bi mogla da se deii i na taj način bi ostarila. Većina ćelija sposobna je da

jcdnog roditelja. Som atske ćelije imaju diploidan komplemcnt ođ '16 hrom ozom a, dok gam eti (jajna ćelija i sperm atozoid)

se podcli 5 0-00 puta i taj proces predstavlja deo norm alnog će-

im aju haploidan kom plem ent od 23 hrom ozom a. Članovi hro-

lijskog starenja. Ipak, sniatra se da kod nekih tum ora povcćana

m czom skog para se nazivaju hcmologiii hromozomi.

nktivnost tclom eraze utiče na abnorm alno dugo preživljavanjc ćelija.

ulvjdivanje svakog hrom ozom a i otkrivanje jcdva prim etnih

Razvoj tehnike Iraka (str. 32) om ognćio je prccizno

Morfoioški hrom ozom i su klasifikovani prem a poJožaju ccntrom era. Ako je cenirom era lokalizovana centralno, hjo-

hrom ozom skih prom ena. Tom tehnikom je takođe otkriveno

mozom je metaccntirian, ako se nalazi skoro na kraju, hro-

proteina, koji ulaze u sastav hrom ozom a, postoji u dve osnovne

mozom je akrocentričan, a ako je centrom era pom erena ka jednom kraju brouiozom a, on je subme.tacentriian (slika 3.2).

forme. Euhromalin se boji svetlo i sastoji se od genetski aktivnih hrom ozom skih regiona. Nasuprot tom e, heterohromatin

A kroccntrični hrojnoz.omi ponekad im aju n aslavkt satelite ki/ji se nalaze na kraju suženja, peteljke. Sužcnja učestvuju u formi-

sc boji tam no i vcćinom sadrži DNK ponovke koji su gcnctski inertni - neaktivni rcgioni hrom ozom a.

ranju jedarca kada je ćelija u interfazi, a sadrže m nogobrojne kopije gcna va ribozom alnu RNK.

Ukupan hroj Ijiojnozom a se razlikujc u raziičitim organi zm im a, ali je konstantan za svalcn vrstu. D ok m arm oset i ncki

da hrom atin, koji je graden od kombinacije DNK i histonskih

m ajm uni (kao i Ijudi) im aju 46 hrom ozom a, viši prim ati, kao šim panza, gorila i orangutan imaju 48 hrom ozom a. M edu piim atim a hi-omozomi šim panze su najsiićniji hrom ozoroim a čoveka. To se poklapa sa činjenicom da postoji sanio 1% razlike izm eđu DNK čovcka i DNK šim panze. Postoji opšta saglasnost da je hroroozom broj dva čoveka proizvod spajanja dva šim p3nzina iirom ozojna, ali i da postoje m noge razJike izm cdu Jirom ozom skih kom plem cnata te dve vrste, koje poliču od pa racenlričnih i pericenlričnih inverzija (str. 52). Ta zapnžanja

Hromaude Sateliti Kratki krak

Cenlioniera

§§&.•%.•■> : • •* / .■•.■*•. -v-v O -- >V.-- **' :-..•' SS««'-**V- : “* • r *--■ • '■ •■ '*' • '

- -

j . r r e f^ e.vLV S

Vc~

/ 'Šj \ H5

j jj

,>

-

Telornera

M eucentiični

Subm etacentiični

Akrocentrični

Elekttonska mikrogmfija htomozoma čoveka - v id e secentrom ere i jasno razgratiičeue hromatide (Ijubaznošću dr Christiiie I lairison.

'iiika 'š

Snimili Harrison i saiadt'.ici 1983. Cytogpnet Cell Genc-t 35:21-27

Morfologija m etscentričnog, submeiacentfićnog i akrocentričnog

s dozvolom izdavača. S. Katget. Basel).

htomozoma, |X)dela izvršena prem a ooložaju centromere.

2

'r if c |je iž & ] . c-hD3A čatJE

su pom ogla m olckularnim biolozim a da m apiraju i Idoniraju fi» V i* ■:t.y,yz

gcnc čovcka.

|.

^ u s ||j ^ e t i

’V f :

J

P O L N I H R O IV iO ZO iV ii H rom ozom i X i Y poznati su kao polni hrom ozam i zbog svoje p resudne uloge u o
M

•

X

i'

v

\ :' XXi | | - if' XY .

(X) hrom ozom , dok kod žcnkc postojc dva (XX). Kod čoveka i većine sisara, i m užjak i ženka im aju dva polna hrom ozom a - XX žcnc, a XY m uškarci. H rom ozom Y je m nogo m anji od hrom ozom a X i nosi nckoliko gcna od funkcionahiog znača-

p j[ X

XX 1|, XY I

ja, od kojih je najznačajniji faktor diferencijađje testisa poznat kao SRY (str. 89). D rugi geni na hrom ozom u Y važni su za pro-

Slika 3.3

ces sperm atogeneze. Kod žena, svaka jajna ćelija nosi hromo'/.om X, dok kod m uškaraca spcrm atozoid nosi ili hrom ozom X ili hrom ozom

Punneiov kvadiat piikazuje kombinaciju polnih hrom ozom a muških i ženskih cjameta.

Y. Pošto posioji otprilike jednaka šansa da spei m atozoid nosi hrom ozom X ili hrom ozom Y, pri začeču če bili oiprilike isti

su hrum ozom i m aksim alno kondenzovani i zbog toga se tada

broj že.nskih i m uških em briona (slika 3.3). Činjenica je da se

najboljc vidc. I’otom se d o d ajch ip o to n ič n i rastvorsoli koji iza-

rađa m alo višc m uške nego ženske dcce, uiada se lokom delinj-

ziva lizu eritrocita, šlo om ogućava raspršivanje hrom ozom a.

slva i tokom života odraslih o d nos izjcdnačava na jcdan prcm a jedan.

H rom ozom i se 7.atim fiksiraju, postavljaju na staklene pločice (predm etna stakla) i boje, posle ćega su sprenini za analizu

O dredivanje polova biče detaljno razm atrano kasnije (str. 96).

(slika 3.4).

H HOiVlOZOfViSK E TRA K.E M F .T O O E A N A I J Z E H R O M O Z O M A

Postoji nekoliko m etoda bojenja koje se k o riste za identifikaciju pojedinačnih hrom ozom a.

D o 1956. godine postojalo je uverenje da svaka čelija sadrži 48 h rom ozom a d o k T jio i Levan nisu na osnovu svojih ispitivanja ispravno zaključili da norm alna som alska ćelija čoveka sadrži sanio 46 hrom ozom a (str. 5). M elode koje su korisiili, »7. izvesne m odinkacije i d anas sc univerzalno koriste u dtogenctskim laboratorijam a za analizu hrom ozom a (broj, veličina i oblik). H rom ozom sku konstitnciju individue čini kariolip. Taj term in

Tehnika G (Giemsa) traka Ovaj m etod se najčešcće koristi. H roinozom i sc lieliraju tripsinom koji dcnaturišc proteine i zatim se boje G iem sa bojom . Boja se vezuje za D NK i om ogučava da se svaki hrom ozorn oboji tako da se dobije karakterističan i rep ro d u đ b ilan raspored svetlih i tam nih traka (slika 3.5).

se takode korisli da opiše fotom ikrografiju hrom ozom a jedne osobe, pri čeinu su hrom ozom i poređani standardno.

Tehnika Q (quinacrine) traka PRlPF?ESy«A HROčViOZOfVSA

O vom m etodom dobija se sličan raspored traka kao bojenjem

Svako tkivo sa živim ćeiijam a koje sadržc jedro i koje sc dele

G iem som , ali on zahteva upotrcbu ultravioletnog fluorescentnog m ikroskopa.

m ože se koristiti za izučavanje hrom ozom a. Najčešće se koriste cirkulišući lim fociti iz p e rife rn e kivi, iako se za hrom ozom sku analizu m ogu relativno lako priprcm iti uzorci uzcti iz kože,

Tehnika R (reverse) traka

ldčm cne m oždine, h orionsldh resica ili čclije iz am nionske teč-

? re bojenja G iem som , brom ozom i se denaturišu visokom tem -

nosti (am niociti).

p eratu ro m i dobijaju se svetle i tam ne trake koje su obojcne

Uzorak periferne vcnske krvi se dodaje branljivoj podlozi koja sadrži fitohem aglulinin, koji slim uliše T-lim focite da se

stiprotno od onih koje se dobijaju koriščenjem konvencionalne m ctode Giem sa bojom (slika 3.6).

ciele. Ćelije se kultivišu ti sterilnim uslovima na 37 stcpeni oko tri dana, tokom kojih se ćelije dclc. Zatim se u svakti kulturu dodaje kolhicin, koji je izuzetno koristan

7-bog svoje osobine

Tehnika C (centomerni heterohrom atin) traka

da spreči form iranje deobnog vretena, a sam im tim zanstav-

Ako se hrom ozom i Iretiraju kiselinom , a zatim bazom pre

Ija i dcobu ćclijc u stadijum u mctafaze. To je period u kome

boienja G iem som , centrom ere i dnigi heierohroniatinsld

HRO.M0ŽOMI 1DddBA'ČaijEi

M

i

■i l i i ; a

t t t t u u u u

iu»

flk

[

M i; a

a u n

ig

/ f J h

; ^_____

\ a ''w

f

Kariotip

h

\

/ V

J

v»/ vsj/

Analiza raspršenih hromozotna za vreine metafaze

5 m lv e n s k e . krvi

D enaturacija iripsinorn i b o jen je G iem som

Dodavanje fitohemaglutinina u podlogu za kultivisanje m

' l

"

Yj

i

r>” ‘

;^y<'■•'?■■ rvr<.:v. ^ Raspršivanjcćeiija kapanjem na staklenu piočicu

Inkubacija (ridana na 37 ‘C

al

Dodavanje kolhicina i hipotoničnog rastvora

Ftksiranjc ćelija

!&88bBm

* :/ m 3

Slifea 'SA Ptiptemn za analizu kariotipa

regioni koji sadrže visokorepctitivne DNK sekvence biće ta-

ANALJ2A KARiOTiPA

m nijc obojeni. Sledeća faza tt analizi brom ozom a zahteva p rv o brojanje hrom ozom a u odredenom btoju ćeiija, tj. raspršenih inetafaznih

Tehnika traka visoke rezolucije

garnitura, a zatim se podrobno analizira raspored Iraka svakog

Bojenje Giem som om ogućava visok kvalitet hroniozom ske

posebnog hrom ozom a u izabranim ćelijama. U kupan broj hro-

analize sa 400-500 liaka po haploidnom setu. Svakoj traci ođ-

m ozom a se obično određuje u 10-15 ćelija, ali ako sc sum nja

govara 6.000-8.000 kilobaza (kb) (ili 6 -8 m egabaza) iz DNK. Tehnika visoke rezolticije razdvajanja hrom ozom a po Irakama

na m ozaicizam , u obzir se m ora uzeti 30 i više ćelija. Detaljna

u ranim stadijum im a m iloze, kao šlo sti profaza Ui prometafa-

lognog para u 3<-5 metafaznih uzoraka, što om ogućava visok

za, om ogućava većn osetljivost i dobijanje čak tlo 800 traka po

kvalite! traka.

analiza rasporeda traka vrši se na svakom člamt svakog hom o-

haploidnom setu, ali je taj meto
Raspored Iraka sv;ikog liroinozom a je specifićan i niože se

morajtt koristiti m etotreksat ili tim idin kao ager.si za inliibiciju

prikazati kao stilizovan kariotip, koji se naziva idiogram (slika

ćelijskc deobe. Z atim se kulturi dodaju folna kiselina ili deoksi-

3.7). (^itogenetićavi anaJiziraju svaJd par hom olognih hrom o-

citidin da bi ćelije uš)e ti m itozu. Na kraju se dodaje koihicin, u

zom a ili pod m ikroskopom ili češće, protičavsjući fotografije

određenim vrem ensldm intetvalim a, da bi većt broj ćelija ttšao

lirom ozom a dobijenih m clafaznim raspršivanjem (slilca 3.8).

u pronietafazu u kojoj hrom ozoini nistt sasvim' konlrahovani,

Dok nije otkrivena tchnika trak?, 1971. godine, hro m o 2 om j

što omogttćava dobijanje m nogo defnljnijeg rasporeda tiaka.

su mogJi bili klasifikovani sam o

J ia

osnovu njihove iiknpne

| |

| /

•

| | ;

0O LEK U LA R N A CiTOGENETiKA

'

FLUORESCEMTNA IN SITU HiBRIOIZACIJA (FI-SH) ‘ ' i ':;

'Ž ]

3

••

.

5-

Ova dijagnostička m eto đ a kom binuje konvcncionalnu citogenetiku i m oiekularno genctsku tehnologijli. O na se bazira na jedinstvcnoj.sposobnosti segm cnta jednolančane DNK (pioba *, str. 35) da se veže sa svojotn kom plem cntarnom ciljnom sekvencojn na m ctafaznom hrom ožom u, jedrii- u in te r /a z i i!i

6

7 '

0

' š':

§

ll '

12~

s izduženim hrom atinskim nitim a. U fluorescentnoj iti situ h ibiidizaciji (FISH), DNK proba se obelcžnva s Iluorohrom on), što om ogućava da se, posle hibridizacije sa uzorkom uzetini od pacijenta, region u kom e je izvršcna hibridizacija vidi p o d

*i

■iy§

13:.

19

: 'is

fluorescentnim m ikroskopom . FISH se često upotrebljava u'

IWSB I 16

•

' 17

18

Raziičiti tipovi FISH proba

m 3t

20

21

kliničjcoj'dijagnostici,- a posloji innogo raznih tipova proba koje se koriste

f

22

Y

C enlrom erne probe se sastojc od repctitiv^nih sekvpnci DNK koie se nalaze n centrom eri i oko n;e, na oflredenom hrom ozom u. To su bilc prvc probe koje su korišćene za brzu dija-

S lik a 3.S

gnosiiku kod čestih aneuploidnih sindrom a (tra o m ije 13, i8,

Mormalnsn kariotip m u šk eosobe dobijen tolinikom G-traka

21 - str. 262), a koriščene su ćelije koje se ne dele, u interfaii, dobijene n prenatalnoj dijagnostici izu zo rk a horionskili' resica (slika 3.9).

x * 1

i 2

II

II If HJ j 6

7

i- i

m

13

14

^g g^

3

8

u 15

9

k H l§ 12

10..

■V.t 16

1

19

*1:1

20

n

21

11

^l

7

§'i

Ife

3

4

5

X

10

11

12

X

hJl

i;f«

17

18 6

n

^1 1 S!

|g

k t

22

7

8

9

U M M■ || || ||

SiiS-ta 3.6 Noirnalan kariotip muškarca dobijen tehnikom R traka

13 '

14

1S

16

17

13

(Ijubaznošću KJ.Evans).

Q£

W

fflj 9H 19

20

vf

v

9'8 60 31

22

II

morfologijc. D anas, kariolip ili kariogram prcđstavlja precizno

SSika

odrcdcnc h rom ozom ske parove p oređane po vcličini od većih

Na idiogramu se vicji raspored vraka svakccj mdiviđualnog

ka m anjim .

hrom ozom a koji jed o b ijen (luorescendjoiT) i Giemsa bojenjeni.

Y

HROM OZOM II p£<0BA C l u j E

;

•?.-•.

r i& ip ,

v N « jfc

••» • . • « . .

'■ ^ : /

■

*

~ F .

\ t

\

/

r

•.

«

' ’ ■1

‘ % / r w :' %

\ , \

v }/ ~

H

b

k

R

t H

H

W š x m ^ 'W W

r5 .

* .T '|fPp§' ^ 7 c l

i t

n

S

A

r

6 9 * &

f

r) f

fš

Slika 3.8 G-tiske na raspršenim metafaznim hromozomima (ljuba?nošću irir A. V7ilkinson, Cytogenclics Unit, City Hospital Nottingham).

Probe za jedinstvene sekvence određenog hromozoma Te piobe su specifične za određcni iokus. Lokus specifične probc na hrom ozom u 13qI4 i krilični rej>ion za J")owj'iov siu(110:11 11a hrom ozom u 21 (21q22. I3-21q22. 2) m ogu sc korisljti zajedno s cen tro m ernim probam a za hrom ozom e 1S, X i Y da bi se om ogućiia brza prenatalna dijagnostika za neke od najćešćili niiraeričkili hiom ozom skih abci'acija (str. 45). Probe jedno slru k ih selcvenci posebno su korisnc za idcntifikaciju sićušnih, subm ikroskopskih delecija i duplikacija (slika 3.10). G rupa tih p ro m cn a odnosi se. na sinđrom e m ikrodclecije koji su opisani u poglavlju 18. Još jcdna prim ena m elode FISH su interfazne probe za odrcđivanje ekspresije HER2 gcna koja je

if ccfi»fcmmema Y fia tro m e m a p pfoBa* ro B a*

' \ '•:

povećana kod tum ora đojke, radi identjfikacije pacijenata koji

• ■X centromema ceMs.'omema proba’5 proba’1' .;

bi im ali koristi od terapije hcrccptinom .

18 ccntroraema proba* centooraem aproba*:

j

Telomeme probe Postoji kom pletan set telom ernih proba za sva 24 hrom ozo111a {autozomi 1-22 plns X i Y). K orišćenjem ovog seta 01110

giićena je istovrem ena analiza suplelom ernih regiona svakog hrom ozom a sam o jednoj m ikroskopskoj pločici po pacijentu.

S iik a 'S.9

Taj m elođ se pokoziio kao ncobično koristan za identifikaciju

Fluorescentna m sihi hibiidizacija (FISH)jedra u interfazi sa

sićušnih kriptičnih sn b telom crnih prom ena, kao što su dclccije

centromernim probama za hiom ožom c 18, X i Y (AneuVysion

i tianslokacije, kojc se javljaju ti m alim ali značajnim propor-

probe dobijene od Vysis) pokazuju tri signala koji odgovaraju

cijam a kod cicce s neobjašnjivim intelektualnini porcm ećajim a

tiizomiji 18 (Ijubaznošću Catherine Oelmege. Eristol Genetics

(slr. 269).

Laboratory. Southmead Hospital. Sristol).

H R O M O Z O M I1 0E0 8A CELiJE

Probe za bojenje celih hromozoma U ovom slučaju koristi se kokte! proba dobijenih iz različitih delova odredenog hrom ozom a. K ada se sm eša proba koristi zajed n o prilikom hibridizacije, ceo relevantni hrom ozom se oboji i fluorescira. Bojenje lirom ozom a je izuzctno korisno za utvrđivanje k o m p k k sn ih preraspodela, kao što su jedvn prim etn e translokacijc (slika 3.11), kao i za identifikaciju porelda d o d atn o g hrom ozom skog m aterijala, kao što su prekobrojni m ark eri ili prstenovi. Najnovija tehnologija, je m ullipli 1:ISH (M -FISH ) ili spektralna kariotipizacija (Spectrnl Karyotypiug - SKY), u kojoj se koristi sm eša obojcnih proba za sve hrom ozom e čoveka. N a taj način se dobija višebojni kariolip u kom e svaki p ar h o m olognih hrom ozom a m ože biti identifikovan na osnovu svoje karakteristične boje i proučavan upotrebom kom juterskog p ro g ram a za analizn slikc (slika 3.12). Te m etode su neobično k orisne za otkrivanjc sićušnih hrom ozom skih p ro m en a, delecija i translokacija, kao i za identifikaciju m alih m ark era j prsienastih hrom ozom a.

Probe dobijene protočnim sortiranjem hromozoma (Flow cytometry)

S lik a 3.1 T

2 b o g svoje različite veiičine i sadržaja DNK, hrom ozom i veznjtt različite količine fiuoreseentnih boja, od kojih se neke spccifičjio vezuju za GC („genim a bogale") sekvence, a druge za AT („genim a sirom ašne") sekvence. O sobina hrom ozom a d a različito vezuju boje om ogučava da oni budu razdvojeni

Cbojeni hromozomi pokazuju recipročnti translokaciju na 'nromozomu 3 (crveno) i na hromozornu 20 (zelono).

m etodom protočne citom etrije ili fluorescentno akliviranog ćelijskog sortiranja (Fluorescent A ctivated Cell Sorting - FACS). M elod podrazum eva bojenje liic-m ozom a u m etafazi fluorescentnom bojom koja se selektivno vezuje za DNK, a zatim se oni projektuju u obliku finog jnlaza kapljica kroz. fokusirani taserski zrak, koji če aktivirati fluorescenciju hrom ozom a. Intenzitel fluoroscencije jn c ri se 11a fotom elru i rezultat sc analizira kom pjuterskim progrom om kojim se dobija histogram

■ *■

distribucije hrom ozonta prem a veličini. To se naziva prcAočni ''

‘ ”

" V"

^

.. • '

"

.:

kariotip. Proločna đ lo m e trija m ože da se koristi za anahzu pojediuačnih hrom ozoina, iako je kJinička prim ena ograničena zbog visokih Iroškova i rclativno lošc separacijc kod o dredcnih hro-

'

/ '■ " .,

'■’'•'

*

\

. « • < , -p^-fcia, ■■ : >C“ > .•:

-

*

-š

'i

«

m ozninn, naročilo kod hrom ozom a C grupe. Ta m etoda nalazi

.

? ■ g 's ' ■ .

.•

fs *: . T, ■:

? T -i. • • . ?" .

1

•

veću prim enu u razđvajanju uzoraka jednog hrom ozom a, a za form iranje hroniozom -specifičnc DNK biblioteke, kao i za proizvodnju hrom ozom skih proba za m elodu FISH.

.

; • •/, . , .V• Y ,w .';'j; ■ ■ c .. , v.' ••'.• ••■•" ,'■•,;-• š .'V ć c J f i•;*■ '•'y j ".•.ft’. "■ .>'.

U proceduri p ovratnog bojenja koriste se delovi neidcntifikovauog hrom ozom skog m aterijala dobijeni protočnim sortiranjem , kao što su m ali prekobrojni m arkeri ili prstenovi. Ti

•. ' •'

’.

• 'T u£*••

. ■• - • • • '

;

. • •.% • ■ ’. ■

•

‘ - ; ~ ~_________ ____ —

• * ■• . • • ■ • •____________.

■ •

* ** . •

‘___________ . - • ; • ' ■

Stška 3.18

deiovi služe kao probe za hibridizacijti sa norm alnim m etafaznim garnituram a. Poreklo neidenliJikovanog hrom ozom skog segm enla odrennje se identifikadjom hrom ozom a (jednog ili više) s kojim je hibiidizovao.

Slika prikazuje ćeliju y inetafazi, $a probom (Vysis) za VVilliamsov (ELN) region. Hromozomska traka 7ql 1.23. pokazuje deleciju povezanu s Williamsovim sindrornom. Normalan hromozom pokazuje signal za konlroliHi proljtj (/t'leno), i za probu EI.N

* fi f * V- V r'v O lif.

r

n /?.^ t r r . f ^

o i; ,•'•t /■f-V

H lB & iM Z A C M A

g ena (narandžasto), dok hromozom s đelecijorn ima samo

Koroparativna genom ska hibridizacija (Comparalive Ge.no

signal kontrolne probe (Ijubaznošću Catherine Dclmege. Gristol

mic J]ybri()ization - CGI l) je prvenstveno razvijcna da bi sc

Genetics latx)Mlory. Sou;hm ead Hospital, Bristol).

prebrodile teškoćc oko dobijanja dobrog kvalitcta preparata u

HROMOŽO.MI I p Eb B A ^Ei.p.E

Slika 3.12 M-FISH metoda: kompleksna preraspodela hromozoma 4,8,13,18 i 21 u kultivisanim limfocitima krvi (Ijubaznošću dr Rhona Anderson. Radiarinn and G enom e Siabililiiy Unit. Medical Research Council Harwell, Oxon, Ul< and Appiied Irnaging).

metafazi, a koji potiču oil čvrstih-solidnih tum ora. Tom tehnikom om ogućeno je olkrivonje regiona koji su izgubiJi alele ili kođ kojih je došlo do im m ožavanja gena (str. 199). Tumorska ili „les(“ DNK obeleži se zelennm bojom , a kontrolna norm alna D N K crvenom . Dva uzoik?. se pom ešaju i kom pelilivno bibridizuju s n o rm aln im hrom ozom im a u metafazi (slika 3.13).

A/llKRONiZ Sft CGH (M iCRO A RREY CGH) Citogenetske lehnike su tradicionalno bazira'ne na m ikroskop skim analizama. Ipak, sve veća upotreba m\croarray tebnoJogije takode ima značajan micaj na razvoj citogenetike. lako je miki'oniz. CGH ineloda m olekularne biologije, ona je uvršlena

Ako ispitivani uzorak sadrži više DNK u određenom hrom o-

u ovaj odeljak zato što je potekla od metafazog CG H , a korisli

iom skom regionu ncgo kontrola, uočava se povećana zelena

se za odrcdivanie slrukture hrom ozom a.

fluorescencija u odnosu na crvem i (slika 3.14). Slično tome,

U CGH m ikronizn takooe se koristi hibridizacija pacijcn-

ako je došlo do deJecije u lestiranora uzorku, biće sinanjena

tove i referentne DNK, ali su m etafazni hrom ozom i zam enjeni

zclena Iluorcscencija u odnosu na crvenu.

vclikim brojcm DNK sekvenci vezanih za slaklene pločice (slika

CGH se koristi i ?.a p ienatainu anatizu na uzo rk u sam o jed n e

3.15). CiJjne DNK sekvence mogu biti m apirani klonovi (ycasl

ćelije. Ipak, prirnena CGM je ograničena njenom rezolucijom i

artificial chromozome - YAC (veštački hrom ozom kvasca) bar-

tehničkim leškoćama. Sadašnji lim iti rezolucije su 10 megabn-

terial artificial chromosome - BAC, bakterijski vcštački liroino-

za (10.000.000 baza ililO M b) kod delecije i 2 Mh za duplikaci-

zom , Pl - derived artificial chm inozom e - PAC ili kozm id), kao

ic, što om ogućava g rubo poiiciono kJoniranje (slr. 7-1), ali ne i

i oligonukJcotidi. O ni se postavijaju na mikroslcopske pločicc

»reciznu lokalizaciju gcna koji uliču na razvoj Uiniora.

i koriste se autom ati da se dobije m ilcroniz u liom e svaka cilj-

Meloda m ikroniza s CGH izgleda da je prevazišla m etafazni CGH.

na DNK ima posebno m esto. Posle liibridizacije, ispiranjem se uklanja rievezana DNK i kompjuf.erskim program om se m eri

HROMO/'O.Vil i Đ E 06A C C LU E

Oznaka

O bjašnjenje

P

Kratki krak


Đugi krak

cen

Centromera

del

Oelecij3;npr.06.XXdel(l)(q21)

du p

Duplikscija; npr. 46.XY.dup()3)(ql'l)

tlQ

Lomljivo m esio

i

l2ohrom07oiTi: npr 46,X.i(Xq)

inv

.

Ish

S lik a 3 .1 3

• Inverzija: npr. 46XXjnv(9)(pl 2q12)

tnsituhibridizacija

i

Prsten (rihg): npr. 46XX.r(2-l)

t

Translohcija; npr. -46XY t(2:4)(q21:q21)

lei

l
/

Mozaicizam; npr. 46.XW7.XXY

M e to d o m k o m p sra tiv n e g e n o in s k e hibridizacije (C G l!) uočavaju s e region i am plifikacije g e n a i redukcije (d elecije) kod DNK tum ora. DAPI -d ia m id in o fen ilin d o l; l-ITC - flu orescein izotiocijanat (Ijubaznošću dr Petera l.ir.hteia, G e im a n C ancer Research C entei. Heidelfcerg a n d A pplied Im agining).

•i-ili -

Mekad se koilste u tekstu 23 krak hfoniozorna da bi se ukaz3lo n a riuplikaciju ili g u b ita k d e la to g h ro m o z o m a ;

1

npr. 46J
sa 46,XY,t(2;4)(p23;q25) ukazuje na m uškarca s recipročnom

P rim en a C G H m ikroniza je u i u citogcnetici kancera za otkrivanje b ilo kog tipa dupiikacije ili dclecije, uključujući i ot-

gion 2 traku 3 i đugački k rak hrom ozom a 4, region 2 traka 5.

k riv an jesu p lelo m ern ih delecija kod pacijenala s neobjašnjivim intelektualnim porem ećajim a. CG H m ikroniz je bif.a i senzitivnija m clođa od konvencionalne analize m ctafaznihhroraozoma. Koristi se za idcntifikaciju konstitucionalnih porem cćaja {sa izužetkom balansirane translokacije) i m ožc da zaincni konvencionalno forniiranje kariolipa ako i kada sc Iroškovi te mfilode sm anje.

N O M g M K L A T U R A HRO&1 0 Z 0 M A Radi lakšeg izučavanja, svaki hrom ozom ski kj.ik je podeljen u regione, a svaki region na trake koje su num erisane polaze-

translokacijom koja ukijućuje kratki krak h rom ozom a 2, reTaj sistcm nom enklature hrom ozom a p ro širen je da bi se uključili rezultati dobijeni FISH ispitivanjim a. N a prim er, kariolip označen 46XX.ish del(15)(ql 12q 11,2)(D15S10-) odnosi se na ženu s m ikrodelecijom na 15ql 1.2 koja je iđentifikovana analizom in situ Jiibridizacije za koju jc korišćcna proba za D15S10 lokus (D )5S10=D N K izhrom ozom a 15 na lokusu 10). Ta osoba im a iii Prader-W il)ijev ili A n gdm anov sin d ro m , koji su o p isan i u poglavlju 1R.

D E O B A Ć E U ir;

M IT O Z A

ći uvek od centrom ere ka krajevim a hrom ozom a (slika 3.16).

Zigot čoveka sastoji od jedne ćelije koja prolazi br/.u tleobu, pri

O dredena m esta na hrom ozom u obcležavaju se hrom ozom -

čem u nastaje zreo organizam koji poscdtije otprilike 1 x lO1,1

skim brojem , krakovi se označavaju sa p ili q i podelieni su na

ćdija. U najvećem broju organa i tkiva, kao što sti koštana srž

rcgione i trak e (npr. )5 q l2 ). N ekada se reč region preskaće,

i koža, ćelije nastavljaju da se dele tokoro celog života. Proces

tako da se 1 5 q l2 odnosi na traku 12 na dugom kraku hrom o-

deobe som atskih ćelija u toku koje se deli i jedro naziva se rm'-

zom a 15. Skraćeni sistem obcležavanja koristi sc da bi se opisale hrom ozom ske abnorm alnosti (tabela 3.2). N orm alan m uški i žen-

tozn. Za vrem e mitoze, svalci lirom ozoin se podeli na dve ćejkc hrom atide, a svaka od njili zatim prelazi u ćerk\j ćeliju. Samiro tim, broj hrojnozom a u jed ru ostaje neprom enjen.

ski kariotip obično se obclcžava kao46,XY i 46,XX. M uškaracs

Pre ncgo što ćelija ude u proces m itoze, svaki hrom ozom je

Downovim sin d ro m o m koji je rezultat triz.omije 21 bićc pred-

giad en od dve identične seslrinske brom atide, naslale replika-

stavljen kao 47,XY,+21, dok će žena s delccijoro na kratkom

cijom DNK koja se odigiava za vrem e S faze č.elijskog cikiusa

kraku iednog od hrom ozom a broj 5 (cri du chc.t sindrom ; str.

(str. 41). M iloza je proces tokom kojeg sc scsfrinske lirom atide

264) bili predstavljena kao 46,XX,del(5p). liro m o zo m označen

razdvajaju i prelazc u novonastale ćcrkc ćeliie.

ilR O M O ŽO M Ii DEOBA tE L IJE '

B '

|

o

□ 9

I i

H U

j I

c

n^t

1

Q

i’ -

R

|[

b5

I1---15

B

. . 7

•••»

|

|

!|

y

|_8

ll- is -j\S

|

,if

!

■

u

•

g

11-18

14

n=1 S

~5

B 13

e

J/t'

fi |

11^17

^

®

i'

1')■! "9

I)= lš

2 ]'§!• !

o.

B 1li ! B

b a i§ 1■

211

%

_

ff ^

®

i \k§

xH

B 4

I1.-1R

21

S Q

oi '14

^

Ui

n-IB ^

JI

10

^

g

žp tl= V s" *

(VI.

n-15

h

i

^

toof

b

4 i

n-

|

I

|

P J 12i

11n -i 4

i

Hi i

72

Q

|

18

I1-17

q

| ri |

V

n-7

d 1I

!

■

\ ‘r

X

n-7

'^ | i i

s rw i BB mii;

■‘io :5, 'i 4 Oclnos CGH profila prem a CGH analizam a na slici 3 .1 3 . V eriikalne linijc uz svaki h r o m o zo m pokazuju flu orescen tn i o p s e g o d 0,S d o izinedu proba i k ontroln c DNK (Ijubaznosću dr Petera Lichtera. G crm an Cancer fiesearch C en iei. H eidelberg a n d A p p lied Imacjing).

Konvcncionalna CGH

Mikroniz - CGH

S lik a 3 . 1 5 Poređenje k o n v en cio n a in e CGH i

Hibridi2acija i analiza

mikroniz - C6H . O b e teh n ik e obuh vataju hibridizatiju različilo o b e le ž e n ih DNK 1.5------------------------------------------ ----------- -----------------

- norm aln e i p acijen tove, ali u prvoj

0 .5 -------------------------- — ■ ---------------------- — --------

drugoj mikronizovi. Kezultati p okazuju

s e ispituju m etafazni hroim ozom i, a li

I

S

!

£

0 -^ -"—

------- > .

.-----

g>_05?3....... ........................... - 1 . ---------------------------------------------------------

-15------------ ------------------------.2 J-----------------------------------------------Rastojanje baznih parovo u milionima

n»1 G

A g

17

•<*

I

' m-17

it g ^

r

;g

? " “ "

Y|i . ,

01

|H S | |

^

i

P .

III 8 II

u

11-18 “ B *''"n"16

3T

^

V j |

i 4 i i Ui

i

b

g

O

P

•

i

| :8ijilg

5

$

“S'

R

2

^

1-1

Ifl

S

pl0ČiC8 o.sa?5iu!ii

■5 1 H

1'

H ro m o zo m i

dpleciju na h ro m o 2 c m u 10q i d eieciju tri klona na n izu l-M b b akteiijsk og v ešta čk o g Iv o m o zo m a (BAC). (Rezultati CGH rnikroniza d obijcn i Ijub azn ošću dr John Barbei. N ation sl G e n e tics R eference Laboratiiy W essex, Salisbury).

H R O M 0 Ž O M IID F O B A ĆELiJE

•gtj. 2

2 jm

./4

.ssri C entriole------------ —e.-. **

xp—

i

i- i m

i

m;

|f || j

Jedarce ------------( -

m

-.!«S

•■*$

Bipolarno v la k n o __________/ v vretena " Z S

I '&

1

.2

P^

* ,......... p

3m '

5

g :

C entrom era-------------\

7 P i

^ i\

^

/ v (

.■

m

Pr° f3Za

•"

V reteno----------- 0

)

Metafa2a

f g

6

3 ^

X

___

Jgj

2

4

In.erfaza

Celijska in em b ran a------------

f^/^\

;vSi

^

___ y

§ 7 Anafaza

Kratki I ducji kraci h r o m o z o m a X, p o d e ljen i n a r e g io n e i trake -- ( S ? .) ) Telofaza

'

Na sarnom početloi profaze hrom ozoinj se kondenzuiu i poči-

W| nšSš^ j.

>s&£^

za, prom etafaza, m etafaza, anafaza i telofaza (slika 3.17).

Profaza

'HS

»

M ifoza je k o n tin u irani proces koji obično ti'aje 1-2 sata, ali je radi prcglednosti podeljen u p e t različitih faza. To su: profa-

'- 3 y

Ćerke ćelije

ijft) \ ^

w

y

( A \^ m

) ?

y

nje
Slika 3.17 l-a2c m ito 2 e

Prometafaza Za vrcm c prom etafaze, jed arn a m em brana iščezava, što omo-

Anafaza

gućuje da se hro m o zo m i raspršc po ćeliji. Svaki hrom ozom

U anafazi se centrom era svakog hrornozom a uzdnžno podeli i

se svojom cen tro m ero m vezuje za m ikrolubule m itotskog

dvc ćerke hrom atkle sc razdvajaju i kreću ka su p ro tn im polo-

vretena.

vim a ćelije.

fVletafaza

Telofaza

U m ctnfazi brom ozonii se postavljaju u ekvotoriialnu ravan

U stadijum u telofaze, hrom atide im aju form n nczavisnih hro-

ć.clijc. Svaki hrornozom je povezan s centriolaina preko m ikro-

m ozom a koji sc sastojc- od jedne dvostrukc zavojnicc DNK. Ti

tubula i form ira se d eo b no vrcteno. U tom trenutku hrom ozo-

nezavisni hrom ozom i se razdvajaju u dve odvojene grupe, koje

mi su m aksim alno k o n trahovani, pa saniim tim i najvidljiviji.

se okružuju novom jcd arn o m m em branom . Čelijska ciloplaz-

Svaki hrom ozom im a oblik slova X je r se hrom atide svakog

ma sc takode deli (ciiokineza), što dovodi do form iranja dve

hrom ozom a uzd u žn o razdvajaju, ali ostaju vczane za ccntro-

nove ćerke ćelije, od kojih svaka sadrži kom pletan diploidni

m eru, koja još nije ušla u proccs (lcobc.

hrom ozom ski kom plcm cnl.

HROMOZOMI I.DEOBA ĆliLlJE

Nova ćelija ulazi u ciklus

Ć E I- lJ S K i C IK L U S Pcriođ i2 m eđu dve u zastopne i-nito?.e ?.ove se interfaza ćelijskog cikiusa (slika 3.18), koja traje izm edu 16 i 24 sata. Interfaza počinje G, (G = gap/prekiđ) fazom u toku koje hrom ozomi postaju tanki j izduieni. Ta faža ciklusa varira n dužini i odgovorna je za varijađje u vrem enu nastajanja različitih ćclijskih populacija. Čelije koje prestanu da se dele, kao neuroni, obično m intjtt u toj fazi, to jest ttlaze u neciklično stanje poznato kao G„. l’osle G, faze sledi S faza (S = sinteza), kada počinje replikacija DNK i hro m atin u svakom hrom ozom u se udvaja. Tako

jSr

s

/ T f (G 2 )

g ||j |s |J

delijski ciklus čelijski (ćeiije u deobi) (ćelije

Iziazak iz Iziazakiz ćelijskog ciklusa (ćelije se <ćel'iese dele) ^ t e ^ \ ^ nne e deleT

,—^

m, X? © \

;- • /£ y f - / S . j ^ ~ '~ ****

nastaju dve hro m atid e koje svakom hrom ozom u daju karakterističnu X konfiguraciju. Proces DNK replikacije počinje na više m cšta na hrom o 2 om u (str. 13). Rcplikacija hom olognih parova hrom ozom a obično teče sinhrono. Ipak, jedan od hrom ozom a X uvek kasni ti replikaciji. T o je inaktivni hrom ozom X (str. 98) koji form ira pulni hromntin ili Bdrovo telo, kojc sc m ože vjdeti u som atskim ćclijama žena u toku interfazc. Ovo jc ranijc bio osnov za inače nezadovoJjavajući m etod odredivanja pola, pri čem u su korišćene ćeliie đobijene brisom mukoze usta. inlerfaza se završava relativno kratkoni G; fazoin, u toku

Slika 3.1 S fa zo ćelijskog ciklusa. G, i G, su prva i p o sled n ja faza interfaze. S je faza replikocijc DNK. M -'m ito za .

koje hrom ozom i počinju da se kondenzujn i priprcm aju zaslcdcću m itozu.

'A H O Z lk

overa n anali 2amn. vezanosti i izraćunavanju rizilca biće razm a-

Mejoza je proces deobe ćeJije koji se đešava za vrem e posled-

tran kasnije (str. 130, 336).

njih stadijum a form iranja gaineta. Giavne razlike izniedu me-

Kod m užkaraca, z i vrem e profaze 1 sparuju se homoJogni segm enti hrom ozom a X i Y n a krajcvima kratkih krakova i taj

joze i m itoze su:

deo svakog hrom ozom a naziva se pseudoautozom alni region 1. U toku m itoze svaka ćerka ćeiija zadržava diploidan broj hrom ozom a ('16). Za vrem e m ejoze diploidan broj hrom ozom a rcdukuje se na poJovinvi, tako da svaki gairiet dobija haploidan broj hrom ozom a (23). 2. Mitoza sc odigrava n som atskjm ćelijam a kao'i na početku procesa form iranja gam eta Mejoza se javlja sam o priiikom /.avršnih dcoba u sazrevanju gam eta. 3. M itoza jc kontinuirani proces, do k se tokom mejozc odvi-

(str. 112). Profaza mejoze I je relativno dugačka i mo'/.c sc pođeliti na pct stadijum a. t.i'plotcn Hiom ozoirii postaju vidljivi jcr počinju da se kondenzuju.

jaju dve ćelijske deobe'koje su poznate kao mejoza 1 i mejoza II.

Z igoten Hom ologni hrom ozom i se postavljaju direk tn o jed an uz drtigj,

Svaki od ta dva procesa m ožc se podeiiti na profazu, metafazu,

u procesu koji se nazjva sinapsiranje i držc sc zajedno u ne-

anafazu i telofazu, kao i u inilozi (slika 3.19).

kolilco tačaka prelco filam cntoznih struktura koje se nazivaju sinaptički kompleksi.

svflejoza I

P ahiten

Mejoza I se m ože nazvati redukciona deoba je r s e u toku mejo-

Parovj hom olognjh hrom ozom a, tj. bivalcnli, jako se spirali-

zc J broj hrom ozom a redukuje na polovinu.

zuju. U tom stadijum u, a u procesu koji se zove krosing-ovcr, dolazi do razm ene DNK izm edu dclova hrom alida hom olo-

hofctza I

gnih hrom ozom a.

H rom ozom i ulaze u taj stadijum s p o dve hrom atidc povezane

D iplotcn

: :ntrom erom . liom o lo gni hrom ozom i hrom atida, sa iznzet-

U toj fazi hom ologni rekom binovani hrom ozom i počiiiju da

"in hrom ozom a X i Y kod m uškaraco, razm enjnju hom ologne

se razdvajaju, ali osLaju povezani na m estim a gde se odigrao

:i-'gmente izm edu nesestrinskih hrom atida, što znači izm edu

krosing-over, a lcoja se zovu hijazme. U proseku, mali, sređ-

■■akog para hom olognih hrom ozom a. Razmena hom olognih

nji i veliki Inom ozom i im ajn jednu, odnosno dve, odnosno tri

gmenaia izm edu hroniatida dešava se kao rezultat procesa

hijazmc, što čini ukupno oko 40 rekom binacija po m ejozi u

. iznatog kao krosing-over ili rekombiitacijn. Značaj krosing-

svakom gainelu.

Hltt/vlOŽOM I i DEOBA C E L IJt

Rani p o h ite n

jš iš jlif

Kasni p a h iten

N 1>'

jf f

$M

\ v ~ '"

~ 2aS" H k . ggg

'f c p k

L ep io te n

|k

I

I

m

9

»

J K g ^ ^ ir

%

.

i ^ i t e s # ®

Profaza 1

«•*

»

Ik ^

JH l

ite fe a s s S ž tf^ i

• • '.\j! fc P

f / * ^

\ t\

■

& )

đ

~^~-i

V W^ i$C,r ~ N * \ v P / \ ^ -v T ' \./ ? r t \ K

■'•--------------------- '' \

\

x r

3

/

?

j /

""■

yf

i 'V 1 f ^

I ! '

______ -"

\ : ../ v .j

l-aze mejo7
;-

\ r\ V

42

N\

r-j'i M etafaza II

.7

\

\ s

v

•

"•¥

- t N x

M e ta fa z a l

^ JA

\**$ -

j(/f* f

d

D ijakineza

^ :,\ A nafaza II

- 7 /- -

; I { ”"'" ")! ^ ii

,/’v" y

A nafoza I

DijakiBCza

kiiničke konsekvence ako naslan e greška tokorn redukcione

Razdvajanje hom olognih hrom ozom skih parova se nastavlja, a

deobe.

hrom ozom i postaju m aksim alno kondenzovani, pa se hijazme dobro nočavaju.

OOGENEZA Zrcla jajna ćcJija nastajc iz oogonije lokom kom pleksnog ci-

M etafaza I

klusa preko niza et3pa. O ogonije nnstaju iz prvobitnih germ i-

Jedama m erabrana išiezava, a hrom ozom i se kao bivalenti po-

nativnih ćelija tokom procesa koji prolazi od 20 do 30 m itoza

slavljaju u ekvalorijalnu ravan ćelije, gde sc vezuju za dcobno

koje se dešavaju već u prvim m eseciina razvoja em briona. Po

vreteno kao u melafazi miloze.

završelku cm briogcnezc, u trećem m csccu inlrauterinog života, oogonijc sazrcvaju u p rim a rn c oocite koje zatim ulazc u proces mejoze. Na rodenju sve p rim a rn e oocite ulaze u fazu

Anafaza I

m irovanja, koja se naziva iliktioten. One. ostaju it toj fazi do Kontrakcijama niti dcobnog vretena, ćlanovi hom olognog para brom ozom a se povlače na suprotne polove ćelije.

ovuiacije. Tada se m ejoza J završava i fonnira se jedna sekuodarna oocita, koja dobija veći deo citoplazme. D ruga ćcrka ćelija iz mejoze I sadrži k ru p n o jed ro i naziva se polarno telo. Z atim počinje m ejoza II, u toku koje m ože doći do oplođenjs.

Telofaza I

U mejozi II form iraće se sledeće polarno telo (slika 3.20). Svaki set haploidnih hrom ozom a sada je p o lp u n o razdvoien i nalazi sc n a suprotnim polovim a ćclijc koja se deli u dve ćerkc ćelijc, koje se nazivaju sckunđarne spermatociie ili oocite.

Jvloguće je da veom a dug interval izm cdu početka mcjoze i evcnlualnog završetka, čak 50 godina kasnije, utiče na već dobro dokum entovanu pojavu povećane incidence hrom ozom skih ahnorm alnosli Itoje. se javljaju kod starijih majlđ (str. '16). A kum ulacija tzv. „efekta briga i suza" na prim arnu oocitu za

M ejoza II Taj pror.es je u suštini isti kao mitoza. Svaki hrnm ozom , koji sadrži dve hiom aiide, poslavlja se dužekvatorijalne caviii i deli se iongitudinalno, što če dovesli do form iranja dvc nove ćcrkc čelije, tj. sperm atida iJi jajne ćelije i polocile.

vrem e diklioiena verovatno oštcćujc ćclijsko vretcno i mchaiiizm e zo reparaciju, što slvara predispoziciju za nerazdvajanje hrom ozom a (srr. 36).

SPERMAT06EMEZA Posledice mejoze Kada se uzm e u obzir reprodukcija i održavanje vrste, mejoza ima dva giavna cilja. Prv’o, om ogućava da se diploidni broj hrom ozom a redukuje (ako da dete dobije polovinu svog hromozomskog kom plem enta od svakog roditelja. D rugo, daje izvanredan potencijal za genetičku raznovrsnosl. To sc postiže na dva r.ačina: !. Kada se bivalenti razdvoje za vrem e anafaze mejoze I, oni deluju p o tpuno nezavisno jedni od drugih. To se poklapa s M endeiovim trećim zakonom (slr. 5). Stoga, svaki gam el đobija selekciju roditeljskih hrom ozom a, a m ogućnosi da bilo l«jja

Suprotno oogene 2 i, sperm atogeneza je relativno brz proces koji traje 60-65 dana. U pub crtetu , sperm atogonija lcoja je vcć prošJa oko 30 m itoza, sazreva u prim arn u sp e n n a lo d tu koja ulazi u proces inejozc 1, poslc koje nastaju haploidnc sekundarne sperm atocite. O ne zatim uJaze u m ejoze II i fonniraju se sperm atide, koje se diferenciraju u zrcJe sperm atozoide bez dalje deobe ćelija. U svakom ejakulatu nalazi sc od 100 do 200 m iliona spcrm atozoida. Sperm atogeneza je kontin u iran i proces koji proJazi m nogo m itoza, vcrovatno č a k 2 0 -2 5 u toku jedne godine, p ase sm atra da su zreii sperm atozoidi čoveka koji ima 50 godina ili slarijeg, mogli proći kroz nckoliko stotina m itoza. Starost oca uliče na

dva gam cta istc osobe dobiju potpuno istc hrom ozom e iznosi iedan u 27-’ ili otprilike jedan u osam m iliona.

T a b ela 3 . 3 R azlike u g a m e t o g e n e z i k o d m u šk a r a c a i 2. Kao rcznitat krosing-ovcra, svaka hrom atida obično zena sadr/.i dclove DNK koji potiču od oba roditeljsks hom ologna M uškarcl

Žene

Foćeiak

Pubertel

Rani život embriona

Trajanjc

f.0-6 5 d a n a

10 .‘iOgcđina

8roj miloza pii foimiranju gameta

3 0-500

20-30

Broj gam ets po mejozi

četiii spermatide

jajna ćelija + 3 polaina tela

Rmjgameta

100-200 milliona po ejakulatu

1 jajna ćelija p o menstruslnom

liromozoma. Tri ili više segm enala u velikim hrom ozom im n naslcduju se naizm enično od oba roditelja, pa je m ogućnosl da jedan od dva gam eta ima iđenličan genom neobično ma!a. Ta disperzija DNK u različtte gam ete ponekad sc naziva „gcne mvffling" - m ešanje gena.

oces gam ctogcneze se vcom a razlikujc kod

m uškaraca i


ciklusu

■ Hi'OM jŽbM i i f E C B A CE1.IJE

nastanak novih d o m in an tn ih m utacija koje se javijaju kao po-

jednog hrom ozom a. Višak jednog ili dva hom ologna hrom o-

sletiica greSaka na kopijatna DNK tokom m itoze.

zom a označava se kao trizomija ili tetrazomija.

Trizomija H R O M O Z O iV iS K E A B E R A C U E

A kopostoji hroinozom više io se naziva trizom ija. Najveći broj slućaje.va Downovog sindrom a javlja se kao posiedica prisn-

Specifićni porem ećaji koji su poslcđica Jirom ozom skih abe-

stva dodatnog hrom ozom a 21 i zbog toga se taj sindrom čcsto

racija biće razm atra n i n poglavlju 18- U ovom delu ograni-

naziva trizom ija 21. D ruge Irizomijc autozom a kom patibilne

ćićem o se na p rik az različitih tipova aberacija koje se m ogu

s preživljavanjem jcsu Patau sindrom (trizoinija 13) (str. 26'1)

pojaviti. O n e se m o g u podeiiti na mimeričlce i stu k tu rn e, a

i Edwardsov sindrom (trizom ija 18) (slr. 264). Većina drugih

postoji i treća kategorija u slllćajevim a u kojim a postoje ra-

trizom ija autozom a izaziva ranc pobačaje, od kojih je naročito

zličite h ro m o zo m sk e k onslitucije-u dve ili više ćelijskih linija

čcsta-trizom ija 1.6, koja dovodi do pobačaja tt prva tri m eseca

(okvir 3.1).

trudnoće. Postojanje dodatnog polnog hrom ozom a (X ili Y) im a sam o blag fcnotipski efckat (str. 99). Trizom ija 21 je obično izazvana grcškom pri razdvajanju

NUMERIČKE ABERACIJE

liom olognog hrom ozoniskog para majke za vrem e anafaze u

Posloje dve g rupe num cričkih aberacija: gubljenje iii sticanje

soku mejoze I. G reškom , bivalcnti mogn da se ne razdvoje,

jednog ili više hro m o zom a. naziva se nneuploidijn, a sticanje

što se i naziva ne.raztlvajar.je. Rcdc, trizom ija m ože hiti po-

jcdnog kom pJetnog h aploidnog kom plem enta ili više njih

sledica nerazdvajanja koje sc javlja tokojn m cjozc II je r se par scstrinskih hrom atida nc razdvajn. U oba slučaja ganiet

naziva se poliploidija. M onozom ija predstavlja gnbitak sam o

KfcSV

i2M'

8

/

i |

_/

/ \

.

iItŽi

s I |

\

0

| i!

« (: >

Q 'V

/

y g

\

_S

I I

/ ■?,

\

/

\\

^

r

'i

/ ,C

/

2;

•\

\

f \

\

/$

\ Tj

© /

2

\ \

\

/

fir

[S

©\

I i

W

Oogonija jiS SpermatOgonM s=ff /

<}

/

/

i-l

C i) /" \

^

Ži

^ \

/

(

(

'

*

\

a ■*-

5

> "

}

/ isj Felalna fa 2 a

iL?,ođenie

/

/ \

©

p~ 1 Ovuhdfo

©ssr '

/\v /

\

/

I

\

/

Diayoten

;.{=.•

\

# sp^s®

I

puber,d

0

jgf

/

\

/ \ žfe / \ 0 |

\

/

/

r\\ /

1 | g §

\ \

Sekundarna

(5

oocito

Spermatozoid

6

g

©+0 \

đ)

Polarno telo

(2 n )z ig o t

Ziyot ( /<•) ■ Spcrmatozoidi

O ogeneza

h .2 0 r.i«? o o u e n e z e i s p e r m a to g e n e z e . n -hap loick n . .brci

(£ n )\2 n ) p |

« Embnonska faza

SperrnaUtffensz.i

I

I

I iriOMpzdf/l- :'.b0B ^ĆEiiij5;:

Okvir 3.1 Tipovi h rcniozom skih aberacija Kumeričke Aneupioidija Monozomija Trizomija Teira2omija Polipbidija Triploidija

Tetraploidija

se hrom ozom i ne razdvoje u dtjakinczi (analizi I -prim . red.) Verovatno grcška u form iranju hijazm i dozvoljava svakom hom olognom paru da se prerano razdvoji i zatim nasum ično ode u ćerke ćelije. Kod žena se krosing-over dešava pre rođenja, a proces nerazdvajanja od 15 do 50 godina kasnije. To ukazuje na najm anje dva faktora koji izazivaju nerazdvajanje: ođsustvo lcjosing-overa izm edu hom olognil) hrom ozoina u ovarijumu za vrcm e fctalnog života i poi'emcćaja prilikom form iranja deobnog vretena nm ogo godina kasnijc.

Strukturne Transtokacije Recipiočnc Robertsonove Delecije insercije Inverrije Paracentrične Pericentričncf'isrensii- ring hromo?oiro I2ohromo 2omi

Drugo m oguće objašnjenje je da kođ m ajki u odniaklim godinam a i s povećanim rizikom od trizoroije autozom a, prcživljavanje trizom ičnih em briona može biti rezultal sm anjene „im unološke kompetencije". Pouzdani podaci za tu tcoriju su m alobiojni. Drugi faklori koji bi m ogli bili nzrok nerazclvajanja jesu radijacija i odloženo oplodenje po.sle ovulacije. Kod životinja jc dokazano da povećana učestalost aneuploidnili euibriona može biti rezultat produžcnog intervala izm cđu ovnlacije i oplodenja. Ta ćinjenica objašnjava vczu izm eđu godina roajke

Različite će lijik e linije Mozaici2am Himeiizam

i Downovog sindrom a jer sa starenjem polni odnosi postaju redi, što pogoduje odloženom oploctenju. Ipak, im a podataka koji ukaztiju na to da jc kod nckih vrsla, kao što je Drosophila, nerazdvajanje pod genetičkom kontrolom . 'l'a činjcnica objašjijava slučajeve trizom ije koji se javljajti u nekim porodicam a koje su predispoiiirane za ponovno ucrazdvajanje.

dobija <)va hom ologna iirojnozom a (riizonuja) i ako đođe do oplođenja, javlja sc Irizom ičan zam etak (slika 3.21).

Monozomija Poreklo n erazdvaja nja

O dsustvo jednog hrom ozom a naziva sc m onozom ija. M onozom ija autozom a je skoro uvck inkom patibilna s preživljava-

Posledjce nerazdvajanja različitih hrom ozom a u mejozi J i mejozi II nadene su tt gam etama. Zliog grešlce ti mejozi I gameti će sadržati oba hom ologa jednog hrom ozom skog para. Suprolno lome, ako tokom m ejoze II ne dođe
njem do porođaja. N edostatak hrom ozom a X ili Y dovodi do nastanka kariotipa 45,X koji iza2 iva T urnerov sin d ro m (str. 272). Kao i trizojnija, tako i m onozom ija m ože bi’i posledica nerazdvajaoja u mejozi. Ako jcdan gam et p rim i dvc kopije hom olognih hrom ozom a (dizom ija), pri toine odgovarajući drugi gamet uopšle neće imati kopiju istog hrom ozom a (rm liznmija). Uzrok m onozom ije može biti i gubljenje hrom ozoina u toku njegovog kretanja ka polu ćelije 2 a vrem e anafaze, šlo sc uaziva anafazno zaostajanje.

faza n razviću zigota. To će dovcsti
Uzrok n erazdvaja nja Uzrok Jierazclvfljana još Jiijc dobro poznat. Smatra sc da je proces starenja prim arn e oocite, koja ostaje u periodu privrem ene neaktivnosti i do 50 godina, je d n o o d m ogućih ohjašnjenja (str

T abela 3.4 Greške u m ejozi kod roditelja koje v o d e aneuplbdiji H rom ozom ske a b n orm aln osti

Otac(%)

Majka(%)

Trizomija 13

IS

85

44). To se bazira na d obio dokuinenlovanoj činjenici da pnstoji povczanost odinaklib godina m ajke s povećanom incidencom

Tri2omija 18

10

90

rađanja dece s Dov,'novim sindrom om (iabe!a'18.4). Zapažcno jed a starost m ajke im a uticaja i na pojavu trizom ije 13 i 18.

Triromija 21

5

95

45.X

80

20

47. XXX

5

95

-17 XXY

-15

55

17. XYY

100

0

Ne zna se kalco niti zašto godine m ajkcizazivaju nerazdvajanje, iako su islraživaiija pokazala da odsustvo rekombinacija u rnofazi m cjo zc) utičc na pojavu nerazdvajanja. Nijc iznenađuiuće da su hijazm e lcojc se forniiraju poslc rekom binacije odgo•.■orne za povezanost parova hom olognih brom ozom a, sve dok

® M ejoza I

j

® \

Nerozth'ojonje

(!) © M ejoza II

ai

| ^

®

0

r\ |

Normalni m onozom ični gam eti

/I

^

|

Dizomični gam eti

j

0

©

\ [

^

^

Nulizom ičnigam eti

^

\

©

[\

Nermclvaj^e

D izom ičan gam et

Nulizomičan gam et

Normalni m onozom ični gam eti

S lilc a 3 ./.1 Razdvajanje para h rom ozon iđ u rnejozi: A n orm olna iiiejo?a, B n er 02 dvajanje u rnejozi I, C n erazdvajan je u m ejo zi li

Poliploiđija Polipioidne ćelije sadrže višestruki um nožak celih hapioidnih setova hrom ozom a, kao 69, triploidija ili 92, tetraploidiji). Kod čoveka, tripioidiia se može potvrdiri reiativno česlo i to sam o u m atcrijnlu ispitanom posle spontanih pobačaja, jer je preživljavanje posle poiovine tn u in o će rctko. Sam o nekoliko tripioida je doživcio rodcnjc i svi sn um rli od m ah posic rođenja. Uzrok triploidije m ože biti u grešci tokom sazrevanja jajne

kompIeUm, što znaći da nem a ni gubitka n i viška naslednog materijala. Samim tim balansirane aberacije su generalno m anjc štctne, sa izuzetkom retkih slučajeva ko d kojih se pri prekjdu oštećuje funkcionalno značajan gen. Ipak, nosioci baiansirane aberacije su često pod rizikom đa dobijti decu s nebaliinsiranom hrom ozom skim koinplenienlom . Kada je aberacija hrom ozom a nebalansirana, hroinozom ski kom plcm ent sadrži prom enjem i količinu hrom ozom skog ma lerijaia i klinički efekti su obično ozbiljni.

ćeiije ili sperm atozoida tokom m ejoze, koja na p rim e r vo d izadi-žavanju poiarnog lela iii form iranju dipioidnog sperm stozoida. U iro k inože bili i oplođenje jajne ćelijc s dva sperm atozoida, što se zove dispermija. Kacia triploidija potičc od prisustva d o datnog para očcvih hrom ozom a, placenta jc obično nateče-

Transiokacije Translokacije se o d n o se na prenos genetskog m aterijaia s jcdnog hrom ozom a na drugi. Recipročne translokacije sc javljaju

no s h id atjdiform nim prom enaina (str. 96). S uprotno, ako je

ako postoji razm ena izm edu dva hrom ozom a, segm cnti se iz-

triploidija rczuitat d odatnog para hromov.oma majke, placenla

m cnjuju i form iraju se dva nova hrom ozom a. Rooerlsonova

je obično raala. Triploidija dovodi do ranih spontanih pobn-

translokacija jc tip recipročne translokacije izm cđu dva akro-

čaja (slika 3.22). Činjenica da razlike izm edu triploidija koje

centrična hrom ozom a kod koje su m esta razm ene na centrom eri jii bljzu nje (slika 3.23).

potičn od oca ili od mnjke ukazujn na značajan „cpigenetički efekat" ili „efekat koji potičc od roditelja” na gcnom čoveka. O vo će biti razm atrano detaljnije u pogiavlju 6.

Recipročne translokacije

STR UKTU Rm ABERACUE

Kod recipročnib translokacija dolazi do prckida na najm a-

Aberacije u stn ik tu ri hrom ozom a javijaju se kao j>osJeilica pre-

nata. O bično broj h rom ozom a ostaje 46 i ako su razm enje-

nje dva hroroozom a, a zatim do razm ene njihovih fragm e-

kida hrom ozom a, posle čega se oni nekati ponovo spajaju, a!i

ni fragm enti otprilike iste velićine, tran slo k ađ ja se može

na dnigačiji način.

otkriti sam o detaljnim ispitivanjem hrom ozom skih traka j)i

O ve aberacije m ogu biti baiansirane ili ncbalansirane. Ako

FISH m ctodom (siika 3 .1)). U opšteno govorcći, rccipročnc

d o d c do baiansirane aberacije, brom ozom ski kom plem cnt je

transiokacije su spccifične za odredem i fam iliju, m ada sc iz

iliiO^ZOM!

!< H

I I

'

.u

(

Robertsonova

r

^

” 2

i

jI (

3

“'4 ‘

)

4

«

5“ '

7

*

8 9'

10

11

n

¥

.m ,

m

b l\ A

1? $ iii m m m iii 6

p>

12 *

ReciproČna

iii '

13

"

1S

"

~1®

« av*.

19

20

21 22

*5# 17

m

1 [1 c\ n

’ 18

[ l l

x

\ //

\\ l

" / A t ...... / n \ ' ” y

y

[j \ \

r\ n

\lw

n

\\ //

\\ k

(J \)§

y

Slika 3.22 Katiotip koji pokazujfi Iriploidiju d o b ije n 'a m alerijala p o sle

S iik a 3,23

sp o n ta n o g p ob ačaja

Tipovi translokacija

nepoznatih razloga rctalivno čcsto javija balansirana reciproč-

lirom ozoma 22 i (rizom iju na distalnom delu dugog kraka hro-

na translokacija Uoja zahvata dugačke krakc hrom ozom a ) 1 i

m ozom a i i .

22. R ecipročna translokacija sc javijn otpriiikc u jed n o m od pet stotina shičajeva.

prectu u jedan gam et, a sam o jedan u drugi gam et. Ako, na

Razdvajanje 3 : 1. D ruga m ogućnust je da tri hrom ozom a prim er, kao na slici 3.24, hrom ozom i 1] (A) i 22 (D) zajedno

Razdvajanje u m ejozi

s derivalom hrom ozom a 22 (C) prcdu u gam ct koji je potom

Značaj b alansiranc recipročne lranslokacije zavisi od proccsa

oplodcn, em brion će biti trizom ičan jer jc prisulan i sadržaj dcrivata hrom ozom a 22. Ta pojava se jjonekad naziva lacijar-

tokom m ejoze, kada se razdvajaju iirom ozom i, što m ože dovcsti do vdikih hrom ozom skili porem ečaja. Te prom ene izazivaju prevrem encprekide trndnoće iii radanje decc s raziičitim anc-

na Irizomija. Iskustvo jc )>okaKiio da je kod nekih recipročnih transiokacija, tercijarna trizom ija za nastali hrom ozom 22 jedi-

malijama. Probiem i se javljaju tokom mejoze jer hromoz.omi koji učcstvujti 0 tran slokadji ne m ogu norm alno da sc sparujti

de do ranog gubljenja trudnoće. Nažalost, tercijarna trizomija

i da form iraju bivalente. Um esto toga, oni form iraju slrokturu

za nastali hrom ozom 22 je ozbiljno stanje koje kod dece izaziva

poznatu k a o pahitenski kmdrivulcrtl - sparuju se četiri hromo-

m nogobrojne kongcnitalne abnorm alnosti i leškc porem ećaje učenja.

zoinn, dva m rm a ln a i dva s translokacijom (slika 3.24). Ovde

ni održivi nebaiansirani proizvod. Sve druge segregacije dovo-

je inačajno da se u kvadrivalenlu sparuju hom ologui regioni svakog hrom ozom a.

Rizici kod recipročne tran slo k acije

Razdvajanje 2 : 2 . Razdvajanje hrom ozom a iz kvadrivaicnta

Kada se saveluje prenosilac b ak n siran e transtokacije, neop-

u toku posJednjih stadijum a m ejoze I, dešava se na više razli-

liodno jc tizeti u obzir sve m oguće preraspodele da bi se utvr-

čitih načina (tabeia 3.5). Ako se aiternativninesusedni hrom o-

diio da ii onc m ogu dovesti do rađenja abnorm alnog deteta.

zoini razdvoje n gam ete, svaki gam et če im ati norm alan i!i ba-

Taj riziksekreće izm edu }% i 10%. 2 a prcnosioca translokacijc

liinsirani haploidnt kom pleinenl (slika 3.25). Posle oplodenja,

J 1;22 koja je navedena kao prim er, lizik je do 5%.

cm brion ćc u tom slučaju ili im ati norm alne hrom ozom e ili će imati balansiranu translokaciju. Ako pak suscdni lirom ozom i jiredu zajcdno u gam etu, nastaju gam eli koji nosc nebaiansj-

Robemonova iranslokacija

rani hrom ozom ski kom plem ent. N a prim er, na slici 3.24 može

Roberlsonova translokacija jc rczultat prckida na dva akrocen-

■'« uočiti da alco gam ct nasiedi norm alan hrom ozom broj 11

Irična hrom ozom a (broj 13, 14, 15, 21 i 22) na njihovim ceri-

:'A) i novonastali (derivat) hroinozom 22 (C), posle oplodenja

trom erim a ili blizu njili, a zatim sledi m edusobno spajanje nji-

nibrion će im ati m onozoiniju na dislainom delu dugog kiaka

hovili dugačkih krakova (slika 3.23). To se još naziva centrićna

HP.bteO?if>vil I D rO S A ĆFl N!

fu zija . Kratki kraci svakog hrom ozom a više ne postoje, što nije klinički značajno jer oni s a d iie sam o gene za ribozom alnu

22

RNK, čije kopije postoje na đrugim akroccntričnim hrom oI

zonaiina. U kupan broj hrom ozom a se sm anjuje na 45. Koko nem a gubitka ili viška važnog genetskog m aterijala, to je funkcionalno balansirana prom ena. Pojavljivanje Robertsonovih

Norm alni

W

I 1

M esta

[ W

prekida irazmene q|

hromozomi

translokacija u opštoj populacijije otprilike 1 u l.'OOO slučajeva, kod kojih najčešče clolazi d o spajanja dugih krakova brom o'/o-

J U

ma 13 i \4 (13ql4q).

1

i

S egregacija u m ejozi Kao i kod recipročnili translokacija, tako je i za Robertsonove traiislokacije značajno njihovo ponašanje tokom mejoze. Na prim er, nosilac translokacije 14>]21q može proizvesti gamete koje sadrže (slika 3.26):

Bolansirana translokacija

1. N orm alan h ro m o 2omslci kom plem ent (npr. norm alan 14 i norm alan 21 hrom ozom ).

V

2. Balansirani hrom ozom ski kom plem ent (npr. J4q21q

D

translciran hrom ozom ).

| liL

3. N ebaiansirani hrom ozom ski kom plem ent koji ima i translociran i n o rm alan hrom ozom 21. N akon oplodnje če nastati em brion s D oivnovim sindrom om . 4. N ebalansirani hrom ozom ski kom plcm cnt s norm alnim hrom ozom om H , d o k ć e hrom ozom 21 nedostajati. 5. N ebalansirani hrojnozom ski kom plem ent s norm alnim

Pahitenski kvadrivalent u m ejozi

—£X

hrom ozom om 21, dok će hrom ozom 14 nedostajaLi. 6. N ebalansirani hrom ozom sld kom picm cnt s translociranim h ro m ozom oin i n o rm aln im hrom ozom om 14. Kod poslednje tri kom binacije zigot će im ati m onozom iju 21, odn o sn o m onozom iju M .odnosno tri 2 om iju 14. Svc tri

‘

I f

°

Siika 3 , 2 4 Balansirana recipročna transiokacija s hromozonnima II i 22

kom binacjje in kom patibilnc su s preživljavnjem i do pobačaja

dovodi d oform iranja kvadrivalenta u p a h itcn u u mejo7i I.

dolazi vcć u ran o j triidnoći.

Kvadrivglent o m o g u ć a v a sparivanje h o m o lo g n ih reaion a.

T a b e la 3 .5 .'Iip c y i razdvajanja h rom ozom a pri recipročnoj translokaciji (Slike 3 .2 4 i 3 .2 5 ) Šerne segregadje

Segregacija h rom ozom a

Cjrađa h ro m o io m a u g a m etu

Alternativna

A+ D

Normalan

8+ C

Balansirana iranslokacija

Susedna i (nehom otognc centromere.se razdvajaju skupa)

A+ B o r O D

Nebalansirana, vodi kombinovanoj parcijalnoj monozoniiji i parcijalnoj trizomiji u zigotu

Susedna-2 (hom ologne centromere se razdvajaju skupa)

A i B or C r 0

2 :2

3 :1 Tri hromozoma

Jedan lnanozom

A + B+ C A+ B+ Đ A + C- l D 8+C+D

Nehalansnana. vodi trizomiji u zigotu

A

Hebalansirana, vodi monozomiji u zigotu

B C D

I mĆMOZpiVH I O E O B A ^ it ;

Samim tim anaiiziranje hrom ozom a kod dece s Downovim sindrom om veoma je značajno, ne sam o zbog potvrdivanja diPahitcnski

c: m r — B

pfzzzoi [ j

:|

kvađrivaient

D

jagnoze već i zbog identifikacije dece s trnnslokacijom . Otpriiike kod dve trećine dece s Iranslokacijom i D ow novim sindrom om , translokacija će se javiti kao novi porem ećaj kod deteta, a u prcostaloj jcdnoj trećini jcdan roditclj ćc biti prenosilac.

1 Alternativno ra7dvajan]e vocii ka normalnom >J>

balansiranom haploldnom komplerneniu

D rugi rodaci takode m ogu biti prenosioci. Zbog toga je važno ućiniti maksimalarj napor da bi se identifikovaii odrasii prenosioci translokacije u porodici da bi biii upozoreni na m ogući rizik za polom sh'o. To se može nazvati traganjem za Iranslokacijom ili „iovom". Rizici kod R obertsonovih trajisiokacija Ispitivanja su pokazala da žcna nosilac 13q21q ili H q21q - Robertsonove translokacije nosi rizik od olpriiike 10% da

\

ćc im ati dete s Downovim sindrom om , dok će ako je nosi-

A B 2 Susedno razdvajnje-l vodi nebalansiranom haploidnom kom plem em u

lac m uskarac rizik biti 1-3%. Z načaino jc razm otriti i slučaj

A

ncsrcćnog prcnosioca 21 q 2 ! q Robertsonove translokacije kod koga ćcsvj gameti biti ili nulisom ični ili disom ični za hrom ozom 21. Samiin tim , sve trudnoće će se završiti ili spontanim

ili

pobačajcm iii rocienjcm deteta s D ow novim sindrom om . To je veom a rclka situacija kod kojc je rizik da potom stvo buđe s porem ećajem veći od 50%. D rugi priineri su deca majke s netretiranom lenilketom trijojn (str. 162), kad sn oba roditeija hcicrozigoti za isli autozojnalni d o m in an tn i pojem ećaj (str. 10?) ili kada sn oba roditclia bom ozigoti za isti m utirani gen koji izaziva autozom alni recesivni porem ećaj, kao što jc sen-

3 Susedno ra2dvajnje-2 \/odi ka nebalansiranom haploidnom kom plem entu

zorneiirnlna giuvoća.

Delecije Gubijenje dela hrom ozom a koje dovodi do in 0 n 020 m ije za taj segm ent iuom ozom a naziva se delecija. Vrlo velike delecije sti obično iiikoinpalibilnespreživijavanjein do porođaja. O pšteje pravilo cla će se svaka đekcija u kojoj se gubi više od 2% ukupnog haploidnog gcnom a završiti lctaino. Smatra se da dciecijc imaju dva nivoa. „Velike" hrom ozom ske deiecije mogti se vjcieti pod milcro-

5!ika 3.25

skopom . Nekoiiko delecionih sindrom a jc opisano, kao što je

Različiti o b iic i razdvajan ja 2 : 2 koji m o g u n a sta ti iz

W olf-IIirschhornov ili cri du chat sindrom (ir.ačiji plač), kod

k v adrivalenta p r ik a za n o g na slici 3 .2 4 (ta b ela 3.5).

kojih se gubi deo kratkog kraka hrom ozom a d, o d nosno iirom ozom a 5 (slr. 264). Prim enom citogenetskih m ctoda visokc rezolucije i FISH, u prom etafazi, nedavno su otkrivene subm ikroskopslce m ikroddecije. Ma prim er, pokazaio se đa su rauije neobiašnjena tcška stanja, kao što su Prader-W illijcv i Angel-

T ranslokacija u D o w n ovoin siiulrojnii

snanov sindrom , posiedice m ikrodelecija (str. 116,117).

Najveći prajclični xnačaj liobcrtsonoviji translokacija jc u tom c sto se na osnovu njih m ože pretpostaviti da ii će se rađaSi beke s Downovim sindrom om lcao posleđicom cjnbriona koji na-

Inserđje

sleduje norm alan broj hrom ozom a 21, po jedan oci svakog

Insercija sc javija icada sc jcdan scgm cnt hrom ozom a um ctnc,

rodjtelja plus translocirani hrom ozoin koji sa d rfi deo od 21

tj. inscrtujc u cinigi hrom ozom (slike 3.28 i 3.29).

hrom ozom a (siika 3.27). Kiiničkc posicdice su sasvim jedna

Ako ubačeni mnteiijal potičc $ drugog hrom ozom a, tada

V.e posiedicam a koje sc javljaju kod čistfi trizom ije 21. Ipnlc,

je kariotip baiansiran. Ako se insercija javi n jed n o m hrom o-

za razliku od trizom ijc 21, roriitđji deteta s translokacijom 7.a

zonni, posledica toga je nebalansirani hrom ozom ski kompie-

Dovvnov sindrom im aju reiativno velik rizik da njihova buduća

m cnt. Prcnosioci balansiranog porem ećaja, dciccijc-ioscrcije,

-•ccabudu lakodeobolela ak o jc ncko oil njiii prcnosiiacbaian-

nosc rizik od 50% da ćc im ati ncbaiansirane gam cte jer će se

siranog poremećiija.

grcgacija hrom ozom a u toku m ejozc dovcsti do pojave gameta

f

j!

Normalni hrom ozom i J ..j / 14

H

21

21

IsasfcssaR&sssceS ▼ A

8

^ Izgubljenl fragmenti

H Balansirani 14/21 prenosilSc

■ ' •'.

V

v

\y

14

14/21

21

A-

A

y

j

fl

21

14/21

14/21 21 KSKKSgpK'SE

N ormalri prenosilac

Dovvnov sindrom

■

„

8

«

1•1

14

21

14

Mogući gam eti 14

Posiedice

Normalni

14/21

Smrt

Slika 3.2& Nastonak Robertsonove translokgcije 14q21q i prikaz mogućih kombinacija hromo7.oma n
koji nose rizik od 50%
.

. *

.

\

^

hŠR*

^ ^

'

^

^

' ' ^

.'•] * "

^

"■

Inverzije Invcrzija je porem ećaj na jed n o m hrom ozom u kod kojeg sc javlja o b rm it redosled segm enata zbog prekida na dva m esta.

asŽ^

Ako inverzija uključuje cen tro m eru , naziva s c pericentriaia inverzija (slika 3.30 A). A ko se inverzija pojavi n3 sam o jcdnora kraku hrom o'iom a, naziva se paracenirična (slika 3.30 B).

v

lnverztje su balansirani porem ećaji koji retko izazivaju problem e kod prenosioca, izuzev ako prekid ne oštećuju značajan

^ -^' ^ ^

:.,U ;| .' J ^ ,

'v ^ " :

% l

^'^§' '^'^y 'J

gen. Peiicenlrična inverzijti koja se dešava na hrom ozom u 9 česta je stru k tu rn a varijanta ili polim orfizam , koja se naziva kcterom orfizam i sm atra se đa nije funkcionalno značajna. Ipak, druge inverzije, koje n e izazivaju kliničke problem e kod balan-

*__'’:■ ■ -. _''. •'-'"'■ __ ^

siranih prenosilaca, m ogu izazvati hroiliozom ski debalans kod

1

potom stva, sa značajnim kliničkim konsekvencam a. .*

Razdvajanje u mejozi

ij. is /t ■?./> y

„Bojenje' hrom ozam a pokazuje 14c|2lq Robertsonovu

P ericen tiič n a inverzija

tiarislokaciju kod d eteta s Downovim sindromom. I liomozom

Nosioci p ericcn tričn e inverzije m ogu proizvcsti nebalansirane

21 je obojen pfovo, s hrom ozom 14 žuto (Ijubaznošću Meg Heat,

gam ete ako sc pojavi krosing-over u invertovanoin segm entu

City Hospital, Nottingham).

^OMOŽO'V1i i

sj

,y 'ii

0 0

U U

^

Jiika 3.28

■....... ••• . /

Na obojcnom hromozomu S (Coinbio) vitii $e mali deo fobeleženo strelicom) koji piedsiavlja inserciju sa hionozom a 13. (slika 3.29) (Ijuba^nošđu Meg Heath. City Hospital, Nollingitam).

jJi;::

fe

Sf

Id

'mj

y ii

Sitka 3.30 A. Peticentričns i B. patacei'itrična inverzija (Ijubaznošću
■

,

• ; u lokt! m ejoze T, l
l

*%■ š ^ •••V' '

'

■&?{?*-■ ': •'’ •
t

;•

^ *|j}?V

V» ■• ;;. 'i ' - ' . ' . •-.

•

i

•

• '■

.. ;. • .

.-<■■.■■•

- • ■: «/ • ^

f

•

-.•••%• ■'■■

■■

^

ya

’•-•

•;"'.*■

'■ ■ • ■ ■ .

'

::^ K v - ,'■•••' 2 .'# .• •

*:•-•' . • V-iC :

; ■•

inverzijc, krosing-ovcr koji se odvija u nutar petlje rezultiraće sa dva kom plem entarna rekom binovana hrom ozoraa. Na jcdn o m lirom o7.om u ćc
tf

: •%;. * ' •, .• • .«? '«fy. - '•••• '• -■$•

to v a n o m s eg jn e u tu i delecije na d ru g o tn kraju h ro m o z o m a ,

.

d o k č e drugi h ro m o z o m imati suprctan linearni r;ispore
.

Z

• ■.

logiii hioniozom i pokušavaju ila sc spare. Kod pericentričnc

. • ■• : •

.

•’. •

ka 3.31 A).

Ako pericentrična inverzija uključuje sam o mali deo hrom ozom a, tada u slučaju krosing-ovcra u petlji, duplicirani i de-

IC ' j &

Ieđ ran i scgm enti če biti relativno veliki. Što su segm enti veči, verovatnijeje da ćc njihovi efekli na em brion biti tako teški da

#

'

će se trudnoća prekinuti pobačajem . Kod velikih periceniričnih inverzija, duplicirani i delccirani segnienti će biti relativno

.*

:

' V '"

!■••■

$

»’ l' &

.

'■ •' •■'■•■■ *

$

#

•

''

m ali, tako da će preživijavanje do rođenja i posle rodenja biti

•; S i &

:* .,

'

r. ■.*. $•# ••. •• •■ • %

r

%■

••■ r

.< ■

*> •! m

I

B

,

-■*=•'

.

;

;

;

m oguće. To znači da sto su pericentrične invereije vcće, veće su šansc đa se rađaju deca s porem ećajim a. Zajcdnički re7.nltati m nogih ispitivanja pokszali su da prenosilac balansirane pericentričnc invcrzije nosi rizik 5-10% da

*

:

ćc im ati dctc s vijabilnim im balansom ako jc invcrcija rczultirala rodcnjem abnorm alne bebe. Taj rizik je bli2 u 1% ako jc inverzija ustanovljena u slučajevima sa istorijom ponovijenih

Sžtka 3.29

pobačaja.

.,Bojenje" riromozoma korišćenjem obojenih proba za hromozom 13 (Cambio) pokazujc inscrciju materijala hromczoma 13 u

P a racen trič n a inveizija

hromozom 5 (obeležen stielicoin). (Ljubaznošću Mer.) 1-leat, City

A kosekrosing-overdešnva u invertovanim scgm entim a, poslc-

Hospital, Nottingham).


SiiSca 3.31 Mehanizam stvaianja rekoinbinantnili nebalansiranih hromozoma prilikom A poricentrične i B paracentrične inver-iije pri krosing-overu u inverzionoj petlji. (Ljubaznošaj đr i. Delnathy, Galton Laborator/, London.)

k o jin io g u biti accntrični ilid icen tričn i (slika 3.31 B). l’reciznije rečeno, acentrični b ro m o zom i predstavljaju/ragm eirfe lirom ozom a koji ne m ogti ući u m itozti, tako tia je pfeživljavanje em briona u tom slućaju n'eo biaio retko. P icen trič n i hrom ozom i su sam i p o sebi nestnbilni za vrem e deobc čeJijc i prežrvljavanje em briona je uglavnom nem oguće. Zbog toga je i m ogućnost da će baiansirana roditeijska paracentrična inverzija dovesti do radanja ab n o rm aln ih beba veom a mala.

Prstenasti hromozomi -ring hromozomi P rstem sti hrom ozom i se form iraju kada naslnne pjrekitl na

Izohromozomi lzohrom ozom i nastaju kao posledica gubilka jed n o g hrom ozomskog Itraka i itdvajanja drugog. N ajverovatnije objašnjenje za form iranje izohrom ozom a jeste da se centroraere dele po prečno um esto uzdužno. Najčešće naslaje izohrom ozom }! s dva duga kraka. Sm atra sc da taj porem cćaj izaziva 15% svili slučajeva Turnerovog sindrom a (str. 272).

MOZAIClZAfi/l I HiiVlEEIIZAm (M!KSGPLG!DUA)

svakom hrom ozom .skom kraku i na cen traln o m delu ostajn

M ozaicizam se definiše k ao prisustvo dve ili višc ćclijskih li-

tlva „lepljiva" kraja koja se spajaju u prsten (slika 3.32). D va

nija kcje se razlikuju p o svojoj genetskoj konstitnciji, a)i po-

distalna hro m o zo m sk a fragm enta stt izgubljena, i ako se to

liču iz islog zigota, im aju islo geneličko porekJo i p risn tn e su

dogotlilo na auto zo m n im h rom ozom im a, posledice su obićno

kod jetine osobe ili u istom ikivu. Ilro m o z o m sk i m oznicizam

ozbiljne. U toku initoze, p rstenasli hrom ozom i su često nestabilni,

obično nastaje zbog nerazdvajanja h rom ozom a « ranoj m itotskoj deobi em brionn, pri čem u nastaje više od jetlne ćelijske

lako tla je uobičajeno d a se oni natln sam o ti nekitn ćelijama.

Itnije. Ako se, na prim er, u zigotu čoveka, dve lu o m alitle hro-

Oslaie ćelije organizm a obično su m onozom ične jer nem aju

m ozom a 21 ne razdvoje u toku druge m ilotićke deobe (slik=-

prstenasti hrom ozom .

3.33), stvoriće se zigot od čeliri ćclijc, otl čega će dve ćeiije

Zigot

® /

$Bar

/

\

L m ilo tsk a d e o b a \

$ ®® fi (V > %

Sliica 3 .3 2 Parr.ijalnikariotip piikazuje ring hromozorn 9. (Ljubnznošću Meg Heat, City Hospital, Nottirigham}.

2. m itotska deoba

l

imati 46 h ro m o zo m a, jcdna će im ati 47 hromoz-oma (trizoniija 21), a jed n a ćelija će im ati 45 hrom ozom a (m onozom ija 21). Sledeća ćelijska linija sa <15 h io m o zo m a verovatno neće prciiveti, pa se očekujc da će em brion koji ostane pokazivati

Normilrid dizomija

\

Nerazdvajonje

J

Noimalna dizcmija

Trizomija Monozomija

otprilikc 33% m ozaicizm a za trizom iju 21. Sm atra sc da sc mozaicizJim javlja u )-2 % sv ih poznatih slučajcva D ovm ovog sindrom a. Mozaicizain m ože da se javi i na m olekularnom nivou ako

SJik.a 3.33 Nastanak mczaici2rri3 u somatskim ćelijama zbog nerazd'/ajanja u mitozi.

se pojavi nova m ulacija u som atskim ćeiijam a ili u ranom stadijunm dcobe germ inativnih ćelija (str. 114). Na m ogučnost pojave inozaicizm a naročito trcba obratiti p ainju kada se savc luju roditclji detcla kod koga jc bolcst koo D uchenncova m uskularna distrofija izolovan slnčaj (str 297).

Hiinerizam Himcrizam se definiše kao postojanje jeđne ili više ćelijskih linija kojc potiču od dva i]i višc zigota, to jest im aju razJičito genetsko poreklo, a prisutne su kod jedne osobc. Reč himera poliče iz grčke milologijc, gdc je postojao m onstrum s glavom lava, lclom koze i repom đavola. Kod čoveka posiojc dve vrsie him eia: disperm ičnc liim cre i krvne himCie.

genitalije. U2 rok je gonadni him crizam kod ženskog telcta.što se naziva/reem arrm s.

PREPORUČENAUtERATURA Harch M j, KnutsenT, Spurbeck j I- (eds) 1997‘Ilie ACi'r cj'iogenctics iaboralury manual, 3rd edn. Lippincott- Rnven, Philadeljihia.

Asocijacija genelifani prircdila laboratcrijsfriprcktihum višc autora. G m en S l„ Kcaglc M 1} Cccls) 2005 Tlie principles c;f dinienl cyiogenetics, 2nci edition. Humana Press, Totow,i, New Jerscjr.

D i ’.a'jan voclič viic ciulora c svim nspektinia inboratorijike i klmičke genetikc.

Oispermične himere Te liim ere nastaju kao posledica dvostm ke oplodnje je r dva genetski raziičita sperm atozoida ojjlode dve jajne ćclijc i nastaju

Milclmnn F (c d ) 1995 An iniernationnl systeni for humnn cytogcnetics »omcndaturc. Karger, Basel.

lzvcStaj o clctaljnoj annlizi hroriiozomskih abnormnhiosti posic ispitivanjn FlSli nictoclom.

dva zigota koja sc spajaju u jedan em brion. Ako su dva zigota

Rooney D £, Cjep\ilkowski B H 1997 Htiman chromosonie prepar.ition.

različitog pola, hin ierični eiribrion m ože da se razvije u osobu

Bssential tecliniques. lolin Wiley, Chichesier.

s pravim herm afroditizm om (str. 275) i sa XX/YY kariotipom .

Laboralorijski voclič kroz riizlićitc inetocte cmalize hroncozonui.

Takav tip him ere na m iševima danas se stvara u laboratoriji i olakšava ispitivanje transfera gena.

Speidiet M R .C n t e iN !52C06'Ihenewcylogenetics:blurrinj»tlicJ boiindnrics v ith molccular bio!ogy. N .i: R cv Ocn 6: 7S2-792.

Pngled o nnpretku H SH i tehnika mikronizn. Hierm an H, Susnian M 1993 Mum.m chromosomcs. Structurc, beliavioiir

Krvne himere Krvne him ere nast.iju kao posledica razm ene ćelija kroz pjacentu izm edu dizigotnih blizanaca u uterusu. Na prim er, 90%

ancl efiects, 3rd edn. Springer, New York Koristnn i razumljiv uvotl u huiuam i genctiktt Tjio J H , Levan A !956Thechromosome mimber of man. Hcreditas <12:1-6.

Pogocine meiode zn pivučuvnnje hivmuzunui knct osnttve zn cilogencitikii.

ćelija jcdnog b lizan ta m ože im ati kariolip XY dok eritro tjti pokaznju p red o m in an ln o krvnu grupu B. Drugi blizanac će

Veb-sajt

Pak imati 90% ćelija s kariotipom XX, a eritrociti će pokazi-

N nlioiui Centei’ for Biotedmoiogz lnloriniiiiiiii- i\-iicrorrays: chipping

vati pred o m in an tn o krvnu grupu A. O davno je zapaženo kod

;nvay n! ihe tnys!ciies of science and medicini*. Onlinc. Avnilable: ht!p:/

blizanaca leladi različitog pola da žensko tele ima neodreden«

wwtv.ncbi.ntiii.ni)i. govMbout/pniiier/niicroarr;i>'S. Iitml

SAŽETAK ® N orroalan k ario tip čovcka sadrži 46 hrom ozom a i od

gam etogencze, hom ologni hrom ozom ski par razm enju-

toga su 22 jiara autozom i i jedan par su polni hrom ozo-

je segm cntc i polom se nezavisno razdvaja u zrcle ćerke

m i, XX kod ic n a i XY kod nm škaraca.

gam ete.

© Svaki h ro m o zo m jc graden od kratkog (p) i dugačkog

& H rom ozom ske aberacije m ogu biti stru k tu rn e i nu-

(q) kraka koji su povezani ccntrom erom . H rom ozom i se

m eričke. N um erički porem ećaji obuhvataju trizom iju

analiziraju korišćenjem kulture ćelija i na

fičnili trak a, m ogu bili identifikovani specijalnim tehni-

i poliploidiju. Kod trizom ijc se javlja jedan hrom ozom viška, obično kao rc 2 ultat nerazdvajanja u m ejozi i ili

kam a bojenja. M olekularno citogenetske tchnike, kao što

m ejozi II. Kod poliploidije, tri i)i više kom pleta haplo-

o s j io v u

speci-

s» fluorescentna in situ hibridizacija (FISM), kom para-

idnih setova nalazc sc um esm uobičajcnog diploidnog

tivna gcnojnska hihridizacija (CG H ) i m ikroniz - CGH

kom plem enta.

koriste se za otlo ivanje i odrcđivanje m alih, teško uočljivih hroinozom skih porem ećaja.

© S trukturnc abcracije obuhvataju translokacijc, invcrzije, inscrcije, prstenaslc hrom ozom e i dclecije. Translo-

0

Za vrem e m itoze, u som atskim ćclijam a, dve sc

kacijc m ogu biti balansirane ili nebalansiranc. P renosiocj

strinskc h rom atidc svakog hiom ozom a sc razdvajaju 1 svaka od njih odlnzi u po jed n u čerku ćeliju. U toku

balansiranih translokadja nose rizik da će im ati đecu s

mejoze, koja se odigrava za vrem e poslednjcg stadijum a

ki i m entalno hcndikcpirana.

nebalansiranijjj pieraspodclam a; ta deca su obično fizič-

Morieli nasleđivanja

„Ispostavilo sc da su putevi nasleđivajija n eo b ičn o 'jed -.

pastorče brata koji im a rizik od llu n tin g lo n o v e bolesli nije

iioslavni i upravo ta činjenica uliva nam nadn da priroda

biološki rodak.

ipak nije velika tajna". T hom ns M organ (1919)

IVIENDELOVO NASLEĐ\VANJE Više od 16.000 osobina ili porem ećaja čoveka posledica su

PROUGAVANJE PORODICA

m onogenskog, unifaktorskog ili M endelovog nasledivanja.

Da bism o utvrdiii da li čovck nasieduje određenu karakteristi-

Ipak, karakteristikc kao što su visina ili m nogi česti poremećaji n nekoj porodici, na prinier dijabctes ili hiperlenzija,

kn ili porem ećaj, uglavnom iiučavam o kako se le karakterisli-

obično nc slede jedr.ostavan mockl iVlendelovog n askdivanja

ke ili porem ećaji prenose s generacije na generaciju ili proučn-

(poglavljc 9).

vamo njihovu učeslalost m edn rodacim a.

Za osobinu ili porem cćaj koji su o d ied en i gcnom nn nuto-

Veoma je važno proučiti načine nasledivanja poremećaja u

zom noin hiom ozom n kaže sc da sc nasledujc aittozomno, dok

porodicam a da bi se mogli savctovali članovi porodica u pogledti verovatnoće rarvoja bolesli kod njih ili prenošenju bolesti

se za osobinu ili porem ećaj koji je odreden genom na polnom

na njihovo potom stvo. O genelskom savetovanju biće više reči u poglnvijn 17. Osim toga, m nogo je lakše postaviti dijagno 2 it

hrom ozom u kaže da se naskđuje vezano za pol.

je prelom posle obične povrede, lekar će, ako se i kod dnigih

AUTOZOMMO DOMINANTNO NASLEĐiVANJE

članova le porodice uslanovila česla pojava fraklura ili plave

Aulozomno dom inantna osobina je ona koja se ispoljnvn u he-

skleie, m oći da poslavi dijagno 2 U osleogenesis impcrfeclu. Ako

terozigolnom stanju, što znači da se ispoijava kod usoba koje.

ne poslcji pozilivna porodična isiorija, tnoraju se itzeli u obzir druge dijagnćze.

imaju jedan abnorm aian ili m utantni nlcJ i jcdan norm alnn akl.

ako je poznala porodična istorija. Na primer, ako dcte zadobi-

Praćenjein nekoliko generacija u porodici, česlo je m ogućc ući u trag dom inanlno naslcdenim osobinam a ili porem ećajim a (sli-

:
ka 7.2). U južnoj’Africi, većina slučajeva porfirie variegate može se pratili iinazad
Rodoslov predstavlja stenografski zapis značajnih podataka o

(šlo ie posledica povcćane oselljivosti na sunčcvu svetlost) (sli-

porodici i obićno počinje od prve otkrivene aficirane osobe

ka 7.3) i izlučivanje urina tam nocrvene boje (ksio crveno vino

zbog koje porodica i postaje p re d m e t istraživanja. Ta osoba

porlo) usled prisuslva porfirina u urinu (str. 172). Auto 2 om no

sc naziva indeks slučaj, proband (osoba zbog koje se posm a-

dominr.ntni način naskđivanja nekad se naziva sc „vertikalna"

tra poro d ica), propositus (ako je takva osoba m uškog roda) ili

trnnsmisija i potvrđuje sc kada se znpaža Iransm isija muškarac-

proposita (ako jc takva osoba ženskog roda). M esto probanda

muškarnr (tj. sa oca na sina).

n rodoslovn označava se slrelicom . Saznanja o zdravstvenom stanju oslaiih članova porodiee dobijaju se postavljanjem divektnih pitanja o braći, seslram a, roditeljim a, rodacim a i s m ajčine i sa očcve strane, kao i otkrivanjem značajnih poda-

Genetički rlzici Svaki gamcl hctero 2 igolne osobe s dom innntnom osobinom ili

taka o po lu i o dnosu prem a drugim osobam a. Svi odgovori

poremećajem m ožesadržati ili nonnnian ili m u ta n tn ia k l. Ako

pažljivo se beleže i unose u rođoslov (slilca 7.1). Vrio jc važno

se dom iiianlni nnitanlni ale.1 označisa ,,A",arecesivni norm alni

obrntiti pažnju i na detalje, lcoji m ogu biti presudni. Pacijen-

alel sa ,,a“, u Punelovoin kvadratii mogu se predstavili različite

•i česlo nc pridaju znaćaj razlikaniM izm eđu braće i sestara i

kombinacije gam eta (slika 7.4) Svako dete koje je rodila aficira-

polubraće i polusestara ili prcviđnju činjenicu dn na prim er

na osoba s dom inantnom osobinom ili porem ećajcm iina 50%

MODf 1.1 NASLKĐIVANJA

O sobe

Normalne osob e p . : (rnuške, ženske, nppozn?,t pol) hfer

I©

Aficirone osobe p | | j

Trudnoća (LMP ili 2ačeće)

n^l

/;-h -\ SssSr

VJ t J LMP 01/06/97

20

nedelja

\§ |P Proband

Sa više od dve bolesti

P

P

/

Konsultand

Više osoba (poznat broj)

Više osoba (nepoznat broj)

/

/ S l n

(fi)

< rr

Pokojni \ 0 \

Spontani pobačaj

/^

_ muski ženski

Aficirani spontani pobačaji

Mrlvorođeni [35? (2očcće) W r*\ 7 SB 28 nedelja

/"

P

muški zenski

A

P rek id

trudnoće

A

/ ... / .! musKi zcnski

A /

O dnosi

Blizanci

Venčani

.. DZ

Prekinula veza

Konsangvinitet p o L

A

Neutvroena zigctn ost

A

X

Bez dece

A7.cspermija N eplodnosti (rozlog) l ^ .

r

Usvojeno d e te

Oete dato na usvajanje

Nepoznati biološki roditelji V estačko o p lo đ en je i druge vrste asistiranog oplodenja

Donacija sperm e

Duriđcija jajne ćdije |

Majka surogat

.

|___ ___

Donacija surogata jajno ćelije

EH ^ ©

®

Sirnboli koji se koriste da bi se p/ika7ćile osobe i njihovi ođnosi na rodoslovu.

©

□ ------- O

MQp=t IISaŠ! FOtVANJA'

I^Afidr.an^

El

©

Aficironi

Slika 7.2 Rodoslov - prcnošenje autozom no dorninantne osobine. Obratiti pažnju na transmisiju s muškarca na rnušk3rc.a.

1-■;■■1 - 1

® * B liP iil

i® ® £

:

-

Slifes 7.4 Punetov kvadiat prikazuje m oguće kombinacije gam eta za jedan autozonm o dom inantni alel.

/ (koji kodira lam in A /C) i na, X-vezanom filaniin A genu. M utacije na I.MNA m ogu biti uzrok E m ery-D reifusove nm skularne distrofije, jednog oblika m uskularne distrofije, jednog tipa C harcot-M arie-T ooth bolcsti (str. 286), kardiom iopatjje (str. 29S), Dunnigcinovus’ tipa porodične delim ičnc lipodistrofijc (slika 7.6), m andibuloakralne displazijc, kao i jcd n o g vrlo retkog i vrlo ncobičnog stanja koje je poznato kao llu tch in son-G ilfordova prngerja. Svi ti porem ećaji su posledjca heterozigotnih mutacija, osim C-harco-M arie-T ooth porem ećaja i m andibuloakialne displazije, koji su recesivni, a sam im tim i hom ozigotni za LM N A mutacije. Jm a slučajcva gde su osobe s m utacijam a sasvim norm alne. U poslednje vrem e otlcjivene m utacije na genu filam ln A obuhvalaju i posebna, m ada preklapajuća X-vezana dom inantna dism orfna stanja, kao što su

iska 7.3 Pojavj plikova ria ko?i ruke u slučaju porM e variegare.

šanst (Ij. jed n o od dva d etcta) da nasJedi takav porcm ećsj i da bude slično aficirano.

oto-palato-digitalni sindrom , M elnick-N ecdlcs siiidrom i ironlom etafizealna dispiazija. Takode, m oram o dodali i to da jcdan obiik epilepsije kod žcna koji se n ask d u je d o m jn an tn o X-vezanO nastaje usled m utacija na toin genu, a naziva se periventrikularna nod u lam a heterotopija.

Različita ekspresivnost l^lejotrcpija Auto/.omno do m in an tan porem ećaj m ože zahvaliti saino jedan

Kiiničke odlike autozom no dom inantnih porcm ećaja odlikuju se veom a velikim razlikam a od osobe do osobe, pa čak i m edn

organ ili deo teln, k ao što jckongcnitalna katarakta. lpak, ćešće

članovima isle porodice. Stepen izražajnosli neke osobine kod

se autozom no doniinnntni porem ećaji ispoljavaju na različile načine i u rav.ličitim oraganskim sistem im a. Plciotropija je po-

različitih osoba istog genotipa naziva se ekspresivnost ili izražajnost. Na prim er, policistična b o iestb u b reg ak o jascn aslc d u -

iava da jedan gen duvodi do dva i!i više očiglcdno nepovczana

je Atitozomno dom inantno i pojavljuje u ranom zrelom dobu,

afekla. Kod tuberozne skleroze, aficirane osobe im aju mnogo;:'rojnc problem e, kao što su teškoće u učcnjti, cpilcpsija, osip

ba, dok sc kod drugih m ogu pojavili sam o bubrežne ciste koje

na licti poznat kao adcnoma sebaceum (histološki sastavljen otl

ne utiču bitno na bubrežnu funkciju.

izaziva ozbiljne bubrežne probjcm e kod nekih aficiranih oso-

krvnih sudova i fibroznih tkiva, angiokcratom a) ili subunguslne fibrom c (slika 7.5); neke aficirane osobe niogn irnati sv t tc (xllike, m edutim , im a slučajcva skoro bez ijedne. I! posled-

Smanjena penetrantnost

vjc vrem e lconcept plejotropije se preispituje jcr je otkrjveno da

Nelce osobc, heterozigolne za m utacije koje izazivaju odi cde.-

: ostoje značajno različiti sindrom i koji su posledica različitih

ne autozom no dom inantne porcmcćajc ne poseduju nbnor-

■lulacija n a jed n o m istom gemi, na prim cr na genu LM NA

m alne ldiničke znake zbog takozvane snuuijene penelranlnosti

M ^ J f lA S U ijv iN ' iA ' .

l i p i

S iilta 7 .5 Osip nc licu (A) zbog sngiokeratom a [odencma sebaceum) kod muškarca sa tubeious sclerosis i iipični subungualni (ispod noktiju] fibrom nokta (B).

(probojnosti) ili kako se često kaže „preskakanja geiic-racije'. Sm atra se da sm anjena p en etran tn o st potiče od uticaja dvugih gcna, kao i od intcrakdje gena i faktora sredine. N epenetrantnost je pojava kada osoba n e jn a karakteristike porem ečaja uprkos :om e što je heterozigotna ?.a odi edenu gensku m utaciju. Kada sc genetički savetuju osobe koje im aju rizik ođ naslcdivanja auto/.om no d o m in an tn o g porem ećaja, obavezno treba ii^fii u obzir sm anjenu p en etran tn o st i različilit ekspresivnost, kao i plejotropne cfekte m u tan tn ih alela.

Nove mutacije Ako postnji autozom no d o m in an tan porem cčaj, aficirana osoba obično im a i jednog aficiranug roditelja, ali postojeslučajevi, koji čak i nisu tako retki, gde nem n porcniečaja u porodičnoj istoriji. Veoma neobičan p rim e r je osoba sa ahonđroplazijom (patuljast rast, kratJd udovi itd.)(str. 91) čiji su roditclji norm alne visinc. Tako iznenadna i ncočekivana pojava poslcdica jc greške Jcoja nastaje tokom transm isije gena i naziva se nova mutacija ili de novo m utacija. D om inantan način nasleoivanja ahondroplazije m ože bili p o h 'rd en sam o ako se utvrdi da potomci aficirane osobe imaju 50% šanse da dobijn taj porem cčaj, a 50% da bude norrnalnog rasta. U manjc neobičnim prim erim a m oraju sc uzcti u obzir i 7 .6

neka druga tum ačcnja „izncnadnog" porem ečaja. Jcdan od

Dunninganov tip pororJične dclimične lipotJislrolije uslc-d

roditeija može biti heterozigot za jnutarilni alel, ali je vrlo bla-

rnutacije na larnin A/C genu Pacijent nerna masno tkivo, naročito

go aficiran, pa nijc ranije otkriven porem ećaj zbog nepotpuiic

na distalnim udovima. Veliki broj kliničkih fenotipova pove 2an je s

penetrantnosti. Takode, m oraju se uzeti u obzir ra/.like u ck-

mutacijarna na tom genu.

spresiji kao i porodični odnosi koji nisu uvck onakvi kakvim se

M 0 U 'j,N A 5 t r ^ » 'J A i

7

predstavljaju, na prinier kada biološld otac nije onaj za koga se venije đa jeste, a što se nnziva isključivnnje očinstva (non-paternity) (str. 333) (iskljvčivanje mnterinstva je rede). Nove đom inantne mutacije, u nekim slučajevima, povezu-

.

£~

4

~ k

ju se sa ođm akJim godinam a oca. Veruje se da je to posledica velikog broja miloza kroz koje prolaze m atične ćelije muškili gameta tokom reproduklivnog veka m iiškarca (str. 44).

Kođominantnost Aficirani

Konsanyvinitet

Koclominantnosl je lcrm in koji SC koristi kada sc dva alela iziažavaju u beterozigotnom stanju. O sobe s krvnoin grnpom AB iinaju proteinske strukture i A i B krvne g ru p e u crvenim krv nim zrncim a, te su u tom slnčaju A i B krvne grupe kodom i-

S iik a 7 .7 Rcdoslov autozomno lecesivne osobine

nantne (str. 193).

Hom ozigotnostza autozomno đominantne osobine Većina aulozom nih dom inantnih porem ećaja i bolesti vrlo se relko pojavljujc, što znači da se obično javljaju sam o u hctrrozigolnom stanju. Ipak, pcstoje neki prim eri koji odslupaju od tog pravila, kao što su deca čija su oba roditelja heterozigotni ?.a dom inantno nasledeni poremećaj. Za polom ke lakvih pa rova postoji rizik da će biti hom ozigoti. U nekim slučajevima, aficirane osobe imaju vrlo tcške i ozbiljne porem ećaje, kao šlo

m eđu roditeljima aficiranih osoba. Kod cističnc fibroze, najčešćeg teškog autozom no rcccsivnog porem ećaja zapadnih Iivropljana (str. 291), učestalost konsagviniteia roditelja nešto je m alo veća nego u opšloj populaciji. Suprotno, za alkaptonuriju, jednu od urodenih grešaka m etabolizm a (str. 162), koja je veoma redak rccesivan porem ećaj, još su Bateson i G arrod, koji su opisali taj porem ećaj, uočili da je četvrlina roditelja aliciranih osoba u srodstvu (prvi rođaci). O ni su zaključili da je m nogo verovatnije da će se relki ajeli za porem ećaje kao šlo je alkaptonnrija ,,sresti“ kod potom aka prvih rodaka nego kod potom aka rodilclja koji nisu u srodstvu.

se dešava kod ahondroplazijc ili kno kod fam ilijarne liiperhoiesterolemije kada se sim ptom i pojavljuju u ranoj m ladosti (str. 167). Heterozigol sa interm edijarnhn fenotipom , i2 m edu homozigota za no im aln e i m utan tn e alele odgovara haploinsuficijentnoj m utaciji gubitka funkcije (str. 26). Suprotno, kod drugih d o m inantno naslcdenih porem ećaja,

Genetički rizici Ako se norm alni dom inantni alel obeleži sa ,,A“, a recesivni m utantni alel sa ,,a“, svaki roditeljski ganiet prenosi iii m utan-

hom ozigotne osobe nisu ozbiljnije aficirane od heterozigota,

tni ili norm alni alel (slika 7.8). M oguće sn različite kom binacije gam ela, što znači da potom stvo dva hetcrozigota ima šansn

na prim er kod H untingtonove bolesti (str. 282) i m iotonićne đistrofije (str. 284).

heterozigotno neaficiiano i 1 : 4 (25%) da bude hom ozigotno

1: 4 (25%) da bude hom ozigotni aficirano, I : 2 (50%) da bude nealicirano.

UTOZOM NO RECESIV N O IM SLU SIVA N JM Rccesivne osobine i porem ećaji ispoljavaju sc saino ltada je

Pseudodominantnost

rnutantni alel prisutan u dvosfrulcoj dozi, tj. u stanju hom o-

Ako neka osoba koja ic hoinozigotna za jedan autozom no re-

iigolnosti. O sobe heterozigoti za te m utantne alele ne ispoijavaju karakteristike porem ećaja i odličnog su zdravslvenog

cesivan poiem ećaj ima dccu s prcnosiocem istog poremećaja, 1 : 2 (50%) njihovih potom ka im a šansu da bude aficirano. 2a

stanja; njili nazivam o prertosiocima. Rodoslov u kojcm se piati

takav način nasledivanja kaže se da ispoljava pseudodominan-

recesivna osobina (stika 7.7) prim etno se razlikuje od rodo-

tnost (slilca 7.9).

slova u kojem su uočcne autozom no d o m inantne osobine. A ulozom no recesivna osobina ili porem ećaj ne može se pratiti kroz generacije pošto se aficirane osobe nalaze obično saino

Heterogenost lokusa

kod braće i sestara u jednoj generaciji (sibship). To sc ponekad

Poremečaj koji se nasleduje na isti način inožc naslati usled

naziva i „horizontalna" transm isija • pojam koji nije prikladan

mutacija više od jedsiog gena, što se naziva hntcrogenost lokusa.


Na prim cr, poreniećaj sluha {sensorineuralna gluvoća) najčcšće se nasleduje auto 2om no recesivno.

Kartsanfjvinifet

Osobe s porem ećajein sluha pohađaju specijalne škole i angažuju se u zajednicama osoba sa istim porem ećajem , pa će

Islrnživanja porodične istorije osoba aficiranili relkom rece-

čcsto imati decn rodenu iz vczc s drugoin osobom oštećenog

ivnom osobinoin ili porcm ećajem , m ogu otkriti da su njihovi

sluha. Logično bi bilo očekivati da ćc dcca čija su oba roditelja

oditclji u srodstvu, tj u kom agviuiletu. Slo je reda recesivna

hom ozigoti 2 a isti reccsivni gen biti slično aficirana. M edutim ,

asobina ili porcm cćaj, lo je veća učestalost konsagviniteta

ima porodica u kojima deca čija oba roditelja im aju porem ećaj

107

vCitJOELINASLEEHVANJA

f’ f’.'.' ’ ’ Rodltelj RoĆRieij”

'’■]

Heterogenost mutacija

; normalni heterozigot £

H eterogenost se takođe m ožc javiti no nivou alela, Za vcćimi

'

' i

porem ećaja pojedinačnog gena, na prim er za p-talascm iju,

Gamdti Gamćti

;?

utvrđen je velik broj raztičitih mntacija odgovornih za taj porem ećaj (str. 154). O sobe s dve raziičite imitacije 11a istom lokusu /.ovu se složeni helerozigoti, što je poznato kao hctcrogenrest ak la ili heterogenost mutacije. Verovotnijc jc da će većina osoba aficiranih autozom no recesivninl porem ećajem biti složeni

:

1 V

O ': Ora! l; ’ng>; 07

;f §5

'. ai S :■■— ro j=; ‘ o — ?>cc c ; ro:

f f

| &, ov i;< C c {;

;: !

::

-^ S v t '

:;; A

(gjl;. ■ !^ r.

A A

i-

heterozigoti ncgo pravi hom ozigoti, osim kada su njihovi ro-

Aa

, i H Normalrii Normalnij'N H Neaeaficran ficra n j i ■]:fietcfozigd y \ ....... ;H he,!c/°zi9°’;t

■

Aa

||

aa

ditelji u srodstvu, tj. kada su oni verovatno bom ozigoti za istu nnitaciju k o ju su naslediJi odzajedničkogpretka.

|

Afičiran -i i; :■;• * • ^ 'N e: aNeaficiran'.t ffc ir a n jH Afltirah h etcrozigof ' J ’ J /r hetcrozigot:J

NASLEĐŠVANJE VEZANO ZA POL. Nasleđivahje ve 2 ano ?.a pol odnosi se na nasleetjvanje gena koji su sm ešteni na jednom od polnih hrom ozom a. G eni koje nosi.

Slitta 7;8 f’unneto'/kvađrat prlkazuje m oguće kombinacije gam eta roditolja

h rom ozotn X nazivaju seX -vezani, a'oni koji pripadaju hrom ozom u Y zo\ tj se Y-vezani, a toj način nasletlivanja holandrično

koji su heterozigoti, prenosioci autozom no recesivnog alels.

nosjeđivanje.

X-vezano recesivno nasleđivanje X-vezano reccsivno osobina je ona osobina koja je određena ge-

1

E®;—r— C§2

nom s lirom ozom a X, a obično se ispoljava sam o kod m uških osoba. Mttška osoba s. m utantniii) aleJom na svom jedinom lirom ozom u X hcm izigotna je za taj alel. BoJesti lcoje se nasleduju X-vezttno recesivno prenose zdravi ženski prenosioci, heterozigoti, m uškim osobam a, kao i aficirane muškc. osobe svojim ćerkam a koje su obavezno prenosioci, pa sam im tim postoji m ogući rizik za muške unuke prelw tih ćerki prcnosilaca (slilra 7.10). Za taj tip rodoslova kaže se
Homozigot

Još pre 2.000 godina uočeno je kod Jcvieja da su aficirane

|"~jP Hctero2igol

sa in o m uike osobe, a da bolest prenose zdrave ženskc osobc. Sinovi svih ćeiki m ajkc koja jc imaia sinove obojelc od ,,bo

i i i i t P i '/„
Hodoslov žene (ip hom ozigotrie za autozomcio recesivni poremećaj ćiji je rnuž heterozigot za isti poremećaj. Ovaj bračni par ima hom ozigotno aficiranu ćerku, lako da rodoslovpok;«uje pseudodom inantno nasleđivanje.

Jesti krvarenja", dritgim rečim a ođ bemofiiije (str. 299) bili bi p o šteđeni obreda obrezivanja. M edutim , sinovi koji p o tiču otl braće i sestara oca nisu bili poštedeni. Kraljica V iktorija bila je prenosilac hem ofilije, a njcne ćerke prcnosioci, koje su bil« odiičnog zdravljo, prenclc sti svoj gen ćak do ruskih i španskih lualjevskjh porodica. N a srećti engleske lcraljevske porodice,

stuha usled au to zo in n o recesivnih gcna, im aju potptino norm alan sluh, pa su dvoslruki heierozigoti. O bjašnjenje m ora biti u činjenici da su roditelji hom ozigoti za m utiranealele na razJičitim lokttsima, što znači da više različitih gena m ožc izazvati autozonm o recesivnu senzorineuralm i gluvoću. U protekiiSi 10-15 godina olkriveno je da jc 20 gena j 15 loluisa odgovom o za taj porem ećaj. Vrlo slična pojava je i kod autozom no recesivne bolcsti retinitis pigm cntoso (bolest oka sa oštećenjem re-

t

^

~

ijl i f^) ^ iu 1! [jo y Hf i □ ii u 4 ® S m [5 i

tine), a do danas je p o zn ato šesl posebnih lokusa za primorm i autozom nu reccsivm i mikrocefoiiju.

Zx

Aficiran @

Prenosilac

•

Poremećaji fenotipa u sla l m utacija na različitim genetičkim lolcusima zovu se genokopije, dok se isti porem ećaj fenotipa, koji je izazvan faktorim a spoljošnje sredine zoveferiokopija.

Rodoslov X-ve?jine recesivne osobine koja aficira m uškc osobe.

MODRI..I ^ A SiFCiVAN.'A

sin lcraljice Viktorije Ecivard VII nije nasledio laj gen, te ga tako nije ni m ogao preneti svojim naslednicim a.

# E

Genetički rizici

Gameti

— “ — ;,------->*-*-*-

M uškarac prenosi svoj hrom ozom X svakoj svojoj ćcrki, a svoj hrom ozom Y svojim sinovimo. Ukoliko m uškarac koji je afici ran hcm ofilijom im a decu sa zdravom ženskom osobom , sve njegovećerke će bili obavezni jnenosiod, ali nijeđan njegov sin neće biti aficiran (slika 7.) I). M uškarac n cjn o že preneli X-vezanu osobinu svom sinu, osim u izuzctuom shičaju kao šio je uniparentalna heterodizom ija (stT. 115). Ako ženska osoba prenosilac X-vezanog recesivnog poremećaja im a decu sa zdravom mtiškom osobom , jedan od dva sina ili 50% m uških potom aka ima rizik da bude aficiran, a jedna od dve ćerke ili 50% ien sk ih potomalca ima šansu da postane prenosilac (slika 7.12). Neki X-vezani porem ećaji nisu kom patibiini s preživljavanjem do rcprodu k tiv n ogdoba, te ih stoga i ne prenose aficirani muškarci. Duchcnncovo m išićna distrofija je najčešća mišićna distrofija i spada u vrlo ozbiljne bolesti (str. 297). Prvi sim pto-

:^T] r”’'.f ”.' K

-■ ;/-■ --■

: |:

; ;

\

:■§' ; o;

!. 51: ^ i» : :

• , 3 \ Ć e ifa . | | . j f p ren o sila ;.'

11 :5 ?:

•

\

:j ' ' y

.

S g ;

4 :

jr-pj

J

s-, j k

;

X'»X

H

XX Zdrava : ćeiks S

■i-'

./

j

Xh Y

;i

XY

!/-. A ficira n i":1 Zdrav

^*'n.

/ •

^

Slika 7.12 Punnetov kvadrat prikazuje m oguće kombinacije gaincta u potom stvu žensko oso b e ptenosioca X-vezanog recesivnoij poiernećaja (Xh predstavlja mutaciju na X-vezanom genu).

mi su nestabilan h o d , problem j pri penjanju uz stepenice,kao i čcsti padovi. Oko đesete godine aficiranim dečacima neophodna svi invalidska kolica. Slabost m išića postcpcno napreduje, !e

albinizm orn u X -vezanoj form i nem aju pigm enta u đužici oka

aficirane m uške osobe ostaju vezane za krevct i vrlo čcsto uini-

i očnom clnu. D elaljnim pregledom c)čnog dna ženske hetero-

ru već u kasnom pubcrtetu ili ranim dvaciesetim (slilca 7.13).

zigotnc osobe za taj očni albinizam , uočava se pigm entacija u

Pošto aficirani dcčaci obično ne dožive doba reprodukcije, bo-

vidu m ozaika (slika 6.21). Taj pigm entni mozaik m ožc se obja-

lcst prcnose skoro uvck zdravi ženski prenosioci (slika 7.14).

sniti slučajnim procesom X-inaktivacije (str. 99). U regijam a s pigm entom , norm alni gen nalazi se na aktivnom hrom ozom u

Varijabilna ekspresija kod heterozigotnih ženskih osoba

X ,d o k s e n a m estiina g d en cm a pig m en tađ jem u tan tn ialel nalazi n a aktivnom hrom ozom u X.

Poznato je nckoliko X-vezaniii porem ećaja, gde heterozigotne ženske osobc im aju m ozaičan fenotip, tj. im aju karaktcristike i norm alnih i m u tan tn ih alcla. M uškc osobe aficirane okularnim

Ženske osobe aficirane X-vezanim recesivnim poremećajima Povrcm cno, ženska osoba m ože jspoljili za X -vezant recesivne oscbinc. Postoji nekoliko objašnjenja za tu pojavu.

A’fiataiSa miijka . . . . osotia..(Xj)Y).. .

1

H o m o zig o tn o st za X -vezane recesivne porem ećaje Oesto X-vezano recesivno svojstvo je dakonozam - ili nem o-

#

gućnost da se razlikuje crvcna od zclene boje. Oko 8% m uška-

Gameti Xh

raca im a taj porcm cćaj, te ialco je ncuobičajeno, zbog visokc Y

frekvencije tog alela u populaciji, jcdna od oko 150 žcna je đaltonista (za boje crvenu i zclenu) jc r oba roditelja im aju alel na hrom ozom n X. Stoga ženska osoba može biti aficirana X-veza-

'

(XI _Q . O‘

\

XXh '

*

: o •V , ■%'' g

U

ćčrka prenosilac ;(

/

-/

:__

nim rccesivnim porcm ećajem , kao posledica hornozigotnosti XY Zdrav sin

•'■■'''•■■■■'■’■

C

■Si n' ■g' TD M

5

\ ^

•

XXh

V ; Ćerka •. • / prcnosilaćV-

•

za X vezani alel. Retke pojavc većine X-vczanih bolcsti u ovoj form i ukazuju na lo da fcnom en nije čest. Ženska osobn takodc m ože biti hom ozigotna ako joj jeo tacaficiran , a niajka zdrava,

XY

ali se nova m utacija javlja na njenom hrom ozom u X i prenosi

Zdrav sin

na ćerlcu. Postoji i đrugi p rim e r lcoji je ve.oma redak - ako je majka bila prenosilac, a otac zdrav, nova muracija koja se pojavila na njegovoin lirom ozom u X biće preneta sa oca na ćerlcu.

Žfe: "i.f* vnnetovlcvadrat prikazujem oguće kombinacije gam eta ' potomstvu rnuškecjsoljeafi(irai',e X-vezanim tecpsivnim

Izb eg n u ta inaktivacija Iu o n io zo m a X Uglavnom je inaktivacija hrom ozom a X slučajna je r postoji

.’oicmećojem (X1' predstovlja mutaciju na X vezonom genu).

jednaka šansa da se inalctivira bilo lcoji od dva hrorno'/oina X u

7 1

(S J-p ®

N iii

IV

J if (|) El 4

j k

jM šffi

©

11

Aficirani

©

Prenosilac

Siilca 7.14 Rodoslov poiodice s Duchcnncovom mišićnom distrofijom: poremećaj prenose žene, a aliclrani su muškarci. Aficirani rnuškarci ne preživljavaju do doba leprorlukcije, pa n e rn o g u da

prenose poremećđj.

N um cričke abcracije h ro m o z o m a X Kod ženske osobe se m ože ispoljiti X-vezani recesivni poremećaj, tako što je ona prenosiiac X-ve7.ane recesivne m utacijc i inia sam o jednn h rom ozora X, kno kod T urncrovog sindrom a (slr. 272). Postojc ženske osobe s T nrncrovim sindrom om , hem ofilijom A iii D uchetm eovom m tiskularnom distrofijom . X-auto7.om nc Irauslokncijc Ženskc osobc s transiokacijom koja uidjučuje jedan hrornozoni X i jedan autozom m ogu biti aficirane X-vezanim recesivr.ini porcm ećajem . Ako m esto prekida trnnslokacijc izazove porem ećaj gcna na Jirom ozom u X, ženska osoba m ože biti aficirann. To se dešava zbog toga što hrom ozom X koji učeslvuje u transiokađji ostaje preferencijaino aktivan, da bi se održnvnia funkcionaJno dizom ija autozom nih gcria (sJika 7.15). Još ranije je zapaženo da se kod ženskiii osoba koje su aficirnne Dudienncovom inuskiiiaiiion) distrofijom dcšavaju translokacijc lirom ozom a X sn aiiiozom om na istom regionu kr.itkog lcrnka hrom ozom a X, što je pom oglo da se m apira gen Ducheimeove.

Siifea 7.13 Dečak s Duchenncovom mišićnoin disirofijom; obratiti pažnju na uvecane lisiove na nogarna i slabe butne mišiće.

m tisknlarne distroHje (str. 298). To zapažanje biio je neobićno važno i za poziciono kJoniranje m nogih gena čoveka (str. 74).

X-vezano (iorrtinantno nasleđivanje Iako retki, posloje purem ećaji koji se m anifestuju kod hete-

110

bilo kojoj ćeiiji heierozigolne ženske osobc. Posle inaklivacije

rozigotnih ženskih osoba kao i l(od m ušldh osoba koje imaju

h roniozom a X tokoni em briogeneze, u olp iilik ep o lo v in i ćeiija jednn od hrom ozotna X jc aktivan, dok je u drngoj polovini

dom inantno nasledivanje (siika 7.16). To nasledivnnje sam o na

m ntantni aJel na svom hrom ozom u X. To se naziva X vezano

aktivan d ru g i hrom ozom X. Ponekad to nije siućaj, već postoji

prvi pogied podseća na autozom no dom iiianliio jei' i ćerke i

m og u ćn o st đa aktivni limmov.om X u većini ćelija heterozi-

sinovi aficiranc ženske osobe imaju šansu jedan od dva (50%)

gotnog ženskog prenosioca bude onaj koji nosi m utantni alel.

da budu aficirani. Jpak, postoji jedna vrio bitna raziika. Afi-

Ako se to dogođi, žensld prenosilac će ispoljiii nclce sirnptom c i

cirani m uikarac sa X -vezanom d om inantnom osobinom pre-

znakove boiesti, pa će se zvati manifcstni heterozigot ili manif'c-

nosi osobinu svim svojim ćerkam a, aJi ne i sinovim a. Z ato u

stni prenosilac. Takvi slučajevi zabeleženi su u m nogim X-ve-

porodicaina sa X -vezanim dnm inanlnim poreraećajeni postoji

zanim bolestim a, iikljnčujući iD itchenneovu m išićnu clistrofiju

povećail broj aficiranih žcnskiii osoba, a nem n direktnog prc-

iliem ofiliju A (sti'. 300). Takođe, postojc i podaci o različitim

nošcnja s muške na m uškit osobu.

X-vezanim bolcstinia, gdc postoji nckoliko m anileslnih preno-

Prim erX -vezane d o m in a n tn e o so b in e jc ste rahitis rezislcn-

silaca \i istoj p orodici, šlo se ukazuje na nasledni porem ećaj

tan na vilam in D. Rnhitis se možc javili ttsled nedostatka viia-

inaktivacije X (str. 192).

m ina D n ishrani, ali kod rah ilisak o jije rezistentan ua vitamin

i'C lL J M V lt L

i'J

Prekidi

k •

s

M

'i

N

i

1 x P21

1

II

«

»I •V

I

\

I

V

J l

4 j l f l

lll

jlf ^ E tl

V

|§ §

4 A flc ir a n i

( © ) P r e n o s ila c

H ro m o z o m iX

A u to z o m i

Slika 7 .1 6

@0

n r

II

i

riodoslovX-vezar.og dom inantnog potemećaja.

y c

¥

\

alele. Sličoi prim eri su i neurološka stanja kao što jc to Rettov sindrom i periventrikularna nodularna heterotopija.

1/

1 fl

B)

Y -v e z a n o n a s le đ iv a n je y-vezo«o ili holandrično nasledivanje podrazum eva da su sam o

ifi-if I v

A

J

\J

Q

\J

\l

A

B

|

A

B

In o k tiv irsn n o im a ln i h i o m o 2o m X

f C ciije k o je o p b ta n u i p re k id o m n a Xp21 u z ro k u ju p o ja v u DM O

J A

Derivat inaktivlian lnomožoni X

f S m rt ć e lije u s le d in sk tiv a c ijc a u to z o m n o g se g m e n ta

.iik a 7 .1 5

nuiške osobe aficirane. Aficirani m uškarac prenosi Y-ve?.ane osobincsvim svojim sinovim a, ali nc i ćcrkam a. Nekada sc mislilo da se Y vezanc osobine javljaju za neka ncobična svojslvn kao što su porcupine (dlakava) koža, dlakave uši i nožni prsti spojeni opnom . S m ogttčiin izuzelkom dJakavih ušiju, za ostale osobine hojandrično nasleđivanje još nije potvrdeno. M edutim, pođaci jasno ukazuju na to da ipak H-Y liistokom patibilni antigen (str. J 89) i geni koji učestvuiu u spcrm atogenezi, a nah'.ze se na lirom ozom u Y, sam im tim ispoljavaju holandrično nasledivanjc. Ako se desi delecija gena na hrom ozom n Y, muške osobe su neplodne uslcd azospermijc. Nove m elode asistirane repi'oduktivne tehnologije, a naročito m etoda itiseminacije (ICSl - intrar.ytopiasniicsperm injection), pokazuju da će i dete rođcno zahvaijujući toj nietođi biti neizostavno nepiodno.

N a s le đ iv a n je d e lim ič n o v e z a n o za po l Ranije se naslcđivanje delimičnn vezann za pcl povezivalo sa

X autozomria translokacija s tačksma prekida, koja rezultira

ođređenim porcm ečajim a xa koie se činilo da ispoljavaju do-

Ouclienneovom mišićnom distrofijom kod ženskc osobe.

m inantno nasleđivanje u nekim porodicam a i X vezano nasledivanje u drugim porodicam a. D anas se zna đa se to đešava zbog gcna sm cštenjh na delu hrom ozom a X, koji je hom oiog s hrom ozom om Y i na taj način izbegava X-inaktivaciju. Tokonj

0 , porejnećaj se jttvlja čak i lcada se nnosi dovoljno vitaraina D.

mejoze, sparuju se distalni delovj kcatkih krakova hrom ozom a

U toj X-ve/,anoj dom in antnoj form i rezistentnosti na vitam in

X j Y, koji se nazivajn pseudoautozom ni regioni. Kao posledica

D olicirane sn kako m uške, tako i ženske osobe iako se kod

rekombinacije, gen se inože preneli s hrom ozom a X na liro-

ženskib osoba uglavnom javljaju m anje ozbiljne prom ene na skeiehi. Drtigi p rim er je X-vezana form a C harcot-M arie -To

m ozom Y, ili obm uto, om ogučavajući transm isiju s mtiškarca na m uškarca, što odgovara autozom no dom inantnom nasiedi-

oth bolesti (nasledna m o torna i senzorna nenropatija).

vanju. Retka skeletna displazija, Leri-W cilova dishondrostco-

U nekim X-vezanim dom inantnim porem ećajim a javjja se

za, kod kojc su aficirane osobe niskog rastn s karakterističnim

nozaicizam kod ženskih osoba helcrozigota. P rim er je moza-

dcform itetom rttčnog zgloha (MadeJungova dclbrm acija), po-

’ctzam abnorroalne pigm entacije kože, koji sc javlja kod žcn-

kazuje i autozom no dom inantno nnsledivanjc i X-vczano nn-

kih osoba heterozigota ?.a X-vez.ani poremećaj inkontinenciia

sleđivanjc. Taj porem ečaj izazvan jc dclccijam a ili nm lacijam a

;agineiila (slika 7.17). To je takode prim er poremećaja koji jc

na genu niskog rasta {SI10X-shorL slnture homeohox), koji se

najćešće lelalan za jnuške einbrione koji misledtijti m tttirane

nalazi ti pscudoautozom alnom regionu.

Iv f e E U t M S im v ^ jA

prim ere spada virilizacija ženske dece aficivane autozom no recesivnim endokriniju poreniećajem , kongenitalnom adrenalnom hipei'plazijom (str. 165).

U T V R Đ iV A .f\!JE N A Č IN A tM A S L E Đ fV A N JA G E N E T fČ K O G P O R E M E Ć A JA M edu živoiinjama na kojima se vrše eksperim enti m oguće je spjovesti odrcdcne tipove sparivanja da bi sc utvrdio načiji

¥B§u&^^iiipp" ’ I

sil

nasledivanja osobinc ili porem ećaja. Kada se kod coveka otkj ijc novi porem ećaj, genctičari indirektno priJaze problem u, porcdeći uočeni porem ećaj koji se pojavljuje kod potom slva sa sličnim , već poznaiim m odelom nasleđivanja. D a bi se potvrdio m odel naslcđivanja, n eophodno je da postoje određene karaklei'istilce. O bično nije moguće ustanoviii način nasledivanja ispitujući sam o jednu porodicu, već se

m o r3

proučiti više

pnrndica (okvir 7.1).

Autozomno dominantno nasieđivanje Da bi se usianovilo da li se o so b in a ili porem ećaj nasleduju auto?.omno dom inaiilno, m ora se obratiti pažnja n a tri specifične karaktcristike. Prvo, ta osobina m ora da aficira podjednako i f ^ n j i -• ' f'

VM’h’.*^j’T'Jj&if'fi's i?";i l ■'_ ;|jV & £& & > 'i-p >:>i t A j S S i ^ v . i ' - f ^ i f l f e ž t

' ? -'

L v '" / '■ ,J’ '■

•,•

m uške i ženske osobe; drtigo, m ora đa se prcnosi s jed n e generacije na sJedeću; treće, moraju da postoje sve form e tran smisije m edu polovim a, tj. s muškarca na m uškarca, sa f.ene na ženu, s muškarca na žcnu i sa žcne na m uškarca. Trajismisija s m uškarca n a m uškarca isldjučujc m ogućnost da gen bude s hrom ozom a X. Ako se porem ećaji javljaju sporadično, starosl oca m ože ukazati na novu autozom no d o m inanlnu m utaciju.

Slilta 7.17 Mozaicizam u pigmentaciji kožeženske osobe sa X-vezanim dom inantnim pojem ećajem , inkontinencija pigmenti. Pacijentkinja ima muteciju u genu na jednom hromozomu X; pigrnentisann polja ukazuju da je norm alan hromozom X inakliviran.Taj tip mozaicizma sledi Blaschkove linip (poglavlje 18).

O kvir 7.1 Karakteristike m o n o g e n s k o g ili m en d elo v sk o g načina nasleđivanja A u to zo m n o d o m in an tn o Muške i ženske osobe afici»ane u je polo, tj. s muškorco na muškarco, 53 Žene na

Uticaj pola

ženu. s muškarco na Ženvi i sa žene na muškarcB.

Pojnva da se nelce aotosiomne osobine ispoljnvajti češćc kod

Autozom no recesivno

jednog pola nego kod drugog, označena je kao uticujpvlu. Gihl

Muške i ženske osobe aficirane u jednakim proporcijama Aficirane oso b e uglavnom sam o u jednoj generaciji. Roditelji m ogu biti u srodsivu.

i ćelavost prim eri su uticajn pola n a autozom no dom inantne osobine, gde su p retežno aficirane m uške osobe. Ulicaj pola n a te osobinc dešava sc vcrovatno đejstvom m uških horm ona. G iht se n a p rim er v rlo retko srcće kod žena pre m enopauze,

X -vezano recesivn o IJglavnom Sčimo aficiratte muške osobe.

ali se s godinam a njegova učestalost povećava. Ćelavosti nem a

Prenose neafrcirone zenske osobe.

knd m uških osoba koje su kastrirane. Kod hem ohrom atoze

MuŠke oso b e ne m ogu preneti laj poiernećaj svojim sinovinid. tj. nem a transmisije s muškarca na muškarca.

(slr. 230), najće.šćeg aiitozoinno rccesivnog porem ećaja u zapadn o ju društvu, hom ožigotjie žcnske osobc ćc m nogo redc

X -ve 2 ano d o m in a n tn o

od m uškaraca hoinozigola im ali višakgvožda i sim ptom e kojc

Aficirane i muške i ženske osobe, dli <>sio vis<» ženske osobe.

ga prate; jnoguće objašnjenje je da žene p riro d n o gube krv

2 enske oso b e aficirane manje 02 biljnijim ixxemeć3jirna n ego muške osobe.

m enstruacijom .

Nasieđšvanje ogfanščerto polom Nasleđivtmje cgraniće.no polnm odnosi se na pojavu otlredenih karakteristika sam o kod osoba odredenog pola. U takve

Aficfrane muške osohe m ogu preneti poremećaj na čerke, ali ne i na sinove. V-ve2 a n o n a sleđ iv a n je Aficirane sarno muške osobe. Aficiranc muške osobe uvek prenose korokterisiiku svojim sinovimo.

>AČOP- NASl.EBlVAr-i’jA

Autozomno recesivno nasleđivanje Tri karakteristiko ukazuju na m ognćnost autozom nu lecesivnog iiasleđivanja. Prva, porem cćaj podjcdnako aficira i mtiške i ienske osobe; drttga, uglavnom su aficirane sarao osobe u jetlnoj gencraciji braće i scstara (sibship) i nem a porem ećaja u prethodnim gcncracijam a niti u novim . Treće, konsangvinitet dodatno potvrđnjc autozom no rccesivno nasleđivanjc.

zbog toga osoba prcnosi sam o jedan alei za određeno svojstvo svakom potom ku. Na prim er, osoba s gcnotipom AB, preneće svakom svom potoroku ili alcl A ili alel B, ali nikada oba, iii nijedan (tabe)a 7.1). To se ođnosi sam o na genc koji su sm ešteni na atitozomima, a ne i na alele na hrom ozom im a X; u tom sitičajti žcna ima dva alela, od kojih se svaki m ože preneti na potom stvo, dok m nškarac ima sam o jedan alel da prenese. Napredak u proučavanjit genom a korišćenjcm mtiltiplih DNK proba om ognćio je da se počne sa istraiivanjim a slože-

)(-vezano recesivno nasleđivanje I ovde postoje Iri glavne karakteristike koje m ogu polvniiti X-ve2 ano recesivno nasleđivanje. Prvo, osobina ili porem ećaj aficira sam o m uške osobe; drtigo, X-vczani rccesivni porcmećaji prenose se preko neaficiranog ženskog prenosioca na sinove. Aficirane m nške osobe ako dožive doba reprođukcije, mogt) im ati aficim ne ttnukc preko svojih ćerkj koje su prenosioci. Treće, prenošenje s m ttškarca na m nškarca nijc prime-

nih osobina, tj. bolesli koje sti uglavnom m nogo češće od onih kojc se naslcduju p o M cndelovim praviiim a i koje su verovalno posledica interakcije višc gcna. Efekti tih gena m ogu biti adilivni, jedan može bit.i ograničavajući ti odnosu na drugi, jedan može pojačavati ili'višestruko duplirati efekat drugog, o čemu će biti višc rcči u poglavlju 15. M ogućnosl da mali broj genskih lokusa utiče na nckc porcm ećaje uticala je na to da sc stvori koncept, cligogenskog nasledivanja.

ćeno, tj. aficirane m uške osobe ne prenose potem ećaj svojim sinovima.

Digensko nasleđivanje Digensko nasleđivnnje se odnosi na situaciju u kojoj sc javlja

5C-vezano dominantno nasleđivanje Da bi se potvnlilo X-vezano dom inantno nasledivanje, mot'ajit biti potvrdcne tri karakteristike. Prva, afiđrane su i muške i žcnske osobe, ali ženskc ćcšćc. D ruga, ženske osobe su uglavnom aficirane m anje ozbiljnim porem cćajim a od mtiškjh osoba. Treće, dok aficii ane ženskc osobe mogti preneti poremećaj i inuškom i ženskom potom stvu, aficirane mtiške osobe prenosc porcm ećaj sam o ćerkam a (osim kod d d im ič n e polne vezanosti, str. 111) i to svim. U slučaju X-vezanih dom inantnib porem ećaja, koji su letalni za m uške em brione, bićc aficirane samo ženske osobe, a u porodicam a se može pojaviti više žcnski)i ncgo m uških osoba, kao i brojni spontani pobačaji ako je

porem ečaj izazvan aditivnim efektim a heterozigotnih mulacija na dva različita genska lokusa. To se m ože prikazati na prim eru odrcdcnih Iransgenih mišcva. Miševi koji su hom ozigoti za rv ili D lll ispoljavaju abnorm alne fenolipovc, dok su njihovi odgovarajući heterozigoti norm alni. M cdutim , miševi koji su dvostruki hclerozigoti za rv (rib-vcrtebrae, rebro-pršJjen) i DUl{Dcha-like-I) pokazujti deform acije kičm enog stuba. Kod ćoveka oblik retinilis pigm cntoze, progrcsivnog- porem cčaja vida, izazvan je dvostrukom heterozigotnošćti za m utacije na dva nevezana gena, ROMJ i periferin, a oba kodiraju proteine prisntnc ti fotoreceptorim a. Osobc sa sam o jctlnom od te dve mutacije nisti aficirane.

trudnoća (em brion) sa aficiraniin m uškim plodoro.

¥-vezano nasleđivanje Cjvdc postoje dve karakteristike koje su neop'nodnc da bi se poivrdio m odel Y-vezanog nasicđivanja. Prvo, aficirane su sam o muške osobe. D rugo, aficirane m uške oscbe morajti preneti poremećaj svojim sinovim a, npr. muškti neplođnost putcm lCSl (str. 327).

T ab ela 7 .1 Mogući g e n o tip o v i,fe n o tip o v ii gam eti form irani od četiri alela.-A;; 3 i 0 ns ABO lokusu G enotip

Fenotip

Gam eti

A,A,

A,

A,

AA

A,

A;

8IJ

8

B

00

0

0

A,A)

\

A.iliA,

A,B

A,8

A. ili B

A|0

A,

A( ili 0

na norm alan aiel. U siučaju ABO sistem a krvnih grupa (slr.

A,B

A;B

A, ili B

193) posioje najm anje ćetiri alela (A,, A„ B i 0 ) . Jedna osoba

A;0

\

AjiliO

BO

B

BiliO

•4ULTIPU ALELi SSLOŽENE OSOBINE Do sada je svaka osobina koju sm o razm atraii obuhvatala samo dva aieia, norm alni i m utantni. Jpak, nekc osobine i bolesti nisu ni monogene niti poiigcne. Neki geni im aju višc od dva aleina obiika, tj. m ultiple alclc. M uitipli aicii potiču od jcdnog norm alnog gena koji je m utirao i proizvco različite aieie, od fcojih nek i m ogu biti dom inanlni, a ncki rccesivni ti odnosu

■!iože im ali bilo koja tlva od tih alela, a oni inogu liiti isli ili mzličiti (AO, AjB, 0 0 itd.). Alele nose hom ologi hrom ozom i i

Trialelsko nasleđivanje

zaćeća. Ta pojava naziva se m o zu kiza m (str. 52). M ozaicizam som atskih ili germ inativnih ćelija m ože biti uzrok nekih neuo-

Bardet-BiedJov sindrom je retko đism orfno stanje (m ada relativno često u nekim zajednicam a u kojim a ima konsangvinitet'a) praćeno p reteranora gojaznošćn, polidaktilijom , bubrežnim

bičajcnih m odcla nasleđivanja kao i fenotipskih karakteristika aficirane osobe.

porem cćajim a, pigm entacijom retine i problem im a u učenju. O tkriveno je sedam različitih genskih lokusa i sve donedavno verovalo se da se taj sindrom nasleduje autozom no recesivno. D anas je poznato da se jedan oblik javlja saroo kada je oSoba hom ozigotna za m n tacijen a jednom loknsn, ali jc isto tnko heterozigotna za m utaciju na drugojn Bardet-Biedl lokusu; takvo nasjeđivanje naziva se Irialelsko. Osim tih m odela koji ne slcde kJasično M endeJovo nasledivanje, postoje i drugi m odeli lcoji objašnjavaju neke neobične fenomene.

Sornatski mozaicizam Pojava som atskog m ozaicizm a za m onogenski porcm ećaj odfikuje se m anje ozbiljnim sim ptom im a nego šio jc to uobičajeno ili je ograničena na odredeni deo tela (zbog segm entne distribucije), što se povrem eno dešava kod neurofibrom aloze tipa ] (str. 2S7). Z avisno od pcrioda tokom razvoja u kom e se m utacija đogodi, m ože i ne m ora da se prenese na sledeću generaciiu u punoj ekspresiji, što takode zavisi od toga da li m utacija postoji na svim germ inativnim ćelijama ili u sam o nekim .

Gonadni mozaicizam

$WTS€iPACIJA

Otlcrivene su m noge porođice sa autczom no dom in an tn im Kod nckih outozom no dom inantnih osobina ili porem ećaja, kao sto je m iotonična dislrofija, bolest se ispoljava m nogo ranije kod polom aka u odnosu na roditelje ili drugim rečima, m anifestujese ti m nogo težoj forini u svakoj sledećoj generaciji. Taj fenom en se naziva anticipacija. Ranije se verovalo da ie taj efekat rezullat „otklona" p ri pronalaženju, tj. načina na koji su se pronalazile poro d ice sa aficiranim čJanovima (ispitivanc

porem ećajim a, kao šlo su ahonđroplazijn i osteogeneza im per fckla, zatim porodicc sa X-vezanim recesivnim porcm ećajim a, lcao Ducher.neova m uskularna distrofija i hem ofilija, gde su ro ditclji fenolipslu p o tp u n o n o rm a ln i, rezullati istraživanja ili genetički teslovi pokazuju norm alne nalaze, 3li koji im aju jedno ili više aficirane dece. Za le slučajeve najprihvalljivije objašnjenjc jestc pojava gonadnog ili gcrm inativnog m ozaicizm a kod

Su sam o porodice koje već im aju aficirane članove). ProbJem je nastao zbog činjenicc da je m nogo vcrovatnije da ćc osobe kod kojih se bolest razvije ranijc ili kod kojih je bolest u težoj form i biti lakše otkrivene (i bili uldjučene u ispitivanja), kao i da će osobe s blažim sim ptoinim a imati decu (na koju će prenositi porem ećaj, a neće biti otkrivene). Osim toga, činilo se da posm atrač pošto jc iz iste generacije sa aficiranim probandim a, nije uzim ao 11 obzir m noge osobe koje u tom trenutku još nisu bile aficirane, kod kojih će

sp

bolest pojavili kasnije.

Jpak, najnovija istraživanja pokazuju da u m nogim porcm cćajim a, uključujući i H untingtonovu bolest i m iotoničnu distrofiju, anticipacija pređstavlja pravi biološki fenom en J
M O Z K f a Z A i«

Osoba ili odrcdcno Ikivo u organizm u m ogu sadržati više

Novorođenče !>teškom hipotonijom koja je rezultai miotonične

od jednog tipa ćelija ili ćelijskih linija, nastalih kao posledica

disirofije nasledene od niajke, a kome je neophodno veštačko

gtešaka koje se dešavaju tokom m iloze, ti bilo kojoj fazi posie

disanje

^!0DU!N/6LC&A%n ;A:

prvobitno bilo trizom no, izgubivši vrlo rano jedan hrom ozom , što je dovelo
jjlijf' M•

,r '; -

(pud prelposfavkom da je dokazano očinstvo). U niparenlalna

“ i

^ ■

nje deteta s cističnom fibrozom gde je sam o majka prenosilac

:!j

dizomija za hro.mozom 15, koja potiće od oca vczuje se ili za Prader-W illijev ili za A ngelm anov siildrom , a uniparcntalna ■■

dizomija za hrom ozom 11 s jednim brojem slučajeva preleranog rasta koje je p oznato pod im enoin B eckw iih-W jedm 3nnov sindrom (v. niže).

:ilika 7.19 Srebrom obojeni PCR produkli CAG Uipleta u 5' UTR kraju gena za Huntingtonovu bolest aftciranog muškaica i njegove žene; kod žene postoje dva alela slićne velif.ine u nnrmalnom opsegu (20-24 kopije), a kod muškarca postojijedan alel noirnalne veličine (18 kopija) i jedan sa uvećanim brojem ponovak« (44 kopije).Trake na levoj srrani su standardni markeri koji cmogućavaju određivanje veličine CAG ponovaka. (Ljubaznošću Alana Dodge, Regional DNA Laboratoi’/ St Mary's Hospital, Manchester.)

GE.MOMSK! OTLSAK (IMPRINTiNG) Genomski olisak ili genuinski im p rin tin g je epigenetički fcnom en, o kom e sm o govorili u poglavlju 6 (str. 98). Epigenctika i genom ski olisak đovode u pitanje navode T hom asa M organa s počeika ovog poglavlja. lako se prvobitno verovalo da su geni na hom olognim hrom ozom im a podjednako izražcni, danas se zna da se m ogu pojaviti različite klinićke karakteristike, zavisno od toga da li je gen nasleden od majke ili od oca. Efckal „porekla roditelja" odnosi se na genom ski otisak, a metilacija DNK sinatra se glavnim m ehanizm om kojim sc m odifikuje eksprcsija. Metilacija je otisnk, heinijska prom ena odredcnih

jednog roditelja, kada m utacija postoji sam o u delu gor.adnih

DNK selcvenci tokom gam elogeneze, pri čemu sam o m ali deo

ćeliia. Vrlo !cp prim er je dokazano postojanje muiacije u ne-

genom a čoveka podleže tom proccsu. Različita ekspresija alela

kim spcrinatozoiđim a u genu v.a kola.ser; koji jc odgovoran za

(majke ili ora) može se dešavati u svim som atskim ćelijam a, ili

ostcogcnezu impcrfeclu, kod oca koji je kiinićki polpuno normalan, a im a dva aficirana detela od dvc razlićiie partnerke. Za

u spccifičnim Ikivima, ili na različitim razvojnim stupnjevhna. Do sada je poznato najm anje 80 gena čoveka za koje se zna da

genelićka savetovanja pri pojavi očigledno novih autozom no

prolsze kroz im prinling ( imprinted - otisnut), a regioni koji su

dom inantnih i X-vezanih reccsivnih m utacija vrlo jc važno imati na um u m ozaicizam germ inativnih ćelija koji tikazuje na to da su m ogući ponovni rizici (str. 335).

uključeni u taj proces poznali su kao različilo rnetilirani regioni (DM Rs - Differentially Methylated Regions). DM Rs sadrže regionc konlrole otiska (lCRs - Jmprinting Control Ke^/o»i) koji kontrolišu ckspiesiju gena dtižim prinlovanih dom cna. Posiojanje gcnom skog otiska jasno je uočeno kod dva para poznalih dism orfnih sindronia: prvi par je P rader-W illijev i

t f $ jP A R E N T A L N A D IZ O M U A

Angelm anov sindrom (hrom ozom 15q) i drugi par je Beckvvith-W iedem annov i Russcl-Silver sindrom (hrom ozom l l p ) .

Osoba n o n n a ln o nasleđuje od svakog rodilclja po jeđan od

M chanizm i koji izazivaju lc sindrom e, iako su složeni, otkriva-

hoinolognih hrom ozom a (slr. 41). U proteklih deselak gocii-

ju mr.ogo o gcnoinskom otisku i zato ćem o ih u daljem tekstu

na, s napretkom DHK tehnologije, otkrivene su osobe koje su

razm otiiti dctaljnije.

nasledile oba hrom ozom a hom olognog para od jed n o g roditelja, a ta pojava je poznata kao uniparentalna dizumiju. Alto osoba nasiedi dvc kopije istog hom ologa od jcdnog roditelja

PDAOSR

SfNDP.Ofi« (PWS)

^bog grcžke u m ejozi II (str. 43), govorim o o uniparentalnoj hodizom iji (slika 7.7.0). Ako pak osoba nasledi dva različita ho-

P iader—VVillijev sindrom (str. 266) dešava se kod jcdnog od

inologa od jcd n o g roditelja zbog greške u m ejozi I (str. 43), lo )<: uniparentalna heterodizomija. Prelposlavlja se da je začeće

jaznost, hipogonadizam i problem i u učenjti (slika 7.21). !z-

20.000 novorodenib. Karakteriše ga nizak rast, preterana gomedu 50% i 60% osoba s PWS ima intersticijalnu deleđju

M d K L IN A S lL D IV A iv iJA

(

,/? \

0

/

Mejozs I

i

/C \

001

V I, Fertilizacija

V rt ) n\ -■

R \ ft\ l7\ fi\

Ii y p .

< y

O

%

'■$

V_y

\_ y

Feililizacija

( i_^) Gubiir.k hrom ozom a

1-

( \

Uniparentolna izodizoinijo

Gubitak hromozomo

d U )/

Uniparentaln«! heterodizomija

Slika 7.20 Mehanizam nastanka uniparentalne dizomijc. A. Uriiparentalna izodizomija koja nastaje od dizomičnog gam eta zbog nerazdvajanja u mejozi II, oplođenog s monozomičnim gam etom koji predaje jedan hom olog, koji se kasnijp gubi. B. Uniparentalna heterodizomija koja nastaje od dizomičnog gam eta jb o g nerazdvajanja u mejozi I. oplođenog monozomičnim garneiom roditelja koji predaje jedan homolog, koji se kasnijc-gubi.

proksim alnog đela đngog kr'aka hrom ozoina 15, oko 2M b na

prvog egzoha i prom otora SN R PN i uzvodno ođ okvira čitanja

što se raože vidcli uobičajenim citogenetičkim

(SNU RP small nucicar upstream reading fra m e ). Za ekspresi-

jnetodam a, a ostalak od 15% osoba iina subm ikroskopske

ju gcna eksprim iranih od oca kao i nastanka dugog SNURP/

d ck cijc kojc sc m ogu otkriti fluorescejitnom in situ hibridi-

S N R P N transkripta potreban je 3 ’ kraj ICR. G eni eksprim ira-

zacijom {3-JSl 1 str. 34). D N K analize otkrile su da je deleriran

n i kod jnajke nisu diferencijalno m etilirani, već su utišani na

hio jn o zo m skovo nvek očev liom olog. Pokazalo se da većina

očcvon) alelu, vcrovatno sa antisense RNK koja je nastala od

preosialih 25-30% osoba sa PW S; bez dclccije hromOKOnia,

S N U R F / SNRPN. U n o rm aln im ćeiijaina, 5’ kraj iC R p o treb an

ima m ajčinsku u n iparentalnu dizom iju. F unkcionalno, to je

jc za m ajčinsku ekspresiju i ukijučcn u A ngelm anov sindrom

ckvivalentno deleciji na hrom o/.oim i I S koja poliće od oca.

(\>. niže), m etiliran je na m ajčinskom aleiu.-

D anas je p o zn ato da se eksprim ira sam o od oca nasleden aiel tog k ritičnog regiona 1 5 q U -q l3 . M olekuiarna organizacija tog rcgiona prikazana jc na slici 7.22. PWS jc m ultigenskj

A N G E l.M A ftG V 5 !.N » R G M (A $ )

porem cćaj i u n o rm aln im siluacijam a, m ali jedarni ribonukicoproiein polipeptid N (SNRPN-Small Nuclear Ribortucle.opro-

A ngeljnanov sindrom (str. 266) javlja sc kod jcdnog deie-

tein Pofypeptid N ) i susedni geni (M K R N 3 itd.) eksprim irsni

ta od 15.000 rođcnc dccc i karakteriše ga epilepsija, ozbiljni

sn kod oca. Ekspresija je pod kontrolom spccifičnih regiona

problem i u učenju, ncstabilan hod, euibrično ponašanje (sli-

ktiji kontrolišn otisak, ICR. A nalize DNK pacijcnata sa P\VS

ka 7.23). Oko 70% osoba sa AS im aju inlersticijalnu deleciju

i raznim d ru g im subm ikroskopskim dclecijam a om oguća-

istog 15ql l- q l3 regiona kao i kod PWS, ali u ovom slučaju na

vajn da ICR bude m apiran u segm enlu od oko ;J kb, izm edu

m ajćinskom hom ologu. Pored toga, 5% osoba sa AS dokazano

MOĐELI NASLEĐiV/\NJA

je da jc sindrom nasiao preko oćeve uniparentalne dizom ije. Za razJiku od PWS, karokteristike AS javljaju se zbog gubitka gena UBE3A. Kod 10% osoba sa AS mtitacije su otkrivene na UBE3A, jedooni od ubikvitin gena, koji se velikim delom ili isključivo eksprimira na hrom ozojnu 15 u m ozgu, a jnajčinskog je porclda. Nijc sasvim jasno kako m utacije na UBE3A utiću na pojavu karakteristika tog sindrom a, ali je verovatno da nastaje dcstrukcija proteina u centralnom nervnom sistemu koji se tek razvija pod uticajcm libikvitina, naročito tam o gde se UBE3A najjače eksprim ira, tj. hipokam pusu i Purkiujeovim čcJijoma.cercbeluma. UBE3A jc pod kontrolom A S 1CR (slika 7.22), a m apiran je nzvodno od SNUHF / SN R PN ispitivanjem pacijenata sa AS i s različitim mi]oremečaj u sam om ICR. Ti pacijenti im aju Jiajblaze fenotipove. Pacijenti iz ove grupe imaju rizijt od ponavljnnja porem ečaja ti po to m sm i, dok 2 a ostale taj rizik ne postoji. U slučaju AS, ako jnajka nosi iste m utacije kao i dete, rizik od ponavjjanja je 50%, ali čak iako su njeni testovi negativni ?.a m utacije posloji znatan rizik ođ ponavljanja uslcd gonadnog m ozaicizm a. Vrlo retko se nalaze porodice sa ta dva sinđroina kotl kojih se prenosi translokacija s proksim alnog riela dugog kraka lu-om ozom a 15. Zavisno od toga da li je translokadja prenescna od oca ili od majke, aficirano potornstvo u porodici im alo bi ili P W S ili AS. U oko 10% AS slučajeva m olekularni defekl je nepoznat. U innogim geneličkijn laboralorijam a vrše se jednostavni DNK tcstovi tla bi se dijagnosticirali j PVVS i /.S sindrom i koriŠćenjem različito inetilovanih DNK na lokusu 15cjl l- q l3 (slika 7.24). ;j!ik a 7 .21 Oevojčica s Pradef-Willijevim sinđromom

O čevalel Centrompia

lclom ers PVVSICR

5 '1 1 - - « (

I

'j

MKRN3 NDN MAGE-L2

/Y

SNURF/SNRPN

tr C \ ASICR V

UfiESA / S

Majćin alel

Molekularna organizacija (uprošćeno) no 15c, 11 -ql 31 Prader* Wiilijev sindrom [PWS) i Angelmanov sindrom (A5). Region kontrole iiiiprinta ( O ) z 3 ovaj loltus ima dve kom ponente.jedna (više) telornerna deluje kaoPVVS/Cfti sadrži promotor SNUIif/SNRP!--!, koji P-ioizvotJi vife dugih i složcnih transltripata, o d kojih je jedan verovatno RNK sntisens inhibitor UBE3A. Druga, (više) centrom erna k om ponentaO tJdujekaoA 'i/C R ii;) UBF.3A, Itojije jedini genčija je mdjtinska ekspresija izgubljpna kod 4S ASICII takode inliibira PWS /L.i'na majčinskom alelo. PIV.S ICR tleluje i uzvotJno txJ MKUN3 gerta. MAGE-L2 iNDN, koji su ncmetilovani (o) na očevorn alelu. meiilovani !'•) su na majčinskom aielu.

.'^ODćC.i .N/v
S lik a 7 ,2 3 A. Devojpca sa Angelmanovim sindromom B. Odrasiao čovek sa Angelmanovim sindromom.

1

2

3

4

BECKW !TH-W iEĐEMANNOV5INDROM 4.2 kb majčina uska

im m B W S je kiinički hctcrogcn jin d ro m koji karaktcrišc prckom cran rnst. Prvi pul je tnj sindrom opisnn 1963-196'!. godine, a glavne karakterisrike su m akr 0 2 0 inija (prenntalni i/ili postnalalnj prekoineran rasl), m akioglosija (vtrlikj je iik ), defekl nbdom innlnog zida (om phalocela, umbilikal h ern ija, diasta?a reklum a) i neonatalna hipoglikem ija (slika 7.25). Postoji i he-

-

m ihiperplazija, kao i viscerom egalija, bubrežne ab n o n n aln o sti, anom alije na ušim a i rascep nepca, a pojavljuju se i em brionski tum ori (posebno W ilm sov tum or). B W S je poznat u m edidnskoj gcnctici zbog m nogostrukih,

f e S ’'

različitih i složenih m olekularnih inehanizam a. Uključeni su

& ,;j, >v<<-

v'.

genomski olisak, soinatski moznicizam i m ultipli geni, koji se nalaze u 1-M b regionu na brom ozom u 1 I p l 5 (slika 7.26). U 0.9 kb cčevo traka

regiomi sc nalaze dva nezavisno regulisann m ctilirana dorocna. Više telom erni (različito m etiliran rcgion 1, D M R l, p o d kontrolom IC R l) sadrži očev eksprim iran IGF2 (insulinu sJičan faktor

SKka 7.24

rasta 2) i inajčin eksprim iran H19. Višc ccntrom crni, m etilirani

Metoda Southem blot za otkrivanje metilacija gena SN^PIt Posle

domeii (DMR2 pod kontroloro 1CR2) sadrži m jčine eksprirni-

digestije DNK sa Xba I i Not I, vrši se inkubiranje s prcbom KB17,

ranc K CNQI (koji se pre zvao Kvl.cjTl) i C D K N IC gcnc i očev

kojn hibridiznje sa CpG ostrvom u egzonu a gena SNRPN. Pacijem

eksprim iran antisens transkripl K C N Q 10TI, čiji prornoloj' j«

1 ima Prader-Wii!ijev sindrom, a pacijer.t 2 ima Angelmanov

sm ešten u genu KCNQ1.

sindrom, dok su pacijcnti 3 i 4 neaficirani. (Ljubaznošću A.

Usled jKiremećajn n nrm alne regulacije m etilacije mo/.e sc

Gardner, D epartem ent of Moleculsr Genetics, Southm ead

prom euili genska ekspresija, pa sam im tim i pojaviti BWS.

I lospital, Bristol.)

Kod D M R i, m etihcijom na m ajčinom alelu gubi sc cksprcsija

M O Đ Eli N A SLEĐ lVA N jS

m ehanizam obnhvata 50-60% sporadičnih BW'S slučajeva. C D K N IC gen inhibira rast, a mutacije su nađene u 5-10% shičajeva BWS. Oko )5% B W S slučajcva su porodični i C D K N lC mutacije su nađene kod 7% slučajeva. O sim grešaka u im printu kod D M Ri i DMR2 im a i drugih m ehanizam a odgovornih za B W S: 1. duplikacije brom ozom a 1 lp5.5 koje se nasieduju od oca (kod ovih slučajeva olkriven je prvi B W S lokus): 2. očeva uniparentalna dizom ija za hrom ozom u 11 - uvek pi isntna u obliku mozaika, česlo u vezi s neonatalnom hipoglikcm ijom i hem ihipertrofijom , s največim rizikom (oko 25%) za einbrionske tumore, prvenstveno Wi)msov tum or, te 3. m ajčinski nasledene balansirane translokacije koje uključuju preraspodele na llp lS .

RUSSELL-SILVEROV SINDROM (RSS) Ovo dobro poznato stanje inia „snprotne“ karakteristike od BW S jer je kod njega iziaženo prenatalno i postnatahio zaostajanje u rastu. Obim glavc jc rciativno n orm alan, lice jc prilično maio i trouglasto i podscća na „pseudohidrocefalno” (slika 7.27), a može postoiati i asimetrija tela. O ko 10% slučajeva jc posledica majčinc uniparentalne dizom ije, što znači da se na tom hrom ozom u dcsila mctilacija. Suprotno od očcvc duplikacije U p i5 , koja dovodi do preteranog rasta i BW S, m ajčinc dtiplikacije tog regiona povezane su sa zaostajanjem u rasfu.

lika 7 .2 5

Nedavno je dokazano da oko trećina RSS slučajeva potiče od abnorm alnog im printa na lokusu 1 ip.)5.5. Dok hipermetilaci-

Devojčita s Eeckvvith-Wicdcmann sindromom. Običiite pažnju na veliki jeicik i umbilikalnu heiniju. H I9 i biaieina 1CF2 ekspresija, što precistavija dve kopijc očcvog epigenulipa. To se dešava kod 7% B W S slnčojeva i obično je sporadično. Kod DMR2, gubitak roetilacije dovodi do dvc kopije očevog epigenotipa i sm anjene ekspresije CDKNIC; taj

-D M R 2 ---------------------- 1

ja ))MR1 potcncira uticaj JGF2 i prctcrani rast, hipomelilacij<\ H19 izaziva sm anjcn uticaj 1CF2 i suprotne m olekularne i biohem ijske posledice, a li pacijenti im aju karakterislike RSS. Interesantno, suprotno od BW S, kod RSS nem a slnčajeva s prom enjenom metilacijom na centrom em om DM R2 regionu.

Očevi aleli

|------------ DMR1

Centromera

ICR1

^

•*

-*■

±_

IC,R2

^ T F ^ fo l

NV

CDKNIC ^ r c f e n ♦

\

j /

c^^TCtH r !1 n*1' pojsčh/ač

^ '<_l

= = f l# s # £ S S J a = Drugi gen i

1elom cia

—

=

=

=

KCNQ1/* L >— ^

=

f e 4 C

J ^

IGF2š^TCf)—►•OJ H19 7 ~ C “ "

<

/

KCNQlOri Majčini aleli

-ieka 7.26 Molekularna organi 7acija (upiošćcna) na 1 1p l 5.5: Beckvvith-VVicdemannov i Russell-Silveiov sindrorn. Region sadrži dva imprintovarta 'loniena (DMRi i DMR2) koji su nezavisno regulisani. lCRs su razlićico metilovani (metilovani i nemetilovani). CCCTC-vczujući faktoi (CTCF) vezuje se s iiemetilovanim alelima oba ICRs. Kod DMR], koordinirana regulacija dovodi cio ekspiesije IGF2 samo kod očevog iilela i do ekspresije H19 samo na majčinom alelu. Kod DMR2. koordiniiana tecjulacija dovodi do inajćinr.kc ekspresije KC!'JQ1 i CDKNlC ;i drugihgena) \ očeve ekspresijeKCNCjiOTt (ru;kodirajuća RNK sa antisens transkripcijom na KCNOI). Ugaonc crne strelicc pokazuju piavac tr«nskripcije

7

,v.ocai

n a s I lĐ ivaiija

S f i t e 7 .2 8 R o d o s lo v - m itoh on drijsko n asled ivan je

Prctpostavlja se da kod ćoveka citoplazm atskim ili mitohoniIrijskim naskdivanjem m ože objasniti pojava nekih retkih poremećaja koji aficiraju i muš'ke i ženske osobe, ali se prenose sam o preko ženskih osoba ili m alernalnim , tj. m atroklinhn nasleđivanjcm (slika 7.28). Ulvrđeno jc da su m utacije na m itohondrijskim genim a odgovornc za jedan broj retkih porem ećaja s neobičnim kom birjacijam a neuroloških i m iopatskih karakteristika. Ti porem ećaji su ponekađ uđruženi sa drugim stanjim a kao što su kar-

S lik s 7 .2 7 Cevojrira 5 Russel-Silveiovim sindiomom. Obratiti psžnju na ispupčeno čelo, trouglasto lite i pseudoliidrocefalni izgled.

diom iopatija i defekti provodljivosti, dijabet ili gubljenje siuha (str. 174). Kako m itohondrije im aju važnu uiogu u ćelijskora m elaboJizm u zbog oksidativne fosforilacije, nc izncnaduje to da su organi koji su najosetljiviji na m itohondrijske m utacijc centralni nervni sistem , skeietna m uskulalura i srce. Kod većine osoba m ilohondrijska D NK je identična u razli-

IVilTOHONDRiJSKO MASLEĐIVANJE

čitim m itohondrijam a, tj. pokazuje hotnoplazm iju. Ako se kođ Svaka ćelija sadrži hiljadc kopija m itohondrijske DNK, a ćclijc

neke osobe m utacija pojavi u m itohondrijskoj D N K , pojaviće

m ozga i m išića koje '/.ahtevaju više cncrgijc sadrže čak i više.

se dve populacije m itohondrijske D N K i!i heleroplazmija. Ko-

M itohondrijc, pa stoga i r.jihova DMK, naslcduju se gotovo

ličina m itohondrija s m utacijom razliknje se u ćelijam a i tki-

sasvim od m ajke, preko oocite (str. 43). M itohondrijska DNK im a višu stopu sp o ntanih rautadjn od jed atn e DNK, a aitum u-

vim a, što bi zajedno s m utacionom hclerogenošću jnoglo bitj m oguće objašnjcnje za fenotipove koji se razlikuju p o ozbiljno-

lacija m ntacija 11 m itohonđrijskoj DNK odgovohia ie za neke

sri porcracćaja Icod osoba aficiranih bolesiim a koie se nasleđuju preko m itohondrija (slika 7.2y).

soniatske efckte p rim ećene kod starcnja.

Homoplazmija-nema bolesti

Nema bolesti

Nema bolesti

S !iiw 1 .2 l Progresivan uticaj hctoioplaztnijo 11a kliničku sliku bolc.ti (od lakše do teže) koja sejavlja kno posledica mutacija

,Q d

u iniiohondrijskom genom u. Mala ptoporcija m utantnih mirohondrija

đ P Ć V

dobro se podnosi, ali kako količina raste. Blaža bolest

Teška bolest

javljaju se sve teži poiemečaji u ćelijams I tkivima (rasenčeni krug predsiavijajei.il-:)

120

ćelije).

'MDOEU I^ASLEĐIVAI'JJA'

Pošto sc m atroklino nasiedivanje odnosi na poremećaje koji C 'T’CTT?* š rA aU R lM n .

su direktno posledica m utacija u m itohondrijskoj DNK, takođe je važno prim eliti da su m itohondrijski proleini kodirani uglavnom gcnim a jedra.

@ Često je n eophodno izučavati porodicu da bi se

M utacije na tim gcnim a m ogu im ati razoran uticaj na

!

utvrdio način nasledivanja osobine ili porem ećaja i da

funkcije respiratornog ianca u okviru m itohondrija. U le pri-

bi se om ogućilo odgovarajuće genetsko savetovanje. Po-

mere spadaju geni koji kodiraju proteine u sistem u citohroma

stoje standardnc skraćenice - simboli za obeležavanje

c(CQX), čije m utacije se nasleđuju autozom no recesivno, kao i

rodoslova.

gen G4.5 (TAZJ, koji je X-vezan i izaziva Bar(/)ovsindrom (endokardijalna fibroe)astowi) kod m uških osoba (str. 175). Posio-

% M endelovi ili m onogcnski porem ećaj m ogu se na-

ji čak i niitohom liijska m iopatija koja se autozom no dom inan-

sledjivati na pet načina: kao auto?.omno dom inantno,

mo nasleđuje i u kojoj se m ogu otlcriti m ultiple m itohondrijske

autozom no recesivno, X-vezano dom inantno, X-vezano

delecije DNI< iako gen(i) koji m u tira u lim uslovima još nije

rccesivno i Y-vezano nasledivanje.

:

poznat. U poglavlju 11 (str. 174) biće još reči o m itohondrijalj

nim porem ećajim a.

© A utozom no dom inantni aleli ispoljavaju se u heterozigotnom stanju i obično se prenose s jedne generađje na drugu, a sam o povrem eno pojavljuju se kao nova m utacija. Podjednako afjciraju i m uške i ženske osobe. Za

PREPORUČENA LITERATURA

svako dete rod cn o od roditelja sa lieterozigotnom autozom no đom in an tn cm m utacijom postoji 50% šanse da

of heredily. Roval Society Reporls to the Evolution Committee, pp.

taj gen nasledi ocl aficirancg roditelja. A utozom no do; m inantni aleli inogu ispoljavati sm anjenu penetrantnost

J32 -1 3 1

j i različitu izražajnost i mogu biti ograničeni polom .

OdIcsoii VV, Saundcrs 1: R 1902 Expcrunenial sludies in the physio!ogy

:Jrvn zapnianjn kod Mendelovog naslcJivanja. slaiulardized human pedigrcc nomcndaturc. Am J Hum Gcnet 56:

@ A iltozom no recesivni porcmećaji ispoljavaju se sam o ! u hom oxigotnom stanju i obično aiiciraju sam o osobe

745-752.

i u jednoj generaciji, obično u jednom sibshipu (braćn i

Bennet R L. Stcinhaus K A, Uhrich S 3 et al 1995 Rccommcndalions for

HaU J G 1983 Somatic mosnicism: obscrvations related toclinica) gcnetics. Am J Huni Genet 43: 355-363. Prcgled oikrića u kliničhoj genelici koja su ptvizašhi U soniatskog mozcu'aztna. Hall J G 1990 Gcnomic imprinling: rcview and relevancc to human diseases. Am J Hum Genet 46:857-873. Obiman preglcdprimcra %etiomskog oliska u naslcthnm boiestinm rovcka. Ueinig R M 7.000 The monk in the garden: thc lost and found genius of Gregor Mendcl. Hongliton Miffl in, London.

Zivol i rnd Gregorn Mendclo - istorija radanja gcnctike. Kingston M M 1994 An ABC ofdinicn] genctics, 2nd edn. Brilish Medical

i sesirc 11 jcdnoj generaciji) u porodici. Oni podjcdnako j aficiraju i m uške i žcnske osobe. Potonici roditelja koji I su heterozigetni za iste autozom no reccsivne alelc imaju | šansu 1 : 4 da će biti hom ozigotni za taj alel. Što je tedi 1 autozom no recesivni alel to ie veća verovatnoća da su : roditelji hom ozigota u konsangvinitetu.

;

j @ X- vezani recesivni aleli ispoljavaju se sam o kod m uš; kih osoba. P otom ci ženskih osoba heterozjgota za X-ve| zanc rcccsivnc alelc im aju 50% šanse da naslcde alele od

Association, l.ondon.

majkc. Ćerke mušlcih osoba sa X-vezanim recesivnim

i

Principi klittiCkc gendike.

olelom uvck su heterozigoti, ali sinovi nc inogu naslcditi taj alel. Vrlo retko ženskc osobe ispoljavaju X-vezanu re-

|

Reik W, Surami A (cds) 1997 Genomic imprinting (Frontiers in MoJecular Biology). IRL Piess, Lomlon.

|

i ccsivnu osobinu jer su hom ozigotne za alel, imaju jedan

|

Detaljni primeri i mchaniznii gcnomskog otiska.

I hroinozoin X, imaju sfrukturnu preraspodelu jed n o g od

j

Vogel V, Molulsky A G 1996 Human genelics, 3nd edn. Springcr, Berlin..

; hrom o 2 om a X, ili su heterozigotnc, ali sa izbegnutom ili ncslučajnom X-inaktivacijom .

|

Dclnljna objašnjenja nckih pojmova gcnclikc čovr.kn iz owgpoglavlja.

|

S 1 Postoji sam o nekoliko poremećaja za kojc sc zna da

] se nssleđuju X -vezano dom inantno. Kod X-vezanih doj m inantnih porem ećaja, m uške osobc hem izigoti uglavi nom sir m nogo ozbiljnije aficirane' nego ženske osobe : lieterozigoti. | ; '# N eobićne karaktcristike m onogenskog nasleđiv.inja

i !

j objašnjavaju se fenom cnim a kao što su genetička !ie-

i

I lerogenost, m ozaicizam , anticipacija, genom ski otisak

;

; (imprinting), uniparentnlna dizomija i m itohondrijsko

j

;

nasledivanje.

— —E O

Poligensko i multifaktorsko nasleđivanje

$0?

M nogi porc-inećaji lcoji se pojavljuju u porodici ne nasleđuju

kao šlo je insulin zavisan dijabetes, uticaj gena nijc lako razu-

se po pravilim a MendeJovog naslcdivanja. P rim eri takvih porejncćaja obuhvataju nckoliko najčešćil) kongenitalnih malfor-

meti jer je u nasledivanje verovatno uključeno m nogo lokusa, od kojih neki im aju važnijn ulogu od drugih.

m acija, kao i m noge čcstc stcčene bolesti u dctinjstvu i zrelom dobu (olcvir 9.1). Te bolesti pokaznju očiglednu tendenciju

m ilijarde baznih parova 99,9% idcntično kod svake osobe, što

pojavljivanja u porodici, a učestalost kod bliskih rodaka afici-

znači da se u proseku sve osobe na ovoj plancti genetički ra-

ranih pojedinaca uglavnom iznosi 2-4% , um esto m nogo viših vređnosti koje bi se pojavile đa su te boicsti izazvane m utacijam a jednoggena.

zlikujl) jedna od druge za 0,1 %. U tih 0,1% treba naći odgovor na pilanje zašto su neke osobe osetljivije za odredene bolesli,

Sekvencicniranje genom a čovtka pokazalo je da je o d tri

a nekc zdravijc od ostalih članova populacije. Poznavanje ge-

Po svcmu sudeči, te porem ećaje izazivaju m nogi faktori,

nctičkih varijacija na nivou polim orfizam a jednog nuklcotida

kako genetički, tako i faklori okrnženja, te sc takvo naslctliva-

(Single Nucleotide Poliniorphisms, SN]Js) i m cloda za prouča-

njc naziva multijaktorsko uasleđivanje. M edutim , ćinjenica je da genetički m chanizm i jo š nisu dobro poznati. D oskoraje pre-

vanje genom a om ogućava otkrivanje suspektnih alela za m nogc čcste bolcsti.

vladavalo n)išljenje da u m ultifaktorskom nasleđivanju dolazi do interakcije faktora sredine s m nogin’ genim a, a da pojava porem ećaja 11 populaciji u najvećem bioju slučajeva prati krivu norm alne distribucijc. U skiadu s tom tcorijom , pojedinci Su aficirani ako se nalaze n a pogrešnom kraju distribucione krive.

P'CLŠGENSKO NASLEĐiVAMJE ■ M § m A L M DISTRIBUCfJA

Taj koncept norm alne distribucije izazvane dejstvom m nogo gcna koji se nazivaju poligcni, i koji dcluju aditivno, priinetijiv je na fi'/.iološke karakteristike, kao šlo su visina, a verovatno i krvni pritisak. ipak, novija islraživanjapokazuju da kod bolesti O kvir 9.1 Porem ećaji koji se n asled u ju m ultifaktorski K on gen itaine m alform acije Rastep usne Kongenitalna disiokDcija kuka Kongenitalne srčane mane Oelekt netvne cevi Slenoza pilorusa Talipes malfor macija stopala

Pre nego što detaljnije razm otrim o uticaj najnovijih istraživanja, n eophodno je da kratko izložim o na čcnm sc zasniva poligensko ili kvantitativno naslctlivanjc. To ukJjučuje naslcđivanje i cksprcsiju fenotipa koji je odredcn m nogim genirna na različitim lokusim a, gdesvaki gen isjioljavamali aditivni uticaj. Aditivan efekat oduosi se na kum ulativan uticaj gcna, a nijedan gen nije dom inantan i!i rccesivan u odnosu na drugi. U okviru 9.2 navedene su nekc karakteristike koje pokazuju kontinuiram i distribttciju u opštoj populaciji, a ko jesu vrlo bliske norm alnoj distribuciji. Prikazano grafički, dobija sc sim e trična ki'iva u obliku zvona, koja se ravnom erno p rostire oko srednje vrednosti (slika 9.1).

S tečen e b o ie sii u d etin jstvu i zrelom dobu Astma Aiitizam Dijabetes Epilepsija Glaukom Hipenavija Kionova bolesi i ulceiativni kolilis Ishemija • srčano oboljenje Ishemija - rnoždani utlar Manična depresija Multipla skleroza Parkinsonova bolest Psorijsza

Itcumatoicni ai tritis Si?.ofrenija

Raspon distribucije oko srednje vrednosti odreden jc standai djioni devijacijom. Oko 68%, 95% i 99,7% svjh posm atranih slučajeva nalazi sc oko srednje vrednosti, plus i!i m in u s jedna, odnosno dve ili tri standardne dcvijacijc.

O kvir 9 .2 O so b in e Ijudi koje pokazuju k ontinuiranu norinalnii distribuciju Krvni pritisak Derinatoglifi Obim glave Wr,ina Inteligencija Boja kože

FOUGnt'&KOi MULTIIAi'rrORSKSNASLEfilVAli'F

M ogućc je dokaziili J a se fenolip s norm alnom distribtici-26

jom 11 opšloi populaciji pojavljuje kao posledica poligenskog nasJeđivanja, Ij. zbog uticaja m nogih gcna na različitim lokn-

•l'B

sim a, od koji svaki gen ispoljava jednak aditivni uticaj. To se m ože objasniti posm atrajući osobinu kao što je visina. Ako

.16

visin« odrcđuju dva jednako frekventna alela: ,,a“ (visok) i ,,b" (nizak) na jcdnom lokusu, dobiće se diskontinuirani fenotip

;i'4

sn tri grupe 11 o dnosn 1 (visok - a a ) : 2 (prosečan - ab / b a ) : l(n izak -b b ). Ako istu osobinu odrcduju p o dva alela na sva-

•12-.

kom od dva loknsn koji m edusobho deluju ađitivno, to dovodi do nastanka 5 fenotipskih grupa u otlnosu 1 (sa četiri alela za visok r a s t ) : 4 (tri za visok + jcdan za n iz a k ): 6 (dva za visok ■)

Mo

dva za n iz a k ): 4 (jedan za visok + tri za n iz a k ): 1 (4 za nizak). - trl lokusa

U sistem u sa tri lokusa, od kojih svaki ima po dva alela, odnos fenotipova bi hio 1:6:15:20:15:6:1 (slika 9.2). )z ovoga sc m ožc videti da ako broj lokusa raste, distribuđja

•

•

■

podržava n orm ainu krivu, žto potvrđuje koncept da je svoj-

dva lokusa

_ _ 4 :§v ;:ž c^V'Vv' vMiii'l*}.}:

Stvo kao visina određeno aditivnjm cfektom m nogih gena na

različitim iokusim a. Proučavanja korelacija osobina kao što ie visina i n m anjoj m eri inteligenđja u porodici, takode potvrdu-

jedan lokus

ju taj konccpt. Korelacija je stalistička m cra stepena asocijacije vnrijabilnih fenom ena ili jednostavnjje rečeno, m era stcpcna sličnosti ili povezanosti izmedu dvaparam etra. Pošto prvoste-

Nizak -*---------------------------------------------------------- ►Visok

peni rodaci u proseku dele 50% svojih gena (tabela 9.1), logično bi bilo pretpostaviti da će, ako sc osobina kao vjsina naslc-

S lik a 9 .2

djuje poligeno, korelacija izmcdu prvostcpcnih rodaka (braćc i sestara) biti 0,5. Više stuđija jc poh'rdilo da korelacija za visinu

Distiibucija genotipa 73 osobinu kao 5to je visina, s jednim, dva

kod braće i sestaia zaisla iznosi blizu 0,5. Sigurno je da j okolina utiče na osobine čoveka, kao šlo su

ili tri lokusa, od kojih je svaki sa po dva alcla jednake učestalosii. Viednosti za svaki gcnotip m ogu se dobiti binominalnom ekspanzijom (p+q)(irJ, gde je p = q - l/2 . a„n 'je broj lokusa.

visina j intcljgcncija, kao što utiču i geni koji ne ispoljavaju sam o aditivni već d o m inantan uticaj. Vrlo je verovatno da su svi ti faktori odgovorni za uoćenu pojavu koja sc javlja kođ potom stva, poznalu p od iinenom „regresija do osrednjosti". To se m ože uočiti na p rim eru inteligentnih roditclja ili roditelja visokog rasta (ne jskljućuju se m edusobno) koji im aju decu

Slično tom e, roditelji koji su niskog rasta j]i niskog slepeiia inteligencijc m ogu im ati dccu čija jc prosečna visina iJi inte-

ćija je prosečna visina ilj inleligencija nešto niža od prosečne

iigencija niža ncgo kod prosc-ka populacije, ali je zalo viša od prosečnih vrednosii njihovih rodilelja.

ili srednje vrcdnosti kod rođitelja.

T a b e la 9.1 Step.eni s,rodstva Srod stvo

U deo zajednlčkih g en o

Prvi step en Roditelji Braćd i sestie Deca

( 1/ 2)

Drugi ste p e n

(1/4)

Tetka, slric i ujak Srednp vrednost -+ .1 S D -

(-68%) - i'2S D — (=95%) - ± 3SD— (=99.7%)

Ncsma.iia (Gausova) clisiribucija

Nećaci i nećakinje

Deda i baba IJnuci Polusestre i polubraća Treći stepen Pivi lođaci

Pradeda i prababa Praun'.ici

( 1/ 8)

S;p ' IGENSKO' I V iiiT!FA:
•

(ViULtiFAKTGRSKO NASLEĐIVANJE MOpEL P0D L0ŽN 0STI/PRA6A

— Opšta populaiiija

. /" /

\ V

;

. . ;. i'

Uloženo je m n o g o tru d a da bi se poligenska teorija nasledivanja kvantitativnih svojstava ili svojstava sa kontinuiranom distribucijom , proSirila na diskonlimiirane m ultifaktorske

/

\

: U čestalost u

porcmećaje. Prcm a m o d elu podložnosti/praga, svi faktori koji utiču na razvoj nekog m ultifaktorskog porem cćaja, bilo da sn to faktori okruženja ili genetski faktori, m ogu sc sm atrati jedP o d lo ž n o s t -

nom celinom , tj. p o d io žn o šću (sklonošću). Podložnosti svih

j.

’

osoba u populaciji form iraju kontinuiranu varijabilnost, koja ima norm alnu distrib u ciju kako u opšloj populaciji, tako i kođ rođaka aficiranih osoha. Ipak, kriva podiožnosti kod rođaka

Rođsci

J

\

’

'•

bićc pom erena ud esn o i to pom eranje direktno zavisi od blisknsti srodstva aficiranih osoba sa probandom (siika 9.3).

/

Da bi se diskontinuirani fenotip (npr. aiiciran ili neaficiran)

j\

’

. U čestolost u s S

porodici

prikazao na krivoj koja je očigledno kontinuirane distribucije, predloženo je da se n a krivoj uh'rdi prag iza koga sc is-

___________ — :

poljava abnorraalni fenotip. U opštoj populaciji dco krivc iza

.

Pod ložnost

praga predstavlja in cidencu porem ećaja u populaciji, a kod lođaka deo krive iza praga predstavlja incidencti porem ećaja u porodici. Vrlo je važno još jed n o m naglnsiti da se 2 a odredivanjepodložnosti u 2 im aju u obzir svi faktori koji i2 azivaju ocredenu boJest. Jednostavno, sm atra s e d a pogubna podložnostpredstavlja

Slika 9.3 I lipotetk’ke kiive podložnosti u opštoj populac iji i koii lodaka, 7.3 nasledni poremećaj u komc jc genetska predispczicija

muliifaktorska.

kombinaciju nekoJiko „io.šili" gena i stetnih faktora sredine. Podiožnost se ne m ože izm eriti, ali srednja vrednost podložnosti grupe m ože biti o d redena iz učcstalosti bolesti 11 toj gnipi korišćenjem statististićkih podataka i 2 norm aine đistribucijc. Jedinice m ere su slan đ ard n e devijacije i mogu se koristiti za proccnu koreJacije niedu rođacim a.

4. Ako je boJcsi češća m edu osobam a o d ređ cn o g p o la, rodaci aficirane osobe koji su rede aficiranog pola biće pod većini rizikom nego rodaci aficiranih osoba sa češće aficiranim pcloin. To je prikazano na p rim e ru stenoze pilorusa, koja se pojavJjuje pet puta češće kod m uškaraca nego kod žena, tj. u odnosu 5 :1 . P ro p o rđ ja aficiranogpotom stva m uškilipacijenata iznosi

2MAČAJ MODELA PODLOŽNOSTI/PRAGA

5,5% za sinove i 2,4% za ćerke. M cđutim , rizik za potom slvo

Jako se još jednom m ora nagiasiti da m odel praga nijc sasvim

aficiraniJi žena iznosi 19,4% za sinove i 7,3% za ćerke. Jedno od inogućih objašnjenja tih razlika 11 ri'/.iku je sieđeće: da bj žeisske

potvrđcn i predstavija hipotezu, a ne dokazanu činjenir.n, nn pruža jednostavno objašnjenje 2 a uočenc m odele rizika u porodicama za stanja kao što je rasccp usnc/nepca, stenoza pilo

osobc bile aficirane, m oraju se naći na kiaju krive podJožnosti, pa su i njeni blislu rođaci vrlo podložni za razvijanje ođrcđene bolesti. Pošlo su m uške osobe podložnije za razvoj porem eća-

nisa i spina bifida. Na p rim er:

ja, ri/ici kod m ušluh potom aka su viši nego kod ženskih, bez Učestalost bolesti je najveća m edu ro d ad m a najteže afici- obzira na pol aficiranog roditelja. ranih pacijenata vcrovatno zato što oni predstavljaju iiajekstre5. R izikponavljanja za prvostcpene rodakc (tj. braću i sestre 1.

m nije devijacije duž krivc podložnosti. Na prim er, za rascep

1 potom ke) približava se kvadratnom korenu ućestalosti kod

usne/nepca proporcija aficiranih prvostepenih rođaka (ro-

opšte popniacije. Ako posloji učestalost od 1 : 1.000, rizik za

ditelji, braća i sestre, po to m st\'o) iznosi 6% ako proband ima

brać.u i sestre i potom stvo biće oko 1 :3 2 ili 3%.

bilaterajni rascep usne i n epca, ali sam o 2% ako proband ima unilatcralan rasccp u sn e (slika 9.4). ?.. Rizik je najveći m ed u bliskim rodacim a aficirane osobe i nnglo opad ašto su rodaci dalji. Na prim er, rizik od spinehifide

HERITABILNOST

u prvom stepenu srodstva iznosi 4%, u drngom 1% i u trećem manje od 0,5%. 3.

Tako se ne može proceniti podložnost neke osobc 2 a određcAko postoji više od jed n o g aficiranog bJiskog rodaka, ri/.i- ni porem ećaj, ipak je m oguće odrediti koji se deo etiologijc

ci 2a drtige rođakc sc povcćavajn. Kod spine bificle, ak o je jedno

m ožc pripisati genetičkim faktorim a, a koji faktorim a sredine.

od braće ili sestara aficirano, rizik za dntgo clete (ako m ajka 11c

To se naziva heritabihiost i definišc se kao udeo u ukupnoj va-

počne sa uzim anjem folne ktseJine u vrem e začeća) iznosi oko

rijansi osobine lcoji se pripisuje aditivnoj genctičkoj varijansi,

4%; ako je aficirano dvojc bnić.e/sesl ara, rizik za navedeno dete

nasuprot udela faktora sredine. Statističlđ iz.ražcno, varijansa

iznosi 10%.

je jednaka kvadratu standardne devijacije. H eritabilnost se

. TO UG tN SKO

S lik a 9 .4 Težak (A) i blaži (B) oblik rascepa usnc/nepca.

obcležava sim bolom h 2 i izražcila je ili kao deo jedinice ili kao vrednost procenta.

Stepen grupisanja inultifaktorskog porem ečaja u porodici procenjuje se m erenjem odnosa rizika braće i sestara aliciranih

Procena beritabilnosti neke bolesti ill osobine predslav-

osoba sa incidcncom u opštoj populaciji. Ta; odnos (s/b risk)

Ija indikacljn relativnog udela genetičkib faktora kao njenili uzročnika, pa što je veća vrednost beritabilr.osti, veća je i uloga

sa Xs. N a prim er, u tipu i dijabetesa, gde incidenca u populaciji

genetićkih faktora.

rizika braće i seslara prem a učestalosti ti populaćiji označava se Velike Britanije iznosi 0,'l%, a rizik za braću i sestre j'/.nosi 6%,

H eritabilnost se procenjuje prem a stepenu sličnosti metlu rođacim a, a iiražava se kao koeficijent korelacije, koji se izra-

XJe 1 5.7.a Iip2dijabetcsa uE vropi,X procenjen jc na 3,5 (35% rizika kod braće i sestara; 10% rizik populacije).

ćimava korišćenjem statističkih podataka nonnalncdistribucije. H critabilnost sc takođe inože izračunati iz odnosa stepena konkordanse m onozigotnih i dizigotnih blizanaca. U praksi je poželjno proceniti h eritab iln o sl praćenjem srodnika različite bliskosti i m eriti učestalost bolesti kod rodaka koji žive zajcdno, kao I on ih koji žive odvojeno da bi se razdvojili m ogući uticaji zajedničkih faktora sredinc. U tabeli 9.2 dati su prim cri heritabilnosti za ncke česte bolesli.

5 Đ E N T !F iK A C IJ A G E N A K O Jf iZ A Z iV A J U M O L t iF A K T O R S K E P O R E M E Ć A J E Multifaktorski porcm ećaji sti česti i znatno utiču na pojavu bolesli i sm rtnost Ijudi (slr. 8), pa ne izncnađuje to što sc intenzivno vrše istraživanja da bi se olkrili geni koji dop n n o se njihovoj etiologiji. Brojne strategije sti korišćene da bi se otlcrili

T ab ela 9 .2 P rocena heritabijnošti različitih pcreriiećaja

geni koji su mogući uzročnici bolesti. Slika 9.5 prikazuje neke

Porem ećaj

F re k ve n đ ja (% )

H eritabiinost

raelode kojc su korišćene u pronaiaženju gena koji su povezani s dijabetesom tipa 2.

Sizofrenija

1

85

Astma

A

90

ftascep usne/nepcs

0,1

76

5teiX)za piloiusa

0,3

75

Ankilozni spondilitis

0,2

70

A N A L iZ A V E Z A N O S T ! Anali/.a ve'/anosli se pokazala veoma vrednom u m apiranju m onogenskih porem ećaja, proutavanjem povezanosti gcnetskih m arkera s bolešću (str. 131). Ipak, ovaj prislup sc ne možc

Talip«

0,1

68

lako prim enili na nnillifaktorske porcm ećaje zbog sledećeg: 1. Teorijski posm atrano, ako m ultifaktorski porem ećaj ima

Koionamo-aiterijsks bolest

3

05

zaista poligensku genetičku suspektnost, m alo je verovatno da

Hiperienzija

5

62

teško m atem atički razvili stratcgije za otkrivanje vezanosti adi-

Kongenitalna dislokacija kuka

0,1

60

tivnih „poligena", od kojih svaki neznatno doprinosi fenotipu.

Anencefalija i spina bifida

0.3

60

Peptični ulkus

4

37

Kongenitalna srčana mana

0.5

35

će aleli na jednom Jokusu im ati presudan doprinos. Iztizelno je

2. M noga niultifaktorska oboljenja pokazuju varijacije ti vrem enu početka, pa se genetički slatus ncaficiranih članova porodice ne može sa sigurnošćtt utvrditi. 3. Većitia porodicn s nm llifaklorskom bolešću koja posloji sada ili je nekad postojala, im a sam o jed n o g ili dva živa

FCLIG ĆN SKCI MULTIFAKTORSKO NASLEĐtVANJE

aficirana čiana, pa je usied toga i broj pristupačnih „inform a-

fo rA ra b Gcnomic Stuilies - CAGS). Iako te inicijative izazivaju

tivnih raejoza” za proučavanje obično vrlo mali.

ozbiljnu zabrinulost kako će se koristiti dobijeni pođaci (str. Neki očigleđno m uitifaktorsld porem ečaji, kao koronar- 355), s druge strane tako bi sc m ogii rclativno brzo izolovati no-arterijska bolest i šizofrenija, verovatno su etiološki heterogeni koji značajno utiču na bolest i sm rtnost Ijudi. 4.

geni sa razjičitim geneličkim i sredinskim uticajiina njiliuvih podtipova koji se ne m ogu lako razlikovati na fenotipskoni nivou.

Analiza aficiranog para (brat i sestra) Standardna analiza vezanosti zahteva podatke o načim i naslc-

Bez obzira na navedena ograničenja, napredovalo se u iden-

divanja, frekvenciji gena i penetrantnosti, ali ža m nltifaktorskc

tifikaciji suspektnih lokusa tako što su se menjale m etođe mapiranja jednog genskog lokusa. Neka od tih dostignuća koja

porem ećaje ti podaci često nisu poz.nati. Jedno od rešenja lcg

su vezana za pojavu čestih bolesti poininju se u poglavjju 15.

vezanosti, koji je usm eren na utvrđivanje zajedničkih alela ili

problcm a jeste korišćenje m etode slobođnog m odela analize

Več duže vrem e sc sm atra da bi najbolje bilo ispitivati pojav-

hrom ozom skih regiona kod aficiranil) osoba. Zajednički pri-

Ijivanje bolesli u takozvanim idealniin pupulacijam a. Takva

stup bi bio pronalaženje regiona genom a koji su »iđentični po

jedna p o pulađja mora bili relalivno velika, izolovana, pa sa-

poreklu" {Identical B y Descent - IBD) kod aficiranih parova

m im lim i genetički hom ogcna, m ora posedovati opsežnu mc-

braće i sestara. Ako aficirana braća i sestre naslcđuju odredeni

dicinsku dokum entaciju koja datira unazad m nogo gencracija,

alel češće iii rcde ncgo što bi se očekivalo, to ukazuje na tu da alel ili njegov lokus na neki način učestvujc u izazivanju bolesti.

veliku banku tkiva, dobro organizovam i m edicinsku službu i kocpcrativnc star.ovnike. Takvu idealnu populaciju predslavIja 270.000 stanovnika Islanda, pa jc kom paniji koja sc bavi

Posm atrajm o roditeljslu par sa alelima AB (olac) i C.D (niaj-

ispitivanjem genoma DeC O D E Cenetics dodeljena dozvola za

ka) na odrcdcnom lokusu. V erovatnoća da će bilo koje od liji-

uspostavljanje nacionalne m edicinske datoteke i preduzim anje geneličkih istraživanja na Jslandu. Slične inicijative verovatno

hovo dvoje decc imati oba zajednička alcla iznosi 1 t 4 (slika 9.6). Verov3tnoća da će imali jedan zajednički ale) iznosi 1 :

postoje i u nckim drugim populacijam a. Na prim er, ncdavno je

2, a da jiećc iinali nijedan 1 : 4. A ko braća i sestre aficirani

u Dubaiju osnovan C entar za arapske .studije genom a ( Certlar

odrcdcnom bolešću pokazuju odstupanje od odnosa 1 : 2 : ] •«!

&iO 6 ilijO ćruAdhO

O jfS to 0 ili o di B io lo g ija

Po2icija

npr. Kir 6.2 {S€kr€cija imulina)

Npr.NlUDMl Calp ainlO

Modeli Ijudi Npr.lPF 1 (MOOY A)

■ ' ■

M odeli iivotinja Npr. lepiin cb/ob miš

Genikandidati

l l

■4;

11

Varijante gena Varijćkandidatn

m

~ 'fgfz'’- ’’ % Oboleli i t iv'na a so cija

• Pćndvijanje^ u dr.uglm gi’uparria' • f urikciiJnoifV. r.r'idliza Varijjnii ."

Istraživanja asocijacije

r z p jF k Kontrolna populacija Negativria asocijagja Ponavijanje. procesa

SJika Stratecjija u pronslaženju yeria odgovornih za tip 2 dijabetesa (T2DM):Geni kandidati kod čoveka (npr. monogenski oblici dijdbetesa). looznav.mie biologije (sekrecija ili dejstvo insulina) i poziciono kloniranje ili model životinja. Ksndidat gcn se ispiiujc da bi se našle varijante povezane sa T2DM ođredivanjem genotipova kod obolelih sa T2DM i konlroloiri grupe (Preuzeto iz Gloyin A L 2003, Thesearch for lype 7 diabeles genes, str. 111-127.)

POUGONSkO I K’.b'L^'lKAKTOFŠKO

odrcđenu varijantu, to znači da postoji ozročna veza izm eđu lokusa i bolcsti.

O

Taj alel ima je oko 90% svih pacijenata, a sam o 5% osoba i 2 kontrolne grupe. jačina HLA asocijacije odredena je odno-

lako su obavljena m noga ispitivanja genom a za različite po-

som rizika za razvoj bolesti kod osoba sa antigenom i rizika za

rem ećaje i »napirani brojni lokusi, broj gena podložnosti utvr-

razvoj bolesti kod osoba bez antigcna (tabcla 9.3). To se zove

oenih tom m etodom razočaravajuće je m ali. Jedan od razloga

koeficijent verovatnote. O n pokazuje učestalost pojavljivanja

verovatno jc u složenoj priro d i m ultifaktorskih bolesti, koje

bolesti kod osoba sa specifičniin m arkcrom u odnosu na osobe

potiču od brojnih gena koji slabo utiču jedan na drugi, a zavi-

koje nem aju taj marker.

se i od uticaja okoline. Neka istraživanja jednostavno nem aju

Jcdna od najvećih poteškoća u analizi asocijacija boiesti je

dovoijan kapacitet, pa su nedavni napori usm ereni na velike

njihovo pravilno tum ačenje. N aročito je važno da se isključe

skupine pažljivo odabranih fenotipova aficiranih parova braće

slučajnosli ili netačna zapažanja, da prcdložcna asocijacija

•;y ; .

i sestara.

bude hiološki prihvatljiva, kao i d a se p a đ je n ti i kontrolne gru-

? !0 k

Mapiranje pomoću neravnoteže vezanosti

ja, znači da je alcl m arker lokusa direklno uključen u nastanak

pe m ogu porediti. Ako su ubeđljivi dokazi da postoji asocijaci-

(Linkage disequilibrium)

bolesti (tj. lokus podložnosti) ili da je m ark er Jokus u neravnoteži (str. 132)sbliskopovezanim lokusom podložnosti. Kada se

Čim je neki hrom ozom ski region identifikovan kao region

istražujeasocijacija bolesti, v ažn o je uzeti u o bzir da otkrivanje

podložnosti, ,,/inim m apiranjem " treba snianjiti genetičke

suspeklnog lokusa ne znači da jc otkriveni gen jedini uzročnik

intervale. M apiranjc ponioću ncravnolcže vczanosti spada u

boiesti. D obar prinier jc asocijacija HLA-B27 ko d ankiloznog

najbolje m eto d e (Linkage Diseijuilibrium - L l)) (str. 132), za

spondilitisa jer se sam o u 1% svih osoba sa HLA-B27 razvija

k o jistrukdju haplotipova odrcđivanjcm SNPs u tom regionu.

ankjlozni spondilitis,što znači da m nogi drugi faktori, genetič-

Ako se utvrde tačke rekom binacije kod prcdaka, sm anjuju se

ki faktori i faktori okružei)j3 utičti na pojavti te bolcsti.

gcnclički intervali uočavanjcm LD „blokova" (slika 9.7). Geni

Pozitivni rezultati dobijeni ispitivanjim a asocijacije zahteva-

kandidati u n u tar regiona se sekvenciraju da bi se pronašle

ju ponavljanje i u drugim populacijam a. Asocijacije su česlo

DNK varijante, koje se zatim ispituju da bi se otkriJa asocijacija sa odredenoin bolešću.

Iažno pozilivne zbog slojevitosti populacije, tj. populacija sadrži odreden broj podgrupa, a roože se desiti da i bolest i alel pripadaju istoj podgrupi. Poznat je priroer objavljen u studiji Landera i Schorka, koji su u populaciji San Franciska povezali

■TUDUE A S O C S .IA C U E 0 studijam a asocijacije bolesti poredi se incidenca odredene

HLA-Al s veštinom korišćcnja kineskih štapića. Ta ssocijacija objašnjena je prostom činjenicom da je H L A -A l m nogo čcšći

vavijante kod aficiraniii pacijenata sa incidencom kod pažljivo

kod Kineza nego kod pripadnlka bele rase.

odabrane k o n tro ln e grupc. Takvo istraživanje često sc naziva i proučavanjc „shičaj - kontrola". Ako sc učestalost u tim dvema grnpam a b itn o razlikuje, potvrduje se pozitivna ili negativna asocijacija. Polim orfni sistem koji jc često proučavan jeste HLA sislem Hi.A).

a n tig c n i leukocila čoveka ( H ic im ii I.cukocyU Anligcn

Test neravnoteže transmisije ( T r a n s m is s i o n d i s e q u i l i b r h i m t e s t ) Jedan od načina da se izbegnu problem i zbog slojeviiosti po pulacije jcstc korišćenje konirola baziranih na porodicam a.

HI.A je odreden konipleksniin lokusoin na hrom ozom u 6 (str.

T'esl neravnotcže Iransm isije (Transmission Disequi!ibriwn

188). Jedna od najpoznalijih HI.A asocijacija postoji izm edu

T est TDT) zahteva skup od Iri člana, aficiranog probanda i oba roditelja (bez ob 2 ira na to da li su aficirani). N a prim er, za

ankiloznog spondilitisa (zapaljenje zglobova) i alela IILA B27.

roditelje koji su hcterozigoti za m arker alel koji se ispituje m ora se odrediti koliko se puta taj alel preneo na njihovo aficirano potom slvo i porcdili s brojem transm isija d rugih alela. Pove-

u

— AB

r—

©

ćana transm isija m arker alela m ože ukazati na asocijaciju, ali CD

definitivan dokaz da je jedna varijanta alel podložnosti, zahteva obim nija funkcionalna ispitivanja.

IS P 8 T IV A M JE A S O C !J A C !J E

Zajednički Odnos AC

AC AD

BC BD

2

C EU 3 K U FH 0 G G EN O M A

1 U ispilivanjima asocijacija celokupnog genom a istraživači po2

1

rede cclokupan gcnom izm eđu obolelih i kontrola, što daje bolje rezultate nego kada se ispituje vnrijanta p o varijanta. Stoga se ta nova m etoda može koristiti za otkrivanje novih

;'k a y.«

gcna podložnosti za bolesti. Tehnološke prednosti te m etode

Vsrovatnoća da će brat i sestra imati dva, jedan ili nijedan

om ogućavaju sim ultano testiranje i do 500.000 SNP na jednoj

Z-?!sdnički roditeljski aiel. Znaćajno odstupanje od odnosa 1 :2 • I

mikroploči (m icroarray) (500 I( ,,SNP Čip"). U Velikoj Britaniji, Wellcome Tmsl. je finansirao velilci projckat koji sprovodi

ukazuje na povczanosr loktisa i bolesti

141

Rt3p^)FNSRy;fk\ui:I !f AKTOFŠKO KA5>t EĐ.'VAN_'E

WK U» —n

n x n : .«,s

>i

i

a cr i^aaBesgm^gg 's

'

r

,4- -;.■ / «;

:.

■*

■■ • »

♦ <■■^’ . -: '

'

>v"

r* •S4 % .!>■

a . * v « 2 a « + f' c -j ♦ t -f •rf. • * **• ^

Sfika 9.7

„

LO siruktura cjena za I

glukokinazu. Predstavljene su r! vrednosti između 84 SNPs

v«1

regiona na i 16-kb. Ako r2 ima

»

vrednost 1, to uka 2 uje na to da

C

su dva SNP vezana. Postoje dva bloka LD u genu glukokina2 e (podvučeno crvenim).

T abela 9.3 IzracUnčivanje koeficijerlta vero v atn o će'za asocijacija so b olesću

Pacijenti

T a b ela 9 .4 P opulacije ukljtičene u rneđunard'dni . projekat H ap M ap

A lel 1

Alel 2

Grad / 2 em lja

Poreklo

a

b

Ibđan, Migerija

joruba

Analizlranl u zro d 30 (po jerion odrasiao i oba roditelja)

Kontrolna grupa

c

Kocficijcnt vefovamoće

“ a /c :b /d - ađ / bc

d Tckio.Japen

jopansko

45 obdbč koje nisu u biodstvu

Peking, Kina

kinesko

45 osd>3 koje nisu u srodslvu

SAD

scvernoevropsko i zapacJnoevrepsko

30 (po jedan ocJrastao i oba

ispitivanja asocijacije ceiokupnog genom a na oko 3.000 osoba

roditcljo)

iz kontrolne grupe i 2.000 pacijenata afiđraniSi tubcrkulozoni,

koronarnojji srta n o in bolešću, đijabetcsom tipa 1, đijabetcsom tipa 2, reum aloiclnim artritisom , Kronovom bolcšću i ulcerativnim koJitisojn, b ipolarnim ))orcmeĆ3jem ili iiipeftenzijoin (l)ttp://www. wtccc.org.uk).

Z A K U U CA K

Međunarodni projekat HapMap (http://www.hapmap.org)

T crm in m ultifaktorsld nastao je
Pošto je procenjeno da m ožda ima i do 10 m iliona SNP u genom u čoveka, nm ogi SNPs sti u neravnoteži vezanosti (linkage

nastaju jjilerakcijom genetičidh faktora i faktora okruženja.

ilisequitibrium) (str. 132), pa se i zajcdno nasleđuju. Rcgioni vezanih SNP z.ovtt sc haplotipovi. Pojedinaćan SNP m ože se

nisu najbolje objašnjeni. Model pođložnosti/praga trebalo bi p o sm atrati sam o kao zanim ljivu hipotezu, a ne kao dokazanu

izabrati kao „praliJac" ( ta g ) liaplotipa, a naziva se tag SNP.

naućnu činjenicu.

ilel nasledivanja, koji karakleriše veliki broj čestih poremećaja koji se javljaju u p o ro d id (grupisanje u porodjci), a verovatno M eđutim , genetički pioccsi koji izazivaju te porem ečaje još

M eđunarođni projekat H ap M ap koji urvrduje liaplotipove u

Jstraživanja n m oleknlarnoj biologiji poćinju da otkriva-

različitim populacijam a (tabela 9.4) ilao je i procenu da uku-

ju nckc m istcrijc m nltifaktorskug nasleđivanja. U proteklih

pan broj tag SNP iznosi izm edu 300.000 i 600.000, zavisno od

deset goclina obavljena su brojna ispilivanja na pacijentim a i

proučavane populacije. To znači
kontrolnim grupnm a i došlo se do vrednih kolekcija DNK, a

lokupnom genom u sa o)
u tolcu su i nova ispitivanja. Na primer, u projektu Biobanka u Vclikoj Britaniji (hU p://www.ukbiobank.ac.uk) biće sakupljeni

kat H apM ap će biti pravo bogalslvo jer će om ogućiti otkriva-

DNK uzorci i podaci o zdravlju i načinu života Ijudi, na uzorku

njc gcnctičkih prcdrspozicija za čestc bolesti kao što su kardi-

od 500.000 dobrovoJjaca, starosti izm edu 40 i 69 godina. To ćc

ovaskularne bolesti, dijabetes, kancer, autoim unska oboljenja i

prcdslavljati pravo bogatstvo za naučnike koji će u »ared.uih

psihijatrjjski porem ećajj.

20-30 godina nastaviti svoj rad n prončavanju bolcsti kao što

su kancer, srčana oboljenja, đijabetes i A lchajm erova bolesl'.

SAŽETAK

Naučnici se nadaju da će to nm nogom e p o m o ći da se razvijti nove i bolje m etođe sprečavanja, dijagnosliciranja i lečenja tih bolcsti.

® Pojam m ultifaktorsko nasledivanje prim enjuje se na

Usled tehnoioškog razvoja tipizacije SNP, kao i boljeg ra-

česte kongenitalne deform acije i stečene porem ećaje koji

2 iimevanja genetičkih varijacija istraživanja će u narednom

se ne nasleduju po M endelovim zakonim a. Veruje sc da

periodu postati izuzetno zanim ljiva, jer će se ti novi pristupi

li porem ećaji nastaju kao posledica interakcije genetič-

prim enjivati i na poJigenske bolcsti. U poglavlju 13 izneti su

kih faktora i faktora okruženja.

neki p rim cri do sada postignutih rczuilata. Jakojegenetički nticaj kod jji n it ifo klo rski h porem ećaja zna-

@ Vrlo je verovatno da su osobine čovcka, kao što su

čajan, ni 11 kom slučaju ne treba potceniti istraživanja koja se

visina i inteligencija, koje pokazuju norm alnu kontinui-

odnose n a uticaj faktora okruženja na te porem ećaje. Na pri-

ranu đistribuciju u opštoj populaciji, posledica aditivnog

mer, dokazan jc pozitivan efelcat folne ldseJine tt sprečavanju defckata n erv n c cevi.

uticaja m nogili gena, Ij. poligenskog nasleđivanja. €« U sldađu s m odelom podložnosti/praga kod multifaktorskog nasledivanja, genetička suspektnost kao i suspektnost sredine u nckoj populaciji naziva se podložnost

PREPORUČENA LITERATURA

ipokazuje norm aJnu distribucijn. Osolie su aficirane ako njiJiova podložnost preJazi prag krive podložnosti.

Bolstein I), Risch N 2003 Discovcring gcnotypcs undcrlying human phc-

Rizici ponavjjanja m ultifaktorskih porem ećaja kod

notypc5: past succcsses for mcndclian discosc, future appioactscs for

srodnika zavise od ozbiljnosti bolesti, stcpena srodstva

compiex discasc. Naturc Gcnct Suppl 33: 228-237.

sa indcks siučajem, broja aficiranih bliskiJ'i rodaka i ako

D o k a zi k o jip o lv n tu ju do svo jstvo srp a s/c ćelije o m o g u ćP rcp o rn čcn c slralc-

je viša učcstalost kod jednog pola, zavise od pola indeks

gije 2« itientijikaciju gcn a k o d k o m p lc ksitih boles/i.

Carison C S, l:J)cile M A , Krugly.ik L . Nickcrson D A 2004 Mapping com-

sltičaja.

plex dise.nsc loci in tvholc-gcnomc associnlion studics. Nalure 429: ■J-16- 452.

Koriščcnje osoctjocije celaggenomn za iden/ifikociju poligena.

j fe-- H eritabilnost jc m cra udela genetičkc varijanse u |

ukupnoj varijansi osobine ili bolesti.

F a lc o n e rD S 1965 T h e in lic rita n c e u f ti;fbi!ity to c e rlo in d iscases c stim a te d

© Lokusi koji učcstvuju u podložnosti za inultifaktor-

iro m thc in c id e n c c a m o n g relativ cs. A n n H u m G c n c t 29: 51 76.

ski porcm ećaj m ogu sc otki iti: a) ispitivanjem asocijacije

Moticlpcdložnos//pruxa i koko se odnosi među rotlocima nicgu upotrebiti ria bi se izracimaln hcritabilnost.

boiesti s varijantam a gena kandidata, b) analizom vezanosti koja, na prim er, istražuje hrom ozom ske regione

Fraser F C 1980 H volution o f a p a la ta b ic m u ltifa c to ria l th re s h o ld in o d el.

Am J Hum Genet 32:796 8)3.

koje stt od istog prelka nasledili aficirani parovi braće i

In/e re sa n ln ip re d lo zi morlela k o ji o bjnlnjtivG ju m u ltifn k /o r s k o naslediviinje.

scstara i c) proučavanjcm asocijacije cclog gcnom a da bi i

se uporedile genctičJce varijante ukupnog genom a tt veJiJdm istraživanjim a koja obuhvataju o b o le le - kontrole.

P W ? ;v

. 5

;

E?'-^

p

M 6

; « l * ^

m

: "? ~'~/

•i'-••v * ‘\ •-ViU'i.-,... ,v.-i'-.; ; ...:

J t

^^žVjv i,

,

*

» » e r '

7~"

•

"*

M

,p - y ^ i'fr

t t l i i i s r

K• ." . ' M

l •. .

:;:

-'

j

H

;

' *„ ' • , ’

K

r

\ > i j s - - •.« — t . ^ r ^ . •.•..' ~.:i. ■*■...,

.* i « * i S ^

;

^■.

m

. - • .- 'T

' ;# s « s r t i ^

m

I m

, . • , < _ ;:

'

M

m

r. ,±-'::<,' ; rZ - ■■■_.--;

, « * » »

s

145

PO GLA VLJE

Hromozomske aberacije

v'

Tokom 1956. godine razvijene su pon7.(iane tehnike za ?.nali-

Značajno jc da i m edu najpoznatijim aneiiplodnitn sindrom i-

zii htom ozom a, što je ubrzo dovelo do otkrića da je jedan broj

ma takode postoji vcliki proccnal spontanih prekida trudnoće

odranije poznatih patološlcih stanja prouzrokovan abnorm alniln

(tabela 18.3). To može da se ilustruje poredenjcm incidencc

brojem lirom ozom a. U roku od tri gođinc otkriveni su iizroci

slanja kao što je Downov sindrom u vrcm e uzim anja uzorka

D ow novogsindrom a (47, XX/XY> +21), KJinefeiterovog sindioina

(47,XXy) iTurnerovogsindi-onia (45, X). Vrlo brzo otlaive-

horiooskih r.upica (11-12 nedelja), am niocentczc (16 ncdcJja) i na porodaju (slika 18.1).

ni su i drugi sindrom i sa trizomijom autozom a i tokom sledećih godina je opisano više m ultiplih inallbnuacionih sindroina ti kojima je postojao višak iii m anjak hrom czom skog malerijala. Do d a n a sje u laboratorijskim bazamn podataka registrova-

DOWWOV SINDROM (TRJZOMIJA 21) Ovo stanje je nazvano po d r L angdonu Dovm u, koji ga je prvi

no najm anje 20.000 hroinozoinskih aberacija. Ako se posma-

opjsao ii Slikama kliničkih slučajeva L ondonskc bolnice, 1866.

traju svaki 7.a sebc, vcćina tih porem ećaja |e izuzetno rctka, aii

gođine. H rom ozom ska osnova D ow novog sindrom a nije bila

uzcti zajedno im aju značajan udeo u m oibidiletu i moi taiitftu

p o zn atasv ed o 1959.g o d in e .k a d a s u je o tk rili L ejeunei njego-

čoveka. H orom ozom ske aberacije su uzrok velikog broja spon-

vi saradnici u Parizu.

tanih pobačaja i invaliditeta kod dece, a u genezi većeg broja maligniteta, kako u dećijem tako i u odrasJom dobu, učesU'uju siečene - somatske aberacije hrom ozom o.

Incidenca

U poglavlju 3 opisani su osnovni principi strukhrre i funkci-

Ukupna in d d en ca na rođenju, korigovana usled sve većeg uli-

je hrom ozom a. D etaljno je objašnjcno i ponašanje hrom ozom a

caja prcnatainog si
tokom ćelijslic dcobe, zaiedno sa tcorijsldm razm atranjcm pri-

nacionalni registar za to stanje, iznosi približno 1 na 1000. U

rodc hrom ozom skih aberacija i načinim a na koje m ogu da naslantt i da se prenose u porodici. U ovom pogJavlju razm atraju

SAD, incidenca na rodenjn je n edavnoprocenjena na 1 :800. U

sc niedicinski aspekli i obradtiju specifični sindrom i izazvani

otkrije se prenatalno. Postoji izražena korejacija izmcđli pojave

hrom ozom skim aberacijaina.

D ownovogsinciroina i starosti majke. (tabela 18.4).

Velikoj Britaniji približno 60% slučajcva D ow novog sindrom a

Kliničke karakteristike

! INCjDENCA HROMOZOIVISKIH ABERACUA

Kiinićke karakteristike su prikazane u okviru 18.1. Najčešći

Hrom ozom ske aberacije postojc kcd najm anje 10% svih sper-

stičan izgled Jica, podignut spoljni ugao oka, inale ušne škoijke

nalaz u periodu novorođenčela ie teška hipolonijn. Karakteriniatnzoida i 25% zrelih oocita. Izm edu 15 i 25% svih potvr-

i protruzija jezika (siike 18.2 i 18.3), odm ah izaziva sum nju na

denih tru d n o ća završava se spontanim j^obačajcm, a daleko jc

ovti dijagnozu, iako kod sasvim m alih i!i nedonesenih beba cve

veći bvoj zigota i cm briona l
odlike nc m orajn da budu od m ah uočljive. Kod blizu 50% dece

moguće da prcžive duže od nekoJiko d ana poslc oplodenja.

sa Doivnovim sindrom om vidi se saroo jedna pcprećna brazda

Hrom ozom skc aberacijc su prisutnc kod pribJižno 50% spon-

na dlanu (slika 18.4), dok sc kod opšte populacije to vida sam o

tanih pobačaja (tabela 18.1), a incidenca hrom ozom skih abera-

kod 2--3% osoba. K ongenitalne anom alijc srca postoje kod oko

cija kod m orfološki n o rm alnih em briona iznosi oko 20%. Ova

•10-50% beba sa D ownovim sin diom om , a najčešće sejavljaju

zapažanja navode na zakJjučak da su hroinozom ske aberacije

atrioventrikularni kanai, ventrikularni septalni defekti ductus

uzrok prckidn vrJo velilcog procenta trudnoća.

arteriasus persistens.

Od m om cnla oplodenja pa nadalje incidenca hrom ozom skih abcracija bi"zo pada. Kod živorodene dece incidenca iznosi 0,5-1% , dok je kod m rtvorodene tlece m nogo veća i iznosi

Razvoj bolesti

cVo 5%. U labeli 18.2 prikazane su vrednosti incidenceza neke

IntelekUialne sposobnosti obolele dece variraju, pri čemu sc 1Q

b/om ozom skc abnorm alnosti uvvrdene kod živorodene dece.

kreće izm edu 25 i 75. Prosečan IQ m ladih odraslih osoba jc oko

8 0 ]---------- --------- — ----- ---------------------------------------- —

— ------ Am niocenteza 60Aberacija

o o

ln cid en ca(% l

Trizomija .1

2

Trižomija 16

15

Trižpmija 18

3

. frizomija 21 .

•

u u c

40-

^

-

~

/

™ “- “ — Pprpđaju termina

,.

7 : /

/

/

/

/ . /

y

/

/ /

/

/

f

20

S

Trizomije, druge

25 °34

. ^o.rozomija X

|

■ , ...

36

?.0.

Triplcidija '

15

tetraplordija

5

Druge

38" To 42 Starost majke Igodine)

44

-!6

Slika 18.1 Približna inridenca trteomije 21 u vreme analfee liorionskih resica (CVS) (11-12. nedelja), am niocenteze (16. neđelja) i porcđaja.

io

'lxxlGti iz: llonk E 6. Ooss P K Jackson l, Pergament t, Dramboti B. 1908 MatemaiAge-specific rates o f47+21 and cther cytogenetic obnormolities (liagnosecl in the first trimester o f pregnoncy in chorionic viilus bicpsy specimens. AmJ. Ilum Genet 42:797-807; iCuckieHS, WoldNJ, ThompsonSG. 1987Estimatinga womans risk o! having o pregnonc.y associated ivith Oovvn syndrome using

.T a b f la

.n ( i.dĆMu j h tifn '.o ? i.niskiii riberqć.;ja kod.

her oge and serum olpho-fetoprotein level. Br J Obstet Gynaecol 9't: 387-402)

i'i’n p v g i ć S e r i i . n

A bnorm nlnost

in cidenca na 10 000 rooenja

A utozom ni h rom ozom i Trizcmija 13 Trizomija 18 Trl7omlje21

4CM 5. S ođjalno ponašanje jc relativno dobro razvijeno i većina dece sa Dow novim sindrom om je srećna j vrlo osećajna.

2 3 15

Polni h rom ozom i - ž e n e . 45,X 47,XXX

Visina odrasiih se kreće oko 150 cm. Ukoiiko ne postoje teške sreane anom alije koje u 15-20% slućajeva dovode do ranog sm rtn o g ishoda, m ože se oćekivati prosećna dužina života od

1-2 10

50 60 godina. U kasnijcm periodu iivota kod većijie oboieli!) se rnzvije Aizheimerova bolest, verovatno zbog „doznog" efeklf.

Polni h rom ozom i - m uškarci 47,XXY 47,XYY

10 10

D ruge n eb alan siran e p rerasp od ole B alansirane jD reraspode le U kupno.

30 90

gena, pošlo se genski lokus za protein prekursor am iloida nala/.i na hrojnozom u 21. 2 a taj gen je pozi’.ato đa ućeslvuje u nekim fam ilijornim slućajevima Aizheimerove bolesti (str. 229).

10

Citogenetičke odlike Citogcnetićki na]a 2 i kod I)ownovog sindrom a sn navedeni u tabeli 18.5. U slućajcvim a nastalim usled Jdasićne Irizomije hrom ozom a 21, dodatni hrom ozom je u više od 90% shićajeva m ajčinog porekla, a sUidijc DNK pokazale su da je najćcšći uzrok nerazdvajanje u mcjozi i oogeneze. R obertsonova transiokacija (str.
.T a b e la .1 8 :3 S p ■ : '^ n a r S r n a 7

'.. ■

:■ ::::. :

;■:• t n

1 - ićiM i .

D ow novog sindrom a, od lcojih jc kod približno jc d n c trećine n tvrdcno Ha je nosilac Iranslckadje iedan od roditeija. Knd

7 ; ''

dece sa m ozaicizm om klinička slika je obično bJaža nego kod Poremećaj

P rocenat p obačaja (%)

Tri2 0 mija 13

95

punog sindrom a. Uložen jc veiiki Ij-ud da se ulvrdi koreladja kJiničkih karaktcristika Downovog sindrom a sa Irizojnijom speciličnih rcgi-

Trizoriiija 18

95

Trizomija 21

80

Monozomija X

98

ona na hrom ozom n 21, proučavanjcm dece kod koje je utvrđena parcijalna trizom ija različitih regiona. Postoji jnogućnosl da je u pjtanju „kritični j-cgion za D ownov sindrom " na dfctalnom delu dugog kj-aka (21q22), poŠto deca sa Irizom ijoni

M p I=.18 4 ln i | n ^ t a r o J r m a ^ 'T Starost m ajke na poro Saju (godm e)'

Incideiica b o iv n o v p a sm drom a

' 25- - "

'

30 v ;

! na 13S0

' •

' j n a 4oo '• • :

38

:p -

l:na300.. ■•

'

. 37

••'

'

; .1 na900

35 -" 36

:.l ria.1500 . • . ••• ’ •

•••

•

.

•: 'i/na 250 :

'- ■-'•V-' ■

.3 9

40 41

. 4 '. ,

.

1 (i a 200 ' In a lŠ O . InalO O ,.

1 na 85 , ■';

-!2

. 1 na 65

43.

1 na 50

44

1 na 40

45

1 na 30

Slika 18.2 Dcie sa Dov/novim sinciromorn

-: .

AdaptiranoizCuckie H S, Wald N J, Thompson S G. 1087 Estimating a womans risk of having a piegnanc)' associated with Oown syndiome using her age and sei um alpha-fetoprotein level. Br J . obstet Gynaecol 94:387- 402)

!

Siika 13.3 Gkvir 18.1 Česti nalazi kod D ow novog sindrom a

l/gled očiju i nosnog m osta kcd detPtn sa Downovim shdrom om

Movcrođenče'

na kome se vide izdignut spoljni ugao oka, Brushfieldove t.ičke i obostrsni epiksntusni nabori.

HipDtpsiija, pospnnost, vrami riobor Kraniofacijalni Eiohicefalija, epikanlustii nobori, piotru?ija jo?ikn, malc uši, palpcbralni
Airijalni i ventrukularni septalni dcfckt, atiiovemrikularni kanal, P(M2istirajući duktus arleriozus. Drugo Atrezijn anusa, atrC2 ija duodenumo, Hirschprungova bo'cst, nizak stas, siiđbizam

ovog rcgiona često iniaju lcarakteristike iica koje su tipične za Dovvnov siiiđioiii. H rom ozom 21 je hrom ozoni sirom ašan genimjt kod kojeg je odnos AT prem a CG nizovbna veom a vjsok (slr. 35). Jedina koreiacija genotipa i fcnoiipa u tri 2 omiji hro-

S lik a 7 8 .4

mozonia 21 koja je do sacla zadovoljavajuće objašnjena jeste visobi incidcnca Alzheimerove bolesfi, koja sc pripistije doznom

Sake odrasle osobe
rfefe.ru gena za prolein prekursor am iloida.

prsr obostrano.

SiIŠ§ M ’Mi-

A beracija

’

p |r "

učest'alo

|||§ i|||§

.Tra nsJokaQij0^

'■c/r'?.A j}z: V : r :. ' • * .

'

V •

1

. .*. . . • Moži’ićirpni

Rizikza ponovnu pojavu u porodici, tj. rizik rekurentnosti Kod Jdasičnc trizom ije hrom ozom a 21 rizik za rckurcntnos! povezan je sa' godinam a majkc i obično iznosi od 1 na 200 do 1 n a J 00. Iste vrednosti važe i za slnčajevc translokacije, ukoliko nijedan od roditelja nije nosilac. U slučajevima fam ilijarne Iranslokacije, rizik za ponovnu pojavu Dovvnovog sindrom a u p otom stvu iznosi 1-3% ukoliko je nosilac otac, o d nosno 1015% ukoliko jc nosilac majka. Izuzetak je veom a rctka translokacija 21q21<], kod koje je rizik stoprocentan (str 51). PrenataJna dijagnoza Dovvnovog sim lrom a m ožc da se postavi na osnovu analizc horionsldh čupica ili kuiturc am nionskih čelija. Uvedcni su prenatalni skrining program i zasnovani na takozvanim „trostrukim " („tripl") i „četvorostruldm " testovim a majčirsog serum a, koji se rade u 16. nedeiji trudnoče (str. 318).

Sliko 1 3 .5 Izgled iica deieta s j trizomijoin 21 , gd e se vidi težak bilateralni rascep gornje usne i nepca.

PATAUOV SIMDROM (TRIZOMIJA 13) I EDV/ARDSOV SINDROM (TRIZOMUA 10) Ova vrlo ozbiljna stanja prvi p ut su opisana 1S60. godinc i dele više zajedničldh karskteristika (slikc 18.5 i 18 6). Kod oba sin d io m a inciđcnca iznosi približno 1 na 5.000, a prognoza je veom a loša, jer vcčina zahvačcne dece um ire u prvim danim a ili p rv im nedeljnm a života. U retkijn siućajevima dugotrajnijeg preživljavanja, postoje velike teškoće u učcnju. U naim anje 90% slučajeva viđaju se srčane m anc. I-Irom ozom skom nnalizom obično se otkriva klasična trizom ija. Kod oba porem ećaja postoji povczanost izm cdu incidence i godina slarosli majke, a prekobrojni hrom ozom je kod oba

anslizom , prilićrio je slaba. Cri-du-chni (m ačiji piač) sindrom je dobio n aziv p rein a karakterističnom plaču oboieiognovorodenčeta koji podscća na m jaukanjc m ačke i nastaje zbog slabo rnz.vijenog larinksa. Obn stanja su veom a retka, sa proceiljenom incidencom od I na 50.000 rodenja. Kod neke dece sa kliničkim odlikam a jed n o g o d ova dva sinđrom a, kod kojih su hrom ozom i naizgled n o n n a ln i, često m ože da se otkrije prisustvo vrlo m alih dclccija Iluorcscentnom hibridizacijom in situ (FISII) (str. 34), korišćenjem Iokus-specifičnih D NK proba za 4p odnosno Sp (siika 18.9).

sin d ro m a najčešče m ajčinog porekla (vidi tabelu 5.5 str. 48). Približno 10% slučajeva je izazvano m ozaicizm om ili ncbalansiranom p reraspodclom , a kod Patauovog sindrom a najčešća jc R obcrlsonova transiokacija.

Mikrodelecije K om binovanjem tehnike trakn visoke rezclucije u prometafazi (str. 33) i fluorescentne hibridizacije in situ (FISl-I), utvrdeno

DELECiJA HROIViOZOMA \ M!KROD£LECiONi SiNDROfi/li

je da je više do tada nerazjašnjenih sindrom a zapravo izazvano

M ikroskopski vidljive delecije term inalnih delova hrom ozojna

se nalaze na susednim lokusim a, što za posledicu ima pojavti

4 i 5 izazivaju W o lf-H irsch h o rn o v sindrom ('lp-), odnosno

koja sc naziva „sinđrom susednih genn". Na prim er, opisano jc

subm ikroskopskim , Ij. „m ikro” delccijam a. Nckc od tih niilo'odelecija predstavljaju gubitak od sam o nekoliko gena koji

cri-du-ćhal sinrlrom (5p-). Kod oba stanja postoje velike tcško-

nekoliko dečaka sa Duche.ncovom ini.šićnom dislrofijom koji

će vi učcnju, ćesto u d ružcnc sa slabim napredovanjcm detcta.

su iniali i druge porem cćaje vezane z:i hroniozom X, kao šio

Kiinička siika jc vcom a varijabilna, naročito kod W olf Hirschliornov'og sin d ro m a, a korelacija fenotipa sa gtibitkom hrom o-

su pigm enlna relinopatija i deficit glicerol kinaze. Zna s s da su lokiusi za ove porem ećaje vrlo blizti lokusa za Duchensovii

zom skog m aterijnla, koji je precizno određen niolekulnrnom

m išičnu distrofiju nn X p21.

S lik a 13.8 l.ice civogoclišnjeg deieia sa sinđromom c riduchat

S iika 18.6 Novcrodenče sa triiomijom 18. Obratite pažnju na iitakriLil potiljak i čvrstostegnute šake. ;

.

■ ^V ^-

'

p '- -

■

■

v , % • ■. eSe ■ $ ■ . •. • .' - jyt" £f. ' • # ? ' • ' .>• t.y ■f‘. • -.• - 0 ' '

;•:.

•**llpft ■ .

- #

f

^

• -> c r?x

•.

• '

--. ‘

•

‘ •

•:.

•■ ' > . " . ’ -

: s

■ i -

•

»

c ••

>

;

p.

• ft-'.’ s-'

.. •

■ jfc *

^ >" ’J * w

% & « . y .<

:

:■

’ .

Slika 18.9 Fluorescentna hibridizađja in situ (f ISHJ na kojoj se vidi da lokusspecifična proba za hromozom 4p mje uspela da hibridizuje so jeđ n im hrornozomom 4 kod detera sa Wolf-Hirschornovim 5indrom om , Žuta proba deluje kao m arkerza centrom eru na

S«-ca 18.7

svakoin hromozomu broj 4. (Ljubaznošću Nigela Smitha,City

Deš? sa delecijom 4p - VVolf-Hitschornov sindrotn

Hospital, Nottingham.)

JL. %

~:?r.*»v

Kod nekih drugih raikrodelecionih sindrom a sm atra se da

18.10). M olckularnim analizam a jc identifikovano nekoliko

je zahvaćen veći broj lokusa. P rim eri su dati 11 labeJi J8.6. Čok

gena u olcvirit ove delecije. Gubitak jed n o g od njih, PAX6,

i zajedno posm atrana, ova stanja su retka. Ipak, sa ra?,vojcin

uzrok je aniridije. G ubitak drngog gena, poznatog kao W T l

m ikrom atrične kom parativne genom skc hibridizacije (str. 37)

izaiiva W ilinsov tum or (vidi i gubitak im printinga i Wi!msov

doiazi se do otkrića da su m ikroddccioni, a verovatno i m ikro-

lum or - str. 206). Na osnovu ovih saznanja sada m ožc da sc

duplikacioni sindrom i m nogo češći nego žto se misIiJo, uaroči-

predvidi d a li kod deteta sa novodijagnostikovanom delecijom

to u slučajevim a idiopatske m cnlalne retardacije. Tako rczultati

11 p 13 postoji veliki rizik za nastanak W ifm sovog ttsm ora. To

nedsvnih analiza u kojim a jekoriščena ova rnetoda ukazuju da

se postiže prim enom fluorescentne hibridizacije in situ (FISH),

su subm ikroskopskc hrom ozoniske abnornialnosti uzrok najm anje 10% slučajeva idiopatskc m cntalne retardacije. D o sada

korišćenjem W T I kao lokus-specifične probe. Pri tom neus-

je opisan velik broj m alform acionih sindrom a za koje uzrok

za nastanak W ilmsovog tum ora.

nije poznat (str. 251), ali je sigtirno da će se za ncke od njih ispostaviti d a su izazvani m ilvodclccijom ili duplikacijom .

peh hibridizacijc WT1 na m estu delecije ukazujc na visok rizik Važno je napom em iti da su se genelski aspekli W ilm sovog lum ora, za razliku od retinoblastom a, pokazali izuzetno složenim i ukJjučuju nekoiiko različitih autozom nih lokusa. U

Neki mikrodelecioni sindromi

svakom slučaju, navedena otkrića, zasnovana na studijam a

Retinob la sto m

m ikrodeiecionih sinilrom a bila su od izuzetne važnosti u procesu izolovanja gena koji su odgovorni za ta dva em brionska

Prvi korak ka otkrivanju lokacije gena za retinoblastom bilo jc otkriće
tumora.-

A n g elm a n ov i Pm der-W illijev sindrom

identifikovana konstitttciona intersticijalna delecija regiona na dugom kraku hrom ozom a 13. N ajm anji region preklapanja je

Nedavna otkrića u vezi sa ovim porem cćajim a izazvala su

bio I3 q l'l, za koga se kasnije pokazalu da je loktis za nasledni

vđiki inleres. Kod dece sa Angelm anovim sindroinom (sJika

oblik retinoblastom a. O vo otkriće je dovelo do kloniranja gena i identifikacije gcnskog produkta (slr. 202).

skladu sa situacijom , konvulzije, slaba koordinacija (ataksija) i

7.23, slr. 118) lipičnc kliničke karakteristike.Sn sm eh koji nije u leškoče u učenju. D ecasa P rader-W illijevim sindroniom (slika 7.21, str. 117) su i; ranom dctinjslvu izuzetno m litava (Jiipoto-

Wilmsov tumor

nično) i ispoljavaju izražcnu gojaznost, a u kasnijim godinama

Neka dcca kod kojc sc javio redak em brionski tu m o r poznat

uočavaju se bjage do um erene teškoće u učenjtt. Kod velikog

kao \Viim sov tm n o r (hipernefrom ) im aju je i aniridiju (nc-

procenta dece sa ovim porem ećajiina pronadena je m ikrodc-

dostatak d u iicc, slika 18.11), nrogenitalne m aifo rm ađ je i us-

lecija koja zahvata proksim alni deo dugog kraka hromozomr,

poren rast i razvoj. Ova kom binacija nalaza naziva se WAGR (W ilm s, aniridia, genito-urinal, rctardntion) sindrom . Citogc-

15 (I5 q l M 3 ) .

nctičkom anolizom kod ove dece otkrivena je intcrsticijalna

ta ako naslanc đelecija de novo, na hrom ozom u 15 nasledenom

delecija lcratkog kraka hrom ozom a 11, ii regionu i ip 13 (slika

ođ oca. Nnsnjirot tom e, delecija islog regiona hrom ozom a 15,

Sađa sc zna da će se Prađer~W illijev sindrom javiti kod deie-

ali nasleđenog od m ajke, izaziva A ngclm anov sindrom . Usianovljcno je da posioje i slučajevi ovih sindrom a bez delccije i da je njihov čest uzrok uniparentalna dizom ija (slr. 135), jJii

m

m

a s m

čem u kod A ngelm anovog sindrom a oba hrornozom a potiću

-:ŠiHaro.Jp:.'

.H r^m ožom . :

D eiecionilpBG W ii;is f" .s 6 y .v:

od oca, a kod Prader-VVillijevogsindrom a, oba hrom ozom a su

^

poreklom od majke. Znači da nedosfatak lcritičnog rcgiona na

i .

'

.

1

očevom hrom ozom u 15 izaziva Prader-W illijcv sindrom , a gu.■

-

’'fi . ;iv:

bitak idenličnog ili sličnog regiona na m alernalno nasledenoni

:•

hrom ozonnt 15 izazivu A ngelm anov sindrom . Ova zapažanja :■

V,

- 'v ' i :..: ' ■ •: '. V

,' '- .‘-V- ■--■■•

su osnova za koncepl iniprinUnga (slika 7.22, str. 17) i iltislruju kolika je uloga lazvoja novih lchnologija u druženih sa Idiničkim zapažanjim a n identifikaciji novih gcnetskih m ehanizam a koji lcže u osnovi porem ećaja.

Pra d e r^Wi 11ijev <

15

Rubenstein~Taybijev

16

Millej-Diekerov

17

sindrom

Smith-Mageni.sov

17

DiG corgeov sindrom se vida kod jed n o g na približno 'i.OOO

DiGeorg 6 0 v/Velf>kardiofacijalni

22

D iG eorg eov / Sed la čk o ve /’Velokardiofacijaln i

novorođcne dece, obično se javlja sporadično i karaklerišc se visokom incidencom srČanih m alform acija koje n n ro ćilo

WAGR - W ilmsov tumor, Aniridija, Genitourinarne nuiiformadje, Retardacija (zaosTajanje) rasia i rnzvoja

često zahvataju i/.lazne strukture srca i u družene su sa h;?0" plazijom tim usa i paralireoidnih žlezda. M olekularne a n a liz e i

•: ...

•

* ? •/;’ . :

F A T 5 (PAX6)|

fš'. '

i

^

: y a l .4’ ^ u L -

,'J^P '

* y:

ifh f

>»

’

Sfifco 1 S .1 0 A. Na preparatu meiafaznih hroniozorna se vidi par hrom o 2om a broj 11 (strelice). Na hromozomu obeleženom jednom strelicom postoji intersticijelna delccija u kratkom kraku.Videti slike 18.11 i 18.17. (I.jubaznošću Meg Heath, City Hospital, Mottingham). B. riuorescentna hibridizacija insitu (FISH) pokszuje neuspch PAX6 lokusspecifične prohe (crveno) da hibridrzuje sa deletiranim hiomozomom broj-1 1 prikazanim na (A), kod deteta sa WAGR sindromom. 7elena proba je marker za centromeru ns svakom hromozomu broj 11. (Ljubaznošču dr Johna Crolla, Sali2buiy i dr Veronice van Heynigen, fdinburgh).

i njeni pacijenti su očigledno isnali isto stanje. Shprintzen je opisao sličan fenotip sa m alform acijam a srca, rasccpom nepca ! prepoznatljivim izrazom lica, koji sc sada obično naziva velokardiofacijalni sindrom . Zbog konfuznosti eponim nih naziva i drugih term ina koji su se godinam a koristili za označavanje ovog porem ećaja, sada jc u najširoj upotrcbi naziv „sindrom delecije 22< jll“ (iako sc dclctirani D NK scgm ent na m otekulzm om nivou i dalje naziva DiGeorgeov krilićni rcgion). SJika 18.12 prikazuje iigled osobe sa đeieđjom 22cjl I >i različitom životnom dobu. Pošto je ovo najčešći roikrodelecioni sindrom on jc i najintenzivnijc istraživan. Sindrom im a varijabilne karakteristike i kod velikog broja obolelih osoba sposobnost rcprodukcije je očnvana, tako da se u nekJjnporođicam a ovostanjeponaša p rcm aau to zo m n o d o m in an tn o m tipu nasledivanja. Delecija veličine Iri rncgabaze nastaje zato što ovaj mali region genom a ograničavaju dve identične sckvencc DNK poznate kao ponovci sa m alim brojem kopija. Inače, ovaj tip ponovaka se često nalazi u gcnom u. U mejozi može da dode do porem eAniiidija ustanovljena na rutinskom pregledu novorodenčeta, kod

ćaja n sinapsiranjti hrom ozom a, tako da se nishodna seJcvcnca DNK jednog hom ologa povcžc sa usliodnom sclcvcncom dru-

bebe sa delecijom 11 p 13.

gog. N akon rek o m b in ađ jc izm eđu ove dve selcvencc koje ogra-

S iik a 18. 11

ničavaju DiGeorgeov kritižni region, dolazi do deJecije tri megabaze na jcdnom Iirom ozom u 22. N edavno jc ustanovjjeuo da m noge fenotipske karakteri.stike m ogu da budu posledica fluorcscentna Jiibridizacija irt silu (I:ISH) pokazale sti da je ve-

haploinsuficijencije za l'B K l gen.

ćina slučajeva, ako ne i svi, izazvana mikrodelecijom na prok-

Osobe kod kojih se djjagnostikuje ovo stanje treba klinićki

simalnom đelu dugog kiaka hrom ozom a 22 (22ql 1.2). Dr Eva S'. 'llačkova iz Pragn opisaln ie veliku seriju dece sa kongeni-

ispitati da bi se utvrdile eventualne m alfonnacije srca, m ogu-

taln o k ratk im nepccm 1955. godine, lO godina pre DiCieorg.i,

će anoinalijc bubrcga (najbolje ehotom ografijom ), status kalcijuina i paratircoidnih žlezda i inninska funkcija. Približno

Slik a 1 8 .1 2

Delecija 22ql 1 (DiGeorge-Sedlačkova-velokafdiofacijalni sindrom). A. Beba. B. Malo dete. C. Starije dete. D. Ista osoba kao (C) u ćo'oi od 49 godina.

polovina obolelih je niskog rasta, a kocl inanjeg broja postoji

rcgion u m cjozi), m ožc sc logično pi’ctpostavili dn ćc gameti

parcijalni deficjl h o rm o n a rasla. Kođ ?.načajnog broja (oko

koji su duplicirani za ovaj stibm ikroskopski segm ent DNK bill

25%) u loku života m ogu da se jave cpizodc sličnc šizofreniji.

prisutni u jednakom broju kao i oni sa deled jo m i tla postoji veći broj osoba sa duplikar.ijom trake 22.11.2. In leresaiilao ie

Duplikacija 22q 11

268

da su pođaci o Idiničkim odlikam a koje postoje kod osoba sa ovom duplikacijom počcli da pristižu tek ncdavno. V erovafno

U ra'/.matranju inelianizam a koji clovode do sindrom a delecije

je d a je o v a duplikacija prilično čestapojava, ali ju je nem oaiiće

2 2 q ll (na prim er, napred iznelog pogrešnog sparivanja po-

olkrili sve dok kliničar n e zatraži od laboratorije da izviši tesl

novaka sa m alim brojem ko]j|ja koji oivičavajn 3-mej>aba7.ni

lluorcsce.nlne bibridizacije in situ (PISH) za region 22rii i. 2.

Haravno, lo ćc se dogoiliti sam o ukoiiko lekar posum nja da

Delecioni lp36sindrom

je za stanjc pacijenta odgovoran i ovnj region. Stoga je gotovo sigurao da je do sada duplikacija 22ql 1.2 dijagnostikovana samo kod vcoma m alog broja postojećih slučajcva. Očigledno je da ne postoje konzistentne fenotipskc karaktcristike koje su izazvane ovom duplikacijom . Nelci slučajevi liče na fenotip koji nastaje kod delecije 22ql 1.1, ali večina izveštaja ističe naglašenu varijabiluost karakteristika. Problem i se krcću oil izolovanih blagih teškoća tt učenju, pa sve do m ulliplih abnorm alnosti sa nespecifičnim dism orfičnini karakteristikam a, kongcnilalnim srčanim m anam a, rascepojh nepca, glnvoćoin i

Poboljšanje citogenetičkih tehnika i korišćenje fluorescem ne hibriđizađje in situ (FISH) omogućilo je identifikaciju i karakterizaciju još nekih retkih m ikrodelecionih sindrom a. jedan od njih koji je otkriven 1990. godinc je delecioni lp36 sindrom . Njegove karakteristike su hipotonija, jnikrocefalija, usporen rast, izražene teškoće u učenjti, cpilepsija (ukJjnčujući i infanlilnc spazm c), hipoplazija srednjeg predela lica i karakleristične ravne obrve nad očima kojc su nešto dublje postavljene (slika 18.15).

postanlalnim zaostajanjem u raslu.

Williamsov sindrom Ovaj sindrom je izazvan m ikrodelccijom na dugom kraku hiomozonm 7, u regionu 7ql ), a dijagnoza se m ože polvrdili tehnikom fltiorescentne hibridizacije in situ (FISH). Kliničkc karaktcristike ovog fcnotipa prvi je opisao W illiams 1961. godine, a kasnije ih jc p roširio Beuren (zato se ponekad ovo stanje naziva W illiam s-8curenov sindrom ). Česte su anomalije velikih krvnili sudova, liaiočito supravalvularna stenoza aorfe i pulm onajne artcrije i prolazns hiperkalceinija u detinjstni, koja ponekad niožc da perzistira i u odraslom dobu. Haploinsuficijcncija na 7 q l l dovodi do gubitka jcdne kopije gena koji kodira elaslin, kom ponentu vezivjiog tkiva zidova krvnih sudova. To je verovatno ključni faktor koji izaziv3 supravalvularmi stenozu aorte i vaskularjie problem e lcoji su česti u kasnijcm pcriodu života. Pacijenti im aju karakterističan izgled, sa punom donjom usnom i spuštenim ram enim a. Ponažanje je takode karakterislično. Izuzctno su veseli i kom unikativni u detinjslvu (t/.v. „koklel parti" naćin ponašanja), ali kao odrasli poslaju povučeni i oselljivi. O bavezno je inteJeklualno zaosta janje, koje može da ide do nesposobnosti za sam ostalan život. Većina nije sjjosobna za re p ro d u k d jn , inko je bilo slučajeva prenošcnja siildrom a sa roditeljn na decu.

Smith-Magenisov sindrom 0 \'aj niikrodelecioni sindrom izazvan je gubitkom hrom ozomskog m alerijala na J7 p l 1.22. Aberacija često može da se uoći i standardnom citogeneličkom analizom na kvalitetnim

MULTITELOIVIERNE PROBE ITEŠKO ĆE U UČENJU Praktična prim ena fluorescentne h ibridizadje in silu (FJSH) značajno je unaprcdena dobijanjem seta subtelom crnih proba za sve luom ozom e. Njihovo korišćcnje u ispifivanjim a ncspeciiičnih teškoća n učcnju, sa ilibezdism orfičnihkarakteristikn, postalo je rutina, naročito u slučajevima sa p o 7 ,itiv n o m porodičnom anam nezom za slične problem c, čiji obrazac se može objasniti segregacijom balansiranih i itebalansiranih Oblilca recipročnih transjokacija (str. 47). Objašnjcnje je zasnovano na zapažanju da su najvitalnijc nebalansirane translokacije onc koje su m ale i zahvataju lerm inalnc (lclom crine) segm enle hrom ozom a. U tvjdeno je da se abnorm alnosli nalazc kod približno 5% analiziranih slučajcva, iako jc k o d ozbiljnih teškoća u učenjn taj broj ncšlo veći. Oko polovina pozilivnih siučajeva je nastala clc nnvo, dok ostatak predstavljaju fatnilijarne forme. Poz.ilivni nalazisu naročito značajni kod fam ilijam ih o b lik a je r om ogućavaju identifikaciju balansiranog nosioca. T eiom erne probe fluorescentne hibridizacije in situ se sada zanienjuju lehnikoin koja je zasnovana na lančanoj reakciji polim erazacije (PCR) i naziva se m ullipla amplifikacija proba zavisna od Jigacije (MLPA) - (str. 67). Ova analiza je jednoslavnija za izvođenje i uzim a m anjc vreiliena, ali njom e nije niogućc otkrivanje balansirane translokacije.

TRiPLOIDIJA Triploidija (69,XXX, 69 ,X X y, 69.XYV) je relativno ćcst nalaz u kultivisanom m aterijalu uzetom kod sponlanih pobačaja, ali se relko vida kod živorođene dece. Takva deca gotovo uvek

hromozomsJdm garniluram a. U velikom broju slučajeva me-

ispoljavaju usporen in tra u te rin i rasl, sa relalivno očuvanom

hanizam delecijeje, kao i kod DiGeorgcovog sindrom a, hoino-

veličinom glavc na račun sitnog trupa. Cesto se nalazi sindak-

loga rekombinacija izm eđu ponovaka sa m alim brojem kopi-

lilija trećeg i četvrtog p rsta ruke i/ili drugog i Irećcg n ožnog

ja koji ograničavajn rcgion. l:cnotipskc ođlike nisu preterano

prsta. U slučajevima Iriplodije sa dva očeva seta hrom ozom a

karakicrislične (slika 18.14), ali kod jedne trećine obolelih

obično đolazi do sjjonlanog pobačaja u ranoj ili srednjoj fazi

postojc kongenitalne srčane anojnalije, kod višc od polovinc

tru d n o će, pri čemti se nalaze i delim ične hidatidiform ne pro-

u poznom dclinjslvu javlja se skolioza, a kod oko dve trcći-

m ene placcntc (str. 96). Slučajevi sa dva niajćina h rom ozom

ne oštećcnje sluha. Sindrom se najlakše prcpoznaje na osnovu

ska seta prcživljaju ncšto dužc, ali veoma retko prcživc ran i

karakterističnog ponašanja: kao dcca ispoljavaju sklonost ka

neonatalni period.

sai'oopovredivanju (udarnju glavom o zid, čtipaju nokte, uvlace predm ete u telesne otvore), trajno porem ećenom obrascu spavanja, i knrakterisličnorii „grljenju sam og sebe". l'o praviJti

itova hipomelarsoza

pi-'toji i određeni stepen leškoća u učenju. l-’oremećaji spava-

U nekoliko slučajeva kod dcce je idenlilikovan inozaitizam

njačeslo reagujn na prim enu m elatonina.

lipa diploidija/triploidija. Kod njih se obično nalazi klinička

Siika 18.13 Osoba sa Willićiin.sovim sindrornom koo bpha (A), m alo d ete (B), siarije dete (C), i početkom svojih četrdesetih godinn (D).

270

s!ika karaktcristična za tripioidijvi, nli u biažem obliku. Drugi

predstavlja ncspecifični em hrionski odgovor na ćelijski ili tkiv-

vid ispoljavanja je Itova Jiipomelanoza. Kod ovog neobičnog

ni m ozaicizam . Sličan obrazac pigmcntac.ije se ponckad vidi

porem ećaja koža im a n au m en ičn a pigm entisana i depigm en-

i kod žena sa jednim od rctkih dom inantnih porcm ećaja ve-

tisana po d ru čja koja odgovaraju em brionslcim razvojnim lini-

zanih za hrom ozom X (str. 110) koji zahvataju kožu, kao što

jam a kožc poznatira kao Blaschkovc linije (s)ika 7.17; 18.16).

je Bloch Sulzbergerov sin d ro m - incontm entio pigm enli (slika

Većina de.cc sa iiovom bipom elanozom iina um crene teškoće

7.17). Za takve žene m ože se reći da su fim kcionalni mo/.aici,

n učenju, a česte sn i konvuizije icojc m ogu da btidu veoma

jer se u nekim ćelijama eksprim iraju sam o no rm aln i, a u
teške za lečenje. Postoji sve višc. dokaza da nva klmička slika

gim sanio m utirani geni.

ffi'^siSKSlSisaa.-Sjn.i ;-:’- ■■; , SSS- ■': ■: '!':

Slika 18.14 Mlada osoba sa Smilh-Magenisovim sindromom: lice nema sikjcjo

speofk'ne krfiakieristike, ali Je nausnica n ajć « ć e kraika.

S lik s 115.15

Kod ove dece se na rođenju često traži hionu^oirisko ispiiivanje

Deie sa di.'k’donim I p36 sindromom - vrlo lavne obrve,

zbcg suinnje na Downov sindrom.

epilepsija i teškoi'e ij učenju

,r A8ERACIJE POLNJH HROMOZOMA

20 poena niži ncgo kod zdravih rodaka i konlrolne grupe zdravih osoba. Ponašanje dece ćesto ukazuje na preokupaciju sam iin soboni. Odrasle osobe sa Klinefelterovim sindrornom su ncšto više

KLINFELTEROV SINDROM (47XXY)

od proscka, i imaju dugačke donje ekstremitete. Kod približno 30% odraslih muškaraca sa Klinefelteroviin sindrom om vidi se

Ovo relativno često stanje, sa incidcncom od 1 na 1000 živorodene m uške dece, p rv i pnt je lOinički opisano 1942. gotline.

um ereno izražena ginekomastija (tivećanjc dojki), svi su inferlilni, a lcslisi su im niali i meki. Povećann je incidenc.a ulceracija na

Poslojanje d o dalnog hroniozom a X tislanovljcno jc još 1959. godine.

nogairiii, oslcoporoze i karcinom a dojkc u odrasknn dobu. Ra■zvoj seknndarnih seksualnih karaktcristika i dugolrajna prcvcn cija osleoporoze postiže se lečenjem teslostsronom , počevši od pubertela, pa nadalje. Mnškarci sa KJinefcltcrovim sindrom om

Klšničke odlike

su obično neplodni zbog nepostojanja sperm atozoida ti spcrmi

Na ovu dijagnozti m ožc da se posnm nja kod dečaka koji je nesprelan ili im a blagc teškoće n učenju, naročito u situacijam a koje

(azoospermija). Jpak, kod m alog broja obolelih uspclo je da se postigne oplodenje tehniitom aspiracije sperm atozoida iztestisa

zalilcvaju verbalno iziaiavanje. IQ za vcrbalmi oblast jc za 10 đo

i njihovim mtracilopla?,malif.nim injiciranjein.

Slika 18.16 Mozaični izgled pigmentacije kože na iuci doteia sa Itovom hipom ebnozom . (Objavljeno sa do 2volom iz ■■' w S i

Jenkins D. Martin K, Young I D 1993 Hypomclanosis of Ito associaied wiih mosaicism for trisomy 7 and apparent pseudomosaicism at

^*^8§S688BSB®8B86ttttififflfisssffifllfilfllB((ISIjljBlj||j8jfi8S^

amniocentesis. J Med Genet 30:783-784.)

Citogenetičke odlike U kariotipu obično postoji jedan (lodatni hrom ozoin X. M olekularne studije pokazale su da je ovaj hrom ozom u približno jednakom b ro ju slučajeva porekJom od oca, odnosno od majke. N asleđivanje od m ajke obično sc javlja 11 trudnoći 11 starijim godinam a. U m alom broju slučajeva postoji inozaicizam (tj. 46XY/47XXY). Veoma redak je nalaz m uškaraca sa više od dva hrom ozom a X, na prim e r 48,XXXY ili 49,XXXXY. Te nsobe su »ajčešće jače retardirane, a lizičke karakteristike Klinefeltcrovog sin d ro m a izražene su u još višem stepenu.

TURNEROV SINDROM (45;X) Ovo stanje je prvi put klinički opisano 1938. godine, a 1954. godine o tb iv e n o je da se kod aficirauih žcna ne nalazi Darrovo tclašcc, što znači da postoji sam o jedan hrom ozom X. Citogenetski je to p o tv rd en o iy59. godine. lako je ovai nalaz čest kod spontanih pobačaja (tabela 18.1), incidenca živorođene ženske decc sa 1'urnerovim sindrom oni je niska, i ki eće se od 1 na 500 do 1 na 10.000.

Kliničke osobine Ovaj sindrom m ože da se otkrije u biJo kom životnom dobu, počevši od tn id n o ć e do odraslog doba. Tnrnerov sindrom se čcsto otki'iva tokom drugog tromesečja trtidnoće, uhrasonografskim pregledom ploda, kojim mogu ria se uoče generalizovani edem (hidrops) ili otok lokalizovan na vratu fetusa (nvhalna cista ili zadebljala vratna brazda - slika 18.17). Na rođenju, m noge bcb'e sa T urnerovim sindrom om deluju p otpuno norm alno.

S lika 1 3 .1 8 Stopalo deteta sa Turnerovim sindromom na kom e se vide edem i sitni nokti

Kod drugih se vide tragovi intrauterinog edcm a u vidu otoka ekstrem ileta (slika 18.18) i ptcrigijum vrata. Ponekad m ogu da se uočc i niska linija kosniHlosti na vfatu. povcćan ugao lakta, skraćenje ćefvrte m ctakarpaine kosti, široko razm aknute bradavice dojki, a kod 15% slučajcva postoji koarktacija aorle. Kod T urnerovogsindrom a inteligencija je n orm alna. Meclutim, u nekim studijam a je uočeno da postojc razlike u shvatanju društvenih norm i i donošenju odluka višeg reda, zavisno od toga da li je dodatni hrom ozom X poreklom od nca ili od majke (poglavlje 6; str. 1.00). Dva najvažnija m edicinska problema su nizak rast i insnficijencija jajnika. Nizalc rasl poĆinje da se prim ećuje sredinom perioela deiinjstva. Bez terapijehorm onom rasta prosečna visina odraslih iznosi 145 cm . Nizak rast je prouzrokovan, bai delim ično, haploinsuficijencijom za SHOX gen, koji jc lociran u pscudoantozom nom rcgionu (str. 112). Jnsuficijcncija jajnika započinje n drugoj polovini intranterinog razvoja i gotovo uvek dovodi do p rim a rn e am enorcje i infertililcln. Terapijn estrogenim a treba započeti u adoiescentnom pei iodu, radi razvoja sekuiidarniii p o ln ih kaiakteristika i dugoročnc prcvcncijc osteoporozc. Ž cnam a sa Turncrovim sindrom om m ože da se om ogući trudnoća korišćenjem jajašaca donoj a koja se oploduju in vilro. S lik a Ultrasonografski nalaz

li

osam naestoj nedelji trudnoće na kome

Citogenetičke odiike

se vidi hidrops fetalis. Z apaate lialo tečnosti koja okmžuje fetus.

Učestalost hrom ozom skih anomnlija jc prikazana u tabeli 18.7.

(Ljubaznošćti dr D Rose, City Hospital, Nottingham)

Najčešći nala 2 je 45,X (ponckad pogrešno nazvan 45i,X.O)-

SINDROf/i FRAGILMOG X Ovo stanje, koje sa jednakim pravoin m oze da sc svrsta u poremećaje jcđnog gena lcao i u hrom ozom ske anom alijc, jedinstveKariotip

U čestalost (%)

-••'-_—- ' ' ■ '

_____________ -■■••■

Mon02 omija X - -)5,X

no je po tom c što predstavlja najčešći uzrok teškoća u učenju i prvi je porem ećaj u kom jc identifikovana dinam ička nnitađja

_ , 50 ' .

(str. 23). M artin i Bel) su još 19.40. godine, prc hrom ozom ske MDzaicizam - 4S,X/46iXX

20

l2oHr.6 m ojorh ^ 'l 6 .Xi()
15

liir.g - 4 6 . X>(K).

S

Dei.eirijš
5.

.

5

';■

Priigp '

i

’ : • ’.

ere, opisali ovo stanje kojc je stbga bilo poznoto lcao M artin ■'Bellov sindrom . Hrom ozom ske aberacije su prvi put opisane 1969. godinc, ali jijihov značaj nije bio p otpuno shvaćen sve do 1977. godirie. Godine 1991. olkriven jc m olekularm defekl koji se nalazi u osnovi poremećaja.

Incidenca Sindrom fragilnog X pogada jednog od približno 5.000 živorodenih muškaraca-, i lizrok jc teškoća pri učejiju kod muškaraca u 4-8% slnćajeva. Urvrdeno je tlaT urncrov sindrom u 80% slučajevii nastaje tako što se polni hroinozom (X ili Y) izgubi tokoni m ejcze kođ oca.

Kliničke karakteristike

U znafajnom broju shičajeva postoji lirom ozom sld mozaiciism . tako da osobe sa norm alnom ćelijskom linijom (46,XX)

Stariji dečaci i odrasli m uškarci obično im aju prepoznatljiv

imaju m ogućnost da blidu plodne. U slučaju da n đm goj ćelij-

izgled lica, sa visokim čelom, velikim ušim a, izduženim liceni

skoj Jiniji postoji materijal hrom ozom a Y, m ora sc ispitati dis-

i izrnženom vilicom (slika 18.19). Poslc puberteta. vcćina obo-

genezijagonada, jer takve gonade inogn m aligno da alterirajn i tnba ih odstraniti hiiurški.

lelih ima krupne tcstise (malcroorhidizam). Mogti da postoje

XXX ŽEN E

znaci slabosli vezivnog tkiva, sa hiperekstenzibilnim zglobovima, strijam a na koži i prolapsom m itralnog zaliska. Teškoće u učeiiju sti tunerene do tešlce, a kod m nogih oboleiih dečaka se prim ećuju autistične osobine i/ilihiperaktivno ponašanie. Dok

Urvrđeno je da približno 0,1% svih žcna im a kariotip 47,XXX.

govore često zastaju I ponavljaju se. lCod žena nosilacn mogu

Takvc žene obično nem aju nikakve fizićke anom alije, ali intelcktualne sposobnosti m ogti da budu blago snižene za nekib

na licn da se iioče neke od karakterističih ođlika ovog sindrojna, a kod približno 50% žena sa polpuhom mutacijoi)) postoje blage do um erenc teškoće n učenju.

10 do 20 poena, a ponašanjc im je ponekad sasvim oportunisličko. Jntelektiialna sposobnost je re tk o k a d a toliko snižcna da zahteva spcciialno obrazovanje. Studije su pokazale da je ovaj prekobrojni hrom ozom u 95 % slučajeva m ajčinogporekla i da se obično javlja usled greškc u mcjozi 1. Kod žena sa 47,XXX kaviotipom fertilitet je obično norm alan a njihovi potom ci imaju norm aJan kariotip. Kao i kod m uškaraca koji im aju više od dva hrom ozom a X, kod zena sa više od tri hrom ozom a X incidenca porem ečaja u uči-iijn je visoka, a intenzitet je direktno proporcionaian broju posiojećih hrom ozom a X.

X YY M U Š K A R C I lncidenca ovog stanja iznosi oko 1 na 1.000 živorodenih nntškaraca, aji u lcazneno-vaspitnim in s titu d ja im za muškarce, oni činc 2-3% popuJacije zbog tcškoća u učenju i antisocijalnog ili krim inalnog ponašanja. V aino je naglasiti da najveći broj muškaraca sa 47,XYY kariotipom nem a ni icšlcoće u učenju nili krim inalno ponašanje, m ada kod njih m ožc da se prim e!i cm ocionalna nezrelost i im pulsivno ponašanje. l;ertiiitcl je noimalan, iizički izglec! je norm alaj), a visina je najčešće izoad prosečne. intejigcncija je blago snižena, prosečan )Q obično je

Stilca 1 8 .1 9

za i-'!-2()poena niži nego kod konlro ln eg ru p e. D odatni Y hro-

P<;rcxlica zahvačena sindrornom fiaoilncg X. Dve so."iiri>, obe

■no./jin niože da scjavi ili lcao rezultat nerazclvajanja u mejozi

r.o5ioci malt: I-“ AXA miitacije koju su nnsledile od or.a, imaju

H k--:d oca, ili nsled postzigotnog nerazdvajanja.

obolelf binove sa različitim stepenom teškoća u učenju.

Fragilni hromozom X S indrom fragjlnog h rom ožom a X dobio je svoje ime zbog izgieda lirom ozom a X 11a kom e se vidi fragilno m esto blizu telom erc na dugom kraku, u regionu Xq27.3 (slika 18.20). FtagiJno m eslo n e p.rima boju i obično zahvata obe brom atiđe u tački u kojoj jc hrom ozom podložan prekjdu. Za d ctekđju fragilnib m esta kod ovog stanja p otrebno je korišćenje posebnih tehnika kulture kao što su isključivanje foiata ili timidinft, čim e može da se postigne da fragilno m esto bude vidljivo kod oko 50% ćelija obolelog m uškarca. Dokazivanje fragiinog m esta kod žena nosilaca je m nogo teže i sam c citogenetičkc studije nisn pouzdano srcdstvo za njihovo otkrivanjc. N aim e, iako pozitivan nalaz potvrdiije status nosioca, ncgativan nalaz ne m ože to da isključi.

polim eraze (PC R), d o k je za d etekđju p o tp u n ih m utacija potrebna Southern blot tehnika, jer su dugačke G C C ekspanzijc često neosetljive na am plifilaciju PCR-oro. N a m olekularnom nivou, potpuna m utacija dovodi do supresije Iranskripcije FM R-] gena pulem hiperm etilacije i sm atra se da je to uzrok kliničke slike koja se viđa kod m uškaraca i žena sa velikom ekspanzijom (tabela 18.8). Gen FMR-1 sas.tojise od 17 egzona i kodira citoplazm atski protein koji igra ključnu ulogu u razvoju i funkciji ccrebralnib neurona. P rotein FMIl-1 može da še dstektuje u krvi korišćeniem specifičnih m onoklonalnih antitela. D rugo fragilno m esto, vrlo blizu F RA XA , identifikovano je na Xc]28. O nb je poznato kao FRAXE, M utacija u F R A X £ takode podrazum eva povećanje broja CGG ponovaka, a njena učestalost iznosi približno jcdnu četvrtinu ili n ešto m anje od

M olekularni defekt

učestalosti F RAXA nnitacija. Neki m uškarci sa ovjm m utacjjama im aju blage teškoće u.učenju d o k s u drugi zahvaćeni jecl-

U genskom m apiranjn, lokus fragilnog X je poznat kao F I(AX A .

kriva kod osoba sa citogenetički uočljivim fragilnim mestom

nako kao oni sa FRAXA m utacijom . Ovaj nalaz sc obično otFRAXA m utacija se sastoji u povećanjli veličine regiona u 5’

i n orm alnim rezultatom analize na PRAXA m utacije. Trećc

U'l’R regionu (regionn koji se ne prevodi) l-'M R-l. Ovaj region

fragilno m esto, FRAXF ncdavno jc identilikovano u blizirij

sadrži dugačak niz trim ikleotidnih ponovoka CGG. DNK nor-

FRAXA i FRAXE. Izgleda da ono ne izaziva nikakvc kliničke

m alne osobc sadrži izm edu 10 i 50 kopija ovog triplcta, koje

anom ajije.

se naslcđuju na stabilan način. M eđutim , već m alo povećanje broja na 59 do 200 ponovaka dovođi
Genetičko ssvetovanje za sindrom fragilrsog K Ovaj česti uzrok teškcća u učenju predstavlja veliki problem

M uškarac koji nosi prem utaciju naziva se norm alni muš-

u genetičkom savetovanjn. N asleđivanje m ože da se posm atra

ki prenosilac, iako je nedavno otkriveno da prem utacija nosi povišen rizik nastan k a neuroioškog porem ećaja sa kasnim

kao m odilikovano ili atipično vezano za hrom ozom X. Sve ćer-

početkom , poznatog p o d nazivom „fragilni X treinor/alaksija sindrom". Sve ćcrke ovog m uškarca ćc naslediti prem utaciju i

m uškj potom ci su pod rizikom da će naslediti ilj prcm utaciju ili p otpunu muraciju. Ovaj rizik zavisi od veličine prem utacije

intligcncija ćc im biti norm alna. M eđutim , postoji veliki rizik

kod majke, jer ako je ona veća od 100CGG ponovaka, gotovo

da će kod njih prem utacija povećati veličinu tokom mejoze.

bcz izuzctka povcćava vcličinu j postaje potpuna m utacija.

ke norm alnog m uškog nosioca ćc im ati prem utaciju. Njihovi

Ako đosligne kritičnu veličinu iznad 2D0 CGG tripleta, posta-

Kod žene koja je nosilac punc m utacije postoji rizik od 50%

će p o tpuna m ulacija, a sinovi koji je naslede biće o b o le li. Ovaj

da će sinovi biti zahvaćeni poipunim sin d io m o m , a tolika je i

proccs jc po zn al kao ekspanzija trinukleotidnih ponovaka.

šansa da će ćerke naslediti p o tp u n u m ulaciju. Pošto približiio 50% žen a sa potpunom nnitacjjom im a biage teškoćc u učenju,

P u n a m u tacija je n estabilna ne snm o za vrem e mejoze kod žene, već i p ri m itotičkoj deobi som atskih ćelija. Kao posle-

rizik da će žena nosilac potpunc m utacije im ati ćerku sa teš-

dica, k od ob.olelog m uškarca se elektroforezom na gelu vidj

koćaroa u učenju jznosi 1/2 x 1/2, tj. 1/4. P renatalna dijagnoza

„razinaz" D N K koji se sastoji od više alela različite vcličine

se zasniva na analizi DN1< iz horionskih čupica, ali u slučajti

um csto je d n c trake (slika 18.21). Treba zapaziti da n orm aini

ženskog fetusa sa p o tp u n o m m ulacijom , fenotip nije mogiiće tačno predvideti.

alel i prcim itacija m ogu da se identifikuju lančanom rcakcijom

S fik a 18*20

Hromozom X kod nekoliko muškarac.n sn •-.inrlrnnioin fratjilnog X (Ljtibazno5ai AshleyWilkinson. City MospitaL Nottingham)

Skrining za sindrom fragilnog X jnože se predlo/.ili izabriinim visokorizičnim gropam a, kao šlo su m uškarci sa teškoćama u učenju, ili pak sprovestj u celoj populaciji. Da bi takvi prograuii postali široko prihvaćeni, oni nioraju da im aju vr-

;I I ,. .....

....

hunsku etičku, fmansijsku i Iogistićku podršku (str. 308).

'jlRbM GZO.^SKE -ABERACIJE1SPECIFIČN! OBRASC’lPONAŠANJA

iiiS v n - ;# :

Već dugo je poznato da je spccifično ponašanjc dccc sa Wi•lliamsovim sindrom om , tzv. „koktel parti" obrazac, tipičan

g p ^ f^ w < ; I

S

#

' :

■

•

sim ptom tog stanja. Otkako su otkriveni m ikrodelccioni poj

*

^ \ ;

s

remećaji, postalo je sve očiglcdnije da kod odredenih genetskih porem cčaja postojc tačuo utvrdeni, konkretni obrasc.i ponašanja. O v o je vrlo upadljivokod Sm ith-M agenisovog sindrom a, ali je vidljivo i kod delecije 22i]J 3, sindrnm a mačijcg plača (cri du chot), Angelmanovog i Prader W iIlijevogsindroma. Takode se vida i kod aneupiodija (Downov i Klinefelterov sindrom ), kao i kod 47, XXX; 'I7XYY i sindrom a fragilnog X. P iem a tom e, specifični obrasci ponašanja su postaii predm et izraženog interesovanja kliničara i istraživanja su podržala miSljcnje da je ponašanje, bar doneklc, genetski determ inisano.

i .

Naravno, u proučavanju hrom ozoinskih aberacija posm atraju

/

se gcnetski nenorm alne situacije i zaključci iz njili ne mogudirektno da se prenose na norm alna stanja. Vredne i značajne inform acije ■vezarie za genetski norm alna stanja pružjle su stu-

SM ka 1 8 .2 1

Southernblot DNKanalizajedne porodice na kojoj 'je vidi ekspanzija CG6 ponovaka koji se prenose sa normalnog muškog nosfoca na njegovu ćerku koja je cbave 2 ni prenosilat i njenog sina sa sindromom fragilnog X i reškoćama u učenju. (Ljubaznošću dr G. Taylor, St James's Hospilal, teeds).

diie blizanaca. Poije istraživanja jc i daljc kom pkksno i, sasvim razumljivo, kontroverzno. Vcćina isiraživača sada prihvata da je ponašanje složena interakcija genetske osnove, fizičkjh uticaja za vrcm e ranog fetalnog pcrioda, iskustava tokom razvoja, veličine porodice, kulturahiih i religioznih uticaja.

p O M m Ć A J i EMFERENCUACIJE POLA ;fiab e \ a ,1 8 ,8 v K S tejac i j ;

tiroj trinukleotidnih pbriovaka (norm alno 10-50)

:ip&k&d’3 & : ; p f e v ilP S iS ^ ^ S Fragilno m ešto

Izmercria in teligen cija

200-3000 (puria mutacija)

Kada se uzm e u obzir kom pleksnost kaskade događanja koji se dešavaju izm edn šeste i četm aeste nedelje em brionskog života, m ogućnost pojave grešaka ne iznenađuje. Veliki broj tih gre šaka m ože da dovcde do pojave am bivalentnog, tj. neodrede-

Muškarci 51~58 (intermedijarni aleli) 59«200 (premiitacija)

Proccs seksualnc diferencijacije opisan je u poglavlju 6 (s1r. 96).

nug pola, ili do razlikc izm cdu hroinozornskog pola i izgleda Ne

•

Da (kod d o 50*X) ćelija)

i'Jormalna (normalni muški preripsfjbč) Umerent’ do izražcrie teSkoćt,* u uCenju

spoljašnjih genitalija. 0 ovim porem cćajim a se ponekad govori kao 0 različitim oblicima m edupolova (pkvir 18.2).

PRAVS HERA/IAFRODmZAIVl Kod ovog izuzetno relkog stanja osoba ima i testikularno i ovarijaino tkivo, a često postoje i gcnitalije oba tipa. Kada se kod

Žene

takvih pacijenata izvrši eksplorativna operacija, na jednoj stra-

. 51—58 (intermedijarrii aleli) S9-200 (piemutacija)

nc

200-2000 (puna mutaclja)

da (ohično n\anje od 10% ćclijo)

ni n m iE da se nadc testis, a na drugoj ovarijum. Alternativno, u gonadam a može da postojj mcšavina ovarijalnog i testikunormaloo, S0% blngc lcškoćc u ućenju

larnog tkiva, slanje kojc jc poznato kao ovotestis. Najveći broj pacijenata sa pravim herm afroditizniom ima kariolip 46,XX. Kod m nogih takvih osoba hrom ozom X nasleden od oca nosi

O k v ir 1 8 .2 Porem ećaji p o ln e diferencijacije i rozvoja DISGENEZA SEMENIHTUBULA (KLINEFELTEROV SINDROM) 47,XXY; 48,XXXY; <18.XXYY; 49j(XXXY DIS6ENE2A OVARIJUMA (TURNEROV SINDROM) 45,X; Xi(Xq); 46.Xdel(Xp); 46.Xr(X) PRAVI HERMAFRODITI2AM 46,XX sa segrnentima Y-hromo20 ina /16>CX/46,XY liiirieiizain MUŠKIPSEUDOHERMAFRODITI2AM N eosetljivost na an drogen e Potpuna - Testikularna feminizacija Nepotpuna - Reifensteinov sindrom Uiođen.e grešk e b iosin teze testosteron a Deficijencijo So-ieduktaze <15X/46XY mozaicizam ŽENSKI PSEUDOHERMAFRODITIZAM Kongenitalna adienslna hiperplnzija Unošenje ondrogcno od srrane rn.ijkc u trudnoći ili turnor sa androgen-sekretotnomafctivpioSi’ir

SSikr, 13.22 riuorescenma hibtidizacija in siru (FISH) pokazuje liibridizacijn bojene probe sa hromozoma Y na kratkom kraku hioniozoiTia X, kod 46,XX muškarca. (Ijubaznošću Nigeal Smitha, City Hospital, Noltingham.)

segm ente JJNK koji su speciljčni za hiom ozom Y, kao posledicu nepravilnog laosing-overa b.međti X i Y hrom ozonia za v rejne liiejoze I to k o m sperm atogeneze (slika 18.22). Kod m anjcg p rocenta pacijcnata sa pravim herm afroditiz-

U druge uzroke mu.škog pseudoherm afroditizm a spadaju:

m om nnđena je h im e rič n o st sa 46,XX i 46,XY ćelijskim linija-

1. N epotpun oblik neosctljivosti na androgene, poznatiji kao

m a (46,XX/46,XY), što predstavlja situacijn analognu onoj koja se viđa kod govecla (str. 54).

R eifensteinovsindrom , u kom e kod obolelog m uškarca postoji hipospadija, m ali testisi i ginekom astija. 2. Deficit enzim a koii učestvuju tt sintezi testosterona, kao

M U Š K S P S E U D O H E R iV J A F R O D m Z A iV i Kod pseuđohcrm afrođitizm a postoji gonadno tkivo sam o jed-

što ie deficit 5a-red u k taze (slika ! 1.5), kod koje su na rođeoju spoijne genitalije nendredene, ali n pub ertetu dolaz.i do virilizacije (m askuljnizacije).

n og pola. Spoljne genitalije m ogn da hudu neodretlenog izgle-

3. H rom ozom ski m ozaicizam (45X / 46XY) k o d kojeg vcći-

da ili pola sn p rotnog od hrom ozom skog. Znači da m uškarci sa

na obolelih im a m uške genitalije, ali kod m anjcg btoja mog«

p sen d o h erm afro d itizm o m im aju kariotip 46,XY, dok su genitalije n eodredene Ui žcnske.

da budu neodredene ili ženskog tipa.

Najčešći uzrok m uškog pseudoherm afroditi/.rna jc neosel-

4. K am pojnelična displazija koju izaziva im itacija 5 0 X 9 gcna na hrom ozom u 17. Sniatra se da je ovaj gcn važan za regula-

ijivost na androgene (str. 166). Kod ovog stanja, poznatog i

torni p u t kojim SEY izaziva m askulinizacijn nediferenciranib

p o d nazivom sindrom testikuJarnc fem inizacije, postoji kari-

feiahiih gonada (str. 90).

otip noi'm alnog m tiškarca i spoljašnji fenotip norm alne žene.

5. Sm ith-I.em li-O pit'/.ov sindrom koji je izazvan deficijen-

Oci tin utrašnjih p o ln ih orgnna, uterus i jajovodi ne postoje, a

cijom 7-dehidroholestei ol reduktaze, enzim a koji učestvuje ti

vagina se slepo završava. Testisi se nalaze u abdom enu ili u

biosintezi holesterola. M uška dcca sa tcšldm oblikom ovog sjn-

ingvinalnom knnalu, tako da postoji m ogućnosl da sc postavi

drom a im aju ženske spoljašnje genitalije.

pogrešna dijagnoza ingvinalne hcrnijc. To stanje nastojc zbog nepostojanja reccptora za androgene na ciljnim organim a, tako da su periferni m askulinizirajući efekti testosterona blokirani,

ŽEN SKi PSEU Đ 0H ERM A FR0D 8TSZA M

ialco se on n o rm aln o stvara. Gen koji kodira androgene recep-

Kod ženskog pseudoherm afrodilizm a postoji ženski kariotip,

tore nalazi se na hrom ozoim i X, a u njem u su idcntifikovanc

spoljašnji polni organi su virilizirani tako da su ili neodređeni

delecije i taćkaste m utacije. In teresantno jc da ekspan'/.ija CAG ponovaka na prvom egzonu ovog gcna izaziva spinobttlbnrnu

ili liče na norm alne m uške genjtalije.

m išićnu atrofiju ili Kcnedijevu bolest. Ovo je prim er relkog fe-

je lcongenitalna ađrenalna lliperplazija (str 165). U zrok ovog

nom ena koji se naziva gen u okviru gena.

slanja m ože da bude nedostatak nekohko različilih en/.iina u

Ubedljivo nnjčcšći uzrok zenskog pseudoherm afroditizrna

Jtori liađbubrega, a svi porcm cćaji se nasleđuju autozoinno recesivno. Sniženo stvaranje kortizola dovodi đo pojaćanog stvaraiija adrenokorlikotropnog h orm ona koji izaziva hiperplaziju korteksa nadbubrežnih ilezda. Kod najčešćeg oblika kongenitalne adrenalne hiperplazije, koji je izazvan deficijencijom 21-hidroksilaze, sinteza horm ona prelazi sa stvaranja kortizola i aldosterona na androgeni obrazac (slika 11.5 str. 166), što dovodi do upadljive virilizacije ženskog fetusa (slika 11.6 str. 167). Nedoslatak' kortizola i alđostcrona obično izaziva brzi kolaps n eposredno posle rođenja koji m ože da bude fatalan ukoliko se odm ah ne uvede suplem enlarna horm onaina terapija i nadoknada elektroJila. U ređe uzroke ženskog pseudoherm afrodilizm a spadaju tum ori koji vrše sekrecijit androgena i uzim anje androgenih horm ona o d strane majke tokom trudnoće.

S lika 1 8 .2 3 Okularneteleangiektazije kod deteta sa ataksijom teleangiektazijoni

;'SIFiDRGMI„LOMUIVOSTI" HROMOZOMA Konstitucione i stečene hrom ozom ske aberacije kojc nose predispoziciju za nastanak nialignileta razm olrcnc sn u poglavljii 14. O sim ovih stanja postoji i m anji broj hereditarnili

genom skestabilnosti. Kada defektovoggena postoji u hom ozigotnom slanjti, popravsk DNK je porem ećan, a nivo rekombi-

poremećaja čiia su karakleristika prekidi hrom ozom a i delccije

nacija izm cđu sestrinskih liroinatida se diam atičn o povećava, što se može dokazati odgovarajućom citogenetičkom lehni-

nukJcotida i)i nuklcotidnih nizova, kao i povećnna pndložnost malignim prom enam a.

kom (vidi niže).

ATAKSUATELEANGIEKTAZUA

FANCONIJEVA AMEMUA Ovaj autozom no reccsivni porcm ećaj udružcn je sa ahnorm al-

Ovo je autozom no reccsivni porem ećaj koji se m anifestuje u

nostim a gornjih udova koje zahvataju rnđijus i palac, pojaća-

ranom detinjstvu ataksijom, okulokutanim teleangicktazijama

nom pigm entacijom i porem ećajein koštane srži koji dovodi

(slika 18.23), povišcnom osetljivošću na jonizujuće zračcnje i podložnošću infekcijama pluća i sinusa (str. 192). Postoji povi-

do smanjenja broja svih ćelija krvi (tj. pancitopenije). Postoji i povećan rizik za naslanak neoplazm i, naročito leukemije,

šen rizik za nastan ak lcukemije ili lim fom a koji iznosi 10-20%.

limfoma i karcinom a jetre. U kulturi ćclija opaženi su m ultipli hrom ozom ski prckidi (slikai8.25), a osnovni porcnicćaj lcži

U ćelijama pacijenata prim ećujc se povećan broj hrom ozom . skjh aberacija, kao što sn prckidi i razm aci (zjapovi), koji sc uvećavaju p od đejstvom radijacijc. Gen za ataksiju tdeangiektaziju se naziva A T M (Ataxia Tcleangieclasia M uiation), i m apiran je na hrom ozoim i U q23- Sm atra se da protcinski produkt ovoggcna deluje na konlrolnoj tački G l/S kaoprotein

u poremećaju reparacijc unakrsnih veza DNK lanca. Postoji pe! poznatiii podtipova Pankonijeve aueniije, od kojih je svaki izazvan recesivnom m utacijom na različitim autozom nim lokusima. Najčešći je tip A koji je m apiran na dugom krakti

kinaza koja interreaguje sa produktim a gena TP53 i B R C A l i

hrom ozom a 16, u regionu 16q24. Nije poznatn kako geni Fankonijeve ancm ije učestvuju u održavanju integriteta unakrsnih

lime zaustavlja deobu ćelije oinogućavajući popravku prekida

veza DNK.

hrom ozom a izazvami zraćenjem pre S faze ćelijskog cikiusa.

XERODF;RMA PIGMENTOSUM BLOOMOVSINDROM Postoji najmanje sedam raziičitih ohlika ove bolesti, koji se Deca obolela od ovog autozom no recesivnog sindrom a su silna, im aju osip na licu koji je senzitivan na svetlo i snižen nivo IgA i IgM im nnoglobulina. Rizik za nastanak maiignih tum ora lim foretikularnog porekla kod ovih pacijenala iznosi pribli7.no 20%. U kulturi ćelija se zapaža povećana učesuilosl hrom ozom skih preldda, naročito ako su in vitro bile izložene

bez izuzelka nasleduju autozom no rccesivnim m ehanizm om . Pacijenti sejavljaju zhog pojave hipcrpigm cntisanog osipa na lcoži izazvanog sunčevim svetlcm , a obično prc svojc dvadesete godinc u n iiiu od m alignitetn kože nastalog na m estim a izloženim suncu. U kuituri ćelija uzetih od ovih pacijenata hrom ozom ske aberacije sc pojavljuju tek posle iziaganja tiitra-

uliraljiibičastom svetlu. Gen za Bloomov sindrom je m apiran

Ijubičastom svetlu. Ovi porem ećaji nastajvi zbog grešaka u ek-

n ah io m o zo m n 15q26, ikodii'a jedan od cnzim a izg ru p c DNK

sciziouom m ehanizm u teparacije DNK. 'lo ukjjučujeendonti-

hdikaza (str. 14). Uloga tih enzim a je rasplilanje dvostrukog

Idcazno zasecanjc sa 3’ i 5’ strane svakog oštećenog nukleotida,

lanca DNK pre replikacije, popravke i rekom binacija. Norm al-

ukljanjanje oštećcnih ntikleotida i uajzad restituciju ošlećenog

ii'-. gen za Bloom ov sindrom igra kijučnu ulogu u održavanju

lanca korišćenjem dnigog, intaktnog, lanca kao matrice.

PREKiĐi HROMOZOMA I RAZJVIENA IZMEĐU SESTRfNSKlH HROMATIĐA Siiažan dokaz povećane oestabilnosti hrornozom a je povećan broj razm ena izraedu sestrinskih hrom atida (RSH) u ćelijama u kultnri. Razm ena izm eđu sestrinskih hrom atida predstavlja izm enu genetskog m aterijala (krosing-over) izm edu dve hrom atide jed n o g hrom ozom a u mitozi, za razJiku od rckom binacije u m ejozi 1, koja se vrši izm edu horoologih hrom atida. RSH m ože da se uoči posebnom citogenetičkom tehnikom , koja om ognćava diferencijnino bojenje sestrinskih hrom atida. 'i’o se postiže različitim vezivanjem o dređenih boja posle dva ciklusa ćelijske tleobc, u prisuslvu S-brom odeoksiuridina (BUdR), koji se kao analog tim inu ugrađuje u novosintetisanu D NK (slika 18.26). N orm alno, po ćeliji postoji oko deset RSII, ali u ćelijama p a đ je n a ta obolelih od Bloom ovog sin d ro m a i pigm entnc kseroderm ije taj broj je jako povećan. Kođ pigm entne kseroderm ije, ovo je vidljivo sam o ako su ćelije izložene

Slika 18.24

ultraljubičastom svetlu.

Rilaieralna apl,i7ija rodijusa i nedosmtak palfpva kod tietpra sa

T renutno nije p o zn ato na koji nač.in je povećnna razm ena

Fanconijevom anemijom

izm eđu scstrinskih hrom atida u korcl.iciji sa hromozom skiivi

/

M H

^

^ **** ^

^

%

| y' ;

*

I

f Ju

I-

y \ \

^ ^ l| §

5*ika (8.?.5 278

^

Brojni prekidi pukoiine na mprafaznim hromozomiiria deteia sa Fanconijevom anernijorn.

^

O kvir 18.3 Indikacije za analizu hrom ozom a

^ T v 't Z

Multiple kongenitalne anomalije

Neobjašnjena mentalna retardacija

im / ’

| :.. . -^

- "

^ />> r i r i ■

Poln.i nediferenciranost ili poremečaj polnog rarvoja

v } / - X ^ . i y : , ^ : . ".; •-

|;

’r

^ A ' ^

■’’^'N : Neplodnosl

\ ^

>% \

*>

Habitualni pobačoji Neobjašnjena mrtvorođenost Maligniteti i sindromi piekida hromozoma

\ ' i,

i . «

'

Sfika 18.26 Preparal nn kome se vidi razm ena sestrinskih hrcmatida (RSH)

NEOBJAŠNJIVETEŠKOĆE U UČENJU Oko 50% leškoća u učenju pripisuje se genelskim uzrocim a, ■a najm anje jednu trećim i od njih prouzrokuju hrom ozom ske aberacije. lako su kod najvećeg broja dece sa hrom ozom skim aberacijam a prisutni još neki znakovi, kao što su usporen rast

(stielica)

ili fizičkc anomalije, to ne m ora uvek da hude sltičaj. A ko postoji m ogućnost da j c u pitanju.fragilni hrom ozom X, važno je upozoriti citogenetičku laboratorijn da bi sc koristili posebni uslovi za kulturu ćelija, iako se sada u vcćini centara sindrora fragilnog X dijagnostikuje m olekularnim m etodim a, a n e h ro m ozom skom analizom . Ako sti standardni kariotip i testiranje prckidima koji postoje kod ovc
t>U»v-unujuiin—uraiunviiHBammaiVMt {ilpiKA CIiE ZA HROMOZOMSKlf A K A L iiu Na osnovu sad iiaja ovog poglaviia, očigledno jc da hrom ozom skeaberacijem ogu da sereprezenluju na više raziičitih načina. Zbog toga je logično da indikacije za hrom ozom sku analizu trcba razm otriti u višc raziičitih oblasti (okvir 18.3).

MUL.TIPLE KGNGENSTALNE ANOMALIJE

na sindrom fragilnog X negativni, m nogi gcnetičari zahtevaju analize sa m ultitelom erskim probam a, naročito ako postoji pozitivna porodična istorija teškoća u ućenju (str. 269). U budućnosti se očekuje da će m ikrom atrična kom paralivna genom ska hibridizacija (str. 8), kada postanc rutinska tchnlka u okviru kljničkog ispitivanja, rcšiti m noge dijagnostičke problem e kod pojedinaca i porodica sa teškoćama u učenju.

POREMEĆAJi DSFERENCSJACiJE POLA Iteđenje detcta sa nedeftntsanim izgledom genitalija treba sm atrati za h iln o m edicinsko stanje, ne samo z'bog nesum njivog siresa roditelja već i zbog značaja iskijučivanja potencijalno lctalnih dijagnoza, kao što jc kongenitalna adrenalna hipcrplazija sa gubitkom soli (s1r. 165). H rom ozom ska analiza je jedno od prvih ispitivanja koja treba preduzeti. Poremećaji seksualnog razvoja koji se m anifestuju u kasnijcm periodu života, kao što su pozni pubcrtet, p rim a raa am enorija ili ginekom astija kod m uškaraca takođc predstavljaju važnc inđikacije za hrom ozoinsku analiztt kao najvainije ispitivanje.

Ispitivanje hrom ozom a trebalo hi nraditi kod svakog deteta sa

Tim e m ogu da se otkriju dijagnoze kao što je T urnerov sindrom

inultiplim kongenitalnim anom aliiam a. To je značajno \z više razloga:

norm alan, dijagnostički postupci sc usmcravaju ka drugim mo-

1. Utvrđivanje dijagnoze putem analize kariotipa može da

(45,X) ili Klinefelterov sinđrom (47, XXY). Ukoliko je kai iotip gućim porcm cćajim a, kao što su cndokrine bolesli.

učini nepotrebnim dslja, potencijalno ncprijatna ispitivanja. 2. Može da se pruži inform acija o prognoz; zajedno sa detaljima o relcvantnoj grupi za podršku i prcdloži kontakt sa drugim porodicam a u kojima postoji isii problcm . 'i. H rom ozom ska dijagnoza om ogućava tačnu informaciju

N EPLOD N O ST! HABiTUALNI POBAČAJi Neobjašnjiva ncplodr.osi bi trebalo da bude indikacija za hrom ozom skc analizc, naročito ako se kod m ttškarca otkrijc

o vfeiku rekurentnosti, tj. ponovne pojave porem cćaja kod po-

nzoospermija. Kod najm anje 5% ovakvih osoba u pitanju je

tomslva:istog roditeljskog para.

Klinefelterov. sindrom . Ponekad, kompleksan hromozomslci

lako je saznanjc da njihovo dete im a hrom ozom sku anomaliju '■£a voditelje veliki stres, česlo će se javaifi i olalcšanje zato što je

preraspored, kao što je translokacija, moze da iz;izove fako

prooadeno objašnjenje za postojeći problem.

gam etogeneze.

teške poreincćajc m ejo 2 e koji dovode do polpunog izostanka

N ajjuanje 15% svLh dijagnostikovanih trudiioća se završi

LIT ER A T U R A

sp o n tan im pobačajem , a kođ 50% siučajeva uzrok su hrom ozom ske aberacije (str. 261). Nažalost, kod nekih parova javlja se tri ili više sp o n tanih pobaćaja, što se naziva habitualnim pobačajim a. U velikom broju siučajeva, za ovo ne m ože da se

Dc Groucliy

Tuileau C 1984 Clinical atlas ofhum an chromosojncs ?.nd

edn. john Vilcy, Chichester.

nađe uzrok, a kod m nogih kasnije uslede uspešne trudnoće.

Bogato ilustrovan allas poznulih hromozonuilnih sintlroma.

M eđutim k od 3-6% takvih parova kod jcd n o g partnera se

Donnai D, KnrmilofT-Sinith A 2000 Williams s>Tidroine: from gcnotype

nalazi p reraspored hrom ozom a, koji m ože da dovede do oz-

throngh to the cognitive phcnotypc. A n i} Med Gcnel (Semin Med Ge-

biljnih disbalansa usled specifičnog načina razdvajanja u mcjozi (str. 41). Zbog toga je standardna praksa da se predioži h rom ozom ska analiza svakom paru koji je doživco iri ili više sp o n tan ih pobačaja.

nct) 97,164-171.

Detaljnn obrada jetlnog mikrodelecionog sindrorna, sa naglaskotn na objnfnjenjcfenotipa na osnovu molehdurmh nalaza. Gnrdncr R J M, Suthcrland G R 1966 Chromosome abnormalitics nnd genetic counsclling, 2nd edn. Oxford Uneversity Press, Oxfcrd.

Koristan, ilopunjcn voilič za gcnctičko savctovanjc porodica sa hroinozonud-

NEO BJA ŠfM JEM A M R T V O R O Đ E N O S T ! SM RT N OVO RO Đ EN ČETA Nalaz usp o ren o g razvoja i najm anje jcdnc kongenitalne anomalije k od m rt-vorodenog deteta je indikacija za analizu hrom ozom a iz uzorka k rvi ilj kože deteta uzete pre ili neposredno posle sm rti. 1-ibrobJasti kože su vitalni i nckoliko dana posle sm rti. H rom ozom skc aberacije su uzrok za pribiižno 5% m r-

nim porernecajinia. Hagcrman R J, Silvcrman A C (cds) 1991 Frngilc X synđrome. Dingnosis. treatmcnl aml rc.«:carch. John Hopkins Universitzprcss, Baltimore.

Detaljan prcgledgcnctičkih i kliničkih asptkuta iindrumu jrugiinog X. jncobs P A, Browr.e ('. Grcgson N, Joyce C, White 11 1992 F.stimntcs of the frcqucncy c f chroinosomc abnormnlities dctectablc in unsciectwl newborns using moderate levels of banding. J Mcd Genet 29, 103-108.

?n:ylcd rezultnta više od l'l.OOOprendtalnih dijagneza sa procenotn incidence hromozornskih abcracija kod živorodrne decc.

tvorođenosti iii sm rti nconatusa, pri čcm u nc m oraju da posto-

. KalclilFe S 1999 Long term outcomc o f children o f sex chrom osom c abnor.

je uočljive kongenitalnc abnorm alnosti koje bi odm ah ukazale na uzrok.

Vcorna koristan i jasan opis kognitivnih i društvcnih ishoda dugotrajne stu-

malitics. Arch Dis Child 80,192-195.

dijc praćcnja osoba sa ancuploidijvm polnih Inoinozoniu. .Schin'/d A 1994 Hnnian cytogenetics database. Oxford Univcrsity Pi€ss,

fVIALfGKilTET i SiNĐRO{VIS„LOMLjlUIH" HROM OZO.MA N eki tipovi lcukcm ijc i m nogi solidni tu m o ri, kao što su rctinoblastom i W ilm sov tum or, udruženi su sa specifičilim abcracijama h rom ozom a koje m ogu da budu i od dijagnostičke i od prognostičke važnosti. Kiinička siiica koja ukazuje na sindrom prekida h ro m o zo m a kao što je kom binacija fotosenzitivnosti i niskog rasta je indikacija za odgovarajuće hrom ozom ske anali?.e, kao što je analiza RSH.

Oxfortl.

Rcdovnn dopunjavnna kompjuterizovana huza podataka o svim poznntim iironiozoniskim abnur inulnostima. Presluvlju neprocenjivupomoć u dija gnostici i genctićkorn savctovanju.

SAZET^K"

;v :

# Hromo-iomske abcracije su uzrok 50% svih spontanih

sindrom om su neplodni. Kod XYY i XXX sindrom a fer-

jiobačaja, a postoje kod oko 0,5--l,0% novorodene dcce.

tilitet je norm alan.

@ Downov sin d rom je najčešći autozom ni lirom ozo-

© Sindrom fragilnog X je najčešći nasledni uzrok teško-

m alni sindrom koji pokazujc izraženu korelaciju izme-

ća u učenju. U družen je sa fragilnim m estoni na dugom

du incidcncc i starosti majkc..Oko 95% svih sJučajcva je

kraku luom ozoina X i pokazuje m odifikovano X-vezano naslcđivanje. Oboleli m uškarci iniaju um ercne do velike

izazvano klasičnom tirzoniijom hrom ozom a 21."Važno je sprovesti hrom ozom sku analizu u svira slučajevima

teškoće u učenju, a kod žene nosilaca niogu da postoje

Downovog sindrom a da bi se identifiknvali relki, ali zna-

blage teškoće u učenju. N a m olekularnom nivou postoji

čajni slučajevi Robcrtsonove iranslokacije.

ekspanzija trinukJeotidnih CGG ponovaka koja m ože da predstavlja prem utaciju ili mutacijti.

© Broj otkrivenih m ikrodelecionih hrom ozom skih sindrom a stnlno taste. Ovi sinđrom i su pom ogli u m apira-

© U porcm ećajc difcrcncijacije pola spađajti herm afro-

nju gena i boijem razum evanj« genctskog irnprintinga.

ditizam i psr.udoherm afrođitizam . Pravi hcrm afroditi-

Mikrodelecija hrom ozom a 15 je uzrok i Angelm anovog

zam je ekstrem no redak. Najčešći iizrok mtiškog pseu-

i Pradcr-W i)lijevog sindiom a, s tim što je aberacija kod

doberm afroditizm a je rieoselljivost na androgene. To je

prvog m ajčinog, a kod dm gog očevog porekJa.

porem ećaj vez?.n za hrom ozom X koji uzrokuje izoslanak stvaranj3 funkcionalnih rcccptora za androgene. Naivaž-

& Triploidija je čest nalaz kod pobačenog ploda, ali jc

niji uzrok ženskog pseudoherm afroditizm a je kongcni-

redak kod živorodene đece. Kod neke dece sa diploidno/

lalna adrenalna hiperplazija, kod koje virilizirana deca

triploidnim m ozaicizm om postoje teškoće u tičenju i po-

m ogu da budu životno ugrožena zbog insilfieijenr.ije

dručja depigm entncijc, što prcdstavlja stanjc poznalo kao Jtova hipom elanoza.

nadbubreinih žlezda u prvoj nedelji života.

& U abnorm alosti polnih hrom ozom a spadaju Klincfelterov sindrom (47,XXY), T urnerov sindrom (45,X), XYY

recesivni poremećaji čija je karakterislika povećanje broja prckjda hrom ozom a u ćelijama iz kulUtre, i povećana

sindrom (47,XYY) i XXX sindrom (47,XXX). Kod svih

podložnost neoplazm am a kao šlo su leukem ija i lim fom i. Oni su izazvani defektim a u popravljanju DNK.

@ Sindromi prekida hrom ozom a su retki autozom no

ovih stanja inteligencija je ili norroalna iii blago snižena. Po pravjlu, pacijentj sa Klinefelterovim i Turnerovim

PO GLAVLJE

Monogenski poremećaji

19 D o snda je u tv n ien o više od deset hiijada m onogenskih jiasiednih karakterislika i poreniećaja. Većina patoioških slanja iz ove g m p e vida se veom a retko jer oboijenja izazvana porenicćajim a jed n o g gena zahvataju 1-2% opšte popuiacije. Ti'etman osoba s lakvim porem ećajim a prcdstavlja jedan od najvećiij profesionahiili izazova za klinićkog geiietičara. U ovoj kiijizi je do sada pom em it veiik broj raznovrsnih m onogenskih porem cćaja, a u ovom poglaviju opisani su neki od čcšćih i važnijih. Takodc, opisano je i nekcliko porcm ećaja koji su naroćito interesantni za klinićkc lekare, a posebna pažnja je posvećcna m olekularnini defektima koji se naiaze u njihovoj osnovi. Svaki od tih porem ećaja ihistruje važne genetičke principe, a m nogi sm atraju da utvrdivanje bazičnih n n itad ja i izoiaclja p ro tein sk o g p ro d u k ta u tim porem ećajiina predstavlja najznačajnijc naučno otkriće u poslednjih nekoliku decenija.

K LIN IČ K E K A R A K T E R IS T IK E Uobičajcni oblik H untingtonove boiesti zapoćinje u odraslom životnom dobu. O snovna karakteristika tog ohlika boiesti jeste da porem ećaj pokreta sporo progređira, a pr3Ćen je podm ukiim razvojcm porem ećaja intelektualnih fnnkcija, dok kasnije nastaju i psihički porem cćaji i dem encija. U običajeno je da boiest počinjc oko četrdesete godine i približno traje i5 godina. Horea jc najčcšći od svih hcrcdiiarnih obiika porem ećaja pokreta. M anifestuje se diskrelnim ncvoijnim pokretim a, kao što su grim ase lica, poigravanje mišića lica i udova, savijanje ruku i prekrštanje nogu. K akobolest napredujetako jc izraženija ncstabiinost pri hodu i nerazum ijiv govor. U ranoj fazi H untingtonove boicsti intelektuaine prom ene se m anifesm ju kao slabo pam ćcnjc i ioša m oć koncentracijc. Mogu da sc pojavc i anksioznost s napadim a panškc, prom cne raspoioženja, depresija, agresivno ponašanjc, paranoja, iracionalno ponašanje, pojačan iibido i aikoholizam . Intclcktuaine

HUr-JTiNGTOMOVA BOLE5T

funkcije progresivno propadaju i na krajti nastaje potpuna neuračunljivost i deinencija.

I-luntingtonova bolest (Huntington Disense - HD), poznata i kao H unlingtonova horca dobila je svoj naziv po d r George H u ntingtonu, koji jc ) 872. godine našao veiiki broi oboielih u velikiiii p o ro d ičn im zađrugam a Severne A m crike i opisao njihove porem ećaje. U ftladeifijskom časopisu T ke Medical and Surgical Reportcr (M ed iđnski i hirnrški izvešlaji) objavijen je

Ju ven iln a H u ntin g to n o va bolest U istraživanjima sprovcdenim posie 1970. godine, u približuo 5% slučajeva H untingtonove boiesti zapaženo je da su se sirnptom i pojavili prc navršene dvadcseic godine. U nckim ranijim istraživanjim a utvrdeno je da jc lakvih pacijenata bilo do 10%.

članak G eorgea H u n tin gtona u kojem je on siikovito opisao

U m esto horeiform nih pokreta, kod oboielih od ovog obJika

progresivne neuroioške ispade i toj bolesti doneo nczavidnu

m uskulatura ic ukočena, voijni pokrcti su usporcni i ncspret-

reputaciju jed n e o d najtežih i najncprijatnijih h crcditarnih

ni. Pad uspeJia u škoii najavljuje početak teške progresivue

bolesli. Bolest karakteriše sporo, progresivno i selektivno izu-

dem encije koja je često udružcna sa epileptičkim napadiina.

m iranjc ćclija u ccntralnom ncrvnom sistem u, što se ne m ože

Bolest prosečno traje 10-15 godina.

efikasno zaustaviti nijednim m ediciliskim postupkom ili iekom . U većini delova sveta prevaienca te bolesti iznosi oko 1 :1 0 .0 0 0 , a u nekim oblastim a, kao što je Tasm anija ili predeo

GENETIKA

oko jczcra M arakaibo u Venecucli, zabeležene su m nogo veće

Tradicionaino, za H unlingtonovu boiest se kaže da se nasleilu-

vrednosti.

je antozojono d o m in an tn o , počinje u različito životno dolia,

H untingtonova horea je uglavnom bolest sredujeg iii po-

pokazuje gotovo p otpunu penetrantnost i im a vrlo nisku uče-

znog iiv o tn o g doba. M edutim , ona m ože početi u svakoni ži-

stalost m utacija. O sim toga, prim ećeno je da bolest pokazuje

volnom dobit, čak i u m ladosti, što je jedan od nekoliko zago-

anticipaciju, što znači da sim ptom i u sledećim generacijama

o ctn ih aspckata H untingtonove horcje. Takvi juvenilni oblici

obolelih počinju u sve ranijem životnom dobu, što jc naročito

su retki i im aju različite Idiničkc karaklcristikc. O bjašnjenjc za

izražcno ako bolest prenosi m uškarac. O tloivanje geria Hun-

njih, m ada delim ično, n adeno je pošto je otkriven inolekularni

tingtonove boicsti (1993. godinc) om ogućilo je da se objas;te

defekt koji jc u osnovi tc bolesli.

neka od iznetih zapažanja.

Mapiranje i izolacija gena

mutacija prvo otkriveni kod drugih vrsta, kao što su Drosop-

Huntingtonove bolesti

hila ili m iš. Kadna grupa koju su obrazovali A m erički koledž m ediđnskc genetike i A m eričko udntženje za geneiiku čoveka

H untingtonova bolest je jedan od p iv ih porem ećaja koji je mapiran n a osnovu analize vezanosti, pom oću polim orfnih

preporučila je da se HD gcn pođeli u četiri g n ip e na osnovu dnžine C A G ponovaka (tabela 19.1).

DNK m arkera. Tokom 1983. godine otkrivcno je da porem ećaj pokaztije bliskn p o v ezan o stsp ro b o m poznatom pod nazivom G8, na kralkoin kraku brom ozom a 4. Tom prvom istraživanju iokusa 7.a H untingtonovn bolest izuzetno je pom ogla kolekđja više od stotinu uzoraka krvi obolclib osoba koje su živele na obalnma jezera M arakaibo u Venecueli. O sim što je otkrivcn

Normalni aleli Aleli koji sadrže 26 CAG ponovaka ili m anje nisn povezani s bolešću i stabilni su it mejozi.

prvi način prediktivnog tcstiranja za H untingtonovu bclest, tiin istraživanjem je utvrđeno da bolest kod hom ozigota nije ozbiljnija nego kod heterozigota. To jc suprotno ođ iialaza u vcćini drugih autozom no dom inantnih porem cćaja (str. 103). K adaje 1993. godineizolovan i sam gen, otkriveno je da on sadrži visokopofim orfni n iž CAG (poliglutam inskih) ponovaka lociranih u 5’ rcgionu. Inform aciona RNK kndira protein m oiekularne niase o
Mutabilni aleli Aleli sa 2 7-35 CAG ponovaka ne prouzrokuju boiest, ali u mejozi m ogu da budu nestabilni i da sc broj ponovaka u njim a povcća ili smanji. Ti m utabilni aleli predstavljaju rezcrvoar novih imitacija. Za pacijente koji su oboleli usled novonastalc m utacije obično sc utvrdi da jc otac nosilac niulabilnog alela. Štaviše, postoje dokazi da su m utabilni aleii povezani s posebnim haplotipom , što je utvrdcno unutargenskim i ograničava jućim DNK m arkerim a. Ovakav naiaz ukazujc na to d a s u neki haplotipovi podiožniji m utacijam a od drugih.

Aleli smanjene penetraritnosti Adutacije kod Huntingtonove bolesti

U treću kaiegoriju spadaju aleii koji im aju iv.medu 36 i 39 CAG

Gotovo svi oboleli od H untingtonove boiesti imaju ekspanziju CAG polighilam inskog niza ponovaka, koja je locirana na 5' rcgionu gcna JID. Prenia tom e, H untingtonova boiest je prim er ekspanzije tiinuk leo tid nih ponovaka. To je m ehanizam nm tacije koji je otkriven najpre kod čoveka, dok su svi ostali oblici

ponovaka. Kod lih osoba bolest počinje u poznom životnom dobu ili sc uopštc ne ispoiji, tj. m utacija je nepenetranlna.

Aleli koji obavezno dovode do bolesti Poslcdnja grupa alela IID gena sadrži <10 ili više CAG ponovoka. O ni su bcz izuzetka udruženi s bolešćti iako ponekad sim piomi ne m oraju da se jave sve do scdm e ili osm e dccenije živola. Dužina ponovalca i vrem e ispoljavanja bolcsti m edusobno

T a b e la 1 9 . 1

• or

hluhtlngt'ofi;. •- • :

n jn 'g r'n etsk ih a sp .e ^ c:afa; ,V.:, : 'Sti. irfii jo fo h i čne;cJ is ic fije ' •'; '. H u n tin gton ova b olćst

Masledivanje

Au|02 om no

"‘

.: '

su u direktnoj vezi, pa ako postoji 40 triplela prosečna životna đob u kojoj bolest pocinje iznosi 57 godina, sa 45 Iripleta to je 37 godina, a sa 50 triplcta svega 26 godina. Broj ponovaka kod

M iotonična distrofija

večine oboleiiii odraslih osoba iznosi 36 -• 50, dok je u juvenil-

Autoiomno

nom obliku bolesti broj ponovaka čcsto veći od 55.

doiniihahtho

dornihantno

lokus na hromozomu

,lp l6.3.

19C!1.3,3

Uticaj pola roditelja na prenošenje bolesti

Trinukleotiđni pojiovak

ČAG u 5’ recjionu

CTC. u 3' U.'K

D obro je poznato da se ova bolest nasleđuje autozonm o dom i-

koji ifiprevod i. .

rčgionu

nantno i da (ukoiiko je oboleli heterozigot) rizik po potom ke

Norrnalrii < 26

Mormalni <3?

Muiat^liii 27-35 Smanjene [jeneirantnosti

Punarnulacija

tokom sperm atogcneze nego tokom oogeneze, ali još nije ra-

50-2000+

zjašnjeno zbog čega. Posleđica toga jc da se bolest iz generacije

Vclicna ppnd.vaka

iznosi 50%, nezavisno od toga da li se bolest naslcduje od oca ili od inajke. M cdutim , nestabilnost u m ejozi je m nogo veća

.36:3?

n generacijtt sve ranije pojavljuje, uglavnom kada se m utaiUni

Pungpeneliantnosti

alel naslećluje od oca. Mladi pacijenti s Leškim obhkom H un-

> -10 '

.

tingtonove bolesti golovo sti uvek nasledili m utailtili alel od

^rotcinski produkt

liumingiin

MI3 proiein kina2a

Oblik 5a ranim

Juvenilni Obično ga prenosi

Kongpniralni

svog oca koji jc itnao blaži oblik bclesli. Predloženo je nekoliko m ogućih objašnjenja zašto le eltspan-

:xtfeikom

015C

Obično ga prenosi majka

dirane alele uglavuom prenose m uškarci. Jcdna od m ogućnosti je da ekspanzija usled proklizavanja D NK polim craze (str. 2<1) jednostavuo odražava broj m itoza tokoni gam ctogeneze. U

poglavjju 3 je islaknulo tia se u sperm alogenezi (iešava m nogo

usporenom relaksacijom , šio m ože da se m anifestuje kao za-

veći broj mitoličkiJi podela ćelije nego tokom oogeneze (str.

kasneJo popuštanje stiska ruke pri rukovanju. D ruge kJiničke

43). D rugo objašnjenje se zasniva na činjenici da je hantingtin

m anifcstacijc su katarakta (slika 9.1), porem ećaji sprovođenja

eksprim iran u oocilima, pa je m ognće do selekcija elim iniše oo

u srcu, porem ećaji gaslrointestinalne peristaltike (disfagija,

cile sa velikom ekspanzijom putem prel'erencijalne apoploze.

opstipacija, dijareja), slabost sfinktera, povišen rizik za nastanak šećerne bolesti i kam ena it žučnoj kesi, šom nolentnost,

KLINJČKA PRIMENA ! PERSPEKTIVE O tkriće gena H D om ogućilo je precizno prediktivno testiranje

ćelavost frontalnog d d a glave i atrofija festisa. Pojavijuje se u različitom životnom dobu, a u svom najbiažcm obliku to k bolcsti je rclativno benigan. M edutim , što je doba počctka ranije,

na H untingtonovu bolest, ali je postigm ita opšta saglasnosl da

to su klinički sim ptom i svc i2raženiji i zahvataju više telesnih

takvo testiranje trebn predložiti sam o kao deo dobro isplani-

sistema. U kongenitalnom oblikit, obolele bebe imaju hipoto-

ranog i pažljivo kontrolisanog pakcta genetićkog savetovanja.

niju, talipes i respiratorni distres koji m ožc da bude opasan po

Prema dosadašnjim isknstvim a, više žena nego muškarnca pri-

život (slika 17.18). Kod dccc koja prežive nočava sc izostanak

livala predlog da obavi testiranje, ii uočeno je da je stres koji

m im ike (facijes m iopatika), usporen m olorni razvoj i teškoćc

izazivaju pozitivni rezultati manji nego što bi se očekivalo. Ne-

u učenju (slika 19.2).

galivne i’ezultate testa (tj. dobre vesti) im a oko 60% tesliranih,

D ijagnoza m iotonične distrofije zasniva se na nalazu mio-

a ne 50% kao što se očekuje. Z bog čega su rezultati testiranja

toničnih pražnjenja koja sc vidc na elcktromiografiji. Taj pre-

iakvi nije razjašnjeno.

gled je bolan i neprijatan, pa se sada zamenjuje D N K analizoin mutacija.

V.a one koji žele, m oguća je prenatalna dijagnostika, ali se u Velikoj Britaniji godišnje uradi sam o oko 25 takvili analiza. O čigledno je da roditclji im aju izraženu cm otivno i ctićki uslovljenu odbojnosl prem a prekidu Irudnoće zbog loga što će njihovo dete u srednjim godinam a oboicti od neurodegenera-

G E N E T IK A O davno je poznato da se m iotonična distrofija nasleđuje au-

tivne bolesii. Takav stav će biti po tp u n o opravdan kada se bude

tozom no dom inanino, a da je bojest sve teža u svakoj siedećoj

pronašla efikasna terapija. Pažiiju priviači zapaianje da se u

generaciji. Ncko vrem e se sm straJo da taj fcnom en anticipacije

ćeliji u kojoj postoje veliki CAG ponovci stvaraju agrcgati han-

(str. 114) nc prcdslavlja karakteristiku boiesti već grešku u is-

tingtina koji se pod đejstvoni specifičnih proleaza - kaspaza razlažu na toksične pro d ukte koji izazivaju program iram i ćeiijsku sm rt (apaptozii). Na m iševim a oboielim od H untingtono-

pitivanom uzorku jer jc m nogo Jakše otkriti Jako oboijenje Jcod oca čijc je dcte teško oboleJo nego obrnuto. M cđutim , u istraživanjiina iz 1980. godine d o k a z a n o je d a je anticipacija stvarni

vc boiesti dokazano je da inhibitori kaspaza pozitivno dcluju.

fenom en koji je karakteristika m iotonične distrofije.

D rugi m ogući način Icčcnja jcstc da sc u prcdclc m ozga koji atrofiraju već u ranoj fazi bolesti, kao što su m ikieus kaudntus i putam en, im plantiraju felaine neuronalnećelije. Zbog etićkih problem a takvu vrsia tcrapije neki parovi ne m ogu prihvatili.

,.M lO T C M I Č M A D i S T R O F f J A

M iotoničnn distroiija (M D ) najčešći je oblikm išićne distrofije koji se vida kod odraslih osoba, a njegova incidenca je 1 :8 000. M iotonična distrofija i H untingtonova bolest imajn veiikj broj zajeilničkih karaktcristika (tabela 19.1). Najznačajnije su te d a se obe boJesti nasleđuju autozom no dom inantno, pokazuju anticipaciju, a obliic sa ranim početl
K fJiM IČ K E K A R A K T E R iS T H C E Za razliku od vcćine dru gih oblika m išićne distrofije, kJiničke karaktcristike m iotonične distrofije nisu ograničcne isključivo

S lika 19.1

na neurom uskularni sistem . Bolest se obično iavija u oclrn-

Zamućenje sočiva kod asimptom atske osobe sd miotoničnom

slom dobu sa slabošću i m iotonijom kao osnovnim sinipto-

distiofijoin. (Ljubaaiošću gospode R. IDoran i M. GealL Oćno

niim a. T erm in m iotonija označava tonični spazam mišića sa

odeljcnje Opšte bolnice Lids.)

jcste da zreli sperm atozoid m ože da nosi sam o male ekspanzijc, dok jajna ćelija m ože da „udom i” m nogo veće ekspanzije, pa se slučajcvi s kongcnitalnim nastankom nasieduju gotovo isMjučivo od majke. Još jedna zapažena zbtmjujuća odiika m iotonične distrofijc jestc da zdravc hetcrozigotne osobe sa alelim a m iotonične distrofije norm alnc veličine obično prenose na potornstvo aJele koji su veći od 19 CTG pooovaka. Taj mogući prim er m ejolskog skrelanja (str. 128), m ogao bi da objasni relativno visoku učestalosl m iotonične distrofije stalniin dopunjavanjem rezervoara potencijalnih m utacija za to oboljenje.

Protein-kinaza miotonične distrofije još nije iačno utvrđeno kako i da li proiein-kinaza m io to n ičn e dislrofije izaziva inišićnu slabosl ili druge kliničke problem e. Nu opšle iznenađcnjc, dokaziino je da miševi, kako s hiperekspresijom , tako i s hipoekspresijom D M P K gena, ne pokazuju m iotoniju nili druge kliničke karakteristike iniotonićiie distrofije. Sada sc sm atra da nenorm alnn aktivnost pro lein -k inaze nije osnovni uzrok m iotoničnc distrofije, već da RNK SŠika 1 9 .2 Majka i d e ts sa miotoničnom distrofijom. Oete ima kongemtalni oblik ijasne kaiakteiistike facijalne miopatije; majka ima samo blogu facijalnu niopatiju. Izražena raziika u težini boleMi kod dve generacije ilusiruje fenom en omicipacijc.

koju jc proizveo ekspaildirani D M P K aleJ om eta na ncki na čin obradu RNK koju stvaraju razni tlrugi geni. D okazano je da se ekspandirani DNK transkripti akum ulirajti u ćelijskom jedrti i sm atra sc da iniaju efekat pojačanja funkcije p ulem vczivanja za CUG RNK -vezujući protein (CU G -Binding Protein -- CUGBP). U tvrđcno je da suvišak CUGBP utiče na više gcna koji su značajni za m iotoničnu distrofiju. O vo zapažanjc nc iznenaduje jer se z n a
Mapiranje i izolacija gena miotonične distrofije

različite enzim e koji su specifični za m išiće, a koje k arakteriše alternativna obrada (spiajsovanje). D odatna m ogučnost je

Da je m iotonična distrofija blisko vezann za sckretorni lokus i lokus Luteran krvne grupe, otkriveno je 1971. godine, a 1982. godinc m apiran je lokus m iotonične distrofije na 'hromozoni 19. Kao i za H unlingtonovu bolest, jjrošio je ptm ill deset godina dok nijc izolovan i sarn gen. To je postignuto internacioiiiiijiom saradnjom kada je 1992. godine kloniran najveći deo relevanlnog regiona hrom ozoina 19. D okazano je da je u osno-

da ekspanzija CTG niza u 3' regionu D M PK gena ttliče na ekspresiju ne sam o protcin kinaze već i drtigih bliskjb gcna kao šio je gen s hom eoboksom , poznat kao D M A H P (Dystrophia M yotonica Locus Associatecl H om eodom ain Pi'otcin).

KLJNIČKA PRIMENA i PERSPKKTIVE

vi m utacijekojaizaziva m ioloničm i distrofiju nestabiinoslniza CTG ponovaka koji se nalazi u 3’ UTR regionu (rcgionu koji se ne prevodi) gena za protein-kinazu nazvanog DMPK (Dyslrcphin Myolonica Pm tein Kinase - DMPK).

Pouzdan dijngnoslički. tesl za m ioloničnu dislrofiju om ogućavao bi da sc porodicam a kojim a je to prikladno i prihvatijivo možc pom tdiii i prcsim ptom atsko testiranje i prenatalna dijagnostika. To jc nsročito važno za parovc koji su doblli dete s

Korelacija oenotipa i fenotipa u miotoničnoj distrofiji Kod zdraviti osoba CTG niz u 3’ rcgionu D M P K gena sastoji se od m aksim alno 37 ponovaka (tabela 19.1), a obolele osobe inja-

tcškim kongenilalnim oblikom i za koie je rizik ponovnog javIjnnja rclativno visok. Kao i zn J Juntingtonovu bolest,presim ptom atsko tcstiranje ne bi Irebalo predlagati ako se ne m ože pružiti dugotrajna podrška i m cdicinska nega. S pacijentim a kod kojih je nalaz prcsim ptom atske H untingtonovc bolcsti ili

ju ekspanziju od SO ili više CTG kopija. Izražena je koielauja

m iotonične distrofije m oguć, treba razm otriti m ogućnost da

težine bolesti i veličine ekspanzije, koja m ože da bude i vcća od

dobiju životno i zdravstveno osiguranje pre nego šlo se testovi

2.000 ponovaka. Najviše ponovaka im a u teškim kongenital-

obave (str. 357)

nim slučajeviuia, koji se golovo bez iznzetka nnsleduju od maj-

U lcčenju raiolonične distrofijn važna je redovna kardiološka

k-'. Znači da je m ejotska ili germ inativna neslabilnost alela knji

kontrola zbog čestih porem ećaja sprovođenja srčanih im pulsa j

iraaju veći broj CTG tripleta veća kod žena. lnteresoiltno je
rizika vezanog za opštu anacsteziju. Genska lerapija će m orali

''kspanzija relatjvno malog broja ponovaka češće javlja kod

dn sačeka da sc boljeshvate m ehanizm i lcojima ekspanzija niza

n' škaraca i da većina m utacija za m iotoničm i distrofiju nasta-

ponovaka u .V U Ttt regionu DMPK izaziva tako raznovrsne i

je sokoni m ejo zek o d m tiškarca. Jedno od m ngućih objašnjenja

prom enljive kliničke porem ećaje.

Miotonična distrofija tip 2 U nekim p o ro d icam a u kojirna sc javljaju različitc kiiničke k arakteristike slične m iotoničnoj distrofiji, ali bcz CTG eksp an zijc na D M PK gcmt, nadena ic vezanost za region 3q21. To stanjc je u počctku nazivano proksim alna m iotonična m iopatija, a sada se naziva m iotooična distrofija tip 2 da bi se razlikovaio od m iiogo češćeg tipa 1 m iotoničnc distrofije. U tvrđcno je d a je m o k k u h r n i dcfekl (CCTG )n ekspanzivna m utacija u intronu 1 gena ZNF9. Većina obolelih porodica je nen>ačkog porckla, a stndije haplotipa tikazaju na to cia svi slučajevj p o tiču od jed n o g originalnog nosioca m utacije od p re 2 0 0 -5 0 0 generacija.

''HEREDITARNA SSNZOIVIOTORNA ‘-NEUROPATiJA H ereditarna scn 2omoLorna neuropatija (H eređilnry M olor um l Sensury N eum pathv - IIM SN ) obuhvata grupu kiinički i genetski heterogenih porem ečaja čija jc karakleristika spoto progredirajuća slabost distalnih miSića i njihova alrofija. U tu grupu boiesti spadaju i Cluvcot-M arie-1 'oothova bolcst i peroneulna mišićna atrofija. Ukupna incidenca 1IMSN iv.nosi pribiižno 1 :2.500. Te h ercd itarn e neuropatije m ogu da se podele na osnovu brzine sprovodcnja u m otornim nervim a. U tipu 1 sm anjena jc brzina provođcnja, a na biopsiji nerva se vidi segm entna dem ijelinjzacija praćena hipertrofičnim prom cnam a koje ličc na

Slika 19.3

glavicu luka. U tipu 11 brzina provodenja je n orm alna iii lako

Oonji ekstrem iteti mu5karca ob o leio g od h e re d ita m e

snižena, a na biopsiji nerva se vide degcnerativne prom ene

sen /o m o to i n e neuropatije sa i7ra?enom aiiofijom misićn ispod

aksona.

kolcna

KLINIČKE OD iJKE U autozom no d om inantnoj HMSN tip 1, koja predstavlja naj ćešći oblik, izm eđu desete i tridesete godine života javlja se slabost distalnih mišića koja sporo progredira j atrofija mišića nogti. Vcćina pacijenala kasnije ima slične prouiene na gornjim ekstreraitetim a koje su često uđružcne sa atalcsijom i trem orom . D onji ekstrem itcti čcsto liče na izvrnute šam panjske

GENETIKA Oblik nasleđivanja HM SN m ože da btiđc autozom no domi nantni, autozom no recesivni i vezan za lirom ozom X. UbedIjivo najčešći je autozom no d o m in an ln i oblik nasleđivanja. U više otl 70% slučajeva, HM SN tip I je nastau kao posledica duplikacije 1,5 mcgabaza (M b) genom skc DNK n a kratkom krakti hrom ozom a 1 7 .T o sejav Ijak ak o u fam ilijarn im , ta k o i uvcćini

boce (s)ika 9.13). S godinam a polcreti postaju sve teži, a luk

sporadičnih slučajeva bolesti, što ukazuje na zajedničlu kauzal-

stopala postajc sve izraženiji, što se naziva pes excavatus. 1 po-

ni m ehanizam s visokom učestalošću m utacija. U tom 1,5 Mb

red tili upadljivih prom ena, mišićna snaga vcćine pacijenata je

regionu na 17 p nalazi se gen koji kodira glikoprotein m ase 22

donekle očuvana i stepen invaliditeta im nijc velik. Vid, sltth

KD, poznat kao perilerni m ijelinski protein-22 (PM P -22). On

i intelekt nisu poreniećeni. Kod približno trećine pacijcnata

postoji u mijelinskoj m einbrani perifernih nerava gde igra važ-

palpacijorri se m ogu olk rili zadcbljanja perifernih ncrava koja

nu ulogu u zaustavljanju deobe Schw annovih ćelija. Prom enc

odgovaraju hip ertio fičn im patološkim prom enam a. Kliničke odlike drn g ih oblika HM NS relativno su slične, ali

log proleina m ogu da izazovu perifernu »europatiju kod mutantnog soja miševa koja je poznata kao „drhteći m iš“. Srnatra

postoje razlike u vrem enu početka bolesti, brzini progrediranja

se da tip IH M S N kod Ijudi predstavlja posledicu doznog efekta

i prisustvu neuroloških znakova. Na primer, ai«) je HM NS lip

gena PMP-22. Kod m alog broja pacijcnata sa H M SN tip I bez

II, boiest obično počinje kasnije nego kod lipsi 1, lok bolesli

duplikacija utvrdenc sti taćkastc m utacije tog gena.

jc blaži i kod nekih obolelih protiče asiinptom atski. N asuprol

Novija istraživanja pokazala su da duplikaciju kod HMSN

tom e, kod osoba s HM NS tip 111, koji je vcom a rcdalc, bolesl

tip 1 izaziva pogrešno sparivanje i rckom binacija izmecUi ho-

počinje u ran o in dctinjstvu i oboleli inuju leško zaostajanje u

m ologih sekvenci koje ograničavaju gen PM P 22 (slika ).9A)-

m otornom razvoju.

b. još nepoznatih razloga takve rekom binacije se obično

dešavajn u gam etogenezi k o d m uškog pola (za razliku od

PERSPEKTIVE

D ucheneove m išićne distrofije, str. 297). R ecipročni pro d u k t deiccije tog nejednakog krosing-ovcra izaziva relativno blag

Kada su olkrivene duplikacije hrom ozom a 17 kod HM SN I,

porem ećaj p o zn at kao hereditarnc'. neuropatija sa sklonoiću

dijagnostika je postala n in o g o preci7.nija i više nije trelialo is-

paralizam a usiedpritiska, u kojem blaga traum a nerva kao što

pitivati konduktivnost nerava koja je koriščena kao presim p-

je pritisak o d scdenja za vrem e đugih letova izaziva iokalnu

tom atski tcst za članove rizičnih porodica. Nažalost, uspešno

obam rlost i slabost. M chanizam kojim đelecije i duplikacije

lečenje još nc postoji. N a m iševim a kao što je „drhteći miš“

nastaju kao proizvod nepravilnog sparivanja i rekom binaci-

pokušava se genskom terapijom sm anjiti doza gcna tako što se

je identićan je onom kojim nastaju H b L epore j anti-L cporc

isključnje ili snizava ekspresija gena PMP-22.

(siilca 10.3), k ongenitalna adrenalna hiperplazija i sin d ro m delecije 22q ] 1 (str. 267).

NEUROFiBROMATOZA Drugi oblici hereditarne senzomotorne neuropatije

Pr\n tekstovi o kliničkoj slici neurofibrom atoze (NK) pojaviili

Za mali broj porodica s tipičnim odlikam a IIM SN tip I, anali-

su se u m cdicinskoj litcraturi XVIII veka, ali istorijski gleda-

?.om vezanosti ustanovljeno je da se lolcus nalazi n a hrom ozo-

no, taj poreniećaj se najviše vezuic za im e Vcn Recklinghause-

nni 1 nm esto na hrom ozom u J7. Zbog toga su slličajevi vezani

na, nemačJcog patologa. koji je osm islio term in neurofibrom i,

7.a hrom ozom 17 nazvani HM SN la, a oni vezani za hrom o-

1882. godinc.

zom 1 na7.vani su 1IMSN 1b. Sada je poznnlo da je HMSN 1b

Sada je. poznato da je nenrofibrom atoza jedan od najčešćih

izazvan m utacijom gcna koji kodira đrugi važan mijelinski

genclskih porem ećaja kod Ijudi, a skrenula je pažnju široke

piotein p o zn at kao m ijelinski protein nula

M P Z (M yelin

javnosti kada je objavjjeno da je od nje najverovatnije boJovao

Protein Zero). O n im a ključnu ulogu u adlieziji m olckuia lcoja

D žozef Merik, (Joseph M crrick) slavni „čovek-sJon". M eoctim , na osnovu Merikovih folografija i skeleta, kasnijc je zaključeno

iza/.iva k om paktnosi m ijelm a u nervim a. Mcki redi oblici HM SN naslcduju se vezano za X hrom o7.0111, pri čcm u m nškarci im aju tipične odlike IIM SN I obli-

da on nijc bolovao od neurofibrom atoze, vcć od m nogo redcg stanja poznatog kao Prcteus sindrom.

ka bolesti, d ok je bolest kod žena m nogo blaia (ponekad sa

Postoje dva osnovna tipa neurofibrcm atozc, tip I i lip 2.

ođlilcama H M SN 11). Taj oblik H.MSN je izazvan m utacijam a

Oba ta stanja, naročito tip 2, spadajn u fam ilijarnc kancerske

gena koji kodira protein pukotinastih veza (gap jim clion) koji

sindrom e (poglavlje 14), ali su detaljnije objašnjcni u ovoni

se naziva koneksin 32. Ranije nije bilo poznato da pukotinaste

pogJavljtt. N eurofibrom atoza tip 1 (N F l) m nogo je češća, a in-

vcze postojc u pcrifcrnim nervim a, a uloga koneksina 32 u pa-

cidenca na rodenju iznosi približno 1 :3.000. Jncidenca za tip 2

togenezi H M SN još nije p o tp u n o razjašnjcna.

iznosi i : 33.000, a prevalenca oko 1 : 200.000.

X

PMP-22

Y

X

PMP-22

Y

X

PMP-22

YX

PMP-22

Y

HMSN I

;... X

PMP-22

L5Mb

Y

*

X

PMP-22

Y \

{ M esto rekomb.nacije XY

HLPP

1 9 .4 Melumizam kojim pogrešno spativanje i lekombinacija sa nejednakim krosing-overom dovodi do nastanka duplikacija i delecija koje l2a?- fju h e re d ita n u serizoinotornu neuropariju tip I i hereditarnu neuiopiitiju sa podložnošću paralizi usleri priiiska (I IL.PP). Xi Y prec-itavljaju hom ologne sekvence koje ocjranič.avaju PMP-22 g e a

KLtNIČKE ODLIKE Najupadljivija odlika N P l jesu nialc pigm entisane kožne le 2 ije poznate kao rnrlje boje bele kafe (cafe au lait) i rnale meke, m esnate izrasline, poznate kao neurofibrom i (slika 19.5). Mrlje boje bele kafe se pojavljuju u ranom detinjstvu i broj i veličina im se povećavaju do puberleta. D a bi se detetn postavila di- • jagnoza. na osnovu kJiničke slike, m ora se naći najm anje šcst takvih pigm entacija većih od 5 n im u prećniku, a u pazuhu i/ili preponam a m orajn postojati pege. N ettrofibrom i su benigni turnori koji se najčešće javljaju ti koži. O bično se pojavljuju u pozn o m delinjstvu ili odraslom dobu, a broj im se povećava s godinam a. U druge kliničke nalaze karakteristične za N F l spadaju prisustvo pega u pazu.šnoj regiji, relativna m akrocefalija (velika glava) i Lischovi noduli. ’l'o su m ali, benigni ispupčeni hatnartom i dužice (slika 19.6). Najčešća kom piikacija, koja se javija kod p ribližno trećine oboieie dece jeste blag porem ećaj razvoja koji se karakteriše porem ećajem tičenja ncverbalne prirodc.

Lischovi noduli-kod fibromatoze tip I .(Ljubaznošću g. R Doran,

Veliki broj oholelih im a izraženo poboljšanje u školskom dobu.

cčno odeljenje Opšte bolnice IJds.)

5 ! ik a l9 .6

Vcćina osoba s ncurofibrom atozom vodi n orm alan, zdrav i ivot i n e oplcrcćuje se bespotrebno svojim stanjem . M cautim , mali broj pacijenata im a nektt veću kom plikaciju kao što stt epilepsija, lum ori cenlralnog nervnog sistema ili skoiioza. pa jc izražena razlika u ispoljavanju bolesti kod čianova isle

GENETIKA

porodice, koji m oraju da im aju istu m utaciju, najverovalnije efekat m odificirajućih gcna na drugim lokusim a. Blizu S0%

N eurofibrom atoza tip 1 nasleđuje se autozonm o dom inantno i pokazuje p o tp u n u penetrantnost do pete godine. Ekspresiv-

sitičajeva N P l izazvano jc novim m utacijam a, a procenjuje se

no st je jako varijabilna i ležitta bolestj oboleliii članova iste

sto puia više od prosečne učestalosti mtttacija p o iokusu u jednoj generaciji.

porodice m ožc se izuzctno m nogo razlikovati. Kliničke karakteristike obolelih idcntičnih blizanaca obično su veom a siične,

d a jcučestalost m utacija pribiižno 1:10.000 gam eta, što jc oko

Fostoji nekoliko izveštnja da je oholelo više potoroaka zdravih roditeija. To je verovatno prim er gonadnog m ozaicizm a kod roditclja (str. 115). Som alsla m ozajcizam k o d neurofiljro matoze m anifestuje se prom cnnm a snino na ođredcnoiii deiu teia. 'l'aj oblik bolesti naziva se segmenlnn neurofibromiJltsza.

Mapiranje i izolacija gena rieurofibromatoze Zahvaljujltći lom e što je veliki broj porodjca prislao da nčćstvuje u istraživanju ti kojein su prim enjeni polim orfni DNK m arkeri za svaki autozom , 1987. godine uspešuo je inapiran gen koji je odgovoran za ncttrofibrom alozu, na 17. iiromozom ti. De.taljnim m apiranjem za koje je korišćena višestruka analiza vezanosti (str. 132) utvrđeno je da se N F l lokus nalazi n a dugom kraku h toinozom a 17, uz sam u centrom cru. Pom oć u izolovanju gcna neurofibrom ina (čija mutacija izaziva neurolibrom atozu) p ružio je riahiz dva pacijenla kod koiih je uz N F l postojnla i balansirana transiokacija s tačkom preldda na 17q 11.2. N ajpre je utvrđen kozm idski kion koji jc sa
koja su olkrivcna ti tom rcgionu utvrđeno je da lcže u okviru

Pege na trupu. inrlje boje bcle kafe i multipli neurofibromi kod

jcdnog introna gena za neum fibrom in, gde se tfanskribtiju sa

pacijenta sa neiircfibromatozoim tip l.

kom piem entarnog lartca, tt suprolnom pravcu.

Pcodukt gena neurofibromatoze tip 1 Analiza sekvence gena N l'l pokazala je da on kodira protcin po zn at p o d nazivojn neurofibrom in. O n je stru k tu rn o hom olog'proteinu koji aktivira gtianozin trifosfatazu (GAP), koji igra važnu ulogu u signalnoj transđukciji tako što sni-

NF2 lokus je 1987. gođinc mapiran na hrom ozom 22 q, pom oću analize vezanosti. Gen nazvan švanomin kloniran je 1993. i nadeno je da je veličine 110 kb sa 17 egz.ono. Sm alra se da je produkt tog gena, koji ponekad se naziva i merlin, citoskeletni prolein koji deluje kiio tum or supresor.

iava aktivnost RAS. M esto n eurofibrom ina u RAS-M A PK aktivnosti p rikazano je na slici 6.12 i naglašena je povezanost

KLINIČKA PRIM ENA! PF.RSPEKTIVE

s N oonan sin d ro rao m (str 2'!
M apiranje gena neurofibrom ina omogtićilo jc k a k o presim plom aisku, tako i prenatalm i dijagnostiku pntem anaJize vezanosti ili iz dircktne analize m ulacija. U praksi, veomo mali broj poiodica žeji da koristi neku od lih inogućnosli, delom zato što sm atraju da N F l nije ozbiljna bolest, a delom zato. što se na osnovu analize inutacija ne m o ie predvidcti težina bolesti. D anas nem a leka za N F J. Medilcamejnna terapjja kojoj je

skraćenog GRD ]>roteina što inaktivira lu m o r supresorsku

cilj povećanje GAP aktivnosli neurofibrom ina ili sniženje RAS

flinkciju. Kod maligrsijih tum ora se uočava veća zastupljenost

aktivnosti m ože da se pokaže korisnoro, budući da ne postoji

editovanja.

efikasna genska lerapija. M edutim , teško je zam isliti kako bi se to m oglo prim enili na različita ciljna tkiva, uključujući tu i

1 driigi gcni, ukJjućnjiići i TP 53, učestvuju u nastanku i razvoju lum ora ko
centralni nervni sislcm . U kratko, vcrovamo će osnovnj dopri-

fibromin učestvuje u nastanku sporadičnih tiunora koji nisu

nos kloniianja N F l i NF2 gena bili da se bolje shvate procesi

vezani za neurofibrom atozn, ukljućnjući tu i karcinom kolona,

koji učestvuju u razvoju ncrvnog sistema i form iranju lum ora, a ne da se uvede efikasna genska lcrapija.

neuroblasloin i m aligni mc-lanom. To zapažanje potvrdnje da gen 20 neurofibroinin igra važnu ulogu u rastu i diferencijaciji ćelija.

mhMAHOV SmOROM Korelacija genotipa i fenotipa Do sada je utvrđeno viie od 100 razlićitih m utacija u gcnn za neurofibrom in. O ne obnhvataju delecijc, insercije, duplikacije

l'acijenl kog je opisao francuski pedijatar B crnaid M arfan

i tačkaste m utacije lipa supstilucijc. Većina lih m utacija dovodi

1896. gocline verovatno je im ao sličan, ali rcđi porem ećaj koji se danas naziva BeaJov sindrom iJi kongenitalna arahnodakti-

do drastičnog oštečcnja proteina ili do toga da uopšte nem a

Jija sa kojilrakturam a (sir. 291). U ldiničkoj praksi lekari česlo

ekspresijc gena. D o danas neina dovoljno dokaza za jasan od-

poroisje na dijagnozu M arfam m jg sindrom a ?.a svakog paci-

nos izm edu specifičnih m utacija i kliničke slike. To se slaže

jcnta koji je visok i ijna dugačke ekstiemilete i prste. M eđuiim ,

sa izvcšlajinia o vrlo izraženim varijar.ijama fcnotipa u jrdnoj

u kiinićkom pristupu neophodno je bili objeklivan zbog toga štn veiilcj broj stanja jm a „m arfanoidnc" odlike, a većina viso

porodici, što ukazuje na nlogii gena m odifikatora. Pacijenti s vejikim dclecijm a koje obuhvataju ceo gen za neurofibrom in obično su teže oboleli, sa zriaćajniin oštcćenjim a intelekta, donekle inaifanoidniin habitusom i brojem neurofibrom a koji je vcći od prosečnog.

kiii mršavih osoba potpuno je norm aina. U genetici sn ti opšloj upotrcbi detaljni dijagnostički kriterijum i koji sc nazivaju Gem kriterijum i (tabcla 19.2).

KLiNIČKE OĐLiKE Meurofibromatoza tip 2

M arfanov sindrom jc porem cćaj fibroznog vczivnog tkiva,

Kod neurofibvoinaloze tip 2 (NF2) m ogu da se jave i mrlje

konkreino, nedosiatak fibrilina tip 1, glikoprotcina koji kodira

boje bele kafe i neurofibrom i, ali m nogo rccle nego kod tipa I. N ajkarakterističnija odlika NF2 jeste pojava tum ora koji

gen F BN l. Klasično, obolele osobe su više od zdravih članova porodice, odnos raslojanja izm eđu prstiju raširenih ru k u i

zahvataju V III kranijalni n erv u ra n o m odraslom dobu. Ti

visine veći im je od 1,05, gornji dco tela im je kraći od do

tum ori su se ranije nazivali n eu rin o m i akustiknsa, dok se

njeg i imaju đeform itete griulnog koša i skoJiozu (slika 19.7).

sada koristi izraz švanom i nerva vestibularisa. C eslo se jav-

Poremećaj vezivnog tkiva povećava učestalosl eklopije (su-

Ijaju i drugi, raznovrsni tu m o ri centrainog nervnog sistcm a,

bluksacije) očnog sočiva kod obolclih i šlo jc vcoma važno, Laj

iako više od polovine lih tu m o ra ne izaziva nikakve sim plo-

porem ećaj uzroktije dilataciju ascendentne aorlc koja m ože da

me. D o bro su poznaii i spinnlni i periferni švanom i, bez lezija

izazove disekcijti. Ta kom plikacjja je opasna po život i zbog

VIU k ranijalnog nerva, što predstavlja stan je l«ije se naziva

toga se dijagnoza m ora pažljivo postaviti. Dilatacija aorle može

'jvanoniiitoZii. KiilarakUi jc veom a česta ofUilmološka kora-

da bude progresivna, ali se njen3 progresija inože sm aniiti

'ikacija koja se viđa kod NF2, ali jc uglavnom supktiničkc j/cirodei n c in a je kod N F l.

|3 - adrenergičkirn blokatorim a (ako ih pacijent podnosi), a ako je prom er krvnog suda dostigao veličinu 50 55 cm, dola 2 i

Sistem

GlžVni kriterijunii

Škeletni

Moracia postoji najmanje A

Sporedrii krjterijumi

■',/. ;

Pectuš carihatum"

Pectus exc?yanjm;

Pect.u'5’excavaturri koji m ora.djse koriguje. bi.rurSki' -

1lipermpbllnpšt žgjob ova ;

Smanjen cd n os visine goriijeg prema donjem delu tela ili:

:Višplcn;epčaSii luk'sa zuBima koji še preppkrivaju.

«

;

'

Odnos raspona ruku ivisine >1,05 ., .ižglidjica sa pčniiii proi^zirria 'obbieniift lianiže

Hlpe/mobilnost zgloBa ručja i palca Medijalni maleolus pomeren preiria sredini (ir.edijalho)

Ravnitabahj

. Prptaizija acetabiilumavidljiva.rndiološki . OkLdarni

■ Ektopijasočiva-

Zaravhjpnp rožnjača; .. Prcdtižcna aksijalria ospvina oka .

Kardiovaskulami

Hipoplast.ična dužica

■".;•

Dila'lacija oscedcntne aortc

Prclaps mitiairie voiviilc

;

Disekcija asccdcnm e aorie

Uilatacijš ili disekcija desceridentnć, iorakalne jli đbdominalne aorte kcd mladih od 50 godina

Pulmonalni

• Ncma

Spontani piieumofbrakš Apikalne bule

Ko2a ivezivnoikivo

Hipmelastičnost kože i vezivnog tkiva

Nema

Cura niatcr

Lumhbsakralne ektazijedure

Mema

Rodak prvog stepena srodstva koii ispunjava kriterijume

Nema-

Nalaz fEN.1 mutacije iii haplotip visokog rizika u MfS lamiliji

Nerna

Pornriićna Kiorija/genriika

u obzir hiru ršk a intervencijn. T ru d n o ća za žcne s M arfanovim sinđromoiTi koje već imnju doneklc prošircnu ao rtu prcđstavlja

od 35% očekivane količine fibrilina n ekstraceJularnom ma-

faktor rizika i veoina je vazno
kao što su nconatalni M arfanov sindrom , p orodična ektopija

triksu. M utacije su p o nckad n adene i u sličniin fenotipovima, sočiva, S hrintzen-G oldbergov sindrom i stanja kojc sc karak-

Dijagnostika M arfanovog sin d ro m a zahteva pažliivn kli-

terišu prnlapsom m itraln e valvuie, m iopijom , graničnim pro-

ničku proccnu, m crcnje te!a radi utvrdivanja disroporcija, ehokardiografski prcgled. oftalm oloJiu pregled i u suspcktnim

širenjem aorte, jiespecinčnim kožnim (engl. skin) i skdernim prom cnam a, što se naziva MASS fenotip.

slučajevima MR preglcd ium baine kičm e
Loeys-Dietzov sindrom

veličine kostiju šake nije dco rcvidiranih Ccnt kriterijum a koji

Pam ilijarna aneurizm a ao ite nije ograničcna sam o na Mar-

se proverava. Ako je porodična istorija ncgativna, dijagnoza se

fanov sindrom i nedavno jc izdvojeno novo, posebno stanjc.

postavlja ako su ispunjena najm anje dva glavna kriterijum a i

O no sc takode nasleduje autozom no dom inantno, a aneuriz-

ako je uz to zahvaćen treći organski sisteui. Da bi sc postavila

mc m ogu da budii agresivne i da sc jave pre nego što dilatacija

dijagnoza za osobti čiji bliski ro d ak im a M arfanov sindrom ,

aorte postane izraženija. U pridružene nalaze spadaju rascep

dovoljno je da je ispunjen jedan glavni kriterijum i da jc zahvaćen drugi organski sistem.

ozne

GENETIKA

ncj?ca i/ili rcsice, kraniosinostoza, m entalria zaostalost i tortuizuvijane artcrijc sa aneurizm am a koje sc javljaju gene-

ralizovano, po celom cirkuiatornom sistcm u. N eke osobe imaju karakteristike koje sc preklapaju s M arfanovim sindrom om , ali ne ispunjavaju Cie.nt dijagnostičkc lcriterijnme. To stanje sc

M arfanov sin d ro m se naslcđuje autozom no d o m in an tn o i ve-

naziva L oeys-D iclzov sindrom , a gcn je utvrclen m etodom

ćina slučajeva je vezana za gen F B N l, na )S<]2]. To jc vcliki

anajizc gcna lcandidata. Poznato je d3 je signal transform išu-

gen sa 65 egzona, koji se proteže na 200 kb i sadrži p et zaseb-

ćeg faktora rasta (Transform ing GrovAh Factor - TGF) važan

nih regiona ili do m cn a. Najveći od njili, koji zauzim a oko 75%

za vaskularni i kraniofacijalni razvoj Icod m išcva. To je navelo

gcna, sadrži oko 46 ponovaka koji k odiraju epiderm alni faktor

Loeysa i njegove saradnike na sekvenđoniranje gena za TGF-P

rasta. U počctku su vcom a retko nalažene kauzalne m utacije

recep to r2 (TG F-pR2) u različilim zahvaćenim porodicam a. U

kod oboleiih pacijenata, ali sada su prijavijcnc na sto tin c takvih

vcćini slučajcva ko d obolelih su nadene heterozigotne m uta-

m utacija. Većinu njih čine m isens m utacije koje im aju dom i

cijc, a u oslalim a su pronadcne tačkastc m utacije na bjislcom

n an tn o negativni cfekat. Posledica m utacija je prisustvo inanjc

gcnu TGF-pii I.

poslcdice. Obolele osobc im aju kongeniialne kontrakture prstiju, deform isanu ušnu školjku i ponekad izražem i skoliozu. To stanje je izazvano nrotacijom gena za fibrilin tipa 2, koji ima istu organizacionu stru k tu ru kao fibrilin tip 1; gen je m apiran na 5q23.

; GlSTiČNA F|B FIOZA Cistična fibroza (CH) prvi pitt je bi!a priznata kao posebna bolest 1936. godine. Tada je bila poznata pod im enoni nuikoviscidoza po gustom m ukoznom sckretu koji se nakupljao u disajnim putevinia i zatvarao ih, stvarajući uslove za sekundarne infekcije. Iako su Se antibiotici i fizikalna terapija pokazali kao veoma cfikasna terapija kojoni jc od 1955. godine produžavan prosečan životni vck deleta s d slič n o m fibrozom s manje od pet godina na blizu 30 godina, koliko iznosi danas, cistična fihroza je i dalje 2 načajan uzrok hroničnih bolesli i sm rti u delinjstvu i ranom odraslom dobu. Cistična fibroza je jedna od najčešćih autozom no reccsivnih bolesti kod osoba zapaduoevropskog porekla, m edu kojim a incidenca varira od 1 : 2.000 do 1 : 3.000. Incidenca je ncznatno niža n istočnoevropskim i južnocvropskim populacijam a, a m nogo niža kod A fro-am erikanaca (1 : 15.000) i Amerikanaca azijskog porc.kla (1 : 31.000).

KLINIČKE ODLIKE |/ k S J > W ' ’—-

•

*

'' ' W s ^ ž S t € # f S S ^ ^ i ^ ^ 9 ^ s W B liS la B S i ' . ' & :\

-

Cislična fibro7a najčešćezahvata panki'easi pluća. U broničnoj bolesti pluća nastaloj zbog rekurentnih infekđja nastaju fibrozne prom enc u piućim a kojc uzrokuju insuficijcnciju „desnog" srca, stanje koje je poznato kao hronično piućno srce (corpul-

9 im

1

' fJ ^

^

^

m

S

$

\ fM

m

mon/jle). Ako se javi takva komplikacija, jedina nada za iziečenjc je Inmsplantncjja srca i pluća. M cdu osobam a s cističnom fibrozom 85% je onih kojima jc porem cćeno funkcija egzokrinog pankreasa i sm anjena sekre cija enzim a usled začepljcnja pankretičnih kanala gnstim sekretom . Usled toga nastaje m alapsorpcija i povcćava se sadržaj m asti u stolici. Ta kom plikacija cislič'ne fibrozc rclativno lako se popravlja peroralniin uzim anjcm pankreasnih enzim a.

Slika 19.7

U druge problcm c s kojim a se česlo susreću oboleli od ci-

A. Adolescenc sa Marfanovirn sindromom kod kog se vide

stične fibroze spadaju nosni polipi, prolaps rektum a, ciroza i

neproporcionalno dugi pkstreiniteti (arahnodaklilija) i ekstremna deformacija grudnog koša.Takode irna dilataciju korena aortc.

zom ima opstrukciju tankog creva gustim m ekonijum oin, sta-

B. Hiperrnobilnost zgloba ručja kod žene sa Marfanovirn

nje poznato kao m ekonijalni ileus. Gotovo svi m uškarci sa ci-

dijabetes melitus. Oko 10% novorođcnčadi s cističnom fibro-

sindromom. Ovakva slika rnože da se vidi i kod drugih stanja sa

stičnom fibrozom su sterilni zbog kongenitalnog bilateralnog

labavim zglobovima kao što je Ehlers-Danlos sindrom.

odsustva sem evoda. Sada je poznato da postoji mala grupa m uškaraca s vrlo blagim oblikom đ stič n e fibroze, kojim a je to što ne postoji sem evod jcdini klinički problcm . U druge, retke sim ptom e cisiične fibroze sparlaju hronični pankreatitis, đifu-

i?ongenita!na arahnodaktilija sa kontrskturama Verovatno je M arfan u svom originalnom tckstu 1896. godine c-pisao upravo lo stanje koje je poznato i pod nazivom Bealov

znc bronhiektazijc i bronhopuhnonalna alcrgijska aspergiloza.

G E N E T IK A

s-id ro m . M noge karakleristike se poklapaju s Marfanovim sin-

Cistična fibroza se nasleduje autozonm o recesivno. Poslo-

ds'omom, ali sc ređe javlja dilatacija aorte i njene katastrofalnc

jc druga aulozoinno re.cesivna oboljenja koja imaju višu

291

in đ d e n c u , kao što je hem ohrom atoza ttsled koje se nagom ilava

7q31

Chrom osom e 7

gvožđe u ikivim a, aJi cistična fibroza je uberiljivo najozbiljnije

fl|

autozom no recesivnu oboJjcnje rasproslranjeno ineđu decom zapadnoevropskog porelda. Tako visoka incidenca mogJa bi sc objasniti postojanjem više lokusa cistične fibrozc, visokom

\

učcstalošću m utacjja, m ejotskim skrctanjem j sclcktivnom prcdnošću hcterozigota. Pretpostavlja se da heterozigoti iinaju pred n o st je r im je povišena rezistendja na bakterijsku dijareju ^

sa sekrecijom hlora i to je najverovatnije objašnjenje visoke in-

^^

^

ISOOkb___________ ^

cidence, raad a još ne postoji nepobitan dokaz za to.

MET

liokT

D7S8

CFTR

JVlapiranje i izolacija gena cistične fibroze Lokus cistične fibroze m apiran je 1985. godinc. U tvrdeno je da se nalazj na hro m o zo m u 7q31 i da je vezan za gen polim orfnog en zim ak o ji je p oznat kao paraoksanaza. U brzo posle toga dokazano je da su dva polim orfna D N K m arkera, poznata kao M ET i D7S8, blisko vezana za CF Jokus i da ga cgraničavaju. Region izm eđu tih m arkera je pretražen na prisustvo H T F ili

r-^ n

'\

NBF

( r!v' l _

: ' "*: ----------

MRr

CpG ostrvaca, za koje jc poznato dn se nalaze blizu 5’ kraja

Na+ L ^ -

!:]____ Citoplazmo

^

i

m nogih gena (str.74). Zolivaljujući tom e utvrdcno jc nckoJiko n ovih DNK m arkera za koje je dokazano da su tesno vezani za Joluis cistične fibroze, s rekom binacionom frelcvencijom

[ p iie ln i n m riju m š R

m anjom od 1%. Za te loktise u tvrdeno je da su u ncravnoteži

kanol

vezanosti (str. 132)sJol«isom cistične fibroze, a nađeno je da je

T '

O

/r ^ -

~T^5C 7 r i

cr1 ra¥ \

/ l

tzvodni hloridni kanal

CF m utacija u d ru žen a sa određenim haplotipom u 84% shiča-

Ćctijska mcmbrana

Ekstracelulair.a tečn ost

jeva. O tkriće neravnotcže vezanosti je u sagiasnosti sa teorijom 0 postojanju originalne m utacije koja je odgovorna za veJiki p rocenat svih CF gena. Pošto su utvrdeni lokusi lcoji su tesno

S lika 1 3 .8

vezani za C F lokus, njegov region je sužen na približno 500

Lokus, gen i proteinski piodukt cistične fibroze koji utiče na blisko postavljene epitelni natrijuinov i izvodni hloiidni kanal. R

kb. U tvrđeni su konzervirani geni koji su eksprim irani ti tkivim a koja su zahvaćena cističnom fibrozom , kao što sti pJuća 1 pankreas. Na Ju-ajn, dve grupe naučnika iz Severite A m crike

regulatoini dom en; NBI- savijeni đom en za vezivanje nukieotida; TM transmembranski dom en

kolonirale su 1989. godine CT gen kom binacijom skolcova po h rom ozom im a, fizičkog m apiranja, izolacijc sekvence cgzona i analizoro inutacija. Gcn jc nazvan CF transm em branski

M u t a c i j e g e n a u CFTH

regulator provodljivcisti {Cyslic Fibrosis Transm em brane conductance Regulntor - CF TR ) i dokazano je da se p roteže iuoz

Prva inutacija koja je bila otkrivena u genu CFTR bilaje deleci-

genom ski p red eo od 250 kb i da sadrži 27 egzona.

ja tri susedna bazna para u ola'iru 508. k o d o n a, a njena poslcdica je nedostatak fcnilalanina u pcjlipeptidnoni lancu. Ta rntitacija je poznota kao AF508 (A za delecijti, a F za feniialanin).

CF transm firnbranski regulator provodljivosti Slrulctura C F l’R odgovara proteinskom proizvodu koji sadr-

Pokazalo se da <;na predstavlja prikližno 70% svih m u tađ ja gena CFTR gena, s najvišom in d d en cu m od 88% u Danskoj

ži 1.480 am inokiselina s m olckularnom težinom od 168 JcDa.

(tabela 19.3). M utacija AF508 m ožc se dokazati rclativno Jako

Sm atra se da sc sastoji o d dva transm cm branska (TM ) dom cna

lančanom reakcijom polim eraze - PCR (str. 58), korišćcnjein

koja ga vezuju za ćeJijsku m em branu, dva savijena dom ena

prajm cra icoji oivičavaju rcgion kodona 508 (slika 19.9).

za vc7.ivanje nnkJeotida (nuckotide binding Jolds, NBFs) koji

Do sada je otlcriveno višc od 1.500 d rugih m utacija gcna

vczuju ATP i rcguJatornog (R) dom ena koji fosforiliše protein-

CFl'R. U njih spadaju niutacijc pogrešnog sm isla (missense),

kinazn A (slika 19.8).

m utacije koje pom erajtt olcvir čjtanja (fratneshift), m utacije u

Prvenstvena uJog3 CFTR proteina jestc da služi kao h lo rid n i

graničnim m estim a izm cdti egzona i in tro n a (spiice site)., he-

kanal. Kada se reg u lato rni dom eni aktiviraju fosforilacijoro, što

sm islenc (nensense) m utacije i delecije. Većina ih je veom a ret-

prati vezivanje ATP za niikleotiđne dom ene, otvara se hloridni

ka, ali neke od njih čine m ali, aJi značajan procenat niutacija »

lcanal lcoji vodi napolje i negativno utiče na apsorpciju natri-

odredenoj poptilaciji. Na prim er G542X predstavlja 12% svih

jtu n a tako što zatvara epitciijajnc natrijm novc Jcanale. U kupan

miitacija gena ('FTR kod Aškenaz.i Jevreja, a m utacija G551D

efekat jc sm anjenjc in tracelulanic konccntracijc natrijuni-lilo-

se javlja kod 3% oboJeJih nieclti pripadnicim a bele rase u Sever-

rida, što poboljšava kvalitet m ukozne sekrecije ćelije.

noj Am erici. Na bazi oviii podataka razvjjeni sti lcoinercijalrii

1^ Zem Ua;.

%

'

•

•

'

. . s«- . '•••

"r'-

H otandija

,

Vetika §iitarfcja

^

; ...

fonćusk£

.

sa d .;;

.

Nemaćk'a- -

. •. " y 'C : *

•

;. »v • ••".•■• ■*• :'

1

2

.78 : • £:

Irska

2

.

'

• ■ ..• ..

/.S

.

,-••.'

..

.

• .

:■' , is: •.'•.;■.. ..

..

.' ; V .■ ' ■* ;

56

. -

'

potjska.;: Italija lu rSks

!: w .

Heieroduptex bands

v-

. 55

' "■ '

:j

^ _____ 98 bp

^

50

"~ ^5 ^p

': 30'

Podad Eviofjskcibdrie (jrupc za'.gehetikučlsiične fibroze o gradijcntu dištrihudje važriijih ’CP rmitacija i haploiipa koji im jp pridru?en Hum Geiiet 1990; 85:436-'l'11 i Preglcd mutacije /1K503 - izveštaj kbnzoicijuma za genetsku analizu cištićhe fibioze. Arii 1 fiurri Genet 1990:'l?: 354-359

S lik a 1 9 .9 PCR ampiifikacija 98 i 95-bp fiagmeiista DNK koji sadrže mesto mutacije AF508 u CTfil genu, kod devojčice sa cističnom fibro2 om i njenih roditelja. Oete II, je homozigot za AF508. Njeni loditelji, I, i l2 su neterozigoti, a njcn biat II, je hom o/igol za normalni alel. Heteiozigoti se lako identifikuju na osnovu

mullipli (ijjagnostičkj lcitovi koji su z.nsnovani na lančanoj rcakdji pnlim eraze - PCR i koji m ogu da otkriju 90% svih nosi-

heterodupleksnih traka fo.miranih crnedu 98 i 95-bp produkata koje se vide nakon elektroforeze no nedenaturišućem gelu.

h ca m u lađje. Korišćcnjem ovih testova m ože se sm anjiti rizik
Korelacija genotipa i fenotipa

inutacija AF508 gotovo uvek tizrokuje tešku, klasičnu sliku ci slične fibroze, kao i kod složenih Jielerozigota s m utacijam a

M ulađje gena CFl'R mogu do uliču na funkciju proteinskog proizvoda na sledeće načine:

AF508 i G551D i'i G5-32X. lslioil drtigib složenih helerozigot-

1. lako što p o tp u n o ili dclim ično sm anjuju njegovu sintezu, npr. G542X i 1VS8-6(5T), 2. lako što ga spi'ečavaju da se veže za epitelnu m em branu, npr. Ai:508, 3. talco šlo izazivaju njegovu nepravilnu funkciju kada dospe na m esto delovanja, npr. G551D i R117M. Krajnje dejstvo svih tih m utacija jeste sm anjenje norm alne

nih kombinacija m nogo je težc uredvidcti. Složenost intcrakcija izm cdu alcla CFFR iJustruje 1VS8-6 poJi T - varijanta. Ona sadrži politim idinski niz u intronu 8 koji utiče na efikasnost iskrajanja („splajsovanja") egzona 9, usled čega se smanjuje sinteza norm alnog proteina CFTR. U tvrdcne su tri varijantc koje se sasloje od 5T, 7T i 9T. Varijanta 9T je udružena s norm alnom aktivnošću, ali alei 5'1'uzrokuje sm anjenje broja transkripata koji sadržc egzon 9. Približno 5% opšte populacije ima varijantu 5T, ali je ona m cđu njim a češća kod osoba sa kongenitainom agenezom sem evoda (40-50% ) ili disem inovanim

fmikcije proteina CFTR. Stepen sm anjcnja aktivnosti proteina

bronhiektazijam a (30%). Takodc, dokazano je da broj tim idin-

CFTR u dobroj je korclaciji s Idiničkjm fenotipom . A klivnost

sldh rezidua utiče na efekat druge m u tad jc, R117H. Kada je

manja od 3% odgovara teškoj, „klasićnoj" cističnoj fibrozi.koja

m utacija Rl J7H u c is o d n o su sa 5T (tj. na istom alclu), ona iza-

se ponekad naziva i Pi tip zbog pridružene insufiđjcncijc pan-

ziva PS oblik đ stičn c fibroze ako na drugom alehi posloji neka

kreasa. Nivo aktivnosti 3-8% izaziva blaži, „atipični" oblik ci-

druga m utadja gena CF. Medutim, kod složcnih heterozigota,

si'ične fibroze s respiratoinom bolešću, ali s reiativno norm ai-

na prim er AF508/R117H, gde je R 117H u cis položaju sa 7T, to

nom funkcijom pankreasa. Taj obJik se naziva PS („pankrcasno

m ože da i/azove blaži fenotip koji varira od agencze semevo-

suficijentai “) oblik. Najzad, nivo aktivuosli 8-12% izaziva naj-

da do PS tipa cistične fibroze. Verovatni uzrok blažeg fenoiipa

=:;aži oblik cistične fibroze, a njena jedina m anifestacija jestc da

jeste eksprcsija višcg nivoa R117H proleina pune dužinc, koji

i'iuškarci neniaju sem evode.

ima delim ično očuvami aktivnost. Sve vcći broj m utacija CFTR

■H

m m

■.

j varijabilnost p riđruženih fenotipova naveii su neke autore da

kanala, U stanju ARVC čest je nalaz hipertrofije ili dilatacije

predlože spektar CFTR bolesti je r sinatraju da naziv cistična

m iokarda.

fihro'/.a ne odgovara obliku s bla/.im sim ptom im a.

NASLEDNE ARITOIJE KLiNIČKA PmiVlENA i PERSPEKTSVE

Kliničke karakteristike

Pre m apiranja CF lokusa i izolacije gena CPTR nije bila m oguća ni pouzdana p renatalna dijagnostika niti utvrđivanje prenosilaca. Sada roditeljim a obolelog deteta m ože da se ponudi prenatalna dijagnostika, bilo direktnom analizom m utacija DNK iz horionskili ćupica, bilo analizom vezanosti poinoću polim orfnib intragenskih m arkera ako ne m ože da se utvrdi jedna ili obe m utacije kod bolesnog dcteta. Slićno tom e, ako je poznata jedna ili obe m utacije kod obolelog deteta, m ogu se testirati blislci rodaci da bi se utvrdili nosioci. U m nogim delovim a svcla sada je slan d ard n a p.raksa takozvani kaskatini

Ako sm rt nastupi iznenada i neobjašnjivo, važno je pažljivo proučiti obdukcioni nalaz i ličrm i porodičnu anam nczu premintilog. Nnjveći broj osoba koje tako um iru jesu rnladi muškarci, a sm rt nasttipa u snu ili u m irovanju. O dreden broj osoba um irc dok pliva, naročito čcsto oni sa L Q TI. O kidač m ože da Inide em ocionalni stres, naročito ako osoba im a LQT2, a srčani zadesi su češći u snu ako osoba ima LQT2 i LQT3. Pažijivo postavljena pitanja i istraživanja m ogu da otkriju istoriju sinkopa, palpitacija, nelagodnosti u grudim a i dispneje, a te siniptom e

p rc g k d svih porodica kod ćijih ćlanova je ntvrđena mutacija.

treba istražiti i kod rodaka u odnosu na nioguće okidače. Akii

Sada se takodc široko prim enjuju tzv. populacioni skrining nn

bi se u tren u lk u sm rti rad io dvanaestokanalni EKG, m ožda bi

nosioce cistične fibroze (str. 308) i tv.v. neonatalni skrining za

se rnogli videti neld dokazi, ali 30% osoba kod kojih je dokazan

hom ozigote s cislićnom fibrozom (str. 310) o kojem ćenio go-

LQTS i verovatno jo š više osoba s Brugada sindrom om ima

voriti na drugom m esiu.

norm alan EKG.

Cistićna fibroza je odličan kandidat za gensku terapiju jer

Kod osoba s LQTS, poznatiin kao i R om ano-W ardov sin-

su ključni ciljni organi relativno pristupačni, npr. pluća. Istra-

drom , dom inanlni EKG nalaz je, kao što se i po nazivn da za-

živanja su pokazala da je kod iransgenih m iševa s cističnom fibrozom uspostavljena sekrecija hlorida nakon transfera geoa

ključiti, Q T intcrval van norm alrtih granica, ko;i ostaje dtig i kada se srčana frekvcnca ubrza. Oni su klasifikovani preina

pom o ću adenovinisa i lipozom a sa CFTR kom plem entanioni

odgovoruom genu (tabcla 19.-1). Nasledivanje je pretežno au-

DNK (cDNK). Nckoliko kliničkih ispitivanja sprovedeno je

lozom no doininaiilno, ali postoje i retki recesivni oblici, koji

na m alim grupam a pacijenata dobrovoljaca s cističnom fibrczom. iak o je u eksperim entu dokazana ekspresija gena Chl'K ,

su kom binovani sa senzoneuralnom giuvoćom, što je pozna-

ti ef'ektj su bili privrem eni. Problem je izazvan slaborn efika-

m ogu da budu evidentne već u m ladosti, a srčani zadesi se

snošću vektoia i zapaljenjskoni reakcijom , naročito ako se kao vektor koristi adenovirus. I pored tih p oćetnih poteškoća, po-

javljaju kod oko 50% obolelih n tizrastu od 10 godina, i koti

stojj nada (m ada sa oprezorn!) da će se efikosna genska lerapija

sa LQTS2 i LQTS3 prvi srčani zadesi se javljaju kasnije. Kada

cistične fibroze razviti naredne decenije.

to kao jervellov i l.angc-N ielsenov sindrom . EKG prom enc

približno 90% obolelih koji su navršili 20 godina. K od osoba za to p o sto je uslovi, prcdiktivnim genetskim testiranjem mogu se utvrditi rizične osobe u zahvaćenim porodicam a i m ožc se odlučiti o proflikatičkom korišćenju |J - blokatora. Ova terapi-

N ASLf DF-iS; SRČANE ARITMIJE ■ S^KARDIOMIOPATIJE

ja je n ato čito korisna za osobe sa L Q TSl, a slabije za osobe sa I.QTS2 i LQTS3. iMoguće i da su (3 - blokatori o p a s n iz a osobe sa LQTS3. Brugada sindrom se takodc naslcduje antozom no dom i

2 a oko '1% izn en ad n ih srčanih sm rti osoba izm edu 16 godina

n antno, a prvi p ut je opisan !992. godinc. Srčane dogadaje

i 64 godine ne m ožc da se u tvrdi uzrok. U Englcskoi ima oko

karakteriše sklonosl ka idiopatskoj ventrikularnoj tahikardiji, a u desnim prekordijalnim EKG odvodim a m ože da se vidi

200 takvih slučajeva godišnjc. R azum ljivo je da to izaziva veljku zabrinulost u p o ro d icam a u kojim a nisu poštedene m lade

n cnorm alna clcvacija ST seginenta s nepotpunim bJokom dc-

odrasle osobe. Poslednjih nekoliko godina se koristi lerm in

sne granc. Kod rizičnih članova porodice, Jcoii im aju norm alan

sin d io m iznenadne sm rti o draslih, ali otkako je izolovano ne-

EKG, lcarakteristični porcm cćaji obično mogi.i da se otkriju

koliko naslednih aritm ija, v iše se k o risti tcrm in sindroin izne-

prim cnom snažnog inhibitora natrijum ovib kanala, koo što je

n ad n e fatalnc aritm ije. U tu g ru p u stanja spadaju sindrom i s

flckainid. Slanje je reiativno često u jugojstočnoj Aziji, inuš-

dugim Q T intervalom (Long Q 'I'Syndrom s - LQ TS), Brugada

karci prcoviaduju (8 : I), a <10 godina je srednje doba lcada se

sin d ro m , kateholam inergična (stresom izazvana) polim orfna

javljaju aritm ijski dogactajj. Konačno lećcnje je implantacija

ventrikularna tahikardija ( Cateholaminergic Polimurfic Ven-

dcfibrilatora, a fizička aktivnost nije značajan faktor rizika. Do

tricualnr Tachycnrdya - C P V T ) i aritniogena kardiom iopatija

satla, jcdini gcn za koji jc nadcno da nčcstvujc jcsteSCNS/1. To

desnc srčane kom ore (A rrhythm ogenic Jlight Venlricular Cn-

je gen koji je takodc uključcn u nekc slučajeve LQ1’3 (vidi ta-

diornyopathy - /UJVC). LQTS i B rugadin sin d ro m su kana

belu 19.4). Č injcnicajc da posloje porodice u kojim a se javljaju

lopatije natrijum ovih i kalijum ovih jonskih kanala. C P V T i

oba porem ećaja.

ARVC preklapajti se s n asled n im kardiom iopatijam a, a neki

ARVC se naslcdnje d o m in an tn o ,a karaktcrišesclokalizov?'

slučajevi su izazvani m o lek u larn im defektim a kalcijum skog

nom ili difuznom atrofijoni i masnom infiliracijom niiokafda

T a b e la ‘1 9 .4 N a ste c lfie 'š

i.ini

:

:

-

m

m

m

Aritmija

Početak

Okidač

Gen

Lokus

LQf( (RomanorWord)

kod 50% pie 2 0 godina

Napoi (plivonjc)

KCNOl '•"•' ' '

U p lŠ '

Ranoodiaslodoba

stres/san

ftšno odraslo doba

stres/san

. LQT2 lQT3

'

•

K C N H i p m i ... SCN5A

'

.v

^ 3 5 -'. - - ■ : ■3p21

LQT4.

Odrsslodoba

Ahkyrin-8

4q25

L0T5

petihjslvo

'KCNEl

21 q 22

LQTć .

Odraslo doba

KCNO

LQT7-(Andeisenov sindrofTi)

Odiasto doba

■KCND

Biugiidn sindiom ,

Odraslo doba

c iv r

'

'

. "

betinjštvd/adole’scent:i|a

■

XN SA■ stres

m ?

2 ’ q 22

:

,

17q23 ... .

-

■3p2i. -■

.1C/ .2

.

JGrpj

. 14q23 -

AfiVCZ

pctinjstvo/adolescehcija

RYK2

Iq42 •

AR'iC3,'1,5 /6 ,7

Detinjstvo/adolcsćencija

ARVC8

Oeiinjštvo/adolescenrija

D cm oplal’in

/MIVC9

Detinjstvo/adolescencija

PKP2-p!ako/il:n-2

Naksosova bolcst

OetinjMvo

Alf'-plckoglobih

-

■. •.

•

Petinjstvo/adolescencijii

ARVCI

m

: ,

: :■ , :'

-' .

14^12,2^32, iOpH. 10c|22

6p24 . .I2 p l 1 I7t|?l

(autozoilino recesivna)

desne komorc. M ožc df. izazove ventrikulaniu taliikardijn i iznenailnu srčami sm rt mlaciih osoba, naročito spoitisla koji

spada oko 25%. Kao i nasledne aritmije, one su genetskj hete-

naijgled ijnajit zdravo srce. Na EKC se v id i inverzija T • tala-

rogene, a!i se gotovo uvek nasJeduju aulozom no dom inantno. KJiničlca slika je vrlo prom enljiva i čak je moguće da neki čla-

sn u desnira prekordijalnim odvodim a j produžen QRS kompjeks. lzgleda da ARVC ispoljava znatnu genetsku Iieleroge-

a drugj u poznim godinam a. Porodičnim studijam a m apirano

nosi (tabe)a 19.4), sa pet utvrđeijih gena. jedan od njih, koji kodiia plakoglobin, nčestvuje u-retkom recesivnom oblikii koji jt utvrden na ostrvim n Nal
novi istc porodice m ogu dobiti sim ptom c n ranom detinjstvu, jc najm anje 10 različilih Jokusa. U nekim slučajcvima bolest je rezuilal mutacije gena L M N A (koji kodira lam in A/C). Taj gcn poznat je po svojim pleotropnim efeklima (str. 105) u koje spađa i dilataciona m iokardiopatija. H ipertrofična kardiom iopalija takode je gcnetslđ heterogena, ali se najčežćc nasleduje po autozom no dom inantnom tipu. U tu grupu spada asim etrična bipcrtrofija septum a, h ip erlro fična subaortalna stcnoza i ventrikularna hipertroflja. Gen koji najčešče ućestvuje u tim stanjim a jc M Y117 na hrom ozom u 14q, koji kodira m iokardni p - m iozin, ali je još najm anje osam lokusa m apirano za gene koji kodiraju različite proteine srČ3-

Genetika

nog mišića. Ovaj porem ećaj m ože da izazove iznenadnu sm rt,

Genetslu, lo su heterogena stnnja. Gotova sva se naslcđuju

mutacije gena koji kodira ,,T" izooblik kardijalnog tropoj)ina

naročjto m ladjh sportista. Z načajna ie kardiom iopatija usled

autozonm o dom inantno, geni i njihovi Jokusi su pril
(TNNT2), a lociran je na hrom ozom u lq32'. Taj izooblik nije

tabeli 19.4.

cksprim iran u skeielnoj m nskulaturi, ali kada niutira, nastajc blaga, ponekad supldinička hipertroOJa. Na ncsj eću, incidenca

MASLEĐNE KARĐIOfVJtOPATUE

iznenadne srčanc sm rli jc visolca.

D:lataciona kardiom iopatija se luuakleriše dilatacijom komora

nost je povezana sa m alim uspehom u traženju mutacija. Kada

i snižcnom sislolnom fimJccijom. U uzroke spadaju miokardit' • koronarna bolcst, sistem ske i melnboličke bolesti i toksini.

sc dijagnoza postavi za indelcsni slučaj (Ij. za probanda), treba

Genetsko testiranje postoji, alj izražcna genetslca heteroge-

uzeti detaljmi porodičnu istoriju i predložiti ispitivanje EKG i

I--Hia se oni isključc, prcvalenca idiopalske dilalacione kardi-

chokardiografiju. Može postojati potreba da se skrining-pre-

(:niopatije iznosi 3 5 -4 0 : 100.000, a u l'amilijarne slučajeve

glcdi nastave i u odm aklo odraslo doba.

o boldih u m ladosti m ora da koristi invalidska kolica. Preživ-

i’SRji^ALNA MIŠICNA ATROFIJA

Ijavanje ngrožavaju rekurentne respiratorne infekcije i naslanak skolioze usled slabosti paravertebralnib mišića.

Spinalna m išićna atrofija (SMA) lerm in je koji se korisli za opis klinićki i genetski veće grupe poreniećaja koji spadaju u

GENETIKA

najćešće genetske uzrokc sm rti u dctinjstvu. K arakteristika bo lesti je degeneracija m oto rn ih ćelija pređnjih rogova Idćm ene

Sva tri oblika SMA koja počinju u detinjstvu nasleduju se auto-

m oždine, što dovodi do progresivne slabosti m išića i posledić-

?.omno recesivno. O pisano je i nekoliko dntgih, m nogo redih

ne sm rti.

oblilca SMA, a m cđu njim a su zapaženi svi roendelski oblici na-

Tri najčešća obliks SMA koji se javljaju 11 detinjstvu im aju

sledivanja. SMA lip I pokazttje veliku sličnost m cđu oboldim a

incidencu od približno ) : 10.000, a frckvcnca nosiioca iznosi

u jednoj porodici, te bolest obolele braće i seslora ima gotovoidentičan kiinički tok. Tipovi II i III m ogu izraženo varirati u

1 :5 0 . Najčešći i najteži oblik je SMA tip 1.

jednoj porodici.

KLINIČKE O Đ UKE Mapiranje lokusa spinalne m išićne atrofije

Spinalna m išićna atrofija tip I (VVerdnig-Hofmanova bolest)

Pom oćn analize vezanosli sva tri oblika SMA koja se javljaju u dctinjstvu m apirana sti 1990. godinc na dugi krak hroniozoina

Deca s tipom 1 SMA imaju tešku hipotoniju sa izostankom

S. Kasnije analize vezanosti i fizičkci m apiranjc om ogućili sti

spontanili pokreta, koja se m anifestuje odinaii na rođenju ili

da se suzi lokus tih bolesti na region od pribiižno 1.000 kb, za

u prvih šest meseci života. Ponekad majke prim ete da su intrauterini pokreti deteta slabiji i ređi. Ta deca imaju norm alnu

koji se pokazalo da se sastoji od invertovanc duplikacije veliči-

intelektualnu aktivnost, ali zbog izražene m išićnc slabosti koja

visokoj učcstalosti nestabilnosti, s nckoliko dupiikacija u DNK

im ugrof.ava funkcije disanja i gutanja u in iru tokom prvc dve

nizu i rclativno velikim brojcm pscudogeno (str. 16).

ne 500 kb (slika 19.10). Taj jegion hromo7.oma 10 po zn at je po

godine. D ijagnoza sc potvrdujc elektrom iografijom i nc postoji efikasan naćin lečcnja niti usporavanja progresijc bolesti.

Izolovanje gena spinalne m išićne atrofije Spinalna mižićna atrofija tip II

Potraga za gcnom spinalne m išićne atrofije dečijeg doba donc-

Spinalna m išićna atrofija tip II manje je tcška od tipa J i nastaje

!a je z.bunjujuće i kontradiktoj'ne rezultate. U svakom slučaju, bila su izolovana dva zasebna gena koja su kod pacijenata sa

i'/jneđu p rv ih šest i 18 m eseci života. Kao i 2a decu s tip cm 1

SIviA pokazivala visoku učestalost dclccijc. Sva!d od tih gena

SMA, m išićna slabosr i bipotonija sn osnovne kliničke karak-

postoji u dve gotovo iđcntićnc kopijc. Jetlan od njih, surviral

teristike. Ta dcca iuogn da sedc bc'/. tude pom oći, ali nikad ne

m otor neuron gen (gen za preživljavanje m oto neurona, SMN), ima hom ozigotnu đeleciju egzona 7 i 8 u telom ernoj kopiji

m ogu da sc slo b o d n o krcću. Bolcst sporo progredira i vcćina oboleiih doživi ran o odraslo doba.

(SMt'!7) kod uko 95% pacijenata sa SMA dečjeg doba, Tačkaste m utacije SM N ’r n h ađ en e su kod 1-2% pađ jen ata sa SMA dcč-

Spinalna mišićna atrofijatip III (Kugeiberg-W elanderova boiest)

jeg doba, koji ncm aju deleciju SM N. Susedni gen, poznat koa NAIP, koji kodira protein koji inhib'ira apopt 0 2 U neurona (ne-

Ovoj relalivno blag o b lik SMA nastaje u detinjstvu i!i m ladosti,

'15% osoba sa SMA tip I i kod manje od 20% osoba s tipom I!

uronal apoptosis-inhibitoy protein), delc-tiran je kod približno posle navršenih godintt i po, a svi oboleli m ogu da hodaju bez

ili III. I 2 neta zapažanja ukazuju na lo da većina sltičajcva SMA

tude pom oći. M išićna slabosl sporo napreduje, a!i veliki broj

dečjeg doba nastaje kao posledica h on;o 2igotne delecije koja

500 kb

500 kb

-<

-Cemromera 1

>

(Pieudogen)

Telomera Hrorr.o/.om 5ql 3

S lik a 19 .7 0 Inverzna duplikacija sa SMN i AM/Pgenima koji su d e !etirani kocJ spinalne mišićne atrofije. SMN, protein 2a preavljavanje motornih neuroriD (survivalmotornevron), MAIP, protein koji inbibira apoptozu neurona (neuronolapoptosis-inhibitoryprotein)

zahvata teJoroernu kopiju SMN iširi se zahvatajući susedni gen

distrofije vrlo je slična, ali je bolest nianje agresivna. Prosečno

NAIPt- Takvo lum ačenje rezultata nckoliko istraživanja dove-

nastaje u jedanaestoj godini, a innogi pacijenti m ogu da hodaju

deno je » pitanje kada je opisan m anji broj roditclja nosilaca i

i u odrasloj dobi. O čekivana dužina života je neznatno m anja

zdrave braće i sestara koji su bili hom ozigotni za deleciju NA-

od prosečne. Manji brcj pacijcnata s dokazanira m utađjam a

IPT ili SM N 1. Te očigledne konlradikcije ukazale su na to da i

DM D/BM D gena ne pokazuje jasne sim ptom e bolesti čak ni u

drugi gcni m ogu da učestvuju « ispoljavanju bolesti- To se slaže

petoj ili šestoj deceniji života.

sa kliničkim zapažanjim a da tipovi II i III m ogu da ispoljavaju diskordantnost kod braće i sestara a istoj porodici.

KLiNIČKA PP.IfvlENA i PERSPEKTIVE

GENETiKA I D uchenneova i Beckerova m uskularna distrofija nasleduju se recesivno vezano za hrom ozom X. Muškarci sa DM D praktič-

S jedne strane otkriće delecija N A I P iS M N om ogućilo je pre-

no nikad nem aju potoinstvo. Prem a tome, pošto je gcnetsko

natalnu dijagnostiku u O Jiim porodicam a koje su Z3 to zainte-

prenošenje (tj. genetski fitnes) jednako nuli, učcstalost m utacj-

resovane. S druge strane, konfuzija koja okm žuje povrem ene

ja je jednaka incidenci obolevanja m uškaraca podeljenoj sa tri,

nalaze hom ozigotne delecije kod zdrave braće, scstara i rodi-

i iznosi približno 1 : 10.000. To predstavlja jcdnu od najviših

lelja, stvara zabrin'utost da prenatalna dijagnoza zasnovana na

poznatih stopa m utacija kod Ijuđi.

analizi delecija ne m ora biti jjotpuno taćna. Na osnovu anaiize dclecija tcško je otkriti nosioca jer postoje druge kopije SA iN i NAIP u invertovanoj duplikaciji. Goioyo je izvesno da će uspešne lerapijske in lerv cnđje inorati da čckaju dok se polpunije

Izolacija gena DMD Jzolacija gena DMD, tj. gena za distrofin, predstavlja veliko

nc razume rnoJekularni m ehanizam 11 osnovi bolesli i ne utvrdi

naučno dostignuće i odličan prim er tispešno prim enjenog

relevantan proieinski produkt, Kao atraktivan, a]i još neostvar-

pozicionog kloniranja. Inicijalni podatak koji je ukazao na

ljiv mctod lečenja predložena je hiperekspresija putem regula-

m csto D M D lokusa bio je izveštaj o nekoliko žena obolelih od

cije cenlroniernc kopijc.

JJMD kod kojih je nađcna balansirana Iranslokacija izm edu

JEEBEr

DUCHENNEOVA MiŠIĆNA DISTROFUA Duchenneova jnišićna dislrofija (DM D) najčešći je i najleži oblik m uskularne distrofije. Naziv nosi prem a francuskom neurologu G uillaum e D ucJiennctt, koji je ]8 6 I. godine opisao bolest. Slično, ali blaže stanje poznato kao Beckerova misićna distrofija (BMD) izazvano je m utacijom istog gena. lncedcnca Duchenncove mišićne dtstrofije približno je 1: 3.500 muškaraca, a Bcckerove m išićne distrofiie 1 : 20.000 niuškaraca. 7-a oba poremećaja još nem a eiikasnog lcka.

KUNiČKE KARAKTERiSTlKE Muškarci s D uchenneovom inišićnom distrofijom obično obolevajn izm edu treće i pete godine. M išićna slabosl sporo progredira i uzrok je nestabilnosti obolclog dctcta, koje ne iriože brzo da irči, a p ri podizanju s poda m ora da se oslanja na potkolenice i butine (Gowerov znak). Većina obolelih dečaka mora da koristi invalidska kolica pre jedanaestc godine jer su im iz ra a to slabi proksim alni inišići nogu. Kasnije nastaju lumbalna lordoza, skoiioza, kontrakture zglobova i kardiorespiratorna jnsuficijencija koja dovodi do sm rti oko osam nacste

N $ ::

godine. Na pregledu se prim ećuje uvećanje lislova koje je izazvano zam enom m išićnih vlakana fibroznim i m asnini tkivom. To se naziva pseudohipei trofija (slika 19.11), a Duchenjieova m uskulam a distrofija se ponekad naziva i pseudohiperlrofičmišićna dislrofija. Uz to približno trećina dečaka sa DMD

S lika 19.1 i

ispoljava blag tlo um eren porem ećaj intelekta, pri čeinu je

mišićnom distrofijom na kojima se vidi proksimalna atrofija i

Si'.clnja vrednosl IQ 83. Kiuiićka slika Beckerove m uskularne

pseudohiperirofija listova.

Donji ekstreiniteti odraslog muškarca sa Bcckerovoin

h ro m o z o m a X i autozom a s tačkom prekida na Xp21. Kod ovih

distrofm obično nastaju u mejozi oca, većina vero v atn o zhog

žena, selekcija elim iniše ćelije u kojim a je inaktiviran derivativ-

greškc pri rcplikaciji DNK.

ni lirom ozom X, zbog inalclivacije aulozom nog segm enta (s!ika 7.) 5). S d n ig e strane, prcživljavajn ćelije u kojim a je inaktiviran n o rm aln i hiopiozom X. Krainji rezultat, u najvećem

Genski produkt -distrofin

broju ćelija je aktivan derivativni X /autozom , pa ako je m esto

Gen DM D kođira protein veličine 427 kilodaltona koji je po-

preJdda oštetilo važon gen, kao što je gen za distrofin, ien a će

znat kao dislrofin. O n se nalazi ispod ćelijske m em brane, i

oboleti od onebolesti za koiu je odgovoran taj gen.

povezuje intracelularni aktin sa ekstracelularnirn lam ininom .

U brzo po tom izve.šhiju, potvrdena je verovatna lokacija

Ako m uškarci sa D M D nem aju distrofina, nastaje postepena

gena za distrofin na X])21 kada su otkriveni oboleli m uškar-

degencrncija m išićne ćelije. Prisustvo distrofina u uzorku sa

ci s vidljiviin m ikrodelecijam a koje su zaJivatale Xp21. l'otom

biopsije m išića m ože se proveriti im unofiuorescencijom . Kri-

su izvršene analize vezanosti u kojim a su korišćeni polim orfni

terijum zn dijagnozu DM D je nalaz m anje od 3% oil norinal-

D NK m arkeri iz regiona Xp21. Tiine se prešlo u sledeću /azu

ne količine distrofinn. U uzorku biopsijc m išića jnuškaraca sa

izolacije gena u kojoj su korišćene intragenske probe radi utvr-

15MD, distrofin pokazuje više kvalitativne nego kvantitativnc

divanja konzervii-anih sela'enci ti bibliotcci m išićnih cDNK

abnorm alnosti.

za koje je pokazano da se sastoje od egzona gena za distrofin.

D istrofin se preko svog C -term inalnog d o m en a veznje za

K om plclna sekvenca koja sc transkribuje izolovana je 1987. u

glikoproteinski kom pleks u m em brani m išićnog vlakna (siika 19.12). Taj glilcoproteinski kom pleks sc sastoji od nckoliko

seriji prekJopajućih cDNK Jdonova. U tvrdeno je đa je gen za distrofin najveći do sada identifi-

subjcdisiica čije abnorm ainosti izazivaju druge rede m išićne

kovan gcn kod Ijudi. Sastoji se iz 2,3 Mb genom ske DNK, dok

porem ećaje, ukjjučujući i nekoliko različitih lipova autozonm o

njegov p rep is nakon o brade daje zrelu iRNK koja im a sam o 14

recesivne i kongenitalne m išićnc dislrofije.

Kb. G en sadrži 79 egzona i transkribuje sc ne sam o u mišićim a već i u m ozgu, što verovatno objašnjava zašto neki dečnci

Otkrivanje prenosilaca

sa D M D ispoljavoju teškoće n iičenju. Jzozetna veličina gena verovatno uzrokuje visoku učestalost njegovih m utacija i nalaz

D ok nisu postale d o stupne m olckularnc m eiode, prenosioci

velikog !>roja žena s translokacijinna izm eilu Iirom ozoina X i autozom a.

su se olkrivali putem analize rodoslova u kom binaciji sa odredivanjem krcatin-kinaze u serum u (str. 304). D ečaci s DMD im aju jako povećan nivo krealin-kjnaze, a približno dve trećjne prenosilaca im a granično povećan nivo (siika 20.1). Hsej kre-

Mutacije gena za distrofin

atin-kinaze jo š se povrem eno koristi kao do p u n a u otkrivanju

Dve trećin e svih m utacija čine delecije celog iii dela ge.na.

prenosilaca i porodičnim studijam a, ali pošto nije senzitivan, u

Oiie se razlikuju po veiičini i m cstu na kojem nostaju. Nastaju

najvećoj m eri je zam enjcn analizam a DNK. Sada se za najveći broj žcna jz porodica sa D M D /B M D može

gotovo isključivo u m ejozi kod m ajke, verovatno zbog nejeđnakog krosing-overa. Pored toga, kod m anjeg broja obolelib nađ en e su parcijalne dupliliacije gena. Postoje dve »vruće tačke" ?.a deleciju, jedna koja zshvata prvih 20 cgzona i dru ga u ccn traln o m regionu gcna, oko egzona 4 5 -5 3 . Jedna od

utvrditi da li su p ren o sio d prim enom m olckularno gcnetičkih m etoda. Jedan način je dircktna analiza m utacijc/delccijc, a drugi ie indirelctna studija veznnosli, korišćenjem polim orfnih intragcnih m arkcra.

vritćih deiecionih tačak ap rek id a u in tro n u 7 sadrži grupisane tran sp o zo n im a slične repetitivne nizove DNK, koji m ogu da dovedu d o nepraviinog sparivanja u m ejozi, čija posledica je nepravilan krosing-over koji dovodi do produkaia sa delecijam a i duplikacijaina.

■''/

Veličina delecije nije u korelaciji s težinom bolcsti. M edu-

EkstracelularnP^-.. laminin

----------- Glikoprotcin---------- —

tim, dclecija u DM D obično pom era translacioni okvir čitanja MiSična membrana

(str. 20). Suprotno tom e, delccije koje se vidaju kod m uškaraca sa CM D ob ičn o n e m enjaju olcvir čitanja, pa jc aminolciselinski

Q

j .

- > v .^^§§§*£5% :

Dimer d is t r o f ln a ^ ^ ^ C ^

n iz u proteinskom pro duktu gena distrofm a nizvodno od me sto đclccije norm alon. To verovatno objašnjovo zašto su prom ene lcod BM D relativno blage. U kliničkoj pralcsi, delecija se "'

obično otlcriva tehnikom m ultipiog PCR u kojoj se sim ultano

Intracelularni aktin

^

am plifikuje više egzona iz 5 ’ i 3’ vrličib regiona. M utacije utvrdene k o d pieostale trcćinc. obolelih dečalca uldjučuju form i-

Stika 19.12

ranje sto p k o dona, izm cnjenc signale obrnde. tj. splajsovanja

Veiovatna strukturo molekula protei.na distrofina, predstavljerog

i m utacije prom otora. Vcćina tačkastih m ulacija kod D M D

kao dimer koji povezuje intracelularni aktin sa ekstracelularnitn

uzroknje p rcran i prekid iranslacije čija je posiedicn to da se

lamininom (Prilafjođeno iz frvasti J M.Gornpbell l< P 1991

ofl stvara dovoljno proteinskog proizvoda ili da se on uopštc

Mernbrane organization of the dystrophin-glycopiotein compfc*

n esin te liše. N asnprol delecijama, tačkasle imilacije u genti za

Cell 66:1121-1131.)

A ko su inikrosateliti m apirani na m estu delecije, istraživanje segregacije nlikrosatelitnih jnarkera u porodici često će obe 2 bediti dovoljno dokaza da se 2aključi koje su žene u toj porodici nosioci delecije (slika 20.2). Kada se otl
Postoje dva oblika hem oniije: hemofilija A i hem ofilija B. Sa

mora se obratiti pažnja na to da je u genu D M D visoka učesta-

incidenconi 1:5.000 mnšknraca, hemofilija A je ubeclljivo naj-

lost rekujjibinacija (12%).

češći tcžak nasledni poremcćaj koagulacije. Izazvana je defi-

PERSPEKTIVE ZA LEČENJE

važnu ulogu u pokretanju preiaska pi’otrom bjna u troinbiil.

citom faktora koagulacije VIII koji s faktoroni IX ima veom a Trom bin pretvara fibrinogen u fibrin, koji obrazuje stru k tu rn u Za ,«ada nem a lcka za DM D i'i 15MD iako jc fizikalna terapija

mrcžu krvnog ugruška. Za hem ofiliju se zna odavno (spnm i-

korisna za odižavanjc pokrclljivosti i sprečavanje spazma m išića i konlrakture zglobova.

nje se u Talm udu), a da m nogo češće obolcvaju m uškarci nego žene, Jevreji su znali još pre 2.000 godina, pa su decu majki čija

Gcnska terapija pruža jedinu realnu nadu za lečenje u krat-

je sestra imal.a obolelog sina oslobadali obavcze cirkum cizije

koročnom do srednjoročnom periodu. Nekoliko ekspcrim cn-

(obrezivanja). Kraljica Viklorija je hila nosilnc i porem ećaj jc

talnih procedura lečenja isprobano je na Iransgenim m iševim a ili m iževim a sa sponlanom m utacijom , koji su imali dislrolln

prencla ne sam o na sina Leopolda, vojvodu od Albenija, vcć preko svoje dve ćcrke i na većinu kraljevskili porodica u Hviopi

negalivmi mišićnu distrofiju.Tu spadaju direklne injekcije re-

(slika 19.3).

kom binovane DNK, im planlacija m ioblasta i transfekcija s re-

Hemofilija B zahvata približno 1 : '10.000 m uškaraca i iza-

trovirusnim ili adenovirusnim vcktorima koji nose m inigcn y,a

zvana je deficitom koagujacionog faktora IX. Poznaln je i pod

ilistrofin, koji sadrži samo delove koji kodiraju važne funkcionalne dom ene. Najnovija je nntisense tehnologija koja blokira

nazivom Christm asova bolest, dok se hcm ofilija A ponekad naziva klasična hentofilija.

specifične regione za iskrajanjc delova egzonn, tako d3 se kodira protein koji ima d onckleočnvanu funkciju (ij. 13MD umcslo UMD fenotipa). Cinjenica da se mišići miševa s distrofin

KLiNEČKE KARAKTERŠSTiKE

negativnom m usknlarnom dislrofijom m ogu spontano oporaviti ukazuje na to da m ožda postoji načit) „prekopčavanja" na

Kliničke karakteristikcsličnesu ?.a oba oblilsa hcm ofilijc i vari-

altcrnativni kom penzatorni piotein kao što je ulrofin. On je

rf.ju od blagog krvavljenja posle veće trau m e ili hirurške intcr-

cksprim iran kod fetusa um esto distrofina, s kojim ima veliki stepen hom olognosti. Miševi kojim a je genetskim inženjcringom ostvarena deficijencija i urolrofm a i distrofina obolcvaju

vencije do spontanog krvavljenja u m išiće ili zglobove. jačina

od (ipičnog D uchenncovog oblika m išićne distrofije. Ako bi

s tcškim krvavljenjim a već na rođenju. Ki vavljcnje u zglobove

gen za urotrofhi m ogao da se reaktivira kao kod distrofin ne-

izaziva jak bol i otok i ako se ponavlja, izaziva progresivnu ar-

gativnih m iševa, to bi im alo veoma povoljan terapijski efeiot za obolele dečake.

lih člano v ajed n ep o ro d icc jed n ak cje težine.

□ —

I

r .i EdvvardVII

p

0 GeorcieV

5

Aljce

S

Iropatiju s tcš'kim invaliditetom (slika 19.4). Bolest svih obolc-

Vktoria

ivT- ?) S 5 S I

I

_J__

|

i

l ^opold

0

0

0

Frederick

Heinreich (Pruska)

Beatrice

11

1

Leopold Maurice

6 i m l 6 6 6 c^i

GeorgeVl Woldcmar (Engleska) (Prusko)

faictora koagulacije. Aktivnost niža od 1% obično je udružcna

-----------------©

Albert

A

krvavljenja odgovara nivou sm anjenja aklivrtosli V lil ili IX

Alexis (Rusijo)

6a6

fotJoslov koji pokazuje preno5enjp hemofilije m edu potomcirna kraljice Viktorije.

Rupert

Alfouso ($panija)

Gonzolo (Španija)

GENETIKA

niska aktivnost faktora VIII. Inverzija može da se otkrije relativno lako pom oču PCR, dolc se druge brojne hetcrogene mu-

Oba oblika bem ofilije nasleđuju se recesivno veznno za hrom ozom X. Lokusi su m eđusobno bliski i bJi'iu su dislalnog kraja chigog kjraka brom oJ.ojna X.

tacije otkrivaju m nogo složenijim m etodam a. Skorašnja istraživanja pokazala su da, kao i u D uchcnneovovoj rnišićnoj distrofiji, tačkaste m utacije obično nastaju u muškim germ inativnim čelijama, dok đelecije nastaju prvenstveno

Hemofilija A G en 7.a faktor VIII je relalivno velik, ima ) 86 kb sa 26 cgzona, i dajc zrclu iRNK od 9 kb. Delccijc su odgovorne za oko 5% jvih sJnčajeva bolcsti i obično izazivaju potpuno odsustvo clcspresije faktora VIIT. O sim delccije, opisano je na stotine slučajeva m utacija kojc pomervijn ok\'ir čitanja (Jrameshift), besm islcnih m utacija (nonscnse) i m utacija pogrcšnog sm isla (rnissense), kao i insercije i flip inverzije. „Flip" invcrzijc prcdstavljaju nov oblik m ulacija što je prvi put otkriveno 1993. godine kod hcmofilije A. Te inverzije su uzrok polovine svih teškili oblika hemofilije, tj. on ih 11 kojim a je aktivnost faktora VII] inanja od 1%. O ne su izazvane rckom binacijam a malog gena zvanog A, lcoji se nalazi u intronu 22 gcna za faktor VIII i drugih kopija A gena koje se nalaze uzvodno, blizu telom ere (slika 19.15). Posledica te inverzije jesie disrnpcija gena faktora VII! i vrln

kod žena, verovatno kao posledica nejednakog krosing-overa. Plip inverzne m utacije deset puta sn učestalije 11 m uškim ncgo u ženskim germ inativnim čelijama, verovatno zato što dugi krak hrom ozom a X nem a hom ologni par u.m ejozi kod m uškoraca, pa su m nogo vcče m ogučnosti da nastanu intrahrojnozom ne rekom binacijc putem stvaranja petlje n distalnnm kraju d u gogkraka (slika J9.35). Pošto je kod žena prenosilaca hcm ofilije sred n ja koncentracija faktora V III p olovina norm aln e, značajan procenat njih im a prcdispoziciju za sldonost krvavljenju. N osioci sc m ogu otkriti na osnovu odnosa k o agulantne aktivnosti falctora VJT) prem a nivou faktorn V IJ] antigena, ali na taj način ne inožc da se utvrdi jasiia razlika izm cdu nosilaca i onih koji lo uisu, kao i kada sc o d red u je k rcatin -k in aza kod DMD. M nogo pouzdanije p o d atk e daje genska analiza, koja podrazum eva analizu vczanosti sa polim o rfn im in tra g en sk im markerim a, ili specifičnu analizu m utacija. P orodicc u kojim a sc javlja težak oblik hem ofilijc A p o n ek ad zahtcvaju prcnatalnu dijagnostiku, koja sc ob ičn o rcalizuje analizom m utacija ili analizom vczanosti.

Hemofilija B G en koji lcodira faktor IX veličinc je 39 kb i sadrži osam egzon a.P ro n ađ en o jc v iše o d 800 različitih tačkastihm utacija, delecija i insercija, za koje s e v o d i internacionalna baza podataka u centralnom registru. A nalizom sam o 2,2 kb u gcnu m oguče je otkriti im ilađje ko d 96% pacijenata. O slatak m utacija m ože da se utvrdi sekvcncioniranjcm preostaiog dcla gena. Redak varijantni oblik, poznat kao hcm ofilija H J.ayden, pokaznje izuzetno nc-uobičajenu karakteristiku, a to je e k s p rrsija zavisna ocl starosti. Bolest jc u detinjstvu vcom a teSkn, s faktorom IX m anjim od 1%. Posle pub crtcla nivo raste na oko 50% norm alnog faktora IX i bolest poslaje asim plom atska. H emofilija B Laydcn nastaje zbog m utacija u prom otorskom regionu. Hivo faktora IX sada se retko koristi u olkrivanju nasilaca i u prenatalnoj dijagnostici jer su m nogo pouzdaniji rczoltati dobijcni pom oču analize vczanosti ili iz dircktne analize m utacija.

LEČENJE Supstitucija proteina Oba oblika hem ofilije već više godina uspešno se leč.e korišćenjcm faktora VIII i IX izdvojenili iz plazm c. Faktor VIII se koncenlriše u krioprecipitatslcoj frakciji plazm e i širolco se

Slika 19,14

korisli u lcrapiji. Jma poluživot od osam sati, pa infuziju trcba

Oonji ekstromiteti muškarca sa hcmofilijoin, na kojima se vidi

ponoviti u slučaju traum e i hirurških zalivala.

ofekat ponovljenih krvarcnja u zcjloh koleru. (Ljubaznoiću đr G. Dolan, tJniver2 itetska bolnica, Notingem.)

U tome postoje dva osnovna problem a. Prvi je to što pr.»ces za priprem u krioprecipitata ne sprečava prenos virusndi

26

Centromera

22

___12 ifil__J

; ; ;; e 2 E 2 2 3 :

A

26 Centromera

—

.........B

22

E

Telomcra

A

1

C

T

Mesto krosing-overa Telom eta A

A

m •■rj&KSv 26

22

Centromera A

A

JL

M esto krosing-overa

M esto krosing-overa

Slika 19.15 Kako intiahromozornajne rekombinacije irazivaju.flip" inverziju kojćt je najčešća m uiatija koja se nalazi korj teike herrtc-filije A. (Adaptirono i2: Lakich 0. Kazazian H H. Antonarakis S E. Gits.chier J 1993 Inversions disrupting the faclor VIII gene are a com m on cause of severe hernophilia. A Nature Genet 5:236-241.)

inlckđja kao što su hcpatitis 15 i HJV virus, s neizbežnim ka

koji su kod ijudi dnli prolazno povišcnje nivoa faklora VIII bez

lastrofaJnim poslcdicam a naslanka sindrom a sleČene im unodeficijenc.ije (AIDS) kod velikog broia obolelili od JiemofiJije.

neželjenih efekata. lako sit se i in v/vo i ex vivo istraživanja pokazala relativ-

K ontam inađja virusim a m ože se izbeći ako se bolje prečišćavaju lcrvni dcrivati, kao i ako se pregledaju davaoci krvi. Osim

gensku lerapijii.

no neenkasnim , liemofilija će verovatno ostati p rim arn i cilj /.a

toga, 1994. godine stvoren je rekom binantni faktor VIII, ali nema širu prim cnu jer je veom a skup. Drugi probiem je u tom e šlo se Jcod neldh pacijenata razvi-

PrtfcPORUČENA LfTERATURA

jaju antitela na antihemojfilični l'aktor koji njihov inuini sistem prepoznaje kao stranu supstancu. Ponekad se za lo korisli svinjskj faktor VIJI ili im unosnpresija.

IJiros I, Foi rcsi S 1999 Spijial niuscular ali*opliy: unylnglng ihe knr>l? ] Mcd

Genska terapija

Prngled suvmnenih shvatonjii gair.iske osnuve spinalne mišične alrnjtje u detinjstvu.

Gcnct 36: 1 -8 .

Postojc odlični izgledi da sc hcm ofilija A i hcmofiJija B Jcče genskoin terapijoin ier su klinička poboljšanja značajna čak i l
Bolton-Maggs P l l B, Pasi K ) 2002 Haemophilias A and B. J.ancel 361: 1801-1809. Qdlif.an, sovremen pregltd. 13rowu T, Sdnvind 13 L 1999 U pđak and rcvievv. cyslic PibiOiis. J Gcnicl Counseling 8: 137-162.

zali su da se unošenjem gena za faklor V III pom oću adenovi-

KorisUm prcgled novijih %r.ncličkih pnslignuča kotl dstičnc fibroze.

rusniii sistem a sm anjuje težina hem ofilije A. Hfekat je trajao

Coilinge 39S7 Hunmii prlon d iseas« and bovine spongifonn cncephalo

viže mescci. Slični rezultati su dobijeni na psim a i m išcvima s hcmofilijom B, takođc pom oću adenoviritsnog vektora sa ckspresijom faklora IX, injiciranog u skeletm mišić.

Jnsan preglcd prionskih bolesti ćoveko i njihovih poznntih uzroka, so poscb-

Jvant rezullati sličnih istraživanja na teško oboleiim ljudi-

Dc Pae.pe A, Oevereux R R, Hennckarn R C M cl al. 1966 Reviscd dinj»no-

m a bili su ohrabrujućj i pružili dokazc da le.ška bolesl može
pathy (BSE). Hum Mol Genet 6:1699-1705.

nim osvrtvm na bovinu spongifornnut enccfalopatiju. sric crilcria for the Marfon syndromc. Am ] Me.s fienet 62:4 l'M 26.

Ncophodno štivo za onc oti kojih sc oiekujt da postnvc dijagnozu Marfanovog sindroma. Emcry A C 11 1993 Dnchennc muscular dislropJiy, 2,Ml edn. Oxfortl Universily Press. Oxfor
De/aljtni inonogtnpja u kojoj su prikazani istorijat, klinicke. knmktcrislikc i genetika Duchcnneovc i Bcckcrovc nnsične dislrofije.

‘erapije. N cvintsni vcktori i retroviralni sistem i su korišćeni na

Marper P S 1996 Huntinglons discase, 2"J edn. W B Saundcrs. London.

miševima i bili sti delim ično uspešni, kao i antologi fibroblasti

SvL'ohuhvntni prcglcd kliničkih i gcnefičkih nspcknin llnntingtonove bolesti.

Harper P S 2003 Myotonic Dysirophy, 3rd. cdo \V B Saundcrs, London.

Kay M A, Manno C S, Ragni M V ct al 2000 Bvidence for gene transfcr and

Svcobuhvatni preglcd kliničkih i gendiČkih ntpckctla miotonične distrofije.

sxpression of lactor IX in haemophilia 13 patients treated with an AV

Huson S M, H u yh « R A C (cds) 1994 Thc neuroHbromatoscs. Chapman & Ha]l, J.ondon. Vrlo delaljnn opis različitih lipovn neurojibrutnato 2
veclor. Nal-.ue Gencl 24: 257-261. Izvešlaj opreliminnrnim ohrabrujućim reznllatim agetnke ternpije p a d jena• ta sti hcmojilijom B. Lakoch D, Kayayian H H, Antonarakis S H Gietschier 1 1993 Invcrsiojij tlisruplin tlie factor VIII gene ore a coimnon caiise o f severe haemophilia S. Natiire Genct 5: 236-241. Prvi izvd ln j koji objainjttva kako nnslnje iesia „Jlip" inverzija.

kao šlo je Dnchenneova m usknlarnn distro/ija.

SAZETAK'r ~ © H unliugtonova bolcsl jc autozom no do n iin an ln i po-

© Cistična fibroza (CF) se nasleđuje autozom no rece-

romećnj čijc su karnkteristike honeifonnni nevoljni po-

sivno, a karakteristike su joj rekurentnc infekcijc donjib

kreii i progresivna dem encija. Lokus ljolesti je m apiran

disajnih puteva i m alapsorpcija. I.okus C i: je m apiran

na kratki k rak h ro m ozom a A, a u osnovi m ulacije Ježi

na hrom ozom 7, gde C.FTK gen kodira CF transm em -

ekspanzija niza CAC ponovaka. M ejotska nestobilnost jc

branski rcceptorni protcin. O n deluje kao hJoiidni kanul

veća kod m uškaraca nego kod žejia, što je vei-ovatni razJog zbog kog sc tešJci, juvenilni oblik bolesti gotovo uvek

i kontroliše nivo intracciularnog natrijum -hlorida, Jcoji opet utiče na viskoznost nm koznog sekre'a.

nasfeđujc od blaže oliolelog oca. @ Karnkteristike dcčijih oblika spinalne m išićnc atro@ M iotonična distrofjja se nasleđuje au to io m n o dom i-

fije su hipolonija i progredirajuća inišićna slabost. Ova

nantno. Za nju su karaktcristični sporo progrcdirajuća

grupa bolcsti sc naslcduje autozom no recesivno, a lokus

slabost i m iotonija. Lokus bolesti je m apiran na lirom o-

bolcsti je jnapiran na hrom ozom 5qJ3. U ovom regiom i

zom J9, a osnova m utacije je ekspanzija nestabilnog niza CTG ponovaka. M ejotska ekspanzija je veća kod žena

postoji visoka učestalost nestabilnosti, a kod velikog broja pacijenata je deletiran fragm ent veličine 500 kb, koji

nego kod m uškaraca, što je gotovo sigurno uzrok da sc

sadrži dva gena (S M N i NAJP).

teški „kcngenitalni" oblik nasleđuje gotovo isldjučivo od majke. ©

I-Iercditarna senzom otorna neuropatija (H M SN )

@ D nchenneova m išićna distrofija (D M D ) se naslediijc recesivno vezano za hrom ozom X, a većina žena nosjlaca ie p o tp u n o zdrava. Lokus DM D je najvcći o d svib po

obuJivata grupti kliničJci i genetsici heterogcnih porcm cćaja čija je karaktcristika sporo progredlrajuća slabost

znatih lokusa čoveka J m apiran je na hrom ozom Xp21.

distalnih m išića i njihova atrofija. H M SN -la je m apirana

ekstracelularni lam nin. Najčešći m eijanizam m utacije

iia hrom ozom 17 i najčešćc je izaziva du p lik ad ja geua

je delecija koja oštećuje trnnslacioni okvir čitnnja. Kod

Genski produkt, distrofin, vezujc intracciularni aktin za

PMP22 koji kodira p rotcin koji sc nalazi u m ijelinskom

delccija kod kojih je olcvir čilanja očuvan javjja se blaži,

om olaču pcrifern o g nerva. Recipročni produkt nejednakog krosing-overa koji i 2aziva duplikaciju je tizrok bla-

Beckerov oblik m išićne distrofijc.

gog poiem ećaja poznatog k aoliereditarna neuropatija sa podložnošću paralizi usled pritiska.

© Hcinofilija A je najćešći leški nasledni porem ećaj kongulacije kod čoveka. Naslednje sc recesivno, vezano za X luom ozom i izaziva ga deficijencija koagulacionog

© N curoilbrom atoza tip I (N F l) se nasleđuje autozom n o d o m in an tn o , p en etran tn o st je potpuna a ekspresija

i

faktora VIII. Najčešću im itaciju ko d tcške hcm ofilije A predstavlja „flip" inverzija koja vrši đisrupciju gena za

varijabilna. N F l gen je m apiran na hrom ozoni 17 i ]
faklor VIII intronu 22. Lečenjs oadoknadom faktora

dira protein poznat k ao neurofibroniin. O n n o n n a h io

V III je vrlo efikasno, a rezultati genske terapije na /.ivo-

deluje kao tu m o r su presor inaktivirajući RAS signalnu transdukciju m itogenog signala.

uskoro postati m oguć i kod ljudi.

tinjskim m odelim a pružaju nadu da će ovaj oblik terapije

j