Dezvoltarea embrionara precoce

Acest proces este caracterizat de o evolutie ierarhizata a programelor de dezvoltare si restrictia progresiva a potentialului  de diferentiere.

Evolutia iararhizata a programelor se realizeaza la nivel genetic prin interventia unor factori de transcriptie cu specificitate tisulara, care vor alcatui ulterior combinatii specifice pentru anumite structuri.

Ca urmare, mutatii ale unor asemenea factori de transcriptie vor de termina anomalii congenitale care afecteaza tesuturile.

Un alt fenomen important in cursul dezvoltarii embrionare precoce il constituie migrarea celulara.

Sansele de variabilitate genetica

Variabilitatea genetica este produsa adesea prin mutatii, recombinari si migratii. Aceste trei fenomene sunt interconectate intre ele.

Mutatiile determina modificari in structura materialului genetic al unui individ si creeaza fonul genetic sau zestrea genetica unei populatii.

Migratiile persoanelor, in schimb, dintr-o populatie in alte populatii aduc un potential genic nou, iar recombinarile din gametogeneza si fecundare produc un amestec de zestre genetica parentala intr-o combinatie noua, specifica descendentului.

Cu toate acestea, genomul uman este o entitate statica, deci fixa.

Corelatiile dintre genotip si fenotip

Studiul mutatiilor patogenice, cauzatoare de boala, a dus la o mai buna intelegere a relatiilor dintre genotip si fenotip in bolile genetice. Relatia clasica de baza este o gena-un carcater sau boala si sta la baza eresitatii monogenice. Aceasta ecuatie ramane valabila in multe boli dar nu este singura corelatie  posibila.

Exista numeroase exemple cae demonstreaza ca mutatiile produse intr-o singura gena determina boli distincte, diferite.

Mecanismele repararii leziunilor de ADN

Genomul uman sufera numeroase leziuni, spontane sau induse de agenti externi sau interni.

Totusi, rata mutaiilor este mentinuta la un nivel scazut pri interventia unor sisteme de recunoastere a leziunilor ADN si reparare enzimatica. Aceasta realizeaza fie o reparare fidela a structurii initiale, fie o reparare partiala, cu defecte.

Totusi, nici unul dintre mecanismele de reparare ADN nu are o eficienta absoluta, dar, in general, performanta lor este ridicata.

Iradierea sau actiunea unor unde electomagnetice in cantitati mici pot repara afectiunile ADN.

Heterogenitatea genetica

Sunt numeroase boli ereditare umane, indiferent de modul lor de transmitere care prezinta o heterogenitate genetica. Aceasta inseamna ca mutatii genetice diferite determina un fenotip identic sau asemantor.

Heterogenitatea poate fi prdusa in gene diferite sau mutatii diferite in aceeasi gena (hetergenitate alelica) sau de ambele.

Heterogenitatea de gena sau nonalelica poate fi determinata cu ajutorul unor arbori genealogici ai diferitelor familii in care o boala genetica se manifesta identic. Ca si exemplu, ave retinitia pigmentara, o cauza frecventa de afectare si pierdere a vedereii insotita de o distributie anormala a pigmentului in retina.

Inactivarea cromosomului X la femei

La femeile XX compensarea dozajului genic fata de barbati, este realizata prin inacticvarea unui cromosom X, fenomen care apare in curul dezvoltarii embronare.

Procesul de inactivare converteste un cromosom X din forma de cromatina activa, intr-o forma heterocromatiniana condensata si inactiva transcriptional.

La om, inactivarea cromosomului X este un fenomen intamplator. In cazul unor anomalii cromosomice, se poate totusi observa o inactivare preferentiala, neintamplatoare a comosomului X, iar efectul este consecinta unui proces de selectie secundara.

Ereditatea poligenica

In domeniul geneticii medicale, multe malformatii congenitale si boli comune ale adultului au o distributie familiala si nu prezinta un model de transmitere monogenica.

De aceea, ele s-a presupus ca sunt poligenice, multifactoriale, dar spre deosebire de caracterele cantitative care au o distributie continua in populatie, ele prezinta o distributie discontinua. 

Pentru a explica producerea acestor caractere multifactoriale discontinue, Flancaner a presupus existenta unei susceptibilitati variabile la boala, cu o distributie continua in populatie si cu un prag de repre. Sub acest prag, individul este aparent normal, peste prag el prezinta riscul sa fie afectat.

Au existat Adam si Eva?

Analizele ADN-ului provenit de la femei si ADN ale cromosomului Y (transmis de barbati) de la persoane multiple, au condus la construirea unor arbori filogenici ipotetici, care arata ca fiecare dintre aceste molecule provin de la un stramos comun numit Adam si Eva. Acestia, se presupune, au trait acum cca. 200.000 de ani in Africa.

Interpretarea curenta a acestor date nu implica faptul ca in perioada respectiva au existat numai "Adam si Eva", multe persoane traind concomitent cu ei, dar ADN-ul lor nu s-a transmis la populatiile actuale.

Exista insa si ale opinii care sustin descendenta dintr-un cuplu unic sau poate mai multe, dar asemenatoare cu structura cromosomica.

Selectia

Procesul de selectie de la nivelul populatiei reprezinta unul din factorii importanti care intervin in modificarea frecventei genelor in populatie. Selectia pote fi naturala, independenta de actiunile omului sau artificiala, cu constiinta interventiei sale active.

Selectia naturala reprezinta actiunea factorilor de mediu asupra fenotipurilor determinate de mutatii noi, pe care le sorteaza, favorizand fenotipurile utile (cu capacitate de adaptare ridicata) pentru populatie, individ si specie.

Genotipurile dezavantajoase sunt eliminate si contribuie cu foarte puine gene la fonsul generatiei urmatoare. 

Selectia naturala nu trebuie inteleasa ca "o lupta pentru supravietuire" , ci este o problema de reproducere diferentiata. Deci, selectia naturala favorizeaza indivizii cu cea mai mare capacitate de reproucere si elimina variatiile care slabesc acest lucru.

Rasele umane

Toate fiintele umane care traiesc in prezent apartin unei singure specii, si anume Homo sapiens sapiens, deoarece din incrucisarile lor au rezultat descendenti fertili.

Cu toate acestea, specia noastra este neomogena, politipica si polimorfa, putandu-se indentifica mai multe grupuri de populatii.

Delimiatea lor a fost realizata, in trecut,  de antropologia clasica, pe criterii morfologice deosebindu-se 3 grupe populationale mari denumite rase: caucaziana (rasa alba), negrii si asiaticii (rasa de culoare) si mongoloida (galbena).

Intre membrii acestei rase pot exista diferente mai mari sau mai mici intre categorii si subcategorii.

Farmacogenetica

Studiaza verietatile individuale determinate genetic la actiunea unor medicamente. Bolnavii reactioneaza diferit la aceleasi medicamente suferind practic de aceeasi boala. Aceasta se datoreaza mai multor factori: varsta, sex, boala, interactiuni medicamentoase.

Noi descoperiri in domeniu au evidentiat ca orice cale de metabolizare a medicamentlor poate prezenta variatii genetice, iar aceste variatii sunt frecvente si au incidente diferite.

Tinand cont de prezenta semnificativa a polimirfismelor genetice (proprietatea unor specii de a exista sub mai multe aspecte morfologice) in populatiile umane, s-a abordat ideea ca dezvoltarea farmacogeneticii in farmacogenomica ar putea aduce pe viitor reale beneficii, permitand fiecarui individ sa aiba acces la o medicatie  personalizata.

Bolile neurogenerative

Sunt afectiuni neurologice cauzate de pierderea progresiva a neuronilor. In functie de regiunea afectata si de prezenta uneor merkeri celulari si moleculari, se deosebesc mai multe tipuri de boli neurogenerative.

Cele mai frecvente afectiuni de acest gen sunt reprezentate de boala Alzheimer si Parkinson care se intalnesc indeosebi la persoanele invarsta. Alte forme mai rare sunt boala Huntingon, scleroza laterala amiotrofica, artrofia musculara spinala, etc.

Boala Alzheimer afecteaza 5% din persoanele trecute de 65 de ani si se caracterizeaza prin artrofie cortica;a (pierderea neuronilor) si deterioarea intelectuala lenta dar progresiva pana la dementa.

Impactul psihosocial al bolilor genetice

Impactul psihosocial si consecintele bolilor genetice este important de remarcat. Bolile genetice sunt numeroase peste tot in lume. Se cunosc in prezent peste 10.000 de boli determinate sau conditionate genetic; au o mare diversitate si se raspandesc in aproape toate specialitatile medicale.

Bolile genetice sunt frecvente mai ales la nou-nascuti. In fiecare an, se nasc in Romania cca. 7500 de copii cu anomalii congenitale, boli monogenetice sau cromosomice si alti 10.000 vor face o afectiune in cursul vietii pana la varsta de 25 ani.

Bolile genetice nu numai ca au o contributie majora la cresterea morbiditatii si mortalitatii in randul copiilor, dar ele reprezinta un factor psihosocial de adaptare si acceptare.

Incidenta bolilor genetice

Bolile genetice au o contributie majora la mortalitatea infantila si morbiditate in general. Mai putin de un secol, bolile produse de cauze negenetice ( malnutritie, infectii, conditii insalubre, etc) erau cazuza majoritatii deceselor in randul copiilor.Astazi, in secolul XX, sanatatea publica s- imbunatatit ca si efect, mortalitatea infantila s-a redus, dar bolile genetice au devenit o cauza majora a deceselor la copii.

Aproape 50% din avorturile spontane din trim.I sunt determinate de anomalii crmosomice. Aproximativ 2-3% din nou nascuti au o anomalie congenitala majora, iar altii 2% din nou-nascuti au o anomalie cromosomica sau boala monogenetica.

Bolile genetice

Bolile genetice includ o serie de afectiuni determinate de mutatii genetice si anomalii cromosomice, dar genetica medicala include in sfera de actiune si blile multifactoriale conditionate genetic sau cu predispozitie genetica (exprimata prin herisabilitate) , mai mare de 50% (majoritatea malformatiilor izolate, bolile comune ale adultului si numeroase forme de cancer).Mutatiile reprezinta insa o cauza majora de boala sau predispozitie de boala. Bolile genetice cuprind bolile cromosomiale (anomaliile cromosomilor), bolile monogenetice ( mutatia unei gene), bolile multifactoriale (factorii ereditari si factorii de mediu), bolile cu mutatii somatice (erori de replicare ADN).

Conceptii gresite despre afectiunile ereditare

Se crede ca absenta altor cazuri de boala in familie inseamna ca boala nu este genetica, ereditara si invers; orice boala familiala este genetica.

Se crede, de asemenea ca orice afectiune congenitala este si genetica. Toate bolile sunt ereditare in sensul transmiterii.

Traumele mentale sau psihice in decursul sarcinii prosuc malformatii la fat. Toate bolile genetice se crede ca sunt netratabile.

Daca in familie exista doar femei sau barbati afectati, boala are transmitere legata de un cromosom sexual. Toate bolile genetice pot fi detectate prin analiza cromosomiala.

Scolioza

Este o afectiune a  coloanei vertebrale cand deviatia acestei este mai mare de 10 grade. Coloana vertebrala se curbeaza  de obicei in forma literei S sau C. In acest sesns, coloana vertebrala poate fi rasucita (rotata in jurul axului sau).

In mod obisnuit, scolioza apare in mijlocul spatelui (coloana toracica) sau in parrea de jos (coloana lombara). Scolioza este o boala comuna destul de raspandita dar ea apare mai mult la femei decat la barbati.

Defecte de vedere la culori

Incapacitatea ereditara a perceperii culorilor rosu se numeste protanopie (P), iar a culorii verde este numita denteranopie (D). Perceperea alterata a culorii rosu este numita protanomalie (PA), iar a culorii verde, denteranomalie (DA).

S-a dovedit ca 8% dintre barbatii d eorigine caucaziana dezvolta un tip sau altul de defecte ale culorilor rosu sau verde; frecventa lor la femei fiind mult mai mica 1:150.

Defectele de bedere ale culorilor rosu (P si PA) sau verde (D si DA) sunt transmise ereditar si recesiv legat de cromosomul X. Acest fapt explica frecventa crescuta a acestei afectiuni la sexul masculin.

Retinita pigmentara

Reprezinta un grup de afectiuni ereditare in care anomaliile fotoreceptorilor oculari (conuri si bastonase) sau ale epiteliului pigmentar retinian duc la pigmentarea progresiva a vederii.

Ca si manifestari clinice, retinita pigmentara presupune o adaptare defectuoasa la intunerec, cecitate nocturna, ulterior limitare progresiva a campului vizual periferic (vedere in tunel), cu pastrarea acuitatii vizuale centrale.

Sunt indicate in acest sens : anamneza familiala (antecedentele familiale) pe cel putin trei generatii si examinarea clinica si oftalmologica (pentru formele sindromice). Degenerarea retiniana se trateaza cu vitamina A.

Distrofia musculara Duchene

Distrofia musclara sau miopatia este o boala recisiva legata de cromosomul X care afecteaza majoritatea baietilor la varsta de 3-4 ani. Boala se caracterizeaza prin aparitia precoce a unei slabiciuni musculare, deficitul motor creste progresiv si baietii afectati sunt de obicei invalizi la 10 ani decedand prin insuficienta respiratorie catre 20 de ani.

O forma mai putin severa insa de miopatie, cu debut mai tarziu si cu o durata de viata mai lunga este distrofia musculara Becker, considerata o forma alelica.

Mucoviscidoza, o maladie misterioasa

Mucoviscidoza sau fibroza chistica este printre cele mai frecvente boli autosomal recesive in populatiile de origine caucaziana. Boala se caracterizeaza chimic prin secretii reduse si vascoase ale pancreasului instenstinal care produce insuficienta pancreatica si malnutritie cronica.

Glandele sudoripare sunt de asemenea afectate, provocandu-se un nivel crescut al clorului in transpiratie. Problema cea mai grava o reprezinta insa obstructia cronica a bronsiolelor (=cai de transport ale aerului in plamani) prin mucus vascos si infectii pulmonare recidivante, care in 90% din cazuri provoaca decese.

Diabetul zaharat

Reprezinta un grup heterogen de afectiuni caracaterizate prin hiperglicemie cronica si afecteaza cca. 6% din populatia tarilor dezvoltate.

Diabetul zaharat are o etiologie complexa si neclara care implica actiunea mai multor gene ce determina susceptibilitatea la diabet, precum si a unor factori de mediu declansatori.

Diabetul zaharat este o alta boala multifactoriala cu un factor de risc major pentru bolile cardovasculare, acidente cerebrale, cecitate si nefropatie.

Astmul bronsic

Este o boala pulmonara obstructiva reversibila care se asociaza cu hiperactivitate bronsica si cu inflamarea cailor aeriene. Incidenta astmului variaza la diferite populatii de la 5% la 10%, fiind mai frecvent in randul  copiilor.

Astmul bronsic este, de asemenea, o boala multifactoriala: alergeni, poluanti, infectii virale care declanseaza boala la persoanele susceptibile.

Participarea unor factori genetici cae determina predispozitia la astm si atopie, este sustinuta de caracterul familial frecvent al bolii.

Hemofilia A

Este o tulburare a coalgularii sangelui legata de cromosomul X si este determinata de o deficienta a factorului VIII plsmatic al coagularii. Factorul VIII al coagularii sangelui are rolul de cofactor al factorului IX, o proteaza care regleaza activitatea factorului X.

Hemofilia este o afectiune care se intalneste cel mai des la persoanele de sex masculin, femeile fiind doar purtatoare ale acestei boli.

Boala este caracterizata de hemoragii la traumatisme minime care pot persista pe o durata relativ mare si care duc la formarea de hematoame (=tumori ce contin sange inchegat) la nivelul tesuturilor moi, precum si a hemoragiilor intraarticulare care evolueaza spre artoza.

Boala coronariana

Este o boala comuna la adulti, mai exact este o bola multifactoriala. Ea reprezinta una dintre cauzele principalede morbiditate (3%) si mortalitate in tarile dezvoltate, fiind reprezentata de leziunile aterosclerotice la nivelul arterelor coronare.

Riscul de producere a bolii coronariene est influnetat de o serie de factori: colesterolul ridicat, fumatul, consumul excesiv de alcool, inactivitatea, precum si hipertensiunea diabetului zaharat, hiperlipidemiile.

Numeroase studii efectuate in ultimii ani au demonstrat ca o contributie importanta o are si etimologia genetica a persoanei.