Genetische aandoeningen: definitie, oorzaken, lijst van zeldzame en veelvoorkomende ziekten

De blauwdruk voor levende organismen is opgenomen in de genetische code gevonden in de kernen van cellen. De DNA-dubbele helix-moleculen van de chromosomen bestaan ​​uit gecodeerde instructies waarmee cellen de eiwitten en andere stoffen kunnen produceren die nodig zijn voor het leven.

Wanneer het DNA beschadigd is of fouten in de code bevat, kunnen cellen sommige van de benodigde materialen niet produceren. of ze produceren de verkeerde soort en veroorzaken genetische aandoeningen, genetische ziekten of speciale genetische voorwaarden.

Dergelijke genetische aandoeningen kunnen vele oorzaken hebben.

DNA-moleculen kunnen worden beschadigd door omgevingsfactoren, of ze kunnen verkeerd repliceren tijdens celdeling. Sommige genetische aandoeningen worden geërfd, terwijl andere zich ontwikkelen als gevolg van interne factoren en invloeden van levensstijl of blootstelling aan toxines of straling.

Soms is de fout klein met slechts één gecodeerd element dat niet op zijn plaats is, terwijl in andere gevallen hele chromosomen kunnen ontbreken. In elk geval resulteert een specifieke genetische aandoening of genetische ziekte.

Een genetische aandoening is een abnormale aandoening die wordt veroorzaakt door een fout in de genetische code. De DNA-sequenties die het genoom van een organisme vormen, moeten volledig correct zijn, anders werken de biologische processen die afhankelijk zijn van de gecodeerde instructies niet goed. Sommige fouten zijn niet belangrijk, maar enkele veroorzaken de meest voorkomende genetische ziekten en vele kunnen verantwoordelijk zijn voor zeldzame genetische aandoeningen.

Cellen controleren vaak hun DNA op fouten, vooral voordat ze gaan delen. Door deze veiligheidsmaatregelen zijn zelfs de meest voorkomende genetische aandoeningen relatief zeldzaam, maar hun voorkomen in de algemene bevolking betekent dat de DNA-controles en redundantie niet zijn onfeilbaar.

Een genetische afwijking houdt in dat bij het uitlezen van de DNA-sequentie die de fout bevat, de verkeerde instructies worden uitgevoerd. Als de cel zich realiseert dat er een probleem is, wordt het materiaal dat in de sequenties is gecodeerd, mogelijk helemaal niet geproduceerd. Als er duplicaten zijn of extra chromosomen aanwezig zijn, kan er overtollig materiaal worden geproduceerd.

Typische genetische afwijkingen zijn onder meer:

• Een enkele nucleotide in een DNA-sequentie kan ontbreken of misvormd zijn.
• Enkele nucleotiden of DNA-sequenties kunnen worden gedupliceerd.
• Er kunnen delen van een DNA-sequentie ontbreken.
• Chromosomen kunnen misvormd zijn.
• Er kunnen hele chromosomen ontbreken.
• Een organisme kan een extra chromosoom hebben.

Wanneer een gen wordt gebruikt om de cel instructies te geven over hoe een benodigde organische verbinding te produceren, a transcriptiemechanisme maakt een RNA-kopie van het gen. De RNA kopie verlaat de kern en gebruikt de celorganellen zoals ribosomen om de organische verbinding te synthetiseren.

Wanneer er een eenvoudige fout is, kan de fout worden gekopieerd, maar wordt de benodigde stof niet geproduceerd. Als een sequentie of chromosoom ontbreekt, transcriptie mechanisme kan de volgorde die het zoekt niet vinden. Als er sprake is van duplicatie of extra DNA, kan het transcriptiemechanisme extra kopieën produceren. In elk geval is de abnormale productie van eiwitten, hormonen en enzymen leidt tot genetische aandoeningen.

De genetische afwijkingen die genetische aandoeningen veroorzaken, variëren van fouten in één gen waarbij slechts één gen abnormaal is, tot complexe, multifactoriële aandoeningen die veel beïnvloedende afwijkingen hebben.

Sommige genetische ziekten zijn aandoeningen van één gen die worden veroorzaakt door een simpele fout in de genetische code. De oorzaak van deze ziekten is vaak terug te voeren op het brongen, maar de oorzaken van andere genetische ziekten zijn zo complex dat het vinden van het volledige patroon van genetische afwijkingen is uitdagend.

De oorzaken van deze genetische afwijkingen zijn onder meer:

• Erfenis. Een genetische afwijking kan worden doorgegeven van ouders op nakomelingen.
• Genmutaties. Een verandering in DNA-sequenties kan spontaan gebeuren tijdens celdeling of door externe factoren zoals medicijnen of chemicaliën.
• Schade. DNA-sequenties kunnen worden verstoord door omgevingsfactoren zoals straling of toxines.
• Mitose. Chromosomen scheiden mogelijk niet goed, waardoor sequenties of chromosoomsegmenten ontbreken.
• Meiosis. Tijdens de aanmaak van zaad- en eicellen zijn de chromosomen ongelijk verdeeld, waardoor er extra of ontbrekende chromosomen in de bevruchte eicel ontstaan.

De oorzaken van genetische afwijkingen kunnen worden onderverdeeld in twee klassen: erfelijke defecten en defecten veroorzaakt door omgevings- en gedragsinvloeden. Dit laatste kan effecten omvatten zoals vervuiling of levensstijleffecten zoals roken, drugsgebruik en dieet. Deze effecten kunnen zich ophopen naarmate een organisme ouder wordt.

• Syndroom van Down. De chromosomale aandoening heeft drie exemplaren van chromosoom 21, trisomie 21 genaamd. Het resulteert in een verstandelijke beperking met karakteristieke plooien rond de ogen en plattere en rondere gezichten.
• Taaislijmziekte. De aandoening is te wijten aan een defect enkel gen, het CFTR-gen op chromosoom 7. Het defecte gen resulteert in de productie van overmatig stroperige slijmafscheidingen, wat problemen in de longen veroorzaakt.
• Syndroom van Klinefelter. Het syndroom wordt veroorzaakt door een extra X-chromosoom bij mannen, waardoor XXY-chromosomen ontstaan. Het defect resulteert in kleine testikels, onvruchtbaarheid en milde ontwikkelingsachterstanden.
• Sikkelcelziekte. Erfelijke mutaties in de genen voor hemoglobine resulteren in bloedcellen die een smalle, sikkelvorm hebben in plaats van de normale ronde vorm. De aandoening resulteert in kortademigheid, maar kan ook resistentie tegen malaria veroorzaken.
• De ziekte van Huntington. Een chromosomaal defect op chromosoom 4 veroorzaakt vroege en progressieve dementie.
• Hartafwijkingen en ziekte. De aandoening bestaat uit een multifactoriële ziektegroep die mogelijk genetische componenten heeft geërfd, evenals omgevings- en levensstijlinvloeden.
• Fragiele X-syndroom. Dubbele sequenties in het X-chromosoom leiden tot leerstoornissen.
• Hemofilie. Erfelijke defecte genen op het X-chromosoom leiden tot een tekort aan stollingsfactoren in het bloed. Hemofiliepatiënten kunnen overmatig bloeden, zelfs door kleine snijwonden.

• Borstkanker gen. Erfelijke mutaties in de BRCA1- en BRCA2-genen beïnvloeden de productie van tumorsuppressoreiwitten en verhogen het risico op borstkanker.
• Larsen-syndroom. Mutatie van het FLNB-gen beïnvloedt de vorming van collageen en resulteert in abnormale botgroei.
• Osteogenese imperfecta. Een defect in een gen dat collageen produceert, wordt soms overgeërfd en soms spontaan ontwikkeld. Het veroorzaakt broze botten.
• Proteus-syndroom. Een mutatie in het AKT1-gen produceert overproductie van groeifactor-enzymen die leiden tot abnormaal hoge groeisnelheden in huid, botten en sommige weefsels.
• Marfan syndroom. Een erfelijk defect gen dat verantwoordelijk is voor de productie van fibrilline, veroorzaakt defect bindweefsel dat de ogen, huid, hart, zenuwstelsel en longen aantast.
• Turner syndroom. Een ontbrekend of gedeeltelijk afwezig X-chromosoom bij vrouwen leidt tot de ontwikkeling van speciale gezichtskenmerken, lage groei en steriliteit.
• Tay-Sachs ziekte. Een gemuteerd HEXA-gen dat verantwoordelijk is voor een enzym dat cruciaal is voor de ontwikkeling van hersenen en zenuwcellen, resulteert in een progressieve verslechtering van de mentale en spiercontrolefuncties.
• SCID (ernstige gecombineerde immunodeficiëntie). Een groep van maximaal 13 gemuteerde genen beïnvloedt de immuunrespons, waardoor mensen met de aandoening vatbaarder worden voor infecties.

Veel van de genetische aandoeningen kunnen worden gediagnosticeerd, maar niet worden behandeld, omdat de functies van de onderliggende genen niet volledig bekend zijn. Wanneer behandeling mogelijk is, kunnen de organische stoffen die normaal door de defecte genen worden geproduceerd, worden vervangen en kunnen patiënten een normaler leven leiden. Het relatief nieuwe gebied van gentherapie verkent en voegt voortdurend nieuw onderzoek toe aan dit soort behandelingen.