Hoe genetische aandoeningen worden geërfd

Genetische aandoeningen zijn precies hoe ze klinken: ziekten veroorzaakt door een mutatie van een gen. Wanneer dergelijke ziekten worden geërfd (in plaats van het resultaat van een willekeurige mutatie), betekent dit dat ze worden doorgegeven aan een kind van een of beide ouders volgens een specifiek patroon van overerving.

Deze patronen worden bepaald door het betrokken gen, of slechts één of beide ouders het gen hebben, op welk chromosoom het zit en andere factoren.De aanwezigheid van een mutatie vertaalt zich niet altijd in de ziekte waarmee het is geassocieerd. De ziekte van Huntington, borstkanker en auto-immuunziekten zijn bijvoorbeeld geassocieerd met specifieke genen, maar een persoon die ze erft, zal deze aandoeningen niet noodzakelijkerwijs ontwikkelen.

Aan de andere kant zullen sommige genetische mutaties, zoals die welke verband houden met hemofilie, de aandoening altijd manifesteren. Bovendien kan de omgeving van invloed zijn op de mate waarin een genmutatie tot uiting komt, wat verklaart waarom in sommige gevallen familieleden met dezelfde genetische mutatie een erfelijke aandoening iets anders kunnen ervaren.

Patronen van overerving

De verschillende overervingspatronen worden toegeschreven aan de Oostenrijkse wetenschapper Gregor Mendel, die ze ontdekte tijdens het werken met doperwtenhybriden in de 19e eeuw. Mendel wordt soms de vader van de moderne genetica genoemd; evenzo worden de overervingspatronen voor ziekten met één gen vaak beschreven als Mendeliaans.

Volgens het werk van Mendel zijn er vijf verschillende overervingspatronen: autosomaal dominant, autosomaal recessief, X-gebonden dominant, X-gebonden recessief en mitochondriaal.

Autosomaal dominant

Bij autosomaal dominante aandoeningen is slechts één kopie van een gemuteerd gen nodig en de kans is even groot dat mannen en vrouwen worden aangetast. Kinderen met een ouder met een autosomaal dominante stoornis hebben 50% kans om de stoornis te erven. Soms zijn deze aandoeningen het gevolg van een nieuwe mutatie en komen ze voor bij mensen zonder familiegeschiedenis.Voorbeelden van autosomaal dominante aandoeningen zijn de ziekte van Huntington en het syndroom van Marfan.

Autosomaal recessief

Bij autosomaal recessieve aandoeningen zijn beide kopieën van een gemuteerd gen – één van elke ouder – aanwezig. Een persoon met slechts één exemplaar wordt drager. Dragers zullen geen tekenen of symptomen van de aandoening hebben. Ze kunnen de mutatie echter wel doorgeven aan hun kinderen.

Als families waarin beide ouders de mutatie voor een autosomaal recessieve aandoening dragen, is de kans dat de kinderen de aandoening hebben als volgt:

• 25% kans om beide mutaties te erven en de aandoening te krijgen
• 50% risico om slechts één exemplaar te erven en drager te worden
• 25% kans om de mutatie helemaal niet te erven

Voorbeelden van autosomaal recessieve aandoeningen zijn cystische fibrose, sikkelcelziekte, de ziekte van Tay-Sachs en fenylketonurie (PKU).

X-gebonden dominant

X-gebonden dominante aandoeningen worden veroorzaakt door mutaties in genen op het X (vrouwelijke) chromosoom. Bij vrouwen, die twee X-chromosomen hebben, is een mutatie in slechts één van de twee exemplaren van het gen nodig om een ​​aandoening te manifesteren. Bij mannen (die één X-chromosoom en één Y-chromosoom hebben) is een mutatie in slechts één kopie van het gen in elke cel voldoende om de aandoening te veroorzaken.

Meestal hebben mannen ernstigere symptomen van een X-link-stoornis dan vrouwen. Een kenmerk van X-gebonden overerving is echter dat vaders deze eigenschappen niet kunnen doorgeven aan hun zonen. Het fragiele X-syndroom is een voorbeeld van een X-gebonden dominante stoornis.

X-gebonden recessief

Bij X-gebonden recessieve aandoeningen komt het gemuteerde gen voor op het X-chromosoom. Omdat mannen één X-chromosoom en één Y-chromosoom hebben, is een gemuteerd gen op het X-chromosoom voldoende om een ​​X-gebonden recessieve aandoening te veroorzaken.

Vrouwen hebben daarentegen twee X-chromosomen, dus een gemuteerd gen op het ene X-chromosoom heeft meestal minder effect op een vrouw omdat de niet-gemuteerde kopie op het andere het effect grotendeels tenietdoet.

Een vrouw met de genetische mutatie op één X-chromosoom is echter drager van die aandoening. Vanuit statistisch oogpunt betekent dit dat 50% van haar zonen de mutatie erven en de aandoening ontwikkelen, terwijl 50% van haar dochters de mutatie erven en drager worden. Voorbeelden van X-gebonden recessieve aandoeningen zijn hemofilie en rood-groen kleurenblindheid.

mitochondriaal

Mitochondriën zijn structuren die organellen worden genoemd en die in elke cel van het lichaam voorkomen waar ze moleculen omzetten in energie. Elk mitochondrion bevat een kleine hoeveelheid DNA: een mutatie van dat DNA is verantwoordelijk voor mitochondriale aandoeningen.

Mitochondriale aandoeningen worden doorgegeven van moeders: alleen vrouwtjes kunnen mitochondriale mutaties delen met hun nakomelingen omdat eicellen mitochondriën bijdragen aan het zich ontwikkelende embryo; zaadcellen niet.

Aandoeningen die het gevolg zijn van mutaties in mitochondriaal DNA kunnen in elke generatie van een familie voorkomen en kunnen zowel mannen als vrouwen treffen. Een voorbeeld van een mitochondriale erfelijke aandoening is Leber erfelijke optische neuropathie, een vorm van plotseling verlies van het gezichtsvermogen.

Andere overervingspatronen

Naast de vijf belangrijkste overervingspatronen zijn er nog een paar andere die soms door genetici worden erkend.

Y-gebonden aandoeningen

Omdat alleen mannen een Y-chromosoom hebben, kunnen alleen mannen worden beïnvloed door Y-gebonden aandoeningen en deze doorgeven. Alle zonen van een man met een Y-gebonden aandoening zullen de aandoening van hun vader erven. Enkele voorbeelden van Y-gebonden aandoeningen zijn Y-chromosoomonvruchtbaarheid en gevallen van Swyer-syndroom waarbij de testikels van een man zich niet normaal ontwikkelen.

codominantie

Codominante overerving omvat een relatie tussen twee versies van een gen. Elke versie van een gen wordt een allel genoemd. Als de allelen die door een ouder worden geërfd niet overeenkomen, zal het dominante allel meestal tot uiting komen, terwijl het effect van het andere allel, recessief genoemd, slapend is. Bij codominantie zijn beide allelen echter dominant en daarom komen fenotypen van beide allelen tot expressie.Een voorbeeld van een codominantieaandoening is alfa-1-antitrypsinedeficiëntie.