อะฮ่า....,มาดูโรคพันธุกรรมที่มีการถ่ายทอดแบบเมนเดลกันก่อนมั๊ย

  โพสเมื่อ 2009-10-06 00:19:13 โดย waiwaina
 

โรคพันธุกรรมที่มีการถ่ายทอดแบบเมนเดล

                   ยุคแห่งพันธุศาสตร์มนุษย์ นับได้ตั้งแต่ปลายปี .. 2513  จนถึงปัจจุบัน ซึ่งมีเทคนิคใหม่ในการบำบัดรักษาโรคพันธุกรรม เช่น การใช้ยีนบำบัด การวินิจฉัยก่อนคลอด เป็นต้น  วิวัฒนาการด้านพันธุศาสตร์มนุษย์ยังคงต้องเกี่ยวข้องกับความรู้สาขาอณูพันธุศาสตร์ด้านการแพทย์  อย่างไรก็ตามความรู้พื้นฐานด้านพันธุศาสตร์ที่รายงานโดยเมนเดล ในปี .. 2308 (ซึ่งใช้เวลานานถึง 35 ปี ต่อจากนั้น จึงได้รับการยอมรับ)  ซึ่งค้นพบจากการทดลองในพืชสามารถนำไปใช้อธิบายการถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมของคนได้ โดยเฉพาะในลักษณะพันธุกรรมที่ถูกควบคุมด้วยยีนเดี่ยว (single gene) ซึ่งหมายถึงลักษณะใดๆ ที่ปรากฎของสิ่งมีชีวิต โดยที่ลักษณะนั้นๆ ถูกควบคุมด้วยยีนเดี่ยวหรืออาจเรียกลักษณะถ่ายทอดแบบเมนเดล (Mendelian trait หรือ simple  trait หรือ single gene trait) เช่นลักษณะการม้วนลิ้นได้/ม้วนลิ้นไม่ได้ ลักษณะหูมีติ่ง/หูไม่มีติ่ง ลักษณะนิ้วก้อยตรง/นิ้วก้อยงอ  ลักษณะเส้นผมตรง/เส้นผมหยิกขอด ลักษณะคางไม่บุ๋ม/คางบุ๋ม {ลักษณะแรกเป็นลักษณะด้อย (recessive trait) ลักษณะหลังเป็นลักษณะเด่น (dominant trait)} เป็นต้น ซึ่งลักษณะเหล่านี้เป็นลักษณะที่ไม่ใช่โรค (normal) เป็นลักษณะปกติที่พบในคน สำหรับลักษณะปรากฏที่แสดงอาการของโรคและถูกควบคุมด้วยยีนเดี่ยวที่มีแบบแผนการถ่ายทอดเป็นไปตามกฎเมนเดลอาจแบ่งได้เป็น 4 ประเภทหลักๆ ได้แก่ (1) การถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมแบบยีนด้อยบนออโทโซม (autosomal recessive inheritace) (2) การถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมแบบยีนเด่นบนออโทโซม (autosomal dominant inheritance)  (3) การถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมแบบยีนด้อยบนโครโมโซม X (X-linked recessive inheritance) (4) การถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมแบบยีนเด่นบนโครโมโซม X (X-linked  dominant inheritance)     แต่ละประเภทของการถ่ายทอดมีลักษณะจำเพาะและสามารถนำมาใช้ในการทำนายลักษณะพันธุกรรมของโรคนั้นๆได้ ข้อมูลเหล่านี้มีความสำคัญต่อสมาชิกครอบครัวและแพทย์  ในการที่จะทราบสถานภาพของการเป็นพาหะของโรค  การวินิจฉัยก่อนคลอด และการถ่ายทอดลักษณะโรคสู่รุ่นลูก    แบบแผนการถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมที่เป็นไปตามกฎเมนเดลมีรายละเอียดสำหรับการวิเคราะห์ดังนี้ 

1. การถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมแบบยีนด้อยบนออโทโซม

โรคพันธุกรรมที่มีการถ่ายทอดแบบยีนด้อยบนออโทโซม     มีอัตราอุบัติการณ์ของโรคแตกต่างกันไป ดังแสดงในตารางที่ 1  เช่นโรคโลหิตจางชนิดซิกเกิ้ลเซลล์ (Sickle cell anemia) มีอุบัติการณ์ 1 : 650 ในคนผิวดำที่อาศัยในประเทศสหรัฐอเมริกา ความผิดปกติเกิดที่ยีนเบต้าโกลบิน

เพดิกรีและลักษณะจำเพาะ

          คนที่เป็นโรคพันธุกรรมที่มีการถ่ายทอดแบบยีนด้อยบนออโทโซมจะต้องมียีนที่เป็นโรคอยู่ในสภาวะโฮโมโซกัส (ทั้งสองอัลลีล) ดังแสดงในแผนผังที่ 1  เพดิกรีจำเพาะของลักษณะนี้  ในลูกคนที่ 1 เพศหญิง และลูกคนที่ 2 เพศชาย ของรุ่นที่ 4 มีโฮโมโซกัสของอัลลีลที่เป็นโรค (อัลลีล A) จึงแสดงอาการของโรค หลักเกณฑ์ในการวิเคราะห์การถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมแบบยีนด้อยบนออโทโซมมี 4 ข้อหลักๆ ดังนี้1.    โดยเฉลี่ยแล้ว 25% ของรุ่นลูกจะมีโอกาสเป็นโรคถ้าคู่สมรสอยู่ในสภาวะเฮเทโรไซกัส (ไม่เป็นโรค) กล่าวคือ 25% มีจีโนไทป์ AA (=เป็นโรค) 50% มีจีโนไทป์ AB (=พาหะ)   อีก 25% มีจีโนไทป์ BB (=ไม่เป็นโรค/ไม่เป็นพาหะ)2.    ลักษณะอาการโรคปรากฎในกลุ่มพี่น้อง (siblings) และเครือญาติ (cousins) มากกว่าที่จะปรากฎในรุ่นพ่อแม่และรุ่นลูก หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งไม่พบคนเป็นโรคในทุกรุ่น   นั่นเอง แต่พบข้ามรุ่น 3.    โอกาสเกิดโรคจะมากขึ้นถ้าพ่อแม่เป็นเครือญาติกัน และมีบรรพบุรุษร่วมกันเนื่องจากทั้งพ่อและแม่ของคนเป็นโรคจะต้องมีอัลลีลที่เป็นโรค4.    ทั้งเพศชายและหญิงมีโอกาสเท่าๆ กันที่จะเป็นโรค ตารางที่ 1  โรคพันธุกรรมที่มีการถ่ายทอดแบบยีนด้อยบนออโทโซม
โรคพันธุกรรมยีนผิดปกติอัตราการเกิดโรค
Sickle cell anemiab-Globin 1/650 Blacks (in USA)
Cystic fibrosisTransmembraneConductase regulator1/2500 Whites
Tay-Sachs diseaseHexosaminidesa A1/300 Ashkenazi Jews
Gaucher diseaseb-Glucosidase1/600  Ashkenazi Jews
PhenylketonuriaPhenylalanine hydroxylase1/12000
Severe combinedimmunodeiciency diseaseAdenosine deaminaseExtremely rare
แผนผังที่ 1  เพดิกรีจำเพาะของการถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมแบบยีนด้อยบนออโทโซม (Typical       autosomal recessive pedigree)

1               2            3               4                5   
AB             AB         AB           BB        AB           BB        BB
1              2           3              4          5              6          7          
1                        2
BB                   AB
 AA            AA              AB           BB          AB

 BB            AB           AB          BB          AB
1              2               3              4             5
II
III
I
IV
         
  
Unaffected parent (AB=พาหะ)
 GametesAB
Unaffected parent (AB=พาหะ)AAAAB
BABBB
หมายเหตุ: ส่วนที่แรเงาเป็นจีโนไทป์ของรุ่นลูกและเป็นโรคที่มา: Hoffee, P.A.  (1999) Quick look genetics หน้า 58 2.  การถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมแบบยีนเด่นบนออโทโซม           โรคพันธุกรรมที่มีการถ่ายทอดแบบยีนเด่นบนออโทโซมแบ่งได้เป็นหลายประเภทขึ้นกับชนิดของมิวเทชั่น เช่น Huntington disease มียีนผิดปกติชื่อ Humtingtin มีอัตราอุบัติการณ์ประมาณ 1 ต่อเด็กแรกเกิดมีชีพ 10,000 คน โรค Myotonic dystrophy  มียีนผิดปกติคือ Protein kinase อัตราเกิดโรค 1:1,000 เช่นกัน เป็นโรคที่มีสาเหตุจากมิวเทชั่นแล้วทำให้การผลิตโปรตีนของยีนนั้นเปลี่ยนแปลงไป ในขณะที่โรค Familial hypercholesterolemia ยีนผิดปกติคือ Low-density lipoprotein อัตราเกิดโรค 1 : 500 เกิดจากมิวเทชั่นที่ทำให้ผลผลิตของยีนไม่เพียงพอ (haploinsufficiency) นอกจากนั้นยังมีโรคอื่นๆ ที่จะส่งผลให้เกิดการพัฒนาเป็นมะเร็ง  ซึ่งมีสาเหตุจากยีนป้องกันมะเร็ง (tumor suppressor gene) เกิดมิวเทชัน เช่นโรคมะเร็งเต้านมระยะต้น (Early-onset breast cencer) มียีนผิดปกติคือ BRCA1 มีอัตราการเกิดโรค 1 : 200 เป็นต้น (ตารางที่ 2) 

เพดิกรีและลักษณะจำเพาะ

คนที่เป็นโรคพันธุกรรมที่มีการถ่ายทอดแบบยีนเด่นจะมีเพียงอัลลีลเดียวที่เป็นโรค (อัลลีลA) มีจีโนไทป์เป็น AB หรือ AA ในขณะที่คนปกติมีจีโนไทป์เป็น BB ดังนั้นเมื่อพ่อหรือแม่คนใดคนหนึ่งเป็นโรคพันธุกรรมชนิดนี้โอกาสเสี่ยงที่ลูกจะเป็นโรคมีมากถึง 50% เนื่องจากส่วนใหญ่ของคู่แต่งงานที่เป็นโรคมักมีจีโนไทป์เป็นเฮเทโรไซโกต (AB) แต่งงานกับคนปกติซึ่งมีจีโนไทป์เป็น BB (แผนผังที่ 2) อาจพบคู่แต่งงานเป็น AB ทั้งคู่ได้ แต่โอกาสพบน้อยมาก ทั้งนี้เนื่องจากโอกาสที่คู่อัลลีล ปกติ (BB) ในประชากรเดิม จะเกิดมิวเทชั่นเป็น AA ทั้งสองอัลลีลนั้นเป็นไปได้ยาก  ลักษณะจำเพาะของการถ่ายทอดแบบยีนเด่นบนออโทโซมมี 4 ข้อหลักๆ ได้แก่1.    เมื่อคู่แต่งงานคนใดคนหนึ่งเป็นโรค โอกาสเสี่ยง 50% ที่ลูกจะเป็นโรคนั้นคือสัดส่วนที่จะให้ลูกที่เป็นโรคต่อลูกปกติเท่ากับ 1:1 โดยที่ลูกที่เป็นโรคจะถ่ายทอดยีนผิดปกติให้ลูกในรุ่นต่อๆ ไป 2.    คนที่เป็นโรค มีปรากฎในทุกรุ่นเนื่องจากคนที่เป็นโรคมีอัลลีลเป็นโรคเพียงอัลลีลเดียว3.    คนที่ไม่เป็นโรคไม่มียีนที่เป็นโรค ดังนั้นจะไม่สามารถถ่ายทอดโรคให้กับรุ่นต่อๆไป4.    เพศชายและหญิงมีโอกาสเป็นโรคได้เท่าๆ กัน แผนผังที่ 2 ลักษณะเพดิกรีจำเพาะของการถ่ายทอดพันธุกรรมแบบยีนเด่นบนออโทโซม (Typical      autosomal dominant pedigree)

1            2          3            4             5           6          7          
AB         BB       AB        AB          BB           BB        BB
1           2               3          4            5           6          7         8
1                        2
BB                   AB
 BB       AB             BB       AB       BB           BB       BB       BB

I
II
III
         
  
Affected parent (AB; เป็นโรค)
 GametesAB
Unaffected parent (BB)BABBB
(ไม่เป็นโรค)BABBB
หมายเหตุ: ส่วนที่แรเงาเป็นจีโนไทป์ของรุ่นลูกและเป็นโรคที่มา: Hoffee, P.A. (1999) Quick look genetics หน้า 64   ตารางที่ 2  ชื่อโรคและยีนผิดปกติที่มีการถ่ายทอดแบบยีนเด่นบนออโทโซม          (Autosomal dominant inherited disorders)
DisorderProtein alteredFrequency
Change of  function  
Huntington diseaseHuntingtin1/10,000
Myotonic dystrophyProtein kinase1/10,000
Osteogenesis ImperfectaCollagen1/10,000
Haploinsufficiency  
Familial hypercholesterolemiaLow-density lipoprotein1/500
Predisposition to developing cancer  
RetinoblastomaPRB1/15,000
Li-Fraumeni syndromep53Rare
Early-onset breast, ovarian  prostate, colon cancerBRCA11/200
Early-onset breast cancerBRCA21/200
Colon cancer (FAP)APC1/7000
Colon cancer (HNPCC)MSH-2, MLH-1, PMS-1, PMS-2, and GTBP1/500
Neurofibromatosis 1Neurofibromin (GTPase)1/400
Neurofibromatosis 2Merlin/schwannomin1/40,000
Note: FAP = Familial adenomatous polyposis;  HNPCC = hereditary nonpolyposis colon cancer; GTPase = guanosine triphosphatase
ที่มา: Hoffee, P.A. (1999) Quick look genetics หน้า 64 3. การถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมแบบยีนด้อยบนโครโมโซม X           มีลักษณะจำเพาะที่แตกต่างกันระหว่างการถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมบนโครโมโซม X กับบนออโทโซม เนื่องจากการมีโครโมโซม X จำนวน 2 แท่งสำหรับเพศหญิง และในเพศชายมีเพียงแท่งเดียว โรคพันธุกรรมที่มีการถ่ายทอดแบบยีนด้อยบนโครโมโซม X จะมีมากกว่าแบบยีนเด่นบนโครโมโซม X  ตัวอย่างโรคที่มีการถ่ายทอดแบบยีนด้อยบนโครโมโซม X ที่พบได้บ่อย เช่น ฮีโมฟิเลียเอ (Hemophilia-A), ฮีโมฟิเลียบี (Hemophilia-B), กล้ามเนื้อลีบดูเชน (Duchenne muscular dystrophy), Fragile-X syndrome, โรคสังข์ทอง (Anhidrotic ectodermal dysplasia), Icthyosis simplex, Ocular albinism, G-6PD deficiency, ตาบอดสีเขียว-แดง (Red-green color blindness) เป็นต้น สำหรับลักษณะเพดิกรีจำเพาะของการถ่ายทอดแบบนี้แสดงในแผนผังที่ 3              และมีคุณลักษณะจำเพาะ 4 ประการหลักๆ ได้แก่1.    ไม่มีการถ่ายทอดลักษณะเป็นโรคจากพ่อสู่ลูกชาย2.    ลูกสาวทุกคนของพ่อที่เป็นโรคจะเป็นพาหะของโรค3.    เมื่อแม่เป็นพาหะของโรคจะถ่ายทอดยีนเป็นโรคสู่ลูกชาย 50% ซึ่งจะเป็นโรคและอีก 50% สู่ลูกสาวซึ่งจะเป็นพาหะ4.    ส่วนใหญ่ของโรคที่มีการถ่ายทอดแบบนี้  เพศหญิงจะเป็นพาหะของโรค (สภาวะเฮเท-โรไซโกต) ดังนั้นเพศชายจะมีโอกาสเป็นโรคได้มากกว่าเพศหญิง5.    ในครอบครัวที่มีชายเป็นโรคมักจะเป็นญาติกับหญิงที่เป็นพาหะแผนผังที่ 3 เพดิกรีจำเพาะของโรคที่มีการถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมแบบยีนด้อยบนโครโมโซม X (Typical X-linked recessive pedigree)

1                       2

A           BB        BB         AB           B          B
          I              

B                       AB

  

1          2            3              4            5          6

          II  

AB       AB       B                         A             BB  

1         2       3                           4              5
          III หมายเหตุ: โลกัสที่เป็นโรคมีอัลลีล A และ B; A เป็นอัลลีลที่เป็นโรค  ดังนั้นเพศหญิงจึงมีจีโนไทป์เป็น AA หรือ AB หรือ BB (ไม่เป็นโรค) ชายจึงมี hemizygous genotype เป็น A หรือ B ได้ที่มา: Hoffee, P.A. (1999) Quick look genetics หน้า 78           อย่างไรก็ตามอาจเขียนสัญลักษณ์อัลลีลอยู่บนโครโมโซมเพศได้ดังนี้ เช่น โรคตาบอดสีเขียว-แดง ซึ่งถูกควบคุมด้วยยีนด้อย "c" สัญลักษณ์ตาปกติถูกควบคุมด้วยยีนเด่น "C" บนโครโมโซม X             ถ้าคู่แต่งงานเป็นชายตาบอดสี (XcY) กับหญิงปกติที่ไม่เคยมีญาติเป็นโรคนี้มาก่อน (XCXC) จะได้ลูกทุกคนมีตาปกติไม่บอดสี (XCXc ลูกสาวตาปกติ, XCY ลูกชายตาปกติ) แต่ถ้าหญิงตาบอดสี (XcXc) แต่งงานกับชายปกติ (XCY) จะได้ลูกชายทุกคนตาบอดสี (XcY) และลูกสาวทุกคนตาปกติ (XCXc)   4. การถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมแบบยีนเด่นบนโครโมโซม X           ลักษณะเฉพาะของการถ่ายทอดแบบนี้ที่เหมือนกันกับการถ่ายทอดแบบยีนด้อยบนโครโมโซม X คือไม่มีการถ่ายทอดลักษณะเป็นโรคจากพ่อสู่ลูกชาย โรคพันธุกรรมแบบนี้พบน้อย เช่น Vitamin D-resistant rickets, Ornithine transcarbamylase, Hypertrichosis (ขนยาวรุงรังตามตัวและใบหน้า), Defective enamel (ฟันเป็นสีน้ำตาล) เป็นต้น ลักษณะเพดิกรีจำเพาะของการถ่ายทอดแบบนี้แสดงในแผนผังที่ 4 และมีคุณลักษณะ 5 ประการหลักๆ ดังนี้1.    ไม่มีการถ่ายทอดลักษณะเป็นโรคจากพ่อสู่ลูกชาย2.    พ่อที่เป็นโรคจะให้ลูกสาวทุกคนเป็นโรค3.    แม่ที่เป็นโรคและมีสภาวะเฮเทโรไซโกต จะให้ลูกที่เป็นโรคประมาณ 50% แต่แม่ที่เป็นโรคในสภาวะโฮโมไซโกตจะให้ลูกทุกคน (100%) เป็นโรค4.    เพศหญิงมีโอกาสเป็นโรคได้เป็นสองเท่าของเพศชาย5.    ลักษณะของโรคจะถ่ายทอดไปทุกรุ่น ลักษณะเพดิกรีของโรคที่มีการถ่ายทอดแบบยีนเด่นบนโครโมโซม X จะคล้ายคลึงกับเพดิ-กรีของโรคที่มีการถ่ายทอดแบบยีนเด่นบนออโทโซม จึงอาจจำแนกออกจากกันได้ยากหากพิจารณาเฉพาะเพดิกรี ต้องใช้การทำแผนที่ของยีนที่สงสัยว่าเป็นสาเหตุก่อโรค (mapping distance of candidate gene)ตัวอย่างการเขียนสัญลักษณ์และจีโนไทป์ของหญิงที่เป็นโรคซึ่งมีอัลลีลได้ทั้งที่อยู่ในสภาวะเฮเทโรไซโกต (XAXa) และโฮโมไซโกต (XAXA)  {a เป็นอัลลีลปกติ, A เป็นอัลลีลที่เกิดโรค} ดังนั้นจีโนไทป์ของหญิงปกติจะเป็น XaXa  อย่างไรก็ตามส่วนใหญ่จะพบหญิงที่เป็นโรคอยู่ในสภาวะเฮเทโรไซโกต (XAXa)    เนื่องจากมีโอกาสน้อยมากที่อัลลีลปกติ (a) ทั้งสองอัลลีลในหญิงจะเกิดมิวเทชั่นกลายเป็น XAXA จีโนไทป์ของชายที่เป็นโรคจึงเป็น XAY และชายปกติเป็น XaY 

บทความอื่นในหมวดนี้



กรุณาเข้าสู่ระบบ เพื่อแสดงความเห็นในชื่อของคุณ
 
สมาชิก     รหัสผ่าน   

ความเห็น