Néhány genetikai alapfogalom

Génjeink minden sejtünkben megtalálhatóak. Az emberi test mintegy trillió sejtből épül fel, ezek mindegyike tartalmaz 23 pár kromoszómát, melyekben 2 m hosszú DNS lánc van feltekerve, ezek megközelítőleg 3 billió DNS alegységből (bázisból) épülnek fel. Ez akkora szám, hogy ha megállás nélkül, hangosan fel akarnánk olvasni egy ember összes nukleotidját kb. 83 000 napunkba, azaz 9.5 évünkbe telne.

A bázisokat nukleotidoknak is nevezik. Ezeket úgy is tekinthetjük, mint a genetikai vegykonyha csodálatos „receptkönyvének” betűi. Ez a különleges nyelven írott könyv csak 4 betűt ismer: A (Adenin), C (Citozin), G (Guanin), T (Timin). A receptkönyvben 3 betűs szavakból, úgynevezett kodonokból épülnek a mondatok, azaz a gének. Ezek a mondatok pedig adják a fehérjék elkészítéséhez a receptet. Maga a receptkönyv a kettős DNS szál, ahol egymással szemben fut két nuleotidlánc. A két szemben lévő bázisok párokat alkotnak szigorú szabály szerint, ahol az Adenin csak Timidinnel, a Guanin csak Citozinnal alkothat párt.

Mik is azok a fehérjék, vagy más néven proteinek, amelyeket az előbb említett különleges „receptkönyv” alapján készít a szervezetünk? A protein görög eredetű szó, „prota” azt jelenti: elsődleges fontosságú. Ezek az elsődleges fontosságú, nagy szerves molekulák aminosavakból épülnek fel, melyek láncszerűen sorakoznak egymás mellett, majd a térben különböző formát alkotva helyezkednek el. A fehérjék szervezetünk építőelemei, illetve a különböző élettani folyamatok nélkülözhetetlen részei.

A fehérjemolekulák tehát aminosavakból épülnek fel. A szervezetünk működéséhez szükséges 20 aminosavból csak 12-őt tudunk előállítani, a korábbi hasonlattal élve, csak 12-höz van meg a receptünk, a többi 8 úgynevezett esszenciális aminosavat különböző táplálékokból kell megszereznünk.

Sznipek

Angol nyelvből átvett rövidítés az SNP, melyet „sznip”-nek is ejtenek. Jelentése: Single Nucleotide Polimorphism, azaz egy bázis cseréje a nukleotid láncban. Ez az egy „betűs” változás a „receptkönyv” három betűs „szavaiban” időnként értelmetlen mondatot eredményez, de nagyon gyakran csak jelentésmódosulást észlelünk. Valahogy így:

Az első esetben értelmetlenné válik a mondat:

DNS lánc: AAG      CAT    ACC   CCA               AAG   CAT    ACG   CCA

Aminosav:   EDE       VÁR    KÉT    NŐT EDE    VÁR    KÉH    NŐT

A másik esetben csak a jelentés módosul:

DNS lánc: AAG      CAT    ACC   CCA               AAG   CAT    TCC    CCA

Aminosav:   EDE       VÁR    KÉT    NŐT EDE    VÁR    HÉT    NŐT

Ezek a nukleotid cserék elég gyakran előfordulnak genomunkban, hozzávetőleg minden 1250. bázisnál találhatunk ilyet, ez azt jelenti, hogy körülbelül 10 millió SNP van jelen egy ember örökítő anyagában. Ebből úgy becsülik csak 200.000, ami a fehérje kódolást módosítja.

Ez az élettani folyamatok nyelvére lefordítva, a következőképpen értelmezhető: előfordul, hogy az eredeti fehérje hőstabil, azaz a környezeti hőmérséklet nem befolyásolja a kódolt fehérje működését, a módosult pedig magasabb testhőmérsékleten, például lázas állapotban már nem tudja ellátni funkcióját.

Az első, klinikai jelentőséggel bíró polimorfizmus felfedezése Karl Landsteiner nevéhez fűződik (1901), aki az emberi vércsoport különbségeket írta le (A, B, AB, 0) munkájáért 1930-ban Nobel díjat is kapott. Természetesen ekkor még a polimorfizmus molekuláris alapjai nem voltak ismertek, ezt csak az 1990-es években azonosították.

Fotó: shutterstock.com

Szív- és érrendszeri kockázatbecslés a génvariációk ismeretében

Egy neves nemzetközi kardiológiai lapban már 2006-ban leközöltek (Yamada et al, Circ.J) egy lehetséges algoritmust, aminek segítségével a klasszikus kockázati tényezők mellett néhány polimorfizmus felhasználásával tovább pontosíthatjuk a stroke és a szívinfarktus előfordulásának valószínűségét. A szélső oszlopban lévő számok azok a szorzók, amennyivel az egyes kockázati tényezők megléte megemeli a szív- és érrendszeri betegség kialakulásának esélyét a tényezővel nem rendelkezők kockázatához képest. A táblázat felső része a hagyományos kockázati tényezőket tünteti fel, az alsó része pedig a genetikai variációkat.

Természetesen ez a fajta kockázatbecslés egyelőre még csak elképzelés, és nem túlzás, ha naponta újabb és újabb SNP-ről gondolják, hogy a szív-érrendszeri megbetegedések kialakulásában jelentősége lehet. A jelenleg elérhető legfrissebb adatok szerint szív- és érrendszeri megbetegedések szempontjából vizsgált SNP-k több csoportra oszthatók, így a hasi aorta tágulattal 6 SNP, agyi aneurizmával (értágulattal) 11 SNP, érelmeszesedéssel 3 SNP, pitvarfibrillációval 5 SNP, korai kardiovaszkuláris történéssel 2 SNP, magas koleszterin szinttel 9 SNP, szívinfarktussal 22 SNP, korai szívinfarktussal 5 SNP, érszűkülettel 3 SNP, sztrókkal 13 SNP, vénás trombózissal 6 SNP hozható összefüggésbe. Ezen kívül még 25 SNP-ről gondolják, hogy valamilyen módon kapcsolatba hozható a szív- és érrendszeri betegségekkel. Ezek egymásra gyakorolt hatása egyelőre pontosan még nem ismert. Tovább nehezíti a genetikai variációk klinikai értékelését, hogy ma már tudjuk, az egyes gének működése, kifejeződése az életmóddal befolyásolható, például az elhízás olyan gének működését indíthatja be, melyek a szervezetben daganatok kialakulásához vezethetnek.

Ma már a világon, számos helyen végeznek preventív célú genetikai kockázatbecslést, egyik legnépszerűbb, interneten megrendelhető vizsgálatnál az Egyesült Államokban lévő laboratóriumba postán lehet elküldeni a mintát, mely ebben az esetben nyálminta. Igen részletes és az előfizetők számára folyamatosan frissített, aktuálisan rájuk vonatkozó információkat lehet megtudni a betegségek kockázataira vonatkozóan. Magyarországon is elérhető laboratóriumokban néhány SNP vizsgálata, itt is vagy nyálat, vagy szájnyálkahártyáról levett mintát használnak fel.

A genetikai prevenciós vizsgálat mindenképpen hozzá fog tartozni a XXI. század orvoslásához, azonban gyakorlati jelentőségéről még csak elképzeléseink vannak.

Irodalom:

Prof. Christian Schneeberger: Molecular Biology and Biochemistry of Genetic Polymorphisms, Genosens.

genomics.med.harvard.edu/home" mce_href="http://cardiogenomics.med.harvard.edu/home" target="_blank">Cardiogenomics

www.23andme.com