遺伝学

遺伝学は、親が特定の遺伝子を子供に渡すプロセスである遺伝の研究です。人の外見 -- 身長、髪の色、肌の色、目の色 -- は遺伝子によって決定されます。遺伝によって影響を受ける他の特性は次のとおりです。

• 特定の病気にかかる可能性
• 精神的能力
• 天性の才能

家族を通じて受け継がれる (継承される) 異常な特性 (異常) は、次のような場合があります。

• 健康や幸福に影響はありません。たとえば、その特性は、通常よりも長い髪の白い斑点や耳たぶを引き起こす可能性があります。
• 色盲などの軽微な影響しかありません。
• 人生の質や長さに大きな影響を与えます。

ほとんどの遺伝性疾患では、遺伝的カウンセリングが推奨されます。夫婦のどちらかに遺伝性疾患がある場合、出生前診断を希望するカップルも多いでしょう。

人間には46本の染色体を持つ細胞があります。これらは、性別を決定する 2 本の染色体 (X および Y 染色体) と、22 対の非性 (常染色体) 染色体で構成されています。男性は「46,XY」、女性は「46,XX」です。染色体はDNAと呼ばれる遺伝情報の鎖で構成されています。各染色体には、遺伝子と呼ばれる DNA のセクションが含まれています。遺伝子は、特定のタンパク質を作るために体が必要とする情報を運んでいます。

常染色体の各ペアには、母親からの染色体と父親からの染色体が 1 つずつ含まれています。ペアの各染色体は、基本的に同じ情報を持っています。つまり、各染色体ペアは同じ遺伝子を持っています。時々、これらの遺伝子のわずかな変化があります。これらの変化は、DNA 配列の 1% 未満で発生します。これらの変異を持つ遺伝子は、対立遺伝子と呼ばれます。

これらの変化のいくつかは、異常な遺伝子をもたらす可能性があります。異常な遺伝子は、異常なタンパク質または異常な量の正常なタンパク質につながる可能性があります。常染色体のペアには、各遺伝子の 2 つのコピーがあり、それぞれの親から 1 つです。これらの遺伝子の 1 つが異常である場合、もう 1 つの遺伝子が十分なタンパク質を生成するため、病気が発症しません。これが起こると、異常な遺伝子は劣性と呼ばれます。劣性遺伝子は、常染色体劣性遺伝または X 連鎖パターンのいずれかで遺伝すると言われています。異常な遺伝子のコピーが2つ存在する場合、病気が発症する可能性があります。

しかし、1つの異常な遺伝子だけが病気を引き起こすのに必要な場合、それは優性遺伝性疾患につながります。優性疾患の場合、父親または母親から1つの異常遺伝子が遺伝すると、その子供はその疾患を示す可能性が高くなります。

1 つの異常な遺伝子を持つ人は、その遺伝子のヘテロ接合体と呼ばれます。子供が両親から異常な劣性疾患遺伝子を受け取った場合、子供はその病気を示し、その遺伝子のホモ接合体 (または複合ヘテロ接合体) になります。

遺伝性疾患

ほとんどすべての病気には遺伝的要素があります。ただし、そのコンポーネントの重要性は異なります。遺伝子が重要な役割を果たす疾患（遺伝性疾患）は、次のように分類できます。

• 単一遺伝子欠陥
• 染色体異常
• 多因子

単一遺伝子障害 (メンデル障害とも呼ばれます) は、特定の 1 つの遺伝子の欠陥によって引き起こされます。単一遺伝子欠損はまれです。しかし、既知の単一遺伝子疾患は何千も存在するため、それらを組み合わせた影響は重大です。

単一遺伝子疾患は、家族内でどのように受け継がれるかによって特徴付けられます。単一遺伝子の継承には 6 つの基本パターンがあります。

• 常染色体優性
• 常染色体劣性
• X連鎖優性
• X連鎖劣性
• Y リンク継承
• 母性 (ミトコンドリア) の遺伝

観察された遺伝子の影響 (障害の出現) は、表現型と呼ばれます。

常染色体優性遺伝では、通常、異常または異常はすべての世代に現れます。男性でも女性でも、罹患した親に子供が生まれるたびに、その子供は病気を受け継ぐ可能性が 50% あります。

劣性遺伝の遺伝子を 1 コピー持っている人を保因者と呼びます。保因者は通常、病気の症状を示しません。しかし、遺伝子は多くの場合、精密な実験室検査によって発見できます。

常染色体劣性遺伝では、罹患者の両親は病気を示さないことがあります (彼らは保因者です)。平均して、保因者の親がこの病気を発症する子供を持つ可能性は、妊娠ごとに 25% です。男性と女性の子供は、同様に影響を受ける可能性があります。子供が常染色体劣性遺伝性疾患の症状を呈するためには、子供は両親から異常遺伝子を受け継がなければなりません。ほとんどの劣性疾患はまれであるため、両親が血縁関係にある場合、子供は劣性疾患のリスクが高くなります。近縁の個体は、共通の祖先から同じ希少遺伝子を受け継いでいる可能性が高くなります。

X連鎖劣性遺伝では、この病気にかかる可能性は、女性よりも男性の方がはるかに高くなります。異常な遺伝子は X (女性) 染色体に運ばれるため、男性はそれを息子 (父親から Y 染色体を受け取ります) に伝えません。しかし、彼らはそれを娘たちに伝えます。女性の場合、正常な X 染色体が 1 つ存在することで、異常な遺伝子を持つ X 染色体の影響が隠されます。したがって、罹患した男性のほとんどすべての娘は正常に見えますが、全員が異常な遺伝子のキャリアです。これらの娘が息子を産むたびに、息子が異常な遺伝子を受け取る確率は 50% です。

X連鎖優性遺伝では、正常なX染色体が存在する場合でも、異常な遺伝子が女性に現れます。男性はY染色体を息子に渡すので、罹患した男性は罹患した息子を持たない.ただし、娘たち全員が影響を受けます。罹患した女性の息子または娘は、50% の確率でこの病気にかかります。

単一遺伝子疾患の例

常染色体劣性：

• ADA欠損症（「バブルの男の子」病と呼ばれることもあります）
• α-1-アンチトリプシン (AAT) 欠損症
• 嚢胞性線維症（CF）
• フェニルケトン尿症（PKU）
• 鎌状赤血球貧血

X連鎖劣性:

• デュシェンヌ型筋ジストロフィー
• 血友病A

常染色体優性：

• 家族性高コレステロール血症
• マルファン症候群

X連鎖優性:

ごく少数の、まれな、X連鎖優性疾患です。これらの 1 つは、ビタミン D 耐性くる病とも呼ばれる低リン血症性くる病です。

染色体異常

染色体障害では、染色体全体または染色体セグメントに含まれる遺伝子の過剰または不足が原因で欠陥が生じます。

染色体異常には次のようなものがあります。

• 22q11.2 微小欠失症候群
• ダウン症
• クラインフェルター症候群
• ターナー症候群

多機能性疾患

最も一般的な病気の多くは、環境内のいくつかの遺伝子と要因の相互作用によって引き起こされます (たとえば、母親の病気や薬など)。これらには次のものが含まれます。

• 喘息
• 癌
• 冠状動脈性心臓病
• 糖尿病
• 高血圧症
• 脳卒中

ミトコンドリア DNA 関連疾患

ミトコンドリアは、体のほとんどの細胞に見られる小さな構造です。それらは細胞内のエネルギー生産を担っています。ミトコンドリアには、独自のプライベート DNA が含まれています。

近年、ミトコンドリア DNA の変化 (突然変異) が原因で多くの障害が示されています。ミトコンドリアは雌の卵からのみ発生するため、ミトコンドリアの DNA 関連疾患のほとんどは母親から受け継がれます。

ミトコンドリアの DNA 関連障害は、どの年齢でも発生する可能性があります。さまざまな症状や徴候があります。これらの障害は、

• 盲目
• 発育遅延
• 胃腸の問題
• 難聴
• 心拍リズムの問​​題
• 代謝障害
• 低身長

他のいくつかの障害は、ミトコンドリア障害としても知られていますが、それらはミトコンドリア DNA の突然変異を伴いません。これらの障害は、ほとんどの場合、単一の遺伝子欠損です。それらは、他の単一遺伝子疾患と同じ遺伝パターンに従います。ほとんどが常染色体劣性です。

ホモ接合体;継承;ヘテロ接合体;継承パターン;遺伝と病気;遺伝性;遺伝子マーカー

• 遺伝学

Feero WG、Zazove P、Chen F. 臨床ゲノミクス。で: Rakel RE、Rakel DP、eds。 家庭医学の教科書.第9版ペンシルバニア州フィラデルフィア: エルゼビア。 2016: 第 43 章。

コルフ BR.遺伝学の原則。で: ゴールドマン L、シェーファー AI、編。 ゴールドマン・セシル・メディシン.第 26 版ペンシルバニア州フィラデルフィア: エルゼビア。 2020年:第35話

スコット DA、リー B. 小児科における遺伝的アプローチ。で：Kliegman RM、St. Geme JW、Blum NJ、Shah SS、Tasker RC、Wilson KM、eds。 ネルソン小児科教科書.第21版ペンシルバニア州フィラデルフィア: エルゼビア。 2020:チャプ95。