Mendelsk genetikk

Genetiske sykdommer

Genetiske sykdommer er helsetilstander som skyldes endringer i arvematerialet vårt, det vil si i DNAet. Disse endringene kan være små mutasjoner i ett enkelt gen, eller større endringer som påvirker hele kromosomer. Genetiske sykdommer oppstår fordi genetisk informasjon er feil eller mangelfull, og dette kan forstyrre hvordan kroppen utvikler seg eller fungerer.

Genene i DNAet fungerer som oppskrifter som forteller kroppen hvordan proteiner skal lages. Hvis oppskriften er feil, kan det føre til at et protein ikke fungerer som det skal, eller ikke lages i det hele tatt. Siden proteiner har sentrale roller i alt fra enzymaktivitet til cellevekst og signaloverføring, kan slike feil få store konsekvenser.

Genetiske sykdommer deles ofte inn i tre hovedgrupper:

  1. Monogene sykdommer: Forårsaket av en mutasjon i ett enkelt gen. Eksempler er cystisk fibrose og sigdcelleanemi.
  2. Polygene (multifaktorielle) sykdommer: Skyldes kombinasjonen av mutasjoner i flere gener, ofte i samspill med miljøfaktorer. Eksempler er type 2-diabetes, hjerte- og karsykdom og enkelte former for kreft.
  3. Kromosomsykdommer: Forårsaket av strukturelle endringer eller feil i antall kromosomer, som ved Downs syndrom (ekstra kopi av kromosom 21).

Det finnes også mer spesialiserte former for genetiske sykdommer, som skyldes epigenetiske endringer (som påvirker genuttrykk uten å endre DNA-sekvensen), tripletterepeatsykdommer og mitokondrielle sykdommer. Disse kommer vi tilbake til senere i temasiden.

Felles for genetiske sykdommer er at de kan overføres fra foreldre til barn, men noen oppstår også som nye mutasjoner hos det enkelte individ. Arvemønstrene varierer, og i neste del skal vi se nærmere på monogene sykdommer og hvordan de arves.

Monogene sykdommer og Mendelsk arv

Hva er monogene sykdommer?

Monogene sykdommer skyldes en mutasjon i ett enkelt gen. Selv om de fleste genetiske sykdommer er sjeldne, utgjør de monogene sykdommene en betydelig andel av alvorlige sykdommer i barndommen. Mange monogene sykdommer gir symptomer tidlig i livet, men noen debuterer først i voksen alder.

Eksempler på monogene sykdommer inkluderer:

  • Cystisk fibrose
  • Fenylketonuri
  • Huntingtons sykdom

Når viser sykdommen seg?

  • Tidlig debut: De fleste monogene sykdommer gir symptomer allerede i barndommen.
  • Sen debut: Noen få, som Huntingtons sykdom og visse former for arvelig kreft, kan ligge “skjult” i mange år og først gi symptomer i voksen alder. Mindre enn 10 % av monogene sykdommer debuterer etter puberteten.

Mendelsk arv

Gregor Mendel la på 1800-tallet grunnlaget for forståelsen av hvordan egenskaper og sykdommer kan gå i arv. Ved å krysse erteplanter med ulike egenskaper, oppdaget han lovmessigheter som fortsatt gjelder for mange genetiske sykdommer.

Mendels første lov: Loven om segregering

Når kjønnsceller (sædceller eller egg) dannes, vil de to allelene (genvariantene) et individ har for et bestemt gen separeres – slik at hver kjønnscelle bare får med seg én av dem.

Eksempel: Hvis du har ett “friskt” og ett “sykt” gen, kan du gi videre enten det friske eller det syke genet – men ikke begge.

Enklere sagt: Vi har to kopier av hvert gen – ett fra mor og ett fra far. Når vi lager barn, sender vi videre bare én av disse kopiene, tilfeldig valgt.

Mendels andre lov: Loven om uavhengig sortering

Gener for ulike egenskaper arves uavhengig av hverandre – så lenge de ligger på forskjellige kromosomer (eller langt fra hverandre på samme kromosom).

Eksempel: Genet for øyenfarge og genet for høyde overføres uavhengig. Du kan gi videre “brune øyne” og “lav høyde”, eller “blå øyne” og “høy høyde” – alle kombinasjoner er mulige.

Autosomer og kjønnskromosomer

Autosomer: De 22 kromosomparene som menn og kvinner har felles. De fleste monogene sykdommer skyldes mutasjoner i gener på autosomene.

Kjønnskromosomer (X og Y): Bestemmer kjønn og bærer også gener. Arv knyttet til disse følger egne mønstre – for eksempel X-bundet arv.

Viktige begreper i genetikken

BegrepForklaring
GenEn DNA-sekvens som koder for et protein
AllelerUlike versjoner av samme gen
GenotypeHvilke alleler en person har (f.eks. Aa, aa, AA)
FenotypeHvordan genene uttrykker seg (f.eks. brun øyenfarge, sykdom)
HomozygotHar to like alleler (AA eller aa)
HeterozygotHar to ulike alleler (Aa)

Slektstrær og genetisk analyse

Når man mistenker at en sykdom er arvelig, er det viktig å kunne spore mønsteret den følger gjennom generasjoner. Dette gjøres ved hjelp av et slektstre – også kalt et pedigreeskjema – som gir en visuell oversikt over hvordan en sykdom, genvariant eller egenskap overføres i en familie.

Et slektstre er bygd opp av symboler:

  • Kvinner vises som sirkler,
  • menn som firkanter.
  • Hvis personen er affisert, fylles figuren med en mørk farge.
  • Bærere (friske med en sykdomsgivende genvariant) kan markeres med en halvfylt figur eller prikk.

Foreldre kobles sammen med en horisontal linje, og barn føres ned fra denne med loddrette linjer, i rekkefølge etter alder. Generasjonene vises i lag, med den eldste generasjonen øverst.

Hvordan bruke slektstrær?

Et slektstre brukes til å:

  • Avdekke arvemønsteret: Er sykdommen dominant, recessiv, kjønnsbundet eller autosomal?
  • Vurdere risiko for arvelige sykdommer hos familiemedlemmer
  • Forutsi arvegang hos fremtidige barn
  • Velge riktig genetisk test og gi genetisk veiledning

Hvordan tolke mønstre?

  • Dersom sykdommen opptrer i hver generasjon og både menn og kvinner rammes, er det typisk for autosomal dominant arv.
  • Hvis foreldrene er friske, men et barn er syk, og sykdommen gjerne hopper over generasjoner, kan det tyde på autosomal recessiv arv.
  • Ved X-bundet recessiv arv rammes som oftest bare gutter, mens mødre kan være friske bærere.
  • Ved X-bundet dominant arv ser man ofte at både døtre og sønner til en syk mor kan rammes, men alle døtre til en syk far rammes – aldri sønnene.
  • Y-bundet arv er svært sjelden og sees kun hos menn, og sykdommen går fra far til sønn.

Proband og slektskapslinjer

I genetisk rådgivning starter man ofte med en proband – den første personen i familien som har fått diagnosen eller er under utredning. Dette er personen slektstreet konstrueres rundt. Viktige slektskapsforhold vurderes, særlig til førstegradsslektninger (foreldre, søsken og barn), men også andregradsslektninger.
Man ser også etter inngifte (som ekteskap mellom søskenbarn), som kan gi økt forekomst av recessive sykdommer.

Autosomal dominant og recessiv arv

Når vi snakker om hvordan genetiske sykdommer går i arv, er det viktig å skille mellom to av de vanligste arveformene: autosomal dominant og autosomal recessiv. Begge handler om gener som ligger på autosomer – altså de 22 kromosomparene som ikke er kjønnskromosomer. Forskjellen ligger i hvor mange kopier av det muterte genet som trengs for at sykdommen skal utvikles.

Autosomal dominant arv

Ved autosomal dominant arv er det nok å arve én eneste kopi av det sykdomsfremkallende genet for at sykdommen skal komme til uttrykk. Dette skjer fordi det muterte genet er dominant og “overstyrer” den friske kopien. Derfor er det ofte slik at sykdommen finnes i hver generasjon, og affiserte personer har som regel en syk forelder.

Jerome Walker, CC BY-SA 3.0 http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/, via Wikimedia Commons

Hvis en person med autosomal dominant sykdom får barn med en frisk partner, er det 50 % sannsynlighet for at barnet også arver sykdommen – fordi hvert barn arver enten det muterte eller det friske genet.

Noen typiske sykdommer med autosomal dominant arv:

  • Huntingtons sykdom – en nevrodegenerativ sykdom som ofte debuterer i voksen alder
  • Marfans syndrom – en bindevevssykdom som påvirker skjelett, øyne og hjerte
  • Akondroplasi – den vanligste formen for dvergvekst
  • Familiær hyperkolesterolemi – gir høyt kolesterol og økt risiko for tidlig hjerte-karsykdom

Slike sykdommer kan oppstå ved ulike typer mutasjoner, for eksempel missense-mutasjoner (en aminosyre endres), eller mutasjoner i regulatoriske områder som fører til overaktivitet av genet. I noen tilfeller gir mutasjonen en ny eller unormal funksjon til proteinet, som i Huntingtons sykdom.

Et viktig begrep her er penetrans – hvor mange som faktisk får symptomer, selv om de har mutasjonen. En person kan ha genet, men aldri utvikle sykdom.
Et annet viktig begrep er ekspressivitet, som handler om hvor sterkt eller mildt sykdommen uttrykkes hos ulike individer, selv om de har samme mutasjon.

Autosomal recessiv arv

Ved autosomal recessiv arv må begge kopier av genet være mutert for at sykdommen skal komme til uttrykk. Har man bare én mutert kopi, er man en frisk bærer – uten symptomer, men med mulighet til å føre genet videre.

Jerome Walker, CC BY-SA 3.0 http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/, via Wikimedia Commons

For at et barn skal få en autosomal recessiv sykdom, må begge foreldrene være bærere. Da er sannsynligheten for hvert barn slik:

  • 25 % sjanse for å bli syk (arver begge muterte genkopier)
  • 50 % sjanse for å bli frisk bærer (arver én mutasjon)
  • 25 % sjanse for å være helt frisk (arver to friske kopier)

Siden bærere er symptomfrie, kan slike sykdommer plutselig dukke opp i familier “uten sykdom”, og de kan hoppe over generasjoner.

Eksempler på autosomal recessiv arv:

  • Cystisk fibrose – rammer lunger og fordøyelsessystem
  • Fenylketonuri (PKU) – en stoffskiftesykdom som påvirker hjernens utvikling
  • Tay-Sachs sykdom – en sjelden og alvorlig nevrologisk sykdom
  • Sigdcelleanemi – gir deformerte røde blodceller og anemi
  • Albinisme – mangel på pigment i hud, hår og øyne

Mutasjonene i slike sykdommer fører ofte til tap av funksjon – for eksempel en stoppmutasjon som gjør at proteinet ikke dannes, eller spleisefeil som forhindrer korrekt prosessering av RNA.

Ved autosomal recessiv arv er både menn og kvinner like utsatt, fordi genet ikke ligger på kjønnskromosomene.

Når du tolker et slektskart:

I autosomal dominant arv:

  • Du ser ofte affiserte individer i hver generasjon
  • Det er typisk at minst én forelder også er syk
  • Barn har 50 % risiko hvis én forelder er affisert

I autosomal recessiv arv:

  • Sykdommen kan hoppe over generasjoner
  • Den rammer ofte barn av to friske bærere
  • Flere søsken kan være affiserte i én generasjon
  • Både menn og kvinner er rammet i lik grad

Kjønnsbundet arv

Ikke alle gener ligger på kroppens vanlige kromosomer (autosomer). Noen viktige gener finnes på kjønnskromosomene – særlig på X-kromosomet – og følger sine egne regler for arv. Dette kalles kjønnsbundet arv, og kan deles inn i tre hovedformer: X-bundet recessiv arv, X-bundet dominant arv og Y-bundet arv.

X-bundet recessiv arv

Ved X-bundet recessiv arv ligger det sykdomsgivende genet på X-kromosomet, og det er nok med én mutasjon for at gutter skal utvikle sykdommen. Dette skyldes at gutter har bare ett X-kromosom (de er XY), og dermed mangler en normal kopi som kan kompensere. Jenter har to X-kromosomer (XX), og må derfor arve mutasjonen fra begge foreldrene for å utvikle sykdommen fullt ut. I praksis betyr det at de aller fleste syke er gutter, mens jenter som bærer én mutasjon som regel er friske bærere.

For bærermødre vil hver sønn ha 50 % risiko for å arve sykdommen, og hver datter har 50 % sjanse for å bli bærer. Siden menn gir Y-kromosomet sitt til sønnene, kan sykdommen aldri overføres direkte fra far til sønn. Døtre av en syk far vil derimot alltid arve det muterte X-kromosomet fra faren og dermed bli bærere.

Noen kvinner kan likevel få milde symptomer på sykdommen. Dette skyldes at det friske X-kromosomet ikke nødvendigvis er aktivt i alle celler, på grunn av en prosess som kalles X-inaktivering.

Eksempler på sykdommer som følger X-bundet recessiv arv inkluderer:

  • Hemofili A – en blødersykdom der blodet ikke koagulerer som det skal.
  • Duchenne muskeldystrofi – en alvorlig muskelsykdom som rammer gutter tidlig i livet.
  • Rød-grønn fargeblindhet – en tilstand hvor man har vansker med å skille visse farger.

X-bundet dominant arv

Noen sjeldnere sykdommer følger et X-bundet dominant arvemønster. Her vil én mutasjon på X-kromosomet være nok til å forårsake sykdom, både hos kvinner og menn. Siden menn bare har ett X-kromosom, fører en mutasjon her ofte til et mer alvorlig sykdomsbilde – og i enkelte tilfeller til at guttefostre ikke overlever.

Arvemønsteret er tydelig: en syk mor har 50 % risiko for å gi sykdommen videre til hvert av barna sine, uavhengig av kjønn. En syk far, derimot, vil aldri gi sykdommen videre til sønnene, siden sønnene arver Y-kromosomet fra faren. Derimot vil alle døtrene hans arve det muterte X-kromosomet og dermed sykdommen.

Et kjent eksempel på en sykdom som følger X-bundet dominant arv er Retts syndrom – en alvorlig nevrologisk tilstand som stort sett rammer jenter. Guttefostre med samme mutasjon overlever sjelden.

Y-bundet arv

Y-bundet arv er enda sjeldnere og gjelder kun for gener som finnes på Y-kromosomet. Siden bare menn har dette kromosomet, vil slike sykdommer alltid ramme menn, og bare menn. I tillegg gjelder følgende: alle sønner av en affisert far vil arve sykdommen, mens døtre aldri kan arve den, fordi de ikke får Y-kromosomet.

Y-bundne sykdommer er sjeldne, fordi Y-kromosomet inneholder få gener. Men det finnes enkelte tilstander, som visse former for mannlig infertilitet, og noen sjeldne øyelidelser som Y-bundet retinitis pigmentosa.

Utvidelser av Mendelsk arv

Mendels lover gir oss en grunnforståelse for hvordan gener arves, men i medisinsk genetikk møter vi ofte fenomener som ikke passer perfekt inn i denne enkle modellen. I denne delen ser vi på tre slike viktige begreper: penetrans, ekspressivitet og aldersavhengig debut.

Penetrans

Penetrans beskriver sannsynligheten for at en person med en sykdomsgivende genvariant faktisk utvikler symptomer. En genvariant med 100 % penetrans betyr at alle som arver varianten blir syke. Men ofte er penetransen ufullstendig – det vil si at noen bærere forblir friske.

Eksempel:
Ved arvelig bryst- og eggstokkreft forårsaket av mutasjoner i BRCA1– eller BRCA2-genene, utvikler omtrent 50–70 % av kvinnene sykdom i løpet av livet – altså en penetrans på 50–70 %.

Penetrans er avgjørende for risikovurdering, både i genetisk rådgivning og ved prediktiv testing.

Ekspressivitet

Ekspressivitet handler om hvor sterkt eller variert en genetisk sykdom kommer til uttrykk hos ulike individer – selv om de har samme genvariant.

Dette kalles variabel ekspressivitet og er vanlig ved mange dominante sykdommer.

Eksempel:
Ved nevrofibromatose type 1 (NF1) har alle affiserte personer en mutasjon i samme gen, men uttrykket varierer fra noen få café-au-lait-flekker til alvorlige nevrotumorer og skjelettmisdannelser. Her er penetransen nær 100 %, men ekspressiviteten svært variabel.

Ekspressivitet forklarer hvorfor sykdommen kan oppleves “mild” i én generasjon og alvorlig i neste, og hvorfor slektsanalyse alene ikke alltid gir hele bildet.

Aldersavhengig debut

Flere genetiske sykdommer viser seg ikke før langt ut i voksen alder, til tross for at genvarianten har vært til stede fra fødselen. Dette kalles aldersavhengig debut, og det kan gjøre arvelige sykdommer vanskelige å oppdage i slektskart.

Eksempel:
Huntingtons sykdom – en autosomal dominant nevrodegenerativ lidelse – debuterer ofte mellom 30 og 50 års alder. Personer kan dermed rekke å få barn før de vet at de er affisert, noe som gir videreførsel av mutasjonen uten kjent familiehistorie.

Andre eksempler på sykdommer med sen debut:

  • Arvelige kreftsyndromer (f.eks. BRCA-relatert brystkreft)
  • Autosomal dominant polycystisk nyresykdom
  • Retinoblastom (oftest før 5 års alder, men kan være sen)

Kliniske implikasjoner

Disse tre fenomenene – penetrans, ekspressivitet og aldersavhengig debut – kompliserer både diagnostikk og genetisk veiledning. De gjør at vi:

  • Ikke alltid kan stole på slektstre alene
  • Må bruke genetiske tester for å bekrefte bærertilstand
  • Må informere pasienter om risiko selv når de føler seg friske

Det finnes ingen garanti for at en person med sykdomsgen blir syk – og ingen garanti for at en frisk slektning ikke bærer en sykdomsvariant. Derfor krever medisinsk genetikk mer enn bare Mendel.

Andre arvemønstre

Ikke all genetisk arv følger Mendels lover. I denne delen ser vi på fire spesielle mekanismer som skiller seg fra klassisk autosomal dominant eller recessiv arv:
genomisk imprinting, triplettekspansjon, mitokondriell arv og genmosaikk.

Genomisk imprinting

Genomisk imprinting er et fenomen der bare én kopi av et gen er aktivt – avhengig av hvilken forelder det kommer fra. Den andre kopien er epigenetisk inaktivert gjennom prosesser som DNA-metylering. Dette bryter med Mendels første lov, fordi det ikke er tilfeldig hvilken genkopi som uttrykkes.

Eksempel: Angelman syndrom

Angelman syndrom skyldes vanligvis at den maternelle kopien av genet UBE3A er inaktivert eller mangler, mens den paternelle kopien er normalt imprintet (avslått) i hjernevev. Resultatet er fullstendig tap av funksjon.

Kjennetegn ved Angelman syndrom:

  • Alvorlig utviklingshemming
  • Talevansker
  • Ataksi og bevegelsesforstyrrelser
  • Hyppig latter og smil

Imprinting-sykdommer er ofte alvorlige, og de kan skyldes enten deletasjoner, uniparental disomi (to kromosomer fra samme forelder) eller imprintingsfeil.

Triplettekspansjonssykdommer

Noen genetiske sykdommer skyldes en unormal opphopning av repeterte DNA-sekvenser, ofte trinukleotider (som CTG eller CAG). Når antallet repetisjoner overstiger en terskel, påvirkes genfunksjonen – enten ved toksisk RNA, nedsatt genuttrykk eller unormale proteiner.

Eksempel: Dystrofia myotonika type 1

Denne sykdommen skyldes ekspansjon av CTG-repetisjoner i DMPK-genet. Jo flere repetisjoner, desto mer alvorlig sykdom.

Kjennetegn ved triplettekspansjonssykdommer:

  • Antisipasjon: Sykdommen blir verre eller oppstår tidligere i nye generasjoner
  • Varierende alvorlighetsgrad
  • Sykdommen kan være mild, klassisk eller medfødt avhengig av repetisjonslengde

Triplettekspansjonssykdommer er vanligvis dominante og viser genetisk ustabilitet, spesielt når arvet fra én bestemt forelder (ofte mor).

Mitokondriell arv

Mitokondrier har sitt eget DNA (mtDNA), som arves utelukkende fra mor. Dette betyr at bare mødre kan overføre mitokondrielle sykdommer til barna sine – både sønner og døtre kan bli affisert, men bare døtre fører sykdommen videre.

Eksempel: LHON – Lebers hereditære optikusnevropati

LHON gir plutselig tap av synet i ung voksen alder, og skyldes mutasjoner i gener i mitokondrielt DNA, ofte i MT-ND4, MT-ND1 eller MT-ND6.

To viktige begreper:

  • Homoplasmi: Alle mitokondrier i en celle har samme genotype
  • Heteroplasmi: Cellen inneholder en blanding av normale og muterte mitokondrier

Heteroplasmi gjør at uttrykket av mitokondrielle sykdommer varierer sterkt mellom individer – selv innen én og samme familie.

Genmosaikk

Genmosaikk innebærer at en person har to eller flere genetisk ulike cellepopulasjoner i kroppen, selv om alle cellene stammer fra samme zygote. Dette skyldes mutasjoner som skjer tidlig i fosterlivet, og kan påvirke bare visse vev eller cellelinjer.

Genmosaikk kan være:

  • Somatisk – bare kroppsceller er påvirket
  • Germinal – mutasjonen finnes bare i kjønnscellene (egg eller sædceller)
  • Kombinert – både somatiske og germinalceller er rammet
Eksempel: Osteogenesis imperfecta

En tilsynelatende frisk forelder får flere barn med samme alvorlige sykdom – forklaringen kan være genmosaikk i kjønnscellene. Dette betyr at selv om forelderen er klinisk frisk, bærer mange av sædcellene eller eggcellene en mutasjon.

MekanismeArvemønsterEksempel
Genomisk imprintingForeldrespesifikt uttrykkAngelman syndrom
TriplettekspansjonAntisipasjon, ustabil arvDystrofia myotonika 1
Mitokondriell arvKun maternell overføringLHON
GenmosaikkVariabelt uttrykk og nedarvingOsteogenesis imperfecta

Risikofaktorer og genetisk variasjon

Selv om mange genetiske sykdommer følger klare arvemønstre, påvirkes forekomsten og uttrykket av flere risikofaktorer. Disse inkluderer genetiske isolater, blodsslektskap, nyoppståtte mutasjoner og genmosaikk. Forståelsen av disse mekanismene er avgjørende både for genetisk rådgivning og sykdomsforebygging.

Genetiske isolater

Et genetisk isolat er en populasjon der genetisk variasjon er begrenset – enten på grunn av geografisk isolasjon, kulturell praksis eller liten grunnpopulasjon. Når få individer har dannet grunnlaget for en gruppe, kan enkelte recessive genvarianter bli vanligere enn i befolkningen for øvrig.

Blant Ashkenazi-jøder forekommer Tay-Sachs sykdom opptil 100 ganger oftere enn i den generelle befolkningen. Dette skyldes en høy bærerfrekvens av mutasjoner i HEXA-genet. Sykdommen rammer sentralnervesystemet og er dødelig i tidlig barndom.

Klinisk relevans: Genetisk screening i slike populasjoner er viktig ved familieplanlegging.

Blodsslektskap (konsanguinitet)

Ved blodsslektskap øker sjansen for at to personer bærer den samme recessive sykdomsvarianten, ettersom de deler en felles genetisk stamfar. Dette øker risikoen for autosomal recessiv sykdom hos barna.

Eksempel: I populasjoner med høy grad av inngifte – som ekteskap mellom søskenbarn – ses høyere forekomst av recessive lidelser som fenylketonuri, thalassemi og visse metabolitteringssykdommer.

Nyoppståtte mutasjoner

Ikke alle genetiske sykdommer skyldes arv fra foreldre. Noen skyldes de novo-mutasjoner – det vil si genetiske endringer som oppstår spontant i egg- eller sædcellen, eller tidlig etter befruktning.

Akondroplasi: I over 80 % av tilfellene oppstår mutasjonen i FGFR3-genet spontant hos et barn med foreldre uten tegn til sykdom. Dette er et klassisk eksempel på dominant sykdom forårsaket av ny mutasjon.

Viktig poeng: Siden mutasjonen er ny, finnes det ingen tidligere familiehistorie – men barnet kan selv føre mutasjonen videre til egne barn i framtiden.

Genmosaikk

Som vi så i forrige del, kan genmosaikk også være en risikofaktor, særlig hvis mutasjonen finnes i kjønnscellene. Da kan en frisk forelder få flere syke barn, selv uten å bære mutasjonen i blodceller.

Germinal mosaikk er viktig å vurdere ved genetisk rådgivning – særlig når to barn fra samme friske forelder har en dominant sykdom.

Kliniske eksempler, utvidet

Cystisk fibrose – en klassisk recessiv sykdom

Cystisk fibrose (CF) er en arvelig sykdom som følger et autosomal recessivt arvemønster. Den forårsakes av mutasjoner i CFTR-genet, som koder for et kloridionkanalprotein i cellemembranen. Når begge kopiene av genet er defekte – altså at både mor og far har gitt videre et mutert allel – vil barnet mangle normal kloridtransport i flere vev, noe som gir seigt og tykt slim i luftveier, bukspyttkjertel og andre organer.

I praksis betyr dette at begge foreldrene vanligvis er friske bærere. De har hver én kopi av det muterte genet, men viser ingen symptomer. For hvert barn de får sammen, er det 25 % sjanse for at barnet arver to muterte alleler og dermed utvikler sykdommen.

De kliniske symptomene ved CF oppstår tidlig, og inkluderer blant annet kronisk hoste, gjentatte luftveisinfeksjoner, dårlig vektøkning og nedsatt fertilitet hos gutter. Diagnosen stilles ofte i spedbarnsalder, enten ved genetisk testing eller ved svettetest, som påviser forhøyede nivåer av kloridioner i svetten.

CF illustrerer hvordan en enkel genetisk defekt kan gi systemisk sykdom. Den viser også hvor viktig tidlig diagnostikk og genetisk veiledning er – både for å forbedre pasientens livskvalitet og for å gi familien informasjon før neste svangerskap.

Akondroplasi – en dominant mutasjon

Akondroplasi er den vanligste årsaken til dvergvekst, og følger et autosomal dominant arvemønster. Det betyr at bare én kopi av det muterte genet er nok til å gi sykdom. Mutasjonen rammer FGFR3-genet, som koder for en reseptor involvert i beinvekst. Når denne reseptoren blir overaktiv, hemmes lengdeveksten i rørknoklene, og individet får kortvoksthet.

I de fleste tilfeller – over 80 % – skyldes sykdommen en nyoppstått mutasjon i fars sædcelle, og barnet er den første i familien med sykdommen. I andre tilfeller arves tilstanden fra en av foreldrene, og da er det 50 % sannsynlighet for å overføre sykdommen til neste generasjon.

Et viktig poeng ved akondroplasi er at dersom begge foreldrene har tilstanden, er det 25 % risiko for at barnet arver mutasjonen fra begge sider og får en homozygot form, som ofte er dødelig tidlig i livet. Dette har betydning for genetisk veiledning og familieplanlegging.

Klinisk kjennetegnes akondroplasi av korte armer og ben, men normal overkroppslengde og intellekt. Hodet er gjerne stort, og pannen fremtredende. Diagnosen stilles vanligvis på klinisk grunnlag og kan bekreftes genetisk.

Angelman syndrom – epigenetikk

Angelman syndrom er et særtilfelle som ikke følger tradisjonelle Mendelske arvemønstre. Det skyldes ikke bare hvilken genvariant man arver, men også hvem man arver den fra. Dette er et eksempel på genomisk imprinting, der bare én foreldres kopi av et gen er aktivt – mens det andre er epigenetisk “skrudd av”.

I Angelman syndrom er det UBE3A-genet på kromosom 15 som mangler funksjon. Dette genet uttrykkes bare fra morens kopi i hjernen. Hvis mors kopi er slettet, mutert eller feilregulert, vil farens kopi ikke kunne kompensere – fordi den normalt er inaktiv.

Konsekvensene er dramatiske. Barn med Angelman syndrom har alvorlig utviklingshemming, manglende eller svært begrenset talespråk, epilepsi og karakteristisk oppførsel med hyppig latter og smil. Tilstanden kan forveksles med andre nevrologiske lidelser, og krever spesialisert genetisk diagnostikk.

Denne sykdommen viser hvordan epigenetikk og foreldreopphav spiller avgjørende roller i enkelte genetiske sykdommer – og illustrerer hvor viktig det er å forstå mer enn bare selve DNA-sekvensen.

Tomt, det kommer noe her snart!

Eksamensoppgaver

Dette er tidligere gitte eksamensoppgaver på NTNU.

Tomt, det kommer noe her snart!

Test deg selv

Tomt, det kommer noe her snart!