بررسی دانش ژنتیک ( زادشناسی)
تاریخچه:
آشنایی با اصول دانش ژنتیک ( زادشناسی )، مورد نیاز و علاقة همه افراد است، زیرا همة کسانی که فرزندانی یا مشکل وراثتی بالقوه ای در خانواده دارند و یا آنانی که با تلاش پیگیر و هیجان انگیز ترسیم نقشة تمام 000/60 تا 000/70 ژن انسان ( طرح تحقیقاتی ترسیم نقشة کامل ژنی انسان) دلبستگی دارند و بالاخره همة مردم، به این آشنایی نیاز و علاقه دارند.
بچه ها به پدر و مادرشان شباهت دارند و خویشاوندان این شباهت را می یابند و با جـملاتـی مانند : بینـی او مثل بینی پـدربزرگش نوک بالاست » در این باره اظـهار نظـر می کنند.
بیش از 4000 صفت ارثی وجود دارد که جایگاه کرموزومی بیش از 1000 مورد آنها شناخته شده است. حدود چهار درصد نوزادان دچار یک نقص مادرزادی جدی هستند، واژة مادرزادی، علت ابتلا به نقص را بیان نمی کند و تنها به معنی وجود نقص در هنگام تولد است. حداقل یک چهارم این نـقایص بر اثر مجموع تأثیرات ژن های متعدد به اضافه یک یا چند عامل محیطی ( چند عاملی) به وجود می آید، ولی تقریباً علت نیمی از نقایص مادرزادی ناشناخته باقی مانده است. تقریباً از هر 166 نوزاد، یک نوزاد مبتلا به یک ناهنجاری کروموزومی مانند نشانگان داون است و حدود 2 تا 3 درصد مبتلایان، دچار اختلالاتی هستند که عامل یک تک ژن غیرطبیعی است احتمالاً 20 درصد از بیماران بستری در بیمارستان های کودکان، مشکلی دارند که تا حدی ژنتیکی است بعد ازتصادفات رانندگی و سرطان، ناهنجاریهای مادرزادی سومین عامل شایع مرگ و میر در سنین 1 تا 14 سالگی هستند و بیش از 20 درصد مرگ و میرهای نوزادان، بر اثر نقایص مادرزادی است. بنابراین، اختلالات ژنتیکی، درد و رنج عظیمی را به بشر تحمیل کرده است.
مردم غالباً می گویند که " سرطان درخانواده ما شایع است " یا " افراد خانواده ما همگی بر اثر حملات قلبی می میرند"
از آنجا که بیماری قلبی و سرطان، دو علت مرگ و میر در ایالات متحدة آمریکاست، پرسش واقعی این است که آیا خطر بروز این دو بیماری در خانواده های معینی، بیش از خطر بروز در همة خانواده هاست یا این گونه نیست ؟
مقدمه
متخصص ژنتیک پزشکی فردی است که در مکانیزم های وراثتی، تشخیص و درمان اختلالات ژنتیکی تخصص دارد. ژنتیک پزشکی، مثل دیگر تخصص های پزشکی، نظیر جراحی یا مامایی و زنان، پس از دانشکده پزشکی، یک دوره آموزشی خاص هم دارد. بسیاری از متخصصان ژنتیک پزشکی، در یکی از رشته های پزشکی مانند اطفال، داخلی یا مامایی و پزشکی زنان تخصص دارند و فوق تخصص آنان ژنتیک پزشکی است. هیئت ژنتیک پزشکی آمریکا (ABMG) با برگزاری امتحان در چند زمینه، یعنی ژنتیک بالینی، ژنتیک یاخته ای بالینی، ژنتیک زیست شناسی بالینی، ژنتیک مولکولی، به پزشکان و متخصصان دارای درجة دکترای غیرپزشکی (p.h.D)، گواهی نامه اعطا می کند. ژنتیک بالینی به تشخیص و درمان بیماران، ژنتیک یاخته ای (سیتوژنیک ) به تشخیص آزمایشگاهی نابهنجاری های کروموزومی و ژنتیک زیست شیمیایی به تشخیص آزمایشگاهی و درمان اختلالات آنزیمی و اختلالات شیمیایی ناشی از آنها می پردازد. مشاورة ژنتیک هم،در گذشته مورد تأیید ABMG قرار می گرفت و هم اکنون،هیئت جدید اعطای گواهی نامه،به نام هیئت مشاورة ژنتیک آمریکا (ABGC) وظیفة اعطای گواهی نامه را به مشاوران ژنتیک بر عهده گرفته است. بیشترین متخصصان ژنتیک پزشکی و مشاوران ژنتیک، با مراکز بزرگ پزشکی یا آزمایشگاه های مرجع برای آزمایشهای ژنتیکی همکاری دارند.
چه انتظاری می توان داشت؟
کار متخصصان ژنتیک پزشکی مشابه کار پزشکان عمومی است: ابتدا اطلاعات کسب می کنند و سپس با استفاده از این اطلاعات به کار تشخیص می پردازند و سرانجام اقدامات عملی را به فرد یا افرادی که مشاوره شده اند ارائه می دهند. در برخی موارد،شجره نامة خانوادگی، مهمترین بخش کسب اطلاعات است. بنابراین،فردی که برای مشاوره به متخصص ژنتیک مراجعه میکند لازم است تا آنجا که امکان دارد اطلاعات خانوادگی خود را برای تهیه شجره نامه در اختیار متخصص قرار دهد. اغلب، استفاده از اطلاعات یکی از اعضای مسن خانواده، مناسب ترین روش کسب اطلاعات است. رسم شجره نامه، همان گونه که قبلاً گفته شد، معمولاً کاری ساده و در عین حال بسیار سودمند است. بیشتر اوقات،متخصص ژنتیک می تواند با یک نگاه اجمالی،شجره نامه ای را که سردستی رسم شده تفسیر کند.
در برخی موارد ممکن است مطالعات کروموزومی (مطالعات ژنتیک یاخته ای ) مورد نیاز باشد. در این گونه موارد، فقط یک لولة آزمایش خون لازم است ولی همان طور که قبلاً توضیح داده شد، تجزیه و تحلیل دشوار اطلاعات بدست آمده مدتی طول می کشد. برای مطالعه یاخته های آمینون و سایر بافت ها ، ده روز یا بیشتر زمان لازم است. از خون یا ادرار برای انجام بسیاری از آزمایش های زیست شیمیایی استفاده می شود و برای برخی آزمایش ها، حتی ذره ای از یاخته های زنده در ریشه موهای کنده شده را می توان به کار برد. گاهی اوقات برای تجزیه و تحلیل ، تکه های کوچکی از بافت که از طریق بافت برداری بدست آمده،لازم است برخی از آزمایش هایی را که اخیراً بر پایه DNA طراحی شده، می توان حتی با استفاده از یاخته های حاصل از شستشوی دهان با مایع انجام داد.
شش در فیبروز سیستیک
ژن درمانی برای انسان، که در آن یک ژن غیرطبیعی ترمیم و یا با یک ژن طبیعی جایگزین می شود، مرحله آزمایشی خود را می گذراند. انتقال ژن هایی مانند ژن هرمون رشد در حیوانات با موفقیت صورت گرفته است. آزمایش های اولیه انتقال ژن در انسان ادامه دارد و اگر چه موانعی نظیر ناتوانی در قراردادن ژن در جایگاه معینی بر روی کروموزوم و فعال کردن ژن در بافتی که به آن نیاز دارد، هم چنان باقی مانده است، اما به نظر می رسد که ژن درمانی برای بیماری های انسانی به زودی انجام خواهد شد.
مدتهاست که متخصصین تغذیه علاقمند به درک این مسأله هستند که چگونه ممکن است یک فرد لاغر، دارای دو قلوی یکسانی باشد که دچار اضافه وزن است، سرخپوستان پیما (Pima) که در شمال مکزیک زندگی می کنند افرادی لاغر هستند در حالیکه همتایان ژنتیکی آنها که در آریزونا زندگی می کنند، چاق و فربه بوده و موارد فراوانی از دیابت نوع 2 در میان آنها دیده می شود و نکتة دیگر اینکه یک رژیم کم چربی می تواند سطح چربی خون بسیاری افراد را کاهش دهد اما این مسأله در میان همة افراد عمومیت ندارد. آنچه که کاملاً واضح است اما هنوز دلیل آن بدرستی درک نشده،این است که ساختار ژنتیکی انسان ها تعیین کنندة میزان استعداد آنها در ابتلا به بیماریهای مختلف است اما عوامل محیطی مانند نوع تغذیه و شیوه زندگی، تعیین کنندة این است که چه کسی از میان افراد مستعد دچار بیماری می شود. نقش مواد غذایی و دیگر اجزاء غذایی فعال بیولوژیکی در ظهور ژنها، موضوع بخش رو به گسترش در علم تغذیه است که ژنتیک تغذیه نامیده می شود. تحقیقات ژنتیکی ارتباط میان ژن و اعمال فیزیولوژیکی را مشخص کرده اند. ارتباط میان اختلال در ژنها با عملکردهای غیرطبیعی (اندام ها) و بیماریها در حال روشن شدن است درک رو به فرونی از نقش اساسی ژنها در حفظ سلامتی یا بروز بیماریها ،تأثیر مهمی را بر نحوة فعالیت های پزشکی بر جای گذاشته است با پرده برداشته شدن از ارتباطات بین ژنها، محصولات پروتئینی و بیماریها، کانون توجه سیستم مراقبت های بهداشتی نیز به تدریج در حال تغییر است. در طی 50 سال گذشته این کانون توجه خود را بر درمان بیماریهای شناخته شده متمرکز کرده بود و پزشکان به شکل رو به گسترشی در تلاش برای شناخت و تولید داروها و روشهایی بودند که بتوانند با این چالش روبرو شوند. هر چند با فهم این نکته که بیماریها منشأ ژنتیکی دارند اما تحت تأثیر شرایط محیطی نیز قرار می گیرند، تلاشها بر روی پیشگیری براساس شناخت ژنها و عوامل محیطی دخیل در بیماریها و مواد متابولیک تولید شده در اثر تقابل این عوامل تمرکز یافته است.
اولین اقدامات ناشی از این تغییر نگرش، عبارت بود از تمرکز بر اقدامات پزشکی و دارویی اما هدف نهایی این تغییر،استفاده از تغذیه درمانی به عنوان سنگ بنای
فعالیت های پیشگیرانه می باشد.
تحقیقات ژنتیکی به شناخت عوامل ایجاد کنندة بیماری کمک می کند که این امر خود، شناخت اثر مواد غذایی و غیر غذایی را شامل می گردد. با استفاده از چنین یپشرفتهایی است که از طریق تست های تجزیه توأم با تست های ژنتیکی و آنالیز گذشته خانوادگی فرد، متخصصان سلامت، می توانند میزان ریسک ابتلا افراد به بیماریهای خاص را پیش بینی کنند. تغذیه با جبران متابولیت های تولید نشده (ناشی از نقص ژنتیکی) می توانداثرات مخرب بسیاری از نواقص ژنتیکی را کاهش دهد. از این رو تغذیه درمانی به سرعت در حال تبدیل شده به ابزار درمانی است که می تواند ضریب سلامت را افزایش داده و ریسک ابتلا به بیماریها را در افراد مستعد به بیماری، کاهش دهد. متخصصان تغذیه برای هماهنگی یا دستورات درمانی و دارویی پزشکانی باید با اصول ژنتیک آشنا باشند و نیز باید قادر باشند تا نقش مهمی را در ارائه دستورات درمانی پیشگیرانه در مورد مصرف مواد غذایی و نیز شیوة زندگی ایفا نمایند. درمانها با توجه به ویژگیهای ژنتیکی افراد و استعداد ابتلاء آنها به بیماریها به سرعت در حال اختصاصی شدن هستند و متخصصان تغذیه باید اطلاعات محکمی در زمینه اصول ژنتیک، ارتباط میان ژنها، بیماریها و تأثیرات محیط و نقش مواد غذایی و دیگر ترکیبات غذایی در تعدیل اثر ناشی از بروز ژنها برخوردار باشند. این فصل چشم انداز مختصری است دربارة ظهور بخش جدید از علم با نام ژنتیک تغذیه.
بیماری در سطح میتوکندریایی:
کدهای DNA ای مربوط به میتوکندری انسان ها، برای 13 پروتئین و 2 ریبوزوم از انواع RNA ای و 22 ناقل RNA ، مورد نیاز می باشد (گزارش توسط کمیته ژنوم میتوکندریایی انسانی، 2002) وظیفة اصلی میتوکندری ها سنتز انرژی مورد نیاز سلولها در حین عمل تنفس است، جهش در DNA میتوکندریایی بر روی بافت ها تأثیر می گذارد که باعث افزایش فسفریلاسیون اکسیداتیو خواهند شد و به دنبال آن یک سری علائم کلینیکی از جمله بیماریهای نورونوژیک - کاردیومیوپاتی و میوپاتی اسکلتی بروز می کند (1992 و Shoffner and wallace و MITOUAP, 2002; ).
دیابت های ارثی و مادرزادی و ناشنوایی ها به دنبال تغییراتی در DNA میتوکندریایی بوجود خواهند آمد. (2002 ،MITOMAP).
بیماری های میتوکندریایی ارثی، از قاعده مندلی و انتقال معمول از مادران به فرزندان پیروی نمی کنند و این اصل مهم بیولوژیکی، پایه ای برای بررسی ها و مطالعات آنتروپولوژیکی شده است که این مطالعات الگوهای شجره نامه ای و جمعیت مهاجر در طی سده ها را دنبال می کند همچنین راههایی را برای دنبال کردن بیماریهای فامیلی که توسط نقص در ژن های DNA میتوکندریایی ایجاد می شوند، فراهم آورده.
در طی بررسی های بیولوژیکی در اغلب موارد اشتباهاتی روی می دهد ازجمله گزارش مبنی بر وجود DNA میتوکندریایی منتقل شده از پدر به فرزند این عارضه و حادثه برای اولین بار در موش ها گزارش شده است ولی در یک مورد انسانی درگیر مشاهده نشده است (Gyllensten et al , 1991; schwars and vissing , 2002)
ژنتیک و تغذیه درمانی:
از موارد مهمی که برای متخصصین تغذیه وجود دارد این است که جهش ها ، بر روی وضعیت تغذیه ای تأثیر می گذارند و حتی اگر شخصی دچار جهش ژنتیکی شده باشد تحت تأثیر مواد مغذی و یا دیگر ترکیبات غذایی قرار می گیرند.
برخورد کروموزوم های سنگین و جهش های تک ژنی بر روی وضعیت تغذیه ای بررسی ای است که متخصصین تغذیه برای مدت طولانی بوجود آورده اند و همچنان ادامه خواهد یافت. یکی از اعمال و نقش های مهم و گسترش یافته برای متخصصین تغذیه حضور در عصر جاری و متداول ژنومیک تغذیه است.
تحقیقات ژنتیکی راههایی را پیشنهاد می کند تا غذا و ترکیبات غذایی برای اعضا و بافت های مخصوصی که اهمیت و تأثیراتی در موتاسیون دارند، استفاده شوند که این مواد اثرات محدودیت ژنتیکی را تسکین می دهند.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
تاریخچه..............................................................................................................
مقدمه..................................................................................................................
متخصص ژنتیک.................................................................................................
تشخیص پیش از موقع و پیشگیری....................................................................
درمان..................................................................................................................
چند نمونه از درمان های ثمربخش.....................................................................
پروژه ژنوم انسانی..............................................................................................
اساس ژنتیک......................................................................................................
ژنتیک و ژنومیک................................................................................................
اصول ژنتیک.......................................................................................................
اسلوب وراثت و نفوذپذیری................................................................................
بیماری های کروموزومال....................................................................................
بیماری در سطح میتوکندریایی............................................................................
ژنتیک و تغذیه درمانی........................................................................................
تأثیر ارتباط متقابل ژن و مواد مغذی بر روی فرآیندهای متابولیکی.....................
تاثیرات و ارتباط متقابل بین ژن و مواد مغذی بر روی ظهور ژن.........................
عنوان صفحه
پیچیدگی موجود در ارتباط ژنتیک و تغذیه.........................................................
ژنتیک به عنوان یک تخصص پزشکی.................................................................
نظام ژنتیک انسانی و پزشکی.............................................................................
طبقه بندی اختلالات ژنتیکی..............................................................................
نقایص تک ژنی..................................................................................................
اختلالات کروموزومی.........................................................................................
توارث چند عاملی...............................................................................................
فصل 1: اساس کروموزومی وراثت.................................................................
اساس کروموزومی وراثت...................................................................................
کروموزوم های انسانی........................................................................................
چرخه حیاتی یک سلول سوماتیک......................................................................
میتوزیس.............................................................................................................
میوزیس..............................................................................................................
گامت سازی و باروری انسان..............................................................................
تخمک سازی......................................................................................................
باروری................................................................................................................
رابطه طبی میوزومیتوز.........................................................................................
عنوان صفحه
فصل 2: ژنوم انسان.............................................................................................
ساختمان DNA..................................................................................................
ساختمان و تشکیلات ژن....................................................................................
اشکال ساختمانی یک ژن انسانی معمولی...........................................................
خانواده های ژن..................................................................................................
پایه های تظاهر ژنی............................................................................................
رونویسی.............................................................................................................
ترجمه و رمز ژنتیکی..........................................................................................
روند پس از ترجمه.............................................................................................
ساختمان کروموزوم های انسان...........................................................................
کروموزوم میتوکندریایی......................................................................................
فصل 3: الگوهای توارثی تک ژنی..................................................................
ترمینولوژی یا لغت شناسی.................................................................................
اختلالات ژنتیکی با توارث کلاسیک مندلی........................................................
سن شروع و سایر فاکتورهای موثر بر الگوهای شجره ای...................................
سایر فاکتورهای موثر بر الگوهای شجره ای........................................................
هتروژنیتی ژنتیکی..............................................................................................
عنوان صفحه
هتروژنیتی لوکوسی.............................................................................................
هتروژنیتی آللی...................................................................................................
توارث اتوزومال مغلوب......................................................................................
فرکانس بروز ژن و فرکانس حامل......................................................................
هم خونی و ازدواج.............................................................................................
هم خونی............................................................................................................
اختلالات مغلوب نادر موارد جدا شده ژنتیکی....................................................
اختلالات تحت تأثیر جنسیت.............................................................................
آنالیز جداسازی...................................................................................................
الگوهای توارثی اتوزومال غالب...........................................................................
مشخصات توارث اتوزومی غالب........................................................................
هموزیگوت های صفات اتوزومال غالب.............................................................
فنوتیپ های محدود به جنس در بیماری اتوزومی..............................................
توارث وابسته به X.............................................................................................
توارث وابسته به X مغلوب.................................................................................
مشخصات توارث وابسته به X مغلوب................................................................
موزائیسم.............................................................................................................
عنوان صفحه
موزائیسم سوماتیک (غیرجنسی).........................................................................
توارث مادری موتاسیون های میتوکندریایی.........................................................
فصل 4: اساس ژنتیک سلولی بالینی................................................................
معرفی سیتوژنتیک..............................................................................................
شناسایی کروموزوم.............................................................................................
اختلالات کروموزومی.........................................................................................
اختلال در تعداد کروموزوم‌ها..............................................................................
تری پلوئید و تتراپلوئید.......................................................................................
آناپلوئید..............................................................................................................
فصل 5: بیماری های ژنتیکی............................................................................
بیماری آلزایمر....................................................................................................
ژنتیک و سرطان..................................................................................................
زیست شناسی سرطان.........................................................................................
اساس ژنتیکی سرطان.........................................................................................
سرطان در خانواده...............................................................................................
سرطان و محیط...................................................................................................
تراتوژن ها...........................................................................................................
عنوان صفحه
سرطان ارثی پستان و تخمدان..............................................................................
کانسر فیزیولوژی ارثی کلون...............................................................................
بیماری سیستیک فیبروزیس................................................................................
بیماری هیپرکلسترولمی خانوادگی......................................................................
دیابت شیرین وابسته به انسولین..........................................................................
دیابت شیرین غیروابسته به انسولین.....................................................................
سندرم مارفان......................................................................................................
سندرم ترنر.........................................................................................................
ساختمان و عملکرد هموگلوبین..........................................................................
هموگلوبین های انسان و ژنهای آنها...................................................................
ناهنجاری های هموگلوبین در انسان...................................................................
هموگلوبین لپور..................................................................................................
انواع دیگر هموگلوبین.........................................................................................
کم خونی کولی...................................................................................................
کم خونی سلول داسی شکل................................................................................
گالاکتوزمیا..........................................................................................................
هیبرفنیل آلانینمی................................................................................................
عنوان صفحه
دیگر ناهنجاری های ژنتیکی و نقص های زمان تولد.........................................
هموسیستئین یوریا..............................................................................................
سندرم داون.........................................................................................................
افتادگی دریچه میترال..........................................................................................
بیماری ویلسون...................................................................................................
صلبیه آبی............................................................................................................
سولفوسیتسین یوریا............................................................................................
شکاف سقف دهان..............................................................................................
اسپینا بیفیدا.........................................................................................................
فلج مغزی...........................................................................................................
اطلاعات کلی در مورد ژنها، تغذیه و بیماری ها..................................................
طرح ژنوم محیطی..............................................................................................
نقش تغذیه از دیدگاه ژنتیک...............................................................................
کمبود ویتامین ممکن است عامل ایجاد جهش ژن شود.......................................
ژنتیک و برنامه های رژیمی................................................................................
چگونه بیماری های ژنتیکی بر روی نیازهای تغذیه ای تأثیر می گذارند............
تفاوت بین بی‌نظمی‌های محض ژنتیکی و بی‌نظمی‌های چند علتی.....................
عنوان صفحه
تغییر ژنتیک و تغذیه در رابطه با بیماری های قلبی و عروقی..............................
چگونگی تأثیر رژیم غذایی بر روی فرآیندهای فیزیولوژیکی بدن.......................
وزن بدن و ژنتیک...............................................................................................
[1] . American Board of Medical Genetics
[2] - American Board of Genetic Counseling
[3] - Biopsy