Η ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ DNA ή ΠΩΣ ΤΟ DNA ΠΕΡΝΑΕΙ ΑΠΟ ΤΗ ΜΙΑ ΓΕΝΙΑ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΣΤΗΝ ΕΠΟΜΕΝΗ…

 

 

Τι είναι η γενετική πληροφορία;

 

Όπως η κάθε λέξη αποτελείται από κάποιο από τα 24 γράμματα του αλφαβήτου και το νόημά της εξαρτάται από τη σειρά των γραμμάτων σε αυτή, έτσι και η γενετική πληροφορία εξαρτάται από τη σειρά, των αζωτούχων βάσεων πάνω στην αλυσίδα του DNA.

 

Με βάση τη γενετική πληροφορία καθορίζεται και η λειτουργία του οργανισμού.

 

Πώς τα κύτταρα «διαχειρίζονται» τη γενετική πληροφορία;

 

Στο σημείο αυτό θα πρέπει να αναφερθούμε στο κλασσικό σχήμα της «ροής της γενετικής πληροφορίας», το οποίοαπεικονίζεται παρακάτω:

 

•                Το DNA μέσω της διαδικασίας, που ονομάζεται αντιγραφή «διπλασιάζεται», ώστε να διαμοιραστεί εξίσου μεταξύ των δύο κυττάρων, που θα προκύψουν από την κυτταρική διαίρεση

•                Το DNA μεταγράφεται σε ένα παρόμοιο μόριο, το οποίο ονομάζεται RNA.

•                Το RNA μεταφράζεται σε πρωτεΐνες, που είναι τα μόρια, τα οποία ρυθμίζουν τη λειτουργία του κυττάρου και κατ’ επέκτασιν και ολόκληρου του οργανισμού.

 

Τι είναι η αντιγραφή του DNA;

 

Αντιγραφή ονομάζεται η διαδικασία, μέσω της οποίας το κάθε μόριο DNA διπλασιάζεται «αντιγράφοντας τον εαυτό του».

 

Πότε λαμβάνει χώρα η αντιγραφή του DNA;

 

Η διαδικασία αυτή λαμβάνει χώρα πριν από τη διαίρεση του κυττάρου, εκ της οποίας θα προκύψουν δύο πανομοιότυπα κύτταρα.

 

Ας θυμηθούμε τη μορφή του DNA…

 

Το μόριο του DNA είναι κατά βάση μία «σκάλα», της οποίας ο σκελετός αποτελείται από τα σάκχαρα και τις φωσφορικές ομάδες των νουκλεοτιδίων και τα «σκαλοπάτια» από ζεύγη αζωτούχων βάσεων των «αντικριστών» νουκλεοτιδίων, που εντοπίζονται στις δύο παράλληλες αλυσίδες (βλ. εικόνα).

 

 

Απέναντι από την Αδενίνη βρίσκουμε πάντα Θυμίνη και απέναντι από την Κυτοσίνη βρίσκουμε πάντα Γουανίνη. Έτσι λέμε, πως οι δύο παράλληλες αλυσίδες είναι «συμπληρωματικές».

 

Ποια είναι η διαδικασία αντιγραφής του DNA;

 

Στην παρακάτω εικόνα αναπαρίσταται σχηματικά η αντιγραφή του DNA.

 

Πριν αρχίσει η αντιγραφή η «σκάλα» του μορίου του DNA «ανοίγει» και έτσι οι αζωτούχες βάσεις κάθε νουκλεοτιδίου μένουν «ελεύθερες». Τότε απέναντι από κάθε αζωτούχο βάση έρχεται μία νέα συμπληρωματική σε αυτήν αζωτούχος βάση ενός νουκλεοτιδίου. Επομένως:

 

·               Αν η «ελεύθερη» αζωτούχος βάση είναι Αδενίνη, τότε απέναντί της έρχεται ένα νουκλεοτίδιο, του οποίου η αζωτούχος βάση είναι Θυμίνη

 

·               Αν η «ελεύθερη» αζωτούχος βάση είναι Θυμίνη, τότε απέναντί της έρχεται ένα νουκλεοτίδιο, του οποίου η αζωτούχος βάση είναι Αδενίνη.

 

·               Αν η «ελεύθερη» αζωτούχος βάση είναι Κυτοσίνη, τότε απέναντί της έρχεται ένα νουκλεοτίδιο, του οποίου η αζωτούχος βάση είναι Γουανίνη.

 

·               Αν η «ελεύθερη» αζωτούχος βάση είναι Γουανίνη, τότε απέναντί της έρχεται ένα νουκλεοτίδιο, του οποίου η αζωτούχος βάση είναι Κυτοσίνη

 

Κατά συνέπεια απέναντι από τα νουκλεοτίδια της «αρχικής» αλυσίδας έχουμε νέα συμπληρωματικά νουκλεοτίδια, τα οποία ενώνονται μεταξύ τους μέσω των σακχάρων και των φωσφορικών τους ομάδων, ώστε να σχηματίσουν μία «νέα» αλυσίδα «συμπληρωματική» της «αρχικής».

 

Η διαδικασία αυτή συνεχίζεται καθ’ όλο το μήκος του μορίου του DNA.

 

Τοιουτοτρόπως, στο τέλος έχουμε τη δημιουργία δύο νέων πανομοιότυπων μορίων DNA, καθένα εκ των οποίων αποτελείται από μία «αρχική» και μία «νέα» αλυσίδα.

 

Τι συμβαίνει μετά το πέρας της διαδικασίας της αντιγραφής του DNA;

 

Η διαδικασία της αντιγραφής του DNA λαμβάνει χώρα ταυτόχρονα σε κάθε μόριο του DNA, που περιέχεται στον πυρήνα του κυττάρου και μετά το πέρας αυτής έχουμε το διπλάσιο αριθμό μορίων DNA και κάθε μόριο έχει το «αντίγραφό» του.

 

Επομένως, θα μπορούσαμε να πούμε, πως στον πυρήνα του κυττάρου εντοπίζονται ζεύγη από απολύτως όμοια μόρια DNA.

 

Με την κυτταρική διαίρεση το κάθε ζεύγος από όμοια μόρια DNA θα «διασπαστεί» και το κάθε μέλος του ζεύγους θα μεταφερθεί σε ένα εκ των δύο νέων κυττάρων, που θα προκύψουν από τη διαίρεση του αρχικού κυττάρου. Έτσι τα δύο νέα κύτταρα θα έχουν ακριβώς τον ίδιο αριθμό μορίων DNA και ακριβώς το ίδιο είδος μορίων DNA με το αρχικό κύτταρο. Επομένως, θα έχουν πανομοιότυπο γενετικό υλικό.

 

ΠΗΓΗ: https://www.eleftheia.gr/enimerosi/stoiheia-gennetikis/antigrafh_dna/

DNA: ΤΙ ΓΝΩΡΙΖΕΤΕ ΓΙΑ ΑΥΤΌ;

Τι είναι το DNA;

Καταρχάς, ο όρος DNA είναι ένα αγγλικό αρκτικόλεξο (ή ακρωνύμιο). Ο πλήρης επιστημονικός όρος είναι Deoxyribonucleic acid (Deoxyribo – Nucleic – Acid/ DNA), ο οποίος αποδίδεται ελληνιστί ως Δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ. Πρόκειται για το μόριο, μέσω του οποίου οι περισσότεροι οργανισμοί, συμπεριλαμβανομένου και του ανθρώπου, κληροδοτούν τα χαρακτηριστικά τους στις επόμενες γενεές. Θα μπορούσε να πει κανείς, πως το DNA είναι το «κληρονομικό υλικό» μας και μέσα σε αυτό εντοπίζεται «εγγεγραμμένη» η «γενετική πληροφορία».

 

Πού βρίσκεται το DNA;

Το DNA εντοπίζεται κατά κύριο λόγο στον πυρήνα του κυττάρου, ενώ μικρή ποσότητα DNA εντοπίζεται και στα μιτοχόνδρια. Στον πυρήνα του κυττάρου του DNA βρίσκεται “αποθηκευμένο” υπό τη μορφή σωματιδίων, τα οποία ονομάζονται χρωμοσώματα.

 

Ποια είναι η δομή του DNA;

Το DNA είναι ένα μόριο, το οποίο αποτελείται από «δομικές μονάδες», που ονομάζονται νουκλεοτίδια. Στην παρακάτω εικόνα έχουμε μία σχηματική απεικόνιση ενός νουκλεοτιδίου, το οποίο αποτελείται με τη σειρά του από 3 μόρια: ένα «κεντρικό» μόριο σακχάρου, που ονομάζεται Δεοξυριβόζη, το οποίο συνδέεται με ένα μόριο ονομαζόμενο «φωσφορική ομάδα» και ένα μόριο, που ονομάζεται «αζωτούχος βάση».

Πολλά νουκλεοτίδια ενώνονται, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα και σχηματίζουν μία πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα. Πρακτικά, ένα μόριο σακχάρου ενός νουκλεοτιδίου ενώνεται μέσω της φωσφορικής του ομάδας με το μόριο σακχάρου του επόμενου νουκλεοτιδίου κ.ο.κ.. Έτσι έχουμε το σχηματισμό ενός «σκελετού» από σάκχαρα και φωσφορικές ομάδες ενώ οι αζωτούχες βάσεις είναι ελεύθερες.

 

Το ολοκληρωμένο μόριο του DNA αποτελείται από δύο παράλληλες πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες, οι οποίες ενώνονται μέσω των ελεύθερων αζωτούχων βάσεών τους.  

Οι αζωτούχες βάσεις του DNA είναι τέσσερεις:

•    Αδενίνη
•    Θυμίνη
•    Κυτοσίνη
•    Γουανίνη

Όπως φαίνεται και στην παρακάτω εικόνα το μόριο του DNA είναι κατά βάσιν μία «σκάλα», της οποίας ο σκελετός αποτελείται από τα σάκχαρα και τις φωσφορικές ομάδες των νουκλεοτιδίων και τα «σκαλοπάτια» από ζεύγη αζωτούχων βάσεων των δύο παράλληλων αλυσίδων.

Απέναντι από την Αδενίνη βρίσκουμε πάντα Θυμίνη και απέναντι από την Κυτοσίνη βρίσκουμε πάντα Γουανίνη. Έτσι λέμε, πως οι δύο παράλληλες αλυσίδες είναι «συμπληρωματικές».

Η «σκάλα» αυτή του μορίου του DNA στρέφεται κατά τον επιμήκη άξονά της δεξιόστροφα και έτσι έχουμε το χαρακτηριστικό σχήμα του DNA, που ονομάζεται διπλή έλικα.

 

Μια μικρή «ιστορική» παρένθεση…

Η υπόθεση το DNA να είναι το γενετικό υλικό του ανθρώπου, διατυπώθηκε αρχικά από τον Avery το 1944. Οι Watson και Crick ήταν οι πρώτοι, που περιέγραψαν τη δομή του DNA το 1953, βασιζόμενοι σε στοιχεία, που είχαν προηγουμένως συλλέξει οι Wilkins και Franklin. Το 1962 απονεμήθηκε για το λόγο αυτό το βραβείο Nobel στους Watson, Crick και Wilkins (η Franklin είχε αποβιώσει το 1958).

Πώς η γενετική πληροφορία βρίσκεται αποθηκευμένη στη δομή του DNA;

Το ανθρώπινο DNA αποτελείται από περίπου 3 δισεκατομμύρια νουκλεοτίδια, το καθένα εκ των οποίων έχει μία εκ των τεσσάρων αζωτούχων βάσεων (Αδενίνη, Θυμίνη, Κυτοσίνη ή Γουανίνη). Η γενετική πληροφορία βρίσκεται αποθηκευμένη στην αλληλουχία (στη σειρά δηλαδή) των αζωτούχων βάσεων πάνω στην αλυσίδα του DNA.

Συνεπώς, όπως η κάθε λέξη αποτελείται από κάποιο από τα 24 γράμματα του αλφαβήτου και το νόημά της εξαρτάται από τη σειρά των γραμμάτων σε αυτή, έτσι και η γενετική πληροφορία εξαρτάται από τη σειρά, των αζωτούχων βάσεων πάνω στην αλυσίδα του DNA. Με βάση τη γενετική πληροφορία καθορίζεται η λειτουργία του οργανισμού.

Εδώ θα πρέπει να σημειώσουμε πως το 99% των βάσεων αυτών είναι οι ίδιες σε όλους τους ανθρώπους.

 

ΠΗΓΗ: https://www.eleftheia.gr/enimerosi/stoiheia-gennetikis/dna_ti_gnvwrizete_gia_ayto/   

Τι είναι το DNA και πώς επηρεάζει την υγεία μου;

 

Δρ Ελένη  Κοντογιάννη B.Sc.,  Ph.D

Η ακτινογραφία του DNA

 

Το DNA είναι το μόριο στο οποίο κωδικοποιούνται και αποθηκεύονται όλες οι γενετικές πληροφορίες ενός οργανισμού. Το γονίδιο είναι ένα τμήμα DNA, που κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη. Τα γονίδια, μια και κωδικοποιούν μια τη σύνθεση των πρωτεϊνών καθορίζουμε το πως μεταβολίζουμε τις τροφές μας, πως αντιμετωπίζουμε τοξικές ουσίες, τις μολύνσεις κ.λ.π. Το μόριο του DNA αποτελείται από δύο ελικοειδείς κλώνους, που είναι ενωμένοι και τυλίγονται ο ένας γύρω από το άλλο, μοιάζοντας με μια περιστρεφόμενη σκάλα. Το DNA αποτελείται μεταξύ άλλων, και από χημικές ενώσεις που ονομάζονται βάσεις. Και κάθε ένωση των δύο κλώνων αποτελείται από ένα ζευγάρι βάσεων, είτε αδεδίνη(Α) και θυμίνη(Τ) είτε κυτοσίνη(C)  είτε γουνίνη (G). Έχουμε περίπου τρία δισεκατομμύρια ζευγάρια βάσεων σε κάθε κύτταρο μας και αυτό είναι το γονιδίωμα μας. Με μόνη εξαίρεση τους μονοωογενείς διδύμους, η ακολουθία των βάσεων (η σειρά δηλαδή ATGC) είναι διαφορετική για το καθένα και αυτό είναι ένα από τα στοιχεία κάθε ανθρώπου που τον κάνει μοναδικό. Η πολυμορφικότητα μας και αυτό συμπεριλαμβάνει και την πιθανότητα για να εκδηλώσει κάποιος μια ασθένεια ή την αντίσταση του σ’ αυτήν.

 

Το DNA που αποτελεί το γονιδίωμα μας, είναι οργανωμένο σε δομές, που ονομάζονται χρωμοσώματα και βρίσκονται στον πυρήνα του κάθε κυττάρου. Κάθε χρωμόσωμα είναι ένα και μόνο μόριο DNA. Τα φυσιολογικά κύτταρα στον άνθρωπο έχουν 46 χρωμοσώματα, 23 έρχονται από τον κάθε γονέα. Το κάθε σετ 23 χρωμοσωμάτων και ένα Χ ένα Υ, τα οποία καθορίζουν το φύλλο. Οι γυναίκες έχουν 2Χ χρωμοσώματα και οι άντρες ένα Χ και ένα Υ. Τα χρωμοσώματα δεν είναι συνεχείς σειρές γονιδίων, τα γονίδια είναι διασπαρμένα ανάμεσα σε εκατομμύρια βάσεις DNA είναι άγνωστη. Ουσιαστικά τα γονίδια αποτελούν μόνο ένα μικρό ποσοστό του ανθρώπινου γονιδιώματος, περίπου το 3%.

 

Υπολογίζουμε πως έχουμε 80-100.000 γονίδια, περίπου που τα μεγέθη τους κυμαίνονται από 1000 μέχρι μερικές χιλιάδες βάσεις, και έχουμε για κάθε γονίδιο δύο αντίτυπα, ένα που έχουμε κληρονομήσει από κάθε γονιό μας. Παρά το γεγονός ότι φαινόμαστε διαφορετικοί ο ένας από τον άλλο, είμαστε πανομοιότυποι σε εκπληκτικό βαθμό στο επίπεδο του DNA. Υπάρχουν διαφορές μόνο στο 1% του DNA. Παρ’ όλα αυτά, οι διαφορές του DNA είναι η βάση για τις περισσότερες φυσιολογικές διαφορές, οι οποίες μετατρέπονται και από περιβαλλοντικούς παράγοντες. Η διαφορά στην αλληλουχία του DNA μπορεί να συμβαίνει μέσα στα γονίδιά μας και το αποτέλεσμα είναι διαφορετικές μορφές του ίδιου γονιδίου. Οι διαφορετικές μορφές του ίδιου γονιδίου ονομάζονται αλληλόμορφα και οι άνθρωποι μπορούν να έχουν δύο πανομοιότυπα ή δύο διαφορετικά αλληλόμορφα για το κάθε γονίδιο.

 

ΜΕΤΑΛΛΑΓΕΣ

 

Παρά το γεγονός ότι οι πιο πολλοί πολυμορφισμοί του DNΑ δεν έχουν κάποια αρνητική επίδραση στον οργανισμό, πολλές φορές μερικές αλλαγές στο DNA μπορεί να δημιουργήσουν βλάβες, οι οποίες μπορεί να προξενήσουν από μόνες του ή συνεργιστικά με άλλους παράγοντες την ασθένεια. Οι αλλαγές στο DNA μπορεί να υπάρχουν στους γαμέτες (ωάρια και σπερματοζωάρια), οπότε σ’ αυτή την περίπτωση κληρονομούνται από τους γονείς στα παιδιά. Εάν οι αλλαγές αυτές έχουν συμβεί σε σωματικά κύτταρα μόνον, τότε σ’ αυτήν την περίπτωση δεν κληρονομούνται. Αυτές οι μεταλλάξεις μπορεί να συμβούν κατά τη διάρκεια φυσιολογικών διαδικασιών, όπως η κυτταρική διαίρεση, ή σαν αντίδραση σε περιβαλλοντολογικές καταστάσεις, όπως η έκθεση σε τοξίνες, σε ραδιενέργεια, στη δίαιτα κ.λ.π.

 

Η φύση μας έχει εφοδιάσει με ένα σύστημα από ένζυμα, τα οποία μπορούν να ανακαλύψουν και να διορθώσουν τα περισσότερα λάθη στο DNA. Καθώς, όμως, γερνάμε, το σύστημα επιδιόρθωσης μπορεί να γίνει όλο και λιγότερο αποτελεσματικό και να μας επιτρέψει να συσσωρεύσουμε μεταλλάξεις, οι οποίες δεν έχουν διορθωθεί. Αυτό μπορεί να έχει σαν κατάληξη ασθένειες όπως ο καρκίνος. Από το σημείο του DNA στο οποίο συμβαίνει μια μετάλλαξη, εξαρτάται το εάν οι μεταλλάξεις είναι μικρής σημασίας επειδή έχουν συμβεί στο DNA, το οποίο δεν κωδικοποιεί κάποια συγκεκριμένη αλληλουχία. Όμως, αν κάποια μετάλλαξη συμβεί μέσα σ’ ένα γονίδιο, αυτό μπορεί να έχει αποτέλεσμα πρωτεΐνες που παράγονται, οι οποίες έχουν ελαττωματική δομή ή λειτουργία ή παράγονται σε υψηλότερο ή χαμηλότερο επίπεδο από το φυσιολογικό προξενώντας ή υποστηρίζοντας την ανάπτυξη μιας νόσου. Μερικές φορές μια πολύ μικρή αλλαγή στην αλληλουχία του DNA μπορεί να προξενήσει μια πολύ σοβαρή ασθένεια.

 

Η αντικατάσταση μιας και μόνο βάσης για παράδειγμα μπορεί να οδηγήσει στην δρεπανοκυτταρική αναιμία. Επίσης, άλλες ασθένειες μπορεί να προκληθούν από την προσθήκη ή αφαίρεση μικρού αριθμού βάσεων στο DNA. Σήμερα έχουμε βρει περισσότερες από τέσσερις χιλιάδες ασθένειες που προκαλούνται από μια μετάλλαξη σε ένα γονίδιο, το οποίο κληρονομείαι από τον έναν ή και από τους δύο γονείς. Οι περισσότερες από τις ασθένειες αυτές είναι αρκετές σπάνιες. Μερικές είναι πολύ συχνές σε συγκεκριμένες πληθυσμιακές ομάδες. Για μερικές ασθένειες οι αιτίες είναι πολύ περίπλοκες. Οι πιο συχνές ασθένειες που ταλαιπωρούν το δυτικό πολιτισμό θεωρούνται ότι είναι ένας συνδυασμός από συγκεκριμένες μεταλλάξεις οι οποίες μπορεί να δρουν μαζί με περιβαλλοντολογικούς παράγοντες και να προξενούν καρδιοπάθειες, διαβήτη, υπέρταση, διάφορα είδη καρκίνων, ασθένεια του Alzheimer κ.λ.π.

 

ΓΙΑ ΑΣΘΕΝΕΙΕΣ

 

Για να βρεθεί ένα γονίδιο που είναι πιθανός υποψήφιος για συμμετοχή σε μια ασθένεια, οι επιστήμονες πρέπει να ψάξουν για αλλαγές στο DNA που εμφανίζονται μόνο στους ανθρώπους που έχουν τη συγκεκριμένη ασθένεια. Ψάχνοντας μέσα σε τρία δισεκατομμύρια βάσεις DNA για πολύ μικρές αλλαγές που μπορεί να συνδέονται με την ασθένεια δεν είναι καθόλου εύκολο, μια και υπάρχουν οι φυσικοί πολυμορφισμοί και οι διαφορές από άνθρωπο σε άνθρωπο, που μπορεί να κάνουν το έργο μας ακόμα πιο πολύπλοκο.

 

Πολλά επιστημονικά γκρουπ έχουν δουλέψει πάνω από δέκα χρόνια για να βρουν τα γονίδια για τις ασθένειες Hantigton και για την κυστική ίνωση. Σήμερα, μια και υπάρχει το πρόγραμμα για την αποκωδικοποίηση του ανθρώπινου γονιδιώματος (Hugo), είναι το πιο εύκολο για τους επιστήμονες, από τους χρωμοσωμικούς χάρτες που υπάρχουν, να έχουν κάποια καθοδήγηση και κάποια βοήθεια. Αυτοί οι χάρτες, οι οποίοι έχουν σχεδιαστεί τα τελευταία χρόνια και που ολοκληρώνονται συνεχώς, παίζουν το ρόλο του σηματοδότη πάνω στους δρόμους του DNA. Όσο πιο λεπτομερείς και ακριβείς είναι οι χάρτες του DNA, τους οποίους φτιάχνουμε, τόσο αυξάνεται και η ταχύτητα με την οποία μπορούμε να ανακαλύψουμε νέα γονίδια και μειώνεται ο χρόνος που απαιτείται για την ανακάλυψη ενός καινούριου γονιδίου από χρόνια σε μερικούς μήνες στις περιπτώσεις των περιπτώσεων. Για να βρεθεί ένα γονίδιο συνήθως βρίσκουμε την ευρύτερη περιοχή στην οποία πιθανώς να βρίσκεται και μετά δοκιμάζονται διάφορα υποψήφια γονίδια μέχρι να βρεθεί το συγκεκριμένο , το οποίο εμπλέκεται με την ασθένεια αυτή.

 

Σήμερα ο τόπος του γονιδίου αυτού και μεταλλάξεις που υπάρχουν μπορούν να είναι γνωστές σε όλη την επιστημονική κοινότητα μέσω του internet και η επικοινωνία και η ανταλλαγή πληροφοριών κάνει πολύ πιο εύκολη την επιπλέον έρευνα και την ανακάλυψη νέων γονιδίων. Από τη στιγμή που έχουμε ανιχνεύσει και πιστοποιήσει ότι ένα συγκεκριμένο γονίδιο εμπλέκεται με μια ασθένεια, τότε το επόμενο βήμα είναι να δούμε πώς αυτή η γνώση θα μεταφερθεί, εάν μεταφέρεται, στην κλινική πράξη, έτσι ώστε να βοηθήσει στην ανακάλυψη νέων τρόπων ανίχνευσης διάγνωσης ή θεραπείας ή ιατρικού management της ασθένειας.

 

ΓΕΝΕΤΙΚΑ ΤΕΣΤ

 

Μπορούμε να εξετάσουμε την αλληλουχία του DNA είτε έμμεσα είτε άμεσα. Με την έμμεση εξέταση μπορούμε να ανιχνεύσουμε προϊόντα του συγκεκριμένου γονιδίου με διάφορα βιοχημικά τεστ. Επίσης, μπορούμε άμεσα να δούμε την αλληλουχία των βάσεων και από αυτό να συμπεράνουμε εάν το γονίδιο αυτό λειτουργεί φυσιολογικά ή όχι. Τα γενετικά τεστ χρησιμοποιούνται εδώ και χρόνια για πληθώρα λόγων, που συμπεριλαμβάνουν:

 

1.     Έλεγχος των πιθανών φορέων μιας ασθένειας. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να γίνει γενετικός έλεγχος στο DNA ατόμων, τα οποία είναι απλώς φορείς ενός γονιδίου, χωρίς να έχουν ασθενήσει από την ασθένεια. Αυτά τα άτομα συνήθως έχουν ένα αντίτυπο μόνο του γονιδίου που είναι υπεύθυνο για μια ασθένεια, ένα αλληλόμορφο μιας ασθένειας (που χρειάζεται δύο αντίτυπα του γονιδίου αυτού, ώστε να μπορέσει να εκφραστεί και να εκδηλωθεί η ασθένεια).

 

2.     Ελέγχους για προγεννητική διάγνωση

 

3.     Συστηματικούς ελέγχους νεογέννητων

 

4.     Γενετικό τεστ για την προ-συμπτωματικοί διάγνωση ασθενειών που εμφανίζονται στην ενήλικη ζωή, όπως η ασθένεια Hantigton

 

5.     Προ-συμπτωματικό γενετικό τεστ για την εκτίμηση του κινδύνου ανάπτυξης ασθενειών που εμφανίζονται στην ενήλικη ζωή, όπως η Alzheimer ή ο καρκίνος του εντέρου

 

6.     Επιβεβαίωση την διάγνωσης ενός ανθρώπου που έχει ήδη τα συμπτώματα μιας ασθένειας

 

7.     Έλεγχος ταυτότητας-πατρότητας ή επιβεβαίωση ιατροδικαστικών ευρημάτων

 

Σ’ ένα γενετικό τεστ οι επιστήμονες ανιχνεύουν μεταλλάξεις στο DNA του ασθενούς. Ένα δείγμα DNA μπορεί να ληφθεί από οποιονδήποτε ιστό και συνήθως λαμβάνεται από αίμα. Επίσης, το κόστος του γενετικού τεστ κυμαίνεται ανάλογα με το μέγεθος των γονιδίων, με την πολυπλοκότητα τεχνικών που χρησιμοποιούνται και τον αριθμό και το είδος των μεταλλάξεων που υπάρχουν. Ήδη η χρήση των γενετικών τεστ έχει πάρα πολύ σημαντικές επιπτώσεις στην αναβάθμιση της υγείας μας και την ποιότητα ζωής μας.

 

Μερικά τεστ έχουν χρησιμοποιηθεί για να επιβεβαιώσουν μια διάγνωση και να καθοδηγήσουν έναν γιατρό προς την συγκεκριμένη θεραπεία. Ενώ άλλα γενετικά τεστ έχουν βοηθήσει οικογένειες, ώστε να αποφύγουν τη γέννηση παιδιών με ασθένειες οι οποίες συχνά μπορεί να είναι θανατηφόρες. Επίσης, τα γενετικά τεστ μπορεί να ανακαλύψουν τους ανθρώπους τους οποίους βρίσκονται σε υψηλό κίνδυνο για συγκεκριμένες καταστάσεις, οι οποίες μπορεί να είναι προβλέψιμες και μπορούν να προληφθούν.

 

Γνωρίζουμε ότι η εντατικοποιημένη παρακολούθηση και σε πολλές περιπτώσεις η αφαίρεση πρώιμων ανωμαλιών του παχέος εντέρου, σε περιπτώσεις που κάποιος είχε κληρονομήσει ένα γονίδιο για την οικογενή αδενωματώδη πολυποδίαση, για παράδειγμα, έχει σώσει πολλές ζωές. Επίσης, σήμερα η συζήτηση περιστρέφεται γύρω από ένα γονιδιακό τεστ, το οποίο έχει τη δυνατότητα να ανιχνεύσει κατά  πόσον ένα άτομο έχει υψηλή πιθανότητα να αναπτύξει καρκίνο του μαστού ή των ωοθηκών ή όχι.

 

Ένας από τους κύριους περιορισμούς αυτών των γενετικών τεστ είναι ότι δίνουν μόνο την πιθανότητα ανάπτυξης της ασθένειας και όχι τη βεβαιότητα γι αυτό.

 

ΓΙΑ ΚΑΡΚΙΝΟ ΤΟΥ ΜΑΣΤΟΥ

 

Περίπου το 10% των καρκίνων του μαστού έχουν κληρονομική βάση. Η πλειονότητα περιπτώσεων του καρκίνου του μαστού είναι σποραδικές και εμφανίζονται σε οικογένειες που δεν έχουν οικογενειακό ιστορικό της συγκεκριμένης ασθένειας. Ο κίνδυνος να αναπτύξει μια γυναίκα καρκίνο του μαστού είναι περίπου 1 στις 10 για την Ελλάδα. Μέχρι στιγμής δεν έχουμε αναπτύξει κάποιο γενετικό τεστ, ώστε να διαγνώσουμε την προδιάθεση που έχει ένα άτομο για να αναπτύξει καρκίνο του μαστού, εάν πρόκειται για μια σποραδική περίπτωση, αν και υπάρχουν περίπου 50 γονίδια, τα οποία μέχρι στιγμής γνωρίζουμε ότι σχετίζονται με την ανάπτυξη της νόσου. Στην περίπτωση όμως που ο καρκίνος του μαστού εμφανίζεται σε αρκετά άτομα σε μια οικογένεια, τότε γνωρίζουμε ότι υπάρχουν δύο γονίδια, το BRCA1/2 όπου μεταλλάξεις σε αυτά τα δύο γονίδια εμπλέκονται με την εμφάνιση καρκίνου του μαστού στα άτομα που έχουν αυτές τις μεταλλάξεις.

 

Οι έρευνες έχουν δείξει ότι οι γυναίκες με οικογενειακό ιστορικό αυτής της ασθένειας έχουν κίνδυνο να αναπτύξουν καρκίνο του μαστού, ο οποίος φτάνει το 87% για την ηλικία των 70 χρόνων. Οι γυναίκες που ανήκουν σε οικογένεια υψηλού κινδύνου, αλλά δεν έχουν κληρονομήσει της μεταλλάξεις στο συγκεκριμένο γονίδιο, έχουν κίνδυνο που φτάνει στον κίνδυνο του γενικού πληθυσμού. Οι γυναίκες που έχουν μεταλλαγές στο γονίδιο BRCA1, επίσης, βρίσκονται σε υψηλό κίνδυνο να αναπτύξουν καρκίνο των ωοθηκών σε σχέση με τις γυναίκες του υπόλοιπου πληθυσμού. Επίσης, οι γυναίκες με μεταλλαγή στο BRCA1 που έχουν ήδη αναπτύξει καρκίνο στο μαστό έχουν γύρω στο 50-60% πιθανότητα να αναπτύξουν καρκίνο και στον άλλο μαστό (αμφοτερόπλευρο). Οι άντρες που έχουν μεταλλάξεις στο BRCA1 δεν φαίνεται να έχουν αυξημένο κίνδυνο για καρκίνο του μαστού, αλλά ελαφρά αύξηση του κινδύνου για καρκίνο του προστάτη. Γνωρίζουμε όμως ότι οι άντρες που έχουν μεταλλαγές στο γονίδιο BRCA2 έχουν έναν υψηλότερο κίνδυνο ανάπτυξης καρκίνου του μαστού.

 

Σήμερα έχει βρεθεί πληθώρα μεταλλάξεων στα γονίδια BRCA1/2 και η κάθε οικογένεια φέρει από μια χαρακτηριστική μετάλλαξη. Το γενετικό τεστ συμπεριλαμβάνει λήψη αίματος από ένα άτομο το οποίο κατά προτίμηση θα πρέπει να είναι ένα άτομο που έχει ήδη εμφανίσει τη νόσο, ώστε εάν υπάρχει το γονίδιο στην οικογένεια, να το ανιχνεύσουμε σε αυτό το άτομο με την μεγαλύτερη πιθανότητα. Από το αίμα αυτού του ατόμου γίνεται η εξαγωγή του DNA και μετά γίνεται η ανίχνευση των βάσεων του DNA, έτσι ώστε να ψάξουμε αν υπάρχει κάποια μετάλλαξη. Έχουμε τη δυνατότητα σήμερα να δούμε την πρωτεΐνη του γονιδίου, να δούμε αν αυτή η πρωτεΐνη παρουσιάζει κάποιο πρόβλημα, τότε σημαίνει πως υπάρχει πρόβλημα και στο γονίδιο. Αυτή η λύση είναι οικονομικότερη για τον ασθενή, γιατί σίγουρα το τεστ ανιχνεύει τη λειτουργικότητα της πρωτεΐνης είναι χαμηλότερου κόστους απ’ ότι το τεστ ανίχνευσης των βάσεων του DNA.

 

Παρ’ όλα αυτά, όμως, αυτό το τεστ της ανίχνευσης της πρωτεΐνης αν βγει θετικό, τότε έχει μια σημασία, αν όμως δεν μας δώσει αποτέλεσμα, τότε δεν σημαίνει τίποτε, γιατί υπάρχει αριθμός μεταλλάξεων που μπορεί να μην εμφανίζεται στην διαμόρφωση λειτουργικότητας της πρωτεΐνης. Έτσι, ο πιο σίγουρος είναι ένας συνδυασμός διαφόρων μεθόδων μοριακής βιολογίας με την πιο αξιόπιστη μέθοδο, την αποκωδικοποίηση της αλληλουχίας του DNA (sequencing). Το πως οι κλινικοί ογκολόγοι θα ερμηνεύσουν το τεστ και το πως οι θεράποντες ιατροί του ασθενούς θα χρησιμοποιήσουν αυτά τα αποτελέσματα είναι θέμα το οποίο ερευνάται εκτενώς. Ήδη έχουν ξεκινήσει κλινικές μελέτες σε άτομα με προχωρημένο καρκίνο των ωοθηκών, χρησιμοποιώντας για γονιδιακή θεραπεία το φυσιολογικό αντίτυπο του γονιδίου BRCA1.

Αυτές οι έρευνες γίνονται στην Αμερική, βρίσκονται ακόμα σε πολύ αρχικά στάδια και προχωρούν με την ελπίδα ότι θα μας δείξουν το δρόμο, ώστε να μπορέσουμε είτε να θεραπεύσουμε είτε να προλάβουμε την εμφάνιση της νόσου βασιζόμενοι στην θεραπεία γονιδίου. Το 1997 οι μελέτες που δημοσιεύθηκαν δείχνουν ότι η έκχυση του φυσιολογικού αλληλόμορφου του γονιδίου BRCA1 μπορεί να σταματήσει την κυτταρική ανάπτυξη, να εμποδίσει την ανάπτυξη των όγκων όταν εισαχθεί μέσα σε όγκους σε εργαστηριακά ποντίκια. Σήμερα έχουν ξεκινήσει πρωτόκολλα γονιδιακής θεραπείας με έκχυση φυσιολογικού αλληλόμορφου του γονιδίου BRCA1 σε γυναίκες σε προχωρημένο στάδιο καρκίνου μαστού και ωοθηκών και αναμένεται η δημοσίευση της αποτελεσματικότητας τους.

 

Η ΜΟΡΙΑΚΗ ΒΑΣΗ

 

Την επόμενη δεκαετία περιμένουμε ότι οι ερευνητές θα ανακαλύψουν τα περισσότερα ανθρώπινα γονίδια. Οι έρευνες πάνω στο ρόλο κάθε γονιδίου θα φωτίσουν πτυχές άγνωστες μέχρι στιγμής για το πως γονίδια έχουν συσσωρεύσει μεταλλάξεις που παίζουν κάποιο ρόλο στην ανάπτυξη ασθένειας. Έχοντας αυτές τις πληροφορίες, ήδη ο σχεδιασμός των φαρμάκων αποκτά μια καινούρια φιλοσοφία, καθώς οι επιστήμονες δημιουργούν νέα είδη φαρμάκων, τα οποία βασίζονται σε μια λογική διαδικασία, χρησιμοποιώντας την αλληλουχία του γονιδίου και την πρωτεϊνική δομή, παρά την κλασική μέθοδο της δοκιμής και του λάθους. Επίσης, μια άλλη μέθοδος, η οποία έχει ξεκινήσει τα τελευταία χρόνια και αναπτύσσεται καθημερινά, είναι η δυνατότητα της χρήσης γονιδίων για να θεραπεύσουμε μια ασθένεια, η οποία είναι γνωστή σαν γονιδιακή θεραπεία.

 

Η γονιδιακή θεραπεία είναι ένα θέμα στο οποίο έχει δοθεί ιδιαίτερη δημοσιότητα και το οποίο έχει αποσπάσει τη φαντασία του κοινού όπως και της επιστημονικής κοινότητας, για πολύ καλούς βέβαια λόγους. Η πιο πρόσφατη μέθοδος για γονιδιακή θεραπεία είναι το Crisp-Cas9, ένα είδος “μοριακού ψαλιδιού” που επιτρέπει ακριβή γενετική τροποποίηση. Αυτή η τεχνολογία είναι γρήγορα αναπτυσσόμενη και η βασική της φιλοσοφία είναι η χρησιμοποίηση μιας φυσιολογικής μορφής γονιδίου, ώστε να αντικαταστήσουμε ή να συμπληρώσουμε ένα γονίδιο το οποίο έχει μια μετάλλαξη.

 

Σήμερα ξέρουμε πως πάνω από 150 μελέτες για κλινική εφαρμογή της γονιδιακής θεραπείας προχωρούν στις Ηνωμένες Πολιτείες. Η πλειονότητα αυτών των πρωτοκόλλων εφαρμόζεται σε διάφορους τύπους καρκίνων. Σίγουρα υπάρχουν πολλά στάδια από το πρώτο πειραματικό επίπεδο μέχρι του να φανεί μια τεχνική είναι ασφαλής για να εφαρμοστεί στους ασθενείς και σίγουρα η τεχνολογία αυτή θα αντιμετωπίσει πολλές δυσκολίες, μέχρι να γίνει καθημερινή μέθοδος για την αντιμετώπιση της ασθένειας. Μια και ο άτλαντας της ανθρώπινης βιολογίας, έτσι όπως ολοκληρώνεται από καθημερινή έρευνα και από την αποκωδικοποίηση του ανθρώπινου γονιδιώματος (HUGO), θα μας δώσει εξαιρετικές πληροφορίες για τα γονίδια, θα έλθουν πολλές πληροφορίες στο φως σχετικά με τις ασθένειες και με τις ιδιαιτερότητες των ανθρώπων, οι οποίες μπορεί να τις προλάβουν ή να τις επιδεινώσουν. Είναι δικιά μας ευθύνη να χρησιμοποιήσουμε υπεύθυνα, επιστημονικά και με τον καλύτερο τρόπο αυτές τις πληροφορίες για το καλό της υγείας μας.

 

ΠΗΓΗ:  Reference