الگوهای وراثت

اطلاع از قوانین وراثت برای درک اینکه بیماری ها و عوامل خطر چگونه  در یک فامیل گردش می کنند و از نسلی به نسلی دیگر منتقل می شوند حایز اهمیت می باشد. ثبت سابقه سلامت خانوادگی با استفاده از ابزارهای ارزشمندی که در این زمینه وجود دارند و همینطور بهره گیری از مشاوره های ژنتیکی و بهداشتی به این امر کمک می کند.

تقریباً از هر ژن در یک فرد دو نسخه وجود دارد که یک نسخه از مادر و یک نسخه از پدر دریافت کرده است. دانشمندان ژن‌های انسان را مورد مطالعه قرار داده‌اند تا نحوه عملکرد طبیعی آنها و اینکه تغییر ژن‌ها چگونه می تواند نحوه کار آنها را تغییر دهد، را دریابند. برخی تغییرات بسیار جزئی هستند و بر نحوه عملکرد یک ژن تأثیر قابل توجهی ندارند. این گونه از تغییرات بنام پلی‌مورفیسم‌های تک نوکلئوتیدی (SNPs یا snips) یا تغییرات ژنی نامیده می‌شوند. نوع دیگری از تغییرات ژنی وجود دارد که جهش نامیده می شود که این نوع از تغییرات عملا بر نحوه عملکرد یک ژن تأثیر می گذارد و می تواند منجر به بیماری شود.

باید توجه داشت که همه اعضای یک خانواده با یک نوع جهش مشابه ممکن است الزاما علائم مشابهی نداشته باشند. در کنار این، افراد با جهش های مختلف ممکن است علایم و پیامدهای مشابهی داشته باشند. این موضوع به این دلیل اتفاق می افتد که بیان ژن علاوه از خود ژن ها، همچنین از محیط نیز تاثیر می گیرد.

بیماری های ناشی از جهش در یک ژن معمولاً با یک الگوی ساده وراثتی منتقل می شوند و بستگی به محل ژن و اینکه یک یا دو نسخه سالم از ژن در انتقال مورد نیاز باشد، دارد. این الگو تحت عنوان “وراثت مندلی” شناخته می شود. گرگور مندل برای اولین بار این الگوی انتقال را در نخود فرنگی مشاهده و گزارش کرد. هرچند که بیشتر اختلالات تک ژنی نادر هستند، میلیون ها نفر به اختلالات و بیماری های تک ژنی مبتلا هستند.

چندین الگوی اصلی توارث برای اختلالات تک ژنی وجود دارد: اتوزومال غالب، اتوزومال مغلوب، غالب مرتبط با کروموزوم X و مغلوب وابسته به کروموزوم X. با این حال، همه اختلالات ژنتیکی از این الگو تبعیت نمی کنند و سایر اشکال نادر وراثت مانند الگوی وراثت میتوکندریایی نیز باید در نظر گرفته شوند (جدول ذیل را ببینید).

نوع الگوی وراثتی	ویژگی ها	نمونه بیماری
اتوزومال غالب	هر فرد مبتلا معمولا یک والد آسیب دیده دارد، در هر نسل ممکن است رخ می دهد	بیماری هانتینگتون، نوروفیبروماتوز، آکندروپلازی، هیپرکلسترولمی فامیلی
اتوزومال مغلوب	هر دو والد یک فرد مبتلا حامل هستند، الزاما در هر نسل دیده نمی شود	بیماری تای ساکس (Tay-Sachs)، کم خونی داسی شکل، فیبروز کیستیک، فنیل کتونوری (PKU)
غالب وابسته به X	غالبا زنان مبتلا می شوند، اگر مادر مبتلا باشد، می تواند هم دختران و هم پسران خود را بیمار کند	راشیتیسم هیپوفاتمیک (راشیتیسم مقاوم به ویتامین D)، کمبود ترانس کاربامیلاز اورنیتین
مغلوب وابسته به X	غالبا مردان مبتلا می شوند	هموفیلی A، دیستروفی عضلانی دوشن
میتوکندریایی	هم مردان و هم زنان مبتلا می شوند، ژن معیوب فقط توسط زنان منتقل می شود (زیرا میتوکندری فرزندان از مادر به ارث می رسد) ، در هر نسلی ممکن است ظاهر شود	نوروپاتی بینایی ارثی لبر (Leber’s)، سندرم کرنز-سایر (Kearns-Sayre)

جهش های غالب زمانی بیان می شوند که فقط یک نسخه از آن جهش وجود داشته باشد. از اینرو، هر کسی که یک جهش بیماری غالب مانند جهش هانتینگتون را به ارث می برد به بیماری هانتینگتون مبتلا خواهد شد. بیماری‌های ژنتیکی غالب معمولاً در هر نسل از خانواده به صورت وراثتی رخ می‌دهند که در آن هر فرد مبتلا معمولاً یکی از والدین اش مبتلا است. با وجود این باید توجه داشت که یک جهش غالب همچنین می تواند برای اولین بار در یک فرد از اعضای خانواده و بدون هیچگونه سابقه قبلی فامیلی اتفاق بیافتد. این نوع جهش معمولا بنام “جهش خود به خودی” نامیده می شود.

جهش های مغلوب برای ایجاد بیماری به دو نسخه جهش یافته نیاز دارند. بیماری های ژنتیکی مغلوب الزاما در هر نسل از آن خانواده دیده نمی شوند. والدین یک فرد مبتلا عموماً ناقل هستند یعنی افرادی که بیمار نیستند ولی یک نسخه از آن ژن جهش یافته دارند. بنابراین اگر پدر و مادر ناقل یک ژن جهش یافته باشند و هر دو آن ژن را به کودک منتقل می کنند، کودک بیمار خواهد بود.

الگوهای وراثت در مورد ژن های کروموزوم های جنسی (کروموزوم های X و Y) در مقایسه با ژن های واقع در اتوزوم ها یا کروموزوم های غیر جنسی (کروموزوم های شماره 1-22) متفاوت است. با توجه به این واقعیت که زنان دارای دو کروموزوم X  (XX) هستند و مردان حامل یک کروموزوم X و یک کروموزوم Y  (XY) هستند، بنابراین زنان حامل دو نسخه از هر ژن مرتبط با X  ولی مردان تنها یک نسخه از ژن های مرتبط با X و یک نسخه هم از ژن های مرتبط با Y را دارند و زنان هیچ کپی از ژن های مرتبط با Y را دارا نیستند.

بیماری های ناشی از ژن های جهش یافته واقع در کروموزوم X می توانند به صورت غالب و یا مغلوب به ارث برسد. از آنجایی که مردان فقط یک کروموزوم X دارند، هر ژن جهش یافته که روی این کروموزوم باشد، چه به صورت غالب و یا مغلوب منجر به بیماری می شود. در حالی که چون زنان دارای کروموزوم X می باشند، به ارث بردن یک جهش مغلوب که روی این کروموزوم قرار داشته باشد منجر به ظهور بیماری در فرد نخواهد گردید. برای اینکه بیماری های مغلوب مرتبط با کروموزوم X در زنان رخ دهد، یک ژن مرتبط با کروموزوم X روی هر دو کپی از آن کروموزوم (XX) باید جهش پیدا کرده باشد. در خانواده‌های دارای اختلال مغلوب مرتبط با کروموزوم X اغلب مردان مبتلا می شوند و در هر نسل از آن خانواده زنان به ندرت مبتلا می شوند.

در مورد جهش های غالب مرتبط با کروموزوم X، جهش در یک نسخه از یک ژن کروموزوم X ممکن است منجر به بیماری هم درمردان و هم در زنان گردد. خانواده‌هایی که ناقل اختلال غالب مرتبط با کروموزوم X هستند، در هر نسل از آنها هم مردان و هم زنان ممکن است مبتلا به بیماری مرتبط با آن جهش شوند.

ویژگی بارز وراثت وابسته به کروموزوم X این است که پدران نمی توانند صفات مرتبط با X را به پسران خود منتقل کنند. پدرها کروموزوم های X را فقط به دخترانشان و کروموزوم های Y را به پسرانشان منتقل می کنند در حالی که مادران ژن های مرتبط با کروموزوم X را به هم پسران و هم به دختران خود منتقل می کنند.