Genealogie
Tvorba rodokmenů
Vážení návštěvníci. Od konce srpna 2011 jsou tyto stránky přesunuty na novou adresu - http://www.genetika-biologie.cz/. Veškeré texty a materiály naleznete nyní na nové doméně. Tyto stránky - genetika.wz.cz - zůstanou nadále funkční, ale nebudou již dále rozšiřovány, opravovány a doplňovány; veškeré novinky a úpravy budou již jen na nových stránkách Genetika - Biologie. Doufám, že se Vám budou líbit ;-)
Obecně
Mezi nástroje genetického výzkumu člověka patří i metoda genealogická. Pomoci ní můžeme sestavit rodokmen a sledovat výskyt sledovaného znaku v rodinách. Na základě výskytu, četnosti opakování a pohlaví nositelů znaku potom můžeme vyvodit způsob dědičnosti tohoto znaku a také se pokusit odhadnout výskyt znaku v další generaci. Největší využití tak má tato metoda v klinické genetice, kde slouží pro predikci rizika, na základě rodinné anamnézy (tedy výskytu choroby v rodině). Klinický genetik na základě známého typu dědičnosti sledované choroby a základních kombinatorických pravidel může stanovit požadovaný odhad rizika. K sestavení rodokmenu se užívá několika jednoduchých mezinárodních symbolů.
Symboly
Nejprve si ukážeme symboly pro jednotlivé jedince. Vzájemně se liší s ohledem na pohlaví - čtverec značí muže, kruh ženu a kosočtverec označuje neurčené pohlaví (běžně se užívá například pro znázornění plánovaného dítěte, u kterého pohlaví pochopitelně neznáme). Pokud chceme vyjádřit, že jedinec je postižený sledovanou chorobou (obecně, že je nositelem sledovaného znaku), vyplníme jeho symbol černou barvou. Občas se můžeme setkat i s napůl vyplněnými symboly, které označují heterozygoty, či přenašeče znaku.
Pod znak každého jedince si můžeme poznamenat jeho věk. V případě, že jedinec už nežije - znázorníme to přeškrtnutím jeho symbolu a uvedeme jeho věk v době úmrtí. Pokud znázorňujeme potrat - můžeme tak učinit pomocí malého symbolu příslušného pohlaví, často se však znázorňují jen malým plným kolečkem nebo trojúhelníčkem.
Jedinec, který dal podnět k sestavení rodokmenu a od kterého se rodokmen sestavuje se nazývá proband a označuje se šipkou. Z hlediska genetické konzultace se někdy používá označení konzultant, označení je stejné.
Pokud se v rodině vyskytuje jedinec, který byl do rodiny adoptován (popřípadě z ní adoptován), odlišíme jej pomocí hranatých závorek.
Existuje pak několik dalších speciálních značek, například pro znázornění dvojčat, která mohou být monozygotní (jednovaječná), nebo dizygotní (dvojvaječná). U některých dvojčat není (nebylo) možné určit, zda jsou monozygotní či dizygotní.
Nakonec si ukážeme, jak se označuje sňatek, což obecně značí dva lidi, kteří spolu mají děti. Jednoduchý sňatek znázorníme rovnou čarou (sňatková čára), kterou spojíme muže a ženu. Dvojitá čára značí, že tento sňatek byl uzavřen mezi příbuznými jedinci. Rozvod znázorníme přeškrtnutím této rodové čáry a sňatek, který je neplodný (tedy jeden nebo oba jeho členové nejsou plodní) označíme "uzemňujícím" symbolem.
Takový jednoduchý rodokmen pak může vypadat například takto:
Vidíme zde otce a matku (I. generace) a jejich děti (II. generace) - od nejstaršího po nejmladší (tedy zleva doprava - pokud je to možné, bývá zvykem toto pořadí dodržet) syn, dvojvaječná dvojčata (dívky), syn, dcera. Všimněte si vyznačení sňatkové, rodové a sourozenecké čáry. Bývá zvykem jednotlivé generace i jedince číslovat, jak si ukážeme na dalších rodokmenech.
Příklady rodokmenů
Ukážeme si zde jeden hypotetický rodokmen o 3 generacích:
Nyní si na tomto stejném rodokmenu předvedeme jednotlivé typy dědičnosti. Využijeme některých známých genetických chorob.
Autosomálně dominantní typ dědičnosti (polydaktylie)
U autosomálně dominantního typu dědičnosti vidíme postižené jedince v každé generaci. Vidíme, že postižení jedinci jsou mužského i ženského pohlaví. Pro postiženého rodiče obecně platí, že každé jeho dítě bude v 50% případů postiženo stejnou chorobou. Proto v rodokmenu nacházíme autozomálně dominantní chorobu u zhruba poloviny potomků postiženého jedince. Pokud jedinec není nositelem mutované alely, potom nejen že se u něj choroba neprojeví, ale nemůže se projevit ani u jeho potomků, protože není nosičem mutace.
Poznámka: U dominantních chorob jsou postižení jedinci většinou heterozygoti. Homozygoti často vykazují mnohem těžší formu postižení. Pro potomky takového jedince (homozygota pro mutovanou alelu u dominantní dědičnosti) platí 100% ! riziko postižení jeho potomků (může jim předat pouze mutovanou alelu).
Autosomálně recesivní typ dědičnosti (fenylketonurie)
Pro autosomálně recesivní typ dědičnosti je typické, že postižení se nevyskytují v každé generaci. Vyskytují se spíše "ob generaci" a my můžeme v rodokmenu pozorovat, že postižení jedinci se rodí fenotypově zdravým jedincům. Pokud se dvěma fenotypově zdravým rodičům narodí dítě s autosomálně recesivně dědičnou chorobou, musíme uvažovat, že oba rodiče jsou přenašeči. Dva přenašeči budou mít postižené dítě ve 25% procentech případů, kdy se v zygotě sejdou chromosomy s oběma mutovanými alelami, neboť recesivně dědičná onemocnění se projeví pouze v homozygotní kombinaci.
Druhý rodokmen ukazuje příbuzenský sňatek mezi bratrancem a sestřenicí. Z tohoto sňatku se narodil syn (IV/1) postižený fenylketonurií. Stejnou chorobou trpěla prababička (I/2) tohoto chlapce. Z nakresleného schématu můžeme uvažovat, že jedinci druhé generace II/2 a II/3 jsou přenašeči, stejně jako jsou přenašeči rodiče postiženého chlapce (jedinci III/3 III/4). Riziko příbuzenských sňatků tkví tedy v tom, že je zde větší šance vzniku takovýchto recesivně dědičných chorob, neboť je zde riziko, že oba příbuzní jedinci nesou mutovanou alelu, kterou zdědili od společného předka.
Gonosomálně recesivní typ dědičnosti (X-vázaná dědičnost) (hemofilie A)
Na tomto rodokmenu vidíme, jak může gonosomálně recesivní typ dědičnosti vypadat. Dvěma zdravým rodičům se narodili 2 chlapci (II/3 a II/5) s hemofilií. Vnuk (III/2) je rovněž postižen, jeho rodiče jsou zdrávi.
Žena I/2 je přenašečkou hemofilie. Sama je bez příznaků, může však předat X chromosom s mutací svým potomkům. Pokud jej předá dceři - bude i dcera přenašečkou, ale ani ona nebude mít fenotypové příznaky hemofilie. Pokud však předá tento X chromosom synovi - bude tento postižen hemofilií, protože muž má pouze jeden X chromosom. Další přenašečkou tedy bude i žena II/1, vzhledem k tomu, že její druhorozený syn III/2 je rovněž postižen.
Žena přenašečka tedy bude mít 50% synů postižených, 50% zdravých; 50% dcer budou zdravé, 50% budou přenašečky (fenotypově zdravé).
Na druhém rodokmenu ke gonosomálně recesivní dědičnosti vidíme postiženého muže I/1. Všechny jeho děti jsou fenotypově zdravé, ale dva z jeho vnuků (jedinci III/2 a III/9) trpí hemofilií.
Všimněme si, že postižený muž nikdy nemůže předat X-vázanou mutaci svému synovi. Otec svým synům zásadně předává chromosom Y, tam se však gen pro hemofilii nenachází. Proto jsou všichni synové muže I/1 zdrávi. Svým dcerám potom předá ve 100% případů X chromosom s mutovanou alelou - proto jsou všechny jeho dcery přenašečky, ale jsou fenotypově zdravé. Nicméně synové těchto dcer mají 50% riziko, že budou postiženi hemofilií, jak je již vysvětleno u předcházejícího rodokmenu.
Gonosomálně dominantní typ dědičnosti (X-vázaná dědičnost) (vitamin-D rezistentní křivice)
Gonosomálně dominantní typ dědičnosti je v zásadě podobný gonosomálně recesivnímu typu dědičnosti, akorát i ženy heterozygotky jsou běžně postiženy. V našem rodokmenu je postižen muž I/1. Jak jsme si již řekli, otec nikdy nepředá X chromosom svému synovi - proto jsou všichni synové ve II. generací zdrávi. Na straně druhé, otec předá dcerám vždy jen X chromosom s mutovanou alelou - proto jsou všechny jeho dcery postiženy. Děti postižených dcer pak mají jednotné 50% riziko (pro chlapce i pro dívky), že zdědí od matky X chromosom s mutovanou alelou a tím i příslušné dědičné onemocnění.
Mitochondriální typ dědičnosti (maternální dědičnost) (Leberova atrofie optiku)
Mitochondriální dědičnost je speciální typ dědičnosti, kdy se genetická informace (lokalizovaná v DNA mitochondrií) dědí pouze po matce. Všechny mitochondrie zygoty totiž pochází z vajíčka (spermie sice několik mitochondrií pořináší, ty však zanikají a v zygotě tak zbydou pouze mateřské mitochondrie). Případnou mutaci v mtDNA (mitochondriální DNA) tak po matce získají všechny její děti. Naopak otec nemá možnost, jak tuto mutaci dále předávat, proto všechny děti otce s mitochondriálně dědičnou chorobou budou zdravé.
Y-vázaný typ dědičnosti (Holandrická dědičnost)
Y-vázaná dědičnost je vcelku jednoduchá na rozpoznání. Protože Y chromosom se přenáší pouze z otce na syna, pak všechny ženy jsou nepostižené, zatímco všichni synové postižené otce získají spolu s Y chromosomem i ono postižení. Na lidském Y chromosomu je lokalizováno relativně málo genů a víceméně neexistuje choroba, která by se dala označit jako Y-vázaná. Tradičně uváděným Y-vázaným znakem je zvýšené ochlupení části ušního boltce - tato hypotéza je však v poslední době zpochybňována.