Genetika

Genetika adalah studi tentang hereditas, proses orang tua mewariskan gen tertentu kepada anak-anak mereka. Penampilan seseorang -- tinggi badan, warna rambut, warna kulit, dan warna mata -- ditentukan oleh gen. Ciri-ciri lain yang dipengaruhi oleh hereditas adalah:

• Kemungkinan terkena penyakit tertentu
• Kemampuan mental
• Bakat alami

Sifat abnormal (anomali) yang diturunkan melalui keluarga (diwariskan) dapat:

• Tidak berpengaruh pada kesehatan atau kesejahteraan Anda. Misalnya, sifat tersebut mungkin hanya menyebabkan bercak putih pada rambut atau daun telinga yang lebih panjang dari biasanya.
• Hanya memiliki efek kecil, seperti buta warna.
• Memiliki efek besar pada kualitas atau panjang hidup Anda.

Untuk sebagian besar kelainan genetik, konseling genetik disarankan. Banyak pasangan mungkin juga ingin mencari diagnosis prenatal jika salah satu dari mereka memiliki kelainan genetik.

Manusia memiliki sel dengan 46 kromosom. Ini terdiri dari 2 kromosom yang menentukan jenis kelamin mereka (kromosom X dan Y), dan 22 pasang kromosom nonsex (autosomal). Laki-laki adalah "46,XY" dan perempuan adalah "46,XX." Kromosom terdiri dari untaian informasi genetik yang disebut DNA. Setiap kromosom mengandung bagian DNA yang disebut gen. Gen membawa informasi yang dibutuhkan oleh tubuh Anda untuk membuat protein tertentu.

Setiap pasangan kromosom autosomal mengandung satu kromosom dari ibu dan satu dari ayah. Setiap kromosom dalam pasangan pada dasarnya membawa informasi yang sama; yaitu, setiap pasangan kromosom memiliki gen yang sama. Terkadang ada sedikit variasi dari gen ini. Variasi ini terjadi pada kurang dari 1% dari urutan DNA. Gen yang memiliki variasi ini disebut alel.

Beberapa variasi ini dapat menghasilkan gen yang tidak normal. Gen abnormal dapat menyebabkan protein abnormal atau jumlah protein normal yang abnormal. Dalam sepasang kromosom autosomal, ada dua salinan dari setiap gen, satu dari setiap orang tua. Jika salah satu dari gen ini tidak normal, gen lainnya dapat membuat cukup protein sehingga tidak ada penyakit yang berkembang. Ketika ini terjadi, gen abnormal disebut resesif. Gen resesif dikatakan diwariskan dalam pola resesif autosomal atau terkait-X. Jika ada dua salinan gen abnormal, penyakit dapat berkembang.

Namun, jika hanya satu gen abnormal yang diperlukan untuk menghasilkan penyakit, itu mengarah pada kelainan herediter yang dominan. Dalam kasus kelainan dominan, jika salah satu gen abnormal diturunkan dari ibu atau ayah, kemungkinan besar anak akan menunjukkan penyakit tersebut.

Seseorang dengan satu gen abnormal disebut heterozigot untuk gen itu. Jika seorang anak menerima gen penyakit resesif abnormal dari kedua orang tuanya, anak tersebut akan menunjukkan penyakitnya dan akan menjadi homozigot (atau senyawa heterozigot) untuk gen tersebut.

GANGGUAN GENETIK

Hampir semua penyakit memiliki komponen genetik. Namun, pentingnya komponen itu bervariasi. Gangguan di mana gen memainkan peran penting (penyakit genetik) dapat diklasifikasikan sebagai:

• Cacat gen tunggal
• Gangguan kromosom
• Multifaktorial

Gangguan gen tunggal (juga disebut gangguan Mendel) disebabkan oleh cacat pada satu gen tertentu. Cacat gen tunggal jarang terjadi. Tetapi karena ada ribuan kelainan gen tunggal yang diketahui, dampak gabungannya signifikan.

Gangguan gen tunggal ditandai dengan bagaimana mereka diturunkan dalam keluarga. Ada 6 pola dasar pewarisan gen tunggal:

• Dominan autosomal
• resesif autosomal
• dominan terkait-X
• resesif terkait-X
• Warisan terkait-Y
• Warisan ibu (mitokondria)

Efek yang diamati dari suatu gen (munculnya suatu kelainan) disebut fenotipe.

Pada pewarisan autosomal dominan, kelainan atau kelainan biasanya muncul pada setiap generasi. Setiap kali orang tua yang terkena, baik laki-laki atau perempuan, memiliki anak, anak tersebut memiliki peluang 50% untuk mewarisi penyakit tersebut.

Orang dengan satu salinan gen penyakit resesif disebut pembawa. Pembawa biasanya tidak memiliki gejala penyakit. Tapi, gen tersebut sering dapat ditemukan dengan tes laboratorium yang sensitif.

Dalam pewarisan resesif autosomal, orang tua dari individu yang terkena mungkin tidak menunjukkan penyakit (mereka adalah pembawa). Rata-rata, kemungkinan orang tua pembawa dapat memiliki anak yang mengembangkan penyakit ini adalah 25% pada setiap kehamilan. Anak laki-laki dan perempuan memiliki kemungkinan yang sama untuk terkena. Agar seorang anak memiliki gejala gangguan resesif autosomal, anak tersebut harus menerima gen abnormal dari kedua orang tuanya. Karena sebagian besar gangguan resesif jarang terjadi, seorang anak berisiko lebih tinggi terkena penyakit resesif jika orang tuanya memiliki hubungan keluarga. Individu terkait lebih mungkin mewarisi gen langka yang sama dari nenek moyang yang sama.

Dalam pewarisan resesif terkait-X, kemungkinan terkena penyakit ini jauh lebih tinggi pada pria daripada wanita. Karena gen abnormal dibawa pada kromosom X (perempuan), laki-laki tidak menularkannya kepada anak laki-laki mereka (yang akan menerima kromosom Y dari ayah mereka). Namun, mereka menularkannya kepada putri mereka. Pada wanita, kehadiran satu kromosom X normal menutupi efek kromosom X dengan gen abnormal. Jadi, hampir semua anak perempuan dari seorang pria yang terkena tampak normal, tetapi mereka semua adalah pembawa gen abnormal. Setiap kali anak perempuan ini melahirkan anak laki-laki, ada kemungkinan 50% anak laki-laki tersebut akan menerima gen abnormal.

Dalam pewarisan dominan terkait-X, gen abnormal muncul pada wanita meskipun ada juga kromosom X yang normal. Karena laki-laki mewariskan kromosom Y kepada anak laki-laki mereka, laki-laki yang terkena tidak akan mempengaruhi anak laki-laki. Namun, semua putri mereka akan terpengaruh. Anak laki-laki atau perempuan dari perempuan yang terkena akan memiliki kesempatan 50% untuk mendapatkan penyakit.

CONTOH GANGGUAN GEN TUNGGAL

resesif autosomal:

• Kekurangan ADA (kadang-kadang disebut penyakit "bocah dalam gelembung")
• Defisiensi alfa-1-antitripsin (AAT)
• Fibrosis Kistik (CF)
• Fenilketonuria (PKU)
• Anemia sel sabit

resesif terkait-X:

• Distrofi otot Duchenne
• Hemofilia A

Dominan autosomal:

• Hiperkolesterolemia familial
• Sindrom Marfan

Dominan terkait-X:

Hanya sedikit, jarang, kelainan yang dominan terkait-X. Salah satunya adalah rakhitis hipofosfatemia, juga disebut rakhitis yang resistan terhadap vitamin D.

GANGGUAN KROMOSOM

Pada kelainan kromosom, cacat ini disebabkan oleh kelebihan atau kekurangan gen yang terkandung dalam seluruh kromosom atau segmen kromosom.

Gangguan kromosom meliputi:

• Sindrom penghapusan mikro 22q11.2
• Sindrom Down
• Sindrom Klinefelter
• Sindrom Turner

GANGGUAN MULTIFAKTORIAL

Banyak penyakit yang paling umum disebabkan oleh interaksi beberapa gen dan faktor lingkungan (misalnya, penyakit pada ibu dan obat-obatan). Ini termasuk:

• Asma
• Kanker
• Penyakit jantung koroner
• Diabetes
• Hipertensi
• Stroke

GANGGUAN TERKAIT DNA mitokondria

Mitokondria adalah struktur kecil yang ditemukan di sebagian besar sel tubuh. Mereka bertanggung jawab untuk produksi energi di dalam sel. Mitokondria mengandung DNA pribadi mereka sendiri.

Dalam beberapa tahun terakhir, banyak gangguan telah terbukti hasil dari perubahan (mutasi) dalam DNA mitokondria. Karena mitokondria hanya berasal dari sel telur wanita, sebagian besar kelainan terkait DNA mitokondria diturunkan dari ibu.

Gangguan terkait DNA mitokondria dapat muncul pada usia berapa pun. Mereka memiliki berbagai gejala dan tanda. Gangguan ini dapat menyebabkan:

• Kebutaan
• Keterlambatan perkembangan
• Masalah pencernaan
• Gangguan pendengaran
• Masalah irama jantung
• Gangguan metabolisme
• Perawakan pendek

Beberapa gangguan lain juga dikenal sebagai gangguan mitokondria, tetapi tidak melibatkan mutasi pada DNA mitokondria. Gangguan ini paling sering merupakan cacat gen tunggal. Mereka mengikuti pola pewarisan yang sama seperti kelainan gen tunggal lainnya. Sebagian besar resesif autosomal.

Homozigot; Warisan; heterozigot; Pola warisan; Keturunan dan penyakit; Dapat diwariskan; Penanda genetik

• Genetika

Feero WG, Zazove P, Chen F. Genom klinis. Dalam: Rakel RE, Rakel DP, eds. Buku Ajar Kedokteran Keluarga. edisi ke-9 Philadelphia, PA: Elsevier; 2016: bab 43.

Korf BR. Prinsip genetika. Dalam: Goldman L, Schafer AI, eds. Pengobatan Goldman-Cecil. edisi 26 Philadelphia, PA: Elsevier; 2020: bab 35.

Scott DA, Lee B. Pendekatan genetik dalam kedokteran anak. Dalam: Kliegman RM, St. Geme JW, Blum NJ, Shah SS, Tasker RC, Wilson KM, eds. Nelson Textbook of Pediatrics. edisi ke-21. Philadelphia, PA: Elsevier; 2020: bab 95.