Powrót Do Szkoły – Genetyka Dla SMAków

Powrót do szkoły – genetyka dla SMAków

Jako osoby zmagające się z SMA lub ich Rodzice nieraz pewnie spotkaliście się z artykułami opisującymi genetykę tej choroby, białko SMN, mutacje, delecje czy splicing. Te terminy co prawda opisują, jak dochodzi do SMA, ale dla rodziców nowo zdiagnozowanego dziecka, którzy prawdopodobnie skończyli naukę biologii w liceum, są nie dość, że niezrozumiałe, to jeszcze dokładają stresu. W najbliższych postach chcę powrócić do podstaw genetyki i opowiedzieć Wam:

  • Co to są geny, DNA, RNA, splicing, białka? Jak powstają białka? I dlaczego jest to ważne w kontekście SMA? Jak wykorzystujemy to w terapii?
  • Co to są geny SMN1 i SMN2? Dlaczego gen SMN2 jest tak niesamowicie ważny dla chorych?
  • Czym genetycznie różni się zdrowa osoba od osoby chorej na SMA?
  • Jak działa Spinraza? Jak działa Zolgensma? Jak działa risdiplam?
  • Jak dziedziczymy SMA? Czy jeśli moje dziecko cierpi na SMA to kolejne też będzie chore?

Postaram się nie wchodzić za bardzo w szczegóły, w końcu chodzi i to, żebyście zrozumieli, co się dzieje w organizmie waszym lub waszego dziecka, a nie o aplikacje na medycynę.

Jeszcze na wstępie uwaga odnośnie nazewnictwa. Zwykle geny i białka mają te same nazwy, nazwy genów pisane są kursywą. I tak w SMA brakuje genu SMN1, który koduje białko SMN. Istnieje też gen SMN2, ale o tym w kolejnym poście.

To zaczynamy – od genu do białka

Żeby zrozumieć, skąd bierze się SMA i jak działają dostępne leki, musimy cofnąć się do podstaw genetyki. Dlatego proszę Was, abyście dziś zapomnieli na chwilę o SMA i poczytali o tym, jak wyrafinowaną i genialną maszyną jest człowiek. Wszystko to będzie potrzebne przy kolejnych postach o przyczynie SMA i zapasowym genie.

Zależnie od szacunków przyjmuje się, że ludzkie ciało zawiera ok 40 bilionów komórek. Każda z nich „wie”, co ma robić, i „wie”, gdzie ma się znaleźć, dlatego nerki są na swoim miejscu, a zęby mamy w ustach, a nie żołądku. Komórki serca wiedzą, że mają bić, komórki jelita, wiedzą, że mają wydzielać enzymy trawienne.

Cała instrukcja do stworzenia człowieka jest zapisana jest na gigantycznej cząsteczce zwanej DNA. DNA znajduje się w (prawie) każdej komórce naszego organizmu, jest niesamowicie długie, po wyjęciu z jednej tylko komórki miałoby 174 cm długości. DNA to skrót od „kwas deoksyrybonukleinowy”. Tak jak mamy w organizmie tłuszcze, węglowodany i białka, mamy też kwasy nukleinowe, a DNA jest przykładem takiego kwasu. Po prostu wszystkie te cząsteczki są inaczej chemicznie zbudowane i stąd inne nazwy. O DNA pewnie słyszeliście, ale jak to dokładnie działa?

W DNA zapisane są nasze geny. Gen to taki fragment DNA, który zawiera instrukcję do produkcji jednego białka. Więc jeśli z jakiegoś powodu brakuje pewnego genu, to będzie również brakowało odpowiadającego mu białka.

I tak: geny zawierają instrukcje, z genów powstają białka, białka budują nas. Ale oczywiście nie jest to takie proste i proces od genu do białka składa się z wielu etapów. Jest to ważne w kontekście SMA, więc teraz opowiem Wam jak to się z grubsza dzieje.

Tak jak mówiłam w DNA zapisane są nasze geny. Stanowią one jednak jedynie 2% tej gigantyczniej cząsteczki i są po niej porozrzucane. Co więcej, gen nie jest zapisany w DNA w całości, w jednym kawałku. Jeden gen podzielony jest na kilka części, które dopiero trzeba ze sobą połączyć.

Wyobraźcie sobie, że gen w DNA wygląda jak koraliki na łańcuszku. Koraliki to części kodujące instrukcję (tzw. exony), a łańcuszek to części niekodujące (tzw. introny).

Droga od genu do białka przebiega tak:

  1. Na początku gen przepisywany jest z DNA na pre-mRNA, które jest bardzo podobne do DNA pod względem budowy, geny nadal wyglądają jak koraliki na sznurku.
  2. Splicing / składanie genu / wycinanie sznurka. (Ten etap jest bardzo ważny w SMA i w terapii). Koraliki i sznurek zostają od siebie oddzielone. Sznurek zostaje wyrzucony, a koraliki zostają przyklejone do siebie jeden przy drugim. Kolejność koralików jest bardzo ważna, tak samo jak bardzo ważne jest, aby nie pominąć żadnego koralika. Ta cząsteczka nazywa się mRNA.
  3. mRNA jest bezpośrednią instrukcją do stworzenia białka. Uruchamia się cała maszyneria komórkowa i krok po kroku powstaje nowe białko, z grubsza gotowe do działania.

W skrócie proces tworzenia nowego białka przebiega następująco: DNA → pre-mRNA → RNA → białko. Ma on miejsce w każdej sekundzie w każdej żywej komórce naszego ciała. Białka pełnią najróżniejsze role w naszym organizmie. Przykłady białek, które mogły Wam się obić o uszy, to np. hemoglobina we krwi pomaga transportować tlen, aktyna i miozyna w mięśniach powodują, że mięśnie się kurczą. Przykładem mieszaniny wielu białek, które oglądamy na co dzień, jest… białko w jajku kurzym (niespodzianka :D).

Dobrze, to dziś dowiedzieliście się, jak w naszych komórkach zapisana jest instrukcja do budowania i funkcjonowania naszego organizmu i jak przebiega droga od genu do białka. W następnym poście napiszę o tym, czym genetycznie różnią się osoby zdrowe i chore na SMA. Tak, brakuje genu SMN1, ale to dopiero początek historii.

Szczęśliwego Nowego Roku!

Ania

O czym chcesz czytać w sekcji naukowej? Napisz: [email protected]

Seria: Doniesienia naukowe
Back To Top