Genetika čovjeka

[thumb|right|Mala sekvenca ljudske [DNK]]
**Genetika čovjeka**  (*humana genetika*, *ljudska genetika*, *antropogenetika*, *genetička antropologija*) je nauka o pojavama i procesima biološkog nasljeđivanja recentnog čovjeka i njegovih neposrednih predaka, od molekulske i ćelijske do populacijske i evolucijske razine.  
 Genetika čovjeka buhvata razna preklapajuća  područja sa drugim naukama, kao što su:  „klasična genetika“, citogenetika, molekulska genetika, biohemijska genetika, genomika, populacijska genetika, razvojna genetika, klinička genetika, genetička konsultacija i druge  srodne interaktivne  naučne oblasti.
Pripadajuća istraživanja u humanoj genetici mogu  biti korisna jer mogu odgovoriti na pitanja o ljudskoj prirodi, „normalnim“ stanjima zdravlja i razumijevanju  bolesti i razvoju djelotvornih tretmana bolesti, tj. o najopćijim i najdetaljnijim biološkim aspektima ljudskog života. Ovaj članak opisuje samo početne sadržaje genetike čovjeka, a za ostala njena područja upućuje na linkove pripadajućih nauka i pojmova.

## Terminologija 
**Antropogenetika** (grč. ἄνϑρωπος - *ánthrōpos* = čovjek + γενετικός - *genetikós* = izvor, izvorno, porijeklo) je gotovo napušteni sinonim za genetiku čovjeka (*humana genetika*, *ljudska genetika*). Antropogenetika se izvorno i poimala kao dio biologije koji  proučava procese i pojave biološkog nasljeđivanja i promenljivosti čovjeka.

Ovaj termin se pojavio u ranim fazama razvoja genetike, kada se odnosio na morfološko-anatomska svojstva,  u proučavanjima ljudskih jedinki, rodoslova ili populacija. Kasnije se značajnije održao u populacijsko-genetičnim istraživanjima tzv. *"antropoloških* *karaktera"* kao ondašnjih genetičkih markera genetičke strukture populacije.

U najvećem dijelu naučne zajednice,  pojam antropogenetika (en. *anthropogenetics*) se pretežno odnosi na evoluciju čovjeka (antropogenezu), pri čemu se ne razdvajaju pojmovi koji definiraju određene **procese** i **nauke** koje ih proučavaju. Posebnu zbrku u toj ublasti je unijelo  novo shvatanje (starog) termina  filogenetika. Izvorne definicije antropogenetike se još uvijek održavaju u biologiji, medicini. Isti smisao ovaj trermin ima i u njemačkom i  francuskom jeziku, kao i u sadržajima baza podataka, knjiga i časopisa iz pripadajuće oblasti (*Acta anthropogenetica*, naprimjer).

## Pojmovnik osnovnih obilježja genoma 
***Aleli** (alelni geni, alelogeni, alelomorfi) su mutantne varijante jednog gena koje redovno zauzimaju istu poziciju (lokus) na pripadajućem hromosomu i uvijek se tiču genetičke determinacije istog fenotipskog svojstva (ili više – uvijek istih – svojstava). Općenita je pojava da aleli nastaju mutacijom izvjesnog ishodišnog gena (“divljeg tipa”), odnosno sekundarnim, tercijarnim (itd) izmjenama genetičkog koda tako nastalih mutanata.
***Centromera ili kinetohor** (primarna konstrikcija) je suženi region hromosoma u kojem je i mjesto njegovog prikopčavanja za poluniti diobenog vretena tokom mitoze i mejoze.  Ima stalnu lokaciju u hromosomu, određujući omjer dužine hromosomskih krakova (koji je osnovni kriterij u njihovoj klasifikaciji; vidi: Hromosom).
***Citogenetička** (hromosomska) mapa pokazuje raspored genskih lokusa na hromosomu.
***Delecija** (deficija) je strukturna hromosomska mutacija koja se ispoljava u nedostatku jednog dijela određenog hromosoma.
***Duplikacija** je strukturna hromosomska mutacija u kojoj se određeni segment nekog hromosoma javlja u dvostrukoj količini.
***Fenotip** je skup ostvarenih pojedinačnih, kombiniranih ili sveukupnih individualnih  svojstava, na molekulsko–biološkoj, biohemijsko–fiziološkoj, razvojnoj, morfološko–anatomskoj, etološkoj (itd) razini. Ovaj pojam se odnosi i na skupinu organizama sa izvjesnim zajedničkim svojstvom ili svojstvima, koja su određena istim genotipom, odnosno genotipovima. U najopćijem smislu, to je sveukupnost onoga što se može uočiti ili zaključiti o nekoj individui – izuzimajući njenu genetičku supstancu.
***Gen**, u klasičnom smislu, je osnovna organizaciona i funkcionalna jedinica genetičkog materijala, koja zauzima specifičnu, obligatno – fiksnu, poziciju (lokus) u genomu ili određenom hromosomu. To je hereditarna jedinica koja:
–    ima jedan ili više specifičnih fenotipskih  efekata,
–    može mutirati u različite alelne forme,
–    rekombinira sa drugim istovjetno definiranim organizaciono–funkcionalnim cjelinama genetičkog materijala.
Prepoznatljive su tri glavne klase gena:
*	*strukturni geni koji se transkribuju u iRNK* i (preko nje) zatim translatiraju u polipeptidni lanac,
*	*strukturni geni koji se transkribuju u molekule rRNK ili tRNK*, a koje su direktno funkcionalno upotrebljive, i
*	*regulatorni geni koji se ne transkribuju, ali služe kao sajtovi prepoznavanja za enzima* ili duge proteine koji su uključeni u DNK replikaciju i transkripciju.
Iako nijedna od uobičajenih definicija gena ne iscrpljuje punu prirodu njegove strukture i funkcije, u terminima operacionalizacije pojma, najčešće su njegove slijedeće odrednice.
–    *Cistron* je ona količina genetičkog materijala koja kodira jednu kompletnu “zrelu”  tRNK, rRNK ili polipeptidni lanac. Ako je prisutan, cistron uključuje dijelove prethodnog i slijedećeg kodirajućeg regiona (“lider” i “tejler”), kao i interkonektirajuće sekvence (introne) između kodirajućih (egzona).
–	*Muton* je najmanja količina genetičke informacije koja, nakon izmjene (alteracije), mijenja genetički kod (korespondirajući sa jednim nukleotidom).
–	*Rekon* je najmanja jedinica genetičkog materijala koja može ući u rekombinaciju, korespondirajući sa susjednim parom nukleotida – u cis (ovostranoj, tj. istostranoj) poziciji.

***Genetička – genska mapa** je grafički prikaz linerarnog rasporeda (relativnih pozicija) mutabilnih mjesta na hromosomu, zasnovan na eksperimentalnim rezultatima genetičke rekombinacije. Preciznije uzevši, to je mapa realtivnih pozicija gena na DNK molekulama (hromosoma ili plazmida) i njihove međusobne udaljenosti, mjerene relativnom frekvencijom  rekombinativne vezanosti ili fizičkim jedinicama.
***Genetički kod** (genetička šifra) je parcijalno ili sveukupno uputstvo za neposrednu realizaciju genetičke informacije – biosintezu strukturnih i (ili) regulatornih (enzimskih) proteina. Sadržano je u redoslijedu azotnih baza nukleinskih kiselina (DNK i RNK) i predstavlja specifično kodirano uputstvo za kompoziciju  redoslijeda aminokiselina, od čije vrste, broja i rasporeda ovisi strukturna i funkcionalna osobenost njihovih polimera – bjelančevina. Prema tome, redoslijedom azotnih baza u DNK (ili RNK) šifriran je monomerni (aminokiselinski) sastav odgovarajuće bjelančevine. Jedno “slovo” genetičkog koda je jedna heterociklična (azotna) baza, triplet (kodon) je “riječ”, a sintetizirani protein je “rečenica” i smisao genetičke poruke, koji se ostvaruje u procesu njene transkripcije i translacije.
***Genom** je  kompleks nasljednog materijala sadržan u haploidnoj hromosomskoj garnituri i reproducibilnim organelama, odnosno skup nasljednih informacija koje nosi jedan gamet. Genom predstavlja cjelovit osnovni genski sastav datog živog sistema, gdje su pojedinačno zastupljeni svi geni.
***Genotip** je (alelo)genski sastav nasljednog materijala određenog živog sistema (ćelije, individue). Pojam se istovremeno odnosi i na sveukupnost prisutnih genetičkih faktora i na genetičke determinatore pojedinih fenotipskih svojstava i njihovih mogućih kombinacija.
***Genski lokus** je specifično – stalno – mjesto na hromosomu, tj. u lancu DNK molekula, na kojem je pozicioniran određeni gen, odnosno jedna od njegovih alternativnih varijanti (alelogena).
***Heterohromatin** je termin koji opisuje  permanentno visoko kondenziran genomski region – bez genetičke ekspresije. Može biti konstitutivni ili fakultativni.
***Hromatide** su autoreplicirajuće kopije hromosoma (hromonêmê). Termin se obično upotrebljava u njihovom opisu prije separacije u subsekventnim ćelijskim diobama.
***Hromomera** je intenzivnije obojena granula u hromatidi, osobito uočljiva tokom ćelijskih dioba (zbog permanentno intenzivnije spiralizacoije hromoneme).
***Hromonema** je hromosomski konac, tj. kompleksna tvorevina DNK i proteinske komponente hromosoma, koja čini  hromatidê i hromonêmê).
***Hromosom** je diskretna jedinica genoma, koja nosi (najčešće) mnoštvo gena. Svaki hromosom sadrži veoma dugu molekulu DNK–dupleksa i aproksimativno jednaku masu proteina. Vidljiv je kao morfološki entitet samo tokom ćelijske diobe. Svaki hromosom ima stalnu relativnu dužinu u genomu, (eventualno prisutne) heterohromatične segmente, oblik i (alelo)genski sastav.
***Hromosomska garnitura** je karakteristični skup hromosoma neke ćelije, organizma ili pripadajuće vrste. Odlikuje se stalnim brojem, veličinom, oblikom i specifičnim sastavom individualnih hromosoma. Organizam (vrstu) karakteriziraju dva osnovna tipa hromosomske garniture: diploidna (=2*n*; u somatskim ćelijama) i haploidna  (= *n*; u gametima).
***Idiogram** je idealizirana dijagramska reprezentacija nekog hromosoma ili haploidne hromosomske garniture određene organske vrste ili infraspecijske biosistematske kategorije. Njegova konstrukcija se bazira na mjerenju svakog hromosoma u nekoliko ili mnogo metafaznih mitotičkih figura. Tom prilikom se određuje totalna dužina hromosoma i relativna dužina njihovih krakova, pozicija centromere, sekundarnih konstrikcija i heteropiknotičnih segmenata itd.
***Inverzija** je strukturna hromosomska mutacija koja nastaje usljed obrtanja pojedinih segmenata unutar hromosoma (za 180°), što rezultira obrnutim rasporedom lokusa na mutiranoj sekvenci.
***Kariogram** je grafički prikaz hromosomske garniture, u kojem su hromosomi svrstani u homologne parove i (obično) poredani po njihovoj dužini.
***Kariotip** je cjeloviti ćelijski, individualni ili specijski  hromosomski komplement (vizueliziran u toku mitoze). Isti pojam, uključujući i termin “kariotipizacija”, se (nerijetko ali nekorektno) upotrebljava i za opis fotomikrografije hromosoma individue raspoređenih u standardnom formatu pokazujući broj, veličinu i oblik svakog hromosoma. Kariotip je, dakle postojeće stvarno stanje hromosomskog seta, a konvencionalno sistematizirani grafički (fotografski) prikaz, odnosno opis njegove strukture označava se kao kariogram.
***Monosomija** je jedna od numeričkih hromosomskih mutacija, a ispoljava se kao nedostatak jednog od homolognih hromosoma iz očekivane (normalne) disomije.
***Nulosomija**  je numerička hromosomska mutacija ispoljena kao nedostatak oba homologa u očekivanom (normalno disomičnom) paru hromosoma.
***Polisomija** obuhvata relativno široku skupinu numeričkih hromosomskih mutacija, koja uključuje teorijski moguće stupnjeve (trisomija, kvadrisomija itd)
***Sajt** (engl. *site* – mjesto, lokacija) je pozicija koju zauzima (tačkasta ili sekvencijska) mutacija unutar nekog cistrona.
***Satelit** (trabant) je kratki distalni (subterminalni) hromosomski segment koji je je  od glavnine hromosoma (ostatka “some”) pripadajućeg hromosoma odvojen tankim hromosomskim filamentom – sekundarnom konstrikcijom (drškom satelita). Satelitna DNK sadrži mnoge (identične ili srodne) tandemske ponavljajuće sekvence kratkih baznih repetitivnih jedinica.
***Sekundarna konstrikcija** – sekundarno suženje je tanki hromosomski filament (od minimalno spiralizirane hromoneme) posmatranog hromosoma koji povezuje odvojene hromosomske segmente (uključujući i satelit) sa ostatkom hromosoma. Za razliku od primarne konstrikcije (centromere), nema aktivnu ulogu u kinetici hromosoma tokom ćelijskih dioba. Budući da hromonema sekundarnog suženja učestvuje u formiranju jedarceta označava se i kao nukleolarni organizator (organizator nukleolusa).
***Telomera** je prirodni terminalni dio hromosomskih završetaka. Njene DNK sekvence sadrže jednostruko ponavljajuće jedinice sa isturenim jednolančanim krajem koji može formirati petlju.
***Translokacija** je relativno česta strukturna hromosomska mutacija – pojava nenormalnog razmještaja pojedinih di¬jelova unutar hromosoma (transpozicija) ili njihovog premještanja na neki drugi hromosom).
***Trisomija** je numerička hromosomska mutacija koju karakterizira pojava viška jednog homologa u očekivanoj normalnoj poziciji (disomičnog) hromosomskog para.

## Genetička varijacija i metodi istraživanja 
Nasljeđivanje  većine svojstava kod  ljudi se zasnivaj na  mendelovskom (Gregor Mendel) modelu nasljeđivanja. Mendel je eksperimentalno dokazao  da nasljeđivanje ovisi o  diskretnim  jedinice nasljeđivanja, pod nazivom *faktori*, koje se od prve decenije XX stoljeća definiraju kao  geni.

Postignute rezultate genetika čovjeka je ostvarila primjenom specifičnih metoda na četiri osnovne razine:
*analiza rodoslova (*genealoški metod*)
*međusobna komparacija blizanaca (*blizanački* ili *gemelološki metod*)
*citogenetička analiza, i
*molekulsko-genetička analiza.         
### Analiza rodoslova 
**Analiza rodoslova** (*genealogija*) je klasični metod genetičke analize, koji je svoju vjerodostojnost sačuvao i do modernih genetičkis istraživanja. Pojedine kombinacije u distribuciji fenotipova i genotipova u nekoliko sukcesivnih generacija, u humanoj genetici nadomještava hendikep eksperimentalnog ukrštanja kod drugih vrsta organizama.
*Prvi korak u proučavanju mehanizma nasljeđivanja određene osobine posmatrane osobe označene kao  *proband* (*index case*: ispitanik = *propositus*; ispitanica = *proposita*) je analiza distribucije te odlike u porodici (*family*), koja obuhvata par roditelja i njihovo potomstvo (porod, *sibship*). Porod (potencijalno) čine braća i sestre (*siblings*, *sibs*), a pojam rođaci (*kindred*) opisuje srodničke odnose među istogeneracijskim i sukcesivnogeneracijskim pripadnicima (istih ili srodnih) porodica. Rodoslov (pedigre,*heredogram*) je grafički prikaz srodničkih veza među rođacima, odnosno među porodicama proučavanog genealoškog stabla.
*Prikaz rodoslova (*rodoslovlje*, *rodoslovna karta*, *heredogram*) je dijagram koji pokazuje predačko-potomačke odnose u distribuciji  genetički kontroliranih osobina u kraćem ili dužem nizu generacija posmatrane porodice. Kvadratićima se označavaju muškarci, a kružićima - žene. Osoba od koje počinje proučavanje rodoslova označava se (strelicom →‎). Generacije odgovarajućeg reda se označavaju (lijevo) rimskim brojevima, a pripadajuće osobe arapskim (u pripadajućem – generacijsom redu prikaza).  Ako uključene osobe nemaju proučavano svojstvo, unutrašnjost (muških) kvadratića i (ženskih) kružića ostaje prazna, a posjedovanje tog svojstva se označava bojenjem tih standardiziranih oznaka. Nosioci gena neispoljene osobine se označavaju polovičnim bojenjem svoga znaka (vidi priloženi heredogram).
thumb|right|Primjer porodice sa autosomno recesivnom osobinom
Ovi grafički prikazi rodoslova se koriste u otkrivanju mnogih genetičkih kontroliranih bolesti. A pedigre se također može koristiti kako bi utvrdili šanse roditelja da imaju potomstvo sa specifičnim osobinama.

Žene ispoljavaju  X-vezana svojstva samo kada su homozigotne, a postaju nosioci kada su heterozigoti.  X-vezano dominantno nasljeđivanja će pokazati isti fenotip i kao heterozigot i kao homozigoti. Baš kao i X-vezano nasljeđivanja nema proslijeđivanja sa oca na sina, što ga razlikuje od autosomnog nasljeđivanja. Jedan od primjera jX-vezanih osobina je Coffin-Lowry sindromom, koji je uzrokovan mutacijom u genu ribosomnog proteina. Ova mutacija izaziva skeletne i  kraniofacijalne abnormalnosti, mentalnu retardaciju  i nizak rast.

X hromosomi  žena prolaze  kroz proces poznat kao X inaktivacija. X inaktivacije nastaje kada je jedan od dva X hromosoma kod žena  gotovo u potpunosti inaktiviran. Važno je da se ovaj proces dogodi, jer bi suprotnom slučaju  žena proizvodila dva puta veću količinu X-proteina od normalne. Mehanizam za X inaktivaciju se javlja tokom embrionalne faze razvoja. Za osobe s poremećajima poput trisomije X, u kojoj genotip ima tri X hromosoma, inaktiviraju se  svi ostali  X hromosomi, sve dok je aktivan samo jedan X hromosom. Muškarci sa Klinefelterovim sindromom, koji imaju dodatni X hromosom, također prolaze kroz X inaktivaciju, tako  da u potpunosti imaju aktivan samo jedan X hromosom.

#### Kariogram
**Kariogram**  je slika svih hromosoma u metafazi mitoze. Kariogram  je, dakle, grafička ili foto prezentacija  „totalne sume svih hromosoma ćelije opisanih u terminima njihove morfologije“ (Chiarugi, 1933).

Savremeni kariogrami se formiraju na osnovu fotografija snimljenih pod optičkim mikroskopom, a parovi homolognih hromosoma  se sortiraju po padajućem nizu njihove dužine i položaju centromere. 
Analiza kariotipa i kariograma  također može biti od koristi u kliničkoj genetici, zbog mogućnosti  dijagnosticiranja strukturnih i numeričkih  hromosomskih poremećaja

#### Idiogram
mini|desno|300p|Idiogram hromosomske garniture čovjeka

**Idiogram** je idealizirani grafički ili foto prikaz  haploidne hromosomske garniture.  „Idealizacija“ se postiže na osnovu mnogostrukih mjerenja i brojanja hromosoma u različitim jedrima i organizmima, a prema standardiziranim kriterijima. 
U idiogramu  su hromosomi  poredani na osnovu ukupne dužine i položaja centromere. Aprila  2003.,  Projekat humanog genoma (*Human Genome Project*) je uspio sekvencirati svu ljudsku  DNK, otkrivši da je humani genom sastavljen od oko 20.000 protein-kodirajućih gena.

## Populacijska genetika
Populacijska genetika  je grana evolucijske biologije koja istražuje prostornu i vremensku promjenljivost genetičke strukture populacije, odnosno procese koji uzrokuju promjene u frekvenciji alela i genotipova u populaciji,  na osnovu modela  mendelovskog (Gregor Mendel) nasljeđivanja. 
Četiri su različite snage koje mogu uticati na promjene frekvencije gena u populaciji:
* prirodna selekcija, 
*mutacije, 
*izolacija (tok gena, migracije) i
* genetički drift.

Za korekciju ove neravnoteže, sisara ženke sisara su razvile jedinstven mehanizam „kompenzacijske doze“. Konkretno, putem procesa zvanog „X-hromosom inaktivacija“ (XCI), kod ženki sisara jedan od njihova dva X-a djeluju na složen i vrlo koordiniran način.

## Modeli nasljeđivanja odabranih svojstava
### X-vezana svojstva
### Autosomna svojstva sa jednostavnijim nasljeđivanjem
(Vidi: Oligogensko nasljeđivanje)

### Hendikepirajuće  promjene
## Reference
## Također pogledajte
*Genetika
*Mendelovska genetika egzofenotipa čovjeka
*Interakcija gena
*Hromosomska garnitura
*Hromosom
*Autosomno nasljeđivanje
*Spolno vezano nasljeđivanje

## Vanjski linkovi 
* Human Genome Project
* How many Genes do humans have? 
* Human Genetics Video (website critique)
* OMIM Online Mendelian Inheritance in Man

Kategorija:Genetika čovjeka
Kategorija:Čovjek
Kategorija:Bioantropologija