1. Základy genetiky

Testy ve forenzní genetice
 
Testy DNA mají dnes své místo i v kriminalistice a soudním lékařství. Genetické metody dnes nabízejí 
dříve netušené moţnosti v oblasti identifikace osob, nicméně ne vše funguje vţdy tak snadno jako v 
televizních seriálech. Například kontaminace materiálu či jeho nedostatek, respektive nevhodnost pro 
genetickou analýzu, mohou způsobit, ţe i ty nejlepší metody selţou. S namnoţením genetického 
materiálu pro analýzu pomáhá metoda PCR.
 
V rámci identifikace osob a určování příbuzenského poměru (viz testy otcovství níţe) se vyuţívá 
tzv. 
STR
 (
Short Tandem Repeats
) 
–
 
krátkých tandemových repetic (někdy označované 
jako 
mikrosatelity
). Jde o specifické sekvence DNA, které se vyskytují (ve velkém mnoţství) 
rozptýlené v genomu. Jedná se o repetice (nejčastěji CA dvojice nukleotidů) jejichţ počet opakování v 
konkrétním lokusu je pro kaţdého jedince specifický. Konkrétní počet repetic se zjistí díky metodě 
PCR a následné elektroforéze fragmentů. Lze tedy vytvořit spolehlivý genetický profil jedince. 
Přesnost je velmi vysoká –
 
hovoří o tom jak neoficiální název této metody (
DNA fingerprinting
 
–
 
doslova genetické otisky prstů), tak skutečnost, ţe jde o soudy běţně uznávaný důkaz.
 
Základní dva úkoly forenzní genetiky jsou
 
identifikace pachatele
 a 
identifikace oběti
. Pro identifikaci 
pachatele lze pouţít veškerý genetický materiál (krev, vlasy, sperma…), zanechaný na místě činu, na 
těle oběti apod. Genetický profil takto
 
získaného vzorku je třeba porovnat s materiálem získaným od 
podezřelého, či z DNA registru pachatelů (je
-
li v příslušné zemi zřízen).
 
Pokud není moţná identifikace těla oběti standardními metodami (vizuální identifikace, otisky prstů, 
zubní karta aj.), je
 
moţné pouţít test DNA (opět za předpokladu, ţe lze zajistit dostatečné mnoţství 
genetického materiálu vhodného pro analýzu). K porovnání je třeba nalézt vzorek DNA prokazatelně 
patřící oběti, nejčastěji zanechaný na osobních předmětech (hřeben, oděv, hygienické potřeby…). V 
případě, ţe takovýto vzorek nelze zajistit, je moţné porovnat vzorek DNA oběti se vzorkem od 
některého z příbuzných (musí jít samozřejmě o pokrevního příbuzného).
 
Poznámka:
 
získávání materiálu pro test DNA z mrtvých těl není výsadou pouze forenzní genetiky. I v 
klinické genetické praxi je občas nutné (v rámci komplexního vyšetřování širší rodiny; k tomuto 
postupu se přistupuje zejména u rodinného výskytu nádorového onemocnění s moţnou dědičnou 
příčinou) poţádat o vzorek tkáně zemřelého (s takovou ţádostí je nutné se obrátit na patologický 
ústav, kde byl zemřelý pitván, a kde je šance, ţe byly uloţeny tkáňové bločky určené pro histologické 
vyšetření); pokud však nebyla provedena pitva či nebyly uschovány vzorky tkáně, potom nezbývá neţ 
se 
bez vzorku tohoto jedince obejít.
 
Testy otcovství
 
Tímto názvem se označuje nejčastěji prováděná varianta příbuzenských testů. Vychází ze starého 
známého pravidla –
 
matka je vţdy známá, otec je neznámý. Nicméně v potřebném případě (třeba při 
identifikaci bi
ologické matky adoptovaného dítěte) lze tento typ testů provést i jako "test mateřství". 
Princip je totiţ stejný a většinou odpovídá výše uvedenému genetickému profilu, získaného pomocí 
PCR amplifikace STR repetic. Jelikoţ potomek získává polovinu své celkové genetické informace od 
kaţdého z rodičů, můţeme vysledovat, po kterém rodiči má které STR repetice. S kaţdým z rodičů by 
měl potomek mít právě 1/2 shodné DNA (v tomto případě STR repetic). Pokud analýza prokáţe, ţe 
rodič nemá s potomkem shodné STR repe
tice 
–
 
je otcovství (respektive mateřství) vyloučeno.
 

Testy otcovství jsou dnes běţně nabízeny řadou soukromých firem (více či méně) specializovaných na 
genetické testování. Test stojí několik tisíc korun a je běţné provést jej anonymně. Testovací sadu 
(ob
sahující nejčastěji pomůcky k provedení bukálního stěru pro dvě osoby –
 
dítě a testovaného 
rodiče) je moţné objednat si přes internet a materiál k vyšetření je moţné zaslat poštou. To sice 
zvyšuje komfort zákazníka, při špatném zacházení ale můţe dojít ke kontaminaci vzorku. Obecně je 
(vzhledem k závaţnosti moţných následků testu) dobré na tomto testu nešetřit a raději si zaplatit 
draţší test, ovšem
 
u certifikované firmy
, která má v této oblasti jiţ určité zkušenosti.
 
Etická otázka těchto testů je problematická. Testy otcovství mají totiţ řadu odpůrců, kteří tvrdí, ţe 
podobné testy vedou často k rozvratu jinak spokojených rodin. Na druhou stranu je nutné si uvědomit, 
ţe jedinou vadou správně provedeného testu otcovství je ta skutečnost, ţe dokáţe odhalit pra
vdu. 
Genografické testy
 
Jde o relativní novinku v oblasti genetického testování. Tyto testy, které lze objednat u soukromých 
firem, mají přiblíţit území, ze kterého nejpravděpodobněji pocházel váš předek a další doplňující 
informace. Praktické vyuţití této
 
informace není velké (ačkoliv v budoucnosti moţná i tyto informace 
budou přínosem pro personalizovanou medicínu), ovšem pro zájemce (genealogy či antropology, byť 
jen amatérské) můţe mít cenu velkou.
 
Pro tyto testy je zapotřebí izolovat z DNA takové sekvence, které se za mnoho století relativně 
nezměnily, a jejichţ přenos z rodičů na děti po mnoho generací dnes funguje jako pojítko s minulostí.
 
U muţské linie se pouţívá několik vybraných
 
haplotypů z chromosomu Y
. Tento chromosom se 
dědí výhradně z otce na syna a tyto sekvence zůstávají v průběhu generací (téměř) neměnné.
 
U ţen je moţné stopovat
 
mitochondriální DNA
 (
mtDNA
), která se pro změnu dědí pouze po matce 
(dostávají ji všechny děti oné matky).
 
Prediktivně
-
genetické testy
 
Prediktivní genetika
 
je odvětví genetiky specializující se na
 
odhad rizik
 
(určitých chorob) na základě 
vyšetření DNA. V budoucnosti se dá očekávat, ţe by na základě komplexního genetického vyšetření 
bylo moţné předpovědět riziko vzniku určitých
 
multifaktoriálně dědičných chorob
 (jako jsou 
choroby kardiovaskulárního systému apod.).
 
Jiţ dnes je moţné si podobné testy u některých firem objednat. Řada vědců a odborných společností 
ovšem upozorňuje, ţe problematika komplexních chorob je stále nedořešená. Výpovědní hodnota 
takovýchto testů je
 
tedy nejistá a odborníci před nimi prozatím varují.
 
Mikrobiologické testy
 
Na závěr je vhodné zmínit se o genetických testech, vyuţívaných v klinické mikrobiologii. Diagnostika 
různých patogenních mikroorganismů pomocí molekulárně
-
genetických metod (nejčastěji pomocí 
metod PCR, LCR aj.) výrazně urychlila diagnostiku některých chorob, respektive přítomných 
patogenů. Na druhou stranu, při klasické kultivaci bakterií na agaru lze rovnou zjistit citlivost patogenu 
na antibiotika, coţ metoda PCR nedokáţe.
 
3)
 
Vyšetření karyotypu 
Indikace k vyšetření karyotypu
 
V rámci
 
klinické genetiky
 
se karyotyp vyšetřuje relativně často. Toto vyšetření je u dospělého člověka 
(či dítěte) relativně nenáročné, neboť stačí odebrat krev (viz výše). Komplikovanější je vyšetření 
karyotypu 
plodu, neboť buněčný materiál je potřeba získat pomocí některé z invazivních metod 

prenatální diagnostiky (viz
 
Genetické poradenství). Toto vyšetření je zcela dobrovolné a vázané na 
poučený souhlas.
 
Vyšetření karyotypu indikujeme u:
 

 
těhotných ţen, u který
ch je 
zvýšené riziko vrozené vývojové vady
 
(v případě pozitivního 
biochemického či ultrazvukového screeningu či pozitivní rodinné anamnézy)
 

 
těhotných
 
ţen nad 35 let
, u kterých je obecně zvýšené riziko
 
chromosomálních aberací
, 
zvláště pak Downova syndromu (u této a předcházející moţnosti se samozřejmě provádí 
vyšetření karyotypu plodu)
 

 
novorozenců a dětí, u kterých je důvodné
 
podezření na některou
 
chromosomální aberaci
. 

 
dospívajících a dospělých, u kterých nacházíme
 
poruchy puberty či pohlavního vývoje
 

 
neplo
dných
 
párů, u kterých byly vyloučeny jiné příčiny neplodnosti, nebo u párů s 
několika
 
spontánními potraty
 

 
zájemců o
 
dárcovství vajíček či spermií
 
4)
 
Geneticky podmíněné choroby 
Monogenní genetické choroby jsou důsledkem
 
mutací, jejich ovlivnění vnějším prostředím bývá 
minimální. Databáze
 
OMIM
 
(Online Mendelian inheritance in man), přístupná na 
adrese 
http://www.omim.org/
, obsahuje v současnosti přes 5000 popsaných monogenních chorob.
 
Samotná podstata genetických chorob
 
můţe být různá. V některých případech metabolických chorob 
je na vině nedostatek enzymu, který katalyzuje určitou metabolickou dráhu (případ klasických 
metabolických chorob jako jsou fenylketonurie nebo galaktosemie). V jiných případech můţe být na 
vině porucha syntézy strukturní částice buňky (např. membránových kanálů u cystické fibrózy nebo 
membránových receptorů u familiérní hypercholesterolemie) nebo je poškozena syntéza strukturního 
proteinu, coţ se dotýká celých tkáňových systémů (osteogenesis imperfecta, svalové dystrofie). Často 
lze následek deficitu produktu mutovaného genu odvodit logicky (mutace v genech pro syntézu 
globinových řetězců způsobují příslušné hemoglobinopatie; nedostatek některých sráţecích faktorů 
způsobuje hemofilii atd.).
 
 
Je třeba si uvědomit, ţe ne vţdy negativně působí deficit produktu, ale díky mutaci se můţe 
syntetizovat pozměněný produkt, který můţe mít mnohem negativnější vliv, neţ jeho samotný 
nedostatek. V potaz je také nutno brát všechny biochemické a fyziologické interakce, které se týkají 
sledovaného produktu.
 
Choroby autozomálně recesivně dědičné
 
Fenylketonurie:
 
(PKU, Hyperfenylalaninémie, Föllingova nemoc, fenylketonurická oligofrenie) 
Vrozená porucha metabolismu aminokyseliny fenylalaninu (nelze nasyntetizovat příslušný enzym 
- 
fenylalaninhydroxylasu), který nemůţe být přeměněn na tyrosin, a tudíţ jeho hladina v krvi stoupá a 
odbourává se na jiné produkty (kyselina fenylmléčná, fenylpyrohroznová a fenyloctová). To vede k 
poškozování CNS a následné mentální zaostalosti. U postiţených jedinců musí být dodrţována přísná 
dieta, potom je onemocnění relativně bezproblémové. Neléčené onemocnění můţe CNS způsobit 
těţké defekty. Existují i varianty způsobené deficitem jiných enzymů, nebo lehčí varianty s částečně 
zachovanou enz
ymovou aktivitou. Matky i s lehčí formou onemocnění musí během těhotenství dietu 
přísně dodrţovat, jinak hrozí poškození vývoje plodu. Výskyt onemocnění v populaci je asi 1 : 10000.
 
Dědičnost 
- 
autozomálně recesivní
 
Galaktosemie:
 
Chybí enzym pro trávení galaktosy (často Galaktosa
-1-
fosfáturidyltransferasa), která 
se hromadí v organismu a alternativní cestou se metabolizuje na galaktitol. Ten působí toxicky na 
játra, mozek (vznik mentální retardace), ledviny a oční čočky a můţe vést k jejich poškození aţ 
sle
potě. Neléčené onemocnění vede aţ ke smrti jedince. Galaktosa je mléčný cukr a proto musí být 
nemoc u novorozenců rychle diagnostikována a jako terapie nasazena bezmléčná dieta. 
 

Výskyt asi 1 : 60000.
 
Dědičnost 
- 
autozomálně recesivní
 
Cystická fibrosa:
 Vin
íkem choroby je mutace CFTR (Cystic fibrosis transmembrane conductance 
regulator) genu, díky které je kódován vadný protein, a ten způsobí nefunkčnost membránových 
iontových kanálů v postiţených buňkách. Jde o jedno z nejčastějších autozomálně recesivních 
onemocnění člověka (asi 1 : 2500). Postihuje ţlázy s vnitřní sekrecí (pankreas, játra). V plicích se 
navíc tvoří vazký hlen, vedoucí k respiračním potíţím. Sekundární infekce dýchacích cest můţe vést 
aţ k váţnému poškození plic, i smrti. Ucpávání ţlučovodů
 
zase vede k poruchám trávení. U 
postiţených ţen je plodnost sníţená, muţi bývají neplodní.
 
Dědičnost 
- 
autozomálně recesivní
 
Leprechaunismus:
 
(Syndrom Donohue, Dysendokrinismus) Velmi vzácné onemocnění, poprvé 
popsáno v roce 1954. Postiţení mají silné rty, velká ústa, vyhublý obličej s "groteskním" výrazem. 
Dále byly popsány zvětšené pohlavní orgány, psychomotorická retardace a hyperinzulinemie. Většina 
postiţených umírá v prvních měsících (aţ letech) ţivota.
 
Dědičnost 
- 
autozomálně recesivní
 
Friedreichova ataxie:
 
Patří mezi onemocnění vyvolaná zmnoţením trinukleotidových repetic 
(vyvolaná dynamickými mutacemi). Projevem je ataxie 
- 
poškozená je koordinace motorických 
pohybů, sníţená je funkce šlachových a vřeténkových reflexů a některých částí sensitivity.
 
Ztíţená je i 
řeč.
 
Dědičnost 
- 
autozomálně recesivní
 
Choroby autozomálně dominantně dědičné
 
Familiární hypercholesterolemie:
 
Způsobena mutací genu, kódujícího membránový receptor pro 
LDL (low density lipoproteins). LDL jsou skupina lipoproteinů, která transportuje většinu cholesterolu. 
Při absenci membránových receptorů pro LDL dochází ke kumulaci LDL a cholesterolu v krevním 
řečišti a poškozování cév. Postiţení jedinci mají mnohem vyšší riziko vzniku infarktu myokardu, neţ 
zbytek populace. Většinu postiţených jedinců tvoří heterozygoti, homozygoti pro mutovanou alelu jsou 
obzvláště těţce postiţeni.
  
Dědičnost 
- 
autozomálně dominantní
 
(neúplná dominance)
 
Syndaktylie, polydaktylie:
 
Srůst, respektive znásobení několika prstových článků. Onemocnění je 
relativně
 
časté, ale dá se velmi dobře řešit chirurgickou cestou v raném věku.
 
Dědičnost 
- 
autozomálně dominantní
 
nebo dle příslušného asociovaného syndromu
 
Brachydaktylie:
 
Projevuje se krátkými, zavalitými prsty. Často téţ malý vzrůst + krátké ruce a nohy. 
Rozsah 
je velmi variabilní.
 
Dědičnost 
- 
autozomálně dominantní
 
nebo dle příslušného asociovaného syndromu
 
Arachnodaktylie:
 
Hlavním projevem jsou nepřirozeně dlouhé a tenké prsty. Taktéţ celé končetiny 
mohou být abnormálně dlouhé a tenké. Vyskytuje se i jako součást různých syndromů (viz Marfanův 
syndrom) 
Dědičnost 
- 
autozomálně dominantní
 
nebo dle příslušného asociovaného syndromu
 
Huntingtnova chorea:
 
Onemocnění je způsobeno zmnoţením CAG tripletů (vzniká dynamickou 
mutací). Onemocnění se projevuje, pokud počet repetic přesáhne 40. Onemocnění má značně pozdní 
nástup aţ mezi 35. a 45. rokem věku. Po nástupu choroby dochází k degenerativním změnám na 
mozku, coţ se projevuje motorickými poruchami (neúčelné pohyby, chorea) a progresivní demencí. 
Dochází k celkovým změnám osobnosti a postiţení umírají.
 
Dědičnost 
- 
autozomálně dominantní
, při mezigeneračním přenosu často dochází k dalšímu 
zmnoţení repetic
 

Marfanův syndrom:
 
Mezi příznaky patří arachnodaktylie (dlouhé a tenké prsty), nadměrný vzrůst, 
dlouhý a úzký obličej s
 
prominujícím nosem, dlouhé a tenké končetiny. Vyskytují se srdeční vady. 
Délka ţivota bývá zkrácena, někdy se vyskytují náhlá úmrtí.
 
Dědičnost 
- 
autozomálně dominantní
 
Leidenská mutace:
 (
Faktor V Leiden
) Dědičná trombofilie (zvýšená sráţlivost krve). Při delším 
znehybnění mají trombofilici vysoké riziko tromboembolické choroby (TEN). V cévách se utváří tromby 
(krevní sraţeniny), které se mohou utrhnout 
- 
vzniká embolus, který zapříčiní embolii a tím i smrt 
postiţeného.
 
Nejvýznamnější mutací, způsobující dědičnou trombofilii, je tzv. "Leidenská mutace" (vzniká tzv. FVL 
- 
Faktor V Leiden, coţ je pozměněný faktor V hemokoagulační kaskády). Heterozygoti mají zvýšené 
riziko vzniku tromboembolie, homozygoti jsou zatíţeni mnohem vyšším rizikem oproti běţné populac
i. 
Dědičnost 
- 
autozomálně dominantní
 
Osteogenesis imperfecta:
 
Jde o dědičnou poruchu tvorbu kolagenu. Vyznačuje se vysokou 
náchylností kostí k frakturám a deformitami kostry (skolióza, trojúhelníkovitá tvář). Přítomné mohou být 
i vady kardiopulmonálního systému. Existuje několik různě závaţných typů této choroby.
 
Dědičnost 
- 
autozomálně dominantní
 
Choroby gonozomálně dědičné:
 
Gonozomálně dědičné choroby jsou vázány na gonozomech. V drtivé většině jde o choroby vázané 
na 
chromozomu X
. Proto také někdy gonozomální dědičnost označujeme jako dědičnost
 
X-
vázanou
. 
Gonozomálně recesivní choroby postihují většinou muţe. Ţeny bývají častěji přenašečky a jen zřídka 
jsou samy postiţeny (recesivní homozygotky). Vzhledem k tomu, ţe u ţeny je v kaţdé buňce jeden z 
X chro
mozomů inaktivován (a to zcela náhodně, bez ohledu na to, zda nese mutovanou alelu nebo 
ne), mohou i heterozygotky vykazovat určité příznaky onemocnění, s ohledem na to, kolik buněk 
obsahuje inaktivovaný X chromozom se zdravou alelou.
 
Gonozomálně dominantní choroby postihují obě pohlaví, postiţený otec však nikdy nepředá nemoc 
svému synovi, zatímco všechny jeho dcery budou postiţeny (samozřejmě uvaţujeme X
-
vázanou 
dědičnost).
 
Hemofilie:
 
Hemofilie je vrozená nesráţlivost krve. Rozlišuje se hemofilie A, podmíněná dysfunkcí 
sráţlivého faktoru VIII (jeden z faktorů hemokoagulační kaskády, která je zodpovědná za sráţení krve) 
a hemofilie B, způsobená nedostatkem faktoru IX. Klinicky jsou oba typy stejné, projevují se 
krvácením do měkkých tkání, svalů i kloubů.
 
Dědičnost 
- 
gonozomálně recesivní
 
Daltonismus:
 
Jedna z vrozených příčin barvosleposti. U postiţených chybí, nebo je omezena 
schopnost rozlišit červenou a zelenou barvu.
 
Dědičnost 
- 
gonozomálně recesivní
 
Svalové dystrofie:
 Duchennova (DMD) a Beckerova (BMD) s
valová (muskulární) dystrofie jsou X
-
vázané poruchy syntézy dystrofinu, coţ je jeden ze strukturních proteinů svalových tkání. U 
postiţených se v raném dětství začne projevovat svalová slabost, která začíná progresivně omezovat 
motoriku jedince. Charakteri
stickým projevem jsou hypertrofická lýtka.
 
Duchennova svalová dystrofie
 
má závaţnější prognózu; úbytek hybnosti je rychlý a postiţení 
umírají okolo 20. roku ţivota na srdeční nebo respirační selhání.
 
Beckerova svalová dystrofie
 
má mírnější a více variabilní průběh.
 
Dědičnost 
- 
gonozomálně recesivní
 
Syndrom fragilního X chromozomu:
 
Jde o jednu z nejčastějších příčin vrozené mentální retardace 
(po Downově syndromu). Jak název napovídá, je příčina nemoci spojena s fragilním místem na X 
chromozomu (Xq27). U jed
inců s tímto syndromem nacházíme v těchto místech zmnoţení 

trinukleotidových repetic, přičemţ 200 repetic se povaţuje za hraniční limit pro manifestaci 
onemocnění. Kromě středně těţké mentální retardace patří k projevům onemocnění i hyperaktivita, 
charakte
ristický vzhled (protaţený obličej, zvětšené ušní boltce, prominující brada, zvětšená varlata). 
Onemocnění postihuje především chlapce, mírnou mentální retardaci mohou vykazovat i některé ţeny 
- 
přenašečky.
 
Dědičnost 
- 
gonozomálně recesivní
 
Vitamin D rezis
tentní rachitis:
 
Jde o jeden z typů křivice, která je rezistentní vůči léčbě vitamínem D. 
Jedna z menšího mnoţství gonozomálně dominantních chorob. Projevem je klasická křivice s 
moţnými dalšími kostními deformitami.
 
Dědičnost 
- 
gonozomálně dominantní
 
Glob
inová onemocnění:
 
Hemoglobin je červené krevní barvivo, schopné vázat (prostřednictvím atomu dvojmocného ţeleza) 
kyslík. Skládá se z prostetické skupiny hemu a proteinové sloţky 
- 
globinu. Rozlišuje se několik typů 
hemoglobinů, obecně embryonální, fetální a dospělé typy, které se liší jednotlivým zastoupením 
globinových řetězců a afinitou ke kyslíku. Hemoglobin A (HbA), který tvoří naprostou většinu 
hemoglobinu u dospělých jedinců, se skládá ze dvou řetězců α a dvou řetězců β.
 
Srpková anemie:
 (Sickle cell a
nemia) Těţká, dědičná forma hemolytické anemie. Příčinou je bodová 
mutace v β globinovém řetězci, díky které se syntetizuje pozměněný produkt (hemoglobin se označuje 
jako HbS). Erytrocyty pacientů se za určitých podmínek zkroutí do srpkovité podoby. Dochází k 
ucpávání kapilár a zvětšení sleziny, která má sníţenou funkci. Onemocnění je recesivně dědičné, 
heterozygoti jsou zdraví, pouze za výjimečných okolností se u nich mohou objevit nějaké potíţe. 
Heterozygoti jsou mnohem odolnější proti malárii, neţ zdraví
 
jedinci; v oblasti výskytu malárie tvoří 
heterozygoti aţ polovinu populace.
 
Dědičnost 
- 
autozomálně recesivní
 
Thalasémie:
 
Jedny z nejobvyklejších monogenních chorob světa, časté především ve středomoří. 
Rozlišuje se
 
alfa-thalasemie
 a 
beta-thalasemie
, podl
e toho, který řetězec hemoglobinu má 
poškozenou syntézu. Druhý řetězec se syntetizuje v normálním mnoţství, vzhledem k situaci je však v 
relativním nadbytku. Zatímco alfa řetězec je kódován v genomu 4 alelami, pro beta řetězec jsou k 
dispozici pouze alely 
2. Proto můţe mít thalasemie variabilní rozsah postiţení, v závislosti na tom, 
kolik alel kterého řetězce je mutováno. Projevem je různě těţká hemolytická anémie.
 
Dědičnost 
-