Perimän rakenne ja muutokset
Kromosomit
Ihmisen perimä sijaitsee kaikissa soluissamme. Perimä järjestäytyy solunjakautumisen hetkeä varten kromosomeiksi. Kromosomit on nimetty numeroin alkan1:stä ja jatkuen numeroon 22 asti. Kutakin kromosomia on kaksi kappaletta, toinen isältä ja toinen äidiltä peritty. Tämän lisäksi naisilla on kaksi X-kromosomia ja miehillä X- ja Y-kromosomit. Ihmisen kromosomiluku onkin 46. Kromosomit ovat ”verrattain” suuria, sillä niitä voidaan tarkastella valomikroskoopin avulla.
Kromosomipoikkeavuuksille on tyypillistä, että kromosomiaineksen määrä on muuttunut. Kromosomiainesta on joko liikaa tai liian vähän. Kyseessä voi olla kokonaisen kromosomin ylimäärä (esim. 21-trisomia eli Downin oireyhtymä) tai vain jonkin kromosomin osasen yli- tai alimäärä.
Geenit
Kromosomien sisällä on geenejä eli perintötekijöitä. Ihmisellä arvioidaan olevan 23 000 geeniä. Yksittäisessä kromosomissa on satoja, jopa tuhansia geenejä. Geenit kuten koko ihmisen perimä rakentuu emäksistä (A,T,G,C), jotka ovat tietyssä järjestyksessä. Geeni on emäksistä koostuva ohje jonkin ihmisen valkuaisaineen rakentamiseksi ja valkuaisaineilla on monia erilaisia tehtäviä solun toimintojen ylläpidossa. Jos ohjeessa on virhe (geenivirhe eli mutaatio) syntyy virheellinen valkuaisaine, joka ei pysty toimittamaan omaa tehtäväänsä solutasolla, ja tämä saattaa aiheuttaa esim. oireyhtymän.
Perimän tutkimukset
Perinnöllisyyslääkäri saattaa ehdottaa perimän tutkimuksia, joiden avulla pyritään tunnistamaan perinnöllisen taudin tai oireyhtymän aiheuttaja. Useimmiten nämä tutkimukset tehdään verinäytteestä. Mikäli aiheuttaja tunnistetaan, varmistuu epäilty diagnoosi.
Kromosomitutkimus
Kromosomitutkimus on pitkään ollut perustutkimus oireyhtymän syitä etsittäessä. Kromosomitutkimus tehdään yleensä verinäytteestä. Se edellyttää soluviljelmää, jotta tutkimusta varten saadaan jakaantuvia soluja. Tämän vuoksi kromosomitutkimuksen vastauksen saamiseen menee aikaa yleensä 2-4 viikkoa. Kromosomeja tarkastellaan valomikroskoopilla, ja tutkimuksessa selviää luotettavasti kromosomien lukumäärä. Myös kromosomien rakennetta voidaan tarkastella, ja havaita suurehkot kromosomiaineksen puutokset tai ylimäärät.
Molekyylikaryotyyppaus
Molekyylikaryotyyppaus on uusi perimän tutkimusmenetelmä. Molekyylikaryotyyppaus tehdään myös yleensä verinäytteestä. Tavallisesti näytteet pyydetään myös vanhemmista, jotta lapsen tulosta voidaan verrata vanhempien tulokseen. Molekyylikaryotyyppauksessa tutkitaan koko perimää, yleensä ilman tarkkaa epäilystä perimän virheen sijainnista. Tutkimuksessa ”käydään koko perimä läpi” kromosomista 1 alkaen aina kromosomiin 22 asti mukaan lukien sukukromosomit.
Molekyylikaryotyyppaus on tarkempi kuin kromosomitutkimus; sen avulla havaitaan pienikokoisemmat perimän muutokset kuin kromosomitutkimuksessa. Siinä saatetaan havaita jopa geenin osittainen häviämä tai kahdentuma. Molekyylikaryotyyppaus ei kuitenkaan paljasta geenin sisäisiä muutoksia eli geenivirheitä. Molekyylikaryotyyppauksesta saadaan yleensä joko normaali tai poikkeava tulos. Ajoittain saadaan ”harmaan alueen tulos”, jonka merkitystä ei osata tulkita. Tietoa ihmisen perimän rakenteesta ei ole vielä kertynyt niin paljon, että molekyylikaryotyyppauksen tulos osattaisiin aina tulkita luotettavasti.
Geenitutkimukset
Jos potilaan oirekuvassa on piirteitä, joiden tiedetään liittyvän johonkin tunnettuun oireyhtymään, ja jos oireyhtymän taustalla oleva geeni tunnetaan, voidaan edetä yksittäisen geenin tutkimukseen. Geenitutkimukset tehdään yleensä verinäytteestä. Geenitutkimusmenetelmiä on monentyyppisiä, usein yksittäisen geenitutkimuksen yhteydessä tehdään tutkimuksia jopa kahdella tai kolmellakin menetelmällä. Siitäkään huolimatta nykyään käytetyt menetelmät eivät tunnista kaikkia mahdollisia geenivirheitä. Joskus geenivirheet saattavat nimittäin sijaita epätyypillisissä paikoissa, joista niitä ei etsitä, tai sitten olla luonteeltaan niin erityisiä, että ne eivät ilmene tutkitulla menetelmällä.
Eksomisekvensointi
Eksomi on se osa perimää, joka pitää sisällään oleellisimman tiedon eli ohjeet valkuaisaineiden valmistamiseksi. Suurin osa tautia aiheuttavista mutaatioista sijaitsee juuri eksomissa. Vain noin 1.5 % perimästä on eksomia. Sekvensointi tarkoittaa perimän emäsjärjestyksen selvittämistä. Eksomisekvensointi on tutkimushankkeissa laajalta käytetty menetelmä, joka tuottaa valtavan määrän dataa eli tietoa, jonka analysointi on työlästä ja hidasta. Eksomisekvensoinnilla on jo kuitenkin onnistuttu tunnistamaan uusia tautigeenejä tutkimusprojekteissa. On todennäköistä, että lähivuosina eksomisekvensointia käytetään myös oireyhtymäpotilaiden diagnostiikkaan.