Η Γενετική είναι η επιστήμη των γονιδίων, της κληρονομικότητας και της ποικιλομορφίας των οργανισμών. Οι άνθρωποι ξεκίνησαν να έχουν γνώση για τη γενετική από την προϊστορία εξημερώνοντας και αναπαράγοντας φυτά και ζώα. Στις μέρες μας η έρευνα για τη γενετική παρέχει τα απαραίτητα εργαλεία για την διερεύνηση της λειτουργίας ενός συγκεκριμένου γονιδίου. Η γενετική πληροφορία που περιέχεται στους οργανισμούς μεταφέρεται με τα χρωμοσώματα, όπου παρουσιάζεται με τη χημική μορφή συγκεκριμένων μορίων του DNA.
Είναι κοινώς γνωστόν ότι η εμφάνιση ενός ατόμου για παράδειγμα, το ύψος του, το χρώμα των μαλλιών του και του δέρματος του καθώς επίσης και το χρώμα των ματιών του, καθορίζεται από τα γονίδια. Οι διανοητικές ικανότητες και τα φυσικά του ταλέντα επηρεάζονται από την κληρονομικότητα. Πολλές ασθένειες καθορίζονται επίσης από τα γονίδια.
Κάθε ανθρώπινο σώμα έχει αρκετά τρισεκατομμύρια κυττάρων, τα βασικά ‘δομικά’ υλικά όλων των ζωντανών οργανισμών. Τα κύτταρα παρέχουν τη δομή στο σώμα. Μετατρέπουν τα θρεπτικά υλικά των τροφών σε ενέργεια και διεκπεραιώνουν διάφορες εξειδικευμένες λειτουργίες.
Τα περισσότερα κύτταρα έχουν πυρήνα, στον οποίο είναι αποθηκευμένες όλες οι απαραίτητες πληροφορίες για την ανάπτυξη και σωστή λειτουργία ενός οργανισμού. Τα στοιχεία πληροφοριών είναι ‘γραμμένα’ σε μια βιολογική δομή που ονομάζεται DNA, το οποίο είναι ίδιο σε κάθε κύτταρο. Εαν παρομοιάσουμε το DNA με μία μεγάλη πρόταση που παρέχει την ολοκληρωμένη περιγραφή ενός οργανισμού, τότε τα γονίδια είναι σαν ξεχωριστές λέξεις μέσα στην πρόταση. Κάθε γονίδιο εμπλέκεται σε μια ή περισσότερες λειτουργίες μέσα στον οργανισμό. Εάν αυτό κατά κάποιο τρόπο υπολειτουργεί, αλλοιωθεί ή καταστραφεί ολοκληρωτικά δεν θα μπορεί πλέον να διεκπεραιώσει σωστά τη λειτουργία του. Το σύνολο των γονιδίων σχηματίζει το γονιδίωμα.
To DNA μέσα στον πυρήνα σχηματίζει διακριτές δομές που ονομάζονται χρωμοσώματα. Στον άνθρωπο υπάρχουν 46 χρωμοσώματα σε κάθε κύτταρο που φέρει πυρήνα, τα οποία σχηματίζουν 23 ομόλογα ζεύγη. Είναι δηλαδή ανά δύο όμοια, με την έννοια ότι περιέχουν τα ίδια γονίδια στις ίδιες θέσεις (τα ανα δύο όμοια γονίδια, τα δύο αλληλόμορφα όπως λέμε, μπορεί, ωστόσο, να διαφέρουν κατά τι στην πληροφορία που περιέχουν).
Ένα από τα ζεύγη χρωμοσωμάτων είναι το ζεύγος των φυλετικών χρωμοσωμάτων, του Χ και του Υ χρωμοσώματος. Αυτά είναι τα μόνα των οποίων η κατανομή διαφέρει μεταξύ των φύλων: Ο άντρας έχει ένα Υ και ένα Χ (συμβολίζεται ΧΥ) ενώ η γυναίκα έχει δύο Χ χρωμοσώματα (ΧΧ). Τα υπόλοιπα χρωμοσώματα λέγονται αυτοσωμικά και είναι κοινά σε όλα τα κύτταρα του ανθρώπου. Καθένα από τα χρωμοσώματα περιέχει χιλιάδες γονίδια, τα οποία διακρίνονται ανάλογα σε αυτοσωμικά και φυλετικά.
Κάθε παιδί κληρονομεί το 50% των χρωμοσωμάτων και γονιδίων του από τον πατέρα του και το άλλο 50% από τη μητέρα του. Παίρνει, δηλαδή, ένα χρωμόσωμα από κάθε ζεύγος ομολόγων χρωμοσωμάτων από τον πατέρα του και ένα χρωμόσωμα από κάθε ζεύγος ομολόγων χρωμοσωμάτων από τη μητέρα του. Αν από τον πατέρα του, που συμβολίζεται ΧΥ, πάρει το Υ χρωμόσωμα θα είναι αγόρι, αν πάρει το Χ θα είναι κορίτσι. Από τη μητέρα του (ΧΧ) παίρνει πάντα ένα Χ χρωμόσωμα.
Η μετάλλαξη είναι μια αλλαγή σε ένα γονίδιο. Κάποιες φορές, κατά το διπλασιασμό του DNA, που προηγείται της διαίρεσης ενός κυττάρου σε δύο νέα κύτταρα, είναι δυνατόν να γίνουν λάθη. Έτσι, το DNA στο νέο κύτταρο δε θα είναι ακριβώς το ίδιο, ως όφειλε. Μια τέτοια αλλαγή από λάθος στην αντιγραφή του DNA λέγεται μετάλλαξη και μπορεί να μην έχει κανένα αποτέλεσμα, γιατί το DNA περιλαμβάνει και μεγάλα τμήματα που δεν είναι γονίδια. Αν όμως η μετάλλαξη γίνει μέσα σε ένα γονίδιο, η αλλοίωση της αλληλουχίας των βάσεων που προκύπτει είναι δυνατόν να αλλάξει ή και να καταστρέψει την πληροφορία για τη σύνθεση της πρωτεΐνης. Σε μια τέτοια περίπτωση, ανάλογα και με το πόσο σημαντική είναι η λειτουργία της πρωτεΐνης που δε δουλεύει πια σωστά, προκύπτουν οι γενετικές ασθένειες.
Υπάρχουν τρεις βασικοί τύποι διαταραχών που είναι αποτέλεσμα γενετικών μεταλλάξεων: