Η φαινυλκετονουρία (PKU) είναι μια κληρονομική διαταραχή κατά την οποία το σώμα δεν μπορεί να διασπάσει τη φαινυλαλανίνη, ένα απαραίτητο αμινοξύ που βρίσκεται σε τρόφιμα που περιέχουν πρωτεΐνες όπως το τυρί, το κρέας και το γάλα. Δεν υπάρχουν πολλές διαφορετικές αιτίες φαινυλκετονουρίας, καθώς μια κληρονομική διαταραχή σημαίνει ότι η πάθηση εμφανίζεται στην οικογένεια. Με αυτή την έννοια, μπορεί να ειπωθεί ότι μία από τις αιτίες της φαινυλκετονουρίας είναι ότι και οι δύο γονείς του προσβεβλημένου ατόμου φέρουν και περνούν το ελαττωματικό γονίδιο υδροξυλάσης της φαινυλαλανίνης (PAH) στο παιδί τους. Γενικά, ωστόσο, οι μεταλλάξεις στο γονίδιο PAH είναι αυτές που συνθέτουν τα αίτια της φαινυλκετονουρίας, με διαφορετικές μεταλλάξεις που καθορίζουν τη σοβαρότητα της πάθησης.
Ως αυτοσωμική υπολειπόμενη διαταραχή, η φαινυλκετονουρία εμφανίζεται όταν ένα παιδί κληρονομεί ένα ελαττωματικό γονίδιο PAH και από τους δύο γονείς. Οι γονείς του προσβεβλημένου ατόμου δεν έχουν απαραίτητα τη διαταραχή επειδή φέρουν μόνο ένα ελαττωματικό αντίγραφο του γονιδίου, όχι δύο, όπως το παιδί τους. Ένα άτομο που φέρει το γονίδιο αλλά δεν έχει τη διαταραχή αναφέρεται ως φορέας. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι φορείς μεταβιβάζουν το γονίδιο χωρίς να το γνωρίζουν. Αυτό συμβαίνει επειδή οι φορείς συνήθως δεν παρουσιάζουν κανένα σύμπτωμα της διαταραχής και, ως εκ τούτου, δεν συνειδητοποιούν ότι φέρουν το ελαττωματικό γονίδιο.
Αν και οι μεταλλάξεις στο γονίδιο PAH είναι αίτια της φαινυλκετονουρίας, διαφορετικά επίπεδα αυτών των μεταλλάξεων είναι υπεύθυνα για διαφορετικές μορφές φαινυλκετονουρίας. Για να το καταλάβετε αυτό, είναι καλύτερο να έχετε πρώτα κάποιες βασικές πληροφορίες για την ίδια τη διαταραχή. Ουσιαστικά, το γονίδιο PAH φέρει οδηγίες που επιτρέπουν στο σώμα να παράγει το ένζυμο υδροξυλάση της φαινυλαλανίνης, το οποίο είναι υπεύθυνο για τη διάσπαση της φαινυλαλανίνης και τη μετατροπή της σε άλλες ενώσεις. Οι μεταλλάξεις στο γονίδιο PAH μπορούν να μειώσουν ή να σταματήσουν εντελώς την παραγωγή αυτού του ενζύμου, το οποίο στη συνέχεια επιτρέπει στη φαινυλαλανίνη να συσσωρευτεί σε υπερβολικές ποσότητες στο σώμα. Η συσσώρευση αυτού του αμινοξέος είναι επικίνδυνη επειδή μπορεί να βλάψει το κεντρικό νευρικό σύστημα και να οδηγήσει σε εγκεφαλική βλάβη.
Οι ήπιες μορφές της διαταραχής, όπως η παραλλαγή της φαινυλκετονουρίας, συμβαίνουν όταν η γονιδιακή μετάλλαξη εξακολουθεί να επιτρέπει σε κάποια ενζυμική δραστηριότητα να παραμείνει εντός του σώματος, βοηθώντας αποτελεσματικά στη διάσπαση της φαινυλαλανίνης. Η πιο σοβαρή μορφή, η κλασική φαινυλκετονουρία, εμφανίζεται όταν η ενζυμική δραστηριότητα απουσιάζει ή τόσο μειώνεται στο σημείο όπου επιτρέπεται η συσσώρευση του αμινοξέος. Ενώ ποικίλες μεταλλάξεις στο γονίδιο PAH καθορίζουν τη σοβαρότητα της πάθησης ενός προσβεβλημένου ατόμου, πιστεύεται ότι άλλα γονίδια μπορεί επίσης να παίζουν ρόλο στη σοβαρότητα της φαινυλκετονουρίας, αν και δεν είναι γνωστά πολλά για αυτό.