Наследственные болезни человека
Генные мутации у человека как причина наследственных патологий. Понятие ферментопатий, мутации структурных и функциональных генов. Болезни с наследственным предрасположением. Наследование ограниченное и контролируемое. Структурные изменения хромосом.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.11.2009 |
| Размер файла | 2,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
52
Оглавление
- Введение
- 1. Генные болезни
- 1.1 Нарушения аминокислотного обмена
- 1.2 Нарушения обмена углеводов
- 1.3 Нарушения обмена липидов
- 1.4 Нарушения обмена пуринов и пиримидинов
- 1.5 Нарушения метаболизма металлов
- 1.6 Нарушения свертывающей системы крови
- 1.7 Гемоглобинопатии
- 1.8 Другие моногенные заболевания
- 1.9 Болезни с наследственным предрасположением
- 2. Хромосомные болезни человека
- 2.1 Аномалии числа хромосом (геномные мутации)
- 2.2 Структурные изменения хромосом
- 3. Наследование, ограниченное и контролируемое
- Приложение
Введение
Изменения генетического аппарата половых органов приводят к патологиям дочерних организмов. Они могут касаться изменений:
структуры ДНК (генные мутации);
структуры хромосом (хромосомные мутации);
количества хромосом (геномные мутации).
Все виды мутаций вызывают наследственные болезни. К ним относится обширный круг заболеваний: болезни внутренних органов, обмена веществ, крови, эндокринной системы, кожи, глаз, мочеполовой системы, нервные и психические заболевания.
В случае генных мутаций заболевание можно проследить с помощью генеалогического метода, т.к. мутантные гены передаются из поколения в поколение. Большинство же хромосомных аномалий, в частности анеуплодии, характеризуются множественными пороками развития, пониженной жизнеспособностью, психической отсталостью, бесплодием и чаще несовместимы с жизнью. Таким образом большинство хромосомных мутаций не наследуется, но в каждом поколении они появляются в некотором количестве (0, 5-0, 7%) в основном как результат вновь возникшей мутации в половых клетках у фенотипически и генотипически здоровых родителей. Основным сигналом понятия наследственные болезни является не факт наследуемости этих заболеваний, а нарушения в наследственном аппарате половых клеток родителей. Различают моногенные болезни, при которых генетическое нарушение связано с мутацией в единичном локусе хромосомы, и полигенные - обусловленные совокупным действием мутаций в нескольких локусах хромосом. В последнем случае обычным является предрасположенность к заболеванию, сама болезнь является результатом взаимодействия генетических факторов и среды.
Наследственная патология проявляется в разном возрасте: и в эмбриональный, и постэмбриональные периоды, в зрелом и даже пожилом возрасте.
Необходимо различать понятия врожденные и наследственные заболевания. Иногда они совпадают, если наследственное заболевание бывает врожденным, однако в ряде случаев такого совпадения нет. Термин врожденное заболевание говорит лишь о времени проявления заболевания, а не о его причинах, которые могут быть как наследственными, так и нет. Например пороки развития лицевого черепа (расщелины губы и неба), скелета рук (поли-, синдактилия), некоторые пороки сердца и внутренних органов, могут возникать как в случае мутации генов, так и в результате влияния вредных факторов среды в критические периоды развития органов. К таким факторам относятся гипоксия плода, авитаминозы, вирусные или паразитарные заболевания матери на ранних стадиях беременности (краснуха, токсоплазмоз). Такие копии наследственных пороков называют фенокопиями, а они не наследуются.
Одним из важных вопросов проявления наследственной патологии является проблема индивидуальности и факторы наследственной предрасположенности.
Предрасположенность проявляется в изменении нормы реакции организма на действие факторов внешней среды. Например, у предрасположенных к диабету изменена норма реакции на крахмал и сахар. Они вызывают расстройство умственного, а затем и общего обмена; при расположенности к пигментной ксеродерме - чувствительность на УФ лучи.
Генетическая индивидуальность проявляется во многих вариациях строения органов, физиологических функций и биохимических реакций (изменчивость по химическому составу тканей, разные типы экскреций, разная активность ферментов). Отсюда возникают различные реакции организмов на воздействие патогенных факторов. Воздействие одной и той же интенсивности для одного является патогенным, для другого безвредным. При любой патологии, в том числе наследственной, обусловлены взаимодействием генетических факторов и среды.
Во многих случаях мутантный аллель обуславливает предрасположенность к болезни. Так в случае подагры пенетрантность заболевания составляет 10-20% у мужчин, проявление к 30-50 годам. Развитию болезни способствует переедание, злоупотребление мясной пищей, виноградными винами, а также велико значение микроэлемента молибдена: при его повышенном содержании в почве заболевание среди населения возрастает (он входит в состав фермента, окисляющего ксантин, гипоксантин в мочевую кислоту).
Феномен предрасположения особенно характерен для полигенных болезней: атеросклероз, гипертония, шизофрения и др. У предрасположенных к наследственным гипертониям людей заболевание развивается вследствие перенапряжений, конфликтных ситуаций, другие же люди под влиянием таких же факторов не испытывают возникновения заболевания. Также развиваются наследственные патологии близорукости, дальнозоркости и др.
1. Генные болезни
Генные мутации у человека являются причинами многих форм наследственной патологии. Генные болезни - это разнородная по клиническим проявлениям группа заболеваний, обусловленных мутациями на генном уровне. В настоящее время описано более 3 тыс. таких наследственных болезней.
Генные болезни чаще всего проявляются наследственными дефектами обмена веществ - ферментопатиями.
Выделяются мутации структурных и функциональных генов. Мутации структурных генов подразделяются на:
сдвиг рамки считывания - вставка (инсерция) или выпадение (делеция) одной или нескольких пар нуклеотидов; в зависимости от места вставки или выпадения изменяется меньшее или большее число кодонов;
транзицию - замену одного пуринового основания на другое пуриновое или пиримидинового на другое пиримидиновое; при этом изменяется тот кодон, в котором произошла замена;
трансверсию - замену пуриновых оснований на пиримидиновые или пиримидиновых - на пуриновые; изменяется тот кодон, в котором произошла замена. Мутации структурных генов приводят к мисценс-мутациям - изменению смысла кодонов и образованию других белков - или к нонсенс-мутациям - образованию кодонов-терминаторов (УАА, УАГ, УГА), которые определяют окончание считывания информации. При мутациях структурных генов синтезируются аномальные продукты (ферменты).
Мутации функциональных генов заключаются в изменении нетранскрибируемой части молекулы ДНК, что вызывает нарушение регуляции работы структурных генов. Это может приводить к снижению или повышению скорости синтеза соответствующего белка в разной степени. Таким образом, при генных болезнях наблюдаются два вида изменения белковых продуктов:
Первая группа болезней связана с качественными изменениями белковых молекул, то есть с наличием у больных аномальных белков (например, аномальные гемоглобины), обусловленными мутациями структурных генов.
Вторая группа заболеваний характеризуется количественными изменениями содержания нормального белка в клетке (повышенное, пониженное), что вызвано чаще всего мутациями функциональных генов.
Одна и та же генная болезнь может быть обусловлена разными мутациями. Например, в гене муковисцидоза описано свыше 200 таких мутаций, в гене фенилкетонурии - 30. В некоторых случаях мутации в разных частях одного гена могут приводить к различным болезням (например, мутации RET-онкогена).
Генные болезни наследуются по законам Менделя в том случае, когда речь идет о полных формах, обусловленных гаметическими мутациями. Это могут быть новые или унаследованные от предыдущих поколений мутации. В этих случаях патологические гены присутствуют во всех клетках организма. Однако генные мутации могут возникнуть в одной из клеток на разных стадиях дробления зиготы, и тогда организм будет мозаичен по данному гену. В одних клетках у него будет функционировать нормальная аллель, а в других - мутантная. Если эта мутация доминантная, то она проявится фенотипически в соответствующих клетках и может привести к развитию болезни (вероятно, менее тяжелой формы, чем у полных мутантов). Проблема мозаичных форм генных болезней и в генетическом, и в клиническом плане исследована недостаточно.
Первичные эффекты мутантных генов могут проявляться в 4 вариантах:
отсутствие синтеза полипептида,
синтез аномального полипептида,
количественно недостаточный синтез полипептида,
количественно избыточный синтез полипептида.
На основе первичного эффекта развертывается весь сложный патогенез генной болезни, проявляющийся определенной клинической картиной.
Патологические мутации могут реализовываться в разные периоды онтогенеза. Большая часть их проявляется внутриутробно (до 25% всей наследственной патологии) и в допубертатном возрасте (45%). Около 25% патологических мутаций проявляются в пубертатном и юношеском возрасте, и лишь 10% моногенных болезней развиваются в возрасте старше 20 лет.
Вещества, накапливающиеся в результате отсутствия или снижения активности ферментов, либо сами оказывают токсическое действие, либо включаются в цепи вторичных обменных процессов, в результате которых образуются токсические продукты. Общая частота генных болезней в популяциях людей составляет 2-4%.
Генные болезни классифицируются:
По типам наследования (аутосомно-доминантные, аутосомно-рецессивные, Х-сцепленные доминантные и т.д.);
в зависимости от системы или органа, наиболее вовлеченного в патологический процесс (нервные, глазные, кожные, эндокринные и др.);
по характеру метаболического дефекта (болезни, связанные с нарушением аминокислотного, углеводного, липидного, минерального обменов, обмена нуклеиновых кислот и др.).
Самостоятельную группу составляют наследственно обусловленные заболевания, возникающие при несовместимости матери и плода по антигенам групп крови. В этом случае наблюдается гемолитическая болезнь новорожденных.
Типичным примером антигенной несовместимости матери и плода является несовместимость по резус-фактору. Наследование резус-фактора обусловлено тремя парами тесно сцепленных генов, расположенных в коротком плече 1-й хромосомы (1р36.2-р34), - С, D, К, имитирующих моногенное наследование. Резус-положительный фактор (Rh+) обусловлен доминантными генами (таких людей среди европейцев 85%), а резус-отрицательный (Rh") - рецессивными (15%). При браке женщины, имеющей резус-отрицательную группу крови, с мужчиной резус-положительной группы крови либо все дети (если мужчина гомозиготен), либо 50% (если мужчина гетерозиготен) будут с резус-положительной группой крови. Для организма матери белки, детерминирующие резус-положительную группу крови, являются генетически чужеродными, и в ответ на парентеральное их попадание у нее вырабатываются антитела. Так как эритроциты плода чаще всего поступают в организм матери в последние недели беременности или при родах, то первая беременность обычно заканчивается благополучно. При повторной беременности сенсибилизированный материнский организм вырабатывает антитела, проникающие через плаценту в кровь плода и разрушающие резус-положительные эритроциты. У таких детей наблюдается гемолитическая болезнь новорожденных, для лечения которой производят обменное переливание крови. С каждой новой беременностью резус-положительным плодом количество антител нарастает, в результате чего гемолитическая болезнь может развиваться в ранние сроки беременностей индуцировать гибель эмбриона или плода. Отсюда понятно, что девочкам и женщинам, имеющим резус-отрицательную группу крови, ни в коем случае нельзя переливать резус-положительную кровь, так как это может повлечь за собой бесплодие. Несовместимость матери и плода возможна и по АВО-системе групп крови.
1.1 Нарушения аминокислотного обмена
Наиболее часто встречающимися болезнями, связанными с нарушением аминокислотного обмена, являются фенилкетонурия и альбинизм.
В норме аминокислота фенилаланин (ФА) с помощью фермента фенилаланингидроксилазы превращается в аминокислоту тирозин, которая в свою очередь под действием фермента тирозиназы может превращаться в пигмент меланин. При нарушении активности этих ферментов развиваются наследственные заболевания человека фенилкетонурия и альбинизм.
Фенилкетонурия (ФКУ) встречается в различных популяциях людей с частотой 1: 6000-1: 10 000, в Беларуси - 1: 6000. Она наследуется по аутосомно-рецессивному типу; больные - рецессивные гомозиготы (аа). Мутантный ген, который отвечает за синтез фермента фенилаланингидроксилазы, картирован (12q22-q24), идентифицирован и секвенирован (определена последовательность нуклеотидов).
Высокая концентрация ФПВК приводит к нарушению формирования миелиновой оболочки вокруг аксонов в ЦНС. Дети с фенилкетонурией рождаются здоровыми, но в первые же недели жизни у них развиваются клинические проявления заболевания. ФПВК является нейротропным ядом, в результате чего повышаются возбудимость, тонус мышц, развиваются гиперрефлексия, тремор, судорожные эпилептиформные припадки. Позже присоединяются нарушения высшей нервной деятельности, умственная отсталость, микроцефалия. У больных наблюдается слабая пигментация из-за нарушения синтеза меланина.
Выделяются три формы этого заболевания. Фенилкетонурия I имеет аутосомно-рецессивный тип наследования, вызывается мутациями гена РАН, локализованного на длинном плече 12-й хромосомы (12q24.1).
Фенилкетонурия также наследуется по аутосомно-рецессивному типу, генный дефект локализуется в коротком плече 4-й хромосомы, участке 4р15.3. Частота заболевания составляет 1: 100 000.
Фенилкетонурия III наследуется по аутосомно-рецессивному типу и связана с недостаточностью 6-пирувоил-тетрагидроптеринасинтазы, которая участвует в синтезе тетрагидробиоптерина из дигидронеоптерина трифосфата. Частота заболевания составляет 1: 30 000. Главную роль в генезе заболевания играет дефицит тетрагидробиоптерина.
Диагностика заболевания осуществляется биохимическими методами: ещё до развития клинической картины в моче определяется ФПВК, в крови - высокое содержание фенилаланина. В родильных домах обязательно проводится скрининг-тест на фенилкетонурию.
Альбинизм встречается в разных популяциях с разной частотой - от 1: 5000 до 1: 25 000. Наиболее распространенная его форма - глазо-кожный тирозиназонегативный альбинизм - наследуется по аутосомно-рецессивному типу.
Основными клиническими проявлениями альбинизма в любом возрасте являются отсутствие меланина в клетках кожи (молочно-белый ее цвет), очень светлые волосы, светло-серая или светло-голубая радужная оболочка глаз, красный зрачок, повышенная чувствительность к УФ-облучению (вызывает воспалительные заболевания кожи). У больных на коже отсутствуют какие-либо пигментные пятна, снижена острота зрения. Диагностика заболевания не представляет затруднений.
1.2 Нарушения обмена углеводов
Наиболее частыми наследственными дефектами, обусловленными нарушением обмена углеводов, являются' галактоземия и мукополисахаридозы.
Галактоземия встречается с частотой примерно 1: 100 000. В основе этого заболевания лежит недостаточность фермента галактозо-1-фосфат-уридилтрансферазы (ГФТ), переводящего галактозо-1-фосфат в уридиндифосфогалактозу. Ген галактозо-1-фосфат-уридилтрансферазы локализован в околоцентромерном участке 2-й хромосомы (9р). Различные мутации этого локуса клинически проявляются вариантами галактоземии. С возрастом происходит компенсаторное увеличение активности фермента уридинфосфатгалактозопирофосфорилазы, способствующего метаболизму галактозы побочным путем. Одновременно несколько активизируется и галактозо-1-фосфат-уридилтрансфераза, причем у мальчиков в пубертатном периоде в большей степени, чем у девочек. Доказано влияние тестостерона на возрастание активности обоих ферментов, на чем основан его терапевтический эффект. Описаны случаи галактоземии с не совсем обычной клинической картиной - отсутствием поражения печени. Активность ГФТ у этих больных оказалась нормальной, но была снижена активность галактокиназы (галактоземия И). Патологические изменения были связаны с высокой концентрацией галактозы в крови и тканях. Существует описание галактоземии с дефицитом галактоэпимеразы (галактоземия III).
Заболевание развивается после рождения при вскармливании младенца молоком, с которым поступает лактоза - источник неметаболизируемой галактозы. Основными симптомами заболевания являются: желтуха новорожденных, рвота и понос, приводящие к обезвоживанию организма, постепенное развитие умственной отсталости, увеличение печени и селезенки, общая дистрофия, катаракта. При лабораторном исследовании обнаруживаются галактоза и белок в моче, снижение активности галактозо-1-фосфат-уридилтрансферазы в эритроцитах.
Нелеченные больные погибают в первые месяцы жизни от сопутствующих инфекций или печеночной недостаточности, у выживших развиваются катаракта и умственная отсталость. Раннее лечение диетой (исключение из пищи лактозы) обеспечивает нормальное развитие детей.
Мукополисахаридозы - группа дефектов катаболизма гликозаминогликанов (ГАГ) с различным типом наследования (табл.105). Так, синдромы Гурлер и Моркио наследуются по аутосомно-рецессивному типу, синдром Хантера - по Х-сцепленному рецессивному типу. Популяционная частота их не установлена. При этом наблюдается повышенная экскреция или внутриклеточное накопление ГАГ вследствие нарушения их расщепления, обусловленного дефектами ферментов - лизосомных гидролаз. Выделяются несколько типов мукополисахаридозов. Наиболее распространен мукополисахаридоз первого типа (синдром Гурлер), обусловленный дефицитом фермента a-L-идуронидазы (локализация гена 22qll), ответственного за катаболизм кислых мукополисахаридов.
Таб. 1. Ферментативные дефекты и клинические проявления мукополисахаридозов (МПС)
|
Тип МПС |
Ферментативный дефект, локализация гена |
Продукт накопления |
Клинические признаки |
|
|
I (болезнь Гурлер) |
a-L-идуронидаза, 22р11 |
Дерматансуль фат, гепарансульфат |
Умственная отсталость, раннее помутнение роговой оболочки, тяжелые измененияскелета |
|
|
II (болезнь Гунтера) |
Сульфоидуро натсульфатаза, Xq26-q28 |
Дерматансуль фат, гепарансульфат |
Дизостоз с карликовостью, умственная отсталость, гепато-спленомегалия, кардиомиопатия |
|
|
III (синдром Санфилиппо, подтипы А, В, С) |
А) гепарансуль фатсульфатаза В) М-ацетил-L-D-глюкозамини даза С) ацетилтранс фераза |
Гепарансул фат |
Для всех форм одинаковые: умственная отсталость, средней тяжести поражения скелета, висцеромегалия, помутнение роговицы |
|
|
IV (болезнь Моркио) |
А) М-ацетилга лактозамин-6- сульфатсульфа таза В) р-галактозидаза |
Кератансуль фат |
Выраженные изменения скелета, помутнение роговицы, аорталь ная регургитация, интеллект нормальный |
|
|
V (болезнь Шейе) |
a-L-идуронидаза |
Хондроитин-6 - сульфат, дерматансульфат |
Тугоподвижность суставов, помутнение роговицы, аортальная регургитация, интеллект нормальный |
|
|
VI (болезнь Марото - Лами) |
Арилсульфатаза, 5q11-q13 |
Дерматансульфат |
Тяжелые, как при болезни Гурлер, но интеллект нормальный |
|
|
VII (Слая) |
р-глюкуронида- за, 7q21.3-q22.1 |
Хондроитинсульфат |
Множественный дизостоз, гепатоспленомегалия, умственная отсталость |
|
|
VIII |
- |
- |
Карликовость, множественный дизостоз, гепатоспленомегалия |
1.3 Нарушения обмена липидов
Наследственные болезни обмена липидов - обширная группа различных по генезу состояний, патогенетически связанных с нарушением жирового обмена, в том числе - плазматические липидозы, для которых характерно накопление липидных субстанций внутри клеток (болезнь Ниманна - Пика и др.), нарушения обмена липопротеидов (а - и р-липопротеинемии и др.).
Гликолипидозы - группа заболеваний, обусловленных нарушением распада гликолипидов (цереброзидов, ганглиозидов). Гликолипидозы в основном наследуются по аутосомно-рецессивному типу, за исключением синдрома Фабри, ферментный дефект при котором связан с Х-хромосомой. Гликолипидозы подразделяются на цереброзидозы (болезнь Гоше, болезнь Краббе), сульфатидозы (метахроматическая лейкодистрофия), церамидолигозидозы (церамидлактозидлипоидоз, синдром Фабри), ганглиозидозы (болезнь Тея-Сакса, болезнь Зандгоффа-Яцкевича-Пильца, болезнь Бернгеймера-Зайтельберга, инфантильный ганглиозидоз ГУ типа; болезнь Нормана-Ландинга, болезнь Дерри).
В основе болезни Гоше лежит утрата активности фермента глюкоцереброзидазы, приводящая к накоплению в клетках ретикулоэндотелиальной системы глюкоцереброзидов. Выделяются три типа болезни: детский (инфантильный) тип с выраженными расстройствами нервной системы (повышение тонуса мышц, приводящее в поздних стадиях к опистотонусу, клонико-тоническим судорогам, тризму) развивается в возрасте около 6 мес; хронический (тип 1), для которого характерны нарушения со стороны нервной системы; юношеский, или подострый, тип, по тяжести течения занимает промежуточное положение.
Инфантильный G т2-ганглиозидоз (болезнь Гея-Сакса). В основе заболевания лежит нарушение обмена ганглиозидов, сопровождающееся повышением их уровня в сером веществе мозга в 100-300 раз. Ганглиозиды накапливаются также в печени, селезенке. При болезни Тея-Сакса определяется дефицит гексозамининидазы А - одной из форм лизосомаль-ного фермента. Тип наследования аутосомно-рецессивный, локализация гена - на 15-й хромосоме (15q22-q25.1). Частота заболевания 1: 250 000, среди евреев-ашкенази - 1: 4000.
Сфингомиелиноз (болезнь Ниманна-Пика) - внутриклеточный липидоз, характеризующийся накоплением в клетках ретикулоэндотелия фосфолипида сфингомиелина из-за нарушения активности сфингомиелиназы. Тип наследования - аутосомно-рецессивный. Частота заболевания составляет 1: 10 000. Болезнь генетически гетерогенна: выделяются 4 варианта - А, В, С, D. При вариантах А и В отмечается дефицит сфингомиелиназы, при вариантах С и D активность энзима нормальная.
Гиперлипопротеинемии обусловлены нарушениями обмена липидов плазмы крови вследствие дефектов ферментов или клеточных рецепторов. Липиды плазмы крови представляют собой большую группу соединений, в основном жирных кислот, три-глицеридов и холестерина. Повышенное содержание липидов в плазме крови может быть мультифакториальным или моноген-но обусловленным дефектом. Частота гетерозигот моногенно обусловленных Гиперлипопротеинемии в различных популяциях составляет от 1: 100 до 1: 500 (в большинстве европейских стран).
Первичные гиперлипидемии - гетерогенная группа наследуемых заболеваний. Описано пять отдельных подтипов гиперлипидемии (I, II, III, IV и V).
Семейная гиперхолестеринемия - наиболее распространенная форма наследуемой гиперлипидемии детского возраста, частота встречаемости 1: 500. При ней выявляется повышение общего холестерина и холестерина ЛНП при нормальном содержании триглицеридов. При гетерозиготном состоянии уровень общего холестерина более 8 ммоль/л, при гомозиготном - до 18-20 ммоль/л (риск развития ишемической болезни сердца (инфаркт миокарда) соответственно в возрасте 30-40 лет и в первом десятилетии жизни).
Комбинированная семейная гиперлипидемия - повышение уровней холестерина и триглицеридов. Встречается чаще, чем предыдущий вариант. Во взрослом возрасте рано возникает атеросклероз коронарных и периферических сосудов.
Семейная гиперлипидемия I типа характеризуется увеличением количества хиломикронов и триглицеридов, низким уровнем ос - и р-липопротеидов, снижением постгепариновой липолитической активности плазмы. Клинически заболевание характеризуется болями в животе, гепатосплено-мегалией, ксантомами.
Семейная гиперлипидемия II типа обусловлена повышением в плазме крови уровней р-липопротеидов, холестерина, фосфолипидов при нормальном содержании триглицеридов. Тип IIA обусловлен дефектом гена рецепторов ЛНП, возможна также модификация аполипопротеина В-100 и апопротеина ЛОНП, у больных резко увеличено содержание ЛНП. Тип ИВ характеризуется увеличением содержания ЛНП и триглицеридов. При гомозиготном состоянии наблюдается раннее развитие атеросклероза с тяжелым поражением коронарных сосудов, при гетерозиготном - умеренное изменение липидов и развитие атеросклероза в возрасте 30-40 лет.
Семейная гиперлипидемия III типа характеризуется повышенным содержанием в крови ЛНП, р-липопротеидов, пре-р-липопротеидов, холестерина, фосфолипидов и триглицеридов. Гипертриглицеридемия наблюдается при диете с высоким содержанием углеводов (нарушение толерантности к глюкозе). Клинически рано выявляются ксантомы, атероматоз, выраженная коронарная болезнь.
Семейная гиперлипидемия IV типа обусловлена высоким уровнем ЛОНП, пре-р-липопротеидов и триглицеридов, триглицеридемия наблюдается при повышенном содержании углеводов в диете. Клинически выявляются нарушения толерантности к глюкозе, ишемическая болезнь.
Семейная гиперлипидемия V тип а обусловлена повышенным содержанием хиломикронов, ЛОНП, пре-р-липопротеидов и триглицеридов, несколько увеличен уровень холестерина. Клинически характеризуется приступами болей в животе, гепатоспленомегалией, развитием атеросклероза и ИБС, нарушением толерантности к глюкозе.
1.4 Нарушения обмена пуринов и пиримидинов
Наследственные дефекты обмена пуринов и пиримидинов рассмотрим на примере синдрома Леша-Найхана.
Синдром Леша-Найхана обусловлен недостаточностью фермента гипоксантинфосфорибозилтрансферазы (ГФРТ), который катализирует присоединение свободных пуриновых оснований (гуанина и гипоксантина) к нуклеотидам. Синдром встречается редко (1: 300 000 рождений); тип наследования - Х-сцепленный рецессивный. Локализация гена - Xq26-q27.
При недостаточности фермента ГФРТ конечным продуктом превращения пуриновых оснований является мочевая кислота. В первые месяцы жизни отмечаются задержка развития двигательных навыков, а также экстрапирамидные хореоатетоидные движения, гиперрефлексия, клонус стоп и спастичность конечностей. Болезнь сопровождается олигофренией, склонностью ребенка к самоповреждениям. Высокое содержание мочевой кислоты и ее солей, несмотря на усиленное выделение их с мочой, приводит к формированию камней в мочевыводящих путях, отложению солей мочевой кислоты в суставах.
1.5 Нарушения метаболизма металлов
Примером нарушения метаболизма металлов может служить изменение обмена меди.
Болезнь Вильсона-Коновалова (гепатоцеребральная дистрофия) обусловлена генной мутацией, в результате которой развивается дефицит фермента, тормозящего синтез белка церулоплазмина. Последний, в свою очередь, обеспечивает транспорт меди в организме. Тип наследования - аутосомно-рецессивный. Частота заболевания - 2: 100 000 новорожденных.
При недостатке церулоплазмина повышается концентрация меди в крови и происходит накопление ее в тканях печени и мозга (в подкорковых узлах, прежде всего в чечевицеобразных ядрах) с последующей их дегенерацией. Заболевание чаще проявляется в школьном возрасте. Первыми симптомами могут быть увеличение печени и селезенки, нарушение функций печени (желтуха, рвота, диспепсия, постепенно развивается цирроз), ЦНС (снижение интеллекта, изменение поведения: эйфория, плаксивость), иногда почек, снижение количества эритроцитов, тромбоцитов и лейкоцитов в крови. Появляются дрожание рук, нарастает тонус мускулатуры, возникают выраженная ригидность, амимия: движения становятся замедленными. Ригидность осложняется контрактурами. Возникают клонические и тонические судороги. Появляются насильственные движения: гиперкинезы типа атетоза, насильственный плач, смех. Типично появление по периферии роговицы зеленовато-желтого или зеленовато-коричневого пигмента (кольцо Кайзера-Флейшера). У детей наблюдаются несколько форм заболевания. Диагностика основана на выявлении сочетанного поражения нервной системы и печени, нарушений психики, насильственного плача и смеха, а также обнаружении кольца Кайзера-Флейшера. Подтверждением диагноза служат повышение концентрации меди в моче до 1000 мкг (при норме до 100 мкг), определение концентрации церулоплазмина в сыворотке крови.
1.6 Нарушения свертывающей системы крови
Гемофилия А - тяжелое заболевание, обусловленное дефектом фактора VIII свертывания крови. Встречается с частотой 1: 2500 новорожденных мальчиков. Тип наследования - Х-сцепленный рецессивный. Ген расположен в длинном плече Х-хромосомы (Xq28), структура его установлена. Заболевание распознается обычно на 2-3-м году жизни, а в тяжелых случаях - при рождении (кровотечения из пупочного канатика, внутрикожные кровоизлияния). Для него характерны множественные гематомы. Преобладают кровоизлияния в крупные суставы конечностей (коленные, локтевые, голеностопные), подкожные, внутри - и межмышечные гематомы, кровотечения при травмах и хирургических вмешательствах, наличие крови в моче. Кровоизлияния в полость суставов приводят к развитию стойкой их тугоподвижности из-за остеоартрозов (развитие соединительной ткани в суставах).
Гемофилия В обусловлена снижением активности фактора IX свертывания крови. Встречается в 10 раз реже, чем гемофилия А. Тип наследования - Х-сцепленный рецессивный. Ген картирован - Xq27. Клинические проявления заболевания сходны с таковыми при гемофилии А.
1.7 Гемоглобинопатии
Заболевания, связанные с нарушением структуры молекулы гемоглобина, называются геиоглобинопатиями. Нормальный гемоглобин человека (НbА) состоит из двух а-цепей и двух (3-цепей. Большую часть структурных вариантов Нb составляют одиночные замены аминокислот, в основе которых лежит замена одного азотистого основания другим с изменением кода триплета.
Наиболее известной формой аномалии гемоглобина является серповидно-клеточная анемия, при которой в 6-м положении (3-цепи гемоглобина глутаминовая кислота замещена валином (HbS). Эта замена обусловливает пониженную растворимость гемоглобина, и у гомозигот эритроциты приобретают серповидную форму. Гетерозиготные носители HbS в обычных условиях клинически здоровы. У гомозигот с раннего возраста развивается характерная картина хронической гипоксии и анемии, что нередко приводит к смерти. Причина анемии - преждевременный гемолиз и распад эритроцитов, обусловленный низкой растворимостью HbS. HbS плохо связывает и переносит кислород, часто обнаруживается у населения регионов с широким распространением тропической малярии, так как гетерозиготы по HbS невосприимчивы к малярии.
Талассемии обусловлены мутациями глобиновых генов, приводящими к уменьшенному содержанию глобинов или полному их отсутствию. Причиной а-талассемий служат полные делеции гемоглобиновых а-генов. Таких генов четыре, и от количества отсутствующих генов зависит тяжесть заболевания. Они расположены в 16-й хромосоме - 16р13.3 При р-талассемиях имеется дефицит синтеза р-глобина. Генетические дефекты могут быть разнообразны (делеции, точечные мутации и др.). При выраженных талассемиях наблюдается гемолитическая анемия. У гетерозиготных носителей гена р-талассемий выраженные признаки анемии обычно не обнаруживаются.
1.8 Другие моногенные заболевания
Адреногенитальный синдром относится к группе наследственных нарушений биосинтеза стероидных гормонов. Известно несколько разновидностей наследственных дефицитов ферментов, обеспечивающих синтез стероидов (21-гидроксилаза, 11-гидроксилаза, 17-гидроксилаза и др.). Все варианты этой наследственной патологии наследуются по аутосомно-рецессивному типу. Ген стероид-21-гид-роксилазы картирован (6р21.3). Частота дефицита 21-гидроксилазы - 1: 5000 новорожденных. Недостаточность 21-гидроксилазы определяет до 90% всех случаев врожденной гиперплазии надпочечников. Известны два классических варианта этой болезни - сольтеряющая и простая вирильная форма. Другие формы встречаются значительно реже.
Сольтеряющая форма характеризуется полным дефицитом фермента и проявляется нарушением солевого обмена (дефицит минералокортикоидов). В патологический процесс вовлекается ренин-ангиотензинная система. У новорожденного отмечаются срыгивание, рвота, симптомы недостаточности периферического кровообращения, сонливость, потеря массы тела. Обезвоживание вызывает повышенную жажду. При биохимических исследованиях выявляются гиперкапиемия, гипонатриемия, ацидоз.
Проста вирильная форма характеризуется прогрессирующей вирилизацией, ускоренным соматическим развитием, повышенной экскрецией гормонов коры надпочечников. У новорожденных девочек при кариотипе 46,XX отмечается различная степень маскулинизации (от умеренной гипертрофии клитора до полного срастания губно-мошоночных складок с формированием мошонки и пениса). У мальчиков заболевание проявляется на 5-7-м году жизни преждевременным половым развитием.
Синдром Марфана - аутосомно-доминантная болезнь, причиной которой является мутация гена белка фибриллина (15q21). Описано более 10 вариантов мутаций в одном гене, что обусловливает крайнюю вариабельность синдрома. Семейные случаи составляют 75% всех наблюдений. Популяционная частота-1: 10 000.
При синдроме Марфана нарушен синтез белка фибриллина и соединительная ткань обладает повышенной растяжимостью. Симптоматика синдрома Марфана многосистемная и разнообразная. Основные нарушения скелетно-мышечной системы: арахнодактилия, высокий рост, длинные конечности, деформация позвоночника (сколиоз, грудной лордоз, гиперкифоз), деформация передней стенки грудной клетки (вдавленная грудь, "куриная" грудь), ненормальная подвижность суставов, плоская стопа, высокое арковидное нёбо, недоразвитие вертлужной впадины, мышечная гипотония. Основные симптомы поражения глазной системы: вывих хрусталика, миопия, отслоение сетчатки, уплощение роговицы, увеличенная длина оси глазного яблока. В сердечно-сосудистой системе обнаруживаются: аортальная регургитация, аневризма восходящей части аорты, расслоение аорты, пролапс митрального клапана, кальцификация митрального отверстия, дизритмия.
Синдром Элерса-Данлоса (СЭД) - синдром дисплазий соединительной ткани с аутосомно-доминантным типом наследования (при аутосомно-рецессивном типе наследования имеет место недостаточность лизилгидроксилазы, при сцепленном с X-хромосомой типе СЭД - недостаточность лизилоксидазы). По клинике различаются пять форм заболевания, четыре из которых имеют аутосомно-доминантное наследование. Проявляется заболевание гиперэластичностью и ранимостью кожи, ее гиперпигментацией, гипермобильностью суставов, сколиозом, трав-матизацией кожи. Час%о наблюдаются пролапс митрального клапана, генерализованный периодонтит, геморрагический синдром. Возможно нарушение интеллекта. Первая и вторая формы характеризуются развернутой симптоматикой заболевания, при третьей преобладает гипермобильность суставов, при четвертой - рецидивирующие гематомы, при пятой - гиперэластичность кожи.
Нейрофиброматоз (НФ) - тяжелая многосистемная болезнь с аутосомно-доминантным типом наследования. Популяцион-ная частота - 1: 3500 новорожденных. Ген картирован - 17ql 1.2 - и секвенирован. Патогенез заболевания неясен.
Симптоматика НФ разнообразна, в патологический процесс вовлекаются несколько систем. Диагноз НФ можно поставить при наличии у пациента не менее двух из перечисленных признаков, но при условии, что они не являются симптомами какой-нибудь другой болезни:
1) светло-коричневые пятна на коже; пигментные пятна появляются в детстве, и их число увеличивается с возрастом;
2) наличие двух и более нейрофибром любого типа или одной плексиформной нейрофибромы; их количество с возрастом увеличивается;
3) множественные, похожие на веснушки пигментные пятна в подмышечной ямке, паховой области, на других участках тела со складками;
4) костные изменения (дисплазия крыла крыловидной кости, врожденное искривление или утончение длинных трубчатых костей, ложный сустав);
5) глиома зрительного нерва; узелки Лиша (два и более) на радужной оболочке.
Течение заболевания прогрессирующее, клиническая картина разнообразна.
Муковисцидоз (кистозный фиброз) обусловлен мутацией гена в 7-й хромосоме (7q31-q32), его величина - 250 000 пар нуклеотидов. Тип наследования - аутосомно-рецессивный. В настоящее время насчитывается более 600 мутаций в гене муковисцидоза, однако лишь 6 из них (de! F508, G542X. G551D, R553X, W1282X, N1303K) в странах Европы встречаются с частотой более 1%. Одной из наиболее частых является мутация delF508. Популяционная частота - 1: 2500. В основе патогенеза муковисцидоза лежит нарушение транспорта ионов С1" и Na+ через мембраны эпителиальных клеток вследствие отсутствия или изменения структуры белка - трансмембранного регулятора проводимости. В настоящее время считается, что этот белок является собственно хлорным каналом. Это приводит к избыточному выведению хлоридов, следствием чего является гиперсекреция густой слизи в клетках экзокринной части поджелудочной железы, эпителия бронхов, слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта - что ведет к застойным явлениям и закупорке протоков в соответствующих органах (легких, поджелудочной железе и кишечнике) с последующими воспалительными процессами и склеротическими изменениями. В потовой жидкости повышена концентрация ионов Na+ и С1~, что является основным диагностическим лабораторным тестом.
Заболевание может манифестировать в любом возрасте. У плодов и новорожденных оно проявляется мекониальной непроходимостью. Наиболее частая (75-80%) - смешанная легочно-кишечная форма муковисцидоза. При этой форме легочные проявления возникают на 1-2-м году жизни и характеризуются рецидивирующими пневмониями и бронхитами с последующим развитием эмфиземы легких. Кишечные проявления связаны с нарушением активности ферментов поджелудочной железы. Гнилостные процессы в кишечнике приводят к вздутию живота, появлению обильного жирного стула с резким гнилостным запахом. В некоторых случаях развивается цирроз печени. Реже встречаются преимущественно легочная (15-20%) и преимущественно кишечная (5%) формы.
Диагностика основана на характерной клинической картине, определении натрия и хлоридов в потовом тесте, определении гена CFTR.
Ахондроплазия (хондродистрофия) обусловлена мутацией гена рецептора фактора роста фибробластов, вызывающей отклонения в активности некоторых ферментов (5-нуклеотидазы, глю-козо-6-фосфатазы), в результате чего нарушаются рост и развитие хрящевой ткани в эпифизах трубчатых костей и в основании черепа. Тип наследования - аутосомно-доминантный. Популяционная частота - 1: 100 000. Не менее 80% случаев болезни обусловлено новой мутацией гена EGFR3, локализованного на 4р.
Характерными признаками заболевания являются низкий рост (120-130 см у взрослых) при сохранении нормальной длины туловища, большой череп с выступающим затылком, запавшая переносица. Конечности укорочены, в основном за счет проксимальных отделов бедренной и плечевой костей, кисти широкие и короткие. Дети отстают в моторном развитии, интеллект, как правило, не страдает.
Синдром фрагильной (ломкой) Х-хромосомы - заболевание, характеризующееся умеренной или глубокой умственной отсталостью и рядом физических пороков развития (большие яички, большие оттопыренные ушные раковины, выпуклый лоб и выступающие челюсти). В детстве иногда проявляется гиперреактивностью или аутизмом, в подростковом возрасте характерны общая дружелюбность, застенчивость и неагрессивность, речевые аномалии. Частота встречаемости - 1: 2000 новорожденных мальчиков. Данное заболевание относится к моногенным, но закономерности наследования этой болезни необычны для Х-сцепленного признака.
Особенности наследования:
У 20-40% больных мальчиков мать - носитель поврежденной Х-хромосомы получает ее не от матери, а от здорового отца
Так называемый - прадокс Шермана - заключается в различной степени пенетрантности мутации синдрома ломкости Х-хромосомы в зависимости от места носителя в родословной.
Среди женщин-носителей мутантной хромосомы примерно треть оказывается в различной степени пораженной заболеванием, и дети таких пораженных женщин с большей вероятностью оказываются больными, чем дети интеллектуально нормальных женщин-носителей
Мутантный ген картирован. Он расположен в Xq28. У больных в этом участке Х-хромосомы обнаружено значительное увеличение (до 1000 и более) нестабильных тринуклеотидных повторов (CGG). В этом участке происходит снижение конденсации хроматина при культивировании лимфоцитов на специальных питательных средах, лишенных фолиевой кислоты. В настоящее время возможна пренатальная диагностика этого заболевания. Этиологической терапии пока не существует.
1.9 Болезни с наследственным предрасположением
БНП - отличаются от типично моногенных болезней тем, что для их проявления необходимо действие определенных факторов внешней среды. Их природа двойственная.
Моногенные болезни с наследственной предрасположенностью детерминируются также одним мутантным геном, но для их проявления требуется обязательное действие конкретного фактора внешней среды, который по отношению к данной болезни может рассматриваться как специфический.
Эти заболевания относительно немногочисленны, они наследуются по законам Менделя, их профилактика и лечение достаточно разработаны и эффективны. Учитывая важную роль средовых факторов в проявлении этих заболеваний, их следует рассматривать как наследственно обусловленные патологические реакции на действие внешних факторов. Это может быть извращенное реагирование на фармакологические препараты (сульфаниламиды, примахин и др.), на загрязнение атмосферы (полициклические углеводороды), на пищевые вещества и добавки (лактозу, шоколад, алкоголь), на физические (холод, ультрафиолетовые лучи) и биологические (вакцины, аллергены) факторы.
Полигенные болезни с наследственным предрасположением детерминируются многими генами, каждый из которых является скорее нормальным, чем измененным. Идентификация таких генов весьма затруднена. Их патогенное действие осуществляется во взаимодействии с комплексом факторов внешней среды. Это мультифакториальные болезни. Они составляют 90% хронических неинфекционных болезней различных систем и органов человека (гипертоническая болезнь, ишемическая болезнь сердца, сахарный диабет, язвенная болезнь). Относительная роль генетических и средовых факторов различна не только для конкретной болезни, но и для каждого человека.
При мультифакториальных заболеваниях всегда присутствует полигенный компонент, состоящий из взаимодействующих друг с другом мутантных генов. Индивид, унаследовавший соответствующую комбинацию этих генов, переходит "порог риска"; с этого момента факторы окружающей среды определяют, разовьется ли у данного лица и в какой степени клиническое проявление болезни. Для того чтобы аналогичный синдром проявился у другого члена данной семьи, он должен унаследовать идентичную или подобную комбинацию этих генов. Так как каждый из близких родственников больного (родители, родные братья и сестры, дети) имеет половину его генов, то все они рискуют приобрести тот же полигенный синдром. Чем отдаленнее степень родства, тем меньше вероятность наследования такой же комбинации генов. Кроме того, вероятность наследования "рискованной" комбинации генов уменьшается по мере увеличения числа генов, необходимых для проявления данного признака.
Поскольку точное число генов, ответственных за мультифак-ториальные признаки, неизвестно, расчет риска наследования для родственников больного индивида основывается на эмпирических оценках, то есть на прямом подсчете соотношений больных и здоровых родственников в ранее зарегистрированных семьях. Риск повторения многофакторных условий меняется от семьи к семье, и его оценка в значительной степени зависит от количества уже пораженных членов семьи и от тяжести заболевания. Чем больше число пораженных родственников и чем тяжелее заболевание, тем выше риск для остальных родственников.
В последние годы установлено, что по крайней мере треть всех генных локусов содержит полиморфные аллели, различающиеся у разных индивидов. Столь большая вариация генов создает основу для различной степени генетической предрасположенности, на которую могут налагаться действия факторов внешней среды. Наиболее очевидно ассоциируются с предрасположенностью к специфическим заболеваниям генетические локусы, образующие главный генный комплекс гистосовместимости - HLA-систему (табл.2). В коротком плече хромосомы 6 (6р23) находится четыре тесно сцепленных, но различных локуса (А, В, С, D), связанных с HLA-комплексом. Их гены детерминируют синтез белков, расположенных на поверхности мембран клеток и позволяющих иммунной системе организма отличать собственные клетки от чужеродных. В популяциях людей каждый HLA-локус состоит из многочисленных аллелей, например локус HLA-B имеет 20 аллелей. Многими исследованиями показано, что определенные аллели HLA-локусов отвечают за предрасположенность организма человека к некоторым специфическим заболеваниям. Например, если человек наследует аллель В27 в локусе HLA-B, то вероятность развития у него анкилозирующего спондилита в 121 раз выше, чем у человека, не имеющего данного гена. Тем не менее анкилозирующий спондилит остается мультифакториальным заболеванием, поскольку для его развития необходимы помимо В27 и другие аллели. По этой причине болезнь развивается не более чем у 15% людей, унаследовавших эту аллель.
Таб.2 Заболевания, ассоциированные с HLA-генами
|
Заболевания |
HLA |
Относительный риск |
|
|
Анкилозирующий спондилит |
вэт |
89,0 |
|
|
Синдром Рейтера |
вэт |
37,0 |
|
|
Артриты, обусловленные инфекциями |
В27 |
18,0 |
|
|
Ювенильный хронический артрит |
BZ7 DRwe |
4,5 3,6 |
|
|
Ревматоидный артрит |
Dw4DR4 |
6,0 |
|
|
Псориатический артрит |
В" BW38 |
2,0 6,5 |
|
|
Системная красная волчанка (СКВ) |
Bw15 0*3 |
5,1 5,8 |
|
|
Синдром Шегрена |
Dw, |
19,0 |
|
|
Хронический активный гепатит |
3 B8 |
4,1 |
|
|
DR, |
6,8 |
||
|
Герпетиформный дерматит |
B8 DR* |
4,6 16,6 |
|
|
Склеродермия |
B7 |
1,7 |
|
|
Псориаз |
Dw17 Cw6 |
6,1 4,8 |
|
|
Пузырчатка |
A,. B5 DR4 |
5,9 6,3 14,4 |
|
|
Целиакия |
DR, |
21,0 |
|
|
Пернициозная анемия |
DRs |
5,4 |
|
|
Идиопатический гемохроматоз |
A3 B,4 A3. B14 |
8,2 26,7 90,0 |
|
|
Лимфогранулематоз |
A, |
12,0 |
|
|
Сахарный диабет 1 типа |
DR4 DR, B, BfF, |
6,4 3,3 2,7 15,0 |
|
|
Гипертиреоз |
Be Dw3 |
2,9 3,7 |
|
|
Болезнь Аддисона |
B8 DWj |
5,1 10,5 |
|
|
Тиреоидит Хашимото |
o% |
3,2 |
|
|
Тиреоидит подострый (синдром де Кервена) |
Bw35 |
16,8 |
|
|
Синдром Кушинга |
A, |
2,5 |
|
|
Идиопатический мембранозный гломерулонефрит |
DR, |
12,0 |
|
|
Нефротический синдром с минимальными изменениями |
В12 |
3,5 |
|
|
Синдром Гудпасчера (поликистоз почек) |
DR, |
15,9 2,6 |
|
|
lgA-нефропатия Миастения |
Щ> |
4,0 4,2 |
|
|
Рассеянный склероз |
DR, Dw2 |
2,5 8,2 2,5 |
|
|
Шизофрения |
А" |
2,3 |
Установлена зависимость частоты некоторых заболеваний от групп крови по АВО-системе. Так, обладатели 1 (0) группы крови чаще других болеют язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки, обладатели II (А) группы крови - ишемической болезнью сердца, ревматизмом, раком желудка.
Для современного этапа развития медицинской генетики характерно выявление большого числа новых наследственных болезней и синдромов. Практические врачи все чаще обнаруживают значительные различия в течении семейных форм заболеваний, не укладывающиеся в классическое описание болезни. Эти наблюдения свидетельствуют о полиморфизме и наследственной гетерогенности, свойственных наследственной патологии человека. В основе этого явления часто лежит взаимодействие генов, при котором многие признаки детерминируются несколькими генами. В других случаях один ген способен оказывать влияние на развитие нескольких признаков (явление плейотропии).
2. Хромосомные болезни человека
Хромосомными болезнями называют комплексы множественных врожденных пороков развития, вызываемых числовыми (геномными) мутациями или структурными (хромосомные аберрации) изменениями хромосом. Они могут возникать на разных этапах развития организма. Если они возникают в гаметах родителей, то аномалия будет во всех клетках развивающегося организма (полный мутант). Если аномалия возникает в процессе эмбрионального развития при дроблении зиготы, кариотип плода будет мозаичным. Такая мозаика формируется следующим образом. В норме все бластомеры содержат одинаковый набор хромосом, идентичный зиготе. При нарушении расхождений хромосом в разные бластомеры попадает неодинаковое количество хромосом (один бластомер с моносомией, другой - с трисомией). При последующем дроблении возникают две клеточные линии (клоны), сохраняющие особенности аномального кариотипа. Клетки, берущие начало от нормальных бластомеров будут иметь неизменный кариотип. Такое явление называют генетическим мозаицизмом. Мозаичные организмы могут содержать несколько (2, 3, 4 и более) клеточных клонов с различными кариотипами. Мозаицизм может быть во всех либо в отдельных органах и системах. При незначительном количестве аномальных клеток фенотипические проявления могут не обнаруживаться.
С хромосомными болезнями рождаются 0, 7% всех младенцев. Отклонения числа половых хромосом и аутосом связаны с процессом нарушения мейоза. Большинство аномалий несовместимы с жизнью. Окончательный диагноз хромосомных болезней устанавливается цитогенетическим методом.
2.1 Аномалии числа хромосом (геномные мутации)
Механизмы, лежащие в основе геномных мутаций (аномалии числа хромосом). Аномалии числа хромосом могут быть вызваны разными причинами:
1. Наиболее важным механизмом является нерасхождение. Хромосомы, которые в норме должны разделиться во время клеточного деления, остаются соединенными вместе и в анафазе отходят к одному полюсу. Это может произойти в ходе митотического деления, но чаще наблюдается во время мейоза. У человека по неизвестным причинам именно акроцентрические хромосомы имеют тенденцию чаще вовлекаться в нерасхождение. Мейотическое нерасхождение было открыто Бриджесом (1916) у дрозофилы. На каждую гамету с одной добавочной хромосомой приходится другая, без одной хромосомы. После оплодотворения гаметой с нормальным набором хромосом зигота оказывается по одной из хромосом либо трисомной, либо моносомной. Соматическое нерасхождение в митотически делящихся клетках во время раннего развития может приводить к мозаицизму с наличием нормальных клеток, трисомиков и моносомиков.
2. Вторым механизмом, обусловливающим геномные мутации, является утрата отдельной хромосомы вследствие "анафазного отставания": во время анафазного движения одна хромосома может отстать от всех других. Утрата хромосом ведет к мозаицизму, при котором имеются одна эуплоидная и одна моносомная клеточная популяция. У мыши стадия пронуклеусов (т.е. период между проникновением ядра спермия в ооцит и слиянием двух гаплоидных родительских ядер) особенно чувствительна к утрате отцовской Х-хромосомы. Этот период, как и первые стадии дробления, вероятно, весьма чувствителен и у человека, поскольку многие мозаики формируются именно на этой стадии.
Подобные документы
Обусловленность наследственной изменчивости типов мутаций и их комбинаций в последующих скрещиваниях. Генные, геномные, хромосомные мутации. Снижение жизнеспособности особей как последствие мутаций. Причины возникновения мутаций, безуспешность их лечения.
презентация [5,5 M], добавлен 11.02.2010Классификация и свойства генов, особенности структурных и регуляторных генов. Структурные единицы наследственности организмов. Особенности генома человека. Наследственный материал, заключенный в клетке человека. Уровни структурной организации хромосом.
презентация [564,6 K], добавлен 28.10.2014Особенности эволюции человека как биологического и социального существа, а также понятие "генотип" и "фенотип". Классификация мутации, основанной на размерах сегментов генома. Комплементация функционального дефекта в клетках больных анемией Фанкони.
курсовая работа [48,2 K], добавлен 15.08.2014Хромосомный мутагенез и факторы его вызывающие. Хромосомы человека и основные типы структурных. Спонтанный хромосомный мутагенез. Специфичность и особенности химического мутагенеза. Культивирование крови, приготовление препаратов хромосом.
дипломная работа [52,0 K], добавлен 14.09.2003Частота ошибок при последовательной репликации. Значение процесса конкуренции и отбора для процессов эволюции. Механизм мутации, свойства воспроизведения, случайное производство альтернативных возможностей. Роль случайности в процессе мутации и эволюции.
курсовая работа [217,9 K], добавлен 25.10.2009Методы предупреждения наследственных заболеваний. Методологический план понятия "генетические факторы". Особенности генотипа человека, классификация факторов, на него воздействующих. Мутации как наследственно закрепленные изменения генетического кода.
презентация [125,9 K], добавлен 15.12.2010Особенности и методы изучения генетики человека. Наследование индивидуальных особенностей человека. Аутосомно-доминантный тип наследования. Признаки, сцепленные с полом. Условные обозначения, принятые для составления родословных. Хромосомные болезни.
презентация [1,9 M], добавлен 21.02.2013Хромосомная теория наследственности. Генетический механизм определения пола. Поведение хромосом в митозе и мейозе. Классификация хромосом, составление идиограммы. Методы дифференциальной окраски хромосом. Структура хромосом и хромосомные мутации.
реферат [32,7 K], добавлен 23.07.2015Морфологические, физиологические и биохимические признаки пола. Половые хромосомы, их отношение к определению пола. Механизмы наследования генных признаков. Типы хромосомного определения пола. Генетически обусловленные наследственные болезни человека.
презентация [1,1 M], добавлен 01.10.2013Наружные и внутренние паразиты животных и человека. Тип плоских червей. Кровеносная система и кожное дыхание. Нематодные болезни растений. Мутации, увеличивающие продолжительность жизни круглых червей в десять раз. Биохимический состав клеток червей.
презентация [279,0 K], добавлен 09.02.2012
