Изменчивость и репарация ДНК у человека

Возраст первого появления анемии Фанкони в одной семье часто конкордантен, но может и существенно варьировать, в том числе и у однояйцевых близнецов. В прошлом при отсутствии специфического лечения (андрогены или трансплантация костного мозга) и проведении только гемотрансфузий заболевание неуклонно прогрессировало: 80% больных умирали от осложнений панцитопении в течение 2 лет после установления диагноза апластической анемии и практически все больные умирали через 4 года. Необходимо упомянуть, что зафиксировано несколько случаев спонтанного улучшения и даже полного восстановления гематологических показателей. [8]

Вторыми по частоте развития гематологической презентацией анемии Фанкони выступают острые лейкозы и миелодиспластические синдромы. Примерно у 10% больных анемией Фанкони, клинические случаи которых описаны в литературе, впоследствии развился острый лейкоз. Во всех случаях, за исключением 2, лейкозы были миелоидными. Описаны даже случаи установления диагноза анемии Фанкони у пациента с резидуальнойцитопенией через много лет после успешной химиотерапии ОМЛ. Несколько ниже частота развития миелодиспластических синдромов - около 5%, причём только у 1/5 из этих больных прослежена дальнейшая эволюция МДС в ОМЛ и несколько больных с МДС прожили более 10 лет. Согласно исследованиям Международного регистра анемии Фанкони риск развития ОМЛ или МДС у больных анемией Фанкони равен 52% к 40 годам. Зачастую выявляют кариотипические аномалии (моносомию 7, трисомию 21, делецию 1), которые позволяют квалифицировать ОМЛ и МДС у больных анемией Фанкони как вторичные. Интересно, что, хотя риск развития МДС/ОМЛ у больных с хромосомными аномалиями примерно в 10 раз выше, чем без таковых, наличие хромосомных аберраций не означает обязательного развития МДС. Клоны, несущие аномалии, могут спонтанно исчезать или сменять друг друга. [8]

Лечение анемии Фанкони

Как уже было указано, симптоматическое лечение апластической анемии при анемии Фанкони не способно коренным образом изменить прогноз заболевания. Первой и единственной на сегодняшний день группой препаратов, позволяющих улучшить кратко- и среднесрочный прогноз при анемии Фанкони, являются андрогены. Впервые они с успехом были применены для лечения анемии Фанкони в 1959 г. На Западе самым популярным андрогеном с относительно приемлемыми побочными эффектами служит оксиметалон (доза 2-5 мг/кг), в Украине по-прежнему используют метандростенолон (доза 0,2-0,4 мг/кг). При лечении андрогенами гематологический ответ различного качества достигается примерно у 50% больных. Эффект от андрогенов проявляется через 1-2 мес, затем происходит подъём уровня лейкоцитов, а в последнюю очередь увеличивается число тромбоцитов, причём для достижения плато ответа тромбоцитов нередко требуется 6-12 мес. При отмене андрогенов практически у всех пациентов происходит рецидив заболевания, отсутствие рецидива панцитопении после отмены андрогенов описано лишь у небольшого числа больных и, как правило, было связано с наступлением пубертата. Именно поэтому после достижения максимума гематологического улучшения дозу андрогенов следует осторожно снижать, не отменяя её совсем. Применение андрогенов значимо увеличивает продолжительность жизни у ответивших на лечение пациентов: медиана продолжительности жизни составляет 9 лет после установления диагноза против 2,5 лет соответственно для тех пациентов, у которых лечение андрогенами не было эффективным. Ранее в целях предотвращения несвоевременного закрытия зон роста совместно с андрогенами назначали преднизолон в дозе 5-10 мг через день, однако самостоятельного значения в лечении анемии Фанкониглюкокортикостероиды не имеют. [8]

На настоящий момент единственным методом окончательного излечения гематологического синдрома при анемии Фанкони служит аллогенная трансплантация гемопоэтических стволовых клеток (ТГСК). Всего в мире проведено более 250 трансплантаций гемопоэтических клеток по поводу анемии Фанкони.

Без успешной трасплантации костного мозга анемия Фанкони имеет серьезный прогноз. При этом больные больше страдают и чаще погибают не от анемии, а от оппортунистических инфекций из-за нейтропении и дефекта иммунитета или повышенной кровоточивости из-за тромбоцитопении. Дети с анемией Фанкони имеют повышенный риск развития нелимфоидной лейкемии (5-10%). [8]

Выводы по второй главе

Репарация - особая функция клеток, заключающаяся в способности исправлять химические повреждения и разрывы в молекулах ДНК, повреждённой при нормальном биосинтезе ДНК в клетке или в результате воздействия физическими или химическими агентами. Осуществляется специальными ферментными системами клетки.

Ряд наследственных болезней связан с нарушениями систем репарации.

Системы репарации существуют не только у микроорганизмов, но также в клетках животных и человека, у которых они изучаются на культурах тканей. Известен наследственный недуг человека - пигментная ксеродерма, при котором нарушена репарация.

Каждая из систем репарации включает следующие компоненты:

фермент, «узнающий» химически изменённые участки в цепи ДНК и осуществляющий разрыв цепи вблизи от повреждения;

фермент, удаляющий повреждённый участок,

фермент (ДНК-полимераза), синтезирующий соответствующий участок цепи ДНК взамен удалённого,

фермент (ДНК-лигаза), замыкающий последнюю связь в полимерной цепи и тем самым восстанавливающий её непрерывность.

Различают два типа репарации ДНК: дорепликативную (включающую фотореактивационную и эксцизионную формы, направленные на вырезание поврежденных участков ДНК) и пострепликативную.

Главные способы, посредством которых происходит починка оснований ДНК, включают устранение поврежденного основания, которое осуществляют ферменты нуклеазы. Возникающая лакуна может быть заполнена ДНК-полимеразой, что сопровождается лигацией с родительской ДНК. Окислительные повреждения, как основные, так и индуцированные, являются важными причинами для починки оснований ДНК.

Заключение

Таким образом, ДНК - это единственная макромолекула клетки, которая способна устранять повреждения, возникающие в ее структуре. Более того, в ней закодирована информация о механизмах самых разнообразных репарационных процессов. Комплементарное спаривание лежит в основе не только репликации ДНК, но и процесса восстановления исходной структуры ДНК при репарации повреждений, затрагивающих остов молекулы, модификаций того или иного основания или ошибочного спаривания при рекомбинации. Одновременное повреждение обеих цепей в одном месте и двухцепочечные разрывы часто оказываются летальными для ДНК, поскольку такие дефекты репарируются лишь в редких случаях.

Исправление повреждений в ДНК тесным образом связано с другими фундаментальными молекулярно-генетическими процессами: репликацией, транскрипцией и рекомбинацией.

С другой стороны, в тех случаях, когда репарационных возможностей недостаточно для сохранения генетического статуса организма, наступает необходимость в программируемой клеточной смерти - апоптозе.

Устранение ошибок репликации важно, так как большая часть повреждений блокирует передачу генетической информации последующему поколению, а остальные если их не устранить, сохраняться в геноме потомков и приведут к драматическим изменениям в молекулах белков, ферментов, необходимых для поддержания жизнедеятельности клетки. При повреждении определенных звеньев системы репарации клетки становятся особенно уязвимыми для некоторых химических и физических агентов. Люди, страдающие, например, пигментной ксеродермой, очень чувствительны к УФ-свету, и у них развиваются разные формы рака кожи даже при очень слабом воздействии солнечного света.

Существует множество более мелких «поломок» генетического материала, которые не ведут к возникновению болезни, а наоборот, придают хорошие свойства. Все «поломки» генетического материала называются мутациями. Мутации, ведущие к болезням или ухудшению свойств организма, считают отрицательными, а мутации, ведущие к образованию новых полезных свойств, считают положительными.

Однако, применительно к большинству болезней, которыми сегодня страдают люди, передается по наследству не заболевание, а лишь предрасположенность. Например, у отца ребенка сахар усваивается медленно. Это не означает, что ребенок родится с сахарным диабетом, но у ребенка будет иметься предрасположенность. Это означает, если ребенок будет злоупотреблять сладостями и мучными изделиями, то у него разовьется сахарный диабет.

На сегодняшний день развивается так называемая предикативная медицина. В рамках данной медицинской практики у человека выявляются предрасположенности (на основе выявления соответствующих генов), а затем ему даются рекомендации - какой диеты придерживаться, как правильно чередовать режим труда и отдыха, чтобы не заболеть.

Таким образом, в процессе написания курсовой работы были решены все поставленные цели и задачи, раскрыто понятие изменчивости, рассмотрена классификации изменчивости генетического материала; изучена репарация ДНК и болезни репарации ДНК.

Библиографический список

1. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки. Т. 1 3. М.: Мир, 2006.-317 с.

2. Горбунова В.Н., Баранов B.C. Введение в молекулярную диагностику и генотерапию наследственных заболеваний. - Санкт-Петербург: Специальная литература, 2007. - 286 с.

3. Жестяников В.Д. Репарация Днк и ее биологическое значение. Л., 2004.-353 с.

4. Жимулев Н.Н. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск, 2006. - 2006.-265 с.

5. Лещинская И.Б. Генетическая инженерия // Соросовский образовательный журнал. 2006. №1. С. 33 - 39.

6. Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология. М., 2006.-372 с.

7. Новое в клонировании ДНК. Методы. - Пер. с англ. / Под ред. Д. Гловера. - М.: Мир, 2008. - 368 с.

8. Спивак И.Н. Наследственные заболевания с первичными и вторичными дефектами репарации ДНК. // Цитология, 2007, Т.1. - 267 с.

9. Уотсон Дж., Туз Дж., Курц Д. Рекомбинантные ДНК: Краткий курс. - М.: Мир, 2006. - 480 с.

10. Хесин Р.Б. Непостоянство генома. - М.: Наука, 2004. - 472 с.

11. Щелкунов СЕ. Конструирование гибридных молекул ДНК. - Новосибирск: Наука, 2007. - 168 с.

Размещено на Allbest.ru