§ 50. Генетика и здоровье

1. Какие виды мутаций вы знаете?

Ответ. Виды мутаций (по характеру изменения генетического материала): геномные, генные, хромосомные.

Геномные: полиплоидия, гетероплоидия (моносомия, трисомия, полисомия) Генные (точковые): замена пары нуклеотидов, вставка новой пары (сдвиг рамки считывания), выпадение пары нуклеотидов.

Хромосомные: инверсия, дупликация, делеция, транслокация, центрическое слияние.

Существуют и другие классификации мутаций. К примеру: ядерные и цитоплазматические, нейтральные, полезные и вредные, соматические и генеративные

2. Бывают ли летальные мутации у человека?

Ответ. Известны случаи, когда один ген может оказывать влияние на несколько признаков, в том числе и на жизнеспособность. Летальные мутации вызывают такие изменения в развитии, которые несовместимы с жизнедеятельностью. Доминантные летальные гены трудны для изучения, и сведения о них ограничены. Напротив, гены с рецессивным летальным действием изучены гораздо лучше. Известно множество рецессивных мутаций у различных организмов, которые никак себя не проявляют фенотипически. Существует также очень много доминантных мутаций, имеющих в гетерозиготном состоянии четко отличающийся фенотип, которые в гомозиготном состоянии вызывают летальный эффект. Фаза летального действия, т.е. время, когда мутантный ген реализуется, существенно варьирует: от самых первых этапов эмбрионального развития до периода полового созревания. В некоторых случаях летальные гены могут иметь более одной фазы летального действия. Это означает, что ген или его продукты могут иметь несколько раз активно работать и использоваться в ходе онтогенеза. Летальный эффект одних мутантных генов проявляется всегда, другие показывают существенную зависимость от условий среды. У человека и у других млекопитающих определенный рецессивный ген вызывает образование внутренних спаек легких, что приводит к смерти при рождении. Другим примером служит ген, который влияет на формирование хряща и вызывает врожденные уродства, ведущие к смерти новорожденного.

Вопросы после § 50

1. Какова классификация генных заболеваний по типу наследования? Приведите конкретные примеры генных заболеваний каждого типа. К какому заболеванию приводит наличие лишней Х-хромосомы у мужчин?

Ответ. К генным заболеваниям относятся многочисленные нарушения обмена веществ (углеводов, липидов, аминокислот, металлов и др.), а также наследственная глухота, атрофия зрительного нерва, шестипалость, короткопалость и многие другие патологические признаки.

Большинство генных болезней связано с мутациями в определённых генах, что ведет к изменению структуры и функций соответствующих белков и проявляется фенотипически. Например, фенилкетонурия обусловлена дефектом гена, кодирующего фермент, превращающий аминокислоту фенилаланин в другую аминокислоту – тирозин. Причиной гемофилии является снижение или нарушение синтеза одного из факторов свёртывания крови. Если к болезни приводит мутация в аутосомах, причём мутантный ген является доминантным и подавляет «нормальный» аллельный ген, то говорят об аутосомно-доминантном наследовании заболевания. К таким болезням относится синдром Марфана. Иногда доминантные гены, определяющие развитие каких-либо болезней, приводят к тяжёлым поражениям только в гомозиготном состоянии (АА), а в гетерозиготном (Аа) – их эффект выражен гораздо слабее или даже совсем не проявляется. Примером таких заболеваний может служить полидактилия, при которой у ребёнка развиваются дополнительные пальцы.

Если же к болезни приводит возникающий в результате мутации рецессивный ген аутосомы, говорят об аутосомно-рецессивном наследовании заболевания. Так наследуется альбинизм – врождённое отсутствие пигментации кожи, волос и радужки глаза. Такое отклонение возникает только у рецессивных гомозигот (аа) по данному признаку. В случае рождения гетерозиготной особи (Аа) действие рецессивного гена не проявляется. Тяжёлой наследственной болезнью, наследуемой по аутосомно-рецессивному типу, является фенилкетонурия. Эта болезнь возникает при мутации гена, кодирующего фермент, необходимый для получения аминокислоты тирозина из аминокислоты фенилаланина. При отсутствии этого фермента в организме младенца накапливается фенилаланин, повреждающий его нервную систему. Заболевание можно быстро определить по избытку фенилаланина в моче младенца. Если сразу же уменьшить содержание фенилаланина в пище ребёнка, то развитие его мозга будет нормальным.

Если к болезни приводит патология гена половой Х-хромосомы, то речь идёт о наследовании, сцепленном с полом. Примером такого заболевания может служить гемофилия.

2. Какова причина синдрома «кошачьего крика»?

Ответ. синдром кошачьего крика (синонимы: болезнь кошачьего крика, синдром Лежена по имени описавшего его в 1963 г. французского ученого) .

Причина заболевания – кариотип :44 + ХХ, 44 + ХУ + делеция части 5 хромосомы. Диагноз подтверждается кариологическим исследованием с применением одного из методов идентификации хромосом.

Хромосомно синдром кошачьего крика объясняется частичной моносомией; он развивается при делеции (с утратой от трети до половины, реже полная утрата) короткого плеча пятой хромосомы. Для развития клинической картины синдрома имеет значение не величина утраченного участка, а конкретный незначительный фрагмент хромосомы. Изредка отмечается мозаицизм по делеции или образование кольцевой хромосомы-5.

При этом синдроме наблюдается:

• общее отставание в развитии,

• низкая масса при рождении и мышечная гипотония,

• лунообразное лицо с широко расставленными глазами

характерный плач ребёнка, напоминающий кошачье мяуканье, причиной которого является изменение гортани (сужение, мягкость хрящей, уменьшение надгортанника, необычная складчатость слизистой оболочки) или недоразвитие гортани. Признак исчезает к концу первого года жизни.