Термін «генотип» запропонований в 1909 р датським генетиком Вільгельмом Іогансеном. Він же ввів терміни: «ген», «аллель», «фенотип», «лінія», «чиста лінія», «популяція».

генотип - це сукупність генів даного організму. У людини близько 100 тис. Генів.

Генотип як єдина функціональна система організму склався в процесі еволюції. Ознакою системності генотипу є взаємодія генів.

Алельних гени (точніше, їх продукти - білки) можуть взаємодіяти один з одним:

  • в складі хромосом - прикладом є повне і неповне зчеплення генів;
  • в парі гомологічних хромосом - прикладами є повне і неповне домінування, кодоминирование (незалежне прояв алельних генів).

Неалельні гени взаємодіють в наступних формах:

1.19. Мінливість, її види та біологічне значення

мінливість - це загальна властивість живих систем, пов'язане з варіаціями фенотипу і генотипу, що виникають під впливом зовнішнього середовища або в результаті змін спадкового матеріалу. Розрізняють спадкову та ненаследственную мінливість.

Спадкова мінливість буває комбинативной, мутаційної, невизначеною.

Комбинативная мінливість виникає в результаті нових поєднань генів у процесі статевого розмноження, кросинговеру та інших процесів, що супроводжуються рекомбінаціями генів. В результаті комбинативной мінливості виникають організми, що відрізняються від своїх батьків по генотипам і фенотипам.

Мутационная мінливість пов'язана зі змінами послідовності нуклеотидів в молекулах ДНК, випадання і вставок великих ділянок в молекулах ДНК, змін числа молекул ДНК (хромосом). Самі подібні зміни називають мутаціями. Мутації успадковуються.

Мутації виділяють:

  • генні, що викликають зміни конкретного гена. Генні мутації бувають як домінантними, так і рецесивними. Вони можуть підтримувати або, навпаки, пригнічувати життєдіяльність організму;
  • генеративні, що зачіпають статеві клітини і передаються при статевому розмноженні;
  • соматичні, що не торкаються статеві клітини. У тварин не успадковуються, а у рослин успадковуються при вегетативному розмноженні;
  • геномні (поліплоїдія і гетероплоїдія), пов'язані зі зміною числа хромосом в каріотипі клітин;
  • хромосомні, пов'язані з перебудовами структури хромосом, зміною положення їх ділянок, що виник в результаті розривів, випаданням окремих ділянок і т.д.

найбільш поширені генні мутації, В результаті яких відбувається зміна, випадання або вставка нуклеотидів ДНК в гені. Мутантні гени передають до місця синтезу білка вже іншу інформацію, а це, в свою чергу, веде до синтезу інших білків і виникнення нових ознак-Мутації можуть виникати під впливом радіації, ультрафіолетового випромінювання, різних хімічних агентів. Не всі мутації виявляються ефективними. Частина їх виправляється при репарації ДНК. Фенотипічно мутації проявляються в тому випадку, якщо вони не привели до загибелі організму. Більшість генних мутацій носять рецесивний характер. Еволюційне значення мають фенотипически проявилися мутації, або забезпечили особинам переваги в боротьбі за існування, або, навпаки, призвели до їх загибель під тиском природного відбору.

Мутаційний процес підвищує генетичну різноманітність популяцій, що створює передумови для еволюційного процесу.

Частоту мутацій можна підвищувати штучно, що використовують в наукових і практичних цілях.

неспадкова мінливість

Неспадкова, або групова (певна), або модификационная мінливість - це зміни фенотипу під впливом умов зовнішнього середовища. Модификационная мінливість зачіпає генотип особин. Межі, в яких може змінюватися фенотип, визначаються генотипом. Ці межі називають нормою реакції. Норма реакції встановлює межі, в яких може змінюватися конкретний ознака. Різні ознаки мають різної нормою реакції - широкої чи вузької. Так, наприклад, мінливість очі ссавців невелика і має вузької нормою реакції. Удійність, корів може варіювати в досить широких межах залежно від умов утримання породи.

На фенотипічні прояви ознаки впливає сукупну взаємодію генів і умов зовнішнього середовища. Ступінь прояву ознаки називають експресивністю. Частота прояву ознаки (%) в популяції, де все її особини несуть даний ген, називають пенетрантністю. Гени можуть проявлятися з різним ступенем експресивності і пенетрантности. Наприклад, ген облисіння може проявлятися з пенетрантністю 100% або 50%, що залежить від конкретних умов середовища, кількості і взаємодії генів, відповідальних за розвиток ознаки.

Модифікаційні зміни не успадковуються в більшості випадків, але не обов'язково носять груповий характер і не завжди виявляються у всіх особин виду, які перебувають в однакових умовах середовища. Модифікації забезпечують пристосованість особини до цих умов.

Підручник відповідає Федеральному державному освітнього стандарту середньої (повної) загальної освіти, Рекомендований Міністерством освіти і науки РФ і включений до Федерального перелік підручників.

Підручник адресований учням 10 класу і розрахований на викладання предмета 1 або 2 години на тиждень.

Сучасне оформлення, багаторівневі питання і завдання, додаткова інформація і можливість паралельної роботи з електронним додатком сприяють ефективному засвоєнню навчального матеріалу.

книга:

<<< Назад
вперед \u003e\u003e\u003e

Згадайте!

Наведіть приклади ознак, що змінюються під впливом зовнішнього середовища.

Що таке мутації?

мінливість - одне з найважливіших властивостей живого, здатність живих організмів набувати відмінності від особин як інших видів, так і свого виду.

Розрізняють два види мінливості: ненаследственная (Фенотипическая, або модификационная) і спадкова (Генотипическая).

Неспадкова (модификационная) мінливість. Цей вид мінливості являє собою процес появи нових ознак під впливом факторів зовнішнього середовища, що не зачіпають генотип. Отже, виникають при цьому видозміни ознак - модифікації - у спадок не передаються (рис. 93). Два однояйцевих (монозиготних) близнюків, мають абсолютно однакові генотипи, але волею долі виросли в різних умовах, можуть сильно відрізнятися один від одного. Класичним прикладом, який доводить вплив зовнішнього середовища на розвиток ознак, є стрілолист. У цієї рослини розвивається три види листя в залежності від умов зростання - на повітрі, в товщі води або на її поверхні.


Мал. 93. Листя дуба, які виросли при яскравого освітлення (А) і в затіненому місці (Б)


Мал. 94. Зміна забарвлення шерсті гімалайського кролика під впливом різних температур

Під впливом температури довкілля змінюється забарвлення шерсті у гімалайського кролика. Ембріон, розвиваючись в утробі матері, знаходиться в умовах підвищеної температури, яка руйнує фермент, необхідний для синтезу пігменту, тому кролики народжуються абсолютно білими. Незабаром після народження окремі виступаючі частини тіла (ніс, кінчики вух і хвоста) починають темніти, тому що там температура нижче, ніж в інших місцях, і фермент не руйнується. Якщо вискубати ділянку білої шерсті і охолодити шкіру, на цьому місці виросте чорна шерсть (рис. 94).

У подібних умовах середовища у генетично близьких організмів модификационная мінливість має груповий характер, Наприклад в літній період у більшості людей під впливом УФ-променів в шкірі відкладається захисний пігмент - меланін, люди загоряють.

У одного і того ж виду організмів під впливом умов зовнішнього середовища мінливість різних ознак може бути абсолютно різною. Наприклад, у великої рогатої худоби удій молока, маса, плодючість дуже сильно залежать від умов годівлі та утримання, а, наприклад, жирність молока під впливом зовнішніх умов змінюється дуже мало. Прояви модифікаційної мінливості для кожної ознаки обмежені своєю нормою реакції. норма реакції - це межі, в яких можлива зміна ознаки цього генотипу. На відміну від самої модифікаційної мінливості, норма реакції успадковується, та її кордону різні для різних ознак і у окремих індивідів. Найбільш вузька норма реакції характерна для ознак, що забезпечують життєво важливі якості організму.

Завдяки тому що більшість модифікацій мають пристосувальне значення, вони сприяють адаптації - пристосування організму в межах норми реакції для існування в умовах, що змінюються.

Спадкова (генотипическая) мінливість. Цей вид мінливості пов'язаний зі змінами генотипу, і ознаки, придбані внаслідок цього, передаються у спадок наступним поколінням. Існує дві форми генотипической мінливості: комбинативная і мутационная.

Комбинативная мінливість полягає в появі нових ознак в результаті утворення інших комбінацій генів батьків в генотипах нащадків. В основі цього виду мінливості лежить незалежне розбіжність гомологічних хромосом в першому мейотичному поділі, випадкова зустріч гамет у одній і тій же батьківської пари при заплідненні і випадковий підбір батьківських пар. Також призводить до перекомбінації генетичного матеріалу і підвищує мінливість обмін ділянками гомологічних хромосом, що відбувається в першій профазі мейозу. Таким чином, в процесі комбинативной мінливості структура генів і хромосом не змінюється, проте нові поєднання алелей призводять до утворення нових генотипів і, як наслідок, до появи нащадків з новими фенотипами.

мутационная мінливість виражається в появі нових якостей організму в результаті утворення мутацій. Вперше термін «мутація» ввів в 1901 р голландський ботанік Гуго де Фриз. Відповідно до сучасних уявлень мутації - це раптові природні або викликані штучно успадковані зміни генетичного матеріалу, що призводять до зміни тих чи інших фенотипічних ознак і властивостей організму. Мутації мають ненаправленої, т. Е. Випадковий, характер і є найважливішим джерелом спадкових змін, без яких неможлива еволюція організмів. В кінці XVIII ст. в Америці народилася вівця з укороченими кінцівками, що дала початок нової Анконську породі (рис. 95). У Швеції на початку XX ст. на звероводческой фермі народилася норка з платинової забарвленням хутра. Величезна різноманітність ознак у собак і кішок - це результат мутаційної мінливості. Мутації виникають стрибкоподібно, як нові якісні зміни: з остистой пшениці утворилася безоста, у дрозофіли з'явилися короткі крила і полосковідние очі, у кроликів з природною природного забарвлення агуті в результаті мутацій виникла біла, коричнева, чорна забарвлення.

За місцем виникнення розрізняють соматичні і генеративні мутації. соматичні мутації виникають в клітинах тіла і не передаються при статевому розмноженні наступним поколінням. Прикладами таких мутацій є пігментні плями і бородавки шкіри. генеративні мутації з'являються в статевих клітинах і передаються у спадок.


Мал. 95. Вівця Анконську породи

За рівнем зміни генетичного матеріалу розрізняють генні, хромосомні і геномні мутації. генні мутації викликають зміни в окремих генах, порушуючи порядок нуклеотидів у ланцюгу ДНК, що призводить до синтезу зміненого білка.

хромосомні мутації зачіпають значну ділянку хромосоми, порушуючи функціонування відразу багатьох генів. Окремий фрагмент хромосоми може подвоїтися або загубитися, що викликає серйозні порушення в роботі організму, аж до загибелі ембріона на ранніх стадіях розвитку.

геномні мутації призводять до зміни числа хромосом в результаті порушень розбіжності хромосом в розподілах мейозу. Відсутність хромосоми або наявність зайвої призводить до несприятливих наслідків. Найбільш відомим прикладом геномної мутації є синдром Дауна, порушення розвитку, яке виникає при появі зайвої 21-ї хромосоми. У таких людей загальне число хромосом одно 47.

У найпростіших і у рослин часто спостерігається збільшення числа хромосом, кратне гаплоїдному набору. Така зміна хромосомного набору носить назву полиплоидия (Рис. 96). Виникнення полиплоидов пов'язано, зокрема, з нерозходженням гомологічниххромосом в мейозі, в результаті чого у диплоїдних організмів можуть утворюватися НЕ гаплоїдні, а диплоїдні гамети.

Мутагенні фактори. Здатність мутувати - це одна з властивостей генів, тому мутації можуть виникати у всіх організмів. Одні мутації несумісні з життям, і отримав їх ембріон гине ще в утробі матері, інші викликають стійкі зміни ознак, різною мірою значимі для життєдіяльності особини. У звичайних умовах частота мутації окремого гена надзвичайно мала (10 -5), але існують чинники середовища, значно збільшують цю величину, викликаючи незворотні порушення в структурі генів і хромосом. Фактори, вплив яких на живі організми призводить до збільшення частоти мутацій, називають мутагенними факторами або мутагенами.


Мал. 96. Полиплоидия. Квіти хризантеми: А - диплоидная форма (2 n); Б - поліплоїдну форма

Все мутагенні фактори можна розділити на три групи.

фізичними мутагенами є всі види іонізуючих випромінювань (? -лучи, рентгенівські промені), ультрафіолетове випромінювання, висока і низька температури.

хімічні мутагени - це аналоги нуклеїнових кислот, перекису, солі важких металів (свинцю, ртуті), азотистая кислота і деякі інші речовини. Багато з цих сполук викликають порушення в редуплікаціі ДНК. Мутагенну дію надають речовини, використовувані в сільському господарстві для боротьби з шкідниками і бур'янами (пестициди і гербіциди), відходи промислових підприємств, окремі харчові барвники і консерванти, деякі лікарські препарати, компоненти тютюнового диму.

У Росії і в інших країнах світу створені спеціальні лабораторії і інститути, що перевіряють на мутагенність все нові синтезовані хімічні сполуки.

До групи біологічних мутагенів відносять чужорідну ДНК і віруси, які, вбудовуючись в ДНК господаря, порушують роботу генів.

Питання для повторення та завдання

1. Які види мінливості вам відомі?

2. Що таке норма реакції?

3. Поясніть, чому фенотипическая мінливість не передається у спадок.

4. Що таке мутації? Охарактеризуйте основні властивості мутацій.

5. Наведіть класифікацію мутацій за рівнем змін спадкового матеріалу.

6. Назвіть основні групи мутагенних чинників. Наведіть приклади мутагенів, що відносяться до кожної групи. Оцініть, чи є в навколишньому вас середовищі мутагенні фактори. До якої групи мутагенів вони відносяться?

Подумайте! Виконайте!

1. Як ви вважаєте, чи можуть фактори зовнішнього середовища вплинути на розвиток організму, що несе смертельну мутацію?

2. Чи може комбинативная мінливість проявитися під час відсутності статевого процесу?

3. Обговоріть у класі, які існують способи зниження дії мутагенних чинників на людину в сучасному світі.

4. Чи можете ви навести приклади модифікацій, які не мають адаптивного характеру?

5. Поясніть людині, незнайомому з біологією, ніж мутації відрізняються від модифікацій.

6. Виконайте дослідження: «Вивчення модифікаційної мінливості в учнів (на прикладі температури тіла і частоти пульсу, періодично вимірюваних протягом 3 діб)».

Робота з комп'ютером

Зверніться до електронного додатком. Вивчіть матеріал і виконайте завдання.

<<< Назад
вперед \u003e\u003e\u003e

мінливість - це загальна властивість живих систем, пов'язане зі змінами фенотипу і генотипу, що виникають під впливом зовнішнього середовища або в результаті змін спадкового матеріалу. Розрізняють ненаследственную і спадкову мінливість.

неспадкова мінливість. Неспадкова, або групова (певна), або модификационная мінливість - це зміни фенотипу під впливом умов зовнішнього середовища. Модификационная мінливість зачіпає генотип особин. Генотип, залишаючись незмінним, визначає межі, в яких може змінюватися фенотип. Ці межі, тобто можливості для фенотипического прояву ознаки, називаються нормою реакції і успадковуються. Норма реакції встановлює межі, в яких може змінюватися конкретний ознака. Різні ознаки мають різну нормою реакції - широкої чи вузької. Так, наприклад, такі ознаки, як група крові, колір очей не змінюються. Форма очі ссавців змінюється незначно і володіє вузькою нормою реакції. Удійність корів може варіювати в досить широких межах залежно від умов утримання породи. Широку норму реакції можуть мати і інші кількісні ознаки - зростання, розміри листя, кількість зерен в качані і т.д. Чим ширше норма реакції, тим більше можливостей у особини пристосуватися до умов навколишнього середовища. Ось чому особин з середньою вираженістю ознаки більше, ніж особин з крайніми його виразами. Це добре ілюструється таким прикладом, як кількість карликів і гігантів у людей. Їх мало, тоді як людей з ростом в діапазоні 160-180 см в тисячі разів більше.

На фенотипічні прояви ознаки впливає сукупну взаємодію генів і умов зовнішнього середовища. Модифікаційні зміни не успадковуються, але не обов'язково носять груповий характер і не завжди виявляються у всіх особин виду, які перебувають в однакових умовах середовища. Модифікації забезпечують пристосованість особини до цих умов.

спадкова мінливість (Комбинативная, мутационная, невизначена).

Комбинативная мінливість виникає при статевому процесі в результаті нових поєднань генів, що виникають при заплідненні, кроссинговере, кон'югації тобто при процесах, що супроводжуються рекомбінаціями (перерозподілом і новими поєднаннями) генів. В результаті комбинативной мінливості виникають організми, що відрізняються від своїх батьків по генотипам і фенотипам. Деякі комбинативного зміни можуть бути шкідливі для окремої особини. Про людське око же комбинативного зміни, в цілому, корисні, тому що ведуть до генотипічними і фенотипическому різноманітності. Це сприяє виживанню видів і їх еволюційному прогресу.

мутационная мінливість пов'язана зі змінами послідовності нуклеотидів в молекулах ДНК, випадання і вставок великих ділянок в молекулах ДНК, змін числа молекул ДНК (хромосом). Самі подібні зміни називаються мутаціями. Мутації успадковуються.

Серед мутацій виділяють:

– генні - викликають зміни послідовності нуклеотидів ДНК в конкретному гені, а отже в і-РНК і білку, кодируемом цим геном. Генні мутації бувають як домінантними, так і рецесивними. Вони можуть привести до появи ознак, що підтримують або пригнічують життєдіяльність організму;

– генеративні мутації зачіпають статеві клітини і передаються при статевому розмноженні;

– соматичні мутації не зачіпають статеві клітини і у тварин не успадковуються, а у рослин успадковуються при вегетативному розмноженні;

– геномні мутації (поліплоїдія і гетероплоїдія) пов'язані зі зміною числа хромосом в каріотипі клітин;

– хромосомні мутації пов'язані з перебудовами структури хромосом, зміною положення їх ділянок, що виник в результаті розривів, випаданням окремих ділянок і т.д.

Найбільш поширені генні мутації, в результаті яких відбувається зміна, випадання або вставка нуклеотидів ДНК в гені. Мутантні гени передають до місця синтезу білка вже іншу інформацію, а це, в свою чергу, веде до синтезу інших білків і виникнення нових ознак. Мутації можуть виникати під впливом радіації, ультрафіолетового випромінювання, різних хімічних агентів. Не всі мутації виявляються ефективними. Частина їх виправляється при репарації ДНК. Фенотипічно мутації проявляються в тому випадку, якщо вони не привели до загибелі організму. Більшість генних мутацій носять рецесивний характер. Еволюційне значення мають фенотипически проявилися мутації, що забезпечили особинам або переваги в боротьбі за існування, або навпаки, якщо вони спричинили їх загибель під тиском природного відбору.

Мутаційний процес підвищує генетичну різноманітність популяцій, що створює передумови для еволюційного процесу.

Частоту мутацій можна підвищувати штучно, що використовується в наукових і практичних цілях.

Шкідливий вплив мутагенів, алкоголю, наркотиків, нікотину на генетичний апарат клітини. Захист середовища від забруднення мутагенами. Виявлення джерел мутагенів у навколишньому середовищі (побічно) і оцінка можливих наслідків їх впливу на власний організм. Спадкові хвороби людини, їх причини, профілактика

Основні терміни і поняття, що перевіряються в екзаменаційній роботі: біохімічний метод, блізнецовий метод, гемофілія, гетероплоїдія, дальтонізм, мутагени, мутагенез, поліплоїдія.

Мутагени, мутагенез

мутагени - це фізичні або хімічні фактори, вплив яких на організм може привести до зміни його спадкових ознак. До таких факторів належать рентгенівські і гамма-промені, радіонукліди, оксиди важких металів, Певні види хімічних добрив. Деякі мутації можуть бути викликані вірусами. До генетичних змін в поколіннях можуть привести і такі поширені в сучасному суспільстві агенти, як алкоголь, нікотин, наркотики. Від інтенсивності впливу перерахованих факторів залежить швидкість і частота мутацій. Збільшення частоти мутацій веде за собою збільшення числа особин з вродженими генетичними аномаліями. У спадщину передаються мутації, що торкнулися статеві клітини. Однак мутації, що відбулися в соматичних клітинах, можуть привести до ракових захворювань. В даний час проводяться дослідження з виявлення мутагенів у навколишньому середовищі і розробляються ефективні заходи по їх знешкодженню. Незважаючи на те що частота мутацій відносно невелика, їх накопичення в генофонді людства може привести до різкого підвищення концентрації мутантних генів і їх прояву. Ось чому необхідно знати про мутагенних факторів та інтересів приймати на державному рівні заходи по боротьбі з ними.

медична генетика - розділ антропогенетики, Що вивчає спадкові захворювання людини, їх походження, діагностику, лікування та профілактику. Основним засобом збору інформації про хворого є медико-генетичне консультування. Воно проводиться щодо осіб, у яких серед рідних спостерігалися спадкові захворювання. Мета - прогноз ймовірності народження дітей з патологіями, або виключення виникнення патологій.

Етапи консультування:

- виявлення носія патогенного алелі;

- розрахунок ймовірності народження хворих дітей;

- повідомлення результатів дослідження майбутнім батькам, родичам.

Спадкові захворювання, що передаються нащадкам:

- генні, зчеплені з Х-хромосомою - гемофілія, дальтонізм;

- генні, зчеплені з У-хромосомою - гіпертрихоз (оволосіння вушної раковини);

- генні аутосомні: фенілкетонурія, цукровий діабет, полідактилія, хорея Гентингтона та ін .;

- хромосомні, пов'язані з мутаціями хромосом, наприклад синдром котячого крику;

- геномні - полі- і гетероплоїдія - зміна числа хромосом в каріотипі організму.

Полиплоидия - дво- і більш кратне збільшення числа гаплоидного набору хромосом в клітині. Виникає в результаті нерозходження хромосом в мейозі, подвоєння хромосом без подальшого ділення клітин, злиття ядер соматичних клітин.

Гетероплоїдія (анеуплоїдія) - зміна характерного для даного виду числа хромосом в результаті їх нерівномірного розбіжності в мейозі. Проявляється в появі зайвої хромосоми ( трисомия по 21 хромосомі веде до хвороби Дауна) або відсутності в каріотипі гомологичной хромосоми ( моносомия). Наприклад, відсутність другої Х-хромосоми у жінок викликає синдром Тернера, що виявляється в фізіологічних і розумових порушеннях. Іноді зустрічається полисомой - поява декількох зайвих хромосом в хромосомному наборі.

Методи генетики людини. генеалогічний - метод складання родоводів за різними джерелами - розповідями, фотографіями, картинами. З'ясовуються ознаки предків і встановлюються типи успадкування ознак.

типи успадкування: А) аутосомно-домінантне, б) аутосомно-рецесивне, в) зчеплене з підлогою спадкування.

Людина, щодо якої складається родовід, називається пробандом.

Близнюковий. Метод вивчення генетичних закономірностей на близнюках. Близнюки бувають однояйцеві (монозиготні, ідентичні) і разнояйцовие (дизиготні, неідентичні).

цитогенетичний. Метод мікроскопічного вивчення хромосом людини. Дозволяє виявити генні і хромосомні мутації.

біохімічний. На основі біохімічного аналізу дозволяє виявити гетерозиготного носія захворювання, наприклад носія гена фенілкетонурії можна виявити за підвищеної концентрації фенілаланіну у крові.

Популяційно-генетичний. Дозволяє скласти генетичну характеристику популяції, оцінити ступінь концентрації різних алелей і міру їх гетерозиготності. Для аналізу великих популяцій застосовується закон Харді-Вайнберга.

Селекція, її завдання та практичне значення. Вчення Н.І. Вавилова про центри різноманіття і походження культурних рослин. Закон гомологічних рядів в спадкової мінливості. Методи виведення нових сортів рослин, порід тварин, штамів мікроорганізмів. Значення генетики для селекції. Біологічні основи вирощування культурних рослин і домашніх тварин

 3.2. Відтворення організмів, його значення. Способи розмноження, схожість і відмінність статевого і безстатевого розмноження. Використання статевого і безстатевого розмноження в практичній діяльності людини. Роль мейозу і запліднення в забезпеченні сталості числа хромосом в поколіннях. Застосування штучного запліднення у рослин і тварин

 3.3. Онтогенез і властиві йому закономірності. Спеціалізація клітин, утворення тканин, органів. Ембріональний і постембріональний розвиток організмів. Життєві цикли і чергування поколінь. Причини порушення розвитку організмів

 3.4. Генетика, її завдання. Спадковість і мінливість - властивості організмів. Основні генетичні поняття

 3.5. Закономірності спадковості, їх цитологічні основи. Моно- і дигибридное схрещування. Закономірності успадкування, встановлені Г. Менделем. Зчеплене успадкування ознак, порушення зчеплення генів. Закони Т. Моргана. Хромосомна теорія спадковості. Генетика статі. Успадкування ознак, зчеплених зі статтю. Генотип як цілісна система. Розвиток знань про генотипі. Геном людини. Взаємодія генів. Рішення генетичних завдань. Складання схем схрещування. Закони Г. Менделя і їх цитологічні основи

 3.6. Мінливість ознак у організмів: модификационная, мутационная, комбинативная. Види мутацій і їх причини. Значення мінливості в житті організмів і в еволюції. норма реакції

 3.6.1. Мінливість, її види та біологічне значення

 3.7. Шкідливий вплив мутагенів, алкоголю, наркотиків, нікотину на генетичний апарат клітини. Захист середовища від забруднення мутагенами. Виявлення джерел мутагенів у навколишньому середовищі (побічно) і оцінка можливих наслідків їх впливу на власний організм. Спадкові хвороби людини, їх причини, профілактика

 3.7.1. Мутагени, мутагенез

 3.8. Селекція, її завдання та практичне значення. Вчення Н.І. Вавилова про центри різноманіття і походження культурних рослин. Закон гомологічних рядів в спадкової мінливості. Методи виведення нових сортів рослин, порід тварин, штамів мікроорганізмів. Значення генетики для селекції. Біологічні основи вирощування культурних рослин і домашніх тварин

 3.8.1. Генетика і селекція

 3.8.2. Методи роботи І.В. Мічуріна

 3.8.3. Центри походження культурних рослин

 3.9. Біотехнологія, клітинна і генна інженерія, клонування. Роль клітинної теорії в становленні і розвитку біотехнології. Значення біотехнології для розвитку селекції, сільського господарства, мікробіологічної промисловості, збереження генофонду планети. Етичні аспекти розвитку деяких досліджень в біотехнології (клонування людини, спрямовані зміни геному)

У нашій статті мова піде про унікальній властивості всіх живих організмів, яке забезпечило виникнення величезної кількості видів живих істот. Це спадкова мінливість. Що це таке, які її особливості та механізм здійснення? На ці та багато інших питань ви зараз знайдете відповіді.

Що вивчає генетика

Порівняно молода наука генетика в 19-м столітті відкрила людству багато таємниць його походження і розвитку. А предметом її вивчення є тільки два властивості живих організмів: спадковість і мінливість. Завдяки першому забезпечується спадкоємність поколінь і здійснюється точна передача генетичної інформації в цілій низці поколінь. А ось мінливість забезпечує виникнення нових ознак.

значення мінливості

Навіщо ж організму купувати ці нові ознаки? Відповідь досить проста: для можливості адаптації. На фото нижче перед вами представники кількох рас одного біологічного виду - Людина Розумна. Їх морфологічні відмінності на даному етапі не мають, природно, ніякого пристосувального значення. А ось їх далеким предкам нові риси допомагали вижити у важких умовах. Так, представники монголоїдної раси мають вузький розріз очей, оскільки в степах часто були пилові бурі. А Негроїди мають темну шкіру в якості захисту від палючих сонячних променів.

види мінливості

Мінливістю називають властивість організмів набувати нових ознак в процесі їх історичного і індивідуального розвитку. Вона буває двох видів. Це модификационная і спадкова мінливість. Їх об'єднує ряд ознак. Наприклад, неминуче виникають зміни в зовнішньому будову організмів. Але ось за тривалістю існування модифікацій і ступеня дії вони абсолютно відрізняються.

Модификационная мінливість

Цей вид мінливості є неспадковим. Він не закріплюється в генотипі, не носить постійний характер і виникає під впливом змін умов навколишнього середовища. Яскравим прикладом модифікаційної мінливості може служити відомий досвід з кроликом. Йому голили невелику ділянку сірої вовни. А на голу ділянку шкіри прикладали лід. Через деякий час на цьому місці виростала шерсть білого кольору, яку також голили. Але лід в цьому випадку не прикладали. В результаті на даній ділянці знову виростали волосся темного кольору.

спадкова мінливість

Даний вид мінливості носить постійний характер, оскільки зачіпає структуру генотипу до рівня нуклеотидів ДНК. При цьому нові ознаки передаються новим поколінням. Спадкова мінливість, в свою чергу, також буває двох типів: комбинативная і мутационная. Перша виникає в разі появи нового поєднання генетичного матеріалу. її самим простим прикладом служить злиття гамет в ході статевого розмноження. В результаті організм, отримуючи по половині генетичної інформації від чоловічого і жіночого організму, набуває нових ознак.

Другий вид - це мутаційна спадкова мінливість. Вона полягає у виникненні різких ненаправленої змін генотипу під впливом різних факторів. Ними можуть бути іонізуюче і ультрафіолетове випромінювання, висока температура, азотсодержащие хімічні речовини та інші.

Залежно від рівня структури генетичного апарату, в якому відбуваються зміни, розрізняють кілька типів таких спадкових модифікацій. При геномних змінюється число хромосом в загальному наборі. Це веде до анатомічних і морфологічних змін в організмі. Так, поява третьої хромосоми в 21-й парі викликає хворобу Дауна. При хромосомних мутацій виникає перебудова цієї структури. Вони зустрічаються набагато рідше, ніж геномні. Ділянки хромосом можуть дублюватися або бути відсутнім, перекручуватися, змінювати своє положення. А ось генні мутації, які також називають точковими, порушують послідовність мономерів в структурі нуклеїнових кислот.

Незалежно від виду мутацій, всі вони, як правило, не несуть для організму корисних ознак. Тому людина вчиться керувати ними искусствено. Так, в селекції часла використовується полиплоидия - кратне збільшення числа хромосом в наборі. В результаті рослина стає більш потужним і дає великі плоди у великій кількості. Нікого вже не здивуєш інжировим персиком та іншими смачними рослинними гібридами. Але ж вони є результатом штучно проведеної спадкової мінливості.

Спадкова мінливість у процесі еволюції

Розвиток генетики допомогло зробити значний крок вперед і в розвитку еволюційного вчення. Той факт, що людину і мавпу відрізняє лише одна пара хромосом, став істотним доказом теорії Дарвіна. У рослин і тварин в історичному розвитку можна простежити успадкування прогресивних рис, які передавалися і закріплювалися в генотипі. Наприклад, водорості вийшли на сушу завдяки тому, що в генотипі закріпився ознака наявності механічної та провідної тканин. Кожне наступне покоління залишало для себе тільки потрібні, корисні ознаки, які коректувалися в залежності від умов проживання і навколишнього середовища. Так з'явилися пануючі види рослин і тварин, що володіють самими прогресивними рисами будови.

Отже, спадкова мінливість - це здатність організмів набувати нових ознак, які закріплюються в генотипі. Такі зміни носять тривалий характер, не зникають при зміні умов середовища і передаються у спадок.

Спадковий І ЇЇ РОЛЬ В ПАТОЛОГІЇ

Медична генетика і її завдання

спадковість є властивість живих істот і клітин організму передавати свої ознаки (анатомо-фізіологічні особливості) нащадкам. Вона забезпечує відносну стабільність виду. Основу для природного та штучного відбору, для еволюції виду дає мінливість - властивість організму і його клітин, що виявляється у виникненні нових ознак. Матеріальними носіями спадкової інформації є гени - ділянки молекули ДНК.

Наука про спадковість і мінливість носить назву генетика. Галузь генетики, що займається вивченням спадковості і мінливості людини під кутом зору патології, називається медичної генетикою.

Основні завдання медичної генетики зводяться до наступного:


  1. ^ Вивчення спадкових форм патології . Це означає вивчення їх етіології, патогенезу, вдосконалення діагностики, розробка методів профілактики і лікування. Фатальний характер спадкових захворювань існує лише до тих пір поки не пізнані об'єктивні чинники і механізми їх розвитку. Встановлення закономірностей розвитку ряду спадкових хвороб дозволило не тільки лікувати, але і в певній мірі попереджати досить важко протікають форми спадкової патології.

  2. ^ Вивчення причин і механізмів спадково детермінованою схильності і резистентності до різних (в тому числі і інфекційної природи) захворювань.

  3. Вивчення ролі і значення генетичного апарату в розвитку реакцій адаптації, компенсації і явищах декомпенсації (Див. «Подвійна природа хвороби»).

  4. Детальний всебічне вивчення процесів мутагенезу і антімутагенеза, Їх ролі в розвитку хвороб.

  5. ^ Вивчення ряду общебиологических проблем : Молекулярно-генетичних механізмів канцерогенезу, ролі генетичного апарату в явищах тканинної несумісності, аутоімунних реакціях організму і ін.

^ 2. Поширення спадкових форм патології.

Почнемо з розмежування далеко неоднозначних понять « спадкові хвороби» і« вроджені хвороби» . вродженими називають захворювання, які проявляються відразу після народження. Вони можуть бути і спадковими і неспадковими - зумовленими дією несприятливих чинників середовища на плід, що розвивається в період вагітності і не зачіпають його генетичний апарат. До числа спадкових хвороб відносяться лише ті, в основі яких лежать структурні зміни в генетичному матеріалі. Одні з них клінічно проявляються вже в перші дні після народження, інші в юнацькому, зрілому, а іноді і в літньому віці.

У цьому параграфі мова піде про спадкові хвороби і аномаліях розвитку.

Сьогодні число відомих спадкових хвороб перевищує 2500, тільки спадково детермініруемих порушень обміну речовин, що супроводжуються розумовою неповносправністю, близько тисячі. На кожні 500-800 новонароджених припадає одна дитина з хворобою Дауна, висока частота народження дітей і з іншими досить серйозними хромосомними захворюваннями такими як синдром Клайнфельтера (1,39-1,98; в середньому 1,3 на 1000 хлопчиків), трисомія по Х хромосомою (1 на 750 дівчаток). Від 1/3 до 1/2 сліпих страждають від спадкових дефектів органу зору. За даними США, Канади, Великобританії до 25% лікарняних ліжок в дитячих стаціонарах зайнято пацієнтами зі спадковими формами патології. Тільки на території колишнього СРСР щорічно народжувалося близько 60000 дітей зі спадковою патологією, в тому числі близько 5000 дітей стакими спадковими дефектами розвитку як ущелина верхньої губи ( «заяча губа»), неба ( «вовча паща»), мікроцефалія, гідроцефалія, аненцефалія.

Половина спонтанних абортів і передчасних пологів генетично детермінована. Перелік можна продовжувати довго.

Протягом 20 століття відзначений значний абсолютний і відносний зростання числа спадкових хвороб і аномалій розвитку. Причин цьому багато. Назвемо найважливіші:

Значні успіхи медицини в лікуванні та попередженні багатьох інфекціоннихі аліментарних хвороб, практично ліквідовані такі особливо небезпечні інфекції, як чума, віспа, холера, що відносила в минулі століття десятки мільйонів життів, поліомієліт, котрий залишав десятки тисяч калік. Туберкульоз, який займав ще в минулому столітті перше місце по причині смертностінаселенія в більшості розвинених країн світу, сьогодні пересунулися на 10-15 місце. У такій ситуації на більш чільне місце вийшли ті форми патології, успіх в лікуванні і профілактиці яких значно скромніше;

Удосконалення методів діагностики;

Дедалі більшу забруднення навколишнього середовища мутагенними агентами;

Успіхи молекулярної біології, що дозволила встановити генетичну природу ряду серйозних захворювань, які раніше не пов'язуються саномаліямі генома (приклад - хромосомні хвороби);

Збільшення середньої тривалості життя людини. На території Білорусі, наприклад, в 1898 р вона становила 37,5 років, в I978 р - 72 роки, а адже багато форм спадкових захворювань, як уже говорилося, проявляються через багато років після народження (подагра - після 30-40, хорея Гентингтона - після 40-50 років).

Можливими причинами того, що спадкові хвороби мають «свій вік» розвитку можуть бути наступні:

1) до пори до часу аномальний ген може бути в репресованого стані, а потім під впливом, наприклад, зміненого гормонального фону організму дерепрессіруется і починає проявляти свою активність;

2) в ряді випадків для реалізації дії аномального гена потрібно більш -менш тривале специфічне - «проявляє» дію середовища (при подагрі, ряді форм цукрового діабету);

3) з віком знижується активність процесів репарації.

^ 3. Класифікація спадкових форм патології

У розвитку будь-якої хвороби, як і в життєдіяльності здорового організму, беруть участь різного роду впливу зовнішнього середовища (зовнішній фактор) і спадковість (внутрішній фактор). В якості етіологічного фактора хвороби становить ланки її патогенезу. Частка участі кожного зних в різних захворюваннях своя.

З урахуванням питомої ваги спадковості і середовища виділяють 4 групи хвороб, між якими немає чіткої межі (Н.П. Бочков).

Першу групу складають власне спадкові хвороби, у виникненні і розвитку яких вирішальна роль належить аномаліям в генетичному апараті. До неї відносяться моногенно обумовлені захворювання (алкаптонурія, фенілкетонурія, гепатоцеребральная дистрофія, гемофілія та ін.) І хромосомні хвороби. Середовище визначає лише пенетрантность (проявляемостью дії гена в популяції особин, які мають даними геном 1) і експресивність (ступінь вираженості дії гена у конкретної особи).

У розвитку хвороб другої групи, також як і в першій, основне значення має спадковість, проте необхідно специфічне, так зване «проявляє», дія середовища, без чого хвороба, незважаючи на наявність патологічної мутації, клінічно не проявляється. Так, у гетерозиготних носіїв H в S (аутосомно-рецессівноеілі полудомінантно успадковується гемоглобінопатія - серповидно клітинна анемія) гемолітичні кризи, що ведуть до анемії, виникають лише в умовах гіпоксііілі ацидозу; при спадкової ферментопатії, пов'язаної з дефіцитом гдюкозо-6-фосфат-дегідрогенази, аналогічну роль можуть грати застосування ліків-окислювачів, вживання кінських бобів, іноді вірусна інфекція. Появі клінічних ознак подагри, при якій генетично детерміноване порушення обміну сечової кислоти, сприяє систематичне переїдання, надмірне вживання м'ясної їжі, виноградних вин і інших речовин, метаболізм яких веде до утворення надлишкових кількостей солей сечової кислоти, що відкладаються в суглобах і викликаючи їх ураження.

Основним етіологічним фактором третьої групи хвороб є фактори зовнішнього середовища. Генетично детермінується підвищена чутливість до так званим «факторів ризику». Це хвороби зі спадковою схильністю мультифакторіальні полігенні хвороби. До них відносяться переважна кількість хвороб зрілого та похилого віку: гіпертонічна хвороба, атеросклероз, ішемічна хвороба серця, виразкова хвороба шлунка і 12-палої кишки, злоякісні новоутворення та ін.

Четверту групу складають хвороби, виникнення яких обумовлено факторами середовища, до дії яких організм не має засобів захисту - екстремальними. Це травми (механічні, електричні), дія іонізуючої радіації, опіки, відмороження, особливо небезпечні інфекції. Генетичний фактор в цих випадках визначає тяжкістю хвороби, її результат, в ряді випадків - ймовірність виникнення. Відомо, наприклад, що виникнення навіть захворювань, що викликаються такими високопатогенними збудниками, як збудники чуми, віспи, холери, певною мірою пов'язане з групою крові, детерминируемой, як відомо, генетично. Люди з першою групою крові схильні до захворювання чумою, з другою групою - до віспи і холери.

Отже, відповідно до наведеної класифікації спадкові форми патології підрозділяються на власне спадкові хвороби (потребують і не потребують дії специфічних - «проявляють» чинників середовища) і хвороби зі спадковою схильністю.

За кількістю порушених пошкодженням (мутацією) генів виділяють моногенні і полігенні захворювання. До числа останніх відносяться хвороби зі спадковою схильністю, оскільки вони є багатофакторним, а також велика окрема група захворювань, пов'язана з хромосомними або геномних мутаціями - хромосомних.

Моногенні хвороби, успадковані за законами Менделя, в свою чергу поділяються за типом успадкування: на аутосомно-домінантні, аутосомно-рецесивні та успадковані зчеплене зі статевими (зазвичай X) хромосомами. Серед найбільш часто зустрічаються аутосомно-домінантних хвороб і аномалій розвитку, сумарна частота яких складає 7 на 1000 новонароджених (COCarler, I969), можна назвати полідактилія (частіше - гексодактілія), ахондроплазію, неврофіброматоз, таллаесемію, хорею Гентингтона, вроджений отосклероз, недосконалий остеогенез і ін. До числа аутосомно-рецесивних (сумарна частота 2 на 1000 новонароджених) відносяться ретинобластома дітей, пігментна ксеродерма, анемія Адиссона-Бірмера, алкаптонурія, фенілкетонурія, сімейна гиперхолистеринемия, гепатоцеребральная дистрофія, галактоземія, мікроцефалія, аненцефалія, одна з форм гідроцефалії та ін .

Прикладами форм патології, успадкованих зчеплене з Х-хромосомою є:

Рецесивно успадковані (сумарна частота 0,4 на 1000 народжених) гемофілія А і Б, м'язова дистрофія Дюшена, іхтіоз, дальтонізм, альбінізм, ферментопатия, пов'язані з дефіцитом глюкозо-6-фосфат-гідрогенази, атрофія зорового нерва;

Домінантно успадковані гіпоплазія емалі зубів, вітамін-Д-резистентний рахіт.

Часто використовується системно-органна класифікація спадкових форм патології, в основу якої покладено облік вражаються органів (спадкові хвороби і аномалії розвитку серцево-судинної системи, ендокринної, нервової системи і т.п.). Дана класифікація досить умовна, оскільки генетичні дефекти дуже часто зачіпають багато органів і системи.

Клінічно найбільш значущою є класифікація по первинному біохімічному дефекту, виявлення якого дозволяє не тільки з достатнім ступенем надійності діагностувати захворювання, але і здійснювати патогенетично обгрунтоване лікування хвороби. Однак до сих пір первинний біохімічний дефект вдалося з'ясувати для порівняно невеликого числа спадкових хвороб.

^ 4. Методи визначення спадкової природи

хвороб і аномалій розвитку

Генеалогічний метоз, заснований на складанні родоводів таблиць за допомогою прийнятих в генетиці символів, дозволяє виявити спадковий характер досліджуваного прізнакаілі хвороби і встановити тип успадкування (домінантний, рецесивний, зчеплений з підлогою). Домінантні ознаки і хвороби успадковуються по прямій лінії (від батьків до дітей, з потомства в потомство і проявляються як у гомозигот так і у гетерозигот); рецесивні - не по прямій лінії, з перервами, проявляються лише в гомозиготному стані.

Близнюковий метод (зіставлення внутрипарное конкордантности - ідентичності ознак або форм патології у одно- і двуяйцевих близнюків, які живуть в однакових і різних умовах середовища) дозволяє виявити відносну роль спадковості і середовища в розвитку аналізованого патологічного явища. Висока конкордантность однояйцевих близнюків, які живуть в різних умовах, по досліджуваному ознакою свідчить на користь його спадкової природи. Про вирішальне значення в розвитку тієї чи іншої конкретної форми патології факторів навколишнього середовища говорить висока конкордантность різнояйцевих близнюків, особливо що живуть в однакових умовах.

Демографічний (статистичний) метод заснований на статистичному аналізі захворюваності ізолятів - групи людей (не менше 50 осіб), які в силу географічних умов, релігійних або племінних традицій змушені часто вступати в близькоспоріднені шлюби. Останні значно збільшують вірогідність зустрічі двох однакових патологічних рецесивних генів і народження дітей, гомозиготних за цією ознакою. Шкідливість шлюбів між близькими родичами проявляється в більшій частоті виникнення рецесивних форм патології, передчасних пологів, числа мертвонароджень і ранньої дитячої смертності, оскільки летальні і напівлетальні гени, що детермінують ці явища, також відносяться до категорії рецесивних.

Каріологіческій або цитогенетичний метод - метод вивчення каріотипу (структурної організації ядра, яка характеризується кількістю і будовою хромосом) в клітинах, що діляться пацієнта дозволяє виявити і визначити характер хромосомних хвороб, в основі яких лежать генні мутації і хромосомні аберації.

Метод дослідження статевого хроматину (тілець Барра) в лейкоцитах і епітелії хворого також дозволяє виявляти хворих з хромосомними захворюваннями.

Статевий хроматин або хроматиновой тільце, знаходиться під оболонкою ядра, в нейтрофілах за формою нагадує барабанну паличку, утворений неактивною, що знаходиться в стані спирализации Х-хромосомою. У нормі один статевий хроматин виявляється тільки в клітинах жінок, оскільки у них 2 Х-хромосоми: одна активна і одна в стані спирализации. Виявлення статевогохроматину в клітинах чоловічого організму, так само як збільшення числа або відсутність статевого хроматину в клітинах жіночого організму дозволяє, поряд з результатами каріологіческій методу дослідження, визначити види хромосомних хвороб, пов'язаних зі зміною числа статевих хромосом (синдром Клайнфельтера, трисомія-Х, синдром Шерешевського Тернера та ін.).

Виявлення ряду серйозних спадкових хвороб сприяє біохімічний метод, заснований на визначенні біохімічних відмінностей в складі сечі, крові. Так, виявлення в еритроцитах крові хворого Н в S дозволяє діагностувати у нього серповидно-клітинну анемію, визначення в сечі фенікпіровіноградной кислоти використовується для діагностики фенілкетонурії.

Вивченню природи і закономірностей розвитку спадкових форм патології сприяє і експериментальний метод дослідження, для чого виявляють і створюють умови для розмноження тварин з різного роду спадковими дефектами, аналогічними тим, які притаманні людині. Собаки хворіють на гемофілію, у кроликів зустрічається ахондроплазия, у мишей гипофизарная карликовість, ожиріння і т.д.

^ 5. Етіологія спадкових форм патології

Причинами виникнення спадкових хвороб і аномалій розвитку є фактори, здатні змінити якісну або кількісну характеристику генотипу (структуру окремих генів, хромосом, їх число), тобто викликати мутації. Такого роду чинники називають мутагенами. Мутагени класифікують на екзогенні та ендогенні. Екзогенні мутагени можуть бути хімічної, фізичної та біологічної природи. Кхіміческім екзогенних мутагенів відносяться багато речовини промислового виробництва (бензопірен, альдегіди, кетони, епоксид, бензол, азбест, фенол, формалін, ксилол та ін.), Пестициди. Вираженою мутагенною активністю володіє алкоголь. У клітинах крові алкоголіків число дефектів в генетичному апараті зустрічаються в 12-16 разів частіше, ніж у непьющіхілі мало людей, що п'ють. Набагато частіше в сім'ях алкоголіків народжуються діти з синдромом Дауна, Клайнфельтера, Патау, Едвардса та іншими хромосомними хворобами. Мутагенні властивості притаманні і деяких лікарських препаратів (цитостатикам, акрихіну, клофеліну, з'єднанням ртуті і ін.), Речовин, вживаних з їжею (сильний мутаген гідразин міститься у великих кількостях в їстівних грибах, естрагон і пиперин в чорному перці; безліч речовин, що володіють генотоксичними властивостями, утворюється при кулінарній обробці жиру і т.д.). Значний генетичний ризик виникає при тривалому вживанні людиною молока і м'яса тварин, в кормах яких переважають трави, які містять багато мутагенів (наприклад, люпин). Групу екзогенних фізичних мутагенів становлять всі види іонізуючої радіації (α-, β-, γ-, рентгенівські промені), ультрафіолетове випромінювання. Продуцентами біологічних екзогенних мутагенів є вірусикорі , краснухи, гепатиту.

Ендогенні мутагени також можуть бути хімічної (Н 2 О 2, перекису ліпідів, вільні радикали) і фізичної (До 40, С 14, родон) природи.

Розрізняють також справжні і непрямі мутагени. До числа останніх відносяться з'єднання, коториесамі в звичайному стані не роблять шкідливої \u200b\u200bдії на генетичний апарат, проте, потрапивши в організм, в процесі метаболізму набувають мутагенні властивості. Наприклад, деякі широко поширені азотовмісні речовини, (нітрати азотистих добрив), перетворюються в організмі в дуже активні мутагени і канцерогени (нітрити).

Роль додаткових умов в етіології спадкових захворювань в одних випадках досить істотна (якщо розвиток спадкової хвороби, клінічне її прояв пов'язано з дією певних «проявляють» чинників середовища), в інших менш значима, обмежується лише впливом на експресивність хвороби, не пов'язаної з дією будь або специфічних факторів середовища.

^ 6. Загальні закономірності патогенезу спадкових хвороб

Ініціальним ланкою патогенезу спадкових хвороб є мутації - раптове стрибкоподібне зміна спадковості, обумовлене зміною структури гена, хромосом або їх числа, тобто характеру або обсягу спадкової інформації.

З урахуванням різних критеріїв запропоновано кілька класифікацій мутацій. Згідно з однією з них розрізняють спонтанні і індуковані мутації. Перші виникають в умовах природного фону навколишнього і внутрішнього середовища організму, без будь-яких спеціальних дій. Причиною їх може бути зовнішня і внутрішня природна радіація, дія ендогенних хімічних мутагенів і т.п. Індуковані мутації викликаються спеціальним цілеспрямованим впливом, наприклад, в умовах експерименту.

За іншою класифікацією виділяють специфічні і неспецифічні мутації. Обмовимося, що більшість генотипів НЕ прізнаетналічія специфічних мутацій, вважаючи, що характер мутацій не залежить від якості мутагена, що однакові мутації можуть бути викликані різними мутагенами, а один і той же мутаген може індукувати різні мутації. Прихильниками існування специфічних мутацій є І.П. Дубінін, Е.Ф. Давиденкова, Н.П. Бочков.

По виду клітин, пошкоджених мутацією, розрізняють соматичні, що виникають в клітинах тіла, і гаметную мутації - в статевих клітинах організму. Наслідки тих і інших неоднозначні. При соматичних мутацій хвороба розвивається у носія мутацій, потомство від такого роду мутації не страждає. Наприклад, точкова мутаціяілі ампліфікація (множення) протоонкогена в соматичній клітині може послужити початком пухлинного росту у даного організму, але не у його дітей. При гаметную мутаціях, навпаки, організм-носій мутації не хворіє. Страждає від такої мутації потомство.

За обсягом, порушеного мутацією, генетичного матеріалу мутації ділять на генні йди точкові (зміни в межах одного гена, порушується послідовність або склад нуклеотидів), хромосомні аберації або перебудови, що змінюють структуру окремих хромосом, і геномні мутації, які характеризуються зміною числа хромосом.

Хромосомні аберації, в свою чергу поділяються на такі види:

Делеция (нестача) - вид хромосомної перебудови, при якій випадають окремі ділянки і соответствующіеім гени хромосоми. Якщо послідовність генів в хромосомі зобразити поруч цифр 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ....... 10000, то при делеції ділянки 3-6 хромосома коротшає, а послідовність в ній генів змінюється (1 , 2, 7, 8 ...... 10000). Прикладами вродженої патології, пов'язаної з делецией є синдром «котячого крику», в основі якого лежить делеция сегмента р1 - p-eг (короткого плеча) 5-ої хромосоми. Хвороба проявляється поруч дефектів розвитку: місяцеподібне обличчя, антімонголоідний розріз очей, мікроцефалія, млявий надгортанник, своєрідне розташування голосових зв'язок, в результаті чого плач дитини нагадує крик кішки. З делецией від однієї до чотирьох копій Н в - генів пов'язаний розвиток однієї з форм спадкових гемоглобинопатий - α-таласемії (див. Розділ «Патофізіологія системи крові»);

Дуплікація - вид хромосомної перебудови, при якій ділянку хромосоми і відповідний блок генів подвоюється. При прийнятої вище нумерації генів в хромосомі і дуплікації на рівні 3-6 генів послідовність генів в такий хромосомі буде виглядати наступним чином - 1, 2, 3, 4, 5, 6, 3, 4, 5, 6, 7, 8 - 10000 . Сьогодні відомі різні варіанти дуплікацій (часткові трисомії) практично для всіх аутосом. Зустрічаються вони порівняно рідко.

Інверсія - вид хромосомної перебудови, при якій ділянку хромосоми (наприклад, на рівні генів 3-6) повертається на 180 ° - 1, 2, 6, 5, 4,3 , 7, 8 .... 10000;

Транслокация - вид хромосомної перебудови, що характеризується переміщенням ділянки хромосоми на інше місце тієї ж або іншої хромосоми. В останньому випадку гени транслоцироваться ділянки потрапляють в іншу групу зчеплення, інше оточення, що може сприяти активації «мовчали» генів або, навпаки, пригнічувати активність в нормі «працюють» генів. Прикладами серйозної патології, в основі якої лежать явища транслокації в соматичних клітинах, можуть бути лімфома Беркітта (реципрокная транслокация між 8-й і 14-ій хромосомами), міелоцітарний лейкоз - реципрокная транслокация між 9-й і 22-й хромосомами (докладніше див. в розділі «Пухлини»).

Заключним ланкою патогенезу спадкових хвороб є реалізація дії аномального гена (генів). Розрізняють 3 основних її варіанти:

1. Якщо аномальний ген втратив код програми синтезу структурного або функціонально важливого білка порушується синтез відповідних інформаційної РНК і білка. У відсутності або при недостатній кількості такого білка порушуються процеси, в здійсненні яких на певному етапі даному білку належить ключова роль. Так, порушення синтезу антигемофильного глобуліну А (фактора VIII), В (фактора IX), плазмового попередника тромбопластину (фактора XI), яким належить виключно важливе значення в здійсненні різних етапів внутрішнього механізму I фази згортання крові, веде до розвитку гемофілії (відповідно: А , В і С). Клінічно хвороба проявляється Гематомний типом кровоточивості з ураженням опорно-рухового апарату. Переважають крововиливи у великі суглоби кінцівок, рясні кровотечі навіть при легких травмах, гематурія. Гемофілія А і В успадковуються зчеплене з Х хромосомою, рецесивно. Гемофілія С успадковується за домінантним або полудомінантному типу, аутосомно.

В основі розвитку гепато-церебральної дистрофії лежить дефіцит білка - церулоплазміну, що пов'язане зі збільшенням всмоктування, порушенням метаболізму і виведення міді, надмірною її накопиченням в тканинах. Токсична дія міді позначається особливо сильно на стані і функції нервової системи і печінки (процес який завершується цирозом). Перші симптоми хвороби проявляються у віці 10-20 років, швидко прогресують і закінчуються смертельним результатом. Спадкування аутосомно-рецесивне.

2. Втрата мутантним геном коду програми синтезу того чи іншого ферменту завершується зменшенням або припиненням його синтезу, дефіцитом його в крові і тканинах і порушенням каталізуються їм процесів. Як приклади розвитку таким шляхом спадкових форм патології можна назвати ряд хвороб амінокислотного, вуглеводного обміну та ін. Фенілпіровиноградна олігофренія, наприклад, пов'язана з порушенням синтезу фенілаланінгідроксилази, що каталізує в нормі перетворення споживаного з їжею фенілаланіну в тирозин. Дефіцит ферменту веде до надмірного вмісту в крові фенілаланіну , різноманітним змінам в обміні тирозину, продукції значних кількостей фенилпировиноградной кислоти, пошкодження мозку з розвитком мікроцефалії і розумової відсталості. Захворювання успадковується аутосомно-рецесивно. Діагноз його може бути поставлений в перші дні після народження дитини, ще до прояву виражених симптомів хвороби по виявленню в сечі фенилпировиноградной кислоти і феніл-аланінеміі. Рання діагностика і своєчасно почате лікування (дієта з низьким вмістом фенілаланіну) дозволяє уникнути розвитку хвороби, найбільш важкого її прояву - розумову неповноцінність.

Відсутність оксидази гомогентизиновой кислоти, яка бере участь в обміні тирозину, веде до накопичення проміжного продукту тирозинового обміну - гомогентизиновой кислоти, що не окислюється в малеілацетоуксусную кислоту, а відкладається в суглобах, хрящах, сполучної тканини, викликаючи з віком (зазвичай вже після 40 років) розвиток важких артритів. Діагноз і в цьому випадку може бути поставлений дуже рано: на повітрі сеча таких дітей через наявність в ній гомогентизиновой кислоти чорніє. Успадковується аутосомно-рецесивно.

3. Нерідко в результаті мутації формується ген з патологічним кодом, внаслідок чого синтезується аномальна РНК і аномальний білок із зміненими властивостями. Найбільш яскравим прикладом патології такого типу є серповидно-клітинна анемія, при якій в 6-му положенні β-ланцюга гемоглобіну глутаніновая амінокислота замінена на валін, утворюється нестабільний Н в S. У відновленому стані розчинність його різко зменшується, підвищується його здатність до полімеризації. Утворюються кристали, що порушують форму еритроцитів, які легко гемолизируются, особливо в умовах гіпоксії та ацидозу, приводячи до розвитку анемії. Спадкування аутосомно-реціссівний або полудомінантное (більш докладні відомості в розділі «Патологія системи крові»).

Важливою умовою для виникнення і реалізації дії мутацій є неспроможність системи репарації ДНК, що може бути детерміновано генетично або розвинутися в процесі життя, під впливом несприятливих факторів внешнейілі внутрішнього середовища організму.

Так, в генотипі здорових людей є ген з кодом програми синтезу ферменту екзонуклеаза, що забезпечує «вирізання» піримідинових димерів, які утворюються під впливом ультрафіолетового випромінювання. Аномалія даного гена, що виражається у втраті коду програми синтезу екзонуклеаза, підвищує чутливість шкіри до сонячного світла. Під впливом навіть нетривалої інголяціі виникає сухість шкіри, хронічне її запалення, патологічна пігментація, пізніше з'являються новоутворення, що піддаються злоякісному переродженню. Дві третини хворих помирають у віці до 15 років. Захворювання - пігментна ксеродерма - успадковується аутосомно-рецесивно.

Функціональні потенції системи репарації ДНК слабшають з віком.

Певна роль у патогенезі спадкових форм патології може належати, мабуть, стійких порушень регуляції генної активності, що, як уже зазначалося, може бути однією з можливих причин прояви спадкової хвороби лише через багато років після народження.

Отже, основні механізми розвитку спадкової патології пов'язані з:

1) мутаціями, в результаті яких виникає

А) випадання нормальної спадкової інформації,

Б) збільшення обсягу нормальної спадкової інформації,

В) заміна нормальної спадкової інформації на патологічну;

2) порушенням репарації пошкодженої ДНК;

3) стійкими змінами регуляції генної активності.

^ 7. Хромосомні хвороби

Особливу групу захворювань, пов'язаних зі структурними змінами в генетичному матеріалі »складають хромосомні хвороби, умовно відносяться до категорії спадкових. Справа в тому, що в переважній більшості випадків хромосомні хвороби не передаються потомству, оскільки їх носії найчастіше бувають марними.

Хромосомні хвороби обумовлені геномниміілі хромосомними мутаціями, що відбулися в гамете одного з батьків, або в зиготі, сформованої гаметамі з нормальним набором хромосом. У першому випадку все клітини майбутньої дитини будуть містити аномальний хромосомний набір (повна форма хромосомної хвороби), у другому - розвивається мозаїчний організм, лише частина клітин якого з аномальним набором хромосом (мозаїчна форма хвороби). Ступінь вираженості патологічних ознак при мозаїчній формі хвороби слабкіше, ніж при повній.

Фенотипічну основу хромосомних хвороб становлять порушення раннього ембріогенезу, внаслідок чого хвороба завжди характеризується множинними вадами розвитку.

частота хромосомних порушень досить висока: з кожної 1000 живонароджених немовлят 3-4 мають хромосомні хвороби, у мертвонароджених дітей вони складають 6%; дисбалансом хромосом обумовлено близько 40% спонтанних абортів (Н.П.Бочков, 1984). Кількість варіантів хромосомних хвороб не настільки велика, як можна було б очікувати теоретично. Дисбаланс, який стосується усі пари хромосом, викликає настільки значні порушення в організмі, що вони, як правило, виявляються несумісними з життям вже на ранніх або більш пізніх етапах ембріогенезу. Так, моноплоідія не розпізнається ні у новонароджених, ні у абортусов. Описані поодинокі випадки тріплаідіі і тетраплоїдом у абортусов і у живонароджених, які, однак, гинули в перші дні життя. Найчастіше зустрічаються зміни числа або структури окремих хромосом. Недолік генетичного матеріалу викликає більш значні дефекти, ніж надлишок. Повні моносомии, наприклад, по аутосомам практично не виявлено. Мабуть такий дисбаланс викликає летальний результат вже в гаметогенезе або на стадії зиготи і ранньої бластули.

Основа для розвитку хромосомних хвороб, пов'язаних зі зміною числа хромосом формується в гаметогенезе, під час першого або другого мейотіческіх поділів або в період дроблення заплідненої яйцеклітини, найчастіше в результаті нерозходження хромосом. При цьому одна з гамет замість одинарного набору хромосом містить вкрай рідко - диплоїдний набір всіх хромосом, або 2 хромосоми будь-якої з пар хромосом, друга гамета не містить жодної такої хромосоми. При заплідненні аномальної яйцеклітини сперматозоїдом з нормальним набором хромосом або нормальної яйцеклітини аномальним сперматозоїдом, рідше при поєднанні двох гамет, що містять змінене число хромосом, створюють передумови для розвитку хромосомної хвороби.

Імовірність такого роду порушень, а, отже, і народження дітей з хромосомними хворобами, наростає з віком батьків, особливо матері. Так, частота нерозходження 21-ої пари хромосом в 1-м мейотичному поділі становить 80% всіх його випадків, з них в 66,2% - у матері і в 13,8% - у батька; сумарний ризик мати дитину з трисомія по 13-ої, 18-ої, 21-ої хромосоми для жінки у віці 45 років і старше в 60 разів вище ризику для жінки 19-24 років (Н.П. Бочков та ін. 1984).

Найчастішою хромосомної хворобою є хвороба Дауна. Каріотип хворих в 94% складається з 47 хромосом за рахунок трисомії по 21 хромосомі. Приблизно в 4% випадків відзначається транслокація зайвої 21-ої хромосоми в 14-ю або 22-ю, загальне число хромосом одно 46. Хвороба характеризується різкою затримкою і порушенням фізичного та психічного розвитку дитини. Такі діти низькорослі, пізно починають ходити, говорити. Впадають в око зовнішній вигляд дитини (характерна форма голови зі скошеним потилицею, широка, глибоко запала перенісся, монголоїдної розріз очей, відкритий рот, неправильний ріст зубів, макроглоссия, м'язова гіпотонія з разболтанностью суглобів, брахидактилия, особливо мізинця, поперечна складка на долоні і ін .) і виражена розумова відсталість, іноді до повної ідіотії. Порушення відзначаються у всіх системах і органах. Особливо часті вади розвитку нервової (в 67%), серцево-судинної (64,7%) системи. Як правило, змінені реакції гуморального і клітинного імунітету, страждає система репарації пошкодженої ДНК. З цим пов'язана підвищена сприйнятливість до інфекції, більш високий відсоток розвитку злоякісних новоутворень, особливо лейкозів. У більшості випадків хворі безплідні. Однак, трапляються випадки народження хворою жінкою дітей, частина з них страждають тією ж хворобою.

Другий за частотою (1: 5000-7000 пологів) патологією обумовленої зміною числа аутосом, є синдром Патау (трисомія 13). Синдром характеризується важкими вадами головного мозку і особи (дефекти будови кісток мозкового і лицевого черепа, головного мозку, очей; мікроцефалія, ущелина верхньої губи та піднебіння), полідактилія (частіше - гексодактілія), дефектами перегородок серця, незавешенним поворотом кишечника, полікістозом нирок, пороками розвитку інших органів. 90% дітей народилися з цією патологією, гинуть протягом 1-го року життя.

Третє місце (1: 7000 народжень) серед полісемії аутосом займає трисомия 18 (синдром Едвардса). Основні клінічні прояви хвороби: численні вади кісткової системи (патологія будови лицьової частини черепа: микрогнатия, епікант, птоз, гипертелоризм) серцево-судинної (дефекти міжшлуночкової перегородки, вади клапанів легеневої артерії, аорти), гіпоплазія нігтів, підковоподібна нирка, крипторхізм у хлопчиків. 90% хворих гине на першому році життя.

Набагато частіше зустрічаються хромосомні хвороби, пов'язані з нерозходженням статевих хромосом. Відомі варіанти гоносомних полісомій наведені в таблиці.

Типи гоносомних полісомій, виявлених у новонароджених

(По Н.П.Бочкову, А.Ф. Захарову, В.І.Іванову, 1984)


^ Х-полисомой при відсутності у-хромосоми

Х-полісоміі в присутності однієї у-хромосоми
у-полисомой в присутності однієї Х-хромосоми
Полисомой по обидва хромосомами

47 XXX

(1,3: 1000)
47 ХХУ

(1,5: 1000)
47 ХУУ

(1: 1000)
48 ХХУУ

48 ХХХХ

(30 відомих випадків)


48 ХХХУ

(Рідко)


48 ХУУУ

(дуже рідко)


49 ХХХУУ

(1:25000)

49 ХХХХХ

(Число випадків

Не вказано)


49 ХХХХУ

(Близько 100 відомих випадків)


49 ХУУУУ

(Число випадків не вказано)

Як випливає з таблиці, переважна кількість полісімій за статевими хромосомами доводиться на трисомії XXX, XXV, XVV.

При трисомії по Х-хромосомі ( «сверхженщіна») клінічні ознаки хвороби нерідко відсутні або мінімальні. Хвороба диагносцируется по виявленню замість одного двох тілець Барра і по каріотип 47, XXX. В інших випадках у хворих відзначається гіпоплазія яєчників, матки, безпліддя, різні ступені розумової неповноцінності. Збільшення в каріотипі числа Х-хромосом збільшує прояв розумової відсталості. Такі жінки частіше, ніж в загальній популяції страждають на шизофренію.

Варіанти полісомій за участю У-хромосом більше многочисл і різноманітні. Найчастіший з них - синдром Клайнфельтера - обумовлений збільшенням загального числа хромосом до 47 за рахунок Х-хромосоми. Хворий чоловік (наявність У-хромосоми домінує при будь-якій кількості Х-хромосом) відрізняється високим ростом, жіночим типом будови скелета, інертністю і розумовою відсталістю. Генетичний дисбаланс зазвичай починає проявлятися в період статевого дозрівання, недорозвиненням чоловічих статевих ознак. Яєчка зменшені в розмірах, спостерігається аспермия або олигоспермия, часто гінекомастія. Надійним діагностичним ознакою синдрому служить виявлення в клітинах чоловічого організму статевогохроматину. Синдром сверхклайн-фельтера (ХХХУ, два тільця Барра), характеризується більшою виразністю названих ознак, розумова неспроможність досягає ступеня ідіотії.

Володар кариотипа 47, ХУУ - «супер чоловік» відрізняється імпульсивною поведінкою з вираженими елементами агресивності. Велике число таких індивідів виявляється серед ув'язнених.

Гоносомная моносомия зустрічається набагато рідше, ніж полисомой, і обмежується лише моносомією Х (синдром Шерешевського-Тернера). Каріотип складається з 45 хромосом, статевої хроматин відсутній. Хворі (жінки) відрізняються низьким зростанням, короткою шиєю, шийними бічними шкірними складками. Характерні лімфатичний набряк стоп, слабкий розвиток статевих ознак, відсутність гонад, гіпоплазія матки і фолопіевих труб, первинна аменорея. Такі жінки безплідні. Розумова здатність, як правило, не страждає.

Випадків моносомии У не виявлено. Мабуть відсутність Х-хро-мосом несумісне з життям і особини типу «ОУ» гинуть на ранніх етапах ембріогенезу.

Хромосомні хвороби, обумовлені структурними змінами хромосом, зустрічаються рідше і, як правило, призводять до більш тяжких наслідків: спонтанних абортів, недоношеності, мертвонародження, ранньої дитячої смертності.

8. Фенокопіі

Фенокопії називають форми патології, що формуються в період ембріогенезу під впливом факторів зовнішнього середовища, які пов'язані зі зміною в генетичному апараті, але по основних проявів подібні зі спадковими формами патології.

Причинами фенокопій можуть бути:

Кисневе голодування плода, тривалий вплив якого може призвести до поразкою Ц.Н.С .;

Інфекційні захворювання вагітної жінки, особливо в ранній період вагітності. Вкрай небезпечні такі інфекції як токеоплазмоз, краснуха, сифіліс та ін., Що викликають у значному відсотку випадків (до 60-70%) важкі каліцтва (мікроцефалія, гідроцефалія, аномалію очей, глухонімоту, розколину м'якого піднебіння та ін.);

Ендокринні порушення в організмі вагітної жінки, до 2-2,5 разів і більше збільшують ймовірність різного роду відхилень у майбутньої дитини;

Психічна травма та емоційні перенапруження жінки в період вагітності;

Лікарські препарати, що володіють цитотоксичною або антіметаболіческого дією. Свого часу весь світ потрясли важкі наслідки застосування вагітними широко розрекламованого снодійного - Талідамід (десятки тисяч дітей з важкими формами каліцтв і вад розвитку;

Недолік в їжі жінки мікроелементів (заліза, кобальту, міді), вітамінів (С, Е, В1, РР і ін.);

Алкоголізм батьків (для порівняння: порушення інтелекту, пороки розвитку у дітей непитущих батьків складають близько 2%, у помірно питущих - до 9%, у сильно питущих - близько 74%);

Неграмотне використання контрацептивів, а також застосування різного роду засобів для переривання вагітності.

^ 9. Принципи профілактики спадкової патології і фенокопій

Принципи профілактики спадкових форм патології і фенокопій коротко зводяться до наступних основних положень:

1. Охорона навколишнього середовища від забруднення її мутагенами і створення умов, які обмежують (краще - запобігають) їх потрапляння в організм людини.

2. Запобігання негативних наслідків дії на організм мутагенів.

3. Грамотне, добре налагоджене генетичне консультування людей, які збираються одружитися або готуються до дітородіння з визначенням можливого ризику народження хворої дитини. Це особливо важливо в тих випадках, коли хоча б один з батьків або їх близьких страждають (страждали) спадковими хворобами або мали каліцтва та інші аномалії розвитку.

4. Уникнення близькоспоріднених шлюбів і роз'яснення населенню шкідливості шлюбу між близькими родичами.

5. здоровий образ життя.

7. Охорона здоров'я вагітної жінки.

8. Уникання кримінальних абортів і застосування засобів для переривання вагітності.

На двох перших з названих положень зупинимося докладніше.

Сьогодні пропонується 3 шляху боротьби із забрудненням навколишнього середовища, мутагенними агентами і обмеження ступеня шкідливого їх впливу на організм:

А) технологічний - переклад промислового виробництва на замкнуті цикли (безвідходне виробництво) - найбільш радикальний, але вкрай дорогий, практично недосяжний шлях (в умовах інтенсивного транспорту) мутагенів і незастрахованності від можливих аварій, наслідки яких іноді виявляються катастрофічними (приклад - аварія на ЧАЕС) ;

Б) компонентний - передбачає виявлення мутагенів середовища і їх вилучення, - теж вельми привабливий, неймовірно дорогий і обмежений для реалізації шлях вже хоча б тому, що відмовитися від використання багатьох мутагенів людство сьогодні не в змозі (від використання рентгенівських променів, радіоізотопів, цитостатиків, інших ліків і діагностичних процедур з побічним мутагенний ефект - в медицині; від застосування пестицидів у сільському господарстві, деяких хімічних сполук в металургії, хімічній та коксохімічному виробництві і т.п .;

В) компенсаційний - розрахований на зниження ймовірності частоти мутацій за рахунок підвищення стійкості генетичного апарату до мутагенних впливів і усунення вже виниклих мутацій, - найбільш перспективний, який найчастіше використовують шлях боротьби з наслідками забруднення середовища.

Процес придушення спонтанних і індукованих мутацій називається антімутагенезом, а речовини, що володіють такими властивостями, - Антимутагени-ми. До числа антимутагенів відносяться з'єднання 1) нейтралізуючі мутаген до його реакції з молекулою ДНК, 2) знімають пошкодження молекули ДНК, викликані мутагенів, або підвищують її стійкість до них, 3) що перешкоджають перетворенню в організмі непрямих мутагенів в справжні. Сьогодні відомо близько 200 природних і синтетичних сполук, що володіють усіма або частиною з перерахованих властивостей. Це деякі амінокислоти (аргінін, гістидин, метіонін і ін.), Ферменти (пероксидаза, НАДФ-оксидаза, каталази, глутамінпероксідази і ін.), Ряд лікарських засобів (сульфаніламіди, інтерферон, антиоксиданти та ін.). Високої антимутагенної активністю володіють вітаміни Е, С, А, К. Перші два з них відносяться до числа універсальних антимутагенів, що блокують різні ланки мутагенезу: підвищують активність ферментів, що знешкоджують мутагени, пригнічують процес перетворення непрямих мутагенів в справжні, оберігають ДНК від шкідливої \u200b\u200bдійства мутагенів, пригнічують активність вільних радикалів, Активують процес репарації ДНК, тобто підвищують її стійкість до генотоксичним впливам (Алекперов У.К., 1989). Виражені антимутагенні властивості притаманні багатьом овочам і фруктам. Особливо сильно вони проявляються у капусти, яблук, м'яти, зеленого перцю, ананаса, баклажанів, винограду. Багаторазово (від 4 до 11 разів) знижується токсичний ефект мутагенів в експерименті. Ось чому правильне збалансоване, багате фруктами і овочами харчування може бути одним з дієвих засобів індивідуальної профілактики генотоксичної ефекту факторів навколишнього середовища.

^ 10. Принципи лікування спадкових хвороб і вад розвитку

Для лікування спадкових хвороб, як і при лікуванні захворювань ненаследственной природи (інфекційних, аліментарних, обмінного характеру та інших) застосовується симптоматичне, патогенетичне, етіологічне лікування з використанням всіх видів терапевтичного впливу: від застосування ліків, дієтотерапії фізіо-, бальнео- кліматотерапії до хірургічного втручання .

Найбільш часто застосовується симптоматичне лікування (на відміну від неспадкових форм патології, при яких даний метод використовується зазвичай лише як допоміжний засіб). Для багатьох спадкових хвороб симптоматичне лікування є єдиним. Особливо часто використовується лікарська терапія: анальгетики при спадкових формах мігрені; пилокарпин при глаукомі; спеціальні, що знімають свербіж і біль, мазі при багатьох шкірних захворюваннях; муколітичні (розріджують слиз) кошти в поєднанні з антибіотиками при муковісцидозі, головним і найбільш обтяжливим проявом однієї з форм якого є рясне утворення дуже густий і в'язкого слизу в протоках екзокринних залоз бронхів.

Патогенетичне лікування, розраховане на переривання патологічної ланцюга патогенезу хвороби, є при спадкових, як і при неспадкових формах захворювань найбільш обґрунтованим і ефективним. Варіанти патогенетичного лікування при спадкових формах патології можуть бути наступними:

1. Корекція обміну, що досягається

Винятком або обмеженням в раціоні хворого речовин, які в результаті дії мутантного гена і пов'язаного з цим порушеного обміну перетворюються в токсичні для організму (фенілаланіну при фенілкетонурії, галактози при галактоземії і т.д.);

Відшкодуванням продукту, вироблення якого порушена в результаті мутації гена (введення інсуліну при цукровому діабеті, антигемофильного глобуліну А чи В при відповідних формах гемофілії, тиреоїдних гормонів при гіпофункції щитовидної залози і т.д.);

Звільненням від продуктів обміну, посилено накопичуються в організмі (призначення препаратів БАЛ, унітод, Д-пеніциламін, що сприяють виведенню міді; при гепато-церебральної дистрофії; ліків, що забезпечують виведення солей сечової кислоти при подагрі; в ряді випадків вдаються до використання сорбційних методів детоксикації) ;

Метаболічної ингибицией (аллопурінод, наприклад, застосовується при подагрі для пригнічення синтезу ксантиноксидази і зменшення таким чином концентрації сечової кислоти).

2. Додавання до раціону хворого певних речовин, що компенсують порушення їх синтезу.

3. Виключення ліків, вживання яких провокує загострення спадкової хвороби (наприклад, протималярійних препаратів при недостатності глюкозо-6-фосфатдегідрогенази).

Істотне місце в лікуванні спадкових форм патології займає хірургічне лікування, яке в одних випадках може розцінюватися як симптоматичний (коррегирующая операція при ущелині верхньої губи), в інших - як патогенетичне (видалення пухлини при ретинобластоме, поліпів товстого кишечника, усунення дефектів перегородок серця, трансплантація нирки при їх полікистозе і ін.).

Етіологічне лікування спадкових захворювань передбачає серйозне «маневрування» з генетичним матеріалом (пересадку гена, виключення мутантного гена, викликання зворотних мутацій, що перетворюють патологічний ген в його нормальну аллель і т.п.). Поки генною інженерією займаються в експериментальних дослідженнях. До застосування її в клінічних умовах потрібно рішення ще дуже багатьох складних питань, в тому числі і етичного плану.

При лікуванні спадкових хвороб використовують і особливий метод

1 при рецесивних захворюваннях враховуються, природно, лише особини, гомозиготні по аналізованому гену.