|
Реферат: Наследственность и среда (Биология)
1.Изменчивость организма и её значение
Генетика изучает не только наследственность, но и изменчивость
организмов. Изменчивостью называют способность живых организмов приобретать
новые признаки и свойства. Благодаря изменчивости, организмы могут
приспосабливаться к изменяющимся условиям среды обитания. Различают два
типа изменчивости: наследственную, или генотипическую и ненаследственную,
или фенотипическую, - изменчивость, при которой изменений генотипа не
происходит.
Изменчивость организмов имеет определяющее значение в эволюционном
прогрессе, так как без изменчивости нет развития. Но для того, чтобы этим
процессом управлять, необходимо иметь более полное представление о том, как
возникают изменения. По этой причине приходится неоднократно сравнивать,
сопоставлять и на основе добытых фактов делать соответствующие обобщения.
В этой связи необходимо еще раз вернуться к экспериментам С. Лурия и
М. Дельбрюка и проанализировать выводы, сделанным ими. Следует еще раз
напомнить о сути эксперимента, которая заключается в том, что в результате
воздействия на бактериальную культуру того или иного лекарственного
препарата ранее чувствительная к этому препарату культура приобретает к
нему устойчивость.
Из предыдущей главы известно, что выводы, сделанные М. Дельбрюком и С.
Лурия, а впоследствии подтвержденные Д. и Э. Леденбергами, согласовали
исключительной важности явление живой материи с дарвиновской концепцией
"случайного" мутирования.
В этом важном процессе развития живого "случайность" истолковывается,
как обычное свойство живых организмов делать ошибки. Человек, например,
способен в своей деятельности допускать многочисленные неточности. Особенно
это проявляется в незрелом возрасте и при плохой трудовой подготовке.
Следуя этим сравнениям, выходит, что ген способен допускать ошибки так
же, как и ребенок, решая задачи. В результате таких ошибок нарушается
обычная структура генома и "случайно" возникает мутация, способная когда-то
в будущем пригодиться клетке или организму.
Получается, что, по теории Дарвина, изменения возникают
преждевременно, про запас.
А. Нейфах, в уже вышеназванной статье, аргументирует это явление
следующим образом: "Сама редкость процесса говорит о его случайности".
Далее он продолжает, а по существу пытается обосновать доказательство
концепции "случайности" дарвиновской теории. "Но почему все-таки происходит
движение тех или других генов, хотя бы редкое и случайное?" И поясняет это
следующим образом. "Точно пока не ясно". Вот, собственно, и вся наука в
вопросах изменчивости у приверженцев дарвиновской "случайности".
Анализируя эти выводы, нетрудно понять, что объяснять на этой основе
эволюционное развитие жизни на Земле, мягко говоря, не серьезно. Но
неодарвинисты, когда их за такую несерьезность начинают критиковать,
ссылаются на результаты опыта с фагом и бактериями, результаты которых, по
их мнению, подтверждают "случайность" мутаций.
Но сейчас, когда существует другая точка зрения, когда известен
механизм возникновения функционально-структурных модификаций, когда их
возникновение обосновано с позиций новейших достижений молекулярной
биологии, вопросы изменчивости необходимо рассматривать под этим углом
зрения.
Для этого необходимо в опытах С. Лурия и М. Дельбрюка обратить
внимание на одну деталь. "Если концентрация частиц фага на поверхности
чашки с питательным агаром 1010, а концентрация клеток бактерии 105, то
после инкубации такой чашки поверхность агара остается чистой".
Это значит, что бактерий не спасают никакие заранее возникшие мутации,
способные обеспечивать их выживание. Бактерии гибнут все. Но если на агар,
содержащий 1010 частиц фага, высеять не 105, а 109 клеток бактерий, то на
поверхности появляется небольшое количество бактерий.
В данном случае соотношение концентрации изменилось, хотя и не
абсолютно, но в пользу бактерий, и часть бактериальных клеток выживает.
Объяснить это явление возможно только с помощью функционально-структурных
модификаций, которые дифференцируют бактериальные клетки на функционально
активные и функционально пассивные.
Такая же дифференциация имеет место и среди вирусов. Когда
концентрация в пользу вирусов, то они справляются со всеми бактериями. Но
стоит повысить концентрацию в пользу бактерий, как среди них найдутся
такие, которые способны изменить свой метаболизм и выжить. Это происходит
не потому, что они приобрели заранее преждевременную мутацию, которую
теперь "отбирает" фактор среды - вирус, а поточу, что бактериальная клетка
примерно в тысячу раз крупнее частицы фага. И если в эту клетку проникает
большее количество фаговых частиц, то она гибнет. А если одна, да еще и
ослабленная, (это тоже следует допускать, так как среди вирусов есть такая
же функционально-структурная дифференциация), то метаболизм бактерии
справится с таким фагом.
Происходит это следующим образом. При внедрении фага в бактериальную
клетку, он синтезирует свою ДНК и использует для этого бактериальный
строительный материал, которого не хватает для синтеза бактериальной ДНК.
Уменьшение или увеличение концентрации того или иного вещества меняет
клеточную среду.
В изменившейся среде метаболизм бактериальной клетки перестраивается
на ускоренный синтез строительного материала, необходимого для синтеза
молекул ДНК фага и бактерии. И если измененный метаболизм бактериальной
клетки способен обеспечить этот синтез, то она выживает.
Полученный от бактерии клон клеток способен выжить и в более высокой
концентрации фага. И совсем неважно, соприкасались они ранее с фагом или
нет. Клетки полученного клона будут и дальше наращивать свою устойчивость,
если медленно наращивать концентрацию фага. Это и есть тот случай, который
показывает, как идет "обучение" в поколениях, и возрастание
приспособленности к агенту. Но если концентрацию фага резко увеличить, то
погибнут все клетки бактерий.
Этот пример показывает, как идет адаптация организмов на основе
функционально-структурных модификаций к различным, даже сильнодействующим
факторам среды. Эту особенность организма использовали с давних времен.
Короли, например, не желая быть отравленными ядами, принимали их,
начиная с небольших доз, чтобы приученный к ядам организм мог справиться с
большими дозами. По этой причине в Австралии не удалось справиться с
кроликами, которые наносят большой вред сельскому хозяйству и природе
материка. Заражение их сильнодействующими вирусами привело к тому, что
более 97 процентов кроликов погибло. Оставшиеся 3 процента выжили по
причине того, что смогли функционально справиться с вирусами.
Это произошло потому, что функционально-структурные модификации
дифференцируют на более сильных и слабых кроликов и вирусов. Имеет место
вероятность проникновения ослабленного вируса в более сильный организм
кролика. А дальше идет "обучение", то есть перестроение метаболизма клеток
хозяина, направленное на борьбу с проникшим в организм агентом.
С каждым поколением выживаемость будет возрастать, а способность
кроликов к быстрому размножению обеспечивает ускоренное создание популяции,
устойчивой к данному вирусу.
В природе таких примеров немало, особенно сейчас, когда в сельском
хозяйстве начали широко применять ядохимикаты. В итоге самые
сильнодействующие яды не могут уничтожить вредителей, обладающих
способностью к массовому размножению. За одно лето они воспроизводят
несколько поколений и очень быстро передают потомству функционально-
структурные приобретения.
С подобными возможностями не может сравниться химическая
промышленность ни одной, даже самой развитой страны мира. Она не в
состоянии за один сезон создавать несколько поколений химических препаратов
с еще более сильнодействующими характеристиками.
В результате соревнование идет в пользу вредителей. Они успевают
приобретать противоядие даже к самым сильнодействующим ядам. Где-то на
окраине поля вредитель получил меньшую дозу яда и выжил, но с уже
запущенным механизмом приспособления. На его потомство уже не будет
действовать и более сильная доза. Так человек и проиграл химическую войну с
букашками.
Из этого следует сделать вывод, что живые организмы на любое
химическое действие способны вырабатывать биологическую защиту. Например,
вещество метотрексат оказывает сильное действие на быстро-делящиеся клетки
за счет подавления работы фермента.
Если в культуру клеток вводить концентрацию метотрексата, которая
рассчитана на гибель 99 процентов клеток, то выжившие клетки через
несколько поколений начнут выдерживать повышенную дозу. Таким образом,
можно получать линии клеток, которые нормально себя чувствуют и
размножаются в таких высоких концентрациях метотрексата, при которых клетки
исходного клана погибают быстро и все без исключения.
Обнаружен и механизм такой устойчивости. Оказывается, клон выживших
клеток синтезирует в сотни и тысячи раз больше фермента, на который
действует метотрексат. Механизм такого резкого усиления синтеза известен и
ведет он к возникновению функционально-структурных модификаций, которые
повышают устойчивость организма к самым сильнодействующим факторам среды.
Это происходит при одном условии. Если этот фактор дает организму
время для перестроения метаболизма своих клеток, то клетки, а
соответственно и организм, приобретают устойчивость к нему. Например, на
действие кохицина (препарата, получаемого из некоторых растений, который в
клетках разрушает основы клеточного скелета - микротрубочки, необходимые
при клеточном делении) клетки становятся устойчивыми к нему благодаря тому,
что кохицин в них почти не проникает. Эти клетки способны выдерживать дозу
в 500-800 раз выше той, что блокирует деление обычных клеток.
Все клетки имеют постоянно усиливающийся механизм защиты от
проникновения ненужных веществ из окружающей среды. В клетках эту функцию
выполняет клеточная мембрана. Оказывается, она свою функцию может увеличить
в сотни раз за счет синтеза особого белка, которого в сотни раз становится
больше, чем в обычных клетках.
Но всякое изменение синтеза сопряжено с изменением в геноме. А это
происходит только тогда, когда действующий фактор среды "требует" усиления
ответной реакции, то есть функции. Подтверждением данной схемы
существующего в природе механизма изменчивости служит клонально-
селекционная теория. Потребовалось около 100 лет, чтобы выработать такую
теорию, которая объясняет образование антител, защищающих организм от
вторжения чужеродных частиц.
Мы опускаем весь ход исследований по этому вопросу, об этом можно
прочитать в журнале "В мире науки" № 10, 1987 г., а используем лишь
конечный результат данных исследований, которые легли в основу клонально-
селекционной теории. Суть их заключается в том, что антиген, связывающий
участок антитела, является продуктом не менее, чем пяти генов, в каждом из
которых имеются вариабельные участки.
В ходе дифференцировки лимфоцитов эти гены рекомбинируют и для каждой
клетки создается их уникальное сочетание. Это сочетание и определяет
специфичность антител, производимых данной клеткой. Происходит она под
влиянием стимуляции антигеном и усиленным размножением клона клеток,
специфичных к данному чужеродному агенту. В результате в кровь
выбрасываются антитела, способные вступить с ним в борьбу. Если организм
функционально способен обеспечить достаточный выброс специфических
антител, то он справляется с инфекцией и выживает, а если нет, то гибнет.
Подобные явления происходят и с растительными организмами. Судьба
растения, пораженного инфекцией, зависит от того, насколько быстро оно
сумеет обнаружить присутствие в своих тканях болезнетворных микроорганизмов
и включить защитные системы. Но что заставляет растение бить тревогу? Ведь
не может же оно "знать в лицо" всех своих многочисленных врагов.
Оказывается, в этом нет нужды.
Растения возбуждаются, соприкасаясь с особыми веществами, получившими
название элиситоры, которые принадлежат микроорганизму, находятся на его
поверхности и первыми вступают в контакт с растениями, вызывая реакцию
сверхчувствительности. Спустя несколько часов растения образуют
фитоалексины. Выяснилось также, что если удается на некоторое время
задержать гибель поверхностных клеток растения, то на это же время
переносится и начало синтеза фитоалексинов. И наоборот, если гибель клеток
ускорить, ускоряется и выработка антибиотических веществ. Значит, сами
элиситоры вызывают лишь реакцию сверхчувствительности, а уже погибающие
клетки передают сигнал, приводящий растение в состояние боевой готовности.
Было и открыто вещество, выделяемое умирающими клетками, которое и
является носителем сигнала. И чем больше послано сигналов с призывом о
помощи, тем больше будет выработано фитоалексинов. Растение, вырабатывая
антибиотики, становится способным во всеоружии встретить проникновение в
свои ткани возможных агрессоров.
Если искусственно обработать растение слабым раствором элиситора, то
происходит при этом перестройка растительных клеток и растение значительно
быстрее реагирует на агрессию. Вот какими возможностями обладает живая
материя, и возникают эти возможности не случайно, а закономерно. Организмы
раскручивают свой потенциал во времени и в постоянно меняющихся условиях
среды.
Все это приобретено в процессе развития жизни на Земле, в процессе ее
эволюции. Поэтому неудивительно, что жизнь достигла таких высот в своем
совершенствовании. Но этот процесс не закончился. Он идет, и будет
продолжаться до тех пор, пока будут условия для развития жизни на Земле. В
этой связи, человек, как высшее творение природы, должен поставить перед
собой задачу не только раскрыть секреты развития природы, но и использовать
их в своей практической деятельности. Главное здесь - не ждать "слепого
случая"; а вдруг что-то произойдет, и нам крупно повезет. Это утопия.
Утопистами можно называть и тех, кто отстаивает и проповедует эту точку
зрения.
Случайное и бесцельное, то есть без всякого на то основания, появление
мутаций, появление их неопределенного множества и без определенного
значения ведет к тому, что роль среды сводится только к отбору тех из них,
которые необходимы в данных условиях. Без условий среды, как видим, и здесь
не обходится, но роль ее совершенно иная. Среда здесь не "мастер", а
"палач". Природа не "мастерская", а "похоронное бюро". Строить на этих
концепциях эволюционную теорию - абсурд. Доказательством этого вывода
являются и недавно полученные экспериментальные данные в школе
здравоохранения Гарвардского университета
Наконец-то получены данные, которые поставили под сомнение
фундаментальный принцип современной биологии - представление о случайности
возникновения мутаций.
Д. Кейрнс и его коллеги заявили, что методика классических
экспериментов С. Лурия и М. Дельбрюка не позволяла обнаружить
дополнительные мутации, возникающие в ответ на новую потребность.
Кейрнс с сотрудниками повторил опыты Лурия и Дельбрюка. Помимо
ожидаемых предшествующих мутантов, они обнаружили и такие, которые
образовались в ответ на новый внешний фактор. В их опытах - это присутствие
лактозы.
С традиционной точки зрения появление подобных экстрамутаций не
объясняется. Это и позволило Кейрнсу сделать очень важное заявление.
"Поразительно, сколь малообоснованным было общепринятое мнение".
Подобные результаты получены и другими экспериментаторами. Например,
Б. Холл из Коннектикутского университета обнаружил, что частота одной
полезной мутации в условиях 'жесткой селекции повышается в 50 раз. По
мнению Холла, такие факты свидетельствуют, что клетки каким-то образом
могут распознавать, какая мутация была бы выигрышной и увеличивать
вероятность ее возникновения.
Механизм возникновения функционально-структурных модификаций Холлу и
Кейрнсу не известен, поэтому они делают вывод, что природа этой
поразительной способности на сегодняшний день совершенно неизвестна.
В этих условиях мы уже сейчас должны осмыслить свою теоретическую и
практическую деятельность с новых позиций, чтобы не допускать ошибок и в
своей социальной деятельности. Для этого необходимо сопоставить все то, что
человечеству уже удалось сделать и, прежде всего, в сравнении с
существующими теориями эволюции доказать значение функционально-структурных
модификаций в эволюционном процессе.
2. Роль генетики и окружающей среды в изменчивости признаков.
Большую роль в формировании признаков организмов играет среда его
обитания. Каждый организм развивается и обитает в определенной среде,
испытывая на себе действие ее факторов, способных изменять морфологические
и физиологические свойства организмов, т.е. их фенотип. Изменчивость
организмов, возникающая под влиянием факторов внешней среды и не
затрагивающая генотипа, называется модификационной.
• Модификационная изменчивость называется фенотипической, так как под
влияние внешней среды происходит изменение фенотипа, генотип остается
неизменным. Классическим примером изменчивости признаков под действием
факторов внешней среды является разнолистность у стрелолиста: погруженные в
воду листья имеют лентовидную форму, листья, плавающие на поверхности воды,
- округлую, а находящиеся в воздушной среде, - стреловидные. Если же все
растение оказывается полностью погруженным в воду, его листья только
лентовидные. Под действием ультрафиолетовых лучей у людей (если они не
альбиносы) воз-никает загар в результате накопления в коже меланина, причем
у разных людей интенсивность окраски ко-жи различна. Если же человек лишен
действия ультрафиолетовых лучей, изменение окраски кожи у него не
происходит.
• Модификационная изменчивость носит групповой характер, то есть все
особи одного вида, помещенные в одинаковые условия, приобретают сходные
признаки. Например, если сосуд с эвгленами зелеными поместить в темноту, то
все они утратят зеленую окраску, если же вновь выставить на свет - все
опять станут зелеными.
• Модификационная изменчивость является определенной, то есть всегда
соответствует факторам, которые ее вызывают. Так, ультрафиолетовые лучи
изменяют окраску кожи человека (так как усиливается синтез пигмента), но не
изменяют пропорций тела, а усиленные физические нагрузки влияют на степень
развития мышц, а не на цвет кожи.
Однако не следует забывать, что развитие любого признака определяется,
прежде всего, генотипом. Вместе с тем, гены определяют возможность развития
признака, а его появление и степень выраженности во многом определяется
условиями среды. Так, зеленая окраска растений зависит не только от генов,
контролирующих синтез хлорофилла, но и от наличия света. При отсутствии
света хлорофилл не синтезируется.
Несмотря на то, что под влиянием условий внешней среды признаки могут
изменяться, эта изменчивость не беспредельна. Даже в случае нормального
развития признака степень его выраженности различна. Так, на поле пшеницы
можно обнаружить растения с крупными колосьями (20 см и более) и очень
мелкими (3-4 см). Это объясняется тем, что генотип определяет определенные
границы, в пределах которых может происходить изменение признака. Степень
варьирования признака, или пределы модификационной изменчивости, называют
нормой реакции. Как правило, количественные признаки (урожайность, размер
листьев, удойность коров, яйценоскость кур) имеют более широкую норму
реакции, нежели качественные признаки (цвет шерсти, жирность молока,
строение цветка, группа крови).
3. Норма реакции
Знание нормы реакции имеет большое значение для практики сельского
хозяйства Модификационная изменчивость многих признаков растений, животных
и человека подчиняется общим закономерностям. Эти закономерности выявляются
на основании анализа проявления признака у группы особей. Каждое конкретное
значение изучаемого признака называют вариантой и обозначают буквой v.
Частота встречаемости отдельных вариант обозначается буквой p. При изучении
изменчивости признака в выборочной совокупности составляется вариационный
ряд, в котором особи располагаются по возрастанию показателя изучаемого
признака. На основании вариационного ряда строится вариационная кривая -
графическое отображение частоты встречаемости каждой варианты (рис. 8).
Например, если взять 100 колосьев пшеницы (n) и подсчитать число
колосков в колосе, то это количество будет от 14 до 20 - это численное
значение вариант (v).
[pic]
Легко посчитать и среднее значение данного признака. Для этого используют
формулу:
[pic]
Где М - средняя величина признака, в числителе сумма произведений вариант
на их частоту встречаемости,
в знаменателе - количество вариант. Для данного признака среднее значение
равно 17,13.
Знание закономерностей модификационной изменчивости имеет большое
практическое значение, поскольку позволяет предвидеть и заранее планировать
степень выраженности многих признаков организмов в зависимости от условий
внешней среды.
Итак, необходимо еще раз подчеркнуть:
• норма реакции организма определяется генотипом;
• различные признаки отличаются пределами изменчивости под влиянием
внешних условий;
• модификационная изменчивость в естественных условиях носит
приспособительный характер;
3. Фенокопии и механизмы их возникновения
Фенокопия, ненаследственное изменение фенотипа организма, вызванное
действием определённых условий среды и копирующее проявление какого-либо
известного наследственного изменения – мутации – у этого организма. В
данном случае неспецифические, т. е. немутагенные, агенты внешней среды в
ходе индивидуального развития особи нарушают нормальное протекание этого
процесса без изменения генотипа. Таким образом, сегодня под термином
"генотип" подразумевают не механический набор независимо действующих генов,
а единую, взаимодействующую на разных уровнях систему генетических
элементов, которая, функционируя в конкретных условиях внешней среды, и
формирует фенотип.
Фенокопии - изменения признаков организма под влиянием факторов
внешней Среды в период эмбрионального развития, по основным проявлениям,
сходные с наследственной патологией.
Причины фенокопий:
1. Кислородное голодание плода.
2 Болезнь матери при беременности.
3. Психическая травма у беременной.
4. Эндокринные заболевания у беременной
5. Питание беременной (недостатки С, В, Р, РР вит., Со, Са, Fe).
6. Лекарственные препараты при беременности (антибиотики,
сульфаниламиды).
К генетическим механизмам подавления действия аллелей можно отнести
эпистаз. Это такой тип взаимодействия разных генов, при котором аллели
одного гена подавляют (эпистатируют) действие другого. Эпистаз может быть
доминантным, т. е. эпистатируют доминантные аллели, и рецессивный, когда
эпистатируют рецессивные аллели. При диаллельном скрещивании расщепление у
гибридов второго поколения изменяется с менделевского 3:3:3:1 при
доминантном зпистазе на 12:3:1, или на 9:3:4 при рецесивном. Понимание
механизма эпистаза кроется в биохимических процессах: при многоэтапном
процессе биосинтеза продукта, участвующего в формировании анализируемого
признака, ген, включающийся в работу раньше, может эпистатировать более
"поздний" ген.
Помимо описанных генетических взаимодействий существуют и многие
другие. Например, полимерия, когда степень развития данного признака
обусловлена влиянием ряда проявляющих сходное действие генов (полигены).
Это явление было открыто еще в 1909 г. Г. Никольсоном-Эле. По типу
полимерии у животных наследуются скорости биохимических реакций, скорость
роста, масса тела и многое другое. Различают полимерию некумулятивную, в
этом случае для полного проявления признака достаточно наличия доминантного
аллеля одного из полигенов, и кумулятивную, когда степень выраженности
признака зависит от количества доминантных аллелей полимерных генов.
Необходимо отметить и способность генетического материала к внезапным
изменениям, естественным или вызванным искусственным способом, что приводит
и к изменению соответствующих признаков. Такие изменения называются
мутациями; они могут происходить как на уровне отдельной пары нуклеотидов
ДНК, так и на хромосомном уровне. В соответствии с этим изменения признаков
варьируют от очень слабых, внешне практически не выявляемых, до крайне
резких, приводящих к сильным изменениям организма, вплоть до уродства и
гибели (летальные мутации
4. Экологические и медикобиологические аварии на ЧАЭС
В литературе нет единого мнения относительно реакций биосистем на
воздействие низких уровней радиации. До 1986 года радиобиология и медицина
исследовала преимущественно медико-биологические эффекты при высоких
уровнях облучения. Период, начиная с момента Чернобыльской катастрофы, и
результаты длительного наблюдения жертв атомной бомбардировки (Япония)
убедительно свидетельствуют об особенностях воздействия радиоактивного
излучения на человека в малых дозах. В то же время, международные
организации (МАГАТЭ, НКДАР ООН, МКРЗ, ВОЗ) – законодатели норм радиационной
безопасности – продолжают утверждать, что основными эффектами воздействия
радиации являются только рак, лейкемия, катаракта.
В частности, в статье Збигнева Яворовски, председателя Научного
комитета ООН по действию атомной радиации, совсем недавно высказано именно
такое мнение международных организаций на постчернобыльскую ситуацию.
«Психосоматические последствия аварии затронули большое количество людей в
Белоруссии, на Украине и в России, но они являются не результатом облучения
или какого-либо иного фактора аварии, а результатом истерической
радиофобии, ответственность за которую полностью ложится на СМИ и
законодательно-административные органы» (курсив наш – ПБ) [1].
Между прочим, доктор Кацуми Фурицу еще в 1996 опубликовала весьма
подробный перечень симптомов и недугов, которыми страдало большинство жертв
атомной бомбардировки. Эта болезнь в Японии получила название «Генбаку Бура-
Бура» [2]. Жаль, что за столько лет не был услышан их голос.
Характерным эффектом воздействия малых доз ионизирующей радиации
является поражение внутриорганных кровеносных сосудов, в первую очередь,
микроциркуляторного русла, которые проявляются некротическими и
пролиферативными процессами эндотелия, сосудистым фиброзом и склерозом.
Причем, поражения микроциркуляторного русла является одним из наиболее
важных и основных звеньев отдаленной полипатической лучевой патологии [3 -
5].
Целью проводимого исследования, результаты которого представляются в
докладе, явилась разработка критериев, определяющих связь радиационного
воздействия с характером лучевой патологии. В течение ряда прошедших лет
изучалось развитие процесса радиационного повреждения организма, в
результате чего была разработана математическая модель, включающая основные
разделы:
1. Радиационное поражение организма человека
2. Теория радиационного поражения человека
3. Общая заболеваемость и лучевой склероз
В результате исследований удалось выявить связь интенсивности
облучения с характером развития лучевого склероза и проследить эту
зависимость во времени
Оценка вероятности заболеваемости по классам группы В проводилась по
росту скорости развития болезней, который характеризует агрессивность
реакции организма на облучение. Результаты анализа сведены в Таблицу 1. В
столбцах приведены расчеты общей заболеваемости по годам через каждые 5 лет
вплоть до 30 лет после аварии. Основой служили данные Государственных
Регистров Украины и Беларуси.
|Таблица 1. Общая заболеваемость ликвидаторов (проценты) |
|К л а с с |Периоды наблюдения (годы) |
|Вид |К л а с с |Периоды наблюдения (годы) |
| |5 |10 |15 |20 |25 |30 | |I |Система кровообращения |79,5
|78,4 |75,9 |71,6 |66,1 |60,1 | | |Органы пищеварения | | | | | | | |
|Нервная система | | | | | | | |II |Костно–мышечная система |9,0 |10,5
|11,5 |13,2 |15,1 |16,5 | |III |Эндокринная система |8,0 |8,8 |10,1
|12,4 |13,5 |19,0 | | |Мочеполовая система | | | | | | | |IV
|Кровь и кроветворные органы |2,5 |2,4 |2,5 |2,8 |3,3 |3,9 | |
|Новообразования | | | | | | | |
Хорошо видно, что для первого вида в ближайшие 20 лет агрессивность
практически не изменяется, составляя 70-80%, обуславливая основную реакцию
организма на облучение. В то же время, для четвертого вида агрессивность не
достигает и 3%. Это свидетельствует о том, что классы этого вида не
являются радиационно-опасными болезнями.
Наиболее наглядно можно представить ход развития общей заболеваемости
во времени. На рисунке 1 хорошо отражены зоны видов агрессивности. Два
класса в конце кривой действительно не представляют практической опасности
в течение жизни для большинства облученных по сравнению с болезнями первого
вида.
Таким образом, четко очерчен круг болезней, которые обязаны
присутствовать у пострадавших от радиоактивного облучения. И, напротив,
отсутствие одного или нескольких основных синдромов лучевого склероза не
позволяют утверждать, что остальной «букет» заболеваний вызван именно
облучением.
Следует отметить, что для этой группы болезней характерно:
1. медленное начало развития патологии;
2. рост заболеваемости по экспоненциальному закону во времени;
3. замедление роста после половины периода за счет ограниченности когорты
облученных;
4. охват всех членов когорты к концу периода.
Результаты исследований свидетельствуют о том, что в послеаварийном
периоде у ЛПА на ЧАЭС наблюдается быстрый рост патологии, приводящей к
инвалидизации (52±0.9 лет), смертности (56±0.8 лет) в трудоспособном
возрасте вследствие поражения развивающимся лучевым склерозом.
[pic]
Рис.1 Общая заболеваемость ЛПА Украины по классам В (проценты). Хорошо
видна агрессивность классов. Для наглядности под осью времени приведены
значения периодов 50% (в годах).
Литература
1. Яворовски З. Реалистичная оценка медицинских Чернобыльской аварии.
//Мед.радиология и радиационная безопасность, №1, 1999 г., с 18-30.
2. Кацуми Фурицу, Казуе Садаморе и др Параллель в облучении жертв …
Постоянный требунал, Вена, апрель 1996.
3. Захараш М.П., Саблина Л.В., Иванова Н.В., Пасечникова Н.В..”Спосіб
оцінки стану мікроциркуляторного русла ока у ліквідаторів наслідків
аварії на ЧАЄС”. Заявка на изобретение 2002.
4. Пшеничников Б.В. Малые дозы радиоактивного облучения и лучевой
склероз. Издательский Дом «Соборна Україна», 2-е изд., Киев, 1998. -
48 с.
5. Захараш М.П, Пшеничников Б.В, Иванова Н.В., Лучевой склероз и
современные исследования. В: Гигиена населенных мест, сборник, віпуск
36, часть 2, Киев (Украина), 2000, сс. 86 - 93.
Реферат на тему: Наследственные заболевания человека
Реферат
по биологии
На тему:
«НАСЛЕДСТВЕННЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ ЧЕЛОВЕКА»
Ученика 10
«Б» класса
лицея № 34
г. Костромы
Кудашева
Михаила
Научный
руководитель:
кандидат биологических
наук
Колесова
Татьяна
Максимовна
Г. Кострома
ПЛАН.
1. Введение
2. Предмет и методы антропогенетики и медицинской генетики.
3. Организация наследственного аппарата клеток человека (уровни
организации: генный, хромосомный, геномный).
4. Мутационный процесс и наследственные заболевания человека:
а) механизм генных мутаций. Болезни обмена веществ и молекулярные болезни
человека. Наследование генных аномалий;
б) хромосомные мутации, их разнообразие и проявление в форме синдромов;
в) геномные мутации и их последствия.
5. Факторы, вызывающие мутации наследственного аппарата.
6. Значение диагностики и лечение от наследственных болезней.
7. Медико-генетическое консультирование в профилактике наследственных
заболеваний.
1.Введение.
Заглядывая в будущее, можно с уверенностью сказать о по истине
фантастических перспективах преобразования живых организмов на основе
знаний закономерности наследственности.
Генетика в основе своей – наука о наследственности. Она имеет дело с
явлениями наследственности, которые были объяснены Менделем и его
ближайшими последователями. Очень важной проблемой является изучение
законов, по которым наследуются болезни и различные дефекты у человека. В
некоторых случаях элементарные знания в области генетики помогают людям
разобраться, имеют ли они дело с наследуемыми дефектами. Знание основ
генетики даёт уверенность людям, страдающим недугами, не передающимися по
наследству, что их дети не будут испытывать аналогичных страданий.
Развитие генетики для изучения проблем человека связана с ее общими
научными успехами и с тем, что эти успехи начинают занимать большое место в
идущей научно-технической революции. Развитие генетики имеет важное
значение для познания явлений жизни и в том числе для медицины. Генетика
– это фундамент медицины. Задача состоит в том, чтобы генетическая
программа каждого человека была бы полноценной и высокоактивной во всех
клетках человека. Важнейшей является и проблема генетической информации
людей. Генетическая информация людей – это самое драгоценное естественное
достояние страны, которое нужно беречь несравнимо в большей степени, чем
нефть, руды, газ, каменный уголь и другие ресурсы. В России
разрабатывается система генетической службы, которая позволит следить за
процессами, идущими в наследственности людей, прогнозировать эти процессы.
Эта работа выполняется в Институте общей генетики Академии наук Российской
Федерации.
В данном реферате поставлена цель проанализировать работы, посвященные
исследованию наследственных заболеваний человека.
Учитывая, что данная проблема широко исследуется в современной науке и
касается очень многих вопросов, в реферате поставлены следующие задачи:
. Определение предмета и методов антропогенетики и медицинской генетики.
. Исследование организации наследственного аппарата клеток человека
(уровней организации: генного, хромосомного, геномного).
. Изучение мутационных процессов и наследственных заболеваний
человека.
. Выяснение факторов, вызывающих мутации наследственного аппарата.
. Определение значения диагностики наследственных заболеваний и роли
медико-генетических консультаций в профилактике наследственных
заболеваний.
2.Предмет и методы антропогенетики и медицинской генетики.
Формирование, эволюция и становление вида Homo sapiens происходили, как
и у всех обитателей нашей планеты, под влиянием обычных факторов
микроэволюции, при ведущем участии естественного отбора, действующего на
элементарный эволюционный материал – мутации и их комбинации.
Наследственность человека подчиняется тем же биологическим
закономерностям, что и наследственность всех живых существ. У человека, как
и у других организмов, размножающихся половым путём, встречаются
доминирующие и рецессивные признаки. В формировании каждого фенотипического
свойства или признака человека также участвует как наследственность, так и
среда.
Наследственность человека изучает наука антропогенетика (от греч.
антропос – человек). Часть антропогенетики, занимающаяся изучением
наследственных болезней, нормальных и патологических свойств крови, наряду
с генетикой патогенных микроорганизмов продуцентов антибиотиков входит в
состав медицинской генетики.
Современная антропогенетика вооружена рядом методов, позволяющих
проследить некоторые закономерности передачи признаков по наследству. Это
способствует установлению диагноза, позволяет бороться с болезненными
состояниями и даёт возможность произвести генетическую консультацию лицам,
в ней нуждающимся.
Существуют разнообразные методы, изучающие наследственность человека.
Это генеалогический, близнецовый и популярно-статический методы,
предложенные в конце прошлого столетия Ф. Гальтоном. В наши дни пользуются
так же цитологическими, онтогенетическими, дерматоглифическими, молекулярно-
генетическими, а так же другими методами.
Генеалогический метод позволяет преодолеть сложности, возникающие в
связи с невозможностью скрещивания и малоплодностью человека. Если есть
родословные, то можно, используя суммарные данные по нескольким семьям
определить тип наследования (доминантный, рецессивный, сцеплённый с полом,
аутосомный) признака, а также его моногенность или полигенность.
Так, доминантный признак «габсбургская губа» (толстая выпяченная нижняя
губа) прослеживается в династии Габсбургов, начиная с XV в. Аналогичное
наследование легко выявляется для признака брахидактилия или
короткопалость, вследствие недоразвития (срастания) концевых фаланг. По
доминантному типу наследуя такой дефект, как ахондроплазия – карликовость,
связанная с резким укорочением конечностей и др.
Близнецовый метод используется для выяснения степени наследственной
обусловленности исследуемых признаков. Явление полиэмбрионии известно у
некоторых животных. Оно характеризуется появлением нескольких идентичных,
или однояйцовых близнецов (ОБ) – многозиготных близнецов. Наряду с такими
ОБ существуют разнояйцовые близнецы (РБ), рождающиеся при оплодотворении
одновременно созревающих яйцеклеток. Если ОБ как результат кланового
размножения одной оплодотворённой яйцеклетки всегда идентичны по полу и
очень похожи, часто практически неразличимы, то РБ могут иметь как
одинаковый, так и разный пол. Встречаются РБ, сильно различающиеся по
внешним признакам, как различаются особи, возникшие в результате
самостоятельных случаев оплодотворения. В этом случае РБ представляют
результат расщепления при скрещивании.
Близнецовый метод основан на трёх положениях:
1. ОБ имеют идентичные генотипы, а РБ различные генотипы.
2. Среда, в которой развиваются близнецы и под действием которой
появляются различия признаков у ОБ, может быть одинаковой и
неодинаковой для одной и той же пары ОБ.
3. Все свойства организма определяются взаимодействием только двух
факторов: генотипа и среды.
ОБ и РБ обычно сравнивают по ряду показателей на большом материале. На
основе полученных данных вычисляют показатели конкордантности (частоты
сходства) и дискордантности (частоты различий).
Цитогенетический метод. Довольно большое число трудно отличимых друг от
друга (в пределах групп) хромосом создавали трудности в применении
цитологического метода и в развитии цитогенетики человека. Разработка
методов дифференциальной окраски упростила проблему идентификации всех
хромосом человека. Благодаря культивированию клеток человека в vitro можно
получать достаточно большой материал для описания цитологических
особенностей исследуемого индивидуума. Для этого обычно используют
кратковременную культуру лейкоцитов периферической крови.
Цитологический метод приобрёл большое значение в связи с возможностями,
которые открыла гибридизация соматических клеток. Получение гибридов между
соматическими клетками человека и мыши позволяет в значительной степени
преодолеть проблемы, связанные с невозможностью скрещиваний и картировать
многие гены, контролирующие метаболизм клетки.
Популяционный метод, или методы генетики популяций широко применяются в
исследованиях человека. Он даёт информацию о степени гетерозиготности и
полиморфизма человеческих популяций, выявляет различия частот аллей между
разными популяциями. Так, хорошо изучено распространение аллей системы
групп крови АВО. Различную концентрацию конкретных аллей локуса 1 связывают
с известными данными о чувствительности разных генотипов к инфекционным
болезням. Это помогает понять направление эволюции и отбора, действовавшего
в разных регионах, в истории человечества.
Популяционный метод позволяет определить адаптивную ценность конкретных
генотипов. Многие признаки и соответственно обусловливающие их гены
адаптивно нейтральны и проявляются как естественный полиморфизм
человеческих популяций (например, многие морфологические признаки: цвет
глаз, волос, форма ушей и т.д.). Другие признаки возникли как адаптивные по
отношению к определенным условиям существования; например, темная
пигментация кожи негров предохраняет от действия солнечной радиации.
Известны примеры условно адаптивных аллелей. К их числу относится такая
генетическая аномалия, как серповидноклеточная анемия. Рецессивная
аллель, вызывающая в гомозиготном состоянии это наследственное заболевание,
выражается в замене всего одного аминокислотного остатка ? -цепи молекулы
гемоглобина.
В популяциях человека так же, как и в популяциях других организмов, в
гетерозиготном состоянии содержится значительный генетический груз, т. е.
рецессивные аллели, приводящие к развитию различных наследственных
болезней. Повышение степени инбридинга в популяциях должно приводить к
повышению частоты гомозиготации рецессивных аллелей. Эта закономерность
должна предостерегать от заключения близкородственных браков.
Большой удельный вес в решении проблем генетики человека и медицинской
генетики имеет онтогенетический метод, согласно которому развитие
нормальных и патологических признаков рассматривается в ходе
индивидуального развития.
Изучение и возможное предотвращение последствий генетических дефектов
человека – предмет медицинской генетики.
3. Организация наследственного аппарата клеток человека (уровни
организации: генный, хромосомный, геномный).
Ген – участок ДНК, кодирующий синтез одной полипептидной цепи
аминокислот (одной молекулы белка) размеры гена определяются числом пар
нуклеотидов. Есть гены размером в 59 пар нуклеотидов (п. н.) – у фага Т-4,
4 – в несколько тысяч п. н. (большинство генов человека). Учёные считают,
что в генотипе человека насчитывается около 1 миллиона генов.
Хромосома - (в переводе – «окрашенное тельце») сложное образование
внутри ядра, состоит из: ДНК, белков, РНК, липидов, углеводов. В одной
хромосоме размещается (локализуется) много генов. Хромосомы имеют разную
форму. Форма хромосомы определяется положением центромеры (первичной
перетяжки, к которой присоединяются нити веретена деления в митозе). Если
центромера делит хромосому пополам, то у неё образуются равные плечи,
поэтому такую хромосому называют «равноплечей» или метацентрической.
Если центромера немножко смещена в сторону одного плеча – это
«неравноплечая» или субметацентрическая хромосома.
Если центромера делит хромосому так, что одно плечо короче другого на
75%, то её называют «резко неравноплечая» или – акроцентрическая.
Если же центромера располагается в одном конце хромосомы, то хромосому
называют телоцентрической.
Совокупность хромосом ядра, их число, форма и структура называется
кариотипом. У человека кариотип 2n=46 был установлен в 1956г. двумя
учёными: Дж. Тийо и А. Леваном. Кариотип человека изображают в виде
идеограммы – схемы, на которой хромосомы располагают в ряд по мере убывания
их длинны, и по одной из каждой пары. Все хромосомы объединены в 7 групп,
обозначаемых буквами римского алфавита. Распределены хромосомы на
идеограмме с учётом размеров хромосом и локализации центромерного участка,
и каждая хромосома имеет свой номер (арабская цифра).
Группа А – 1 2 3
Группа В – 4 5
Группа С – 6 7 8 9 10 11 12
Группа D – 13 14 15
Группа Е – 16 17 18
Группа F – 19 20
Группа G – 21 22 половые хромосомы Х
y (23)
В кариотипе мужчин и женщин есть одинаковые хромосомы, их большинство –
44 – это неполовые хромосомы или аутосомы (44А); и есть одна пара хромосом
(23), по которой отмечается различие: у женщин ХХ, у мужчин Ху.
Если признак контролируется доминантным геном, локализованным в какой-
либо аутосоме, то его называют аутосомно-доминантный; а рецессивным геном –
аутосомно-рецессивным. Наследование признаков, контролируемых генами
аутосом, подчиняется законам Менделя. Менделирующих признаков, в том числе
и болезней, у человека около 3 тыс.
|Тип наследования. |1978 год.|
|Аутосомно-доминантный |1489 |
|Аутосомно-рецессивный |1117 |
|Сцепленный с Х-хромосомой |205 |
|Всего… |2811 |
Если признак контролируется генами, локализованными в Х-хромосоме, он
называется сцепленным с полом (или с Х-хромосомой). Если обнаруживается
сцепление с У-хромосомой, то признак называют голандрическим. Признак,
сцепленный с Х-хромосомой подчиняется правилу «крисс-кросса» (крест-
накрест): от матери – сыну, от отца к дочери. Голандрический признак
передаётся от отца – сыну, т. е. Только по мужской линии.
Геном - совокупность гаплоидного (1п) набора хромосом (23 хромосомы).
4. Мутационный процесс и наследственные заболевания человека:
а) механизм генных мутаций. Болезни обмена веществ и молекулярные болезни
человека. Наследование генных аномалий.
Мутации происходят на каждом из перечисленных уровней, и их называют
генными, хромосомными, геномными.
Многие мутации являются причиной наследственных заболеваний, которых
насчитывается около 2000. Изучение и возможное предотвращение последствий
генетических дефектов человека – предмет медицинской генетики. Это так
называемый «генетический груз» популяций людей.
Рассмотрим роль генных мутаций в формировании наследственных
заболеваний.
Генные мутации называют ещё точковыми мутациями. Они обусловлены
изменением молекулярной структуры ДНК. В соответствующем участке ДНК эти
изменения касаются нуклеотидов, входящих в состав гена. Такие изменения
нуклеотидного состава гена могут быть 4-х типов:
1. Вставка нового нуклеотида
2. Выпадение нуклеотида
3. Перестановка положения нуклеотидов
4. Замена нуклеотидов.
Любое из перечисленных изменений приводит к изменению триплета
(триплетов) в И-РНК, а это влечёт за собой изменение состава аминокислот в
полипептиде, т.е. приводит к нарушению синтеза нормальной молекулы белка.
Например:
Много сведений об изменении гена дало исследование гемоглобина. Было
установлено, что при тяжёлом заболевании – серповидноклеточной анемии –
эритроциты содержат аномальный гемоглобин (HbS) и имеют необычную,
отличающуюся от нормальной форму. Нормальный гемоглобин (HbA)содержит
четыре полипептидные цепи (две так называемые ?- и две ?-цепи, а ?-цепи HbS
не отличаются от ?-цепей HbA) Различие HbA и S заключается лишь в замене
одного аминокислотного остатка, а именно глютаминовой кислоты, на валин в
шестом положении ?-цепи.
Последовательность аминокислот в начальном участке ?-цепи нормального
(HbA) изменённого (HbS) гемоглобина следующая:
| |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |
|HbA |Вал...|Гис… |Лей...|Тре… |Про...|Глю...|Глю...|Лиз...|
|HbS |Вал...|Гис… |Лей...|Тре… |Про...|Вал...|Вал...|Лиз...|
Глютамированную кислоту кодирует в мРНК триплет ГАГ. Изменения в мРНК,
ответственное за включение валина вместо глютаминовой кислоты, состоит в
замене одного нуклеотида, а именно А на У, вследствие чего получается
триплет ГУГ, кодирующий валин. На этом основании можно заключить, что в
структурном гене ДНК, кодирующем ?-цепь гемоглобина, семнадцатый нуклеотид,
в норме представленный Т, заменён на А.
Наследственных болезней, вызванных генными мутациями, насчитывается
около 1500. Их условно подразделяют на: болезни обмена веществ и
молекулярные болезни.
Болезней обмена веществ насчитывается около 600, они затрагивают
изменения аминокислотного, углеводного и липидного состава клетки.
Некоторые мутации вызывают возникновение даже злокачественных образований.
| Признак | |наследования |
| |Характер | |
| |Доминантный |рецессивный |
|Обмен веществ: | | |
|аминокислотный | |Альбинизм |
| | |Фенилкетонурия |
|углеводный | |Галактоземия |
| | |Мукополисахаридозы |
| | |(гаргонтилизм) |
|липидный | |Амавротическая |
| | |семейная идиотия |
| | |(болезнь Тея-Сакса) |
|Злокачественные | |Глиома сетчатки глаза |
|заболевания | |Врождённый ихтиоз |
| |Нейрофиброматоз | |
Из этой таблицы явствует, что генные заболевания могут наследоваться
как по аутосомно-доминантному, так и по аутосомно-рецессивному типу.
По доминантному типу передаётся нейрофиброматоз, – хроническое
заболевание, характеризующееся множественным образованием опухолей нервных
стволов. Такие опухоли могут локализоваться в любых органах и тканях ( в
том числе и в ЦНС), но чаще всего они встречаются на коже, где имеют вид
пигментированных бородавок с избыточным ростом волос. К симптомам
заболевания относится даже отставание физического и умственного развития.
По рецессивному признаку передаётся фенилкетонурия (болезнь Феллинга) –
резкое повышение содержания в крови и ликворе аминокислоты фенилатина и
превращение её в ряд продуктов, например в фенилпировиноградную и
фенилмолочную кислоты. В отличие от гомогентезиновой кислоты, которая не
оказывает явного неблагоприятного влияния на ткани мозга, продукты,
образующиеся при фенилкетонурии, оказываются крайне токсичными. Поэтому у
детей при этой патологии наблюдается резко выраженная умственная
отсталость. Заболевание выражается также в снижении количества пигмента
меланина, поэтому больные всегда выглядят, как голубоглазые блондины со
светлой кожей. В настоящее время диагноз можно поставить при рождении
ребёнка экспресс-методом: на смоченную мочой плёнку наносят 5 капель 10%
раствора FeCl3 или добавляют в 1мл подкислённой мочи (при заболевании
наблюдается быстро проходящее потемнение).
Галактоземия – нарушение углеводного обмена. Она обусловлена нарушением
деятельности печени, накоплением в тканях (в том числе и крови) галактозы.
Без лечения развивается цирроз печени; в патологический процесс вовлекаются
и другие жизненно важные органы. В конечном итоге болезнь приводит к
слабоумию и ранней смерти. В начале жизни, как только новорождённый
начинает получать молоко, наблюдается желтуха, рвота, диспепсические
расстройства, падение массы тела. При ранней диагностике детей до
трёхлетнего возраста переводят на безмолочное вскармливание, т. е.
исключают продукты, содержащие галактозу. Такие дети развиваются нормально
и отклонений в психике у них не наблюдается. Носительство гена, вызывающего
заболевание, т. е. число гетерозигот, составляет в среднем 1:70 000.
Аномалии, связанные с нарушениями распада некоторых углеводосодержащих
соединений, вызывают развитие мукополисахаридозов (гаргоилизмы). При этих
заболеваниях поражена соединительная ткань, а следовательно, страдают
опорно-трофические функции и моторика. Доя больных мукополисахаридозом
характерно уродливое телосложение (дети напоминают уродцев – гаргоидов),
наличие множественных пороков внутренних органов ( печени органов , сердца,
аорты, нервной системы) и глаз.
Нарушение липидного обмена – амавротическая идиотия (болезнь Тея-
Сакса), связанная с отсутствием фермента гексосаминдазы А – тяжёлое
расстройство нервной системы. Эту болезнь можно обнаружить лишь во второй
половине первого года жизни ребёнка, когда наблюдается прогрессирующее
отставание физического развития, нарушение зрения и интеллекта. В
дальнейшем больной слепнет, развивается слабоумие и полная беспомощность.
Тяжёлые симптомы нарастают, что приводит к смерти ребёнка до 4 – 5 лет.
Молекулярные болезни лучше всего изучены на элементах крови. Известно
около 50 наследственных болезней крови. Некоторые из них наследуются по
типу неполного доминирования. Например два вида гемоглобингопатий:
серповидноклеточная анемия и талассимия (болезнь Кули). Гемоглобинопатии
выражаются в гемолизе – в распаде аномальных эритроцитов. При этом
наблюдается кислородное голодание, приступы лихорадки колики типа
желчнокаменных и др. симптомы, которые могут закончиться смертью. Особенно
тяжело эти заболевания протекают у гомозигот по данному признаку.
Ген серповидноклеточной анемии S, ответственный за синтез аномального
гемоглобина HbS, приводит к образованию ненормальной серповидной формы
эритроцитов. Этот ген очень часто встречается в Средиземноморье (в Греции),
Центральной Африке, несколько реже в других частях африканского континента,
В Юго-Восточной Азии - в Индии). Распространение этого гемоглобиноза
совпадает с распространением тяжёлой формы тропической малярии и её
возбудителя – кровяного споровика Plasmodium falciparum. Малярийные
плазмодии способны развиваться лишь в нормальных эритроцитах. В
ьторгн76серповидноклеточных эритроцитах гомозиготы они не развиваются
совсем, поэтому и гетерозиготы , имеющие частично нормальные, частично
серповидноклеточные эритроциты, либо не болеют, либо болеют в более лёгкой
форме.
Другой ген – Т, также влияющий на свойства крови, в гомозиготном
состоянии (ТТ) приводят к развитию иного, несколько легче протекающего
гемоглобиноза – талассемии (микроцитарная форма анемии). Особенно
распространена талассемия на побережье Средиземного моря ( Италия, Греция,
Кипр), в Бирме, Бенгалии, а в России – в Средней Азии (обычно в кишлаках
благодаря близкородственным бракам), в Азербайджане; отдельные очаги
описаны в Узбекистане, у бухарских евреев.
Больные талассемией имеют характерный башенный череп, кости его
деформированы и имеют вид «иголок ежа». Такие больные (ТТ) обычно не
доживают до десятилетнего возраста, гетерозиготы же (Тт) практически мало
чем отличаются от здоровых людей (тт).
Некоторые генные заболевания сцеплены с полом. Примером такого рода
наследования является гемофилия, агаммаглобулинемия, несахарный диабет,
дальтонизм и облысение.
В крови людей, страдающих гемофилией, нет компонента фибриногена,
необходимого для её быстрого свёртывания. У таких людей происходит потеря
большого количества крови даже при легких ранениях и незначительных
операциях. Рассматривая историю рода, в котором есть ген, вызывающий
гемофилию, учёные установили, что это заболевание передаётся потомству
здоровыми женщинами, но не передаётся мужчинами. А подвержены ему только
они. Когда поражённый мужчина женится на нормальной женщине, его дети и
внуки от сыновей оказываются здоровыми. Среди его внуков от дочерей часть
мальчиков страдает гемофилией, в то время как все девочки здоровы. Но
некоторые из них имеют больных сыновей. Наследование гемофилии подчинено
закономерности передачи рецессивного признака, сцеплённого с полом.
Другой широко распространённый у человека ген, сцеплённый с полом,
вызывает цветовую слепоту. Этот ген рецессивен по отношению к нормальному.
Мужчины, имеющие один ген дальтонизма, оказываются дальтониками, а женщины
– потенциальными носителями. Это объясняет гораздо большую частоту
дальтоников среди мужчин. Только в браке больных мужчин с женщинами,
имеющими соответствующий ген, могут рождаться девочки-дальтоники.
б) хромосомные мутации, их разнообразие и проявление в форме синдромов.
Хромосомные болезни. Известно около 300 хромосомных синдромов, которые
могут быть обусловлены изменением числа хромосом – аутосом (синдром Дауна)
или половых хромосом (синдромы: Шерешевского – Тернера, Кляйнфельтера).
Если обнаруживается одна лишняя хромосома (46+1), то это трисомия. Например
синдром Дауна возникает при трисомии по 21 хромосоме (обозначают 21+).
Впервые открытие того, что синдромы врождённых пороков развития могут
быть обусловлены отклонениями в составе хромосом, произошло в 1959 г. на
болезни Дауна, клиническое описание которой было сделано ещё в прошлом
веке. Открытие последовало за разработкой к концу 50-х годов эффективных
методов определения числа и морфологии хромосом в клетках человека и
млекопитающих.
Синдром Клайнфельтера – это группа клинически сходных отклонений в
половом, соматическом и психическом развитии, которые развиваются у
индивидуумов мужского пола при полных или частичных Х- или Y- полисомиях.
Его суммарная частота 2,5 на 1000 живорожденных мальчиков.
Если одной хромосомы не хватает (46-1=45) – это моносомия. Если
моносомия у женщин по половым хромосомам, то обозначают ХО.
Часты синдромы Шерешевского - Тернера (частота 0,7 на 1000
новорожденных девочек) и трипло-Х (1,4 на 1000 девочек). Клинические
проявления синдрома в виде отставания в росте, отклонений в строении лица,
шеи и др. проявляются в ранние годы, но основная симптоматика, выражающаяся
в отсутствии развития или недоразвития вторичных половых признаков, в
первичной аменорее, развивается в годы полового созревания. Взрослые
пациенты бесплодны.
Наиболее частой из них и достаточно известной среди врачей и населения
является трисомия по хромосоме 21, или болезнь Дауна.
На втором месте по частоте находится трисомия по
хромосоме 18, или синдром Эдвардса. Она встречается в 10 раз реже болезни
Дауна, пороки развития тяжелее; такие младенцы погибают
в основном на первом году жизни.
Ещё реже, с частотой 7:100 000, рождаются живые дети с трисомией по
хромосоме 13 (синдром Патау). Очень редки также трисомии по аутосомам 8 и
9.
Изменение числа половых хромосом оказывают менее вредное влияние на
организм, чем аномалии аутосом. Большинство аутосомных хромосомных мутаций
летально, в связи с чем эмбрион погибает на ранних сроках беременности.
Не только изменение числа хромосом, но и аномалии их структуры
(делеции) вызывают хромосомные заболевания.
Синдромы, обусловленные делециями: 4р- (синдром Вольфа – Хиршхорна), 5р-
(синдром кошачьего крика), 9p-, 13q-, 18q-, 18r, 21q-, 22q-.
В качестве примера хромосомных мутаций приведём 5p – утрата короткого
плеча (p) 5-й хромосомы, или синдром «кошачьего крика» (название
обусловлено сходством плача ребёнка с мяуканьем кошки). Такой крик
объясняется не аномалией голосового аппарата, а нарушениями центральной
нервной системы. Для синдрома 5p характерны микрогнаитя (от греческого
гнатос – челюсть) и синдактилия, которые дополняют фенотипическую картину
синдрома. У больных отмечается понижение сопротивляемости к инфекциям,
поэтому относительно часто они умирают рано. Отягощающим фактором являются
различные нарушения внутренних органов (аномалии сердца, почек, грыжи и
др.).
Делеция – утеря участка хромосомы. Условное об | |
