Медична генетика
Природно, можливість маніпуляції з індивідуальними генами людини і тварин ще недостатня розуміння функції всього геному, осередку загалом, взаємодії його частин у забезпеченні всього різноманіття механізмів онтогенезу, тобто розвитку однієї клітини до цілого організму. Якщо додати до цього, що у геномі будь-якого виду записана як програма індивідуального розвитку, але закодована вся еволюція… Читати ще >
Медична генетика (реферат, курсова, диплом, контрольна)
Кіровський фізико-математичний лицей.
Реферат.
по биологии.
Медична генетика.
Составил.
Сухих Константин.
10а класс.
Проверила.
Лусникова М. А.
Кіров, 1999.
Введение
3.
§ 1. Генетика і етапи її розвитку. 4.
§ 2. Клонування і генна інженерія. 10.
§ 3. Причини генних мутацій. 15.
§ 4. Генетика статі. 16.
§ 4.1. Співвідношення статей. 18.
§ 4.2. Успадкування, обмежений і контрольоване підлогою. 19.
§ 4.3. Доля статі в людини. 20.
§ 5. Діагностика генетичних хвороб. 23.
§ 5.1. Методи допологової діагностики 23.
§ 5.2. Ступінь ризику 26.
§ 5.3. Аутосомные порушення 26.
§ 5.4. Порушення, зчеплені з Х-хромосомой. 27.
§ 6. Генетичні хвороби. 29.
§ 7. Генна терапія. 33.
§ 8. Методи дослідження спадковості людини. 36.
§ 8.1. Генеалогічний метод. 36.
§ 8.2. Близнецовый метод. 38.
§ 8.2. Цитогенетический метод. 38.
§ 8.3. Біохімічні методи 38.
Заключение
39.
Краткий словник термінів. 40.
Список використовуваної літератури. 45.
Якщо століття 19-й з права ввійшов у історію світової цивілізації як Вік Фізики, то стрімко завершающемуся віці 20-го, у якому нам счастливилось жити, цілком імовірно, уготоване місце Століття Біології, а то, можливо, і Століття Генетики.
Справді, за неповних 100 років тому після вторинного відкриття законів Р. Менделя генетика пройшла тріумфальний шлях від натурфилосовского розуміння законів спадкоємності та мінливості через експериментальне накопичення фактів формальної генетики до молекулярно-биологическому розумінню сутності гена, його структури та функції. Від теоретичних побудов про гені як абстрактної одиниці спадковості - до розуміння його матеріальної природи як фрагмента молекули ДНК, що кодує аминокислотную структуру білка, до клонування індивідуальних генів, створення докладних генетичних карт людини, тварин, ідентифікації генів, мутації яких пов’язані з важкими на спадкові недуги, розробки методів біотехнології та генної інженерії, дозволяють цілеспрямовано отримувати організми із наперед заданими спадковими ознаками, а також проводити спрямовану корекцію мутантних генів людини, тобто. генотерапию спадкових захворювань. Молекулярна генетика значно поглибила наші ставлення до сутності життя, еволюції живої природи, структурно-функціональних механізмів регуляції індивідуального розвитку. Завдяки її успіхам розпочато вирішення глобальних проблем людства, що з охороною його генофонда.
§ 1. Генетика і етапи її развития.
Отже, що таке генетика? Генетика — це наука про спадковість і мінливості організмів, вона розкриває сутність того, як кожна жива форма відтворює себе у наступному поколінні, як у умовах виникають спадкові зміни, що передаються нащадкам, беручи участь у процесах еволюції і селекції. Спадкоємність і мінливість — це дві боку одним і тієї ж основних життєвих процесів. У протилежності спадкоємності та мінливості міститься діалектика живого.
Нині вона є фундаментом методів селекції, пізнання біологічних основ чоловіки й сучасної теорії еволюції. Великих успіхів домоглися молекулярна генетика, цитогенетика, популяционная генетика і др.
На початку розвитку генетики як науки її єдиною метою було виявлення загальних законів передачі ознак від однієї покоління іншому. Потім перед генетикою стала нове завдання — виявити механізми, які у цих законів, і намагається пов’язати його з микроструктурами клітини. Далі постало питання: як і як фізико-хімічні властивості спадкового речовини і у ньому генетична інформація можуть перевтілюватися в ознаки що розвивається організму? Генетика класична породила генетику молекулярну. Інформація в оплодотворенном яйці генетична інформація охоплює сув’язь ознак і особливості, які організм виявляє протягом усього онтогенезу, тобто. від часу оплодотвореня на смерть. Цими складними біохімічними процесами, лежать основу розвитку всіх ознак морфологічних, фізіологічних і будь-яких інших, до поведінкових, займається інша галузь генетики — феногенетика. Як організм неспроможна існувати поза довкілля, і формування його ознак внаслідок активності спадкового речовини відбувається у суворо визначених умовах, і кожен ознака залежить тільки від спадкового фону, а й від умов, у яких розвивається. дослідження взаємозв'язків спадкового речовини і навколишньому середовищу є надзвичайно важливою проблемою феногенетики.
Генетика вивчає явища спадкоємності та мінливості різному рівні організації живої матерії; молекулярна генетика досліджує в молекулярному рівні, інші галузі генетики займаються цими проблемами лише на рівні клітини, організму, що, нарешті, лише на рівні колективу особин, які населяють загальну територію, які належать до одному виду, об'єднаних потенційною можливістю обміну спадковими чинниками і під дією відбору. Останнє - завдання популяційної генетики.
Кожна з цих галузей генетики має методи дослідження і мети, хоча вони взаємопов'язані. Якщо феногенетика доводить розвиток будь-якого ознаки в організмі рівня молекулярних змін, те й популяционная генетика зводить генетичні зміни, яким піддається популяція, до молекулярным змін спадкового речовини під впливом мутацій і отбора.
На початку розвитку генетика була ізольована з інших наук. Ця ізоляція, проте, була швидко преодолена.
Для дослідження природи явищ спадкоємності та мінливості генетичні методи поєднувалися з методами цитології, фізики, хімії, математики, біохімії, імунології та інших наук. Було показано, що матеріальної основою спадкоємності та мінливості за її специфіці для різних категорій системи організмів у принципі єдині для живого: людини, тварин, рослин, мікроорганізмів і вирусов.
На межі 18−19 століть було зроблено перші спроби вірно оцінити успадкування низки патологій люди. Мопертьи в 1750 року описав, що полидактилия може передаватися по аутосомнодоминантному типу будьяким зі батьків. Причому зроблені висновки передбачили ідеї Грегора Менделя. Адамс в «Трактаті про гаданих спадкових властивості хвороб» зробив такі висновку про наявності «сімейних» (рецесивних) і «наслідуваних» (домінантних) чинників в людини: зазначив прояви сімейних захворювань у близьких родичів та інших., керуючись якими можна було прогнозувати поява деяких захворювань у родственников.
На початку 19-го століття вони були виявлено деяких закономірностей наслідування гемофілії для дослідження низки родоводів, у яких зустрічалися особи, страждають на цю хворобу. Про небезпеку цієї хвороби при обряді обрізання у новонароджених вказувалося ще Талмуді: «Жінки таких сім'ях передають цю схильність від батьків своїх дітей, навіть коли вони була одружена з чоловіками з деяких інших сімей, не схильних до кровотечениям…».
У 1865 р. Ф. Гальтон припустив, що здібності людини залежить від спадкових чинників. У 1889 р. запропонував вивчати вплив якостей, що потенційно можуть поліпшити здоров’я. Надалі її ідеї сприяли розвитку євгеніки. Він розробив генеалогічний і близнецовый методи дослідження человека.
Опис наслідування дальтонізму (зчеплене із соціальною статтю, рецессивное успадкування) наведено офтальмологом Горнером (Швейцарія, 1876).
Про. Гертвиг в 1875 р. описав процес запліднення. А. Вейсман зазначив, що носіями спадкових властивостей є ядра клітин, лежачих основу процесів розвитку і розмноження клітин в людини. У 1882 р. Еге. Ван Бідний показав, що у статевих клітинах число хромосом вдвічі менше, ніж в соматичних. При заплідненні число хромосом збільшується вдвічі. Термін «хромосоми» було запропоновано У. Вальдеером в 1888 р. для позначення постійних елементів ядра клетки.
Закони наслідування моно-, діі полигенных ознак, встановлені Р. Менделем в 1865 р., визначили розвиток генетики як науки все наступний период.
Офіційна дата народження генетики прийнято вважати весну 1900 р., коли незалежно друг від друга Р. де Фриз (Голландія), Корренс Німеччина), Чермак (Австрія) переоткрыли закони Менделя, що було поштовх до розвитку генетичних исследований.
У 1910 р. Т. Морганом і його працівниками було показано роль хромосом у спадкоємності й установлено тепер закони зчепленого наслідування, які разом із законами незалежного Р. Менделя є фундаментом класичному генетики.
Роботи А. З. Серебровского по антропогенетике (1922 — 1929) сприяли становленню медико-генетичного інституту, який був створений 20-х років під керівництвом професора З. Р. Левита.
У 1924 року Р. А. Левитский вжив термін «каріотип» для позначення ядерних особливостей організму. Термін «идиограмма» (типовий про людське око склад ядра) було запропоновано З. Р. Навашиным, але поширення не отримав. Тільки після уточнення Левитским в 1931 року идиограмма стала припускати графічне зображення сукупності ознак хромосом (диаграммно-схематическое изображение).
Частина її генетики людини публікувалася тоді популярному журналі «Annals of Eugenics». Після закінчення Другої світової війни він став називатися «The Journal of Human Genetics». З того часу розвиток генетики людини йшло у інших направлениях:
. вивчення наслідування патологий;
. вивчення чинників виникнення та влучність поширення таких хвороб, як діабет, злоякісні пухлини, шизофрения.
З родоводів А. З. Пушкіна, З. Рахманінова, Л. М. Толстого, А. М. Горького, П. І. Чайковського вивчали успадкування обдарованості відомі генетики М. До. Кольцов і Ю. А. Филипченко. Филипченко опублікував цикл робіт з спадковості чоловіки й євгеніці. 1921;го р. Ю. А. Филипченко організував бюро по євгеніці при Російської академії наук, згодом реорганізоване до лабораторії генетики, що стала в 1933 р. інститутом генетики, який очолив М. І. Вавилов.
Клинико-генеалогический метод отримав подальший розвиток у роботах З. М. Давиденкова, який аналізував різні клінічні форми (поліморфізм) й особливо течії хвороб течії хвороб нервової системы.
1925;го виходить книга «Спадкові хвороби нервової системи», котра поклала початок майже тридцятирічної тематиці досліджень відомого клинициста-генетика З. М. Давиденкова. Фактично, він перший чітко сформулював принцип генетичної гетерогенності спадкових хвороб. «Єдина» міопатія розпалася до 7 форм. Давиденков висловив ідею необхідність створення каталогів генів для класифікації спадкових патологий.
Наприкінці 20-х початку 1930;х років нашій країні почався криза генетики, що була оголошено «лженаукою». Вітчизняні учені-генетики ми змогли продовжувати багато років свої наукові дослідження практично за всі напрямам генетики й у суміжних із нею біологічних дисциплінах. Трагічні наслідки серпневій сесії ВАСГНІЛ 1948 року завдали величезної шкоди теоретичним і практичним досягненням генетики з нашого країні, затвердивши антинаукові ідеї Т. Д. Лисенка. Був завдано непоправний шкода підготовці біологів і медиків. Щойно з 1950;х років нашій країні почалася відбудова генетичних напрямів исследований.
1941 рік — виявлено несумісність крові по резус-фактором в і плоду. У цей час було закладено основа біохімічної генетики Бидлом і Тейтемом.
Молекулярна біологія як самостійна наука сформувалася до 1953 року, коли три учених Френсіс Крік, Джеймс Вотсон і Моріс Вілкінс описали модель будівлі ДНК.
Еллісон (1954) отримав доказ про роль інфекційних захворювань в формуванні генофонду людини, встановивши зв’язок між малярією і частотою гена серповидноклеточности серед населення Західної Африки.
До 1956 року вважалося, що диплоидный набір людини має 48 хромосом, але Тво і Леван встановили, що у клітинах людини міститься 46 хромосом.
У. М. Ингрэм в 1957 року показав, що між нормальним гемоглобіном і серповидноклеточным в людини визначається лише заміною глутамина на валин в шостому становищі - ланцюга гемоглобіну человека.
У 1959 року Лежен встановив причину виникнення синдрому Дауна, що з трисомией по 21 хромосомі. Джекобс і Стронг, і навіть Форд з співробітниками виявили моносомию і трисомию по Ікс-хромосомі (XO і XXY) при синдромі Тернера і Клайнфельтера, відповідно. У тому ж року було встановлено роль Y-хромосоми у визначенні статі у человека.
У 1960 року Мурхед з працівниками розробив метод культивування лімфоцитів периферичної крові, із з метою отримання метафазных хромосом людини. Патау і Едвардс описали дві аутосомные трисомии, пізніше ідентифіковані, як 13 і 18. Ноуэлл і Хангерфорд показали роль хромосомних мутацій при розвитку злоякісного захворювання в людини. Вони описали «филадельфийскую хромосому» при злокачественном миелолейкозе. Методи диференціального фарбування хромосом, які дозволяли ідентифікувати все хромосоми людини, розробили до 1970 году.
У 1961 року було висловлена гіпотеза Лайон про інактивації одній з Xхромосом в кариотипе женщин.
Широкі дослідження у сфері вивчення поліморфізму спадкових хвороб людини виконані Мак-Кьюсиком. Їм підготували докладний каталог генів у 1966 року, що згодом неодноразово перевидавався з дополнениями.
А. Баєв (1967) розшифрував послідовність нуклеотидів т-РНК (tRNA). Л. Зилбергом (1968) було запропоновано вирусно-генетическая теорія виникнення рака.
1972 рік — формується новий напрям у молекулярної біології - генетична інженерія. Цього року до лабораторій Берга (США) отримали рекомбінація ДНК. На базі досліджень цього напряму виникла «індустрія ДНК». З допомогою генної інженерії сконструйовані штучні гени інсуліну, соматотропіну, интерферона.
У 1970;х років було відкрито транспозони радянським ученим Г. Георгиевым з допомогою методів молекулярної генетики, гіпотеза — про існування яких була раніше запропонована Б Маклинток.
Найважливішим досягненням останнього є визначення числа генів в людини й складання генетичних карт хромосом, і навіть з’ясування причин мутування генов.
Нині немає такого галузі біології, яка б розвиватися, без урахування і використовуючи даних генетичних досліджень. Це стосується однаково до екології, систематики, зоопсихологии, ембріології, еволюції і др.
Показова зв’язок генетики з эмбриологией. Ембріолог стежить за змінами, які у зародку, шукає причини цих змін. Впадає правді в очі поступова диференціація що розвивається зародка. Постає питання: як же спадкове речовина, однакове переважають у всіх клітинах зародка, по крайнього заходу, спочатку, є причиною, що у розвитку з’являються дедалі більші та великі різницю між окремими групами клітин. Ембріолог зіштовхується знову з генетичної проблемою, цілком природно тому, що дослідження эмбриологов присвячуються цим основним проблемам зв’язок між эмбриологией і генетикой.
Отже, можна виокремити декілька основних напрямів у розвитку генетики:
— генетика онтогенеза;
— генетика человека;
— генетика растений;
— генетика животных;
— генетика микроорганизмов;
— генетика популяций;
— генетика і экология;
— генетика і эволюция;
— генетика медицинская;
— генетика і радиация;
— генетика адаптацій і др.
Генетика людини як використовує досягнення, отримані в дослідженнях інших організмах, а й збагачує наші теоретичні пізнання. Вибір об'єкта чи застосування методів, викликають розквіт генетики, щоразу тільки короткий час, змінюється періодом стабілізації, котрого супроводжує новий підйом, поява нової області генетичних досліджень. Кожна нова фаза розвитку генетики не знімає попередніх досягнень, а, навпаки, розширює і поглиблює їх. Генетичні дослідження постійно розширюються, оскільки саме генетика покликана висвітлити проблеми життя, виникнення і развития.
§ 2. Клонування і генна инженерия.
Синтез ідей методів загальної, молекулярної генетики і физикохімічної біології створив новий напрям у сучасної біології, отримав назву генетична інженерія. Генетична інженерія є область сучасної біотехнології, яка має цією новою методою створення генотипів, потрібних практиці, і науці. Ці методи дозволяють цілеспрямовано змінювати спадкові основи з допомогою маніпуляцій на клітинному, хромосомному і генному рівнях. У цьому разі прийнято термін — генна інженерія. Метод генетичної інженерії потім можуть бути перспективний у тваринництві для створення стад-клонов від високопродуктивних тварин, мають цінний генотип. У цьому шляху можна очікувати нових б у селекції растений.
Найбільших успіхів генетична інженерія досягла лише на рівні генів, що пов’язано із розвитком методів, насамперед, розроблених для клітин бактерій і вирусов.
Підставою роботи з генної інженерії є, по-перше, можливість виділення окремих генів і, по-друге, їх внесення в обрану клітину. На ряді прикладів показано, що людська білки, наприклад ІНСУЛІН, ІНТЕРФЕРОН, можна отримати мікробіологічними синтезом у клітинах бактерій, несучих відповідний ген людини. Властивості самих бактерій можуть змінитися убік понад синтезу потрібного мікробного препарату. Цими засадах створюється нова біотехнологічна промисловість, що у майбутньому надасть великий вплив на успіхи сільського господарства і медицины.
Успішне розвиток методів генетичної інженерії перспективне для низки напрямів практики. Розробляється проблема генотерапії, тобто. лікування людей спадковими дефектами обміну речовин, шляхом введення у тому клітини нормальних генов.
Природно, можливість маніпуляції з індивідуальними генами людини і тварин ще недостатня розуміння функції всього геному, осередку загалом, взаємодії його частин у забезпеченні всього різноманіття механізмів онтогенезу, тобто розвитку однієї клітини до цілого організму. Якщо додати до цього, що у геномі будь-якого виду записана як програма індивідуального розвитку, але закодована вся еволюція виду, тобто філогенез, ставати зрозумілим наскільки логічною і методично своєчасної стала Міжнародна наукова програма «Геном людини ». Програма «Геном людини «вже безпосередньо до 2000 року дозволить повністю розшифрувати первинну структуру спіралі ДНК, тобто ідентифікувати все гени людини, їх регуляторні елементи. Захоплююча «Одіссея «про спадковості, якої є цю програму, безмірно розширить наші уявлення про структуру і функції геному, його еволюції, відкриє горизонти настільки захоплюючого, а можливо, і проінвестували щонайменше небезпечного спрямованого впливу особи на одне геном рослин, тварин і звинувачують, що особливо ризиковано, на власний геном. Важливо усвідомити, що це завтрашнє фундаментальної науки витратило не віддалені абстракції, а сьогодення. Вона настав і став реальним незалежно ми, і, а то й виробити готовність концептуально і методично, вона може пройти мимо.
Часом не тільки сучасний лікар і специалист-биолог, а й кожен освічена людина сьогодні повинен знати про тріумф Міжнародного Наукового співтовариства у виконанні програми «Геном людини », в результаті якої успішно расшифровываются все гени людини, кожен із яких, будучи виділеним з організму, що проклонированным, може виступити на ролі лікувального препарату для генотерапії; у тому, що вони сьогодні ідентифіковано на генетичних картах більш 5000 структурних генів, у тому, що навіть за 5 багатьох років після перших успішних спроб запровадження чужорідних маркерів гена у клітини людини число вже схвалених для клінічних випробувань програм із генної терапії спадкових захворювань досягло більш 200! Ці підсумки видаються особливо вражаючими, з урахуванням, що до даних Всесвітньої Організації Охорони Здоров’я, близько 2,4% всіх новонароджених на земній кулі страждають тими чи інші спадковими порушеннями; близько сорока% ранньої дитячої смертності і інвалідності з дитинства обумовлені спадкової патологий.
Разом із тим і у сьогоднішніх дослідженнях із генної терапії необхідно враховувати, що наслідки маніпулювання генами вивчені недостатньо. Під час розробки програм генної терапії принципове значення мають питання безпеки запропонованих схем лікування, як самого пацієнта, так популяції загалом. Важливо, що з проведенні випробувань очікуваний лікувальний ефект чи можливість отримання додаткової корисною інформації перевершували потенційний ризик запропонованої процедури. Найважливішим елементом у програмі генної терапії є аналіз наслідків проведених процедур. Цей контроль проводять на всі етапи терапії. Проводиться оцінка клінічного (терапевтичного) ефекту; вивчаються можливі побічні наслідки і на методи їхнього попередження. АЛЕ! Будь-яке епохальне відкриття науки (саме таким і є розшифрування геному людини) можна використовувати лише у благо, а й на шкоду людству (сумний приклад тому відкриття розщеплення ядра урану, породившее атомну бомбу)! Нерозумні експерименти з геномом людини можуть призвести до ще більше страшним последствиям!
До цього часу не вщухають суперечки та дискусії з питання клонування. Термін «клонування «стрімко ввійшов у широкий лексикон минулого року: тоді вчені Рослінського інституту, у Шотландії повідомили про існування овечки Доллі, що з’явилася світ методом безстатевого розмноження. Доллі народилася бо ні одне ссавець за мільйони існування життя землі, — шляхом клонування. Вчені створили генетичне диво, відтворивши повноцінний живий організм з урахуванням однієї тканинної клетки.
Щоб стало зрозуміліше, у чому диво, необхідно нагадати азбучні істини. Нове життя — чи це чоловік, або тварина — народжується шляхом поєднання двох статевих клітин: батьківського сперматозоїда і материнської яйцеклітини. У цьому майбутнє дитя (коли казати про людині) одержує вигоду від батька по 23 хромосоми, що й утворюють його неповторний, унікальний геном (сукупність генів). З часу злиття і аж до останнього подиху гени почнуть керувати організмом, як формуючи в деталях і подробицях цей організм, але програмуючи здібності, нахили, таланти, можливості, хвороби даної людини. Доллі розвивалася ні з заплідненої яйцеклітини, та якщо з нічим непримітної клітини шкіри (!) шестирічної вівці, що його стовідсоткової копією вона є. Що й казати зробили рослинские умільці? Взяли біоптат вимені (просто шматочок шкіри) та особливим чином обробили епітеліальні клітини. Потім виділили ядро, де зберігається вся генетична інформація. Його помістили в оболонку яйцеклітини другий вівці, попередньо видаливши звідти власне ядро. Нарешті, штучно створений ооцит (яйцеклітину) помістили ватку третьої, готовою вагітності овечки. Було зроблено без малого 300 спроб, і одна з них закінчилася народженням живої Доллі, що має хіба що три «матері «: клональная, тобто оригінал, донор, що дала цитоплазму для ядра, і сурогатна, що виносила нашу «героїню ». Неймовірно складно! Чому людина завжди прагнути переінакшити природу, не задовольняючись буденною і, загалом, досить приємним способом запліднення? І що науці властиво поступальний розвиток під гаслом «Знати все про все ». Серед дослідників завжди знайдуться (до речі, генетично запрограмовані), яких хлібом не годуй, дай лише дістатись світлого джерела знань. Чудово! Жага знання з певної міри утолена. Але якою суто утилітарний користь із усіх цих досліджень зможе витягти собі практика? Колосальний! Можна вважати, що знайдено глобальне розв’язання проблеми безплідності. Кожен чоловік й кожна жінка з кожного непоправної патологією органів дітородіння тепер можуть стати батьками. Причому, не прийомними, а найсправжнісінькими: відтворити своє власне кров, і плоть у сенсі слова. Або взяти іншу ситуацію: у ній гине єдиний ребенок, а мати (батько) більше не зможе мати дітей. Достатньо буде лише одного волоска, молочного зубика, щоб безутішні батьки знову набули погибшего.
Це означає, що з’явилася на своєму вибору «тиражувати «людей: моцартів, пушкін, энштейнов. Теоретично так. А практично потрібні роки напруженої багатоденної роботи, щоб навчитися клонувати людей (що такі експерименти взагалі заборонять в найближчим часом). Адже генетичний апарат людини буде непорівнянний із овечим. З іншого боку, це пов’язано з морально-етичними, релігійними нормами і міркуваннями. Одна річ — покращувати породу тварин, займаючись конярством, вівчарством, свинарством, і зовсім інше — зі свого розуміння впливати людське популяцію. Хто візьме він роль вищого, з незаперечним авторитетом і ваша сміливість вирішувати безпосередньо з кого саме варто робити «копії «у якому количестве?
Та хіба заманливо поліпшити породу людей цілому, збільшивши у ній частку геніїв і вундеркіндів з допомогою скорочення частки індивідуумів з нерозвиненим інтелектом і з злочинними схильностями? Клонування людей з такою метою аморально. Треба виходити із те, що особистість стала в той інший світ невипадково, вона неповторна і самоценна.
Суспільство має творити кожному нормальні умови розвитку, просвіщати і виховувати, і тоді це без будь-якого клонування розвиватиметься інтелектуальний і моральний потенціал його членів. Адже природа «не розкидається «геніями направо й наліво, а являє їх світу, відповідаючи поки невідомими нам законами. Геній — як рідкісний, ексклюзивний набір генів, а й середовище, що дозволило розкритися, реалізуватися можливостям, закладених у даних генах.
Отже, якби навіть вдалося відтворити двійника, клональную копію Моцарта, Пушкіна, це зовсім отже, що знову збагатилося б безсмертним «Реквіємом «чи «Євгеном Онєгіним ». Клонований Моцарт буде точною генетичною копією оригіналу. Він успадкує (можливо, з невеликими відхиленнями) самі очі, рот, ніс, усмішку і виняткові рано. Але ні ані найменшого шансу, що він нота в ноту відтворить «Турецький марш «чи «Реквієм ». Навіть якщо взяти Моцарт-2 і став композитором, він напише іншої музики, бо час звучить зовсім інакше, негаразд як у період великого Амадея. І Пушкин-2, народжений сьогодні, навряд зробив б героями своїх творів Євгенія Онєгіна і Ленського — типових представників 19 століття. Щоб відбувся геній, усе повинно зійтися лише у точці генетична програма, час, місце… і ще щось нам незнане й неподвластное.
Та все ж відтепер то вона може розраховувати багато, ні на безсмертя — він отримав таку можливість тиражувати себе стільки раз скільки пожелает…
Технологія клонування дає таку можливість, але з іншого боку, подібне бажання — нічим іншим як крайній прояв себелюбства, егоїзму, гіпертрофованого зарозумілості. Творець не передбачив нам варіант тілесного безсмертя. Говорячи словами поета, «Будь ж ти довіку благословенно, що прийшов процвесть й померти » .
§ 3. Причини генних мутаций.
У природничих умовах мутація з’являється під впливом чинників зовнішньою і внутрішньою середовища проживання і позначається терміном «природні (чи спонтанні) мутації «.
Причиною генних, чи пізно це званих точкових, мутацій є заміна одного азотистого підстави у молекулі Д.Н.К. інше, втрата, вставка, чи перестановка азотистих підстав в молекулі Д.Н.К. Звідси випливає - ген мутуючий сюрреалізм в людини можуть розвинутися патологічні стану, патогенез якого различен.
На чинники викликають мутації на генетичному рівні справила відповідне вплив довкілля (подагру, деякі форми цукрового діабету). Такі захворювання частіше виявляючись у постійному вплив несприятливих чи шкідливих чинників довкілля (порушення режиму харчування та інших.). Мутація гена може викликати у себе порушення синтезу білків, виконують пластичні функції. Ймовірна причина таких захворювань синдром Элерса — Данлоса.
У стадії вивчення перебуває захворювання, основу яких лежить недостатність механізмів відновлення зміненої молекули Д.Н. К. Генна мутація можуть призвести до розвитку иммунодефецитных хвороб (аплазія вилочкової залози у поєднанні агаммагло-булинемией). Причиною аномальною структури гемоглобіну є заміна в молекулі залишку глутаминовой кислоти на залишок валина. Відомий ряд мутацій генів, контролюючих синтез чинників згортання крови.
Генні мутації може бути причиною порушення транспорту різних сполук через клітинні мембрани. Вони з порушенням функцій мембранних механізмів і з дефектами у деяких системах.
Якщо мутація на генетичному рівні виникає при дії різних фізичних, хімічних, біологічних чинників, це називають мутагенезом. Основою мутації є первинні ушкодження в молекулі Д.Н.К.
§ 4. Генетика пола.
У кариотипе людини з 46-ти хромосом 44 однакові в усіх особин, незалежно від статі (ці хромосоми називають аутосомами), а однієї парою хромосом, званих статевими, жінки різняться від чоловіків. Це общебиологическая закономірність всім живих організмів, розмножуються статевим шляхом. Ще замалий вплив 2 статеві хромосоми однакові (гомологичны), з називають X-хромосомами. У чоловіків пара статевих хромосом представлена гетерохромосомами, оскільки вони неоднакові: одне з них X-хромосома (тобто. така сама, як в жінок), інша У — хромосома. У основі визначення статі у людини лежить хромосомний механізм, реалізовуваний в останній момент запліднення. Оскільки в жінок статеві хромосоми однакові, кожен яйцеклітина несе Х-хромосому, такий підлогу називають гомогаметным. У чоловіків у процесі гаметогенеза формується два типу гамет однаковою пропорції: Х — сперматозоїди і У — сперматозоїди. Це біологічна закономірність, обумовлена механізмом мейоза. Чоловічий підлогу називається гетерогаметным. Хочеться наголосити, що теоретично співвідношення статей має бути 1:1. Це статистична закономірність, забезпечувана умовою рівноймовірної зустрічі гамет. Пол майбутнього нащадка завжди визначає гетерогаметный підлогу (тобто. чоловічої). При патології не розбіжності статевих хромосом в гаметогенезе вирішальним чинником у визначенні статі в людини є наявність У — хромосоми чи його фрагмента. У разі незалежно від числі Х-хромосом формуватиметься чоловічої підлогу. Без У-хромосомы чи його фрагмента формуватиметься жіночий підлогу (табл. 1).
Таблиця 10.
Хромосомний механізм визначення статі в людини гаразд і за нерасхождении Х-хромосом | |Х |ХХ |Про | | |ХХ |ХХХ |МО синдром | |Х |Нормальна жінка |Трисомия по |Шерешевского-Терн| | | |Х-хромосомі |ера | | |ХУ |ХХУ |УО гине на | |У |Нормальний чоловік |Синдром |ембріональному | | | |Клайнфельтера |рівні |.
Нині прийнято розрізняти такі рівні статевої дифференцировки:
1. Хромосомне визначення статі - 46, ХХХ чи 46, ХУ.
2. Визначення статі лише на рівні гонад (яєчники чи семенники).
3. Фенотипическое визначення статі (чоловік або жінка, формування вторинних статевих признаков).
4. Психологічний визначення пола.
5. Соціальне становлення пола.
Аналіз порушень числа і структури статевих хромосом дозволив зрозуміти не лише хромосомний механізм визначення статі, але й отримати інформацію про ганадном і фенотипическом рівнях становления.
Було показано, що ініціалізація розвитку і дозрівання тестикул, їх диференціювання і сперматогенез пов’язані з эухроматиновым районом У — хромосоми (Эйчвальд і Силсмер, 1955), контролюючим трансплантаційний антиген (Н-У антиген). Міграція первинних клітин зародышевого шляху до гонады залежить від статі. У нормі напрям розвитку визначається наявністю Ухромосоми (чоловічої підлогу) чи його відсутністю (жіночий підлогу). Це розвиток залежить від Н-У антигену. Нині існує гіпотеза, підтверджена експериментальними даними (Ohio, 1976), у тому, що Н-У рецептори є лежить на поверхні клітин гонад обох типів. Спільна інкубація з Н-У антигеном індукує сім'яники, якщо активність Н-У антигену пригнічена, то індукуються яєчники. Передбачається, що Н-У антиген кодується не У-хромосомой, як думали раніше, а структурним аутосомным геном, що під контролем У-хромосомы. В усіх організмів, які мають У-хромосомы, цей структурний аутосомный ген не активується. Експресія цього гена индуцируется чинниками, які у нормі визначаються У-хромосомой. Отже, можливі мутації, за яких синтезуватися Н-У антиген, навіть у разі, коли клітини позбавлені Ухромосоми. Спостереження показали, що з перетворення зачатків в сім'яники необхідна певна мінімальна концентрація Н-У антигенов.
Розвиток вторинних статевих ознак зумовлено дифференцировкой гонад. Людина за своєю природою биссексуален. Статеві органи формуються з мюллеровых і вольфовых каналів. Ще замалий вплив мюллеровы протоки розвиваються в фаллопієві труби і матку, а вольфовы — атрофируются. У чоловіків вольфовы канали розвиваються в насіннєві протоки і насіннєві бульбашки. Під упливом хорионического гонадотропина матері в ембріональних сім'яниках клітини Лейдіга синтезують стероидные гормони (тестостерон). У клітинах Сертоли синтезується гормон, званий мюллеровым ингибирующим чинником (MIF). Ці гормони діють на зачатки зовнішніх і розвитку внутрішніх статевих органів. Нормальні особини чоловічої статі розвиваються лише тоді, коли всі елементи «спрацьовують» у час в заданому месте.
Незначні відхилення у роботі різних рівнях становлення вторинних статевих ознак призводять до неповного розвитку чоловічого фенотипу в організмі з чоловічим генотипом (чоловічої псевдогермафродитизм).
За повної відсутності всіх елементів становлення чоловічої статі формуються жіночі статеві ознаки, отже, становлення жіночих статевих ознак вже не потребує спеціальних регуляторних механізмах і є «конститутивним». У зв’язку з цим Джост писав: «Становлення чоловічого організму — це тривале, нелегка й підприємство, свого роду боротьба проти іманентного прагнення до женственности».
Описано щонайменше 19 різних дефектів генів як зчеплених з Ххромосомою, і з аутосомно-рецессивных, призводять у порушення диференціювання зовнішніх і враження внутрішніх статевих ознак: порушення синтезу андрогенів і хорионического гонадотропина, відсутність рецепторів на клітинах Лейдвига, дефекти ферментів, що у синтезі тестостерону, нечуттєвість клітин вольфовых проток чи мочеполового синуса до тестостерону тощо. (Фогель і Мотульски, 1990).
§ 4.1. Співвідношення полов.
Розрізняють первинне співвідношення статей, точніше, співвідношення ембріонів і вторинне — співвідношення хлопчиків і вісім дівчат серед новонароджених. Виявилося, що первинне співвідношення статей асиметрично: ембріонів чоловічого статі в 1,5 рази більше, ніж ембріонів жіночої статі (А. Балахонів, 1990). Вторинне співвідношення статей, наприклад серед населення США, приблизно = 1,06 (У. Мак-Кьюсик, 1967), аналогічні дані є й на інших країнам, зокрема й у нашій країні. Чому на момент зачаття Усперматозоїди мають великі переваги перед Х-сперматозоидами? Чим викликано зменшення цього співвідношення у період зачаттям і народженням? Це підтверджує діагностика статі плоду при саме абортах?
Останнім часом нагромадився великий матеріал про індивідуальних, вікових, видових і, статевих розбіжностях реактивності організмів. Середня тривалість життя жінок на 10−11, а Європі й Америці на майже 7- 10 років вище, ніж чоловіків. Розрив цей у останні роки продовжує збільшуватися. Сьогодні ці факти інтерпретують наступним чином. Хлопчиків на даний момент зачаття значно більше, оскільки Хсперматозоїди набагато важче, У-сперматозоиды (Х-хромосома значно більше в розмірам і належить до групи великих хромосом, а У-хромосома — найменша в кариотипе), у зв’язку з ніж У-сперматозоид, маючи меншу масу, має велику швидкість пересування і швидше досягне мети, ніж Хсперматозоид.
Низька життєздатність чоловічих ембріонів і надалі - особин чоловічої статі пояснюється інший гіпотезою, пов’язаною з рівнем метаболічних процесів в організмі, формуючому швидкий тип старіння (короткожительство) і повільний тип старіння (довгожительство). Чоловічий підлогу фізично сильніше жіночого, але генетично слабше, що пов’язано, можливо, з різною біологічної значимістю статей. Вважають (статистичні дослідження ВООЗ у країнах Західної Європи), що тип старіння пов’язані з Ххромосомами: довгожительство — доминантно, а короткожительство — рецессивно. У чоловіків лише одне Х-хромосома, отже, якщо вони можуть забезпечувати альтернативно із однаковою ймовірністю домінантність і рецессивность, то генетична ймовірність довгожительства — 0,5 і короткожительства — 0,5. Ще замалий вплив пара Х-хромосом, тут набирають чинності закони Менделя, отже, співвідношення в популяції домінантних і рецесивних фенотипів буде 3:1, тобто жінок ймовірність народження довгожителів — 0,75 і короткожителей — 0,25.
Крім цієї гіпотези є і другие:
. активніший спосіб життя чоловіки призводить до швидкого зношування организма;
. висока стійкість жіночої статі пов’язують із додатковим биоритмом — екстра генитальными ритмами жизнедеятельности.
(пов'язані з коливаннями рівня статевих гормонів під час половозрелости); у зв’язку з цим рекомендують чоловікам створювати штучні ритми, наприклад, піддаватися періодичним нагрузкам.
— фізичним (біг, стрибки тощо.) і навіть нервным.
§ 4.2. Успадкування, обмежений і контрольоване полом.
Гени, що у кариотипе обох статей, але виявляються переважно тільки в однієї статті, називаються обмежені підлогою. Ці гени може бути не зчеплені з статевими хромосомами і локалізовано у будь-якій аутосомной хромосомі. Ось приклад суворої обмеженості підлогою. Якщо P. S і p. s є два аллеля, вираз яких обмежена підлогою, то три генотипу SS; Ss; ss виявляються нерозрізненними в однієї статі, але дають два і три роки різних фенотипу в іншого статі, залежно від цього, подібна чи гетерозигота з однією з гомозигот чи відрізняється від обох. Різні анатомічні і фізіологічні риси, властиві жіночому підлозі, такі, наприклад як ширина таза чи вік початку менструації, контролюються генами, одержуваними від обох батьків. Такі суто чоловічі риси, як характер зростання волосся в очах чи кількість і розподіл волосяного покриву на тілі також контролюються генами, загальними обох статей. Тут слід підкреслити, що обмеженість підлогою — чи саме, що зчеплення із соціальною статтю. Останній термін стосується локалізації генів у статевих хромосомах; перший термін — прояви генів тільки в однієї з двох полов.
Обмежене підлогою успадкування є крайній приклад контрольованості підлогою. Якщо генотип проявляється в обох статей, але зрізного, говорити про виявлення гена, контрольованого (залежного) підлогою, чи модифицируемого полом.
Контрольована підлогою домінантність, очевидно, є основою характеру облисіння. Вивчення цієї риси представляє суттєві складнощі у зв’язку з, що фенотип облисіння різна проявляється. Облисіння то, можливо слабким чи повним, лисина може локалізуватися порізного, виявлятися в ранньому чи похилому віці, іноді облисіння пов’язана з порушенням функції щитовидної залози чи наслідками інфекційних захворювань. Більшість — спадкова етіологія. Ознака може виявлятися в обох статей, але частіше і выраженнее виявлятися у мужчин.
Основоположником вивчення ознак, контрольованих підлогою, є Бернштейн, який проаналізував успадкування співочих голосів у дорослих європейців. Якщо висновок — шість різних співочих голосів (бас, баритон, тенор, сопрано, мецо-сопрано і альт) контролюються однієї парою алелів. Пізніші засвідчили, що тип голоси контролюється статевої конституцією, починаючи з періоду статевого дозрівання, перебуває під впливом статевих гормонов.
§ 4.3. Доля статі у человека.
У у минулому столітті індіанці племені Хавасупаи мали дивовижною здатністю проводити підлогу своїх майбутніх дітей. Схожий ефект невипадкового розподілу статей відомий у філіппінців, індіанців Венесуели, аборигенів Австралії. Не відчували впливу цивілізації та практично не користувалися контрацепцією. У Німеччині й Англії відразу після кожної з цих двох світових війн спостерігалося дивне зростання числа хлопчиків у складі новонароджених, батьки яких були солдатами. Відзначено, що батьків або їх захворювання можуть проводити підлогу дітей. Наприклад, серед дітей водолазів, анестезіологів, пілотів і священиків частіше зустрічаються дівчинки. Як і в чоловіків, хворих лимфомой Ходжкинса. Ще замалий вплив з гепатитом A чи на шизофренію частіше народжуються дочки, ніж сини. Є кілька гіпотез, пояснюють, як відбувається доля статі у человека.
Гіпотеза Мартіна: серед сперматозоїдів виділяють «зайців» — Усперматозоїди і «черепах» — Х-сперматозоиды. У-сперматозоиды активніше, ніж Х-сперматозоиды, але швидше гинуть. Якщо яйцеклітина готова запліднення, то першими її запліднюють У-сперматозоиды, і якщо немає, то ймовірність запліднення Х-сперматозоидом зростає т.к. У-сперматозоиды швидко гинуть. У молодих, часто котрі займаються сексом, У-сперматозоиды постійно є у статевих шляхах жінок і запліднюють яйцеклітину. Через кілька років ситуація змінюється (коли секс стає епізодичним) і яйцеклітини запліднюються більш довгоживучими Хсперматозоїдами. Тому перші діти по весіллі - зазвичай хлопчики, а пізніші - дівчинки. Аналогічно у ситуаціях у сім'ях повернулися з фронту солдат.
Інша гіпотеза було запропоновано Джеймсом (Лондонський університетський коледж), що стверджували, що закономірності розподілу статей обумовлені гормональними змінами у організмі батьків. Він, що коли підвищення рівня тестостерону і эстерогенов в обох батьків збільшує ймовірність народження хлопчиків, а зростання рівня гонадотропина — дівчаток. Пропозиції засновані на клінічних спостереженнях: лікування безплідності гонадотропинами в жінок зумовлювало народженню дочок, а й у чоловіків — синів. Джеймс, як і Марті, вважає, що з швидкому заплідненні частіше народжуються хлопчики, але пов’язує з співвідношенням статевих гормонів в останній момент зачаття. У першій половині менструального циклу досі готовності яйцеклітини до запліднення рівень тестостерону і естрогенів високий, що зумовлює народження хлопчиків. Далі за циклу зростає рівень гонадотропінів, які зумовлюють зачаття девочек.
Домінування поведінці і агресивність пов’язують із високий рівень тестостерону у крові. Попередні дані говорять про позитивної залежності між високим соціальним статусом жінок і народженням в неї синів, хоча дослідження з виявлення впливу рівня тестостерону на підлогу майбутньої дитини не приводилось.
Третя гіпотеза висунуто Триверсом і Виллардом (Гарвард). Вони припустили, що співвідношення статей у ссавців пояснюється адаптивними механізмами (особливо в полигамных, виявили піклування про прийдешнім). Якщо самка ослаблена, то підлогу, швидше за все, буде жіночим (майбутня самка, навіть невідь що сильна, зможе знайти собі чоловіка). Якщо у матері прекрасне фізичне здоров’я, то, швидше за все, це завжди буде самець (сильний самець зможе мати багато дитинчат, а слабкий у полигамных видів часто вже не має потомства). Гіпотеза було підтверджено щодо паукообразных мавп. У застосування до людського суспільства ця гіпотеза дозволяє знайти певну взаємозв'язок між соціальним статусом чоловіки й підлогою його детей.
Мюллер (Німеччина) зібрав даних про статистично достовірному переважання синів серед дітей, народжених у сім'ях із високим соціальним статусом. Зворотний ж тенденція спостерігається між людьми низького соціального положения.
Лоррен і Столковский (Франція) запропонували метод, з допомогою якого можна планувати про стать майбутньої дитини. Суть його в особливому режимі харчування, щоб у протягом 6 тижнів, попередніх зачаття, необхідно віддавати перевагу деяким харчових продуктів. Їм була обстежена експериментальна група жінок, у тому числі 87% народили дитини запланованого статі. Виявилося, що, які хочуть мати синів, повинні вживати гострі продукти з підвищеним зміст солей (натрію і калію). Жінки, які хочуть мати дочок, повинні є більше молочних продуктів, багатих кальцієм i на магній. Жінки зобов’язані дотримуватися встановленого раціону. Ті, хто вже кілька дочок, але хочуть сина, повинні витримати раціон протягом 3−4 місяців. Поки що незрозуміло, як раціон впливає підлогу эмбриона.
Можливо, у майбутньому людство зуміє проводити баланс свого потомства.
§ 5. Діагностика генетичних болезней.
Аристотель у своїй «Історії тварин» згадує про можливість передбачити підлогу ненародженої плоду з допомогою таких критеріїв, як цю критику боку, де відчувається рух плоду, і навіть оцінка загального стану матері. Насправді лише у порівняно недавні часи розробили точкові методи вивчення плоду людини in utero. У середині 50-х років кілька лабораторій майже одночасно повідомили, що підлогу плоду то, можливо визначено дослідженням статевого хроматина в клітинах амниотической рідини. Близько 10 років кілька груп дослідників майже одночасно повідомили у тому, що завдяки вивчення клітин амниотической рідини можна лише визначити підлогу плоду, а й, вирощуючи клітини у культурі, досліджувати їх хромосоми. Отже можуть оцінені особливості хромосом плоду. Пізніше Надлер (1968) показав, що культивовані клітини амниотической рідини можуть бути і використані для допологової діагностики деяких біохімічних порушень. Ці публікації проторували дорогу наступним дослідженням, у результаті останні 3−4 року у цій галузі досягнуто значні успехи.
Методи, які або стануть у пригоді в допологової діагностиці генетичних хвороб, можна розділити тих, з допомогою яких вивчають безпосередньо плід, і силові методи, за результатами яких плід вивчають побічно, наприклад, щодо змін у крові й сечі матери:
§ 5.1. Методи допологової диагностики.
А. Прямі (плодные).
1. Рентгенография:
1) скелета.
2) м’яких тканин (амніографія, фетография).
2. Сонографія (дослідження ультразвуком).
3. Электрокардиография.
4. Фетоскопия.
5. Биопсия.
1) амниона.
2) плаценты.
3) плоду Б. Непрямі (материнские).
1. Кров, наприклад, лімфоцити плода.
2. Сеча, наприклад, экскреция эстриола.
І так було встановлено, що у материнському кровотоці є невеличке кількість лімфоцитів, містять ХУ статеві хромосоми, що розвивається плід чоловічої статі. Яке значення мають ці дані і може вони бути використані допологової діагностиці, не відомо. Вивчення продуктів обміну речовин, у сечі матері вже так можна трактувати з погляду їх цінності в допологової диагностике.
Методи дослідження безпосередньо плоду включають рентгенографію для встановлення патології скелета, амниографию, коли він контрастний матеріал вводять у амниотическую порожнину і окреслює плаценту і м’які тканини плоду, і фетографию, коли використовується контрастне речовина, має схожість із vernix caseosa, і тому очерчивающее м’які тканини плоду. Такі методи, як сонографія, з допомогою яких можна також знайти вроджені порушення, і элекардиография плоду, яка можна використовувати в діагностиці уродженою блокади серця in utero, корисні лише у пізні терміни вагітності. Фетоскопия — новий прийом, який дає змогу виробляти раннє визначення уроджених аномалій. Можливість біопсії амниотических оболонок чи плаценти є ще на етапі експериментального изучения.
Найширше досліджуються амниотическая рідина й які у ній клітини, одержувані шляхом амниоцентеза зазвичай через передню черевну стінку. Ця книга стосується майже результатів подібних исслндований, вкладених у допологову діагностику спадкових болезней.
Створення методів молекулярної діагностики лише на рівні генних мутацій було революційним проривом у сфері загальне твердження і прикладної генетики. Класичною основою сучасних молекулярно-генетичних методів стала технологія блот-гибридизации по (1975).
Основними методичними прийомами, використовуваними при молекулярної діагностиці, є: отримання (клонування) зондів фрагментів ДНК з точно встановленими нуклеотидными послідовностями і мічених радіоізотопами чи флуоресцирующими сполуками; розрізування досліджуваної молекули ДНК (хворого) на фрагменти з допомогою ферментів — рестриктаз; электрофоретическое поділ отриманих фрагментів в гелі; гібридизація досліджуваних і розділених в електричному полі фрагментів і міченого ДНКзонда; перенесення гібридних фрагментів з гелю на целюлозу (яка досягається шляхом «промокання» блоттинга) (to blot по — английски — промокати) кількісний аналіз інтенсивності зон гібридизації методом аутодиографии чи виміру флуоресценсии.
Оскільки кількість доступною для аналізу ДНК може дуже велике (наприклад ДНК, виділеної з клітин амниотической рідини чи просто з однієї клітини), вихід знайшли, завдяки розробці полімеразної ланцюгову реакцію (polymerase chain rection чи PCP), що дозволяє одержати багато — до 1000 копій єдиною молекули ДНК. Це дозволяє виробляти молекулярну діагностику на ДНК, отриманої навіть у єдиною клітини ембріона чи виділеної з сперматозоида.
При ДНК — діагностиці наследственнных хвороб використовуються різні підходи, залежно від цього, відомий чи невідомий ген, з мутацією якого пов’язано захворювання, відомий її харакер. За тих ситуацій, коли ген відомий, встановлено молекулярна природа мутації, можлива пряма її ідентифікація з допомогою відповідного зонда мул проби *вони мають включати відому мутацію, щоб відбулася гібридизація зонда з досліджуваної ДНК).
При ДНК — діагностиці невідомих генних мутацій досліджується сімейне розподіл рестикционных фрагментів чи поліморфізм дляны рестикционных фрагментів (ПДРФ). Такий поліморфізм є гарним генетичним маркером наслідування хвороби. Про це йшлося выше.
При ДНК — діагностиці хвороб, у яких невідомий ні ген, ні первинний біохімічний дефект, також досліджується поліморфізм довжин рестрикционных фрагментів здійснюється аналіз зчеплення певних фрагментів ДНК з ознаками болезни.
Останніми роками з урахуванням аналізу зчеплення вдалося картировать (тобто. встановити локалізації на хромосомах) гени багатьох захворювань — синдромів Марфана, Элерса — Данлоса, нейропатію Шарко — Марі і з інші. Створено ДНК — діагностикуми для низки аутосомно — рецесивних (муковісцидоз, фенілкетонурія, талассемия) і аутосомно — домінантних захворювань (миотония Штейнерта, нейрофиброматоз Реклингхаузена та інших.). Стала можливої прентанальная діагностика, і виявлення гетерозиготного носительства мутантних генів — ПМД Дюшенна, муковісцидозу, синдрому Леш — Найена, поликистоза нирок, ретинобластомы, хореї Гентингтона.
Тоді як частота інфекційних захворювань зменшується і поліпшуються чинники довкілля, зростає відносна роль генетичних хвороб як причини смертності і захворюваності. Наприклад, Картер (1963) показав, що впродовж останніх 70 років частота уроджених аномалій як причину смертності новонароджених зросла приблизно з п’ятьма до 20%, а Робертс, Чавес і Курт (1970) виявили, що з причин загибелі дітей у лікарні понад 40% були генетичними чи частково генетичними. Загальна частота генетичних хвороб у новонароджених зазвичай близько 3−5%. У доповнення є багато загальних сімейних хвороб, як-от шизофренія чи діабет, які проявляються пізніше протягом жизни.
При аналізі генетичного захворювання важливо пам’ятати як про розмаїтті, про типах його наслідування, а й тяжкості, віці, при якому вона починає виявлятися, його тривалості і отягощении для індивідуума й суспільства. З цих даних становлять план профілактичних заходів. Тяжка недуга плоду, супроводжується смертю при народженні, як, наприклад анэнцефалин, тягне невелику обтяженість суспільству чи сім'ї. З іншого боку, якщо уражені індивідууми виживають і потребують тривалому догляді і лікування, як із spina bifida, стан характеризується значної отягощенностью для оточуючих таких хворих покупців, безліч стає дорогим суспільству. Якщо дефект то, можливо виправлений хірургічно, як із тріщину губи (з наявністю тріщини чи ні неї), то витрати у своїй невеликі, та деякі косметичні дефекти залишаються в індивідуума протягом усього життя. При важких захворюваннях, які з ладу, як-от м’язова дистрофія Дюшенна і синдром Дауна, обтяженість для індивідуума та його сім'ї, витрати невеликі, якщо вона залишається вдома, і значні, коли він міститься у лечеюное учереждение. Аналогічно сказаного тяжкість пізно виявляються хвороб як-от хорея Гентингтона і шизофренія, викликають значні обтяження для уражених індивідуумів, однакова їхнього сімей і общества.
§ 5.2. Ступінь риска.
Основний статистичний показник у допологової діагностиці - ступінь ризику поразки плоду. Це може, чи є медичні показання для допологової діагностику і прийнятна вона для батьків. В багатьох випадках рівень ризику то, можливо легко отримана на основі тільки знань типу наслідування даного стану. Тоді як для простих менделирующих станів ступеня ризику може бути не точно встановлено. Для оцінки ризику бракує неменделирующих станів то, можливо використаний емпіричний підхід, але є нові шляхи для поєднання емпіричного підходу і політичного аналізу родоводу, щоб виміряти ступінь специфічного ризику для кожної обследуемой мемьи.
§ 5.3. Аутосомные нарушения.
Традиційно встановлена рівень ризику в 25 і 50% зазвичай належить відповідно у рецессивным і домінантним станам. Проте може бути відхилення через наявність генетичної гетерогенності, неповної пенетрантности, фенокопий, початку хвороби і різному віці, випадків мутацій і схрещувань пораденных батьків. Загальна проблема, яка виникає у аналізі пізно які виявляються домінантних станів, полягає у тому, що є, нормальний чи індивідуум, має враженого батька, чи хвороба нього ще проявиться. Можливість бути носієм можна встановити за графіком, у якому показано, як розподіляється в популяції вік, характерний початку болезни.
§ 5.4. Порушення, зчеплені з Х-хромосомой.
Якщо мати знає, що є носієм порушення, зчепленого з Ххромосомою, ризик появи враженого сина, звісно, 25%. Проте, якщо статус матері сумнівний, передбачити рівень її ризику може дуже складно. Дані з родоводу (включаючи даних про нормальних чоловіках) і будь-яких носіях, виявлених серед женщин-родственниц, можуть дозволити точніше виміряти рівень ризику. Мерфі (1969) показав, як методи Беезина можна використовувати для обчислення ступеня ризику, 1970;го року він формалізував методи в обчислювальну систему ENSU (Equivalent Normal Son Unit — еквівалентний показник нормального сина). Може бути також використані інформацію про біохімічних дослідженнях матери-носителя і інших женщин-родственниц, а формули та графіки корисні обчислення ступеня ризику летальних станів, зчеплених з Х-хромосомой.
Вочевидь, що дородовая діагностика має значні можливості у попередженні генетичного захворювання як і окремих сім'ях, і у популяції загалом. Нині її використання обмежена, та її вплив невеличке, але оскільки дослідження заглиблюються, і створюють нові методики для допологової діагностики великої кількості генетичних хвороб, може бути використана ширше, і її вплив на генетичні хвороби може увеличиться.
Важливо, що клініцисти встановили природу і рівень будь-яких ризиків, викликаних різними методами і всіма засобами допологової діагностики, отже тепер можна визначити лише вплив цієї процедури для здоров’я. Регістр амниоцентеза вже создан.
Загалом дородовая діагностика, мабуть, надає цілющий (евгеническое) вплив на генофонд. Тільки, якщо є повна репродуктивна компенсація у разі втрати уражених плодів, і якщо хворі індивідууми ні давати потомство, буде надала шкідливе (дисгеническое) вплив на популяцію, і навіть тоді він буде невеликим, здатним измениться.
Щоб запровадити допологову діагностику в практику, мали бути зацікавленими розроблено методи задля встановлення ступеня ризику або у окремих сім'ях, або шляхом скринирования всіх батьків. Це змінить призначення медичної генетики від генетики, консультирующей ретроспективно, до служби генетичного попередження на перспективної основі. Може виникнути нове ставлення до відповідальності батьків відтворення потомства, яке разом із схваленням планування сім'ї забезпечить наскільки це можливо добробут їхніх дітей і генетичне, і з боку довкілля. Корисно помітити, що подальша лібералізація законодавства, що дозволяє осущетсвлять легку загибель хворим новонародженим, зробить допологову діагностику переважно непотрібної. Але це малоймовірно в найближчим часом, отже дородовая діагностика має бути корисним методом із запобігання генетичних заболеваний.
§ 6. Генетичні болезни.
Середина й інша половина ХХ століття ознаменувалися значним зменшенням частоти і навіть повної ліквідацією низки інфекційних захворювань, зниженням дитячої смертності, збільшенням середньої тривалість життя. У найрозвиненіших країнах світу центр уваги служб охорони здоров’я опинився боротьбу з хронічної патологією людини, хворобами серцево-судинної системи, онкологічними заболеваниями.
Стало очевидним, що прогрес у сфері медичної науку й практики тісно пов’язаний із розвитком спільної програми та медичної генетики, біотехнології. Приголомшливі досягнення генетики дозволили виходити молекулярний рівень пізнання генетичних структур організму, і наслідування, розкрити сутність багатьох серйозних хвороб людини, упритул наблизитися до генної терапии.
Отримала розвиток клінічна генетика — одне з найважливіших напрямів сучасної медицини, які одержують реальне профілактичне значення. З’ясувалося, що багато хронічних хвороб людину, є прояв генетичного вантажу, ризик їх розвитку то, можливо передвіщений набагато раніше народження дитини світ, вже з’явилися практичні можливості знизити тиск цього груза.
Генетичний вантаж включає, з одного боку, патологічні генні мутації, наслідувані від батьків прабатьків, і звані серегационным вантажем, якщо у вигляді хвороби виявляються рецессивные чи нелетальные домінантні мутації генів (від латинського segregatio — выщепление).
З іншого боку, певну частину цього вантажу становлять нові, знову виниклі генні мутації (внаслідок мутагенних впливів зовнішньої середовища). Не проглядають й у висхідних поколіннях і вони становлять так званий мутаційний генетичний груз.
За даними Н. П. Дубинина, частота спонтанних генних мутацій встановлена у межах 10−10 на геном у покоління. У геномі людини є близько 100 000 генів. Розрахунки вчених показують, що в 10% людей з’являються нові мутації, викликані мутагенным впливом чинників довкілля (радіаційний фон Землі, дію продуктів спалювання палива, впливу вірусів). Безумовно, частота мутацій буде набагато вище за умов антропогенного забруднення зовнішнього середовища. Кожна мисляча людина успадковує, принаймні, 10 прихованих мутацій, небезпечні здоров’я. У цілому нині по А. Кнудсону (1986), величина постнатального генетичного вантажу становить 0.2 тобто. у 20% членів популяції існує можливість розвитку спадкових хвороб (моногенных, полигенных чи що з мутаціями генів соматичних клеток).
Генетичний вантаж проявляється, як безплідність і спонтанні аборти, викидні і мертвонародження, уроджені вади і розумова відсталість. Він визначає ризик гемолітичної хвороби новонароджених, прояви несумісності матері та плоду за низкою антигенов.
Сумарна частота моногенных спадкових хвороб доки може бути точно оцінена, вона коливається залежно від рівня діагностичних можливостей та різна у різних етнічних групах. Окремо взяті моногенные спадкові хвороби рідкісні, однак, ураховуючи колосальне число нозологічних форм, можна напевно сказати, що спадкові хвороби вносять значний внесок у загальну патологію людини. З іншого боку, по вираженню Г. Фанкони, рідкісні хвороби рідкісні до того часу, коли вони нам мало відомі. У цілому нині сумарна частота моногенных спадкових хвороб на Європейських популяціях може становити 10%, і проінвестували щонайменше 10% посідає полигенно наслідувані болезни.
Поки що існує загальноприйнятої класифікації спадкових хвороб. Нові відкриття свідчать, що з класичними законами менделеевского наслідування діють інші, нерозкриті остаточно правил і винятку. Повідомлялося, що це зване девіантна успадкування (дисомии одного батька), мутації генів соматичних клітин, службовців причиною хронічні захворювання, не що передаються нащадку. З’ясувалося існування внеядерного наслідування хвороб — мітохондріальна патология.
Загалом вигляді робоча класифікація спадкових і генетично детермированных хвороб то, можливо представленій у наступному виде:
1. Хвороби, зумовлені наследуемой мутацією єдиного гена.
(точковой мутацією — заміною підстави у молекулі ДНК чи делецией гена) — моногенные спадкові болезни.
2. Хвороби, пов’язані з аддитивными мутаціями кількох генів, серед яких одна мутація то, можливо домінуючою (ефект головного гена, по Morton) — це полигенно наслідувані мультифакторіальні чи багатофакторні захворювання. Вирішальну роль розвитку грають несприятливих чинників зовнішньої среды.
3. Хвороби, зумовлені хромосомними і генними мутаціями соматичних клітин, де вони успадковуються, але виявлятися, як хронічна нервово-психічна і соматическая патология.
4. Хвороби, що у результаті поєднання мутацій генів статевих і соматичних клітин (мутації онкогенів, генів иммунопатологии).
5. Хвороби, пов’язані з мутаціями мітохондріальних генів (внеядерное материнське наследование).
6. Хвороби, які характеризуються девіантною наеменделевским наследованием.
(обидва рецессивнх мутантних гена успадковуються від однієї батька — унипарентальное успадкування дисомии, геномный импринтинг).
Значна кількість моногенных спадкових хвороб створює серйозні труднощі за її діагностиці. Нерідко постановка точного діагнозу то, можливо прирівняно до наукового дослідженню, т.к. потребує найскладніших аналітичних чи молекулярногенетических методів. Основні складності перебувають у зв’язки Польщі з існуванням так званої генетичної гетерогенності наследственныз хвороб. Генетична гетерогенність залежить від схожості клінічних ознак та запобігання проявам кількох хвороб, обумовлених різними генними мутаціями. Наприклад, по клінічним ознаками який завжди можливо розрізнити синдром Марфана і гомоцистинурию. Полікістоз нирок може бути зв’язаний з мутацією аутосомнодомінантної чи аутосомно-рецессивного гена.
З іншого боку, диференціальний діагноз ускладнює клінічний поліморфізм спадкових хвороб, неповне прояв навіть типових ознак, стерті форми хвороб, різна локалізація патологічних процесів. Наприклад, муковісцидоз може проявитися, як мекониальный илеус у новонароджених, хронічний запальний процес у легких, як синдром мальбсорбции чи як хронічна печінкова недостаточность.
Ускладнюють діагностику фенокопии спадкових хвороб, тобто. придбані захворювання саме таким клінічної картиною. Зокрема, важкі форми рахіту є фенокопии спадкового фосфатдиабета.
У сучасній клінічній генетику і педіатрії часто спостерігається так звана імітація менделизма. Вроджені внутрішньоутробні інфекції, токсоплазмоз, цитомегалия, краснуха, герпес-нифекция, вроджений гепатит, сифіліс — можуть з’являтися в кількох сибсов, імітуючи успадкування хвороби. Вірус краснухи може персистировать в організмі багато і інфекція, проявляючись в нащадка (в бабусі, матері, дочки) ураженнями ЦНС, органу зору пороками серця, симулює доминантное успадкування. Ще замалий вплив з на фенілкетонурію практично завжди рождаютя діти із поразкою ЦНС у зв’язку з токсичну дію материнського фенілаланіну на розвивається нервову систему. А дитинка найчастіше не успадковує ген фенилкетонурии.
Микроцефалия і хориоретинит, вызывнные токсоплазмой, може бути розпізнані, як аутосомно-рецессивный спадковий синдром. Синдром Вільямса — Беарна (аортальний стеноз, обличчя ельфа, затримка розумового і фізичного розвитку) дуже подібний з уродженою рубеолярной эмбриопатией.
Фетальний алкогольного синдрому, гидантоиновый синдром можуть з’являтися в кількох сибсов у ній, імітуючи аутосомно — рецессивное успадкування микроцефалии і черепно-лицевых дизостозов.
Ознаки великої кількості спадкових хвороб рідко повторюються у практиці. З іншого боку, величезний перелік відомих спадкових хвороб неспроможна зберігатися у пам’яті врача.
У зв’язку з цим необхідні справочно-диагностические системи, бережуть у пам’яті ЕОМ величезний обсяг даних про ознаках спадкових хвороб. Звісно, ЕОМ має ставити діагноз, а може реально допомогти у виборі тактики обстеження больного.
У Московському НДІ педіатрії і дитячої хірургії розроблена справочнодіагностична система «ДИАГЕН» — діагностика генетичних хвороб. У пам’ять мшины запроваджені ознаки близько 1400 синдромів й хвороб моногенной і хромосомної природи. Система орієнтована виділення вузького дифференциально-диагностического деяких обласних і окремих захворювань. У ньому передбачена можливість розширення й доповнення переліку хвороб. У останньої версії воно охоплює як описи, але типові фотографії хворих, демонстровані на дисплеї персонального компьютера.
§ 7. Генна терапия.
Не підлягає сумніву, що радикальним методом лікування спадкових моногенных хвороб має стати генна терапія, проте, лише самі останні роки з’явилися реальні передумови на її практичного застосування. Значно раніше з’явилися ефективні методи консервативної терапії - де вони змінюють генотип, але спрямовані на корекцію метаболічних чи імунологічних дефектів, виникаючих під впливом мутантних генів. При ранньому розпізнаванні хвороби з допомогою цих методів вдається моделювання нормального фенотипу шляхом цілеспрямованої дієтотерапії, запровадження вітамінів, гормонів, саме ті білків, микроэлементов.
Генна терапія — це метод запровадження фрагмента ДНК у клітини хворого людини із єдиною метою заміщення функції мутантного гена і лікування спадкових болезней.
Ще наприкінці 1960;х років з’ясувалося, що різні клітини тварин і людини здатні поглинати экзогенную ДНК, вбудовувати їх у свій геном, після чого виявляються експресія запроваджених генів, зокрема, як синтезу відсутніх раніше білків і ферментів. Розробив методи доставки ДНК у клітини з допомогою вірусів та інших носителей.
Вперше спроба генної терапії в клініці було здійснено М. Клайном в 1983 року., коли він було профінансовано запровадження нормального бетаглобинового гена хворим бета-талассемией. Пізніше розробили методика генної терапії спадкової недостатності аденозин-деаминазы (важкий імунодефіцит): нормальний ген був у клітини кісткового мозку хворого й після їх ретрансплантации відновилася активність ферменту, стан хворого поліпшилося. Проведено клінічні експерименти по генотерапії раку. У лейкоцити хворих злоякісної меланомою і пізніми стадіями раку ввели гени, маркирующие злоякісних клітин (щоб їх могла впізнавати імунна система). У половини хворих розміри пухлин зменшились у зменшився удвічі й более.
Нині налічується понад 40 захворювань, у яких випробовується генна терапія — від рідкісних форм (недостатність аденозиндеманиазы) до поширених, як-от рак, хвороби серцево-судинної системи та імунодефіцити. Дуже важливо, що фрагменти ДНК відповідні гени ввели в клетки-мишени, які б здатні до наступному діленню (клітини печінки, власні стовбурні клітини кісткового мозку і т.п.).
Найскладніша проблема — перенесення фрагмента ДНК (гена) у клітину. У вона найчастіше цих цілей використовуються генетично модифіковані віруси чи вірусні вектори, і найчастіше мишачі ретровіруси. Вони можуть інфікувати будь-яку разом із бажаним фрагментом ДНК легко входять у геном клетки-хозяина ДНК у тому, щоб перетворити ретровирусы-векторы, їх із допомогою генно-інженерних методів видаляються нуклеотиди, відповідальні їх розмноження, проте запроваджений із вірусомвектором ген передається дочірнім клітинам при клітинному розподілі. Проте, ці вектори не годяться запровадження ДНК-фрагментов в неделящиеся клітини людини, наприклад, в нейрони. Вони мало придатні для перенесення генів у клітини, відмінні низькою митотической активністю у клітини епітелію дихальних шляхів. Ця обставина зумовили пошук інших вірусних векторів, серед яких увагу залучили аденовіруси. У тому числі також видаляються нуклеотиди, відповідальні репликацию. Аденовіруси можуть переносити ДНК в неделящиеся клітини, чим відрізняються від ретровірусів. Однак у цьому випадку стерпна аденовирусом ДНК не вбудовується в геном клітини хазяїна, вона залишається поза хромосом, хоч і виявляє генну активність. У силу эписомальной локалізації вона передається дочірнім клітинам. Але з з іншого боку, аденовірусні вектори дозволяють вводити гени у клітини нервової системи, аденовірусні вектори дозволяють вводити гени у клітини нервової системи та епітелій дихальних путей.
Як вектора генів застосовується також вірус простого герпесу — тип 1. Цей вектор легко вбудовує экзогенную ДНК в нейрони, клітини печінки. Як і інші вирусы-векторы, герпес-вирус піддається генноінженерної обробці, провідною у втрати її спроможність до розмноженню (розподілу частини вірусної ДНК). Випробовуються як векторів ДНК парвовирусы.
Поруч із біологічними застосовують фізико-хімічні методи запровадження екзогенної ДНК у клітини хазяїна. Для таких цілей використовується конъюганты ДНК з трансферрином чи асиалогликопротеином, котрим на багатьох клітинах є рецептори (лиганд-рецепторный принцип). Після зв’язування з рецептором конъюганты ДНК поглинаються клітиною, хоча ймовірність вбудовування введеної ДНК в геном хазяїна дуже невелика. І все-таки такий ген може тимчасово виконувати свої функции.
Розроблено технологія мікроін'єкцій ДНК у клітини (міоцити), і навіть запровадження генів з допомогою липосом.
Методи генної терапії поступово входить у арсенал сучасних ефективних методів лікування спадкових заболеванийчеловека, що особливо важливо у тому випадку, коли інших можливостей просто більше не существует.
Сімейна гіперхолестеринемія — ще одне захворювання — кандидат для генної терапії. Як відомо, спричинити цю недугу представляє високий ризик для життя молоді, т.к. відрізняється раннім інфарктом міокарда та раннім атеросклерозом. Він із відсутністю на мембранах клітин рецепторів для липопротеинов низької густини, що зумовлює дуже високий рівень холестерину у крові. Оскільки рецептори відсутні на клітинах печінки, то поки запровадження генів вдаються до часткової гепатоэктомии. З допомогою ретровирусного вектора у клітини печінки вводиться ген рецептора липопротеинов низької густини, після чого гепатоцити инъецируются в порожнисту вену. У результаті зміст холестерину у крові знижується на 35−50%. Звісно, поки дана технологія надто складна, щоб отримати широкого практичного применение.
Спадковий дефіцит гормону зростання, виявляється вираженої низкорослостью також може бути усунутий з допомогою генної терапії. Ген гормону зростання вдалося вводити на міоцити, котрі починали продукувати цей гормон. У найближчим часом буде проведено клінічних досліджень даного метода.
Ведуться інтенсивні розробки методів генної терапії раку. Один із можливостей у тому, щоб вводити на пухлинні клітини гени, продукують такі білки, що дозволяють імунної системі організму розпізнавати і знищувати ці клітини (наприклад, ген інтерферону). Інший шлях полягає в запровадження у пухлинні клітини вірусних генів, які використовувати з лікувальними цілями противірусні препарати (наприклад, ганцикловир під час введення гена тимидиин-киназы вірусу герпесу). Ще одна шлях — введення у клітини антионкогенов (генов-супрессоров пухлинного зростання). Проте, всі ці методи поки що залишаються на стадії доклінічних испытаний.
Ген муковісцидозу запроваджено трьом хворим в дихальні шляху з допомогою аденовірусного вектора, хворих ведеться наблюдение.
Вже недалекому майбутньому генна терапія займе чільне місце при лікуванні багатьох хвороб, які раніше неизлечимыми.
Методи трансплантації тканин також можна віднести до категорії генної терапії, зокрема, трансплантація кісткового мозку. Гени впроваджуються стовбурових ембріональних клітин можуть активізувати диференціювання багатьох клітинних ліній — лімфоцитів, моноцитів, полинуклеаров, этитробластов. Це дозволяє застосовувати даний метод під час лікування деяких первинних імунодефіцитів гемоглобинопатий, хвороби Гоше.
Пересадка гепатоцитів відкриває іншу можливість лікування фенілкетонурії, гиперхолестеринемии, нодостаточности альфа-I-антитрипсина. Пересадка клітин островкового апарату підшлункової залози запропонована для лікування ювенільної форми цукрового диабета.
Поєднання можливостей генетики і клінічної педіатрії дозволить вже у майбутньому вирішувати найскладніші питання лікування та профілактики профілактики спадкових моногенных хвороб. Сучасна медична і клінічна генетика є найяскравіших приклад єднання науку й практики. Дослідження, не так давно котрі відрекомендовуються суто теоретичними, в лічені роки отримують реальний практичний вихід для здоров’я сьогодення й майбутніх поколений.
§ 8. Методи дослідження спадковості человека.
Основні генетичні закони та закономірності мають універсальне значення й у повною мірою застосовні до людини. Людина як об'єкт генетичних досліджень має низку особливостей. Як і об'єкта дослідження в нього є свої переваги і свої труднощі. Труднощі: велика кількість хромосом в кариотипе людини; тривалість циклу розвитку до половозрелости, людини — одноплодная особина (за одну вагітність зазвичай народжується одна дитина), виняток — народження близнюків; невелика кількість дітей у шлюбі (зазвичай, одна дитина); неможливо формувати необхідну схему шлюбу, оскільки люди вільно схрещуються (основу шлюбів лежать будь-які мотиви, крім науководослідницьких целей).
Проте вичерпні знання з анатомії та фізіології людини (т.к. починаючи з часів Галена і Гарвея по час велися ці дослідження), велика кількість мутацій, поповнюваних й у час, численність людської популяції загалом дозволяють завжди вибрати потрібну схему брака.
Для людини характерні всі відомі в генетиці типи наслідування ознак: домінантний, кодоминантный, рецессивный, аутосомный і зчеплений з статевими хромосомами, обмежений підлогою й др.
§ 8.1. Генеалогічний метод.
Сущность генеалогічного методу полягає у вивченні родоводів у його сім'ях, де є спадкові захворювання. Цей метод допоміг встановити закономірності наслідування дуже великої числа самих різних ознак в людини, як нормальних, подібних кольору очей, кольору і малої форми волосся тощо., і супутніх спадковим болезням.
Завдяки добре відомого родоводу вдалося простежити успадкування гена гемофілії від англійської королеви Вікторії. Вікторія і його чоловік були дужі. Відомо також, що ніхто з його предків не страждав на гемофілію. Найімовірніше, що виникла мутація в гамете однієї з батьків Вікторії. У результаті королева Вікторія стала носителькою гена гемофілії і передала його багатьом своїм нащадкам. Усі нащадки чоловічого статі, які отримали від Вікторії Х-хромосому з мутантным геном, страждали важку недугу — на гемофілію. На рис. 1 зображено генеалогічне дерево сімей, царствовавших у Європі, ілюструє успадкування гемофілії (ознака рецессивен, зчеплений з Х-хромосомой). Гемофілія (від гемо… і филия…) — спадкове захворювання, обумовлене недостатністю системи згортання крові й що виявляється кровоточивоточивостью. Хворіють переважно чоловіки, жінки — лише носії мутантного гена і передають гемофілію сыновьям.
§ 8.2. Близнецовый метод.
Людина у середньому одному проценет випадків народжуються близнюки. Вони може бути однояйцевими і разнояйцевыми. Разнояйцевые, чи неидентичные, близнюки народжуються внаслідок запліднення двох яйцеклітин двома сперматозоїдами. Вони тому схожі один на друга лише брати й сестри, народжені неодночасно, і може бути разнополыми.
Але часом одна запліднена яйцеклітина дає початок неодному, а двом (або декільком ембріонам). Такі эмбрионы-близнецы розвиваються завжди з єдиною яйцеклітини і самого сперматозоїда, вони або хлопчики, або дівчинки. І схожість таким близнюків майже абсолютне, так як вони теж мають і той ж генотип. Таких близнюків називають однояйцевими чи ідентичними, оскільки вони розвивалися з однієї яйцеклетки.
Ідентичні близнюки становлять собою великої інтерес вивчення спадковості людини, оскільки різницю між ними пояснюються не різними генотипами, а впливом умов розвитку тобто. среды.
§ 8.2. Цитогенетический метод.
Цей метод полягає в мікроскопічному дослідженні структури хромосом у здорових і хворих людей.
Дослідження хромосом людини показали, що чимало вроджені каліцтва і ненормальності пов’язані зі зміною числа хромосом чи зміною морфології окремих хромосом. Людина відомо дуже багато різних аномалій, що з зміною числа чи форми хромосом. Ці захворювання називаються хромосомними болезнями.
Останнім часом спільні зусилля медиків і генетиків розроблено методи, дозволяють диагносцировать наявність в плоду хромосомних і багатьох біохімічних аномалій навіть протягом беременности.
§ 8.3. Біохімічні методы.
Останніми роками показано, що дуже багато спадкові патологічні стани в людини пов’язані з порушенням обміну речовин. Так, відомі аномалії вуглеводного, аминокислотного, ліпідного та інших типів обмена.
Заключение
.
Отже, адекватно сприймати яка відбувається очах революцію у біології й у медицині, вміти скористатися її привабливими плодами і уникнути небезпечні людства спокус — ось що необхідна сьогодні клініках і лікарях, і біологам, і їхнім представникам інших суміжних спеціальностей, і просто освіченій человеку.
Уберегти генофонд людства, всіляко захищаючи його від ризикованих втручань, і навіть витягти максимальну вигоду від вже отриманої безцінної інформацією плані діагностики, профілактики і лікування багатьох тисяч спадково обумовлених недуг — ось завдання, яку треба вирішувати вже сьогодні та з якою ми увійдемо у новий 21-й век.
Короткий словник терминов.
Аллель — одне з можливих станів гена, кожна з яких характеризується унікальної послідовністю генов.
Аллели множинні - серія різних алелів одного гена, що виникли мутаційним шляхом і які один від друга зі свого прояву, але що належать одному й тому локусу.
Амінокислоти — мономери белков.
Амбидекстры — особи, однаково успішно володіють обома руками.
Ампліфікація — освіту додаткових копій гена.
Анализирующее схрещування — схрещування гетерозиготы з рецессивной гомозиготой (особь-анализатор), дозволяє визначити число сортів гамет, які виникають у гибрида.
Анафаза — одне з стадій мітозу чи мейоза, під час якої хромосоми розходяться до протилежним полюсах клетки.
Анеуплодия — явище, у якому клітини мають незбалансований набір хромосом.
Антиген — чужорідна білкова молекула, индуцирующая синтез антитела.
Аутосомы — все хромосоми, крім статевих; в соматичних клітинах кожна аутосома представляє дважды.
Вырожденность генетичного коду — однієї амінокислоті відповідає кілька кодонов. Заміна третього підстави кодона який завжди призводить до заміні аминокислоты.
Гамета — статева клітина, що містить гаплоидный набір хромосом.
Гаплоидный набір хромосом — це таке набір хромосом, у якому кожна хромосома унікальна, тобто. представлена один раз.
Гемералопия (куряча сліпота) — нездатність бачити при нічному і сутінковому висвітленні. Тип наслідування — частіше рецессивный, зчеплений з Ххромосомою, рідше — рецессивный чи домінантний аутомсомный.
Гемофілія — зниження згортання крові, є кілька форм. Тип наслідування — найпоширеніший — рецессивный, зчеплений з Ххромосомой.
Ген — ділянку ДНК, який кодує синтез одній з видів РНК. У його склад входять ділянки: промотор, паліндром, значеннєва частина, що складається з экзонов і интронов, і навіть ділянку терминации.
Геном — сукупність генів у гоплоидной клетке.
Генотип — сукупність ядерних генів организма.
Генофонд — сукупність алелів, можна зустріти у особин даної популяции.
Гомозигота — особина, несуча однакові аллели у цьому локусі гомологичных хромосом.
Група зчеплення — сукупність всіх генів, локалізованих в хромосоме.
Дальтонізм — дальтонізм, тип наслідування — зчеплений зі статтю, рецессивный.
ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота — біологічна макромолекула, носій генетичної информации.
ДНК-полимеразы — ферменти, що у синтезі ДНК.
Домінування — одне із алелів, що належать одному локусу, чітко придушує прояв іншого, рецессивного аллеля.
Євгеніка — область біології, пропагує можливість поліпшення людини генетичними методами.
Зигота — диплоидная клітина, що настає внаслідок злиття яйцеклітини і сперматозоида.
Імунітет — Стійкість (резистентність, опірність, невосприимчвость) організму до різним чинникам, що дозволяє зберегти власну цілісність біологічну индивидуальность.
Интерфаза — фаза клітинного циклу між поділами клітини, подразделяемая на пресинтетический (G1), синтетичний (P.S) і постсинтетический (G2) периоды.
Каріотип — сукупність хромосом організму (диплоидный набір), обумовлена величиною, формою і кількістю хромосом.
кДНК — одноцепочечная ДНК, синтезована шляхом зворотної транскрипції з мРНК з участю ревертазы.
Код генетичний — єдина система записи спадкової інформацією ДНК.
Кодон (триплет) — проследовательность трьох нуклеотидів в молекулі ДНК (чи мРНК), кодирующая жодну з амінокислот в молекулі білка чи визначальна «знаки пунктуації» при считавании информации.
Кодоминирование — прояв у гетерозиготних особин ознак обох аллелей.
Компауд — генотип, що з двох різних алелів одного локусу, є у разі множинного аллелихма.
Комплементарність — послідовність відповідних підстав в протилежних ланцюгах ДНК (А-Т, Г-Ц).
Локус — місце становища гена в хромосоме.
Мейоз — процес розподілу клітини, що призводить до зменшення числа хромосом в дочірніх клітинах вдвічі (п).
Митоз — тип розподілу клітини, у якому дочірні ядра несуть такле ж число хромосом, як і дочірня клетка.
Модифікація — фенотипічні спадкові зміни, виникаючі пдо дією різних чинників среды.
Мутаген — чинник, викликає мутацию.
Мутації - зміни у структурі генетичного матеріалу даного организма.
Неоплазма — пухлинна ткань.
Нуклеотид — мономер ДНК мул РНК, до складу якої входять азотисті підстави, вуглевод і залишок фосфорної кислоты.
Онтогенез — індивідуальне розвиток организма.
Поліморфізм — одночасна наявність в популяції кількох форм гена чи признака.
Статеві хромосоми — хромосоми, різняться двох статей, зазвичай позначаються як Х і Y.
Популяція — сукупність особин певного виду, протягом досить багато часу (значної частини поколінь) які населяють певний ареал, у якому практично здійснюється та чи інша ступінь панмиксии немає і помітних ізоляційних бар'єрів, яка віддалена від сусідніх, так само сукупностей цього виду, тій чи іншій ступенем тиску тих чи інших форм изоляции.
Раса — група людей, які мають загальними властивостями і ознаками, обумовленими загальними властивостями і ознаками, обумовленими генетичної конституцією, свободноскрещивающихся і дають плодовите потомство.
Рецессивный ген — ген, прояв якого придушується іншими аллелями даного гена.
Рибосома — органоїд цитоплазми, що з великий й малої субчастиц, де відбувається синтез полипептида.
РНК — рибонуклеиновые кислоти — одноцепочные полімерні молекули нуклеїнових кислот, що у процесах біосинтезу белка.
Сайт — ділянку молекули нуклеїнової кислоты.
Фенокопии — ненаследственное зміна фенотипу, схоже на проявом певних мутаций.
Фенотип — сукупність зовнішніх ознак організму поки що онтогенезу, цих внаслідок взаємодії генотипу і до зовнішньої среды.
Фертильність — плодовитость.
Хроматин — є молекулу ДНК комплексно з блокамигистонами. Через війну конденсації розміри ДНК зменшуються, що зумовлює освіті хромосом.
Хроматиды — субъединицы редуплицированной хромосоми, майбутні хромосомы.
Хромосоми — суборганоиды ядра, видимі під час розподілу клітини, мають певну формулу і структуру, містять велика кількість генів, здатні до самовоспроизведению.
Еукаріоти — організми, клітини яких мають ядро, оточене мембраной.
Ядро — життєво важливий органоїд эукариотических клітин, особливістю якого служить наявність генетичного матеріалу (ДНК).
Яйцеклітина — статева клітина, що настає в гаметогенезе у женщин.
Список використовуваної литературы.
1. М. П. Дубинін «Генетика «Кишинів, «Штиинца », 1985 г.
2. «Проблеми медичної генетики «Москва, «Медицина », 1970 г.
3. М. П. Дубинін «Генетика — сторінки своєї історії «Кишинів, «Штиинца » ,.
1988 г.
4. У. М. Горбунов, У. З. Баранов, «Введення у молекулярну діагностику і генотерапию спадкових захворювань «Санкт;
Петербург, 1997 г.
5. М. П. Дубинін «Нове у сучасній генетиці «, Москва, «Наука » ,.
1986 г.
6. М. П. Дубинін «Нариси про генетиці «, Москва, «Советсткая Росія » ,.
1985 г.
7. Медична газета N 34−35 від 29.04.98 стр. 9.
8. Ю. Є. Вельтищев, Л. З. Казанцева, У. П. Вєтров «Клиническая.
Генетика і педіатрія", Москва, 1994 г.
9. М. М. Приходченко, Т. П. Шкурат «Основи генетики людини», Ростовна-Дону, 1997 г.
10. А. Х. Емері «Антентальная діагностика генетичних болезней».
11. Ю. Є. Вельтищев «Етика, медична деонтологія і біоетика в педіатрії», Москва, 1997 г.
12. Загальна біологія: Учеб для 10−11 кл. середовищ. Шк. Д.К. Бєляєв, А. О.
Рувинский, М. М. Воронцов та інших. — М.: Просвітництво, 1991. — 271 с.
13. Ю. Є. Вельтищев, У. У. Фокеева «Екологія і душевному здоров'ї детей.
Хімічна экопатология", Москва, 1996 г.
14. Великий енциклопедичний словник. — 2-ге вид., перераб. І доп. -.
М.: Велика Російська енциклопедія, 1998, — 1456 с.