С.Г. Инге-Вечтомов - Генетика с основами селекции (1117682), страница 98
Текст из файла (страница 98)
Неоднократно отмечено, что частота новорожденных с синдромом Дауна увеличивается с возрастом матери. 22 — 40 ~ детей с синдромом Рнс. 20.12. Мужнина 16 лет с синдромом Клайнфсльтера (47, ХХХ) (фото межобластного медико-генетического центра г. Кривой Рог). Характерные нрндлмки — непоретянтие тестикуя, слабмй ммосяиой вскрик, нмсокнй рост и нередка резнитие бктста (гииекомкстня) Дауна рождают матеря старше 40 лет, составляющие лишь 2--3 % женшин детородного возраста.
15 — 19 20--24 25 — 29 30 — 34 35 — 39 40 и более Частота синдрома Дауна е4 0,03 — 0,04 0,02 — 0,04 0,04 — 0,08 О,! 1 — 0,13 0,33 — 0,42 0,80 — 1,88 5!9 Рнс. 2ОЛК Больной с снндромом Дауна, !9 лет 1трнсомня 21) (фото научно-полнклнннческого отделения Института медицинской генетнкн АМН СССР). Таккчаые Ллк скнкроыа Дауна черты лкаа — шарокак голока, апккант, шкрокнй нос Вследствие пониженного иммунитета больные с синдромом Дауна рано умирают, поэтому онн практически не встречаются среди взрослых людей. Применение с 1939 по 1947 г. сульфаналамидных препаратов и антибиотиков повысило среднюю продолжительность жизни этих больных с 9 до 15 лет.
Больные обычно бесплодны, но известно 11 случаев, когда женщины с болезнью Дауна имели детей. Из 11 детей пятеро унаследовали этот синдром. Следовательно, лишняя 21-я хромосома передается с вероятностью э1) % в соответствии с теоретически ожидаемым. Здесь рассмотрены лишь некоторые примеры генных (метаболических и молекулярных) и хромосомных болезней человека. Приведенные примеры до некоторой степени дают представление о тяжести генетического груза человечества, сложности и хрупкости генетической организации человека.
20.5. Значение диагностики и лечение от наследственных болезней По мере развития медицины возможность выявления наследственных заболеваний увеличивается. Этот фактор указывает на растущее значение медицинской генетики и генетики человека. Меры, принятые при раннем выявлении наследственных болезней, могут предотвратить их развитие. Диетологические меры позволяют избежать патологических последствий, например при 520 галактоземии, фенилкетонурии и других наследственных болезнях обмена.
При диагностике наследственных заболеваний Н. П. Бочков с сотрудниками рекомендует руководствоваться следующим: 1. Применять клинико-генеалогический метод, который позволяет обнаруживать «семейные» болезни. 2. Часто к наследственным относятся заболевания, повторяющиеся хронически и длительно не поддающиеся лечению, особенно в детском возрасте. 3.
На возможную наследственную форму заболевания указывают редко встречающиеся специфические симптомы. 4. То же относится к патологическим изменениям многих органов и систем. Действительно, плейотропия, специфические проявления мутантных признаков характерны для наследственной изменчивости. И даже в тех сравнительно немногих случаях, когда вмешательство медицины помогает больным с генетическими дефектами, говорить об излечении нельзя, поскольку причина болезни — изменение генетического материала.
Тем не менее успехи биологии и медицины в этом направлении вселяют большие надежды. Для манях наследственных заболеваний стала возможной так называемая прснатпльния г'т. е. дп )дтждстшя) г)ииюястики. Зттг метод илтниоценгттзи (рис. 50.14), который заключается в получении с помгтн1тио шприца ! Π— 15 мл а.нттиотическгтт) жидкости, в которой находятся клетки плода. Такой образец центрифугиро- фугироеание Сулернатант ческие— г ! клетки Биохимические ~ К'бр мес е Культура +ф ~~. Ь Хромосомы Плод Рнс. 20Л4. Лмннопептез — метод пренатальной диагностики наследстаенных зайо- леааний Р.
Ауаьь 5. К)йег. !980) 52! ванием разделяют на клетки, которые культивируют на искусственной среде, и надосадочную жидкость, в которой определяют соотношение метаболитов, отражающих нормальное или патологическое состояние плода. Культивируемые эмбриональные клетки используют для определения числа хромосом и выявления возм 1жных хромосомных аномалий. Этим методом можно определить более 100 хромосомных и генных аномалий уже в первые недели беременности, что позволяет при неблагоприятном диагнозе принять решение о продолжении или прерывании беременности. Выяснение метаболических и молекулярных причин того или иного наследственного заболевания дает возможность компенсировать дефект в порядке модификационных изменений — фвнокопировать норму.
Уже упоминалась гемофилия А, при лечении которой требуется введение большого количества фактора !тШ. Поскольку препарат получают из донорской крови, стоимость его очень высока. Применение методов генной инженерии позволило и в этом случае приблизиться к решению проблемы. На основе знания части первичной структуры фактора УП! была синтезирована ДНК— зонд размером в 36 п. н. Ее использовали для поисков гена, кодирующего фактор УП1, в банке генов (см.
гл. 11) человека, полученном с помощью фага й. Выделенный в конце концов ген оказался рекордно большим, длиной 186000 п. н. Он содержит 26 экзонов и 25 интронов. Первичную структуру фактора УГП составляют 2332 аминокислотных остатка, которые остаются после того, как от его предшественника отрезается 19 аминокислот так называемого лидврного пептида, необходимого для секреции. Из-за больших размеров гена для фактора УП1 ни одна фаговая частица в банке генов не содержала его целиком. Выделенный по частям и сшитый из кусков ген ввели в культивируемые клетки китайского хомячка, которые стали вырабатывать фактор У1П и выделять его в культуральную среду. Так был получен еще один препарат для медицинских целей методами генной инженерии.
На примере исследования гена, кодирующего фактор У! П, можно показать, как в настоящее время исследуется молекулярная природа наследственных . изменений. Имея в распоряжении радиоактивную ДНК гена и смесь рестрикционных фрагментов геномной ДНК человека, страдающего гемофилией, можно провести электрофорез этой геномной ДНК и затем гибридизовать фрагменты с радиоактивным зондом. Если мутация затронула последовательность нуклеотидов какого-либо рестрикционного сайта, то картина распределения радиоактивных полос, выявляемых прн электрофорезе, будет отличаться от той, которая получается для геномной ДНК здорового человека.
Применяя этот метод, Р. Лон и Г. Вихар показали, что у разных больных-гемофиликов наблюдаются как точковые мутации — замены пар нуклеотидов, так и делеции различной длины (рис. 20.15). 522 80 120 160 х 1000 оснований 40 Рис. 20.!5. Мутации в структурном гене фактора УШ, вызывающие гемофилню А (Р. Лои и Г. Вихар, !98б). Темные участки — зкзоны, светлые — патроны в гене, «однрующем фактор ун!. Цифра — тыскчн пар нукнеотндов. Под физической картой гена показаны точковые мутации -- кружки н делецни — отрезки Выделение и клонирование нормальных генов человека все больше позволяет надеяться на то, что возникнет новая отрасль медицины — геиогералил, предсказанная еще в середине 70-х годов Дж. Меррилом и др. Генотерапия позволит заменять дефектные гены нормальными и тем самым устранять причину болезни,а не ее симптомы.
20.6. Медико-генетическое консультирование 525 Большое значение для медицинской генетики имеет определение гетерозиготного ноеительсгва, т. е. выивлеиие в популяции индивидуумов, которые сами не страдают от наследственного заболевания, но гетерозиготны по рецессивной мутации, которая способна его вызвать. Если такими гетерозиготами по одному и тому же гену окажутся супруги, которые решат завести ребенка, то они легко могут вычислить вероятность появления у них потомка — гомозиготного по рецессивной аллели и, следовательно, страдающего от наследственной болезни. Вся беда заключается в том, что в большинстве случаев молодые люди, вступая в брак, даже не подозревают о такой возможности и уж конечно не «проходили» генетику.