Фогель, Мотульски - Генетика человека - 2 (947312), страница 103
Текст из файла (страница 103)
Приспособленность гомозиготы по ссрповидиоклеточиости составляет !/4 приспособленности гстсрозиготы (!872). При таких разных иачальиых частотах, как 0 и 1, лостигастся одинаковая раваоиссцая частота. 6. Попуппционная генетика 317 дополнительную потерю плодовитости, обусловленную плацентарной малярией у зараженных плазмодием нормальных женшин (17583. Однако эти данные не вполне убедит.ельны.
Некоторые другие аспекты кгипотезы о малярии» (1829, 18303. В последнее время кгипотеза о малярии» исследовалась с различных точек зрения, 1. Показано (1814), что в эндсмичных районах, где малярия повсеместно распространена, приблизительно 15",4 детской смертности связаны с ней. Если учесть, что детская смертность достигает здесь ш 50;4, такой уровень смертности является достаточным для того, чтобы любой ген, обеспечивающий хо'гя бы частичную защиту от малярии, имел селективное преимущество. 2. Малярия-древняя болезнь; вероятно, в Средиземноморье она возникла по крайней мере 2000 лет (80 поколений) назад. В некоторых областях Африки малярия, вероятно, появилась позднее; возможно, в результате применения подсечно-огневого земледелия ъ18123, которое способствовало размножению комаров в лужах с нагретой солнцем водой.
Малярия и, следовательно, отбор в пользу гена серповидноклеточности зависят от экологических условий. Что будет, если преимущество гетероэигот исчезнет? Гетерозиготы по серповидноклеточности имеют преимущество только в случае высокой детской смертности от малярии; при ликвидации малярии оно исчезает. Несомненно, во многих случаях заболеваемость малярией стала значительно ниже того уровня,на котором она была 20 -30 лет назад, хо.гя в некоторых областях эта болезнь появляется вновь.
Это означает, что в настоящее время преимушество гетерозигот по серповидноклеточности невелико нли вообще отсутствует. Последствия этого для частоты гена серповидноклеточности очевидны. Отбор против гена серповидноклеточности должен привести к постспсшюму понижению его частоты при условии, что отбор против аномальных гомозигот (больных серповид- ноклеточной анемией) продолжается. Скорость уменьшения частоты можно рассчитать с помощью формул, использованных при рассмотрении отбора, полностью элимннирующего гомозиготь1. Поскольку большинство популяций негров Нового Света в течение нескольких поколений обитали в свободной от малярии среде, частота тена серповидноклеточности в них ниже, чем ожидается в результате притока генов белой расы (разд.
6.3.4). Ожидаемое уменьшение частоты гена серповидвоклеточцостя наблюдалось у негритянского населения Кураева, где малярия отсутсзвует, тогда как в негритянском населении Суринама частоза выше. Обе этп группы имеют сходное африканское происхожление (1797) малярией сградаез только нассленяе Суринама, эта болезнь там сохранилась по настоящего времени. Сходные результаты были получены прп изучении популяции севег »амервканскпх индейцев ипата Джорджия, г„е для нескольких генетических маркеров оценили приток генов белой расы (см. разд.
6.3.4). Оказалось, что признак НЬ8 две г гораздо более высокое значение оценки притока генов белой расы, чем другие маркеры. Эта результаты можно обясаить отбором против гетерозягот по НЪЯ в отсутствие малярии г!729; !797; !884). Лопуляциоппая генетики вариатпое С»бр)) и тропическая малярия (1829; !8303. До сих пор мы обсуждали только признак серповидноклеточности (НЬЗ). Однако в тропических и субтропических областях распространены и другие генетические варианты эритроцитов. В качестве примера можно привести НЬС в западной Африке, НЬВ в некоторых областях Индии, НЬО в Аравии, НЬЕ в Юго-Восточной Азии, различные типы а- и р-талассемии и некоторые варианты фермента г люк озо-6-фосфат дегидрогеназы (О6Р)3).
Весьма вероятно, что и для этих признаков малярия является селективным фактором. Однако полученные на этот счет данные далеко нс так убедительны, как в случае серповидноклеточности. Здесь мы не можем обсуждать их подробное н ограничимся рассмотрением вариантов О6Р)3, талассемии и НЬЕ. Вскоре после открытия недостаточности по О6РЕ! обнаружилось„что она наблюдается в основном в популяциях, происхо- 318 б. Популяционнея генетика дяшнх нз тропических н субстропнческих регионов. Географическое распределение этого признака сходно с распределением малярии и предполагает, что, так же как и в случае серповидноклеточности, он определяется отбором вследствие малярии.
Для развития малярии необходим глутатион (ОБН). Поскольку его уровень прн дефиците О6Р13 снижен, развитие малярии в этом случае может быть затруднено. Уменьшение уровня паразитирования связано с более низкой смертностью. Микро- географическое картирование частот О6РЕ) в областях высокой и низкой эндемичности тропической малярии показало, что высокая частота этого гена обнаруживается в районах с высокой частотой малярии, а низкая-там, где малярии нет нли ее уровень невысок. Особенно убедительными были данные, полученные для населения Сардинии: в этой области частота О6РП была высокой на равнинах, где малярия эндемична, н низкой в холмистой местности, где малярия отсутствует.
В отношении других генетических маркеров население равнин и холмов оказалось сходным. Убедительным свидетельством в пользу наличия отбора являются данные о том, что различныс варианты О6РП (такие как А, «средиземноморскнйв или «азнатскиев типы) достигают высоких час~от в разных областях земного шара. Положительная корреляция между частотой гена серповидноклеточности и О6РП А ' показана для населения стран Африки, а между частотой )3-талассемии и «средиземноморскима типом О6РЕ) -для населения Сардинии. Другими словами, оба признака на данной территории обнаруживали высокую или низкую частоту в зависимости от наличия там прежде малярии. Поскольку недостаточность по О6Р)3 сцеплена с полом, а НЫ и ))-талассемия — аутосомные признаки, эти корреляции не могут объясняться ничем, кроме отбора. Динамика отбора по признаку, сцепленному с Х-хромосомой, сложна, поскольку мужчины относятся к двум генотипическим классам (нормальному и мутантному), а женшины — к трем (нормальному, гомозиготному н гетерознготному).
Различные данные и теоретические расчеты свидетсль- ствуют о том, что в этой системе женшины защищены лучшим образом и имеют. большее селективное преимущество. Гетерозиготные женщины имеют эритроциты двух типов: с мутантной О6Р)3 и нормальные (разд. 2.2.3.3). Показано, что в эрнтроцитах с мутантным ферментом присутствует меньшее количество малярийных плазмодиев, нежели в нормальных. Эти данные — прямое доказательство защитного свойства клеток с недостаточностью О6Р)3 по отногпению к тропической малярии. Изучение разВития малярийного паразита в зритраяитах т тгга [1766; 1816; 1821; 1847].
Разработка методов культивирования малярийного плазмодия в эритроцитах дала возможность непосредственно изучать способность генетически дефектных клеток поддерживазь разввтие возбудителя малярии. Заметим, однако, что метод этот весьма трудоемкий и не всегда дает ясные результаты. Показано, что эритроциты особей. гетерозиготпых по серповяднохяеточносгя, в условиях гипоксви являются плохой средой дяя пролаферации малярийного паразита (1847).
Иавазвя таких клеток также несколько снижена. Эритроци. ты мужчин с недостаточностью О6РО африканского или средиземноморского типа хуже поддерживают рост Р1аетаауит уа!е!Рагит, чем нормальные клетки (!859; 1860), хотя некоторые исследователи не нашли между ними разницы !ем. 1845). Впрочем, по общему мнению, способность малярийного плазмодия размножаться в эритроцитах гетерозяготаеях по О6РО женщин прямо зависит от числа клеток, дефекзпых по О6Р)У (18601.
Пра изучении окрашенных препаратов было показано, что малярийные плазмодия реже встречаются у гетерозпгот по О6РО, эритроциты которых представляют собой смесь дефектных и нормальных клеток 11823). Вероятно, малярийный плазмодий развавается у гегерозигот ао НЬС и НЬЕ так же, как и в нормальных клетках; данные относительно гомозагот НЬЕЕ а НЬСС протвворечввы. В бояьшинстве исследований не было показано разницы в пролиферацпи между аормальнымр клетками и клетками с ))-таляассемвей !186!).
При а-талассемии только в случае болезни НЬН, т. е. при отсутствии трех генов а (а —,ь. -), показаао определенное уменьшение роста (!793). В случае двух аномальных генов а данные менее убедительны, а в случае одной делении НЬа (апйа! 2) наблюдается нормальный рост. Вероятно, НЬЕ пнгибврует прояпферацию Р. Уа!еграгит [!847«). Однако многие болезни, для 6.
Популяционная генетика 319 которых характерно наследование фетального гемоглобина с его высоким уровнем у гетерозигот, не встречаются с той частотой, которую можно предположить исходя из результатов исследований !и «!!го. Овалопиты устойчивы к внедрению малярийного плазмодия ш «Пго; овалоцнтоз распространен в некоторых областях Новой Гвинеи н Папуа г!799). Эритроциты люлей с группой крови Еп (а-) устойчивы к инвазии малярийного плазмодия !и «!!го (!846), но эта группа крови ни в одной популяпин не достигает полиморфных частот. Многие исследования, проведенные !и шгго, показали, что обнаружить разницу в способности малярийного плазмодия размножаться в каких-то клетках можно лишь в том случае, когда зга разница ощутима, как у гетерознгот по НЬ8, Наблюдаемые различия в пролиферацин малярийного плазмодия у довольно редко встречающихся гомозигот по вариантам НЬС и НЬЕ не влияют на распространение этих генов в популяциях, однако подтверждают, что в лабораторных исследованиях выявляются только значительные генетические различия.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
