Фогель, Мотульски - Генетика человека - 2 (947312), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Синтез молекул глобина представлен в виде отношения НЬа«НЬ)), которое в норме близко к 1, другими словами, а- и ()-глобин синтезируются в эквивалентных количествах. Носители, у которых признаки заболевания не выражены, являются гетерознготамн по а-1Ьа1-2 (стертая форма а-талассемии), это удается выявить только специальными биохимическими тсстамн П!59).
1.0 5 0.6 о к Я0.4 о 0.2 находится в 32-м положении. Это приводит к синтезу явно дефектного а-глобнна, лишенного первых 32 аминокислот. Известна также мутация в 3'-фланкируюшей области, вызывающая снижение синтеза функциональной мРНК. В настоящее время обнаружена лишь одна мутация, затрагивающая процесс 98 4 Действие генов сплайсинга, Это короткая делеция длиной 5 п.н., удаляюшая акцепторный сайт сплайсинга в первом интроне. Известны четыре различные мутации, изменяющие терминирующий кодон ~1АА на смысловой. В результате этого образуется цепь а-глобина, удлиненная на 3! аминокислоту по сравнению с нормальной. мРНК, копирующие такой удлиненный гемоглобин, нестабильны.
В крови обнаруживается лишь до 5'/о мутантного белка. Наиболее часто из этих мутаций встречается гемоглобин Сопвгап! Брг!п8 (рис. 4.58). В случае гемоглобина Опоп8-бее мутация нарушает способность к образованию димера ат!3, и приводит к сильной нестабильности молекулы. Вероятно, будут обнаружены и другие варианты с подобными свойствами. Прямых данных о частоте неделеционной а-талассемии нет, однако была изучена природа генов, аллельных генам а-талассемии, у больных с гемоглобином ЫЬН (()~), у которых в одной из хромосом делетнрованы по меньшей мере два гена НЬа ( — -/аа). В популяциях Саудовской Аравии и Китая при гемоглобинопатии НЬН до 50'/«таких аллельных генов а-талассемии не содержали делеций.
4.3.5. Понуланноннаа гене ппгв генов гемоглобннв (см. [972~, равд. 61.2.3) Обнаруженный в локусе НЬ!3 полиморфизм позволяет проследить возникновение и распространение различных гемоглобинопатий. Можно предположить, что мутация «гемоглобин $» возникла независимо в трех различных географических зонах (Сенегал, Бенин, Банту) н затем широко распространилась благодаря селективному преимушеству, которое она дает против заболевания малярией 118333. Среди хромосом с мутацией НЬЕ в Юго-Восточной Азии различают три гаплотипа, один из которых возникает в результате кроссинговера в «горячей точке» (см. выше). Мутация «гемоглобин С» сцеплена, как правило, с одним гаплотипом (см., однако, разд.
6.2.1.6). Отдельные мутации, приводящие к !3-талассемии, обычно возникают в уникальных гаплотипах н затем распространяются бла- годаря селекции на устойчивость к малярии. Из 31 точковой мутации, приводящей к !)-талассемии, лишь 2 встречаются более чем у одной этнической группы. Связь конкретной мутации со специфическим гаплотипом в значительной степени облегчила установлениеприроды различных мутаций, вызывающих талассемию. Поскольку для исследования были выбраны различные гаплотипы ДНК, существовала вероятность обнаружения новых, ранее неизвестных мутаций.
И действительно, удалось открыть много новых типов талассемии (1253). Можно заключить, что все распространенные талассемии и гемоглобннопатии возникли уже после днвергенцни человеческих рас и в большинстве случаев остаются сцепленными с хромосомами, в которых онн впервые появились. Если одна и та же мутация сцеплена с разными гаплотипами, это в большинстве случаев проще всего объяснить мейотическим кроссинтовером в «горячей точке» рекомбинапни, расположенной перед геном )З-глобина.
Большой интерес вызывает возможность межаллельной конверсии. Так, мутация НЬ!)зэ на острове Сардиния сцеплена с несколькими гаплотипами, что трудно объяснить простой рекомбннацией. Более вероятным механизмом считается однонаправленный перенос генетической информации, или конверсия (рис. 2.97). Этот же механизм предполагают для объяснения подобных данных по мутациям гемоглобин 8, гемоглобин Е и мутации сдвига рамки в гене !)-глобина. Такой механизм представляется очень привлекательным, поскольку имеются убедительные доказательства генной конверсии в эволюции генов глобинов у нечеловекообразных обезьян.
Высказываются предположения о молекулярных механизмах такой конверсии [9723. Для шести хорошо изученных мутаций в интронах, которые приводят к талассемии, признаков генной конверсии не обнаружено. 4.3.6. Пренатальная днагноетннв гемоглобннона тай 1966 22691 23221 236х ) Существует несколько возможных подходов к пренатальной диагностике гемо- 4. Действие генов 99 !на-т !чв-2 Норма б талассамня Рис. 4.59, Олигонуклеотидный зонд (олигонуклеотид из !9 остатков) для гена нормального ))-глобина отличается от зонда для гена с мутапией, приводящей к р-талассемии только заменой О А в интроне 1тгЯ-2.
В соответствующих условиях гибридизапии зонд для мутантного гена будет узнавать только мутантный ген, но не нормальный. Аналогичным образом «нормальный зонда не будет гибридизоваться с мутантным геном. глобинопатий: а) биохимический анализ гемоглобина на уровне белка в образцах крови, получаемых при фетоскопии или пункции плаценты; б) амниоцентез (пункция амниотической жидкости) на 15-16-й неделе с последуюшим анализом ДНК амниотических клеток; в) анализ ДНК ворсинок хориона, полученных при биопсии хориона на 9-10-й неделе беременности (разд. 9.1.1).
В прямой диагностике клеток и тканей плода используются рестрикционные эндонуклеазы (рестриктазы), позволяющие распознать специфические мутации, например гемоглобин Я, а также олигонуклеотидные зонды (1254; 23762, способные гнбридизоваться с ДНК при конкретной мутации, вызывающей талассемию (рис, 4.59). В основе косвенных методов пренатальной диагностики лежит семейный анализ рестрикционных сайгон ДНК (выявляемых при анализе полиморфизма длины рестрикционных фрагментов), тесно сцепленных с изучаемой формой талассемии (разд. 9.! .1).
Все эти методы были использованы к настоящему моменту. Взятие образцов крови прн фетоскопин или пункции плаценты во многих случаях приводит к гибели плода (5% у опытных специалистов), хотя сам анализ относительно прост: для крови, взятой непосредственно у плода, достаточно методов исследования белков. По мере усовершенствования и упрощения методов молекулярной биологии (рис. 4.60) все большее число лабораторий переключается на их использование. Биопсия хориона имеет некоторые преимушества пе- ред амниоцентезом: при этом удается получить больше ДНК, на более ранних сроках, меньше времени требуется для окончательного заключения.
После амниоцентеза для получения биомассы, необходимой для анализа ДНК, клетки приходится культивировать в течение нескольких недель. Методы прямого анализа ДНК всегда более предпочтительны, поскольку не связаны с изучением семей.
Так, в диагностике талассемии большие надежды возлагают на применение специфических олигонуклеотидных зондов и разработку методов гибридизации без использования радиоактивной метки. Однако при этом заранее необходимо предполагать, какой именно му- Клатка днк Ган тлобина ЭндонЧклааза 4м Ган глобина Гель.злактрафарез Фрагменты дНК. ШШ!ШШШШШЩШШ Раздаланныа ла размарч | Гибридизация с радиоактианым зондом натлобиноаыи тан Радиоаататраф )ген глобина! Рис 4 бй.
Обнаружение глобинового гена. ДНК выделяют нз любого препарата клеточных ядер, в ее составе имеются глобиновые гены. Различные рестрикпионные эндонуклеазы (рестриктазы) расщепляют ДНК на множество фрагментов (рестриктов), узнавая специфические последовательности нуклеотидов. Фрагменты разделяют по размеру с помощью гель-электрофореза. Готовят специфический радиоактивный зонд на глобиновый ген и пабридизуют его с фрагментами ДНК Радиоактивный сигнал обнаруживают с помощью радиоавтографии 11252).
100 4. Действие генов тации, приводящей к талассемии, следует ожидать. В этом могут помочь данные по сцеплению конкретной мутации со специфическим гаплотипом ДНК. Таким образом, для установления природы мутации, вызывающей талассемню, требуется предварительное исследование ДНК больного родственника. Гемоглобин как модельная система.
Гемоглобин-наиболее изученная генетическая система у человека. На основе концепций, разработанных в ходе ее изучения, можно глубже понять другие явления в генетике человека. Например, если в разных семьях обнаруживаются наследственные заболевания с различным фенотипическим проявлением, обычно заключают, что онн вызваны мутациями в разных генах. Исследования гемоглобина показывают, что так бывает не всегда.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
