Хромосомні, геномні - мутації і їх значення в еволюції
хромосомні
еволюція генотип мутація анемія
Хромосомні хвороби (викликані хромосомними мутаціями, а також геномними) - це велика група спадкових вроджених захворювань, що характеризуються вродженими вадами розвитку. Вони з'являються через найбільш великих змін ДНК: трисомії, делеції, дуплікацій і ін.
Ці ушкодження виникають при дозріванні гамет, при заплідненні, на ранніх стадіях дроблення заплідненої яйцеклітини (зиготи). Збій, невірне «розбіжність» хромосом плода, може трапитися навіть у момент злиття абсолютно здорових клітин батьків. Цей процес не піддається контролю і є ще не до кінця вивченим [5].
Всі наслідки хромосомних мутацій найчастіше несприятливі для людини. Вони викликають нерідко:
· Мимовільний аборт (до 70%);
· Мертвонародження (7,2%) різні вади розвитку;
· Обумовлюють уповільнення розумового розвитку;
При хромосомних хворобах ступінь ураження органів обумовлюють багато факторів: тип хромосомної аномалії, якого бракує або надлишковий матеріал індивідуальної хромосоми, генотип організму, умови середовища.
Всі хромосомні хвороби поділяються по 2-м великим групам:
1. Викликані порушенням числа хромосом (геномні мутації). Геномні мутації найчисленніші і складають основну частку хромосомних хвороб. Представлені у вигляді моносомія, трисомії та інших форм полісомій. Сюди ж можна віднести Триплоїд і тетраплоїдом, при яких діти гинуть в перші години і дні народження або в утробі.
Найбільш часто зустрічається хвороба (синдром) Дауна або трисомія-21, в основі якої лежать генетичні дефекти. Була описана в 1866 р педіатром Дауном і в даний час є найбільш вивченої хромосомної хворобою. Зустрічається приблизно у одного з 700 новонароджених. У 94% випадків хвороба зумовлена трисомія по 21 хромосомі, а в інших - транслокацией 21 хромосоми [9].
2. Викликані зміною структури хромосом (хромосомні мутації). Представлені часткової моносомією (делецией), часткової трисомія (дуплікацією) і ін. Наприклад, виявлено мінімум 200 випадків синдрому часткової трисомії (по короткому плечу хромосоми 9).
Ознаки цього захворювання наступні:
· Затримка росту мікробрахіцефалія;
· Енофтальм, тобто глибоко посаджені очі;
· Округлий кінчик носа;
· Вроджені вади серця та ін.
Такі ефекти дають хромосомні мутації, приклади з синдромом Дауна та синдромом часткової трисомії показові.
Ряд хромосомних хвороб також пов'язаний зі зміною числа статевих хромосом. Хворі з такими аномаліями не дають потомства. Прикладом є Синдром Шерешевського - Тернер, Синдром Клайнфельтера.
Етіологічне лікування хромосомних хвороб поки не розроблено. Їх можна лише постаратися запобігти шляхом методу пренатальної діагностики.
Наука ставить перед собою завдання зменшення генетичного вантажу за допомогою зниження вірогідності мутацій і запобігання їх, усунення змін ДНК за допомогою генної інженерії [10].
Геномні хвороби - це велика група захворювань, що виникають в результаті пошкодження ДНК на рівні гена. Термін вживається щодо моногенних захворювань.
Більшість генних патологій обумовлено мутаціями в структурних генах, які здійснюють свою функцію через синтез поліпептидів - білків. Будь-яка мутація гена веде до зміни структури або кількості білка.
Початок будь-генної хвороби пов'язане з первинним ефектом мутантного аллеля.
Основна схема генних хвороб включає ряд ланок:
М утантний аллель> змінений первинний продукт> ланцюг біохімічних процесів в клітині> органи> організм
В результаті мутації гена на молекулярному рівні можливі наступні варіанти:
· Синтез аномального білка;
· Вироблення надмірної кількості генного продукту;
· Відсутність вироблення первинного продукту;
· Вироблення зменшеного кількості нормального первинного продукту.
Чи не закінчуючись на молекулярному рівні в первинних ланках, патогенез генних хвороб триває на клітинному рівні. При різних хворобах точкою докладання дії мутантного гена можуть бути як окремі структури клітини - лізосоми, мембрани, мітохондрії, пероксисоми, так і органи людини.
Клінічні прояви генних хвороб, тяжкість і швидкість їх розвитку залежать від особливостей генотіпаорганізма, віку хворого, умов зовнішнього середовища (харчування, охолодження, стреси, перевтома) та інших факторів.
Особливістю генних (як і взагалі всіх спадкових) хвороб є їх гетерогенність. Це означає, що один і той же фенотипічніпрояв хвороби може бути обумовлено мутаціями в різних генах або різними мутаціями всередині одного гена. Вперше гетерогенність спадкових хвороб була виявлена С.Н. Давиденкова в 1934 р
Загальна частота генних хвороб в популяції становить 1 2%. Умовно частоту генних хвороб вважають високою, якщо вона зустрічається з частотою 1 випадок на 10000 новонароджених, середньої - 1 на 10000 - 40000 і далі - низькою.
Моногенні форми генних захворювань успадковуються відповідно до законів Г. Менделя. За типом успадкування вони діляться на аутосомно-домінантні, аутосомно-рецесивні та зчеплені з Х-або Y-хромосомами.
До генним хвороб у людини відносяться численні хвороби обміну речовин. Вони можуть бути пов'язані з порушенням обміну вуглеводів, ліпідів, стероїдів, пуринів і піримідинів, білірубіну, металів та ін. Поки ще немає єдиної класифікації спадкових хвороб обміну речовин [12].