3. Геном людини і генетичні карти хромосом

Робота над реалізацією програми „Геном людини” офіційно почалася 1 жовтня 1990 р. в США під контролем Міністерства енергетики і державним інститутом здоров’я США. У 1990 р. передбачалось, що визначення нуклеотидної послідовності геному займе 15 років, але вже в 2000 р. було оголошено, що геном людини повністю розшифрований (секвенований). За цей час були досягнуті успіхи в галузі досліджень ДНК, розроблена складна, але проста у використанні апаратура, вдосконалені комп’ютерні технології, без яких цю програму не можливо було би виконати.

Чи означає це, що вчені все знають про геном людини? Звичайно, ні. Нові відкриття ставлять нові запитання. Наприклад, раніше вважали, що у людини близько 100 тис. генів, а їх виявилось 35 тисяч. Велика кількість ДНК не містить генетичної інформації, а лише некодуючі послідовності, зокрема тандемні повтори, ретровірусні послідовності тощо.

Крім того, не всі гени вивчені. Необхідно встановити їх функцію в нормі і при патології, розмістити на генетичній карті, встановити характер регуляції роботи гена. Для генів, які викликають спадкові хвороби, зазвичай важливо встановити нормальний і змінений алель гена і розробити шляхи відновлення його нормальної роботи.

Якщо раніше встановлення зчеплення генів у людини і картування на хромосомі займало десятки років, то на сьогодні ця процедура займає близько 4 місяців. Побудова генетичних карт рослин і тварин відбувається на основі даних про частоту рекомбінації між генами. У людини неможливо провести генний аналіз на основі аналізу потомства однієї родини. Щоб отримати необхідну для статистичної обробки вибірки, об’єднують сім’ї із гетерозиготними за досліджуваними генами батьками. Для оцінки зчеплення генів використовують метод максимальної вірогідності. Оцінку розщеплення за фенотиповими маркерами доповнили молекулярними маркерами-ділянками ДНК, які виявляють поліморфізм (різні алельні стани). Це місця розпізнавання рестриктаз або більш доступні для аналізу короткі тандемні повтори GАGА 2-50.

Для картування генів поширений також метод соматичної гібридизації клітин людини і, наприклад, миші в культурі тканин. Після опромінення соматичних гібридів іонізуючими променями отримують лінії із трансплантованими ділянками хромосом людини у геном миші. Це дозволяє встановити біохімічний продукт певної ділянки хромосоми, визначити його функцію тощо.

Об’єднання молекулярних методів з генеалогічним дозволяє з високою вірогідністю картувати ген, який вивчається, у певній ділянці хромосоми – достатньо встановити, які молекулярні маркери передаються хворим членам родини, а які здоровим.

4. Загальне уявлення про спадкові хвороби.

У людини відомо близько 3500 форм спадкових хвороб, які вражають усі органи, системи і функції організму. Лікарю любої спеціальності доводиться стикатися із спадковою патологією. За даними Бочкова Н.П. (1997) близько 5-5,5% дітей народжуються із спадковими або вродженими хворобами. Із них 1% - з генними хворобами, 0, 5% - з хромосомними, 3 -3,5% - із хворобами з спадковою схильністю, 0,4% - із хворобами несумісності матері і дитини. Порушення спадкового апарату є причиною 50% спонтанних викиднів.

Необхідно розрізняти терміни «спадкові» хвороби і «вродженні» хвороби. Вродженні – ті, що виявляються при народженні, можуть бути зумовлені спадковими і не спадковими факторами. Одночасно, не всі спадкові хвороби є вродженими (очевидно, їх близько 50%). Деякі хвороби проявляються в дитячому (міопатія, Дюшена, муковісцидоз), інші в зрілому (міотонічна дистрофія, хорея Геттінгтона) і навіть в похилому (хвороба Альцгеймера) віці.

Всю спадкову патологію поділяють на 5 груп:

• Хромосомні хвороби;

• Генні хвороби;

• Хвороби із спадковою схильністю;

• Генетичні хвороби соматичних клітин

• Хвороби генетичної несумісності матері і плоду.

Спадкові хвороби у суворому розумінні поділяють на генні і хромосомні. Генні хвороби викликанні генними мутаціями. Хромосомні хвороби визначаються хромосомними і геномними мутаціями.

Генні хвороби передаються із покоління в покоління згідно із законами класичної генетики, в той час як більшість хромосомних хвороб, зумовлених анеуплодіями, взагалі не успадковуються, а хромосомні перебудови (інверсії, транслокації), передаються з додатковими перебудовами, що виникають під час мейозу.

Хвороби із спадковою схильністю можуть бути моногенними і полігенними. Для їхньої реалізації недостатньо відповідного генотипу – необхідний ще фактор або комплекс факторів середовища, які впливають на вияв генотипу у фенотипі.