Введение

Человек в системе живой природы Земли - существо уникальное. С одной стороны, он - представитель зоологического типа хордовых, входя в него в качестве вида Homo sapiens sapiens. С другой, ему единственному из живых существ, присуща социальная форма движения материи, родившаяся вместе с первым орудием труда более 2,5 миллионов лет назад. С этого момента начинается вторая, надбиологическая часть истории человека, заметно влияющая на ход его биологической эволюции. Эти две неразрывные сущности человека обусловили формирование у него двух видов памяти: биологической - наследственность и социальной - историко-культурная преемственность поколений. Естественно, что первая из них более древняя. Она передается, не перерываясь от первых живых существ более 3,5 миллиардов лет, благодаря способности нуклеиновых кислот к идентичной репликации в каждом цикле размножения клеток.

В то же время, нуклеиновые кислоты, как и все на свете, способны изменяться, что создает материал для эволюции, одной их ветвей которой является Человек. Целый ряд мутантных признаков, в том числе и тех, которые мы, с точки зрения нашего социального статуса, именуем наследственными болезнями, подарен нам нашими животными предками. Закон гомологических рядов Н.И. Вавилова раскрывает наличие многих из них не только у ближайших, но и достаточно удаленных от нас в эволюционной ретроспективе родственников. Естественно, что наиболее значительное число их известно у млекопитающих. А с приматами, в частности с шимпанзе, нас роднят, по данным молекулярной генетики, более 90% общих генов. Наш выдающийся соотечественник врач и философ И.В. Давыдовский лаконично, но исчерпывающе точно выразил эту мысль следующими словами: «Изучение причин человеческих страданий следует начинать с биологии человека, т.е. с обезьяньего выродка, а не с Человека с большой буквы».

Социальная преемственность - это память человечества: «Искусство, знанья, войны, троны и намять сорока веков» (В. Брюсов «В мире электрона»). В каждом поколении она обогащается новыми научными и духовными ценностями, что и определяет в целом социальный прогресс человечества.

В популярной, да иногда и в научной, литературе можно встретить утверждение, что человек вышел из-под действия естественного отбора. На самом деле это утверждение не имеет под собой достаточных оснований. Да, по мере развития наук, в первую очередь медико-биологических, он все более выходит из-под его жесткого контроля. К примеру, на протяжении фактически всей истории человечества эпидемии оспы в различных местах планеты уносили миллионы жизней. На сегодняшний лень с оспой на Земле практически покончено, возбудитель этой болезни перестал играть роль мощного селективного фактора. Или гемофилия. В начале прошлого века средняя продолжительность жизни больных гемофилией не превышала 14-16 лет и. таким образом, сколько в каждом поколении рождалось больных, столько их и умирало, не оставляя потомства. Иными словами, темпы мутирования и действия отбора поддерживали концентрацию «патологического» гена примерно на одном и том же уровне. К настоящему времени, благодаря расшифровке механизмов свертывания крови и разработке заместительной терапии, средняя продолжительность жизни этих больных возросла до 50 лет, что позволяет большинству больных вступать в брак. То же можно сказать о фенилкетонурии и даже о некоторых хромосомных синдромах. А на подходе еще обширная группа ныне неизлечимых болезней, которые будут лечиться путем коррекции «патологического» гена.

И все же подавляющее число наследственных болезней, а их на сегодняшний день насчитывается уже несколько тысяч, не поддаются лечению и подпадают под действие естественного отбора. По подсчетам 3. Паппа. теоретически возможная частота мутаций у человека составляет около 26.5 1 (Р на гамету, т.е. 53% зигот генетически аномальны, а с учетом постгаметических нарушений - 55% мутантных зигот. Их судьба складывается по-разному. Иначе говоря, из 1000 оплодотворенных яйцеклеток теоретически можно ожидать около 350 живорождений, причем почти 85% всех внутриутробных потерь будет обусловлено эффектом геномных или хромосомных мутаций». И в этом гарантия тому, что естественному отбору в человеческих популяциях безработица не грозит. Возможно появление новых болезней генетической природы, которые могут быть мощным селективным фактором, пример тому- СПИД.

Медицинская генетика - самый молодой раздел медицины с исключительно многообещающими и привлекательными для человечества перспективами развития. На сегодняшний день груз

«патологических» мутаций весьма ощутим. Ежегодно в мире рождается около 1,5 миллионов детей с тяжелыми наследственными болезнями, из которых 150 тысяч приходится на болезнь Дауна (на территории бывшего Союза - 5-6 тысяч). В странах с развитым здравоохранением дети с наследственной патологией в больницах общего профиля составляют 15 - 20%. Из детей, не доживших до 1 года. 30% погибают от наследственных болезней. Детская слепота в 70% и глухота в 50% случаев обусловлены наследственными факторами. Хромосомные и геномные мутации служат причиной спонтанных абортов, врожденных пороков развития, эндокринных нарушений и других аномалий. Имеются многочисленные наблюдения, когда в некоторых семьях все дети рождаются с наследственной патологией. И пока человечество вынуждено нести колоссальные, по-видимому, не поддающиеся никаким оценкам издержки от этого груза наследственных болезней.

1. ЧЕЛОВЕК КАК ОБЪЕКТ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Основой для решения многих генетических задач является гибридологический метод. Удобный генетический объект должен обладать следующими свойствами: легко скрещиваться в искусственных условиях, давать большое количество потомков, иметь короткий жизненный цикл, обладать небольшим числом хромосом. С учетом этих требований человек не может относиться к удобным генетическим объектам по следующим причинам:

1. Исследователь не может по своему желанию подбирать брачных партнеров. Люди вступают в брак по иным причинам, но никак ни ради удовлетворения любопытства экспериментатора. Таким образом, при генетическом анализе человека выпадает основа гибридологического метода - экспериментальное скрещивание.

2. Человек относится к моноплодным животным. Законы же наследственности проявляются через статистические закономерности - необходимо большое количество потомков, чтобы реализовать все возможные комбинации анализируемых генов в гаметах и далее в зиготах. Статистика же такова, что в большинстве семей в настоящее время рождается не более 1-3 детей. Даже в странах с традиционно большим приростом населения количество детей в семье в среднем не более 3-4 человек. Таким образом, размер практически любой семьи настолько мал, что не позволяет вести анализ расщепления признаков в потомстве одной семьи.

Однако с целью преодоления этого затруднения в тех или иных популяциях можно подобрать несколько семей по наличию интересуемого признака, можно составить родословные в нескольких поколениях. Таким образом, характер наследования признака (доминантный или рецессивный, сцепленный с половыми хромосомами или с аутосомами) решается по-иному, в обход гибридологического метода. Этой же цели служат и математические методы оценки результатов наблюдений, такие, например, как хи-квадрат.

3. У человека растянутый во времени период смены поколений - около 25 - 30 лет (именно этот срок используется при расчетах смены поколений). Следовательно, исследователь не в состоянии наблюдать судьбу признака более чем в одном - двух поколениях (сравните: у гороха в экспериментах Г. Менделя - !

год, \ мухи дрозофилы - 12 - 14 суток, у кишечной палочки -около 30 минут).

Преодолевается же это затруднение при анализе больших популяций человека наблюдением за признаком в течение длительного времени - в нескольких поколениях семьи.

4. У человека, как известно, 46 хромосом, т.е. 23 группы сцепленных генов (сравните: у гороха - 8, у дрозофилы - 4. у кишечной палочки - 1). Это до недавнего времени создавало серьезные трудности в цитогенетическом картировании. Однако специфические приемы, в частности, метод гибридизации соматических клеток (или иначе его называют метод генетики соматических клеток) позволяют с успехом преодолевать эти трудности.

5. Человека нельзя помещать в экстремальные условия с целью изучения нормы реакции тех или иных генов, поскольку не только с этических, но и с юридических позиций, эксперименты на людях недопустимы. Для человека понятие «среда» имеет иной, более широкий характер, чем для животных. В это понятие включаются не только биотические и абиотические элементы, но и условия социальной жизни. И особенно сложной является оценка влияния социальных факторов на здоровье и его наследственность. Для формирования ряда признаков у человека влияние их исключительно велико (например, уровень интеллектуального развития. возможность реализовать какие-то врожденные наклонности и т.д.). В связи с этим напомним, понятие «здоровье» в соответствии с Уставом Всемирной организации здравоохранения - это состояние полного физического, душевного и социального благополучия, а не только отсутствие болезней и физических дефектов. В то же время среда не поддается изменению по желанию генетиков.

К описанным выше обстоятельствам, затрудняющим изучение генетики человека, следует добавить и то, что в большинстве стран имеет место неудовлетворительная сохранность документации по регистрации браков, рождаемости, смертности и статистики болезней.

С другой стороны, целый ряд моментов привносит и значительное облегчение в формирование генетических представлений о человеке. Это прежде всего хорошая изученность фенотипа человека - анатомическая, физиологическая, биохимическая, иммунологическая, клиническая, что позволяет достаточно легко распознать многие формы наследственных

болезней и отклонение от нормы, И в этом плане с человеком fie может сравнится ни один биологический объект. В целом сейчас человек по уровню генетической изученности стоит в одном ряду с такими излюбленными объектами генетики, как кишечная палочка, муха дрозофила, мышь, кукуруза, плесень нейроспора.