- •Фогель ф., Мотульски а. Генетика человека: в 3-х т. Т. 2: Пер. С англ. – м.: Мир, 1990. – 378 с.
- •Ф. Фогель, а.Мотульски генетика человека
- •4. Действие генов
- •4.1. Развитие менделевской парадигмы
- •4.2. Гены и ферменты
- •4.2.1. Гипотеза «один ген – один фермент»
- •Модель Бидла и Татума. Статья этих исследователей начиналась так:
- •4.2.2. Гены и ферменты у человека: современный уровень знаний
- •4.2.2.1. Обнаружение и анализ ферментативных нарушений
- •4.2.2.2. Типичные нарушения функций ферментов: ферменты эритроцитов
- •4.2.2.3 Мукополисахаридозы
- •4.2.2.5. Влияние кофакторов на активность ферментов [182]
- •4.2.2.6. Сцепленная с х-хромосомой недостаточность гипоксантин-гуанин—фосфорибозилтрансферазы (30800) [7055]
- •4.2.2.7. Фенилкетонурия: пример успешного лечения метаболического заболевания [182; 203]
- •4.2.2.8. Выявление гетерозигот
- •4.2.2.9. Лечение наследственных метаболических заболеваний [1289; 1057; 1058]
- •4.2.2.10. Необнаруженные дефекты ферментов
- •4.3. Гемоглобин человека [119; 31; 97а]
- •4.3.1. История изучения гемоглобина
- •4.3.2. Генетика гемоглобина
- •4.3.4. Талассемии [31; 972; 138; 1253; 222; 97а]
- •4.3.5. Популяциоииая генетика генов гемоглобина (см. [972], разд. 6.1.2.3)
- •4.3.6. Пренатальная диагностика гемоглобинопатии [966; 2269; 2322; 2361]
- •4.4. Генетика антител и системы антиген/рецептор
- •4.5. Фармакогенетика и экогенетика 4.5.1. Фармакогенетика
- •4.5.2. Экогенетика [143; 969; 1228; 1250]
- •4.6. Механизм аутосомной доминантности
- •4.6.1. Аномальная агрегация субъединиц
- •4.6.2. Аномальные субъединицы нарушают функции мультимерных белков
- •4.6.3. Аномальное ингибирование ферментов по типу обратной связи и структурно аномальные ферменты
- •4.6.4. Мутации рецепторов
- •4.6.5. Наследственные дефекты клеточных мембран
- •4.6.6. Накопление аномальных фибриллярных белков: наследственные амилоидозы (10480 10525) [1102]
- •4.6.7. Доминантно наследуемые опухолевые заболевания
- •4.7. Генетика эмбрионального развития
- •4.7.1. Активность генов в раннем развитии
- •4.7.2. Поздние стадии эмбрионального развития; фенокопии
- •4.7.3. Регуляция активности генов у бактерий и эукариот
- •4.7.4. Соотношения генотипа и фенотипа при хромосомных аберрациях у человека [1176]
- •4.7.4.1. Эффект дозы генов при трисомиях и картирование генов
- •4.7.4.2. Другие биохимические аномалии при хромосомных аберрациях
- •4.7.4.3. Изучение хромосомных аберраций на уровне клеток
- •4.7.5. Определение поля
- •5. Мутации
- •5.1. Спонтанные мутации
- •5.1.1. Генетические изменения, обусловленные мутациями de novo
- •5.1.2. Геномные и хромосомные мутации у человека
- •5.1.2.1. Частота возникновения мутаций (скорость мутирования)
- •5.1.2.2. Нерасхождение хромосом и возраст матери
- •5.1.2.3. У какого пола и в каком из мейотических делений происходит нерасхождение хромосом?
- •5.1.2.4. Нерасхождение, хромосомные варианты и сателлитные ассоциации
- •5.1.3. Генные мутации: анализ на фенотипическом уровне
- •5.1.3.1. Методы оценки частот мутаций
- •5.1.3.2. Результаты оценки частот мутаций
- •5.1.3.3. Частота мутаций и возраст отца
- •5.1.3.4. Возможные различия частот возникновения мутаций у индивидов разного пола
- •182 5. Мутации
- •5.1.3.5. Герминативноклеточные и соматоклеточные мозаики по доминантным и х-сцепленным мутациям
- •5.1.4. Генные мутации: анализ на молекулярном уровне
- •5.1.4.1. Частоты кодонных мутаций
- •5.1.4.2. Проблема оценки общей частоты мутаций на геном и на поколение
- •5.1.4.3. Мутации в гемоглобиновых генах и генетический код
- •5.1.4.4. Мутации у микроорганизмов: их вклад в понимание механизма мутаций у человека
- •5.1.5. Изучение генных мутаций в отдельных клетках
- •5.1.6. Соматические мутации
- •5.1.6.1. Образование мозаиков по геномным мутациям
- •5.1.6.2. Наследственные синдромы с повышенной нестабильностью хромосом [1465; 1464; 1634]
- •5.1.6.3. Молекулярные механизмы хромосомной нестабильности и образование опухоли, обусловленное соматической мутацией
- •5.1.6.4. Другие факты, свидетельствующие о роли соматической мутации в механизме канцерогенеза [1520]
- •5.1.6.5. Онкогены [1686; 1690, 1691, 1696}
- •5.1.6.6. Рак у человека с точки зрения генетики
- •5.1.6.7. Соматические мутации и старение
- •5.2. Мутации, индуцированные облучением и химическими мутагенами
- •5.2.1. Мутации, индуцированные радиацией
- •5.2.1.1. Основные факты и проблемы, поставленные в ходе их анализа
- •5.2.1.2. Проблема оценки генетического риска, обусловленного радиацией и другими мутагенными факторами окружающей среды
- •5.2.1.3. Результаты изучения мутагенного действия радиации на млекопитающих [1377]
- •5.2.1.4. Облучение популяции человека ионизирующей радиацией
- •5.2.1.5. Насколько может увеличиться частота возникновения спонтанных мутаций9
- •Данные о соматических хромосомных мутациях, возникающих под воздействием радиации.
- •5.2.2. Химически индуцированные (мутации)
- •5.2.2.1. Суть проблемы
- •5.2.2.2. Исследовательские стратегии при оценке генетического риска, обусловленного химическими мутагенами
- •5.2.2.3. Каким образом химические мутагены действуют на генетический материал?
- •5.2.2.4. Насколько широким является воздействие агента на человеческую популяцию?
- •5.2.2.5. Какого увеличения частоты спонтанных мутаций, обусловленного химическими мутагенами, следует ожидать?
- •6. Популяционная генетика
- •6.1. Описание популяций
- •6.1.1. Закон Харди—Вайнберга: генные частоты
- •6.1.2. Генетический полиморфизм
- •6.1.3. Наследственные болезни
- •6.2. Систематические изменения генных частот: мутации и отбор
- •6.2.1. Естественный отбор
- •6.2.1.1. Математические модели отбора: дарвиновская приспособленность
- •6.2.1.2. Отбор, приводящий к изменению генных частот в одном направлении
- •6.2.1.3. Отбор, приводящий к генетическому равновесию
- •6.2.1.4. Отбор, приводящий к нестабильному равновесию
- •6.2.1.5. Другие формулы отбора
- •6.2.1.6. Отбор, обусловленный инфекционными болезнями [1831; 211]
- •История некоторых инфекционных заболеваний.
- •6.2.1.7. Естественный отбор и история популяций: НbЕ и β-талассемия 1)
- •6.2.1.8. Отбор по системе групп крови аво и другим полиморфным системам
- •6.3. Отклонение от случайного скрещивания
- •6.3.1. Кровнородственные браки
- •6.3.1.1. Коэффициент инбридинга [103]
- •6.3.1.2. Инбридинг, размер изолята и наследственные заболевания
- •6.3.2. Концепция генетического груза
- •6.3.2.1. Теория
- •6.3.2.2. Практическое применение теории
- •6.3.2.3. Критическая оценка
- •6.3.2.4. Более прямые подходы к оценке числа рецессивных генов на индивид
- •6.3.3. Дифференциация субпопуляций: генетическое расстояние
- •6.3.4. Поток генов
- •6.4. Случайные флуктуации генных частот
- •6.4.1. Генетический дрейф
- •6.4.2. Генетический дрейф в сочетании с мутационным процессом и отбором
- •Оглавление
- •Глава 4 Действие генов 5
- •Глава 5. Мутации 142
- •Глава 6. Популяционная генетика 278
- •Электронное оглавление
- •4. Действие генов 5
- •4.1. Развитие менделевской парадигмы 5
- •4.2. Гены и ферменты 8
- •4.7. Генетика эмбрионального развития 126
- •5. Мутации 142
- •5.1. Спонтанные мутации 142
- •5.2. Мутации, индуцированные облучением и химическими мутагенами 222
- •6. Популяционная генетика 278
- •6.1. Описание популяций 279
- •6.2. Систематические изменения генных частот: мутации и отбор 294
- •6.3. Отклонение от случайного скрещивания 339
- •6.4. Случайные флуктуации генных частот 367
5.2.1.4. Облучение популяции человека ионизирующей радиацией
Насколько сильно облучается современная человеческая популяция ионизирующей радиацией? Это второй вопрос, на который должен ответить ученый, желающий оценить величину потенциального вреда, причиняемого людям радиацией. Здесь будут обсуждаться лишь очень немногие его аспекты и небольшая часть соответствующих данных. Вначале мы расскажем о естественном фоне радиации, а затем о его увеличении, вызванном факторами современной цивилизации, включая облучение, применяемое в целях медицинской диагностики.
Естественный фон радиации. Все люди испытывают постоянное воздействие естественных источников облучения. Средняя доза, получаемая в течение года за счет космической радиации, зависит от высоты над уровнем моря и географической широты. Земная радиация в районах с выходами первичных пород выше, чем на аллювиальных почвах. Общее среднее облучение, полученное гонадами людей, проживающих в районах, низко расположенных над уровнем моря, за 30-летний период (время одного поколения) оценивается величинами от 3 до 4 рэм (табл. 5.26). Оценки последнего времени оказались несколько выше; в старых работах не учитывали дополнительную радиационную нагрузку, обусловленную радоном, содержащимся в воздухе.
Дополнительное облучение, связанное с факторами, введенными современной цивилизацией. Некоторые оценки облучения для Западной Германии и Соединенных Штатов приведены в табл. 5.26. Основной вклад вносит медицинская диагностика и терапия. Из большой группы рентгенодиагностических процедур главным источником радиационной опасности служит обследование брюшной полости и таза. Усовершенствование методики рентгеновских обследований, а также введение строгих правил их проведения намного уменьшили эту опасность. Однако некоторые диагностические процедуры повышают вероятность возникновения мутаций; всякое облучение должно быть обосновано и проводиться с обеспечением максимальной защиты. Польза такого облучения для индивида должна быть
242 5. Мутации
Таблица 5.26. Средняя радиационная нагрузка на человеческие популяции [1385] ' |
||||
Источники |
Европа |
|
США |
|
|
мрэм/год |
|
|
|
Естественный фон радиации |
|
|
|
|
Космическое излучение |
(30) – 50(–120) |
|
|
|
Средняя земная радиация |
60 |
|
|
|
Поглощение радиоактивных элементов |
20 |
|
|
|
|
≈130 |
≈3,9 |
≈100 |
≈3,06 |
Дополнительная радиация, обусловленная |
|
|
|
|
факторами современной цивилизации |
|
|
|
|
Медицинская диагностика и терапия |
|
|
|
|
1958 |
20 |
0,6 |
73 |
2,2 |
1971 |
50 |
1,5 |
|
|
Профессиональная деятельность (без предприятий, использующих ядерную технологию) |
<1 |
<0,03 |
0,8 |
0,024 |
Ядерная технология |
<1 |
<0,03 |
0,003 |
0,0001 |
Выбросы (испытания атомных бомб) |
8 |
0,24 |
|
|
Слабые источники (телевизоры; часы) |
<2 |
<0,06 |
2 |
0,06 |
Воздушный транспорт |
<1 |
<0,03 |
0,4 |
0,120 |
Суммарная величина дополнительного облучения |
≈60 |
≈1,8 |
≈80 |
≈2,4 |
Суммарная величина естественного фона и дополнительного облучения |
190 |
5,7 |
180 |
5,4 |
1) Приведенные цифры не включают радиацию, полученную общей популяцией в результате работы атомных электростанций В условиях нормального функционирования облучение общей популяции является минимальным Рабочие, занятые в атомной энергетике, получают дозу, равную 0,006-0,008 Дж/кг/год. |
||||
очевидной и требует сопоставления с потенциальным вредом, грозящим этому человеку и будущим поколениям. Наибольшие дозы генетически эффективного облучения получают больные раком, нуждающиеся в радиационной терапии органов таза (эти дозы значительно выше применяемых при лечении других пациентов). Многие такие больные через короткое время вступят в пострепродуктивный возраст или умрут от своей болезни. Однако, если они все же хотят иметь детей, результаты радиационно-генетических исследований на млекопитающих могут помочь минимизировать генетический риск. Таким людям следует избегать зачатия во время и в течение нескольких недель после лечения. Атомные электростанции представляют особую проблему, активно обсуждаемую во всех индустриальных странах. Фактическая величина облучения варьирует в зависимости от типа реактора и других
5. Мутации 243
условий и, как говорят, в большинстве случаев намного ниже допустимого предела. Однако это утверждение справедливо только при отсутствии непредусмотренных выбросов в результате технической ошибки, аварий или саботажа. Вероятность такого инцидента не поддается оценке, однако высказывается мнение, что она должна быть очень низкой. С другой стороны, специалисты утверждают, что энергетические потребности не могут быть удовлетворены без атомной энергии и что благосостояние и даже сама жизнь будущих поколений зависят от обеспеченности энергией. Генетики могут только надеяться, что рано или поздно ученые приложат большие усилия для разработки альтернативных технологий получения экологически чистой энергии.
Из всех источников, вносящих вклад в облучение людей, наиболее существенный - медицина. Ее доля в дополнительной радиационной нагрузке самая большая. В некоторых случаях облучение неизбежно. Например, медицинские сестры, осуществляющие терапевтические процедуры с использованием радиевой установки, непременно получат определенную дозу облучения. Однако во многих случаях радиационная нагрузка может поддерживаться на минимальном уровне. В тех видах деятельности, где нельзя избежать сильного облучения, следует брать на работу только тех, кто вышел из детородного возраста, или тех, кто по каким-то иным причинам скорее всего не будет иметь детей. Вопрос о том, столкнемся ли мы с увеличением воздействия радиации в будущем, остается открытым. С одной стороны, наблюдается бесспорное увеличение облучения, связанное с широким использованием радиации и радиоактивных веществ и с распространением атомных электростанций. С другой стороны, соответствующие методики так сильно усовершенствовались, особенно в медицине, что можно ожидать определенного снижения уровня облучения. Как видно из табл. 5.26, средний уровень радиации от всех источников, имеющихся в современной цивилизации, за исключением атомных электростанций, по существу не достиг естественного фона.
