Глава 6. Наследственные болезни

6.1. Понятие о генотипе и фенотипе.

Конституция, как известно, формируется на основе генотипа под влиянием факторов внешней среды. Совокупность всех генов в организме составляет его генотип. Фенотип - это совокупность всех признаков организма как внешних, так и внутренних.

Набор хромосом (количество и их структура) составляет кариотип организма. В соматических клетках человека 23 пары хромосом: 22 пары соматические и 1 пара половых. В половых клетках гаплоидный (одинарный) набор хромосом.

Генотип обладает двумя качествами: стабильностью и изменчивостью. Стабильность генотипа делает его достаточно надежным, обеспечивающим устойчивость структур и функций организма. Благодаря изменчивости обеспечиваются процессы эволюции животных, процессы адаптации организма в окружающей среде. Но в то же время изменчивость является предпосылкой возникновения наследственных болезней.

Все заболевания принято разделять на приобретенные и врожденные. Врожденное заболевание - это любое заболевание, с которым ребенок появляется на свет. Однако врожденные заболевания могут быть наследственными и ненаследственными. Наследственным называется такое заболевание, которое обусловлено изменениями генотипа и в большинстве случаев передается по наследству (например, гемофилия, ахондроплазия, фенилкетонурия, альбинизм, серповидно-клеточная анемия и многие другие). Различают генные, хромосомные и геномные наследственные болезни. Хромосомные (за редким исключением) по наследству не передаются.

Ненаследственные врожденные заболевания связаны не с изменениями генотипа, а с развитием патологии в период внутриутробного развития (врожденный сифилис, токсоплазмоз, СПИД, гемолитическая болезнь новорожденных и др.)

Заболевания, фенотически похожие на наследственные, но не связанные с изменением генотипа, называются фенокопиями. Например, такие аномалии, как "волчья пасть", "заячья губа" и др. пороки развития, могут быть как наследственными, так и ненаследственными, обусловленными нарушениями эмбрионального развития (эмбриопатии, фетопатии).

6.2.Этиология наследственных заболеваний.

Наследственная изменчивость подразделяется на комбинативную (рекомбинационную) и мутационную.

Комбинативная изменчивость является следствием возникновения новых сочетаний генов за счет их перегруппировки в мейозе и случайности встречи гамет при оплодотворении. Такая изменчивость играет важную роль в развитии заболеваний, передающихся по рецессивному типу. Например, при встрече двух гетерозиготных особей может появиться гомозиготный организм;

а'а + а'а = а'а + аа +а+а

Мутационная изменчивость связана с возникновением мутаций, т.е. количественных или качественных изменений генотипа, передающихся в процессе репликации генома от клетки к клетке, от поколения к поколению. Мутация- это главная причина возникновения наследственного заболевания.

На молекулярном уровне механизмы генных мутаций могут быть обусловлены выпадением, заменой или вставкой новых нуклеотидов в цепи ДНК.

По своему фенотипическому проявлению и значению генные мутации могут сильно различаться. Если мутация затрагивает отрезки ДНК, кодирующие второстепенные участки полипептида, то мутантный продукт не будет серьезно влиять на соответствующую функцию; наоборот, мутации, искажающие важные участки полипептида, могут вызвать нарушение развития и даже гибель организма.

Хромосомные мутации - это структурные перестройки хромосом: делеции, дупликации, транслокации, инверсии. Геномные мутации характеризуются изменением числа хромосом (диплоидии, триплоидии, тетраплоидии), которые являются причинами спонтанных абортов и мертворождений, и анеуплоидии - уменьшение числа хромосом в одной или нескольких парах. Мутации в соматических клетках по наследству не передаются.

Мутации бывают спонтанные и индуцированные. Мутагены делятся на физические, химические и биологические. Среди физических на первом месте стоят ионизирующее и ультрафиолетовое облучение. Ионизирующее излучение даже в очень малых дозах способно вызвать мутации. К химическим мутагенам относят цитостатические препараты, особенно ингибиторы синтеза ДНК (меркаптопурин, теобромин, теофиллин), алкилирующие соединения (азотистый иприт, фенол, формальдегид), аналоги пуриновых и пиримидиновых оснований, некоторые антибиотики, свободные радикалы, антиметаболиты. К биологическим относят вирусы. Они могут поражать как соматические, так и половые клетки. Например, у беременных женщин, перенесших краснуху или вирусный гепатит, бывают спонтанные аборты. У потомства этих женщин чаще бывают хромосомные болезни.

Мутация не всегда ведет к изменениям в организме. Во-первых, на уровне клетки существует особая система репарации поврежденной ДНК. Во-вторых, не всякое аминокислотное замещение в молекуле белков ведет к нарушению ее структуры. В- третьих, только 5% генов функционирует. Остальные же находятся в репрессированном состоянии.