Наследственные заболевания

     Значение генетики востребовано в ботанике, зоологии, микробиологии, экологии, учение об эволюции, антропологии, физиологии, этологии и других областях биологии. Данные генетические исследования используются в биохимии, медицине, биотехнологии, охране природы, сельском хозяйстве. Можно сказать, что открытия и методы генетики находят применение во всех областях человеческой деятельности, связанной с живыми организмами. Законы генетики имеют большое значение для объяснения всех процессов жизни на Земле. Научная и практическая роль генетики определяется значимостью предмета её исследования -  наследственность и изменчивость, т.е. свойств, присущих всем живым существам.          
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 2.

     Наследственные заболевания – это болезни, обусловленные нарушениями в процессах хранения, передачи и реализации генетической информации. С развитием генетики человека, в том числе и генетики медицинской, выяснилась наследственная природа многих заболеваний и синдромов, считавшихся ранее болезнями с неустановленной этиологией. Роль наследственных факторов подтверждается более высокой частотой ряда заболеваний в некоторых семьях по сравнению с населением в целом. Изучением наследственных заболеваний человека занимается преимущественно медицинская генетика. Таких аномалий (уродств) в медецинской генетике насчитывается около 3000. Все наследственные болезни можно подразделить на две большие группы, связанные с мутациями генов и хромосом.

     К молекулярным (генным) болезням и аномалиям относятся нарушения генетических процессов. Например, репликации ДНК приводят к изменению чередование пар нуклеотидов, что, в свою очередь, обусловливает “ошибки” метаболизма. Многие врождённые аномалии и болезни, вызываются генами, локализованными в Х-хромосоме. Например, такая аномалия, как дальтонизм, вызывается геном, локализованным в Х-хромосоме.

     У человека один из генов Х-хромосомы отвечает за цветовое зрение. Рецессивная аллель не обеспечивает развитие сетчатки глаза, нужной для различения красного и зелёного цветов. Мужчина, несущий такой рецессивный ген в своей Х-хромосоме, страдает дальтонизмом, т.е. различает жёлтый и синий цвета, но зелёный и красный ему кажутся одинаковыми. Дальтонизм не передаётся по мужской линии, так как свою Х-хромосому мужчины – дальтоники получают от матери, носители дефектного гена. Женщина может быть дальтоником лишь в случае, когда отец – дальтоник, в мать – носитель этого рецессивного гена.

     Хромосомные заболевания. Этот тип наследственных заболеваний связан с изменением числа или структуры хромосом. В большинстве случаев эти изменения не передаются от больных родителей, а возникают при нарушениях в расхождении хромосом во время мейоза, когда формируются гаметы, или при нарушениях митоза в зиготе на разных стадиях дробления. Из хромосомных заболеваний наиболее подробно изучена болезнь Дауна (см. приложения). Это заболевание связано с нерасхождением 21-й хромосомы при делении. В результате такой аномалии клетки эмбриона имеют 47 хромосом вместо обычных для человека 46. Хромосома-21 оказывается не в двойном, а в тройном количестве.

     В основе наследственных заболеваний лежат мутации. Это внезапные изменения наследуемого генетического материала, приводящие к появлению новых признаков организма, способных передаваться последующему потомству. Мутации могут быть естественными и искусственно вызванными. В природе они могут возникать спонтанно, но чаще под влиянием мутагенов, т.е. факторов, порождающих мутации. Мутация ведёт к нарушению синтеза определенного структурного белка или фермента. В зависимости от того, какова роль этого фермента в жизнедеятельности организма, у больного возникают нарушения (изменения фенотипа) локального или системного порядка.

   В зависимости от того, где локализован патологический (мутантный) ген — в аутосоме или в половой хромосоме — и каковы его взаимоотношения с нормальным аллелем, т. е. является ли мутация доминантной (нормальный ген подавляется патологическим) или рецессивной (патологический ген подавляется нормальным), различают следующие основные типы наследования: аутосомно-доминантный, аутосомно-рецессивный и сцепленный с полом (или ограниченный полом). Тип наследования устанавливается путём анализа родословной. При составлении последней учитываются распространение в семье изучаемого заболевания и родственного отношения между больными. Построение и анализ родословной составляют предмет клинико-генеалогического исследования.

    При заболеваниях, наследуемых по аутосомно-доминантному типу, мутантный ген проявляется уже в гетерозиготном состоянии; больные мальчики и девочки рождаются с одинаковой частотой; патологическая наследственность прослеживается в родословной «по вертикали»; по крайней мере один из родителей больного также болен. Родословная, характерная для аутосомно-доминантного типа наследования, представлена на рис. 1. 
  По аутосомно-доминантному типу наследуются, например, арахнодактилия, брахидактилия, геморрагическая телеангиэктазия Ослера, гипербилирубинемия, нейрофиброматоз Реклингаузена, пельгеровская аномалия лейкоцитов, полидактилия, пурпура тромбоцитопеническая идиопатическая эктопия хрусталика и др.

     При заболеваниях, наследуемых по аутосомно-рецессивному типу, мутантный ген проявляется лишь в гомозиготном состоянии; больные мальчики и девочки рождаются с одинаковой частотой; родители больных фенотипически здоровы, но являются гетерозиготными носителями мутантного гена; вероятность рождения больных детей возрастает в случае кровного родства родителей. Родословная, характерная для аутосомно-рецессивного типа наследования, представлена на рис.2.

Если  один из родителей гомозиготен по патологическому рецессивному гену, а другой является его гетерозиготным носителем, то в половине случаев  дети могут оказаться больными, и  создаётся впечатление наследования заболевания по доминантному типу (родословная на рис. 3).

Такое явление носит название псевдодоминирования. От истинного доминирования оно  отличается тем, что больные с  рецессивной мутацией в браке  со здоровыми людьми всегда будут давать здоровое потомство, а здоровые в браке с гетерозиготными носителями с определенной частотой (25%) будут иметь больных детей. Если проследить родословную, представленную на рис. 3, ещё в одном поколении, она может выглядеть, например, как на рис. 4. По аутосомно-рецессивному типу наследуются агаммаглобулинемия, алкаптонурия, альбинизм, амавротическая идиотия, гепатоцеребральная дистрофия, дистония мышечная деформирующая, муковисцидоз, серповидноклеточная анемия и др.

     Из заболеваний, сцепленных с полом или ограниченных полом, для клиники особое значение имеют болезни, обусловленные рецессивными мутациями в Х-хромосоме (этот тип наследования называется также Х-хромосомным). Женщины с такого типа мутацией, как правило, фенотипически здоровы, поскольку рецессивному патологическому гену противостоит у них нормальный аллель другой Х-хромосомы. У мужчин же мутантный ген представлен в единственном числе и определяет патологию фенотипа. При болезнях, передающихся по Х-хромосомному типу, действие мутантного гена проявляется только у гетерогаметного пола (т. е. у мужчин); в отягощенных семьях заболевает половина сыновей, а половина дочерей — носители мутантного гена (кондукторы); родители клинически здоровы. Болезнь часто обнаруживается у сыновей сестёр больного (пробанда) или у его двоюродных братьев по материнской линии. Больной отец не передаёт дефектный ген сыновьям. Типичная родословная представлена на рис. 5

     По    Х-хромосомному   типу  наследуются   гемофилия  А,   гемофилия В,   периодический      паралич,     пигментный     ретинит,     фосфат-диабет, цветовая    слепота и др. 
    Перечисленные типы наследования предусматривают главным образом моногенные заболевания (определяемые мутацией одного гена). Однако патологическое состояние может зависеть от двух и более мутантных генов. Ряд патологических генов обладает сниженной пенетрантностью. При этом присутствие их в геноме, даже в гомозиготном состоянии, необходимо, но недостаточно для развития болезни. Т. о., не все типы наследования болезней человека укладываются в перечисленные схемы.

     Как уже было сказано, наследственные заболевания вызываются мутацией генов. Мутация – это стойкое изменение генотипа, происходящее под влиянием внешней или внутренней среды. Мутиции вызываются мутагенами. Мутагены – это химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения — мутации. По природе возникновения мутагены классифицируют на физические, химические и биологические:

Физические мутагены

• ионизирующее  излучение;
• радиоактивный распад;
• ультрафиолетовое излучение;
• моделированное радиоизлучение и электромагнитные поля;
• чрезмерно высокая или низкая температура.

Химические мутагены

• окислители  и восстановители (нитраты, нитриты, активные формы кислорода);
• пестициды;
• некоторые пищевые добавки;
• продукты переработки нефти;
• органические растворители;
• лекарственные препараты;
• наркотические вещества;
• к химическим мутагенам условно можно отнести и ряд вирусов (мутагенным фактором вирусов являются их нуклеиновые кислоты — ДНК или РНК).

Биологические мутагены

• специфические последовательности ДНК  — транспозоны;
• некоторые вирусы (вирус кори, краснухи, гриппа);
• продукты обмена веществ (продукты окисления липидов);
• антигены некоторых микроорганизмов.

Заключение

Вывод:

     Итак, генетика одна из прогрессивных и развивающихся наук естествознания, занимающая важное место в существовании и деятельности человека и всего живого. Благодаря генетике, ее знаниям, разрабатываются методы лечения ряда наследственных заболеваний. Типы наследования таких заболеваний делятся на 3 группы: аутосомно - доминантрый, аутосомно - рецессивный и сцепленный с полом. Основная причина возникновения наследственных заболеваний – это мутация генов. Такие мутации вызываются различными мутагенами, которые пагубно воздействуют на живые организмы. Они в свою очередь делятся на следующие классы: физические мутагены, химические и биологические.

     Здоровье человека - бесценный дар природы, который дается ему в подарок к первому дню рождения. Но этот же самый человек удивительно устроен: он не ценит того, что дается ему даром. Он беспечно транжирит доставшееся ему в наследство здоровье и спохватывается лишь тогда, когда нечем расплатиться за удовольствие жить дальше. Тогда человек в отчаянии задает вопрос: - Как вернуть исчезнувшее здоровье? - Как сохранить то здоровье, которое еще осталось? Хотя мудрее было бы не упираться в стену, а предвидеть беду и стараться ее не допустить, но на такое способны не многие, так как в молодости беспечно относятся к природному здоровью. Страшно подумать, что в обмен на здоровье человек приобретает вредные привычки: курит, пьет, переедает, часами лежит на диване перед телевизором. Человек своими силами может оградить себя от влияния некоторых мутагенов, например: отказаться от употребления наркотических веществ, следить за тем, что он употребляет в пищу, стараться избегать ряда различных излучений, защищать свой иммунитет, ведь мутагенами могут являться и некоторые вирусы (вирус кори, краснухи, гриппа и т.д.).

     Человек должен заботиться о  своём здоровье, тем самым заботясь и о здоровье своего потомства, думать о будущем, которое создаёт своими руками и как уже было сказано, ни в коем случае не загубить бесценный дар, данный ему природой.  
 
 
 
 
 

Приложения 
 
 

Опыты Менделя с горохом 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

аутосомно-доминантный тип наследования 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                          рис.2

аутосомно-рецессивный тип наследования 
 

наследование  по доминантному типу 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

рис.4