Генні хвороби

Генные болезни.

Це група хвороб, основу розвитку яких вмостилися порушення числа чи структури хромосом, що у гаметах батьків чи ранніх стадіях роздрібнення зиготи. Історія вивчення Х.б. бере початок із кинических досліджень, проведені набагато раніше описи хромосом чоловіки й відкриття хромосомних аномалій. Х.б. — хворобу дауна (трисомия 21), синдроми: Тернера (трисомия 18), Клайнфелтера, Патау (трисомия 13), Эдвардса.

З розробкою методу авторадиографии стало можливим ідентифікація деяких індивідуальних хромосом, що сприяло відкриттю групи Х.б., пов’язаних із структурними перебудовами хромосом. Інтенсивне розвиток вчення про Х.б. почалося 70-х роках 20 в. після розробки методів диференціального фарбування хромосом.

Класифікація Х.б. полягає в типах мутацій втягнутих у них хромосом. Мутації в статевих клітинах призводять до розвитку повних форм Х.б., за яких усі клітини організму мають те ж хромосомну аномалию.

У наст. Час описано 2 варіанта порушень числа хромосомних наборів — тетраплоидия і триплодия. Другу групу синдромів обумовлена порушеннями числа окремих хромосом — трисомиями (коли є додаткова хромосома в диплоидном наборі) чи моносомия (одне з хромосом отсутствует).Моносомии аутосом несумісними з життям. Трисомии — частіше яка трапляється паталогия в людини. Ряд хромосомних хвороб пов’язані з порушенням числа статевих хромосом.

Найбільша і найчисельніша група Х.б.- це синдроми, зумовлені структурними перебудовами хромосом. Вирізняють хромосомні синдроми про часткових моносомий (збільшення чи зменшення кількості окремих хромосом не так на цілу хромосому, але в її часть).

У зв’язку з тим, що переважна більшість хромосомних аномалій належить до категорії летальних мутацій, для характеристики їх кількісних параметрів використовуються 2 показника — частота распространениея і частота виникнення.

З’ясовано, що майже 170 з 1000 ембріонів і плодів гинуть до народження, їх близько сорока% - внаслідок впливу хромосомних порушень. Проте, значної частини мутантів (носіїв хромосомної аномалії) мине дію внутрішньоутробного відбору .

Но окремі гинуть в ранньому дитинстві. Хворі з аномаліями статевих хромосом з — за порушень статевого розвитку, зазвичай, не залишають потомства. Звідси випливає - все аномалії можна зарахувати до мутацій. Показано, що загалом разі хромосомні мутації майже зовсім изчезают з популяції через 15 — 17 поколінь .

Всім форм Х.б. загальним знаком є множинність порушень (уроджені вади розвитку). Спільними проявами Х.б. є: затримка фізичного і психомоторного розвитку, розумова відсталість, костно-мышечные аномалії, пороки сердечно — судинної, сечостатевої, нервової та інших. систем, відхилення в гормональному, біохімічному і иммунологическом статусу й др.

Ступінь поразки органів при Х.б. залежить від багатьох чинників — типу хромосомної аномалії, відсутнього або надлишкового матеріалу індивідуальної хромосоми, генотипу організму, умов середовища, у якому розвивається організм.

Этиологическое лікування Х.б. нині не разработано.

Розробка методів пренатальної діагностики робить цей підхід ефективним у боротьбі лише з хромосомними, але й ін. спадковими хворобами.

Кнастоящему часу на хромосомах людини картировано близько 800генов, мутації яких призводять до різним спадкових захворювань. Кількість моногенных захворювань, котрим відома локалізація контролюючого гена, ще більше і наближається до 950за рахунок існування аллельных серій, тобто груп хвороб, клінічно сильно які різняться один від друга, але обумовлених мутаціями щодо одного й тому самому гені. Всім цих захворювань принципово можлива пренатальна діагностика з допомогою непрямих методів молекулярного аналізу .

Более половини картированных генів клонировано і охарактеризоване методами молекулярного аналізу. До кожного з цих генів описані мутантні варіанти серед відповідних груп хворих, причому кількість ідентифікованих алелів в різних генах може коливатися від однієї за кілька сотень (см.ниже). Молекулярне генотипирование мутації дає змогу провадити пряму пренатальную діагностику відповідного спадкового захворювання на сім'ях високого риска.

Другое становище, яке варто згадати в ввідна частину цієї глави стосується специфічності мутаційних ушкоджень кожного структурного гена. Попри наявність загальних закономірностей в мутаційних процесах, спектр мутацій кожному за гена, як і самі структурні гены—уникальны. Причини цієї унікальності криються у особливостях первинної структури ДНК кожного гена, зокрема, обогащенности CG нуклеотидами, його розмірах, наявності прямих і звернених повторів, присутності всередині гена ДНК послідовностей, гомологичных внегенным ділянкам, що нафта може приводть щодо порушень процесів рекомбінації в мейозеи.т.д. До кожного ідентифіковану гена, мутації якого призводять до спадковим захворюванням, розроблено ефективні методи молекулярної діагностики, зазвичай, створені задля генотипирование найчастіших мутацій цього гена. Рідше тих ж цілей використовується непрямий метод діагностики з допомогою молекулярних маркеров.

Приклади болезней.

Адрено-генитальный синдром..

Адрено-генитальный синдром—(врожденный дефіцит 21-гидроксилазы) —досить поширене аутосомно-рецессивное захворювання. Частота «классических"форм 1:10 000новоржденных, «неклассической"—около 1% в популяції. Взависимости від характеру порушення функції гена і клінічних проявів «класична форма"подразделляется на два варіанта: 1. летальна сольтеряющая форма; 2. нелетальная—вирилизирующая форма, пов’язана з надлишком андрогенів (Morel, Miller, 1991).

Влокусе 6р21.3, всередині складного супергенетического комплексу HLA ідентифіковані два тандемно розташованих 21-гидроксилазных гена—функционально активний CYP21B і псвдоген—CYP21А, неактивний внаслідок делеции в 3-м экзоне, инсерции зі зсувом рамки зчитування в 7-м экзоне і нонсенс мутаций—в 8-м экзоне. Ген і псевдоген розділені значеннєвий послідовністю гена С4 В, яка кодує 4-й чинник комплементу. Обидва гена складаються з 10экзонов, мають довжину 3,4кб і вирізняються лише з 87нуклеотидам. Високий рівень гомології і тандемное розташування указвают на спільність еволюційного походження цих генів. Цікаво відзначити, що ж тандемно розташовані гени 21-гидроксилазы (звані також Р450с21) виявлено й інших ссавців, причому у мишей, на відміну людини, активний лише ген CYP21A, але з CYP21B, тоді як в великої рогатої худоби функціонально активні обидва гена.

Белок- 21-гидроксилаза (Р450с21- микросомальный цитохром 450) забезпечує перетворення 17-гидроксипрогестерона в 11-дезоксикортизол і прогестерона—в дезоксикортикостерон. Впервом цьому випадку постає дефіцит глюкокортикоидов і, кортизола, що у своє чергу стимулює синтез АКТГ, і до гіперплазії кори надниркових залоз (вирилирующая форма). Порушення перетворення прогестерону в дезоксипрогестерон веде до дефіциту альдостерона, що у своє чергу порушує здатність нирок утримувати іони натрію і призводить до швидкої втрати солі плазмою крові (сіль втрачає форма).

Как у разі гемофілії А, наличие поруч із кодирующим геном гомологичной ДНК послідовності найчастіше веде щодо порушень спарювання в мейозе як наслідок цього, до конверсії генів (переміщення фрагмента активного гена на псевдоген), або до делеции частини смислового гена. Вобоих випадках функція активного гена порушується. Надолю делеций припадає близько 40% мутацій, частку конверсий—20% і роблять приблизно 25% становлять точкові мутації. Відповідно до вітчизняним даним у разі найбільш важкої сольтеряющей форми АГС, частку конверсій припадає понад 20% мутантних хромосом, частку делеций—около 10% (Evgrafov et al., 1995).

Непрямая діагностика АГС можлива з допомогою типування тісно зчеплених з геном CYP21B алелів HLA A і HLA B генів, і навіть алелей гена HLA DQA1. Пряма ДНК діагностика АГС полягає в амплификакции з допомогою ПЛР окремих фрагментів генів CYP21B і CYP21A, їх рестрикції эндонуклеазами HaeIII чи RsaI і аналізі отриманих фрагментів після електрофорезу (Evgrafov et al., 1995).

Спинальная м’язова атрофия..

Спинальная м’язова атрофія (СМА) — аутосомно-рецессивное захворювання, характеризується поразкою моторних нейронів передніх рогів спинного мозку, у результаті розвиваються симетричні паралічі кінцівок і м’язів тулуба. Это—второе після муковісцидозу найбільш часте летальное моногенне захворювання (частота 1: 6000новорожденных).

СМА підрозділяється втричі клінічні форми. ТипI. Гостра форма (хвороба Верднига-Гоффмана), проявляється у перші 6месяцев життя і призводить до смерті вже у роки; Тип II. Середня (проміжна) форма, пацієнти що неспроможні стояти, але зазвичай живуть понад 4-х років; Тип III. Ювенильная форма (хвороба Кугельберга-Веландера) —прогресуюча м’язова слабкість після 2-х років. Усі три форми є аллельные варіанти мутацій одного гена SMN (survival motor neurons), картированного в локусі D5S125(5q13) і ідентифіковану методом позиційного клонування (см. Главу III) в 1995 р (Lefebvre et al. 1995). Вэтой поки единственой роботі показано, що ген SMN розміром всього 20 000п.о.состоит з 8экзонов. мРНК цього гена містить 1700п.о. і кодує раніше невідомий білок з 294аминокислотных залишків з молекулярным вагою 32КилоДальтона.

Ген дуплицирован. Його копія (можливо варіант псевдогена) розташовується кілька ближчі один до центромере і від гена SMN наявністю 5-и точкових мутацій, дозволяють відрізнити обидва гена шляхом амплификации экзонов 7и 8и їх дослідженням методом SSCP аналізу (см. Главу IV). Ген названо сBCD541, за аналогією з початковою варіантом назви для теломерной копії, тобто гена SMN, tBCD541. Ген cBCD541экспрессируется, та на відміну від гена SMN його сДНК піддається альтернативного сплайсингу із втратою экзона 7. Відсутність гена SMN (tBCD541) у 93% хворих (213из 229), його розірвана (interrupted) структура у 13обследованных пацієнтів (5.6%) та наявність серйозних мутацій у 3-х хворих дають підстави саме цю теломерную копію гена вважати відповідальної за захворювання. Істотно відзначити, що центромерная копія гена виявлено у 95.5% хворих, тоді як відсутня вона тільки в 4,4% пациентов.

Внепосредственной близькості від теломерного кінця гена SMN ідентифікований іще одна ген—ген белка-ингибитора запрогаммированной загибелі нейронів (neuronal apoptosis inhibitory proteinNAIP). При важких клінічних формах СМА (Тип I), обумовлених делециями, очевидно, нерідко трапляється втрата гена NAIP.

Согласно гіпотезі авторів СМА виникає при гомозиготном стані мутацій (обычно-делеций) в гені SMN, у своїй різницю між формами СМА визначаються двома основними чинниками: 1. числом копій гена cBCD541(две—в разі Типу I і чотири (що виникають унаслідок конверсії між SMN і cBCD541) — у разі Типу III), 2. наявністю чи відсутністю гена NAIP. Среди всіх обстежених СМА-больных не виявлено випадки одночасної делеции обох гомологичных генів — SMN (tBCD541) і сBCD541, что вказує, на думку авторов, на те, що така аберація має виявлятися як домінантна леталь ще эмбриогенезе.

Некоторые становища цієї, безумовно, основної роботи французьких авторів, очевидно, ще вимагають уточнення, проте, вже нині вона уможливила пряму молекулярну діагностику СМА у 98,6% хворих. Сэтой метою проводиться ампліфікація экзона 7, який відсутня в більшості хворих. Нормальний экзон 7(ген SMN) диференціюють від мутантного варіанта (ген cBCD541) з допомогою SSCP аналізу. За необхідності можлива непряма диагностика—ПЦР аналіз динуклеотидных (CA) повторів ДНК локусів D5S125; D5S112; D5S127; ПДРФ-анализ з фланкирующими ДНК-зондами MU, 105—RA; 153—GT.

Н. Бочков «Гени й судьбы».

Л. А. Лещинський «Бережіть здоров’я «.

Г. І. Куценко, Ю. В. Новиков «Книжка про здоровий спосіб життя «.

В. І. Воробйов «Складові здоров’я «.

Н. Б. Коростелев «Від До Я «.

И. П. Березін, Ю. У. Дергачов «Школа здоров’я «.