Предмет и методы антропогенетики и медицинской генетики. Организация наследственного аппарата клеток человека. Мутационный процесс и наследственные заболевания человека, механизм генных мутаций. Значение диагностики и лечение от наследственных болезней.
Аннотация к работе
Генетика изучает два основных свойства организма - наследственность и изменчивость. Современная антропогенетика вооружена рядом методов, позволяющих проследить некоторые закономерности передачи признаков по наследству. Довольно большое число трудно отличимых друг от друга (в пределах групп) хромосом создавали трудности в применении цитологического метода и в развитии цитогенетики человека. Распределены хромосомы на идеограмме с учетом размеров хромосом и локализации центромерного участка, и каждая хромосома имеет свой номер (арабская цифра). Если признак контролируется генами, локализованными в Х-хромосоме, он называется сцепленным с полом (или с Х-хромосомой).Благодаря прогрессу медицинской генетики и расширению представлений о характере наследования всевозможных заболеваний и влияний факторов внешней среды на проявляемость мутантных генов, стали намного яснее пути лечения, а самое главное - профилактика наследственных заболеваний. Основные принципы лечения: исключение или ограничение продуктов, превращение которых в организме в отсутствии необходимого фермента приводят к патологическому состоянию; терапия замещения дефицитным в организме ферментом или нормальным конечным продуктом искаженной реакции; индукция дефицитных ферментов.
План
План
Введение
Предмет и методы антропогенетики и медицинской генетики
Организация наследственного аппарата клеток человека (уровни организации: генный, хромосомный, геномный)
Мутационный процесс и наследственные заболевания человека а) механизм генных мутаций. Болезни обмена веществ и молекулярные болезни человека. Наследование генных аномалий б) хромосомные мутации, их разнообразие и проявление в форме синдромов в) геномные мутации и их последствия
Факторы, вызывающие мутации наследственного аппарата
Значение диагностики и лечение от наследственных болезней
Заключение
Список литературы генетика наследственный болезнь мутация
Введение
Заглядывая в будущее, можно с уверенностью сказать о поистине фантастических перспективах преобразования живых организмов на основе знаний закономерности наследственности. Генетика в основе своей - наука о наследственности. Она имеет дело с явлениями наследственности. Развитие генетики для изучения проблем человека связана с ее общими научными успехами и с тем, что эти успехи начинают занимать большое место в идущей научно-технической революции. Важнейшей является проблема генетической информации людей. Генетическая информация людей - это самое драгоценное естественное достояние страны, которое нужно беречь. В России разрабатывается система генетической службы, которая позволит следить за процессами, идущими в наследственности людей, прогнозировать эти процессы. Эта работа выполняется в Институте общей генетики Академии наук Российской Федерации.
Генетика изучает два основных свойства организма - наследственность и изменчивость. Наследственность - это свойство особи передавать свои признаки потомству. Изменчивость - свойства организма приобретать новые признаки под влиянием условий внешней среды; изменение формы, структуры, организации. Наследственность человека изучает наука антропогенетика (от греч. антропос - человек).
1. Предмет и методы антропогенетики медицинской генетики
Формирование, эволюция и становление вида Homo sapiens происходили, как и у всех обитателей нашей планеты, под влиянием обычных факторов микроэволюции, при ведущем участии естественного отбора, действующего на элементарный эволюционный материал - мутации и их комбинации. Современная антропогенетика вооружена рядом методов, позволяющих проследить некоторые закономерности передачи признаков по наследству. Это способствует установлению диагноза, позволяет бороться с болезненными состояниями и дает возможность произвести генетическую консультацию лицам, в ней нуждающимся.
Существуют разнообразные методы, изучающие наследственность человека: - Генеалогический
- Близнецовый
- Популярно-статический методы
В наши дни пользуются так же цитологическими, онтогенетическими, дерматоглифическими, молекулярно- генетическими, а так же другими методами.
Генеалогический метод позволяет преодолеть сложности, возникающие в связи с невозможностью скрещивания и малоплодностью человека. Если есть родословные, то можно, используя суммарные данные по нескольким семьям определить тип наследования (доминантный, рецессивный, сцепленный с полом, аутосомный) признака, а также его моногенность или полигенность.
Так, доминантный признак «габсбургская губа» (толстая выпяченная нижняя губа) прослеживается в династии Габсбургов, начиная с XV в. Аналогичное наследование легко выявляется для признака брахидактилия или короткопалость, вследствие недоразвития (срастания) концевых фаланг. По доминантному типу, наследуя такой дефект, как ахондроплазия - карликовость, связанная с резким укорочением конечностей и др.
Близнецовый метод используется для выяснения степени наследственной обусловленности исследуемых признаков. Явление полиэмбрионии известно у некоторых животных. Оно характеризуется появлением нескольких идентичных, или однояйцовых близнецов (ОБ) - многозиготных близнецов. Наряду с такими ОБ существуют разнояйцовые близнецы (РБ), рождающиеся при оплодотворении одновременно созревающих яйцеклеток. Если ОБ как результат кланового размножения одной оплодотворенной яйцеклетки всегда идентичны по полу и очень похожи, часто практически неразличимы, то РБ могут иметь как одинаковый, так и разный пол. Встречаются РБ, сильно различающиеся по внешним признакам, как различаются особи, возникшие в результате самостоятельных случаев оплодотворения. В этом случае РБ представляют результат расщепления при скрещивании.
Близнецовый метод основан на трех положениях: ОБ имеют идентичные генотипы, а РБ различные генотипы.
Среда, в которой развиваются близнецы и под действием которой появляются различия признаков у ОБ, может быть одинаковой и неодинаковой для одной и той же пары ОБ.
Все свойства организма определяются взаимодействием только двух факторов: генотипа и среды.
ОБ и РБ обычно сравнивают по ряду показателей на большом материале. На основе полученных данных вычисляют показатели конкордантности (частоты сходства) и дискордантности (частоты различий).
Цитогенетический метод. Довольно большое число трудно отличимых друг от друга (в пределах групп) хромосом создавали трудности в применении цитологического метода и в развитии цитогенетики человека. Разработка методов дифференциальной окраски упростила проблему идентификации всех хромосом человека. Благодаря культивированию клеток человека в vitro можно получать достаточно большой материал для описания цитологических особенностей исследуемого индивидуума. Для этого обычно используют кратковременную культуру лейкоцитов периферической крови.
Цитологический метод приобрел большое значение в связи с возможностями, которые открыла гибридизация соматических клеток. Получение гибридов между соматическими клетками человека и мыши позволяет в значительной степени преодолеть проблемы, связанные с невозможностью скрещиваний и картировать многие гены, контролирующие метаболизм клетки.
Популяционный метод, или методы генетики популяций широко применяются в исследованиях человека. Он дает информацию о степени гетерозиготности и полиморфизма человеческих популяций, выявляет различия частот аллелей между разными популяциями. Так, хорошо изучено распространение аллелей системы групп крови АВО. Различную концентрацию конкретных аллелей локуса 1 связывают с известными данными о чувствительности разных генотипов к инфекционным болезням. Это помогает понять направление эволюции и отбора, действовавшего в разных регионах, в истории человечества.
Популяционный метод позволяет определить адаптивную ценность конкретных генотипов. Многие признаки и соответственно обусловливающие их гены адаптивно нейтральны и проявляются как естественный полиморфизм человеческих популяций (например, многие морфологические признаки: цвет глаз, волос, форма ушей и т.д.). Другие признаки возникли как адаптивные по отношению к определенным условиям существования; например, темная пигментация кожи негров предохраняет от действия солнечной радиации. Известны примеры условно адаптивных аллелей. К их числу относится такая генетическая аномалия, как серповидноклеточная анемия. Рецессивная аллель, вызывающая в гомозиготном состоянии это наследственное заболевание, выражается в замене всего одного аминокислотного остатка ? -цепи молекулы гемоглобина.
В популяциях человека так же, как и в популяциях других организмов, в гетерозиготном состоянии содержится значительный генетический груз, т. е. рецессивные аллели, приводящие к развитию различных наследственных болезней. Повышение степени инбридинга в популяциях должно приводить к повышению частоты гомозиготации рецессивных аллелей. Эта закономерность должна предостерегать от заключения близкородственных браков.
Большой удельный вес в решении проблем генетики человека и медицинской генетики имеет онтогенетический метод, согласно которому развитие нормальных и патологических признаков рассматривается в ходе индивидуального развития.
Изучение и возможное предотвращение последствий генетических дефектов человека - предмет медицинской генетики.
2. Организация наследственного аппарата клеток человека (уровни организации: генный, хромосомный, геномный)
Ген - участок ДНК, кодирующий синтез одной полипептидной цепи аминокислот (одной молекулы белка) размеры гена определяются числом пар нуклеотидов. Есть гены размером в 59 пар нуклеотидов (п. н.) - у фага Т-4, 4 - в несколько тысяч п. н. (большинство генов человека). Ученые считают, что в генотипе человека насчитывается около 1 миллиона генов.
Хромосома - (в переводе - «окрашенное тельце») сложное образование внутри ядра, состоит из: ДНК, белков, РНК, липидов, углеводов. В одной хромосоме размещается (локализуется) много генов. Хромосомы имеют разную форму. Форма хромосомы определяется положением центромеры (первичной перетяжки, к которой присоединяются нити веретена деления в митозе).
Совокупность хромосом ядра, их число, форма и структура называется кариотипом. У человека кариотип 2n=46 был установлен в 1956г. двумя учеными: Дж. Тийо и А. Леваном. Кариотип человека изображают в виде идеограммы - схемы, на которой хромосомы располагают в ряд по мере убывания их длинны, и по одной из каждой пары. Все хромосомы объединены в 7 групп, обозначаемых буквами римского алфавита. Распределены хромосомы на идеограмме с учетом размеров хромосом и локализации центромерного участка, и каждая хромосома имеет свой номер (арабская цифра).
Группа А - 1 2 3
Группа В - 4 5
Группа С - 6 7 8 9 10 11 12
Группа D - 13 14 15
Группа Е - 16 17 18
Группа F - 19 20
Группа G - 21 22 половые хромосомы Х y (23)
В кариотипе мужчин и женщин есть одинаковые хромосомы, их большинство - 44 - это неполовые хромосомы или аутосомы (44А); и есть одна пара хромосом (23), по которой отмечается различие: у женщин ХХ, у мужчин Ху.
Если признак контролируется доминантным геном, локализованным в какой-либо аутосоме, то его называют аутосомно-доминантный; а рецессивным геном - аутосомно-рецессивным. Наследование признаков, контролируемых генами аутосом, подчиняется законам Менделя. Менделирующих признаков, в том числе и болезней, у человека около 3 тыс.
Тип наследования. 1978 год.
Аутосомно-доминантный 1489
Аутосомно-рецессивный 1117
Сцепленный с Х-хромосомой 205
Всего… 2811
Если признак контролируется генами, локализованными в Х-хромосоме, он называется сцепленным с полом (или с Х-хромосомой). Если обнаруживается сцепление с У-хромосомой, то признак называют голандрическим. Признак, сцепленный с Х-хромосомой подчиняется правилу «крисс-кросса» (крест-накрест): от матери - сыну, от отца к дочери. Голандрический признак передается от отца - сыну, т. е. Только по мужской линии.
3. Мутационный процесс и наследственные заболевания человека а) механизм генных мутаций. Болезни обмена веществ и молекулярные болезни человека. Наследование генных аномалий
Мутации происходят на каждом из перечисленных уровней, и их называют генными, хромосомными, геномными.
Многие мутации являются причиной наследственных заболеваний, которых насчитывается около 2000. Изучение и возможное предотвращение последствий генетических дефектов человека - предмет медицинской генетики. Это так называемый «генетический груз» популяций людей.
Рассмотрим роль генных мутаций в формировании наследственных заболеваний.
Генные мутации называют еще точковыми мутациями. Они обусловлены изменением молекулярной структуры ДНК. В соответствующем участке ДНК эти изменения касаются нуклеотидов, входящих в состав гена. Такие изменения нуклеотидного состава гена могут быть 4-х типов: Вставка нового нуклеотида
Выпадение нуклеотида
Перестановка положения нуклеотидов
Замена нуклеотидов.
Любое из перечисленных изменений приводит к изменению триплета (триплетов) в И-РНК, а это влечет за собой изменение состава аминокислот в полипептиде, т.е. приводит к нарушению синтеза нормальной молекулы белка. Например: Много сведений об изменении гена дало исследование гемоглобина. Было установлено, что при тяжелом заболевании - серповидноклеточной анемии - эритроциты содержат аномальный гемоглобин (HBS) и имеют необычную, отличающуюся от нормальной форму. Нормальный гемоглобин (HBA)содержит четыре полипептидные цепи (две так называемые ?- и две ?-цепи, а ?-цепи HBS не отличаются от ?-цепей HBA) Различие HBA и S заключается лишь в замене одного аминокислотного остатка, а именно глютаминовой кислоты, на валин в шестом положении ?-цепи.
Глютамированную кислоту кодирует в Мрнк триплет ГАГ. Изменения в Мрнк, ответственное за включение _порфир вместо глютаминовой кислоты, состоит в замене одного нуклеотида, а именно А на У, вследствие чего получается триплет ГУГ, кодирующий валин. На этом основании можно заключить, что в структурном гене ДНК, кодирующем ?-цепь гемоглобина, семнадцатый нуклеотид, в норме представленный Т, заменен на А.
Наследственных болезней, вызванных генными мутациями, насчитывается около 1500. Их условно подразделяют на: болезни обмена веществ и молекулярные болезни.
Болезней обмена веществ насчитывается около 600, они затрагивают изменения аминокислотного, углеводного и липидного состава клетки. Некоторые мутации вызывают возникновение даже злокачественных образований.
Из этой таблицы явствует, что генные заболевания могут наследоваться как по аутосомно-доминантному, так и по аутосомно-рецессивному типу.
По доминантному типу передается неврофиброматоз, - хроническое заболевание, характеризующееся множественным образованием опухолей нервных стволов. Такие опухоли могут локализоваться в любых органах и тканях ( в том числе и в ЦНС), но чаще всего они встречаются на коже, где имеют вид пигментированных бородавок с избыточным ростом волос. К симптомам заболевания относится даже отставание физического и умственного развития.
По рецессивному признаку передается фенилкетонурия (болезнь Фелинга) - резкое повышение содержания в крови и ликворе аминокислоты фенилатина и превращение ее в ряд продуктов, например в фенилпировиноградную и фенилмолочную кислоты. В отличие от гомогентезиновой кислоты, которая не оказывает явного неблагоприятного влияния на ткани мозга, продукты, образующиеся при фенилкетонурии, оказываются крайне токсичными. Поэтому у детей при этой патологии наблюдается резко выраженная умственная отсталость. Заболевание выражается также в снижении количества пигмента меланина, поэтому больные всегда выглядят, как голубоглазые блондины со светлой кожей. В настоящее время диагноз можно поставить при рождении ребенка экспресс-методом: на смоченную мочой пленку наносят 5 капель 10% раствора FECL3 или добавляют в 1мл подкисленной мочи (при заболевании наблюдается быстро проходящее потемнение).
Галактоземия - нарушение углеводного обмена. Она обусловлена нарушением деятельности печени, накоплением в тканях (в том числе и крови) галактозы. Без лечения развивается цирроз печени; в патологический процесс вовлекаются и другие жизненно важные органы. В конечном итоге болезнь приводит к слабоумию и ранней смерти. В начале жизни, как только новорожденный начинает получать молоко, наблюдается желтуха, рвота, диспепсические расстройства, падение массы тела. При ранней диагностике детей до трехлетнего возраста переводят на безмолочное вскармливание, т. е. исключают продукты, содержащие галактозу. Такие дети развиваются нормально и отклонений в психике у них не наблюдается. Носительство гена, вызывающего заболевание, т. е. число гетерозигот, составляет в среднем 1:70 000.
Аномалии, связанные с нарушениями распада некоторых углеродосодержащих соединений, вызывают развитие мукополисахаридозов (гаргоилизмы). При этих заболеваниях поражена соединительная ткань, а следовательно, страдают опорно-трофические функции и моторика. Доя больных мукополисахаридозов характерно уродливое телосложение (дети напоминают уродцев - гаргоидов), наличие множественных пороков внутренних органов ( печени органов , сердца, аорты, нервной системы) и глаз.
Нарушение липидного обмена -орфирииеская идиотия (болезнь Тея-Сакса), связанная с отсутствием фермента гексосаминдазы А - тяжелое расстройство нервной системы. Эту болезнь можно обнаружить лишь во второй половине первого года жизни ребенка, когда наблюдается прогрессирующее отставание физического развития, нарушение зрения и интеллекта. В дальнейшем больной слепнет, развивается слабоумие и полная беспомощность. Тяжелые симптомы нарастают, что приводит к смерти ребенка до 4 - 5 лет.
Молекулярные болезни лучше всего изучены на элементах крови. Известно около 50 наследственных болезней крови. Некоторые из них наследуются по типу неполного доминирования. Например, два вида гемоглобингопатий: серповидноклеточная анемия и талассемия (болезнь Кули). Гемоглобинопатии выражаются в гемолизе - в распаде аномальных эритроцитов. При этом наблюдается кислородное голодание, приступы лихорадки колики типа желчнокаменных и др. симптомы, которые могут закончиться смертью. Особенно тяжело эти заболевания протекают у гомозигот по данному признаку.
Ген серповидноклеточной анемии S, ответственный за синтез аномального гемоглобина HBS, приводит к образованию ненормальной серповидной формы эритроцитов. Этот ген очень часто встречается в Средиземноморье (в Греции), Центральной Африке, несколько реже в других частях африканского континента, В Юго-Восточной Азии - в Индии). Распространение этого гемоглобиноза совпадает с распространением тяжелой формы тропической малярии и ее возбудителя - кровяного споровика Plasmodium falciparum. Малярийные плазмодии способны развиваться лишь в нормальных эритроцитах. В ьторгн76серповидноклеточных эритроцитах гомозигот они не развиваются совсем, поэтому и гетерозигот , имеющие частично нормальные, частично серповидноклеточные эритроциты, либо не болеют, либо болеют в более легкой форме.
Другой ген - Т, также влияющий на свойства крови, в гомозиготном состоянии (ТТ) приводят к развитию иного, несколько легче протекающего гемоглобиноза - талассемии (микроцитарная форма анемии). Особенно распространена талассемия на побережье Средиземного моря ( Италия, Греция, Кипр), в Бирме, Бенгалии, а в России - в Средней Азии (обычно в кишлаках благодаря близкородственным бракам), в Азербайджане; отдельные очаги описаны в Узбекистане, у бухарских евреев.
Больные талассемией имеют характерный башенный череп, кости его деформированы и имеют вид «иголок ежа». Такие больные (ТТ) обычно не доживают до десятилетнего возраста, гетерозигот же (Тт) практически мало чем отличаются от здоровых людей (тт).
Некоторые генные заболевания сцеплены с полом. Примером такого рода наследования является гемофилия, агаммаглобулинемия, несахарный диабет, дальтонизм и облысение.
В крови людей, страдающих гемофилией, нет компонента фибриногена, необходимого для ее быстрого свертывания. У таких людей происходит потеря большого количества крови даже при легких ранениях и незначительных операциях. Рассматривая историю рода, в котором есть ген, вызывающий гемофилию, ученые установили, что это заболевание передается потомству здоровыми женщинами, но не передается мужчинами. А подвержены ему только они. Когда пораженный мужчина женится на нормальной женщине, его дети и внуки от сыновей оказываются здоровыми. Среди его внуков от дочерей часть мальчиков страдает гемофилией, в то время как все девочки здоровы. Но некоторые из них имеют больных сыновей. Наследование гемофилии подчинено закономерности передачи рецессивного признака, сцепленного с полом.
Другой широко распространенный у человека ген, сцепленный с полом, вызывает цветовую слепоту. Этот ген рецессивен по отношению к нормальному. Мужчины, имеющие один ген дальтонизма, оказываются дальтониками, а женщины - потенциальными носителями. Это объясняет гораздо большую частоту дальтоников среди мужчин. Только в браке больных мужчин с женщинами, имеющими соответствующий ген, могут рождаться девочки-дальтоники. б) хромосомные мутации, их разнообразие и проявление в форме синдромов
Хромосомные болезни. Известно около 300 хромосомных синдромов, которые могут быть обусловлены изменением числа хромосом - аутосом (синдром Дауна) или половых хромосом (синдромы: Шерешевского - Тернера, Клайнфельтера). Если обнаруживается одна лишняя хромосома (46 1), то это трисомия. Например, синдром Дауна возникает при трисомии по 21 хромосоме (обозначают 21 ).
Впервые открытие того, что синдромы врожденных пороков развития могут быть обусловлены отклонениями в составе хромосом, произошло в 1959 г. на болезни Дауна, клиническое описание которой было сделано еще в прошлом веке. Открытие последовало за разработкой к концу 50-х годов эффективных методов определения числа и морфологии хромосом в клетках человека и млекопитающих.
Синдром Клайнфельтера - это группа клинически сходных отклонений в половом, соматическом и психическом развитии, которые развиваются у индивидуумов мужского пола при полных или частичных Х- или Y- полисомиях. Его суммарная частота 2,5 на 1000 живорожденных мальчиков.
Если одной хромосомы не хватает (46-1=45) - это моносомия. Если моносомия у женщин по половым хромосомам, то обозначают ХО.
Часты синдромы Шерешевского - Тернера (частота 0,7 на 1000 новорожденных девочек) и трипло-Х (1,4 на 1000 девочек). Клинические проявления синдрома в виде отставания в росте, отклонений в строении лица, шеи и др. проявляются в ранние годы, но основная симптоматика, выражающаяся в отсутствии развития или недоразвития вторичных половых признаков, в первичной аменорее, развивается в годы полового созревания. Взрослые пациенты бесплодны.
Наиболее частой из них и достаточно известной среди врачей и населения является трисомия по хромосоме 21, или болезнь Дауна.
На втором месте по частоте находится трисомия по хромосоме 18, или синдром Эдвардса. Она встречается в 10 раз реже болезни Дауна, пороки развития тяжелее; такие младенцы погибают в основном на первом году жизни.
Еще реже, с частотой 7:100 000, рождаются живые дети с трисомией по хромосоме 13 (синдром Патау). Очень редки также трисомии по аутосомам 8 и 9.
Изменение числа половых хромосом оказывают менее вредное влияние на организм, чем аномалии аутосом. Большинство аутосомных хромосомных мутаций летально, в связи с чем эмбрион погибает на ранних сроках беременности.
Не только изменение числа хромосом, но и аномалии их структуры (делеции) вызывают хромосомные заболевания. в) геномные мутации и их последствия
Геномные мутации - это полиплодия - у человека редкое явление. Описаны редкие триплоиды и тетраплоиды в основном среди спонтанно абортированных эмбрионов или плодов и среди мертворождений. Новорожденные с такими нарушениями живут несколько дней.
4. Факторы, вызывающие мутации наследственного аппарата
Факторами, вызывающими (индуцирующими) мутации, могут быть самые разнообразные влияния внешней среды: температура, ультрафиолетовое излучение, радиация (как естественная, так и искусственная), действия различных химических соединений - мутагенов. Мутагенами называют агенты внешней среды, вызывающие те или иные изменения генотипа - мутацию, а сам процесс образования мутаций - мутагенезом.
Радиоактивным мутагенезом начали заниматься в 20-х годах нашего столетия. В 1925 г. советские ученые Г. С. Филиппов и Г. А. Надсон впервые в истории генетики применили рентгеновские лучи для получения мутаций у дрожжей. Через год американский исследователь Г. Меллер (в последствии дважды лауреат Нобелевской премии), длительное время работавший в Москве, в институте, руководимом Н. К. Кольцовым, применил тот же мутаген на дрозофиле.
Химический мутагенез впервые целенаправленно начали изучать сотрудник Н. К. Кольцова В. В. Сахаров в 1931 г. на дрозофиле при воздействии на ее яйца йодом, а позже М. Е. Лобашов.
К химическим мутагенам относятся самые разнообразные вещества (алкилирующие соединения, перекись водорода, альдегиды и кетоны, азотная кислота и ее аналоги, различные антиметаболиты, соли тяжелых металлов, красители, обладающие основными свойствами, вещества ароматического ряда), инсектициды (от лат. insecta - насекомые, cida - убийца), гербициды (то лат. herba - трава), наркотики, алкоголь, никотин, некоторые лекарственные вещества и многие другие.
Генетически активные факторы можно разделить на 3 категории: физические, химические и биологические.
Физические факторы. К их числу относятся различные виды ионизирующей радиации и ультрафиолетовое излучение. Исследование действия радиации на мутационный процесс показало, что пороговая доза в этом случае отсутствует, и даже самые небольшие дозы повышают вероятность возникновения мутаций в популяции. Повышение частоты мутаций опасно не столько в индивидуальном плане, сколько с точки зрения увеличения генетического груза популяции
Химические факторы. Химизация сельского хозяйства и других областей человеческой деятельности, развитие химической промышленности обусловили синтез огромного потока веществ (в общей сумме от 3,5 до 4,3 млн.), в том числе таких, которых в биосфере никогда не было за миллионы лет предшествующей эволюции. Это означает, прежде всего, неразложимость и таким образом длительное сохранение чужеродных веществ попадающих в окружающую среду. То, что было принято первоначально за достижения в борьбе с вредными насекомыми, в дальнейшем обернулось сложной проблемой. Широкое применение в 40 - 60-е годы инсектицида ДДТ, относящегося к классу хлорированных углеводородов, привело к его распространению по всему земному шару вплоть до льдов Антарктиды.
Большинство пестицидов обладает большой устойчивостью к химическому и биологическому разложению и имеет высокий уровень токсичности.
Биологические факторы. Наряду с физическими и химическими мутагенами генетической активностью обладают также некоторые факторы биологической природы. Механизмы мутагенного эффекта этих факторов изучены наименее подробно. В конце 30-х годов С, М. Гершензоном начаты исследования мутагенеза у дрозофилы под действием экзогенной ДНК и вирусов. С тех пор установлен мутагенный эффект многих вирусных инфекций и для человека. Аберрации хромосом в соматических клетках вызывают вирусы оспы, кори, ветряной оспы, эпидемического паротита, гриппа, гепатита и др.
5. Значение диагностики и лечение от наследственных болезней
По мере развития медицины возможность выявления наследственных заболеваний увеличивается. Этот фактор указывает на растущее значение медицинской генетики и генетики человека. Меры, принятые при раннем выявлении наследственных болезней, могут предотвратить их развитие. Диетологические меры позволяют избежать патологических последствий, например при галактоземии, фенилкетонурии и других наследственных болезнях обмена.
При диагностике наследственных заболеваний Н. П. Бочков с сотрудниками рекомендует руководствоваться следующим: Применять клинико-генеалогический метод, который позволяет обнаруживать «семейные» болезни.
Часто к наследственным относятся заболевания, повторяющиеся хронически и длительно не поддающиеся лечению, особенно в детском возрасте.
На возможную наследственную форму заболевания указывают редко встречающиеся специфические симптомы.
То же относится к патологическим изменениям многих органов и систем.
Для многих наследственных заболеваний стала возможна так называемая пренатальная (т. е. до рождения) диагностика. Это метод амниоцентеза, который заключается в получении с помощью шприца 10-15 мл амниотической жидкости, в которой находятся клетки плода. Так определяют соотношение метаболитов, отражающих нормальное или патологическое состояние плода. Культивируемые эмбриональные клетки используют для определения числа хромосом и выявления возможных хромосомных аномалий.
Вывод
Благодаря прогрессу медицинской генетики и расширению представлений о характере наследования всевозможных заболеваний и влияний факторов внешней среды на проявляемость мутантных генов, стали намного яснее пути лечения, а самое главное - профилактика наследственных заболеваний.
Основные принципы лечения: исключение или ограничение продуктов, превращение которых в организме в отсутствии необходимого фермента приводят к патологическому состоянию; терапия замещения дефицитным в организме ферментом или нормальным конечным продуктом искаженной реакции; индукция дефицитных ферментов. Большое значение предается фактору своевременности терапии. Терапию следует начинать до развития у больного выраженных нарушений в тех случаях, когда больной рождается еще фенотипически нормальным. Некоторые биохимические дефекты могут частично компенсироваться с возрастом или в результате вмешательства. В перспективе большие надежды возлагаются на генную инженерию, под которой подразумевается направленное вмешательство в структуру и функционирование генетического аппарата - удаление или исправление мутантных генов, замена их нормальными.
Но самой важнейшей задачей медицинской генетики остается профилактика наследственных заболеваний, своевременное предупреждение появления на свет больных детей. Профилактики наследственных заболеваний осуществляется в основном через медико-генетические консультации и областные диагностические центры.
Список литературы
Ауэрбах Ш. «Наследственность» - М., 1969.
Бадалян Л.О. «Наследственные болезни у детей» - М., 1971.
Большая советская энциклопедия. Т. 7.- М., 1972.
Бочков Н.П. «Генетика и медицина» - М., 1979.
Бочков Н.П. «Генетика человека (Наследственность и патология)» - М., 1978
Дубинин Н.П. «Генетика и человек» - М., 1978.
Инге-Вечтомов С.Г. «Генетика с основами селекции» - М., 1989.
Карузина И.П. «Учебное пособие по основам генетики» - М., 1980.
Киселева З.С. «Генетика» - М., 1983.
Козлова С.И. «Наследственные синдромы и медико-генетическое консультирование» - М., 1996.
Мюнтцинг А. «Генетика» - М., 1967.
Полканов Ф.М. «Мы и ее величество ДНК» - М., 1968.
Фролов И.Т. «Мендель, менделизм и диалектика» - М., 1972.