Наследственные заболевания человека, контролируемые хромосомными мутациями
Выяснено, что в митохондриях содержится свой генетический код, изменения которого сопровождаются патологией человека. Выделяют условно-митохондриальные болезни. Выделяют также мультифакториальные болезни, в этиологии которых имеет место наследственная предрасположенность, с одной стороны, и влияние факторов среды — с другой (20% — наследованные раковые заболевания, 40% — связанные с экологией… Читать ещё >
Наследственные заболевания человека, контролируемые хромосомными мутациями (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
В 1909 г. Гаррод описал врожденные ошибки метаболизма и показал, что в основе наследственных болезней лежит отношение «ген — метаболическая реакция». В 1900 г. общая смертность младенцев составляла 150 на 1 000 новорожденных, в 1960 г. — 20 врожденных пороков на 1 000. В настоящее время смертность младенцев от врожденных пороков достигла 25% по планете. Особое значение наследственная патология приобрела в наше время в связи с химическим и радиационным загрязнением среды обитания. Наследственные болезни стоят на третьем месте после болезней сердечно-сосудистой системы и рака. 3% новорожденных страдают от генетического дефекта. На 1 миллион зачатий — 150 тысяч спонтанных абортов.
Одна из гамет человека несет ошибочную информацию, введенную новой мутацией, которая является результатом ранних абортов. Описано свыше 3 тысяч разных наследственных аномалий, являющихся проявлением мутаций, которые представляют собой генетический груз современного человека.
Различают сегрегационный и мутационный груз. Сегрегационный груз — часть генетического груза, унаследованная людьми современных поколений от людей, принадлежащих к поколениям, жившим на протяжении многих предыдущих веков. Этот груз пришел к предыдущим и современным поколениям от предков, живших на разных этапах антропогенеза, — старые мутации.
Мутационный груз — часть генетического груза, которая обусловлена новыми свежими мутациями генов и хромосом, возникающими заново в каждом новом поколении.
Наследственная патология обусловлена мутациями хромосомных генов и мутациями хромосом. По этой причине болезни, основу которых составляют мутации генов, называются генными болезнями, а те, основу которых составляют мутации хромосом, — хромосомными болезнями.
Выяснено, что в митохондриях содержится свой генетический код, изменения которого сопровождаются патологией человека. Выделяют условно-митохондриальные болезни. Выделяют также мультифакториальные болезни, в этиологии которых имеет место наследственная предрасположенность, с одной стороны, и влияние факторов среды — с другой (20 % - наследованные раковые заболевания, 40% - связанные с экологией).
К настоящему времени известно 1 500 наследственных болезней, которые являются результатом мутаций хромосомных генов (табл. 12.2). Они встречаются с частотой 1:10 000. Эти заболевания характеризуются значительной тяжестью нарушения физического и психического здоровья. Главная особенность генных болезней — их гетерогенность в том, что разные мутации могут сопровождаться сходным фенотипическим проявлением болезней. Аутосомно-доминантный тип наследования характерен для ряда болезней (табл. 12.2). Ахондроплазия является результатом миссенсмутации, сопровождаемой заменой глицина на аргинин в белке, ответственном за пролиферацию хрящей в суставах длинных костей. Карлики фертильны, но гомозиготная ахондроплазия является летальной в неонатальный период, поражая 25% потомства гетерозиготных родителей. Частота ахондроплазии 1:15 000.
Таблица 12.2
Аутосомно-домннантные болезни.
Болезни. | Проявления. |
Централопатическая эпилепсия. | Первичные приступы возникают в возрасте 4−16 лет, после чего реже встречается и к 40 годам исчезает. |
Глаукома. | Слепота, вызываемая повышенным давлением жидкости в глазу и дегенерацией нервных клеток (вызывается также аутосомными рецессивными генами). |
Хорея Хантингтона. | Непроизвольные движения лица и конечностей, позже наступают нарушения психики, симптомы начинают проявляться в период от 30 до 40 лет. |
Мышечная дистрофия. | Аномалия функций мышц. (вызывается также аутосомным рецессивным и-сцепленным генами). |
Полипоз кишечника. | Формирование множественных полипов, которые приводят к раковому заболеванию. |
Пигментирующий ретинит. | Воспаление сетчатки глаза с повышенной пигментацией, ведущей к слепоте. |
Брахидактилия. | Укорочение концевых костных фаланг — короткопалость. |
Ахондроплазия. | Карликовость, укорочение конечностей. |
Установлено, что аутосомно-доминантная болезнь Альцгеймера характеризуется дегенеративным поражением ЦНС и возникновением мутации на 21, 19 и 14 хромосомах. Эта болезнь является полигенной, причем изменения в разных генных локусах выражаются в разной тяжести болезни.
Аутосомно-рецессивные оолезии встречаются чаще, чем аутосомнодоминантные, и проявляются у гомозиготных носителей мутантных аллелей в семьях, где оба родителя являются гетерозиготными или гомозиготными по этому признаку (табл. 12.3) или же второй родитель гетерозиготен.
Таблица 12.3
Аутосомно-рецессивные болезни.
Болезни. | Проявления. |
Серповидноклеточная анемия. | Развитие хронической гипоксии и анемия с расстройствами кровообращения и тромбозами. |
Диетический фиброз. | Нарушения функций поджелудочной железы и других желез. Образование толстого слоя слизи, который приводит к пневмонии и эмфиземе. Смерть наступает в детском возрасте, 1: 3 700 рождений. |
Галактоземия. . . | Пониженные уровни галактозо-1 -фосфатуредилтрансферазы ведут к увеличению печени, катаракте и нарушениям психики. |
Г идроцефалия. | Избыточное накопление жидкости в черепной коробке, вызывающее физические и психические нарушения. |
Глухота врожденная. | Около половины случаев глухоты у детей вызывается этим аллелем. |
Болезнь Нимена-Пика. | Накопление липидов в нервных клетках вызывает нарушение психики, увеличение печени, замедленный рост. Смерть наступает в первые 3 года жизни. |
Пернициозная анемия. | Нарушения в метаболизме витамина В12 приводят к уменьшению в крови количества эритроцитов. |
Болезнь Тея-Сакса. | Прогрессивно развивающиеся паралитические явления, нарушения психики, слепота. Смерть наступает в первые 3 года жизни. В 27−53% встречается в браках двоюродных сестер и братьев. |
Фенилкетонурия. | Нарушения в тонусе мышц, уменьшение пигментации кожи, волос, радужной оболочки глаз, микроцефалия, умственная отсталость. |
Кровные браки способствуют проявлению гомозиготных рецессивных носителей, очень редких мутантных аллелей, в чем состоит генетическая опасность таких браков.
Если отец имеет резус-положительный фактор ЮГ и резусположительный плод находится в матке резус-отрицательной женщины ЮГ, он вызывает образование в крови матери Ю>антител, которые реагируют с эритроцитами плода. Эта реакция сопровождается развитием анемии у плода, или его абортом, или смертью после рождения.
Свыше 200 генов локализованы на половых хромосомах. На-хромосоме идентифицировано свыше 70 генов, которые контролируют гемофилию, мышечную дистрофию, цветовую слепоту (дальтонизм), ювенильную глаукому, оптическую атрофию (дегенерация зрительного нерва) (табл. 12.4).
Наследственные болезни, контролируемые генами, локализованными наХ-и Г-хромосомах.
Таблица 12.4
Болезни. | Проявления. |
Гемофилия. | Недостаток фактора крови VIII, сопровождается несвертыванием крови, в результате чего гемофилия даже при незначительном кровоизлиянии может стать смертельной. |
Г ипофосфатемия. | Потеря организмом фосфора и недостаток в кальции, что сопровождается размягчением и мальформацией костей. |
Мукополисахарилоз II. | Нарушение в метаболизме белково-углеводных соединений, отставание в росте, умственная отсталость, глухота. |
Мышечная дистрофия. | Нарушение структуры и функции мышц, которое начинается в 20−30-летнем возрасте. |
Ночная слепота. | Неспособность видеть в темноте. |
Синдром Рейфснстейна. | Форма мужского псевдогермафродитизма, характеризуется недостаточным развитием теститов и повышенным развитием грудных желез. |
Тестикулярная феминизация. | Нарушения в развитии мужчин, в результате чего они имеют внешние признаки женщины, включая влагалище, но не имеют матки. Гонады, локализованные в брюшной полости, являются дегенеративными теститами. |
Г-сцепленная волосатость ушей. | Длинные волосы, растущие с внутреннего края ушей. |
Синдактилия. | Перепончатообразное сращение второго и третьего пальцев ног. |
Большинство из этих болезней наследуются по рецессивному типу. Доминантный тип наследования, который детерминируется генами, сцепленными с-хромосомой, очень редок.
Различают хромосомные наследственные болезни, детерминируемые мутациями количества хромосом, и хромосомные наследственные болезни, детерминируемые мутациями структуры хромосом. Мутационные нарушения плоидности хромосом человека в сторону гаплоидии неизвестны. Что касается полиплоидии, то она описана в виде триплоидии и тетраплоидии при исследовании спонтанно абортированных эмбрионов и плодов, а также мертворожденных (табл. 12.5).
Таблица 12.5
Некоторые наследственные болезни, детерминируемые хромосомными мутациями.
Хромосомная формула. | Клинический синдром. | Частота при рождениях. | Главные фенотипические характеристики. |
47 ЛХ+21 47АТ+21. | Болезнь Дауна. | 1: 700. | Монголоидность, открытый рот с большим языком, умственная отсталость, 1/6 часть больных умирает в первый год после рождения. |
47ХХ+13 | Трисомия 13 — синдром Патау. | 1:20 000. | Глухота, аномалии сердца, полидактилия, умственная деффективность. |
47 ХХ+18 47ЛУ+18. | Трисомия 18 — синдром Эдварда. | 1: 8 000. | Множественные врожденные пороки многих органов, умственная отсталость, 90% больных умирают в первые 6 месяцев. Единственный ребенок дожил до 5 лет. |
45 ДО). | Синдром Шершевского; Тернера. | 1: 3 000. | Женщины с недостаточным половым развитием, короткой фигурой, нарушениями сердечно-сосудистой системы. |
47 ХХУ | Синдром Клайнфелтера. | 1: 500. | Мужчины с недоразвитыми теститами, бывает развита грудь, женский голос, длинные конечности. |
47 XXX | Синдром Трипло X. | о. | Больные женщины внешне не отличаются от нормальных, но их фолликулы недостаточно развиты, менструации нерегулярны. |
48 ХХХХ 4&ХХХУ 48ШУ 47 ХУУ 49ХХХХУ 50 ХХХХХУ | Различные полисомии. | ; | Аномалия скелета, умственная отсталость. ХУУ — агрессивные, некоторая умственная отсталость, антиобщественное поведение больных мужчин. _1. |
Часть — 1 % — всех зачатий человека представлена триплоидными зиготами. Аборты триплоидов как правило происходят к концу третьего месяца беременности. Причинами трисомии считается нерасхождение хромосом при гаметогенезе (мейозе) у одного из родителей. Считают, что в 90% случаев трисомия возникает в результате нерасхождения хромосом при овогенезе.