Николай Тарасенко - Что вы знаете о своей наследственности?

В настоящее время, кроме описанного выше синдрома Дауна, известно много хромосомных нарушений у человека. Это синдромы Патау (трисомия по хромосоме Д), Эдвардса (трисомия по 18-й хромосоме), синдром, обусловленный делецией (выпадением) короткого плеча 5-й хромосомы (синдром «кошачьего крика»), синдром, связанный с делецией короткого плеча 4-й хромосомы, и др. Описание аутосомных синдромов дано А. В. Микальсааром в книге «Лекции по медицинской генетике».

Все перечисленные синдромы несовместимы с жизнью. Синдром Патау ограничивает жизнь больного тремя месяцами, очень редко одним годом. Больные с синдромом Дауна живут 16—18 лет, а с синдромом, связанным с делецией короткого плеча 4-й хромосомы,— до трех лет.

Необходимо отметить, что в странах с хорошо поставленной работой генетических консультаций и налаженным статистическим учетом больных (это некоторые европейские страны, США, Япония и др.) хромосомные аномалии у новорожденных удается в какой-то мере снизить.

Глава 3. Генные заболевания у человека

Генная программа человека

Сколько генов у человека? Теоретические расчеты показывают, что у человека вся генетическая программа состоит примерно из 3,5 миллионов пар генов. К 1978 году описано около 3 тыс. генов и изучен характер их наследования. Оказалось, что 1489 генов — аутосомно-доминантные, 1117 — аутосомно-рецессивные и более 200 генов локализовано в Х-хромосоме (табл. 6). Конечно, изучено еще мало. Но в настоящее время ежегодно описывается до десяти новых генов.

Для реализации свойств и функций организма «работают» все гены, но не одновременно. Здесь существует определенный жесткий порядок, последовательность, которая также находится под генетическим контролем. О том, что не все гены начинают «работать» сразу после рождения, свидетельствует следующий факт: примерно 1,5% новорожденных имеют генную отягощенность (неполноценность). В процессе жизни (онтогенеза) обнаружится еще довольно много заболеваний, связанных с неполноценностью генов, которые начинают «работать», «выйдя на фенотип» через генные продукты — информационные РНК, неполноценные ферменты и т. д.

Откуда у человека появляются неполноценные, или так называемые летальные и полулетальные, гены?

Человек прошел длительную эволюцию, прежде чем из одной клетки появился разумный, самый совершенный вид живой материи, могущий думать и изучать окружающий мир и себя. Естественно, что раньше появления биологической материи как новой формы в природе должны были возникнуть основания ДНК, из которых затем образовались матрицы, способные записать и передать следующему поколению признаки и свойства. Для всего этого потребовалось очень и очень много времени.

Таблица 6. Динамика обнаружения наследственных (менделирующих) признаков у человека

Тип наследования генов 1958 г. 1966 г. 1968 г. 1971 г. 1975 г. 1978 г. Аутосомно-доминантный 285 837 793 943 1218 1489 Аутосомно-рецессивный 89 531 629 783 947 1117 Сцепленный с Х-хромосомой 38 119 123 150 171 205 Всего... 412 1487 1545 1876 2336 2811

Пройдя длительный путь развития, исчисляемый миллионами лет, совершенствуясь через отбор более приспособленного к окружающей среде, генетический материал не мог сохраниться в неизмененном виде и дойти до наших дней, не неся в себе ряд «ошибок» в виде летальных и полулетальных генов, которые реализуются и «выходят на фенотип» при условии совпадения их как в отцовской, так и в материнской матрице. В последнем случае возникает явление гомозиготности (одинаковости) по тому или иному гену. В табл. 7 приведены частоты встречаемости аутосомно-рецессивных и доминантных заболеваний в Европе. Несколько ранее мы упоминали, что генетическая программа у человека дублирована.

Сохранил ли человек свое «родство» в эволюции и реальны ли «следы» доказательства этого на эволюционной лестнице? Да, такие доказательства ученые обнаружили.

Современные методы молекулярной генетики позволяют проследить за генетическим родством человека с другими видами живой материи, например с обезьянами, грызунами, рыбами и даже микроорганизмами. Такое родство обнаруживается следующим образом. Молекула ДНК человека, как и других организмов, способна при помещении ее в воду с последующим подогревом до 82,5 °С денатурироваться и из двух нитей (двуспиральной ДНК) образовывать две отдельные цепочки — две односпиральные ДНК. Последнее происходит в силу того, что водородные связи между основаниями при. указанной температуре разрываются. Если затем такой раствор постепенно охладить до комнатной температуры, то две отделенные друг от друга нити ДНК могут соединяться опять. Это соединение будет происходить в тех местах, где комплементарность оснований совпадает, то есть аденин соединится с тимином (А—Т), а гуанин — с цитозином (Г—Ц). Образование двух отдельных нитей из двуспиральной ДНК и затем вновь восстановление двуспиральной молекулы из двух отдельных нитей получили название соответственно денатурации и ренатурации. Этими явлениями и воспользовались ученые, чтобы выяснить наличие генетического (на уровне молекул ДНК) родства человека и других видов живой материи.

Таблица 7. Распространенность доминантных и аутосомно-рецессивных заболеваний в Европе (на 1000 новорожденных)

Доминантные заболевания Наименование болезни Частота, % Хорея Гантингтона 0,5 Нейрофиброматоз 0,4 Миотоническая дистрофия 0,2 Множественный полипоз кишечника 0,8 Аплазия диафизов 0,5 Доминантная форма слепоты 0,1 Доминантный отосклероз (тип взрослых) 1,0 Гиперхолестеринемия моногенная 2,0 Несовершенный дентиногенез 0,2 Поликистоз почек (тип взрослых) 1,0 Туберкулезный склероз 0,01 Базилярные вдавления 0,03 Тинатоформная карликовость 0,08 Синдром Марфана 0,04 Ахондроплазия 0,02 Синдром Элерса — Даплоса 0,01 Остеопетроз 0,01 Ретинобластома 0,03 Расщепление губы и (или) неба со слизистыми ямками у губ 0,01 Несовершенный остеогенез 0,02 Аутосомно-рецессивные заболевания Наименование болезни Частота, % Муковисцидоз 0,5 Фенилкетонурия классическая 0,1 Нейрогенные мышечные атрофии 0,1 Серповидно-клеточная анемия 0,1 Гиперплазия надпочечников 0,1 Глухота врожденная 0,2 Слепота, рецессивные формы 0,2 Умственная отсталость неспецифическая 0,5 Болезнь Тея — Сакса 0,04 Мукополисахаридоз, тип I 002 Мукополисахаридоз, тип II 0,01 Метахроматическая лейкодистрофия 0,02 Галактоземия 0,02 Гомоцистинурия 0,01 Цистинурия 0,06 Цистиноз 0,01 Синдром Синта — Ленли — Опитца 0,01

Первая серия таких работ была проделана с ДНК человека и человекообразной обезьяны. В том, что они родственники, никто не сомневался, однако оставалась неясной степень родства, ведь по хромосомным наборам эти два организма мало различимы — у человека 46 хромосом, а у обезьяны — 48.