Татьяна Соломатина - Советы залетевшим

Гены — это уже «контейнеры» с хромосомами. (Не теряете мысль? Говорим ли мы о хромосомах, разглагольствуем ли о генах — мы говорим всё о той же ДНК. Просто размер «поставки» разный. Одна пара туфель. Тюк туфель. Контейнер туфель.) Генов в человеческом организме тьма-тьмущая. Я не буду приводить цифр, потому что от источника к источнику они разнятся, не забывая прикрыться стыдливым «около». Никто точно не знает, сколько конкретно в нас этих самых генов. И каждый из генов — это «рецепт», советующий каждой клетке как ей вырабатывать специфический для себя белок. (За скучными словами «белок», «клетка», «рецепт» — стоит Вселенная под названием «Человек», со всеми его, что элементарными соплями из носу, что сложнейшими Любовями, что великими открытиями, что мелкими пакостями соседу.) Поскольку каждая из клеток тела содержит копию «рецепта» каждого белка, не все эти рецепты активируются. Это как раз то, что уже давно открыто и понято. Это то, что отличает клетку сердца от клетки поджелудочной железы. Вы даже зная рецепт и отлично владея технологией приготовления, не будете готовить острый соус, если к вам в гости пришёл язвенник. Клетка не будет приготовлять белок для почек по тому же «рецепту», что и для печени. Но в каждой клетке есть все «рецепты»!

Мутации. Если набор «рецептов» — ДНК, и «инструкций» — последовательностей ДНК, — по выработке специфического белка изменяется — происходит мутация. Мутация — это сбой отлаженной системы. И в результате белок может не сформироваться вовсе. Или же «приготовится» дефектный белок. Последствия самых минимальных «сбоев» в ДНК могут быть самые тяжёлые и серьёзные. Муковисцидоз лёгких является следствием мутации всего в одной точке одной из молекул ДНК!

Но мутации далеко не всегда вредоносны. Они могут возникать спонтанно или же когда в мутациях по той или иной причине возникает необходимость. Так же общеизвестно, что есть определённые физические явления и химические вещества, искусственно увеличивающую частоту мутаций. Пресловутый двадцатый век в сотворении и использовании подобных веществ очень преуспел. Радиация, ионизирующее излучение, дефолианты, применявшиеся во вьетнамской войне — все эти физические и химические агенты обладают мутирующим эффектом. Если мутации учащаются в течение жизни поколения — вероятность их вредоносности возрастает. Поэтому лучше воздерживаться от работы на вредных производствах.

Во многих отношениях ДНК похожа на азбуку. На азбуку, где всего шестьдесят четыре трёхбуквенных слова, которые можно составлять из четырёх букв: А, Г, Ц и Т. Генетики называют эти трёхбуквенные слова «жодонами», так как каждое такое «слово» является кодом для специфической аминокислоты — «строительного блока» белков. ДНК копирует сама себя в процессе репликации — копирования. Сперва оригинальная двойная спираль «родительской» ДНК раскручивается, разделяя и раскрывая пары оснований. Каждое основание соединяется с одним из трёх других (например А с Т, но не с Г или Ц). И комплементарная (дополнительная, подходящая) цепочка может быть построена на каждой из «родительских», исходных цепочек. Так одна двойная спираль ДНК становится двумя одинаковыми двойными спиралями. Что-то вроде 3D-KcepoKca.

Белки находятся в цитоплазме клетки, а не в ядре. ДНК не может покидать ядро клетки. И поэтому сначала одна цепочка ДНК «записывается» на молекулу однонитиевого посредника (эдакая «флешка», выносной диск) со структурой, очень похожей на цепочку ДНК. Этот «переносчик-посредник» называется информационной РНК (рибонуклеиновая кислота) и может проходить через оболочку ядра в цитоплазму. Затем информационная РНК «скидывает информацию», «переводится», преобразуется для рибосом цитоплазмы ядра клетки. И благодаря считанной рибосомами информации, нужные аминокислоты соединяются вместе в надлежащем порядке.

На самом деле «кухня» работы ДНК — это огромный и далеко не полностью познанный мир. И кто знает, возможно в ДНК именно вашего ребёнка заложен пропуск в лучшие научные лаборатории мира. Так что не ленитесь читать вместе с ним с самого его раннего детства. В том числе — по-английски. Именно вы тут «шеф-повар».

Приложение № 11. Типы наследования болезней

Совокупность всех генов организма называется генотипом. Фенотип — это реализация генотипа — морфологическая и биохимическая, — в конкретных условиях окружающей среды. Если заболевание закодировано в генотипе — оно может передаваться по наследству, как и любой другой признак, такой как цвет волос, разрез глаз, тип фигуры и проч. Заболевания передаются по наследству не хаотично, не методом «случайного тыка», а подчиняясь определённым правилам и законам.

Моногенное наследование- наследование признака, кодируемого одним геном. Механизмы моногенного наследования полностью вписываются в законы Менделя. Наследование моногенных болезней — аутосомное («внеполовое») или сцепленное с X-хромосомой («половой хромосомой») — можно определить при изучении родословной. (Родословная нужна вовсе не для того, чтобы узнать к какому княжескому роду можно приткнуться.) По характеру проявления признака в организме моногенное наследование делится на доминантное и рецессивное.

При доминантном наследовании заболевание проявляется, если хотя бы одна из хромосом несёт патологический аллель («полупару» тех самых туфель из моих не совсем корректных наглядно-объяснительных аналогий). При рецессивном — только в случае, когда обе хромосомы несут патологический аллель (вот «полупары» и находят друг друга, что в данном случае полное увы). На сегодняшний день известно около пяти тысяч моногенных болезней. И более половины из них наследуются именно по аутосомно-доминантному типу. Такие заболевания передаются из поколения в поколение. И если у вашего бойфренда/парня/сожителя имеется матушка с, например, болезнью Гентингтона (более нынче известную, как болезнь Хантингтона — именно та, что у Тринадцатой из «Доктора Хауса»), то вероятность того что эта болезнь настигнет вашего бойфренда/парня/сожителя и рождённого от него ребёнка равна пятидесяти процентам. Любовь, разумеется, ничего не боится и всего милосердствует. Но сто раз подумайте — это именно любовь? Потому что аутосомно-доминантные заболевания наследуются всегда. Исключения крайне редки — это или новая мутация или неполная пенетрантность (проникновение) гена.

С аутосомно-рецессивными ситуация немного спокойнее — риск рождения больного ребёнка, в случае носительства генов обоими здоровыми родителями составляет 25 %. Да, оба родителя могут быть здоровы, но носить патологический ген. Чаще всего подобное случается, когда оба родителя — кровные родственники.

Наследование, сцепленное с Х-хромосомой. Доминантное наследование, сцепленное с полом, встречается редко. Тут чаще задействован рецессивный механизм. И потому внуки больных могут пострадать больше детей. Если найдут себе в пару внуков от бабушек и дедушек, передавших «больной» ген в носительство их мамам и папам.

Полигенное наследование не подчиняется законам Менделя, потому что признак (заболевание) кодируется сразу несколькими генами, как очевидно из названия («поли» — много). Чем меньше степень родства между родителями — тем меньший риск передать потомству полигенное заболевание, прогноз которого и для специалистов-генетиков — достаточно сложная задача, потому как кроме кодировки генов полигенное заболевание ещё зависит и от экзогенных факторов. К полигенным заболеваниями относятся, например, некоторые врождённые пороки сердца.

Благодаря развитию молекулярной генетики были открыты и другие типа наследования, отличные от моногенного и полигенного. Например, мозаицизм, митохондриальные болезни, геномный импритинг и однородительская дисомия.

Мозаицизм — наличие в организме двух или более клонов клеток с разными хромосомными наборами. Такие клетки образуются в результате хромосомных мутаций. Мозаицизм наблюдается при многих хромосомных болезнях. Предполагается, что соматические мутации и мозаицизм играют немаловажную роль в этиологии (причине возникновения) многих видов злокачественных новообразований.

Митохондриальные болезни — возникают при случайном распределении митоходрий во время клеточного деления между дочерними клетками. Среди митохондриальных болезней наиболее изученной является синдром Лебера, характеризующийся быстрым развитием атрофии. При всей недостаточной изученности митохондриальных болезней хорошо известен следующий факт: митохондриальные болезни наследуются только по материнской линии.

Геномный импритинг. Самые известные примеры геномного импритинга — синдром Прадера-Вилли и синдром Ангельмана. Оба заболевания вызваны делецией плеча пятнадцатой хромосомы. Однако если мутантную хромосому ребёнок унаследовал от отца — развивается синдром Прадера-Вилли, клиническими проявлениями которого являются ожирение, гипогонадизм, маленькие кисти и стопы, умственная отсталость. Если же мутантная хромосома получена от матери, развивается синдром Ангельмана: характерная походка на широко расставленных ногах с согнутыми в локтях руками, характерные черты лица — прогения, макростомия, широкие межзубные промежутки, расходящееся косоглазие. Геномный импритинг противоречит законам Менделя, согласно которым проявление признака не должно зависить от того, получен ли ген от матери или от отца. Причины геномного импритинга пока не установлены. Предполагают, что он связан с разным типом укладки ДНК в мужских и женских половых клетках.