Хромосомные болезни человека
Встречаются в 1% случаев среди всех новорожденных, в 7% - среди мертворожденных и в 42% самопроизвольных выкидышей.
В настоящее время описано более 100 хромосомных заболеваний человека. Они делятся на две группы: аутосомные (нарушения со стороны аутосом) и гетерохромосомные (нарушения со стороны половых хромосом).
В 1971 г. на Международном генетическом конгрессе в Париже была введена единая международная цитогенетическая номенклатура.
Согласно этой номенклатуре, кариотип нормальной женщины записывается – 46, ХХ; кариотип нормального мужчины – 46, ХY.
Гетерохромосомные болезни
Синдром Шерешевского-Тернера – 45, X (моносомия по половой хромосоме).
Пол – женский. Частота – 7 случаев на 10000 новорожденных девочек.
Низкий рост, короткая шея, крыловидная складка на шее (от затылка к предплечью). Бесплодие (недоразвитие яичников). Инфантилизм, снижение интеллекта.
Синдром Клайнфельтера – 47, XXY (легкая степень) или 48, XXXY(тяжелая степень).
Пол – мужской. Частота – 20-25 случаев на 10000 новорожденных мальчиков.
Узкие плечи, широкий таз, евнухоидный тип (отложение жира по женскому типу). Бесплодие (недоразвитие семенников). Умственная отсталость.
Синдром полисомии по Х-хромосоме – 47, ХХХ и 48, ХХХХ.
Пол – женский. Частота – 4 случая на 10000 новорожденных девочек.
Фенотип – разнообразный, могут даже давать потомство. Патологические признаки тем выраженнее, чем больше число Х-хромосом.
Синдром добавочной Y-хромосомы – 47, XYY.
Пол – мужской. Частота – 10 случаев на 10000 новорожденных мальчиков.
Фенотип: высокий рост, длинные руки, длинные веретенообразные пальцы, умственная отсталость, во многих случаях агрессивное или преступное поведение. Степень умственной отсталости увеличивается с числом Y-хромосом.
Аутосомные болезни
Синдром Дауна – 47, XY + 21 или 47, XX + 21(трисомия по 21-й паре хромосом).
Частота – 15 случаев на 10000 новорожденных обоих полов.
Укороченные конечности, маленькая головка, плоское лицо, широкая переносица, монголоидный разрез глаз, большой язык, не помещающийся во рту. Аномалии строения внутренних органов. Резко выраженная умственная отсталость. Женщины иногда могут иметь детей, мужчины – никогда. 31% больных умирает до 1 года, причем от обычных простых заболеваний, так как снижен иммунитет. Вообще живут недолго.
Иногда синдром Дауна обусловлен не трисомией, а транслокацией (реципрокной) между 13 – 15 и 21 хромосомами; в этом случае хромосом 46.
Синдром Эдвардса – 47, ХХ + 18 или 47,XY + 18 (трисомия по 18-й паре хромосом).
Частота – 1 случай на 7000 новорожденных обоего пола.
Фенотип: множественные аномалии – деформация черепа, "птичий профиль" лица, короткие глазные щели, микрофтальм, низко расположенные и деформированные ушные раковины, короткая шея и грудина, врожденный вывих бедра, синдактилия, врожденные пороки сердца и крупных сосудов. Живут недолго: 30% умирает на первом и 50% – на втором месяце жизни
Синдром Патау – 47, XY + 13 или 47, ХХ + 13(трисомия по 13-й паре хромосом).
Частота – 1 случай на 6000 новорожденных обоего пола.
Множественные уродства (микрофтальм, расщелина губы и неба, череп неправильной конфигурации, скошенный узкий лоб, плоский и широкий нос, запавшее переносье, низко расположенные уши, полидактилия, пороки развития внутренних органов). Живут несколько дней или недель.
Синдром Лежьена – 46, ХХ, 5р- или 46,XY, 5р- (делеция короткого плеча ( р ) 5-й хромосомы).
Частота – 1 случай на 50000 новорожденных обоего пола. Его еще называют «синдром кошачьего крика».
Характеризуются многочисленными пороками развития черепа, строения гортани (в связи с чем при рождении вместо плача издают звук, похожий на кошачье мяуканье), конечностей, сердца, почек, глаз, тяжелой формой слабоумия. Живут такие больные недолго.
Причины и частота возникновения мутаций
Спонтанные мутации – это мутации, которые возникают без видимых причин. Они широко распространены в природе. У каждого вида все свойства и признаки организма подвержены спонтанным мутациям.
Частота мутаций в природе определяется отношением числа гамет, несущих данную мутацию, к общему числу гамет (данного поколения, в данной популяции). Частота мутации различных генов – 10-5–10-7 (1 гамета из 100 тысяч – 10 млн). У различных видов растений и животных частота спонтанных мутаций очень близка.
Так как число генов достаточно велико, суммарная частота мутаций у того или иного вида высока. Так, у дрозофил 25% гамет несут измененные гены (т.е. каждая четвертая гамета).
Мутации могут идти и в прямом, и в обратном порядке (т.е. рецессивные гены – в доминантные, а доминантные – в рецессивные).
Причины спонтанных мутаций условно делятся на две группы – внешние и внутренние. Внешние обусловлены естественным радиационным фоном: космическими излучениями, радиацией элементов земной коры, радиактивными изотопами, поступающими в организм с пищей. Обычные показатели естественного радиационного фона – 13–27 микрорентген в час. Внутренние причины обусловлены генотипом. Так, у кишечной палочки есть гены-мутаторы, наличие которых увеличивает частоту мутаций других генов в 2000 раз. Длительное хранение семян приводит к увеличению частоты спонтанных мутаций у растений. У дрозофилы в норме частота летальных мутаций, локализованных в Х-хромосоме, составляет приблизительно 0,15%, но есть линии, где эта частота равна 1%.
Индуцированные мутации возникают в результате целенаправленного действия какого-то фактора. Русские ученые Надсон и Филиппов (1925) впервые получили их у дрожжевых клеток с помощью рентгеновских лучей. Американский ученый Меллер (1927) впервые получил мутации у дрозофилы.
Факторы, вызывающие мутации, называются мутагенными. По природе они делятся на три группы: физические, химические, биологические.
Физические факторы
· Ионизирующие излучения – рентгеновское, альфа-, бета-, гамма-лучи и поток нейтронов.
Под действием ионизирующего излучения в клетках образуются ионы Н+, ОН- и свободные радикалы, которые активно вступают в химические реакции. В ходе этих реакций нарушается строение ДНК, т.е. возникают мутации.
Дозу радиоактивного излучения принято измерять в «радах» (сокращенно рад) или «греях» (Гр). 1 рад = 100 эргам энергии, поглощенных 1 граммом вещества. 1 грей = 100 рад.
Чувствительность организмов к действию ионизирующей радиации разная. Так, летальная доза (разовая минимальная, вызывающая смертельный исход) для человека – 600 рад или 6 Гр; для мыши – 900 рад или 9 Гр; для амебы – 100000 рад или 1000 Гр.
· Температура
В опытах на дрозофилах обнаружено, что повышение температуры окружающей среды приводит к увеличению частоты мутаций. У курящих чаще, чем у некурящих, наблюдается рак губы.
· Ультрафиолетовое излучениеведет к образованию в молекуле ДНК димеров.
Химические факторы
Сегодня известны десятки и сотни тысяч химических веществ, вызывающих мутации. Приведем некоторые из них:
– колхицин, митотический яд – разрушает веретено и останавливает деление клетки на метафазе; селекционеры используют его для получения полиплоидных форм;
– формальдегид и его производное – формалин;
– пестициды, гербициды;
– кофеин;
– многие лекарственные препараты (отечественный аспирин, сульфаниламиды);
– фотореактивы;
– консерванты;
– ракетное топливо.
Биологические факторы
· Вирусы (герпес, ветряная оспа, коревая краснуха, энцефалит, полиомиелит).
· Живые вакцины, сыворотки, гистамин, стероидные гормоны.
· Возраст(чем больше, тем выше вероятность возникновения наследственных заболеваний,– так, синдром Дауна в 14 раз чаще возникает у детей от матерей, рожающих после 40 лет).
· Нарушение функции какого-то органа(рак молочной железы чаще возникает у нерожавших женщин).
|