Здоровье человека: Здоровье человека: генетические и средовые генетические и средовые

факторыфакторы

Датой рождения генетики считается 1865 год, когда Датой рождения генетики считается 1865 год, когда австрийский монах Грегор Мендель опубликовал австрийский монах Грегор Мендель опубликовал

результаты своих знаменитых опытоврезультаты своих знаменитых опытов

Благодаря Благодаря комплементарности, комплементарности, возможно удвоение возможно удвоение генетического генетического материала и его материала и его распределение распределение между дочерними между дочерними клетками.клетками.

Триплетный кодТриплетный код

Амино-Амино-кислотакислота

Соответствующие Соответствующие кодоны (триплеты)кодоны (триплеты)

Амино-Амино-кислотакислота

Соответствующие Соответствующие кодоны (триплеты)кодоны (триплеты)

аланиналанин ГЦУ, ГЦЦ, ГЦА, ГЦГГЦУ, ГЦЦ, ГЦА, ГЦГ лейцинлейцин ЦУУ,ЦУЦ,ЦУА,ЦУГ,УУА,ЦУУ,ЦУЦ,ЦУА,ЦУГ,УУА,УУГУУГ

аргининаргинин ЦГУ,ЦГЦ,ЦГА,ЦГГ,АГА,ЦГУ,ЦГЦ,ЦГА,ЦГГ,АГА,АГГАГГ

лизинлизин ААА, ААГААА, ААГ

аспарагиаспарагинн

ААУ, ААЦААУ, ААЦ метионинметионин АУГАУГ

аспараги-аспараги-новая к-новая к-тата

ГАУ, ГАЦГАУ, ГАЦ пролинпролин ЦЦУ, ЦЦЦ, ЦЦА, ЦЦГЦЦУ, ЦЦЦ, ЦЦА, ЦЦГ

валинвалин ГУУ, ГУЦ, ГУА, ГУГГУУ, ГУЦ, ГУА, ГУГ серинсерин УЦУ,УЦЦ,УЦА,УЦГ,АГУ,УЦУ,УЦЦ,УЦА,УЦГ,АГУ,АГЦАГЦ

гистидингистидин ЦАУ, ЦАЦЦАУ, ЦАЦ тирозинтирозин УАУ, УАЦУАУ, УАЦ

глицинглицин ГГУ, ГГЦ, ГГА, ГГГГГУ, ГГЦ, ГГА, ГГГ треонинтреонин АЦУ, АЦЦ, АЦА, АЦГАЦУ, АЦЦ, АЦА, АЦГ

глутаминглутамин ЦАА, ЦАГЦАА, ЦАГ триптофатриптофанн

УГГУГГ

глутами-глутами-новая к-новая к-тата

ГАА, ГАГГАА, ГАГ фенил-фенил-аланиналанин

УУУ, УУЦУУУ, УУЦ

изолейциизолейцинн

АУУ, АУЦ, АУААУУ, АУЦ, АУА цистеинцистеин УГУ, УГЦУГУ, УГЦ

начало начало синтезасинтеза

АУГАУГ СТОП-СТОП-сигналсигнал

УАА, УАГ, УГАУАА, УАГ, УГА

Механизм экспрессии геновМеханизм экспрессии генов► Сначала информацию надо Сначала информацию надо

считать. На этом этапе считать. На этом этапе двойная молекула ДНК двойная молекула ДНК расплетается, и на одной из расплетается, и на одной из ее нитей синтезируется нить ее нитей синтезируется нить молекулы РНК, называемая молекулы РНК, называемая информационной. Этот информационной. Этот процесс называется процесс называется транскрипцией.транскрипцией.

► иРНК выходит из ядра через иРНК выходит из ядра через мембрану, и попадает в мембрану, и попадает в цитоплазму.цитоплазму.

► На рибосомах происходит На рибосомах происходит синтез белка. Каждая синтез белка. Каждая аминокислота через аминокислота через прикрепленный к ней прикрепленный к ней «адаптер» (транспортную «адаптер» (транспортную РНК) встраивается на РНК) встраивается на нужное место; этот процесс нужное место; этот процесс называется трансляцией. называется трансляцией.

Основные определенияОсновные определения► ГенГен – это участок молекулы ДНК, – это участок молекулы ДНК,

кодирующий либо последовательности кодирующий либо последовательности аминокислот в белке, либо разные виды аминокислот в белке, либо разные виды молекул РНК, участвующих в синтезе белка. молекул РНК, участвующих в синтезе белка.

► Место расположения гена называют Место расположения гена называют локусомлокусом..► Ген определяет Ген определяет признакпризнак. Признак – это . Признак – это

фенотипическое проявление гена, фактора фенотипическое проявление гена, фактора внешней среды или их совместного действия, внешней среды или их совместного действия, единица какой-то дискретности человека единица какой-то дискретности человека (цвет глаз, масса тела, группа крови и т.д.). (цвет глаз, масса тела, группа крови и т.д.).

► Признаки делятся на нормальные и Признаки делятся на нормальные и патологические. Патологические признаки – патологические. Патологические признаки – это это симптомысимптомы. .

Гомологичные хромосомы: отцовская (верхняя) и Гомологичные хромосомы: отцовская (верхняя) и материнская (нижняя). А, Б и В – идентичные генные материнская (нижняя). А, Б и В – идентичные генные

локусы длинного плеча и содержащиеся в них локусы длинного плеча и содержащиеся в них аллельные копии.аллельные копии.

Большинство генов существуют в виде двух альтернативных Большинство генов существуют в виде двух альтернативных вариантов - вариантов - аллелейаллелей,, локализованных в одинаковых локализованных в одинаковых (идентичных) локусах на гомологичных хромосомах. (идентичных) локусах на гомологичных хромосомах.

В диплоидной клетке каждая пара гомологичных хромосом В диплоидной клетке каждая пара гомологичных хромосом содержит одну хромосому отцовского происхождения содержит одну хромосому отцовского происхождения (имеет отцовские аллели) и другую хромосому (имеет отцовские аллели) и другую хромосому материнского происхождения (материнские аллели). материнского происхождения (материнские аллели).

Определение пола у человекаОпределение пола у человека

Закономерности наследованияЗакономерности наследования► Основной закон Менделя – закон Основной закон Менделя – закон

расщепления: все признаки представлены расщепления: все признаки представлены у индивида парой наследственных единиц у индивида парой наследственных единиц (генов). При образовании гамет они (генов). При образовании гамет они попадают в разные гаметы вследствие попадают в разные гаметы вследствие расхождения гомологичных хромосом.расхождения гомологичных хромосом.

► Второй закон – закон чистоты гамет: Второй закон – закон чистоты гамет: каждая гамета несет лишь один ген, каждая гамета несет лишь один ген, кодирующий данный признак.кодирующий данный признак.

Если присутствуют аллели только одного Если присутствуют аллели только одного типа – типа – гомозиготагомозигота; если обоих типов – ; если обоих типов – гетерозиготагетерозигота..

Доминантный ген (аллель) проявляется как в Доминантный ген (аллель) проявляется как в гомозиготном, так и в гетерозиготном гомозиготном, так и в гетерозиготном состоянии. состоянии.

Рецессивный ген (аллель) проявляется Рецессивный ген (аллель) проявляется только в гомозиготном. только в гомозиготном.

Принципы определения отцовства Принципы определения отцовства методом ДНК-диагностикиметодом ДНК-диагностики

Локус ДНК TH01 расположен в коротком плече хромосомы 11 в регионе 15.5 Локус ДНК TH01 расположен в коротком плече хромосомы 11 в регионе 15.5 (обозначение по международной номенклатуре 11p15.5). Он имеет 7 различных (обозначение по международной номенклатуре 11p15.5). Он имеет 7 различных аллелей (с 5 по 11). С его помощью можно устанавливать происхождение аллелей (с 5 по 11). С его помощью можно устанавливать происхождение хромосомы 11. Сравнение хромосом пациентов производят с помощью стандартов, хромосомы 11. Сравнение хромосом пациентов производят с помощью стандартов, называющихся аллельными лестницами. Мать имеет аллели 7 и 8, ребенок - 6 и 8, называющихся аллельными лестницами. Мать имеет аллели 7 и 8, ребенок - 6 и 8, предполагаемый отец -6 и 10. Т.к. при исследовании материнство предполагается предполагаемый отец -6 и 10. Т.к. при исследовании материнство предполагается бесспорным, то ясно, что аллель 8 получен ребенком от матери. Поэтому от бесспорным, то ясно, что аллель 8 получен ребенком от матери. Поэтому от истинного биологического отца ребенок получил аллель 6. У предполагаемого истинного биологического отца ребенок получил аллель 6. У предполагаемого отца этот аллель имеется, что не исключает его биологического отцовства. отца этот аллель имеется, что не исключает его биологического отцовства.

Дигибридное скрещиваниеДигибридное скрещивание

► Доминантные признаки: Доминантные признаки: желтый (А), круглый (В)желтый (А), круглый (В)

► Рецессивные признаки: Рецессивные признаки: зеленый (а), зеленый (а), морщинистый (морщинистый (b)b)

РодительскРодительские клеткиие клетки ААВААВ

ВВааааbbbb

ГаметыГаметы ABAB ababПотомки Потомки

1 1 поколениепоколение

AaBbAaBb

Наследственность и изменчивостьНаследственность и изменчивость

► ГрупповаяГрупповая►ИндивидуальнаяИндивидуальная

►ФенотипическаяФенотипическая► ГенотипическаяГенотипическая

комбинативная:комбинативная:за счет случайного расхождения за счет случайного расхождения

хромосом при образовании хромосом при образовании гамет, «тасовки» гамет, «тасовки»

генетического материала, генетического материала, случайной встречи половых случайной встречи половых клеток при оплодотворенииклеток при оплодотворении

мутационная:мутационная:за счет образования мутаций; за счет образования мутаций;

мутационной изменчивости мутационной изменчивости противостоит отборпротивостоит отбор

Виды отбораВиды отбора

► СтабилизирующийСтабилизирующий►ДвижущийДвижущий►ДизруптивныйДизруптивный

Наследственность и средаНаследственность и среда► Европейские угри, проводящие Европейские угри, проводящие

большую часть своей жизни в большую часть своей жизни в реках и озерах, в определенный реках и озерах, в определенный момент начинают двигаться к момент начинают двигаться к морю, причем путь их может морю, причем путь их может пролегать и по суше. Не имея пролегать и по суше. Не имея предшествующего опыта, они предшествующего опыта, они преодолевают расстояния в преодолевают расстояния в несколько тысяч километров и несколько тысяч километров и достигают Саргассова моря, где достигают Саргассова моря, где размножаются и погибают. А их размножаются и погибают. А их личинки, попав в течение личинки, попав в течение Гольфстрим, возвращаются в Гольфстрим, возвращаются в Европу. Жизнь угрей — результат Европу. Жизнь угрей — результат реализации генетической реализации генетической программы.программы.

► Для устройства гнезда попугайчики Для устройства гнезда попугайчики используют полоски коры деревьев используют полоски коры деревьев или листьев. Два вида попугайчиков или листьев. Два вида попугайчиков по-разному доставляют по-разному доставляют строительный материал: один вид строительный материал: один вид приносит его в клюве, а другой — приносит его в клюве, а другой — засовывает в оперенье надхвостья. засовывает в оперенье надхвостья. Когда Когда гибридгибрид впервые начинает впервые начинает строить гнездо, он запутывается в строить гнездо, он запутывается в своих действиях; проходит своих действиях; проходит несколько лет, прежде чем птица несколько лет, прежде чем птица вырабатывает определенные вырабатывает определенные навыки.навыки.

Медицинская генетика:Медицинская генетика:Основные определенияОсновные определения

► Совокупность признаков данного организма Совокупность признаков данного организма называется называется фенотипфенотип. .

► Фенотип может быть Фенотип может быть нормальнымнормальным и и патологическимпатологическим..

► Патологический фенотип определяется еще Патологический фенотип определяется еще как как болезньболезнь или или синдромсиндром. .

► Следует различать Следует различать врожденныеврожденные болезни, болезни, наследственныенаследственные и и семейныесемейные. .

► Совокупность генов организма, Совокупность генов организма, проявляющихся фенотипически, называется проявляющихся фенотипически, называется генотипгенотип. .

► Совокупность генов в данной популяции – это Совокупность генов в данной популяции – это генофондгенофонд. .

Заболевания:Заболевания:

►НаследственныеНаследственные не обязательно проявляются при рождении, обусловлены не обязательно проявляются при рождении, обусловлены

генетическими причинамигенетическими причинами ►ВрожденныеВрожденныедиагностируются уже при рождении ребенка, но они могут быть диагностируются уже при рождении ребенка, но они могут быть

обусловлены как генетическими, так и иными причинамиобусловлены как генетическими, так и иными причинами ►СемейныеСемейные

встречаются среди родственников, могут быть встречаются среди родственников, могут быть

обусловлены действием средовых факторовобусловлены действием средовых факторов

Невозможно выделить «плохие» и Невозможно выделить «плохие» и «хорошие» гены. Невозможно выделить «хорошие» гены. Невозможно выделить гены преступности и гены одаренности.гены преступности и гены одаренности.

► Но не следует считать, что, Но не следует считать, что, если человек страдает если человек страдает подагрой, он непременно подагрой, он непременно будет гениальным.будет гениальным.

► Определенные биохимические процессы в организме Определенные биохимические процессы в организме способствуют формированию интеллектуальных способствуют формированию интеллектуальных особенностей. Известен пример с подагрой. При этом особенностей. Известен пример с подагрой. При этом наследственном заболевании в крови человека наследственном заболевании в крови человека повышена концентрация мочевой кислоты; по повышена концентрация мочевой кислоты; по химической структуре мочевая кислота сходна с химической структуре мочевая кислота сходна с кофеином — веществом, снимающим усталость и кофеином — веществом, снимающим усталость и стимулирующим умственную деятельность. Если стимулирующим умственную деятельность. Если большая концентрация кофеина присутствует в большая концентрация кофеина присутствует в организме постоянно, работоспособность человека организме постоянно, работоспособность человека будет более высокой. Среди населения земли будет более высокой. Среди населения земли подагрой страдает 1–2%. Среди выдающихся подагрой страдает 1–2%. Среди выдающихся талантов их уже 5–10%, а среди тех, кого называют талантов их уже 5–10%, а среди тех, кого называют гениями — около 40%. Подагрой страдали Иван гениями — около 40%. Подагрой страдали Иван Грозный, Петр Первый, Бетховен и другие Грозный, Петр Первый, Бетховен и другие выдающиеся люди — политики, ученые, люди выдающиеся люди — политики, ученые, люди искусства.искусства.

Конкордантность некоторых признаков у Конкордантность некоторых признаков у монозиготных (МБ) и дизиготных (ДБ) монозиготных (МБ) и дизиготных (ДБ)

близнецов (%)близнецов (%)

ПризнакПризнак ММББ

ДБДБ ПризнакПризнак МБМБ ДБДБ

Группа крови Группа крови (АВО)(АВО)

101000

4646 ТуберкулезТуберкулез 6767 2323

Цвет глазЦвет глаз 99,99,55

2525 ШизофренияШизофрения 7070 1313

Цвет волосЦвет волос 9797 2323 ЭпилепсияЭпилепсия 6161 1212

Форма губ, ушейФорма губ, ушей 101000

6565 Сахарный диабетСахарный диабет 8484 3737

Папиллярные Папиллярные узорыузоры

9292 4040 Ман.-депр.психозМан.-депр.психоз 7373 1515

Врожд.вывих Врожд.вывих бедрабедра

4141 33 КоклюшКоклюш 9797 9292

КосолапостьКосолапость 3232 33 Ветряная оспаВетряная оспа 9393 8989

Бронх. астмаБронх. астма 1919 55 КорьКорь 9797 9696

ГипертонияГипертония 2020 1010 РН=(КМ-КД)/(100-КД)РН=(КМ-КД)/(100-КД)

Нарушения наследственного Нарушения наследственного материаламатериала

МутацииМутации затрагивают как соматические, затрагивают как соматические, так и половые клетки. так и половые клетки.

Различают геномные, хромосомные Различают геномные, хромосомные аберрации (мутации) и генные мутации аберрации (мутации) и генные мутации

► Генные мутацииГенные мутации - изменением - изменением структуры ДНК в пределах одного гена. структуры ДНК в пределах одного гена. Это приводит к нарушению синтеза Это приводит к нарушению синтеза полипептидных цепей белковых молекул, полипептидных цепей белковых молекул, структурных, транспортных белков или структурных, транспортных белков или белков-ферментов. белков-ферментов.

►Хромосомные аберрацииХромосомные аберрации - это - это изменение структуры хромосом.изменение структуры хромосом.

► Геномные мутацииГеномные мутации - это изменение - это изменение количества наследственного материала.количества наследственного материала.

Фотография хромосом человека в Фотография хромосом человека в метафазе митозаметафазе митоза  (ув. (ув. xx1250, окраска 1250, окраска GG--

bandingbanding))

Числовые мутацииЧисловые мутации► Цветки хризантем: а)-диплоидная Цветки хризантем: а)-диплоидная

форма (2форма (2nn); б)-полиплдоидная ); б)-полиплдоидная формаформа

► Анеуплоидия: трисомия (избыток) Анеуплоидия: трисомия (избыток) по 21-й хромосоме у человека по 21-й хромосоме у человека (синдром Дауна) и моносомия (синдром Дауна) и моносомия (отсутствие) по Х-хромосоме (отсутствие) по Х-хромосоме (синдром Шерешевского-Тернера)(синдром Шерешевского-Тернера)

Наиболее часто встречающиесяНаиболее часто встречающиеся хромосомные болезни хромосомные болезни

(общая частота – до 1% в (общая частота – до 1% в популяции)популяции)

► 21-трисомия (синдром Дауна) — 1:700; 21-трисомия (синдром Дауна) — 1:700; ► XXX (трисомия Х) — 1:1000 (девочки); XXX (трисомия Х) — 1:1000 (девочки); ► XYY (синдром дубль-Y) — 1:1000 XYY (синдром дубль-Y) — 1:1000

(мальчики); (мальчики); ► XXY (синдром Клайнфельтера) — 1:1400 XXY (синдром Клайнфельтера) — 1:1400

(мальчики); (мальчики); ► ХО (синдром Шерешевского — Тернера) — ХО (синдром Шерешевского — Тернера) —

1:3300 (девочки); 1:3300 (девочки); ► 46.5р46.5р-- (синдром «кошачьего крика») — (синдром «кошачьего крика») —

1:4000; 1:4000; ► 18-трисомия (синдром Эдвардса) — 1:6800; 18-трисомия (синдром Эдвардса) — 1:6800; ► 13-трисомия (синдром Патау) — 1:7600. 13-трисомия (синдром Патау) — 1:7600.

Генные мутации Генные мутации

вот лес бук вяз дуб ивы тут был пал дым шел три вот лес бук вяз дуб ивы тут был пал дым шел три днядня

- Сдвиг рамки считывания:- Сдвиг рамки считывания:вот лес бук вяз вот лес бук вяз аа дуб ивы тут был пал дым шел три дня дуб ивы тут был пал дым шел три дня

вот лес бук вяз вот лес бук вяз аду бив ыту тбы лпа лды мше лтр идн яаду бив ыту тбы лпа лды мше лтр идн я

вот лес бук вяз вот лес бук вяз дби выт утб ылп алд ымш елт рид нядби выт утб ылп алд ымш елт рид ня

- Замена оснований:- Замена оснований:вот лес бук ввот лес бук вооз дуб ивы тут бз дуб ивы тут баал пл поол дл доом м ппел три дняел три дня

вот лес бук вявот лес бук вямм дуб ивы тут был пал дуб ивы тут был пал ррым шел три дняым шел три дня

Тип наследованияТип наследования Вероятность Вероятность рождения больного рождения больного

ребенкаребенка

ПримерыПримеры

Аутосомно-доминантныйАутосомно-доминантный::-больные встречаются в каждом больные встречаются в каждом поколении;поколении;- у больных родителей рождается у больных родителей рождается больной ребенок;больной ребенок;- мужчины и женщины болеют с равной мужчины и женщины болеют с равной частотойчастотой

100% - 100% - если хотя бы один если хотя бы один родитель гомозиготен;родитель гомозиготен;

75%75% - если оба родителя - если оба родителя гетерозиготны;гетерозиготны;

50%50% - если один родитель - если один родитель гетерозиготенгетерозиготен

- синдром Марфанасиндром Марфана- нейрофиброматоз нейрофиброматоз РеклингаузенаРеклингаузена- хорея хорея ГентингтонаГентингтона

Аутосомно-рецессивныйАутосомно-рецессивный::-больные могут не встречаться в больные могут не встречаться в предыдущем поколении;предыдущем поколении;- больной ребенок рождается у больной ребенок рождается у здоровых родителей;здоровых родителей;- мужчины и женщины болеют с равной мужчины и женщины болеют с равной частотойчастотой

25%25% - если оба родителя - если оба родителя гетерозиготны;гетерозиготны;

50%50% - если один родитель - если один родитель гетерозиготен, а другой гетерозиготен, а другой гомозиготен по деф.гену;гомозиготен по деф.гену;

100% - 100% - если оба родителя если оба родителя рецессивные гомозиготырецессивные гомозиготы

- атаксия атаксия телеангиэктазиятелеангиэктазия- муковисцидозмуковисцидоз- фенилкетонурияфенилкетонурия- галактоземиягалактоземия- врожденный врожденный гипотиреозгипотиреоз

Х-сцепленный Х-сцепленный доминантныйдоминантный::Аналогичен аутосомно-доминантному, Аналогичен аутосомно-доминантному, за исключением того, что мужчины за исключением того, что мужчины передают признак только дочерямпередают признак только дочерям

- гипофосфатемиягипофосфатемия

Х-сцепленный Х-сцепленный рецессивныйрецессивный::-больные могут не встречаться в больные могут не встречаться в предыдущем поколении;предыдущем поколении;- больной ребенок рождается у больной ребенок рождается у здоровых родителей;здоровых родителей;- болеют преимущественно мужчиныболеют преимущественно мужчины

* Девочки - от * Девочки - от гетерозиготной матери и гетерозиготной матери и больного отца (50%)больного отца (50%)

- гемофилия*гемофилия*

синдром ломкой Х-синдром ломкой Х-хромосомы хромосомы (Мартина-Белл)(Мартина-Белл)

Генетика и ракГенетика и рак

СоматическиеСоматические мутации мутации могут приводить к могут приводить к нарушению функции нарушению функции или гибели клеток. или гибели клеток.

Но значительно опаснее, Но значительно опаснее, если в результате если в результате соматической мутации соматической мутации произойдет произойдет злокачественное злокачественное перерождение клеткиперерождение клетки. . Индуцированные опухоли Индуцированные опухоли ничем не отличаются от ничем не отличаются от спонтанных. спонтанных.

Причиной рака могут стать Причиной рака могут стать все типы мутаций.все типы мутаций.

БОЛЕЗНИ МАТЕРИНСКОГО НАСЛЕДОВАНИЯБОЛЕЗНИ МАТЕРИНСКОГО НАСЛЕДОВАНИЯ

► Стрелочками обозначены гены, связанные Стрелочками обозначены гены, связанные с митохондриальными болезнями с митохондриальными болезнями

Митохондриальные Митохондриальные болезниболезни -гетерогенная -гетерогенная группа заболеваний, группа заболеваний, обусловленных обусловленных генетическими, генетическими, структурными, структурными, биохимическими биохимическими дефектами митохондрий и дефектами митохондрий и нарушением тканевого нарушением тканевого дыхания. дыхания. Для постановки диагноза Для постановки диагноза митохондриального митохондриального заболевания важен заболевания важен комплексный комплексный генеалогический, генеалогический, клинический, клинический, биохимический, биохимический, морфологический и морфологический и генетический анализ. генетический анализ.

Геномный импринтингГеномный импринтинг

► Генетический анализ Генетический анализ наследственных болезней, наследственных болезней, выявляющий явление выявляющий явление наследственного наследственного импринтинга: А - импринтинга: А - нормальный аллель гена, нормальный аллель гена, а - мутантный рецессивный а - мутантный рецессивный аллель. Показаны аллель. Показаны генотипы (сочетания генотипы (сочетания генов) в потомстве. генов) в потомстве. Импринтинг, Импринтинг, сопровождающийся сопровождающийся метилированием и метилированием и инактивацией гена, инактивацией гена, показан звездочкой показан звездочкой

Геномный импринтингГеномный импринтинг(однородительская дисомия)(однородительская дисомия)

ПРИОННЫЕ БОЛЕЗНИ ПРИОННЫЕ БОЛЕЗНИ БКЯ – Болезнь Крейтцфельдта-Якоба, БКЯ – Болезнь Крейтцфельдта-Якоба, ФСИ – фатальная семейная инсомния, ФСИ – фатальная семейная инсомния,

СГШШ – Синдром Герстманна-Штреусслера-ШейнкераСГШШ – Синдром Герстманна-Штреусслера-Шейнкера

► СтруктураСтруктура "нормального" (слева) и "нормального" (слева) и "аномального" (справа) "аномального" (справа) прионного белкаприонного белка

Механизм накопления инфекционного прионного белка в зараженном организме сегодня точно Механизм накопления инфекционного прионного белка в зараженном организме сегодня точно не известен. По-видимому, что инфицирующий прионный белок вызывает в здоровом до этого не известен. По-видимому, что инфицирующий прионный белок вызывает в здоровом до этого организме трансформацию нормального (клеточного) прионного белка в его инфекционную организме трансформацию нормального (клеточного) прионного белка в его инфекционную форму. В этом случае речь идет об изменении третичной или даже четвертичной структуры форму. В этом случае речь идет об изменении третичной или даже четвертичной структуры исходного белка РrРисходного белка РrРCC. Таким образом, процесс накопления инфекционного прионного белка . Таким образом, процесс накопления инфекционного прионного белка происходит не в результате синтеза в зараженном организме молекул PrPпроисходит не в результате синтеза в зараженном организме молекул PrPScSc de novo, а вследствие de novo, а вследствие конформационных изменений уже синтезированных нормальных молекул РrРконформационных изменений уже синтезированных нормальных молекул РrРCC под влиянием под влиянием молекул инфекционного прионного белка РrРмолекул инфекционного прионного белка РrРSсSс. В результате под влиянием одной молекулы РrР. В результате под влиянием одной молекулы РrРScSc происходит трансформация контактирующей с ней одной молекулы РrРпроисходит трансформация контактирующей с ней одной молекулы РrРCC в ее инфекционную в ее инфекционную форму. Следующий этап включает в себя уже влияние двух молекул РrРформу. Следующий этап включает в себя уже влияние двух молекул РrРScSc, под воздействием , под воздействием которых сразу образуются еще две (а всего их будет четыре) молекулы РrРкоторых сразу образуются еще две (а всего их будет четыре) молекулы РrРScSc и т.д. Таким и т.д. Таким образом, процесс накопления инфекционного прионного белка носит лавинообразный характер.образом, процесс накопления инфекционного прионного белка носит лавинообразный характер.

Наследственная предрасположенностьНаследственная предрасположенность к заболеваниям к заболеваниям

Гены предрасположенностиГены предрасположенности Ф.Коллинз, директор Международной Ф.Коллинз, директор Международной

программы "Геном человека": программы "Геном человека": "Каждый из нас генетически "Каждый из нас генетически

несовершенен. По мере разработки все несовершенен. По мере разработки все новых и новых генетических тестов у новых и новых генетических тестов у каждого человека можно обнаружить каждого человека можно обнаружить мутацию, предрасполагающую к тому мутацию, предрасполагающую к тому или иному заболеванию". или иному заболеванию".

Таким образом, "гены Таким образом, "гены предрасположенности" – это, по сути, предрасположенности" – это, по сути, мутантные аллели, которые мутантные аллели, которые совместимы с рождением и жизнью в совместимы с рождением и жизнью в постнатальном периоде, но при постнатальном периоде, но при определенных неблагоприятных определенных неблагоприятных условиях могут способствовать условиях могут способствовать развитию того или иного заболевания. развитию того или иного заболевания. В зависимости от природы В зависимости от природы провоцирующего фактора их относят к провоцирующего фактора их относят к "генам внешней среды" ("environmental "генам внешней среды" ("environmental genes") либо к генам-триггерам, genes") либо к генам-триггерам, запускающим патологический процесс запускающим патологический процесс при сочетании каких-то при сочетании каких-то неблагоприятных факторов. В отличие неблагоприятных факторов. В отличие от моногенных болезней, для от моногенных болезней, для возникновения которых достаточно возникновения которых достаточно наличие мутаций в структурном гене, наличие мутаций в структурном гене, эти заболевания принадлежат к эти заболевания принадлежат к наиболее многочисленной группе наиболее многочисленной группе мультифакториальных болезней, в мультифакториальных болезней, в появлении которых повинны как появлении которых повинны как генетические, так и экзогенные генетические, так и экзогенные факторы. факторы.

Генетический грузГенетический груз

Множество хронических болезней человека связаны с Множество хронических болезней человека связаны с понятием генетического груза. Генетический груз на понятием генетического груза. Генетический груз на сегодняшний день составляет до 10% для сегодняшний день составляет до 10% для новорожденных детей. новорожденных детей.

Частота спонтанных генных мутаций установлена в Частота спонтанных генных мутаций установлена в пределах 10пределах 10-10-10 на геном на поколение. на геном на поколение.

Для радиации удваивающая доза для генетических Для радиации удваивающая доза для генетических последствия составляет 1 Гр.последствия составляет 1 Гр.

Оценка генетического риска облученияОценка генетического риска облучения (НКДАР (НКДАР 2001)2001)

Канцерогенный риск облучения 5.5 *10Канцерогенный риск облучения 5.5 *10-2-2 Зв Зв-1-1

Генетический риск облучения 0.2*10Генетический риск облучения 0.2*10-2-2 Зв Зв-1-1 (старое значение 1.3*10(старое значение 1.3*10-2-2 Зв Зв-1-1))

Группа заболеванийГруппа заболеваний Спонтанная Спонтанная частотачастота

на 1 млн на 1 млн новрожд.новрожд.

Риск на 1 Гр на 1 млн Риск на 1 Гр на 1 млн потомковпотомков

1 поколение1 поколение 2 2 поколениепоколение

МенделирующиеМенделирующие

аутосомно-доминант. + Х-аутосомно-доминант. + Х-сцепл.сцепл.

аутосомно-рецессивн.аутосомно-рецессивн.

1 6 1 6 5 0 05 0 0

7 7 5 0 05 0 0

~~ 750 – 1 500 750 – 1 500

00~ 1 300 – 2 ~ 1 300 – 2

500500

00

ХромосомныеХромосомные 4 0 0 04 0 0 0 Вошли в группу аутосомно-доми-Вошли в группу аутосомно-доми-нантных+Х-сцепл. и врожд. нантных+Х-сцепл. и врожд. аномалийаномалий

МультифакториальныеМультифакториальные

хронические хронические (частота в (частота в популяции)популяции)

врожденные аномалииврожденные аномалии

6 5 0 0 0 06 5 0 0 0 0

6 0 0 0 06 0 0 0 0~~ 250 – 1 250 – 1

200200

~~ 2 000 2 000

~~ 250 – 1 250 – 1 200200~~ 2400 – 3 2400 – 3 000000

ВсегоВсего 7 3 8 0 0 07 3 8 0 0 0 ~~ 3 000 – 4 700 3 000 – 4 700 ~~ 3 950 – 6 3 950 – 6 700700

Всего: на 1 Гр, в %% от спонтанного Всего: на 1 Гр, в %% от спонтанного уровняуровня

~~ 0,41 – 0,41 – 0,640,64

~~ 0,53 – 0,53 – 0,910,91

ЭПИГЕНЕТИКА - НОВАЯ НАУКА О ПЕРЕДАЧЕ ЭПИГЕНЕТИКА - НОВАЯ НАУКА О ПЕРЕДАЧЕ НАСЛЕДУЕМЫХ ПРИЗНАКОВ НЕ ЧЕРЕЗ НАСЛЕДУЕМЫХ ПРИЗНАКОВ НЕ ЧЕРЕЗ

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ДНК, А ЧЕРЕЗ ИЗМЕНЕНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ДНК, А ЧЕРЕЗ ИЗМЕНЕНИЕ ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИХ (ИЛИ НАДГЕНОМНЫХ) ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИХ (ИЛИ НАДГЕНОМНЫХ)

ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭКСПРЕССИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВГЕНОВ► ДНК - это не судьба. Генетика ДНК - это не судьба. Генетика

предполагает, а эпигенетика – предполагает, а эпигенетика – располагает.располагает.

► Эпигенетика доказывает, что мы Эпигенетика доказывает, что мы ответственны за целостность ответственны за целостность нашего генома. Раньше мы думали, нашего генома. Раньше мы думали, что только гены предопределяют, что только гены предопределяют, кто мы. Сегодня мы точно знаем: кто мы. Сегодня мы точно знаем: все, что мы делаем, все, что мы все, что мы делаем, все, что мы едим, пьем или курим, оказывает едим, пьем или курим, оказывает воздействие на экспрессию наших воздействие на экспрессию наших генов и генов будущих генераций. генов и генов будущих генераций. Эпигенетика предлагает нам новую Эпигенетика предлагает нам новую концепцию свободного выбора.концепцию свободного выбора.

► То, что мы наследуем от наших То, что мы наследуем от наших родителей, - это хромосомы, а родителей, - это хромосомы, а хромосомы состоят из ДНК только хромосомы состоят из ДНК только на 50%, остальную половину на 50%, остальную половину составляют протеины, несущие составляют протеины, несущие эпигенетические маркеры.эпигенетические маркеры.

Гены управляют поведением, Гены управляют поведением, а поведение - генамиа поведение - генами