рефераты бесплатно
Рефераты бесплатно, курсовые, дипломы, научные работы, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, сочинения,рефераты литература, рефераты биология, рефераты медицина, рефераты право, большая бибилиотека рефератов, реферат бесплатно, рефераты авиация, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент и многое другое.
ENG
РУС
 
рефераты бесплатно
ВХОДрефераты бесплатно             Регистрация

Генные болезни  

Генные болезни

Генные болезни.

Это группа болезней, в основе развития которых лежат нарушения числа

или структуры хромосом, возникающие в гаметах родителей или на ранних

стадиях дробления зиготы. История изучения Х.б. берет начало с кинических

исследований, проводившихся задолго до описания хромосом человека и

открытия хромосомных аномалий. Х.б. - болезнь Дауна (трисомия 21) ,

синдромы: Тернера (трисомия 18), Клайнфелтера, Патау (трисомия 13),

Эдвардса.

С разработкой метода авторадиографии стала возможной идентификация

некоторых индивидуальных хромосом, что способствовало открытию группы Х.б.,

связанных со структурными перестройками хромосом. Интенсивное развитие

учения о Х.б. началось в 70х годах 20 в. после разработки методов

дифференциального окрашивания хромосом.

Классификация Х.б. основана на типах мутаций вовлеченных в них

хромосом. Мутации в половых клетках приводят к развитию полных форм Х.б.,

при которых все клетки организма имеют одну и ту же хромосомную аномалию.

В наст. Время описано 2 варианта нарушений числа хромосомных

наборов - тетраплоидия и триплодия. Другая группа синдромов обусловлена

нарушениями числа отдельных хромосом – трисомиями (когда имеется добавочная

хромосома в диплоидном наборе) или моносомия (одна из хромосом

отсутствует).Моносомии аутосом несовместимы с жизнью . Трисомии - более

часто встречающаяся паталогия у человека . Ряд хромосомных болезней связан

с нарушением числа половых хромосом.

Самая многочисленная группа Х.б.- это синдромы, обуслов

ленные структурными перестройками хромосом. Выделяют хромо-

сомные синдромы так называемых частичных моносомий (увеличение или

уменьшение числа отдельных хромосом не на целую хромосому, а на ее часть).

В связи с тем, что подавляющая часть хромосомных аномалий относится к

категории летальных мутаций, для характеристики их количественных

параметров используются 2 показателя - частота распространениея и частота

возникновения.

Выяснено, что около 170 из 1000 эмбрионов и плодов погибают до

рождения, из них около 40% - вследствие влияния хромосомных нарушений. Тем

не менее, значительная часть мутантов (носителей хромосомной аномалии)

минует действие внутриутробного отбора .

Но некоторые из них погибают в раннем детстве. Больные с аномалиями половых

хромосом из - за нарушений полового развития , как правило, не оставляют

потомства. Отсюда следует - все аномалии можно отнести к мутациям. Показано

,что в общем случае хромосомные мутации почти полностью изчезают из

популяции через 15 - 17 поколений .

Для всех форм Х.б. общим признаком является множественность

нарушений (врожденные пороки развития). Общими проявлениями Х.б. являются:

задержка физического и психомоторного развития, умственная отсталость,

костно-мышечные аномалии, пороки сердечно - сосудистой, мочеполовой,

нервной и др. систем, отклонение в гормональном, биохимическом и

иммунологическом статусе и др.

Степень поражения органов при Х.б. зависит от многих факторов - типа

хромосомной аномалии, недостающего или избыточного материала индивидуальной

хромосомы, генотипа организма, условий среды, в котором развивается

организм.

Этиологическое лечение Х.б. в настоящее время не разработано.

Разработка методов пренатальной диагностики делает этот подход

эффективным в борьбе не только с хромосомными, но и с др. наследственными

болезнями.

-

К настоящему времени на хромосомах человека картировано около 800 генов,

мутации которых приводят к различным наследственным заболеваниям.

Количество моногенных заболеваний, для которых известна локализация

контролирующего гена, еще больше и приближается к 950 за счет существования

аллельных серий, то есть групп болезней, клинически сильно отличающихся

друг от друга, но обусловленных мутациями в одном и том же гене . Для всех

этих заболеваний принципиально возможна пренатальная диагностика с

использованием косвенных методов молекулярного анализа .

Более половины картированных генов клонировано и охарактеризовано методами

молекулярного анализа. Для каждого из этих генов описаны мутантные варианты

среди соответствующих групп больных, причем количество идентифицированных

аллелей в разных генах может колебаться от одного до нескольких сотен

(см.ниже). Молекулярное генотипирование мутации позволяет проводить прямую

пренатальную диагностику соответствующего наследственного заболевания в

семьях высокого риска.

Другое положение, которое следует напомнить в вводной части этой главы

касается специфичности мутационных повреждений каждого структурного гена.

Несмотря на наличие общих закономерностей в мутационных процессах, спектр

мутаций для каждого гена, равно как и сами структурные гены —уникальны.

Причины этой уникальности кроются в особенностях первичной структуры ДНК

каждого гена, в частности, обогащенности CG нуклеотидами, его размерах,

наличии прямых и обращенных повторов, присутствии внутри гена ДНК

последовательностей, гомологичных внегенным участкам, что может приводть к

нарушениям процессов рекомбинации в мейозе и.т.д. Для каждого

идентифицированного гена, мутации которого приводят к наследственным

заболеваниям, разработаны эффективные методы молекулярной диагностики, как

правило, направленные на генотипирование наиболее частых мутаций этого

гена. Реже для этих же целей используется непрямой метод диагностики с

помощью молекулярных маркеров.

Примеры болезней

Адрено-генитальный синдром.

Адрено-генитальный синдром —(врожденный дефицит 21-гидроксилазы)

—достаточно распространенное аутосомно-рецессивное заболевание. Частота

«классических»форм 1:10 000 новоржденных, «неклассической»—около 1% в

популяции. В зависимости от характера нарушения функции гена и,

соответственно клинических проявлений «классическая форма»подразделляется

на два варианта: 1. летальная сольтеряющая форма; 2.

нелетальная —вирилизирующая форма, связанная c избытком андрогенов (Morel,

Miller, 1991).

В локусе 6р21.3, внутри сложного супергенетического комплекса HLA

идентифицированы два тандемно расположенных 21-гидроксилазных

гена —функционально активный CYP21B и псвдоген —CYP21А, неактивный

вследствие делеции в 3-м экзоне, инсерции со сдвигом рамки считывания в 7-м

экзоне и нонсенс мутаций —в 8-м экзоне. Ген и псевдоген разделены смысловой

последовательностью гена С4В, кодирующей 4-й фактор комплемента. Оба гена

состоят из 10 экзонов, имеют длину 3,4 кб и отличаются только по

87 нуклеотидам. Высокая степень гомологии и тандемное расположение указвают

на общность эволюционного происхождения этих генов. Любопытно отметить, что

такие же тандемно расположенные гены 21-гидроксилазы (называемые также

Р450с21) обнаружены и у других млекопитающих, причем у мышей, в отличие от

человека, активен только ген CYP21A, но не CYP21B, тогда как у крупного

рогатого скота функционально активны оба гена.

Белок- 21-гидроксилаза ( Р450с21- микросомальный цитохром 450) обеспечивает

превращение 17-гидроксипрогестерона в 11-дезоксикортизол и прогестерона —в

дезоксикортикостерон. В первом случае возникает дефицит глюкокортикоидов и,

прежде всего, кортизола, что в свою очередь стимулирует синтез АКТГ, и

ведет к гиперплазии коры надпочечников (вирилирующая форма). Нарушение

превращения прогестерона в дезоксипрогестерон ведет к дефициту

альдостерона, что в свою очередь нарушает способность почек удерживать ионы

натрия и приводит к быстрой потере соли плазмой крови (соль теряющая

форма).

Как и в случае гемофилии А, наличие рядом с кодирующим геном гомологичной

ДНК последовательности зачастую ведет к нарушениям спаривания в мейозе и,

как следствие этого, к конверсии генов (перемещения фрагмента активного

гена на псевдоген), либо к делеции части смыслового гена. В обоих случаях

функция активного гена нарушается. На долю делеций приходится около 40%

мутаций, на долю конверсий —20% и примерно 25% составляют точечные мутации.

Согласно отечественным данным в случае наиболее тяжелой сольтеряющей формы

АГС, на долю конверсий приходится более 20% мутантных хромосом, на долю

делеций —около 10% (Evgrafov et al., 1995).

Непрямая диагностика АГС возможна с помощью типирования тесно сцепленных с

геном CYP21B аллелей HLA A и HLA B генов, а также алелей гена HLA DQA1.

Прямая ДНК диагностика АГС основана на амплификакции с помощью ПЦР

отдельных фрагментов генов CYP21B и CYP21A, их рестрикции эндонуклеазами

HaeIII или RsaI и анализе полученных фрагментов после электрофореза

(Evgrafov et al., 1995).

10.4.10 Спинальная мышечная атрофия.

Спинальная мышечная атрофия (СМА) — аутосомно-рецессивное заболевание,

характеризуется поражением моторных нейронов передних рогов спинного мозга,

в результате чего развиваются симметричные параличи конечностей и мышц

туловища. Это —второе после муковисцидоза наиболее частое летальное

моногенное заболевание (частота 1: 6 000 новорожденных).

СМА подразделяется на три клинические формы. Тип I. Острая форма (болезнь

Верднига-Гоффмана), проявляется в первые 6 месяцев жизни и приводит к

смерти уже в первые два года; Тип II. Средняя (промежуточная) форма,

пациенты не могут стоять, но обычно живут более 4-х лет; Тип III.

Ювенильная форма (болезнь Кугельберга-Веландера) —прогрессирующая мышечная

слабость после 2-х лет. Все три формы представляют собой аллельные варианты

мутаций одного гена SMN (survival motor neurons), картированного в локусе

D5S125 (5q13) и идентифицированного методом позиционного клонирования

(см.Главу III) в 1995г (Lefebvre et al. 1995). В этой пока единственой

работе показано, что ген SMN размером всего 20 000 п.о.состоит из

8 экзонов. мРНК этого гена содержит 1 700 п.о. и кодирует ранее неизвестный

белок из 294 аминокислотных остатков с молекулярным весом 32 КилоДальтона.

Ген дуплицирован. Его копия (возможно вариант псевдогена) располагается

несколько ближе к центромере и отличается от гена SMN наличием 5-и точечных

мутаций, позволяющих отличить оба гена путем амплификации экзонов 7 и 8 и

их исследованием методом SSCP анализа (см.Главу IV). Ген назван сBCD541, по

аналогии с первоначальным вариантом названия для теломерной копии, то есть

гена SMN, tBCD541. Ген cBCD541 экспрессируется, но в отличие от гена SMN

его сДНК подвергается альтернативному сплайсингу с утратой экзона 7.

Отсутствие гена SMN (tBCD541) у 93% больных (213 из 229), его разорванная

(interrupted) структура у 13 обследованных пациентов (5.6%) и наличие

серьезных мутаций у оставшихся 3-х больных дали основание именно данную

теломерную копию гена считать ответственной за заболевание. Существенно

отметить, что центромерная копия гена обнаружена у 95.5% больных, тогда как

отсутствует она только у 4,4% пациентов.

В непосредственной близости от теломерного конца гена SMN идентифицирован

еще один ген —ген белка-ингибитора запрогаммированной гибели нейронов

(neuronal apoptosis inhibitory protein -NAIP). При тяжелых клинических

формах СМА (Тип I), обусловленных делециями, по-видимому, нередко

происходит утрата гена NAIP.

Согласно гипотезе авторов СМА возникает при гомозиготном состоянии мутаций

(обычно-делеций) в гене SMN, при этом различия между формами СМА

определяются двумя основными факторами: 1. числом копий гена

cBCD541 (две —в случае Типа I и четыре (возникающих вследствие конверсии

между SMN и cBCD541) — в случае Типа III), 2. наличием или отсутствием гена

NAIP. Среди всех обследованных СМА-больных не обнаружены случаи

одновременной делеции обоих гомологичных генов - SMN (tBCD541) и

сBCD541,что указывает, по мнению авторов,на то, что такая аберрация должна

проявляться как доминантная леталь еще в эмбриогенезе.

Некоторые положения этой, безусловно, основополагающей работы французских

авторов, по-видимому, еще требуют уточнения, однако, уже сейчас она сделала

возможной прямую молекулярную диагностику СМА у 98,6% больных. С этой целью

проводится амплификация экона 7, который отсутствует у подавляющего

большинства больных. Нормальный экзон 7 (ген SMN) дифференцируют от

мутантного варианта (ген cBCD541) c помощью SSCP анализа. При необходимости

возможна косвенная диагностика —ПЦР анализ динуклеотидных (CA) повторов ДНК

локусов D5S125; D5S112; D5S127; ПДРФ-анализ с фланкирующими ДНК-зондами MU,

105—RA; 153— GT.


© 2010.