Биохимический метод, его значение для изучения наследственности человека. Понятие о генных болезнях

Метод позволяет оценить наличие мутаций в наследственном материале косвенно - через продукты экспрессии генов, т.е., в основном, через ферментные белки. Как известно, ферменты - катализаторы биохимических реакций. Если их не будет, то реакция будет протекать настолько медленно, что принято считать, что она и вовсе не происходит. Если же нет химической реакции превращений одного вещества в другое, то можно говорить о том, что в биологических жидкостях будет отсутствовать продукт реакции, тогда как исходный метаболит будет накапливаться в избытке. Основываясь на этом утверждении и проверяя содержание в биологических жидкостях того или иного метаболита, можно установить дефицит какого фермента наблюдается в организме, а потом уже сделать вывод о дефекте в том или ином гене. Впервые этот метод стали применять для диагностики генных болезней еще в начале 20 века. С их помощью описано более 1000 врожденных болезней обмена веществ. Генные болезни – это большая группа заболеваний, возникающих в результате повреждения ДНК на уровне гена. Большинство генных патологий обусловлено мутациями в структурных генах, осуществляющих свою функцию через синтез полипептидов — белков. Любая мутация гена ведет к изменению структуры или количества белка. Основная схема генных болезней включает ряд звеньев:мутантный аллель → измененный первичный продукт → цепь биохимических процессов в клетке → органы → организм. В результате мутации гена на молекулярном уровне возможны следующие варианты:синтез аномального белка; выработка избыточного количества генного продукта; отсутствие выработки первичного продукта; выработка уменьшенного количества нормального первичного продукта. Особенностью генных (как и вообще всех наследственных) болезней является их гетерогенность. Это означает, что одно и то же фенотипическое проявление болезни может быть обусловлено мутациями в разных генах или разными мутациями внутри одного гена. Впервые гетерогенность наследственных болезней была выявлена С. Н. Давиденковым в 1934 г.

Общая частота генных болезней в популяции составляет 1-2%. Условно частоту генных болезней считают высокой, если она встречается с частотой 1 случай на 10000 новорожденных, средней – 1 на 10000 - 40000 и далее – низкой. Моногенные формы генных заболеваний наследуются в соответствии с законами Г. Менделя. По типу наследования они делятся на аутосомно-доминантные, аутосомно-рецессивные и сцепленные с Х- или Y-хромосомами. К генным болезням у человека относятся многочисленные болезни обмена веществ. Они могут быть связаны с нарушением обмена углеводов, липидов, стероидов, пуринов и пиримидинов, билирубина, металлов и др. Самая многочисленная группа наследственных болезней обмена веществ. Почти все они наследуются по аутосомно-рецессивному типу. Причина заболеваний — недостаточность того или иного фермента, ответственного за синтез аминокислот. К ним относится: фенилкетонурия - нарушение превращения фенилаланина в тирозин из-за резкого снижения активности фенилаланингидроксилазы; алкаптонурия - нарушение обмена тирозина вследствие пониженной активности фермента гомогентизиназы и накоплением в тканях организма гомотентизиновой кислоты; глазо-кожный альбинизм - обусловлен отсутствием синтеза фермента тирозиназы. Нарушения обмена углеводов: галактоземия - отсутствие фермента галактозо-1-фосфат-уридилтрансферазы и накопление в крови галактозы; Болезни, связанные с нарушением липидного обмена: болезнь Ниманна-Пика - снижение активности фермента сфингомиелиназы, дегенерация нервных клеток и нарушение деятельности нервной системы; болезнь Гоше - накопление цереброзидов в клетках нервной и ретикуло-эндотелиальной системы, обусловленное дефицитом фермента глюкоцереброзидазы. Наследственные болезни пуринового и пиримидинового обмена: подагра; Болезни нарушения обмена соединительной ткани: синдром Марфана («паучьи пальцы», арахнодактилия) - поражение соединительной ткани вследствие мутации в гене, ответственном за синтез фибриллина;

9) Методы пренатальной диагностики: УЗИ, амниоцентез, кордоцентез, хорион- и плацентобиопсия.

Представляет собой совокупность исследований, позволяющих обнаружить заболевание до рождения ребенка. К основным методам относятся: 1)Из всех методов наиболее распр. является УЗИ плода. Проводят всем беременным женщинам, трехкратно, на 14-16, 20-21,26-27 неделях беременности. С помощью УЗИ можно диагностировать пороки конечностей, грубые пороки мозга, пророки почек (смещение, блуждающая), пороки ЖКТ, некоторые врожденные пороки сердца (не заращение меж предсердных, меж желуд. перегородок). 2 ) Хорион (или плацентобиопсия) Хорион – оболочка или послед(наружная оболочка зародыша). Применяется для получения небольшого количества ворсинок хориона или кусочков плаценты в период с 7-16 недели беременности. Процедура осущ. транс абдоминально, транс цервикально под контролем УЗИ. Осложнения после транс цервикальной хорионбиопсии – примерно у 10% женщин кровотечение, у 1-2% - выкидыш. После транс абдоминального у 2,5% женщин наблюдается сокращение мускулатуры матки. 3) Метод амниоцентеза ( прокол плодного пузыря). Применяется с целью получения околоплодной жидкости или наход. в ней слущенных клеток плода. Процедуру проводят обычно на 15-18 неделе. Риск осложнения – 0,2%э Под контролем УЗИ из амниотич. Полости извлекают от 3-30 мл жидкости. 4) Кордоцентез –«хорда» - пуповина, т.е. взятие крови из пупочной вены. Процедуру проводят с 20 недели. Образцы крови явл.предметом исследования цитогенетического, биохимического методов. Частота осложнений – меньше 2%. 5) Биопсия тканей плода – берется кожа при таких болезнях как ихтиоз (омертвление кожи), эпидермолиз, прогерия (синдром преждевременной старости).6) Биопсия мышц – при миопатиях. Выкидыш – 7-8%. – определение α-фетопротеина («фетус» - потомство).