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

Близнецовый метод изучения наследственности человека состоит в изучении развития признаков у близнецов. Что в человеке является врожденным, а что приобретается в процессе жизни под воздействием окружающей среды? каков баланс влияний наследственных и средовых на различных этапах развития и становление личности? Наиболее адекватным объектом для научного решения этих вопросов считаются близнецы –это удивительные явления, вызывающие постоянный интерес окружающих. Близнецы монозиготные, или однояйцовые (ОБ), кроме того, представляют собой единственную в своём роде модель полного генетического тождества разных индивидов.

Близнецовый метод, сформулированный более ста лет назад английским психологом, антропологом Ф. Гальтоном, находит в настоящее время все более широкое применение во многих отраслях науки о человеке. Вальтер Фридрих сказал: «Близнецы –это прекрасный подарок природы, нужно уметь ценить его и внимательно изучать».

Является ли рождение близнецов редкостью? С точки зрения повседневных наблюдений, это, вероятно так. Но количество близнецов в мире исчисляются миллионами.известно, поступление многоплодной беременности зависит от возраста матери. Нот это относится только к двуяйцовым близнецам (ДБ). ОБ рождаются у женщин в любом возрасте. Молодые женщины рожают ДБ намного реже, чем женщины в старшем детородном возрасте. Максимум значения ДБ обнаруживается у 35 040 летних женщин. Вероятность такой беременности у них в 6 раз выше, чем у двадцатилетних. существует два типа близнецов –ОБ, ДБ.

В некоторых случаях определить тип можно по их внешнему виду. Если это разнополая пара диагноз может быть только один: двуяйцовые. Если однополые близнецы поразительно непохожи, то это также скорее всего, ДБ. Но здесь уже могут быть ошибки, т.к. и однояйцовые близнецы –вследствие тяжелых нарушений во время беременности или болезней, нарушений в питании или несчастных случаев после рождения –физически выглядят довольно различно. Однако гораздо сложнее определить однополых очень похожих близнецов. Правильный ответ могут дать только тщательные сравнения, определённые анализы. Однако знание своего типа представляет для близнецов не только моральную ценность, но может иметь число практическое значение.

ДБ появляются из двух яйцеклеток. С точки зрения генетики ДБ –обычные братья и сестры. Они происходят из двух различных материнских яйцеклеток, оплодотворенных двумя различными отцовскими семенными клетками, то есть из двух различных зигот. Они отличаются от других братьев и сестер только одновременным зачатием, соседством в организме матери и, конечно, общим днем рождения.

Совсем иные условия у зарождения ОБ, которые происходят из одной зиготы. Зародыш расщепляется на две симметричные генетически идентичные половины, которые имеют одинаковый наследственный потенциал, однако развиваются как два самостоятельных индивида. Существует три варианта ОБ (т.1)

1) Если расщепление происходит в первые 5 дней, то оба зародыша развиваются в условиях типичных для ДБ. Отсюда и большое количество ошибочных диагнозов.

2) Если расщепление происходит на 5 -7 дней. Этот случай самый частый. Его можно рассматривать как типичный для ОБ.

3) Если деление происходит после 7 дней.- сиамские близнецы

Физическое развитие близнецов.

Как нам уже известно, пары ОБ гораздо больше похожи между собой, чем пары ДБ. Физ. признаки у ОБ совпадают почти в 100% случаев полностью.а различия одиночных братьев и сестер и ДБ почти совпадают. Большая разница между обеими группами ОБ и ДБ, выросших раздельно, различия в весе немного больше, что говорит о влиянии на развитие окружающей среды. Рост всего организма, как считают генетики, на 80% обусловлен наследственными факторами. Близнецовый метод был также широко использован медиками для выяснения причин патологических явлений и доли участия генетической предрасположенности в возникновении заболеваний. Например, определенных болезнях, считавшихся обусловленными внешней средой, выяснялось несомненное участие наследственных факторов. При сравнении Б. принято исходить из гипотезы Сименса 6 признак, который у ОБ совпадает чаще чем у ДБ, больше обусловлен наследственностью. В области физического развития и генетического анализа заболеваний, эта гипотеза справедлива, но в отношении большинства психических признаков неправомерна.

Развитию мысленных способностей человека наука о близнецах всегда уделяла особое внимание. В начале XX века формулировались особые воззрения на развитие интеллекта. Эти теории рассматривали интеллектуальные достижения, школьные и профессиональные успехи, имущественное соглашения и финансовые доходы людей, исходя из наследственной предрасположенности, оправдывая его социальное неравенство. Но современные исследования утверждают, что мозг, являющийся носителем мышления и сознания, так же как и любой другой орган, биологически различен у разных людей, что у разных людей выражается в его функциях.но закономерности, действующие в сфере физического развития, не могут быть автоматически перенесены в сферу психики. Природные задатки играют важную роль, но сами по себе, не определяют уровень развития интеллекта, который является результатом деятельности человека в конкретной общественной среде, то есть формулируется в процессе активного обучения.

Рождение так называемых сиамских близнецов всегда вызывало изумление. Их необычное и причудливое существование полно глубокого человеческого трагизма и для них самих и для их родителей.

Сиамские близнецы с точки зрения медицины относится к случаю «двойного уродства». Они происходят из первой зиготы, то являются ОБ. Как уже говорилось раньше, такое аномальное образование близнецов объясняется крайне законодательным процессом расширения зиготы. Всего несколько часов являются решающими для возникновения самых различных форм и степеней сращивания.

В январе 1981г. в Болгарии родился ребёнок женского пола с двумя головами, или как считаю врачи с одним животом. Они были органически объединены друг с другом, не очень сильно обладали раздельной нервной системой, двумя позвоночными столбами, двумя пищеводами, двумя желудками. Но у них было только 1 легкое, 1 печень, общая выделительная система, 1 сердце. Расщепление зародыша позже пятнадцатого дня приводит к паразитарным образованиям. Такое образование может находиться как снаружи организма носителя, так и внутри в виде опухоли. Рудиментарное тело паразита может содержать конечности и самые разнообразные ткани. Размер их иногда может быть значительным.

В XVII веке, в Западной Европе жил граф ЛаццароКоллоредо. На его груди висел рудиментарный близнец, который достигал, примерно 90 см в длину. Голова и тело были четко оформлены, одной ноги не было, на изуродованных кистях рук, было по три пальца. Человекоподобное существо двигало руками, ушами, губами, дышало, у него прослушивались удары сердца. Всемирно известными стали родившиеся в 1811г. в Таиланде, по которым вся группа близнецов сросшихся между собой получила название сиамских. Благодаря достижениям современной медицины и мужеству врачей удалось смягчить тяжкие человеческие страдания многих сиамских близнецов. Разделение сиамских близнецов почти всегда ставит врача под необходимостью принять трудное решение. За которое он отвечает перед своей совестью, так как шансы на выживание у близнецов с самого начала не велики. Развитие науки позволяет надеяться, что вероятность успеха в будущем будет постоянно увеличиваться.

Генные болезни – это большая группа заболеваний, возникающих в результате повреждения ДНК на уровне гена. Термин употребляется в отношении моногенных заболеваний, в отличие от более широкой группы - Наследственные заболевания (см.) Причины генных патологий.

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.

Начало любой генной болезни связано с первичным эффектом мутантногоаллеля.

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.

Не заканчиваясь на молекулярном уровне в первичных звеньях, патогенез генных болезней продолжается на клеточном уровне. При различных болезнях точкой приложения действия мутантного гена могут быть как отдельные структуры клетки — лизосомы, мембраны, митохондрии, пероксисомы, так и органы человека.

Клинические проявления генных болезней, тяжесть и скорость их развития зависят от особенностей генотипа организма, возраста больного, условий внешней среды (питание, охлаждение, стрессы, переутомление) и других факторов.

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.

Классификация

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. Пока еще нет единой классификации наследственных болезней обмена веществ.

Болезни аминокислотного обмена

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;

гликогеновая болезнь - нарушение синтеза и разложения гликогена.

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;

Синдром Леша-Найхана.

Болезни нарушения обмена соединительной ткани

синдром Марфана («паучьи пальцы», арахнодактилия) - поражение соединительной ткани вследствие мутации в гене, ответственном за синтез фибриллина;

мукополисахаридозы - группа заболеваний соединительной ткани, связанных с нарушеним обмена кислых гликозаминогликанов.

Фибродисплазия - заболевание соединительной ткани,связанное с ее прогрессирующим окостенением в результате мутации в гене ACVR1

Наследственные нарушения циркулирующих белков

гемоглобинопатии - наследственные нарушения синтеза гемоглобина. Выделяют количественные (структурные) и качественные их формы. Первые характеризуются изменением первичной структуры белков гемоглобина, что может приводить к нарушению его стабильности и функции (серповидноклеточная анемия). При качественных формах структура гемоглобина остается нормальной, снижена лишь скорость синтеза глобиновых цепей (талассемия).

Наследственные болезни обмена металлов

болезнь Коновалова-Вильсона и др.Синдромы нарушения всасывания в пищеварительном тракте

муковисцидоз;

непереносимость лактозы и др.