Фгбоу во Чувашский государственный университет имени И. Н. Ульянова
 Скачать 78.11 Kb.
|
|
ФГБОУ ВО «Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова» Кафедра медицинской биологии с курсом микробиологии и вирусологии Генетический полиморфизм – причины, фенотипические проявления, со- циальное и медицинское значение Выполнил: Махкамов Ш.Х. Группа: М-22-1-18 Чебоксары - 2020 Полиморфизм (многоформность) – любое разнообразие форм одного и того же вида организмов. Полиморфизм является наиболее универсальным явлением жизни. Дж. Б.С. Холдейн назвал человека самым полиморфным видом на Земле. У человека полиморфны практически все признаки (цвет глаз, волос, форма носа и черепа, группа крови и т.д.). Полиморфизм может быть результатом как диск- ретной внутрипопуляционной изменчивости наследственного характера, так и может определяться нормой реакции. Генетический полиморфизм возникает благодаря закреплению в популя- ции разных мутаций. Поэтому его классифицируют на: генный, хромосомный и геномный. Генный полиморфизм обусловлен наличием двух или более аллелей. Напри- мер, способность людей ощущать вкус фенилтиомочевины определяется доми- нантным аллелем (ТТ, Тt), рецессивные гомозиготы (tt) – его не ощущают. Наследование групп крови определяют три аллели – IА, IВ, I0. Хромосомный полиморфизм связан с хромосомными аберрациями, а геномный – с изменением наборов хромосом в кариотипе (гетероплоидия). Полиморфные генетические системы по их предполагаемой природе включают в себя три группы полиморфизмов: транзиторный, нейтральный, ба- лансированный. Транзиторный полиморфизм объясняется сменой генетического состава популяции по рассматриваемому локусу. Один новый аллель в изменившихся усло- виях среды становится более выгодным и заменяет "исходный". Такой полимор- физм не может быть стабильным потому, что благодаря естественному отбору рано или поздно "исходный" аллель будет вытеснен новым и популяция будет мо- номорфной по "новому" аллелю. Скорость такого процесса нельзя заметить на протяжении жизни одного поколения. При нейтральном полиморфизме из-за случайных стохастических про- цессов (дрейф генов, эффект основателя) происходит случайное изменение частот аллелей. Например, возникновения различий в адаптивно-индифферен- тных признаках (приросшая или свободная мочка уха). Изменения генных час- тот по этим признакам осуществляется по механизму дрейфа генов, чем и объясняется нейтральный тип их эволюции. Балансированный полиморфизм – это полиморфизм, обусловленный сложным балансом между отбором против обеих гомозигот в пользу гетерозиготы. Рецессивный генотип подвергается более сильной элиминации, чем доминантный. Различия в скорости элиминации двух этих генотипов поддерживают посто- янное, стабильное равновесное существование в популяции обеих аллелей с собс- твенной для каждого частотой. Этим и объясняется стабильность такого поли- морфизма. Наиболее полно изучены системы сбалансированного полиморфизма, связанные с отбором по малярии – аномальных гемоглобинов, талассемии, недос- таточности эритроцитарного фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы. Стабильность этих полиморфизмов исчезает в связи с успехами борьбы с маля- рией. Балансированный полиморфизм превращается в транзиторный. Однако для снижения генных частот теперь уже полностью патологических генов, пос- кольку нет нужды в защите от малярии, должно пройти несколько десятков по- колений. Большое число открытых к настоящему времени полиморфных систем у человека со значительным числом аллелей приводит к тому, что практически каждый человек обладает уникальным набором генов, что позволяет говорить о биохимической и иммунологической индивидуальности личности. Это имеет большое значение в медицинской практике, особенно в судебной экспертизе. Обычно наследственная предрасположенность носит мультифакториальный характер и определяется множеством генов с преобладающим эффектом од- ного или нескольких генов. Для установления этих генов пользуются биохими- ческими и иммунологическими методами антропогенетики. В настоящее вре- мя описано более 130 полиморфных генных локусов, кодирующих полиморфные белки. Это белки-ферменты, антигены, транспортные белки и т.д. Высказыва- ются суждения, что около одной трети структурных генов человека должны иметь множественные аллели, т.е. кодировать полиморфные продукты метабо- лизма. В таком большом выборе для генетической рекомбинации заложена воз- можность возникновения индивидов с неблагоприятными сочетаниями генов, опре- деляющих наследственную предрасположенность к заболеваниям. Учитывая ге- нетический полиморфизм, для конкретного определения генетического фак- тора предрасположения к болезни сравнивают частоту встречаемости тех или иных полиморфных белков (антигенов) при данной болезни и в контрольной группе здоровых людей. Имеются многочисленные сведения по ассоциациям бо- лезней с иммунологическими маркерами – антигенами групп крови АВО, сис- темы HLA, с гаптоглобинами крови и с секретором. В частности, установлена предрасположенность людей со 2 группой (А) крови к раку желудка, толстой кишки, яичника, шейки матки, ревматизму, ишемической болезни сердца, тромбоэмболиями и т.д. Люди с 1 группой крови (0) предрасположены к заболева- ниям язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки и т.д. Исследованиями С.С. Четверикова, Н.В. Тимофеева-Ресовского, Н.П. Дубинина, В.Г. Добжанского в тридцатых годах было показано широкое распространение в природе летальных мутаций, что представляло собой открытие феномена генетического груза. Генетический груз можно определить как относитель- ное снижение жизнеспособности особей в популяции по сравнению с особями с оптимальным генотипом. Человек подчиняется всем тем же законам мутационной и популяционной генетики, что и все другие организмы. Для него также характерен генети- ческий груз. Об этом говорят факты широкого распределения у человека врожденных наследственных заболеваний. Среди них много заболеваний, обуслов- ленных наличием рецессивных генов. В этом случае больной ребенок рождается от внешне здоровых родителей. По подсчетам имеется около 100 разных нас- ледственных болезней, которые в каждом поколении поражают около 4% ново- рожденных. Объем генетического груза и его природу у человека изучают пу- тем анализа последствий от родственных браков. Потомки от брака родствен- ников испытывают на себе влияние генетического груза в виде высокого процен- та мертворождений и высокой смертности до года и выше. Так, по наблюдени- ям, проведенным во Франции (Сэттер В., 1958), мертворожденные в родственных браках составляют от 26 до 50 на 1000 рожденных, тогда как у не родственни- ков – от 19 до 21 на 1000 рожденных. Генетический груз понимается не только как летальные мутации, переходящие в гомозиготное состояние, но и весь спектр мутаций, понижающий адаптивные свойства особей. В популяции раз- личают генетический груз трех видов: мутационный, сбалансированный, субс- титуционный (переходный). Мутационный груз возникает за счет повторных мутаций. Его объем опре- деляется частотой мутаций во всех локусах, дающих отрицательные измене- ния. Сбалансированный груз имеет место тогда, когда отбор в разных направ- лениях действует на гомозиготы и гетерозиготы (пример с HbS). Субституционный груз возникает при изменениях в условиях среды, когда аллель, ранее обеспечивающий адаптивную норму, становится отрицательным. В этих условиях частоты обеих аллелей – старого, потерявшего приспосо- бительное значение, и нового – еще достаточно велики, это вызывает полимор- физм и заметное проявление генетического груза за счет старого аллеля. Проблема генетического груза у человека имеет большое значение для современной медицины, т.к. наследственные заболевания приобретают все боль- ший удельный вес в отягощении человечества болезнями. Знания генетики нас- ледственных болезней, степени насыщенности ими популяций, географии па- тологических генов необходимы для практической медицины. Эти проблемы исключительно важны для антропологии, для понимания будущей биологической эволюции человека. Вопрос о генетическом грузе у человека приобретает осо- бое значение в связи с проблемами защиты окружающей среды от загрязнений. |