Основы_Генетики_2

внешней секреции, тяжёлыми нарушениями функций органов дыхания и желудочно-кишечного тракта.

Непереносимость лактозы (гиполактазия) – аутосомно-рецессивное патологическое состояние плохого усвоения лактозы (молочного сахара), генетической основой которого являются мутации в регуляторной и кодирующей областях гена LCT (HSA2q21), который кодирует лактазу. Этот фермент экспрессируется преимущественно в ресничных клетках кишечника и отвечает за расщепление лактозы на галактозу и глюкозу. Основными симптомами лактазной недостаточности являются метеоризм, боли в животе, диарея, рвота. У

детей лактазная недостаточность может проявляться хроническими запорами, беспокойством и плачем после еды. В разных популяциях человека частоты мутантных аллелей варьируют от 1 до 100%.

10. Гормональные нарушения

Тестикулярная феминизация (синдром Морриса) – сцепленное с полом рецессивное заболевание, когда при мужском кариотипе (46, XY) проявляется женский фенотип. Экспрессивность варьирует. При неполной феминизации гонады развиваются по мужскому типу, но некоторые половые признаки соответствуют женскому полу с разной степенью выраженности - гипертрофированный клитор, неполное закрытие шва мошонки, мошонкообразные большие половые губы,

укороченное влагалище (Рисунок IX, 7). При полной феминизации основным симптомом является отсутствие менструаций и полового оволосения при хорошо развитых молочных железах и женском фенотипе. Причиной заболевания являются различные мутации в гене

AR (HSAXq11-q12), который кодирует рецептор андрогена.

243

Рисунок IX, 7. Вид наружных половых органов при неполной тестикулярной феминизации. По материалам сайта http://www.healthua.org/img/woman/tabl/8_17.jpg.

Андрогенитальный синдром (женский псевдогермафродитизм) –

эндокринное нарушение с аутосомно-рецессивным типом наследования, при котором больная имеет наружные половые органы мужского типа и женскую гормональную структуру. У больных увеличен клитор, который становится похож на мужской половой член с одним уро-генитальным отверстием, отсутствует наружный вход во влагалище, малые половые губы отсутствуют, большие губы похожи на «разрубленную» мошонку. При этом внутренние половые органы могут иметь нормальный вид. Генетической основой заболевания являются мутации гена CYP21 (HSA6q21.3), который

244

кодирует фермент 21-гидроксилазу группы цитохрома П450,

участвующий в синтезе гормонов альдостерона и кортизола.

9.4 Молекулярные маркеры в изучении наследственной патологии

Значительная часть наследственных болезней и болезней с наследственной предрасположенностью имеют не моногенную природу. Их можно отнести к количественным признакам, то есть тем,

которые имеют непрерывный ряд изменчивости и могут быть измерены – например, рост, вес, длина конечностей. Аллели большого числа генов вносят вклад в проявление таких признаков, поэтому их называют полигенными. Проследить их наследование и выявить гены,

аллели которых участвуют в патологических процессах, можно при помощи генетических маркеров. Выявление сцепленного наследования (ассоциации) фенотипических признаков с генетическими маркерами позволяет найти районы хромосом,

оказывающие решающее влияние на изучаемые процессы

(позиционное клонирование), и получить надежные системы для молекулярной диагностики (молекулярное маркирование). В

настоящее время наиболее распространенными маркерами в генетике человека являются микросателлитные локусы (рисунок IX, 8; раздел

8.1) и мононуклеотидные полиморфные сайты – SNP ( рисунок IX, 9),

основные особенности которых показаны в таблице IX, 1.

Анализ экспрессии генов (всех или группы) на биочипах в тканях, имеющих отношение к определенному наследственному заболеванию, в норме и патологии часто позволяет выявить гены-

кандидаты для изучаемой болезни. Хромосомную локализацию

245

последовательностей ДНК, влияющих на количественный признак

(QTL), можно определить на основе совместного наследования с несколькими близко расположенными маркерами. Если удается найти маркеры, ограничивающие QTL с двух сторон, то на основе данных геномного сиквенса (разделы 7.7 и 8.4) можно составить список генов,

являющихся позиционными кандидатами для QTL изучаемого заболевания. При одновременном использовании анализа экспрессии и исследования ассоциаций заболевания с молекулярными маркерами можно определить наиболее вероятные гены-кандидаты – те, которые окажутся в обоих списках.

Степень восприимчивости к определенным лекарственным препаратам и эффективность их применения варьирует в широких пределах. При одном и том же заболевании подходящий для конкретного индивидуума препарат часто подбирают методом проб и ошибок. Кроме потери времени такой подход иногда наносит непоправимый вред здоровью. В настоящее время для большого количества лекарственных средств разработаны системы маркеров на основе SNP, позволяющие a priori (до опыта) предсказать реакцию индивидуального организма на то или иное химическое вещество.

Ассоциации отдельных аллельных вариантов ДНК-маркеров с особенностями биохимических реакций являются основой индивидуальной терапии (Рисунок IX, 10).

246

Рисунок IX, 8. В микросателлитных локусах единицей изменчивости

является группа нуклеотидов.

247

Рисунок IX, 9. В мононуклеотидных полиморфных сайтах (SNP)

единицей изменчивости является один нуклеотид.

Таблица IX, 1. Сравнение основных характеристик SNP и

микросателлитов.

	SNP	Микросателлиты
Число аллелей в	1-2 (4)	1- более 20
популяции
Средняя	~0,3	~0,7
	248

гетерозиготность
Информативность	+	+ + +
Число локусов в	~106	~105
геноме человека
Возможность	+ + +	+
автоматизации

Рисунок IX, 10. Принцип подбора индивидуальной терапии на основе

полиморфизма мононуклеотидных повторов - SNP.

249

Контрольные вопросы и задания к главе IX

1.К какой группе наследственных заболеваний можно отнести муковисцедоз?

2.Может ли у гетерозиготы по мутации гена SPTA1 быть наследственный сфероцитоз?

3.Какое наследственное заболевание вызвано накоплением гепарансульфата?

4.Почему число возможных аллелей SNP четыре?

Дополнительная литература к главе IX

Н.П. Бочков. Клиническая генетика // М.: Гэотар-Мед. 2002. – 457 С.

250

ГЛАВА X. Цитогенетическая и молекулярно-генетическая диагностика наследственных заболеваний человека

10.1 Диагностика хромосомных болезней

Диагностика хромосомных болезней может проводиться у взрослых индивидуумов любого возраста или пренатально (до рождения) - в этом случае при наличии патологии может быть рекомендовано прерывание беременности. Для проведения пренатальной диагностики требуются показания – наличие хромосомных аномалий в семье, возраст матери старше 35 лет,

долговременный контакт с мутагенами, ультразвуковые (например,

увеличение межворотникового расстояния) или биохимические маркеры (например, сывороточные) маркеры хромосомной патологии плода. Обычно на 10-11 неделе проводят биопсию хориона -

небольшое количество хориональной ткани отсасывается шприцем через катетер или длинную иглу. Вероятность выкидыша при этой процедуре 2-6%. Во втором триместре использую плацентоцентез

(позднюю биопсию хориона) – процедура аналогична хориоцентезу,

но объектом лабораторного исследования при этом являются клетки плаценты. На 15-16 неделе иногда проводят амниоцентез - из амниотической жидкости выделяют находящиеся в ней клетки плода

(слущенные клетки кожи плода, эпителиоциты из мочевыводящих путей и т.д.), которые культивируют для получения препаратов хромосом. Риск выкидыша при этом способе – около 1 %. Обычно клеток выделяется мало, размножить их в значительной степени затруднительно, поэтому провести полноценный кариологический анализ на митотических хромосомах (глава V) не всегда возможно. В

последние годы для пренатальной диагностики все более широко

251

применяется FISH с хромосомоспецифическими ДНК-зондами на интерфазных ядрах или CGH – сравнительная геномная гибридизация,

которые не требуют получения клеток на стадии метафазы (раздел

5.5). Наконец, после 18-ой недели используют кордоцентез – образцы крови плода получают из вены пуповины. Риск осложнений при последнем способе минимален, но прерывание беременности в случае обнаружения серьезной патологии в этот период требует длительной госпитализации и чревато осложнениями

252