2. Определение мутаций с помощью аллельспецифических проб

Многие мутации, вызывающие возникновение генных болезней, не попадают в участки, ответственные за узнавание ферментов рестрикции. В этом случае, если последовательность оснований в области мутации известна, то её обнаруживают с помощью аллельспецифических олигонуклеотидов. Для этого синтезируют короткие олигонуклеотидные зонды, содержащие обычно около 19 нуклеотидов, комплементарные участку нормального и мутантного аллеля в ДНК. Область генома, содержащую исследуемый ген, амплифицируют с помощью ПЦР, и образцы полученной ДНК переносят на нитроцеллюлозные фильтры (дот- или слот-блоттинг). Пробы выдерживают с 32Р~зондами для выявления нормальной или мутантной последовательности. У гомозигот по исследуемой мутации ДНК будет гибридизоваться только с зондом, комплементарным мутантной последовательности. ДНК нормального гомозиготного индивидуума свяжется с зондом, соответствующим неизменённой нуклеотидной последовательности, тогда как с ДНК гетерозигот будут гибридизоваться оба зонда. На рисунке 4-69 представлены результаты генного зондирования 7 пациентов на носительство наиболее часто встречающейся делеции 3 нуклеотидов (ΔF508) в гене, ответственном за развитие муковисци-доза.

Олигонуклеотиды, аллельспецифичные по определённым мутациям, можно использовать в качестве праймеров в ПЦР при клиническом тестировании населения на наличие патологического гена. Если ДНК, полученная от пациента, амплифицирует с мутантным олигонулеотидом, то следовательно пациент является носителем мутации. Если нуклеотидная последовательность в исследуемом гене не изменена, то олигонуклеотид, содержащий мутацию, не свяжется с ДНК-матрицей, и ПЦР не пойдёт.

Генная терапия

Теперь, когда появилась генная терапия, удается справиться даже с такими случаями, которые раньше классифицировались, как безнадежные. Успешное применение методов этой терапии позволяет лечить более 40 различных заболеваний: например, иммунодефициты, рак, болезнисердечно-сосудистой системы, недостаточность аденозиндеманиазы.

Современная генная терапияоснована на ведении фрагмента ДНК в клетки-мишени, которые обладают способностью к последующему делению. Чаще всего это – стволовые клетки костного мозга или клетки печени.

Успешное использование генной терапииначалось в 1990 году, и к настоящему времени есть уже тысячи прецедентов полного излечения от наследственных заболеваний. Считается, что это – одно из самых перспективных направлений в лечении тяжелых болезней.

На сегодняшний день известны, по крайней мере, 4500 заболеваний, которые считаются генетическими. При этом эффективных способов их лечения до недавнего времени не существовало. Но с тех пор, как стала использоваться генная терапия, уже получено немало положительных практических результатов. В частности, речь идет о лечении наследственного иммунодефицита (недостаточность аденозиндезаминазы) и других считавшихся неизлечимыми заболеваний.

В настоящее время не без оснований предполагается, что генная терапиястанет медициной будущего. Устраняя без помощи лекарств не последствия, а генетические причины болезни, можно добиваться большего эффекта.

Ситуации, при которых актуальна генная терапия, можно классифицировать на три вида: 1.потеря функции определенного гена; 2.подавление избыточной функции; 3.модификация генетической информации.

Для решения этих проблем в поврежденную клетку искусственно вводится новая генетическая информация. В результате полноценная работа возобновляется, и болезнь излечивается. Особые надежды по генной терапиисвязаны с онкологическими заболеваниями. Такой метод позволяет, не затрагивая здоровые ткани и клетки, уничтожать злокачественные опухоли.

21. Обмен веществ: питание, метаболизм и выделение продуктов метаболизма. Основные пищевые вещества: суточная потребность, переваривание, представление об их частичной взаимозаменяемости. Незаменимые компоненты пищи. Витамины. Минеральные вещества. Концентрации метаболитов. Основные конечные продукты катаболизма у человека. Понятие о метаболизме, о метаболических путях, о регуляции метаболизма. Методы изучения обмена веществ.

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ (метаболизм), совокупность хим. процессов, обеспечивающих жизнедеятельностьорганизма. Хим. превращ. ворганизмеосуществляются в двух противоположных направлениях-синтез сложных соед. из более простых (а н а б о л и з м, или а с с и м и л я ц и я) и расщепление сложных соед. до более простых (к а т а б о л и з м, или д и с с и м и л я ц и я).

Первонач. представления об обмене веществвозникли в связи с изучением процессов обмена междуорганизмамии внеш. средой (т. наз. внешний, или общий, обменвеществ). Послед. исследования превращений в-в внутриорганизмапривели к представлениям о в н у т р е н н е м, или п р о м е ж у т о ч н о м, обменевеществ.

Во внутреннем и внешнем обмене веществпринято различать структурный (пластический) и энергетический обмены. В структурном обмене рассматривают превращения разл. соед. ворганизме, их перенос (транспорт) внутриорганизмаи междуорганизмоми средой. В энергетич. обмене рассматривают превращения хим. энергии, образующейся в обменевеществ, в тепло, мышечную работу, а также механизмы ее использования в активном транспорте,биосинтезеи др.

В соответствии с природой участвующих в обмене веществсоед. различают орг. обмен (обменуглеводов,липидов, азотсодержащих соед. и др.) и минер. обмен (водно-солевой обмен и обменмикроэлементов); в физиологии выделяют также газовый обмен. Обменвеществс участием свободного О₂ наз. а э р о б н ы м, без участия О₂-а н а э р о б н ы м. Ввиду различий обмена веществуорганизмов, принадлежащих к разл. таксономич. группам, выделяют обменвеществрастений, животных,микроорганизмов, а также более мелких таксономич. единиц, напр. обменвеществмлекопитающих, злаковых, дрожжей, человека, бактерии Escherichia coli. При изучении обменавеществучитывают половые и возрастные различия, а также отклонения в обменевеществ, вызванные влиянием внеш. среды и питания. Раздельно рассматривают обменвеществв разл.тканяхи органах. Устойчивые отклонения обменавеществот нормы квалифицируют как болезни обменавеществ.

МЕТАБОЛИЗМ, или обмен веществ, химические превращения, протекающие от момента поступления питательных веществ в живой организм до момента, когда конечные продукты этих превращений выделяются во внешнюю среду. К метаболизму относятся все реакции, в результате которых строятся структурные элементы клеток и тканей, и процессы, в которых из содержащихся в клетках веществ извлекается энергия. Иногда для удобства рассматривают по отдельности две стороны метаболизма – анаболизм и катаболизм, т.е. процессы созидания органических веществ и процессы их разрушения. Анаболические процессы обычно связаны с затратой энергии и приводят к образованию сложных молекул из более простых, катаболические же сопровождаются высвобождением энергии и заканчиваются образованием таких конечных продуктов (отходов) метаболизма, как мочевина, диоксид углерода, аммиак и вода.

Термин «обмен веществ» вошел в повседневную жизнь с тех пор, как врачи стали связывать избыточный или недостаточный вес, чрезмерную нервозность или, наоборот, вялость больного с повышенным или пониженным обменом. Для суждения об интенсивности метаболизма ставят тест на «основной обмен». Основной обмен – это показатель способности организма вырабатывать энергию. Тест проводят натощак в состоянии покоя; измеряют поглощение кислорода (О₂) и выделение диоксида углерода (СО₂). Сопоставляя эти величины, определяют, насколько полно организм использует («сжигает») питательные вещества. На интенсивность метаболизма влияют гормоны щитовидной железы, поэтому врачи при диагностике заболеваний, связанных с нарушениями обмена, в последнее время все чаще измеряют уровень этих гормонов в крови

Модифицированная классификация основных пищевых веществ

Макронутриенты:

1) Белки

2) Жиры

3) Углеводы

Микронутриенты

1) Витамины

2) Витаминоподобные вещества

3) Макроэлементы

4) Микроэлементы

5) Микроэлементы белковой природы

 — аминокислоты

 — полипептиды

6) Микронутриенты липидной природы

 — омега-3 полиненасыщенные жирные кислоты

 — гамма-линоленовая кислота

 — фосфолипиды и липотропные вещества

 — фитостерины

7) Микронутриенты углеводной природы

 — пищевые волокна

 — неусваиваемые олигосахариды (пребиотики)

 — полисахаридные адъюванты

8) Живые кишечные микроорганизмы (пробиотики)

9) Пищевые ферменты растительного происхождения

10) Парафармацевтики

 — гликозиды

 — алкалоиды

 — индолы и изотиоционаты

 — орагнические полисульфиды

 — фитоэстрогены

 — сапонины

 — фитостерины

 — терпены и др. (всего около 1000 парафармацевтиков, обнаруживаемых непосредственно в пищевых продуктах)

Белки

В среднем человеку необходимо порядка 1г белка на кг собственного веса в сутки для нормального функционирования организма. В зависимости от интенсивности жизнедеятельности потребность может колебаться как в одну, так и в другую стороны.

Энергетическая ценность белков приблизительно равна 4,1 ккал на грамм, что соответствует 17 кДж/г.

Основным источником белков в рационе являются продукты животного происхождения: мясо, рыба, яйца, морепродукты, молоко.

Жиры

В среднем человеку необходимо порядка 1г жиров на кг собственного веса в сутки для нормального функционирования организма. В зависимости от интенсивности жизнедеятельности потребность может колебаться как в одну, так и в другую стороны. Важно соотношение растительных и животных жиров в рационе.

Энергетическая ценность жиров приблизительно равна 9,1 ккал на грамм, что соответствует 38 кДж/г.