2.2. Мутации как этиологический фактор наследственных болезней

Основным источником возникновения наследственных болезней являяются мутации. Мутации – это количественные и качественные изменения в наследственных структурах (ДНК, генах, хромосомах), которые могут передаваться из поколения в поколение.

Термин «мутация» был предложен голландским ботаником Г. де Фризом в начале 20-го века. С точки зрения автора мутации возникают внезапно, наследуются, являются постоянными в своем проявлении, достаточно редки, могут быть вредными, полезными и нейтральными. Появляются мутации в результате действия биологических, химических и физических факторов.

К биологическим факторам относятся: вирусы, бактерии, мобильные генетические элементы, некоторые ферменты.

К химическим факторам относятся: чужеродные ДНК и РНК, аналоги азотистых оснований нуклеиновых кислот, многие алкилирующие соединения, пестициды, часть лекарственных препаратов, некоторые биополимеры.

К физическим факторам относятся: ионизирующее излучение, радиоактивные элементы, ультрафиолетовое излучение, высокие и низкие температуры, высокочастотные токи.

Выделяют следующие типы мутаций:

• Генные (изменения в составе гена).

• Хромосомные (изменение структуры хромосом).

• Геномные (изменение числа хромосом).

• Цитоплазматические (изменения неядерных генов).

Основная часть мутаций, возникающих у человека, относится к генным мутациям. Они являются причиной большинства наследственных заболеваний и возникают на всех стадиях онтогенеза. Генные мутации в своем подавляющем большинстве затрагивают один или несколько нуклеотидов (нуклеотид включает в себя азотистое основание, углевод пентозу и остаток фосфорной кислоты). На молекулярном уровне механизмы генных мутаций могут быть представлены в виде замен, вставок, выпадения и перемещения нуклеотидов в пределах отдельных генов, ведущих к качественному и количественному изменению соответствующих белковых продуктов. Главное о чем следует знать, что генные мутации приводят к изменению генотипа и фенотипа и могут передаваться из поколения в поколение.

Однако некоторые изменения нуклеотидной последовательности не всегда приводят к изменению структуры и функции соответствующего белка. Это так называемые молчащие (нейтральные) мутации – варианты генетического полиморфизма, которые не затрагивают структуру самого гена и не приводят к каким-либо изменениям фенотипа. Генетические полиморфизмы у человека встречаются гораздо чаще, чем мутации. Отличие мутаций и генетических полиморфизмов носит скорее количественный, чем качественный характер.

Вместе с тем, генетические полиморфизмы не всегда нейтральны и безвредны. В некоторых ситуациях они могут приводить к изменению генетического кода и тем самым вызывать замену одной аминокислоты на другую, а это, в свою очередь, приведет к неправильному и неполноценному функционированию ряда наследственных структур, вызывая определенную предрасположенность к различным заболеваниям.

Другим классом мутаций являются геномные и хромосомные мутации. Геномные мутации – это изменение числа отдельных хромосом (анеуплоидии) или целого хромосомного набора (полиплоидии). Хромосомные мутации – это нарушение структуры самой хромосомы.