Журнал «Здоровье» 1991 год

ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫЕ СТАТЬИ

ПРОБЛЕМЫ ГЕНЕТИКИ — ПРОБЛЕМЫ ЖИЗНИ

Генетические опечатки

Разные бывают опечатки. Забавные, курьезные, досадные... До сих пор ходит, например, легенда-быль о том, как в одной из русских газет начала века в связи с коронацией Николая II было напечатано: «...под малиновый звон колоколов возложил на голову царя ворону».

А наутро вышла поправка: дескать, следует читать «не «ворону», а «корову». Вот так пошутили наборщики — и от смысла ничего не осталось.

Конечно, читатели догадливые, они-то сразу сообразили, что возложили на голову. Но смеху было!

Нередко случаются опечатки и в генетической программе развития организма. Их называют мутациями, что означает изменение, перемена. Они тоже бывают разными.

Есть совершенно безобидные, о которых человек не подозревает и спокойно с ними живет. Встречаются грубые мутации, чреватые тяжелыми наследственными болезнями. А бывают и совсем не совместимые с жизнью, убивающие плод в утробе матери.

Мутации непредсказуемы. Они появляются под влиянием факторов, которые принято называть повреждающими: ионизирующей радиации, больших доз рентгеновского излучения, хронических интоксикаций наркотиками, алкоголем...

Но могут возникнуть и спонтанно, без видимых на то причин. И нет практически ни одного участка ДНК (напомню, что за этими тремя буквами скрывается дезоксирибонуклеиновая кислота, из молекул которой построены хромосомы и гены), который был бы застрахован от генетических опечаток.

Надо ли говорить, что опечатки искажают смысл наследственной информации? Мутация только одного гена иногда приводит к тяжелейшим расстройствам. Как, например, при галактоземии.

Для миллионов и миллионов младенцев молоко матери — это жизнь, здоровье, радость (да, радость!), защита от инфекций. Но есть дети, дня которых грудное (да и вообще любое) молоко — яд, потому что у них резко снижена активность фермента, способствующего превращению содержащегося в молоке молочного сахара — лактозы в галактозу.

И когда он отсутствует или недостаточно активен, лактоза превращается в токсичное для организма вещество, что приводит к катастрофическому нарушению обмена веществ в целом.

У ребенка при галактоземии наблюдается замедленное развитие, слабоумие, тяжелые поражения печени... А виной всему мутация гена, отвечающего за синтез этого важного фермента.

К счастью, во многом благодаря успехам генетики, лечится она сравнительно легко — диетой. Стоит исключить из рациона малыша, страдающего галактоземией, продукты, содержащие молочный сахар, и он будет развиваться практически так же, как его сверстники — обладатели нормальных, немутантных генов.

Диета является основным методом лечения детей, страдающих еще одним тяжелым наследственным заболеванием — фенилкетонурией. Здесь произошла опечатка — мутация в другом гене, который контролирует синтез особого фермента, отвечающего за превращение фенилаланина в тирозин.

Эта аминокислота содержится во многих продуктах питания (в том числе и в молоке матери) и с ними поступает в организм. Когда не работает фермент, нарушается цепь превращений фенилаланина.

Продукты его неправильного обмена отравляют организм настолько, что уже через месяц-два после рождения у ребенка развиваются тяжелые поражения нервной системы, возможны частые судороги.

Спасение — ранняя диагностика и специальная диета с первых недель жизни.

К сожалению, далеко не все генные опечатки поддаются коррекции. Именно они, генные мутации, в основном определяют обширную и трудноизлечимую наследственную патологию.

Они выводят из строя не только ферменты, но также структурные белки, транспортные, рецепторные... А ведь существуют еще и хромосомные мутации.

О некоторых опечатках, которые могут произойти в момент образования половых клеток, было рассказано в статье «Мальчик? Девочка?» («Здоровье» № 3 за 1991 год). Там вы могли узнать, к чему приводит набор лишних половых хромосом или их пропуск.

Однако опечаткам подвержены не только половые хромосомы, но и аутосомы: они могут произойти в любой паре — от первой до двадцать второй. А ведь каждая хромосома — это сотни и сотни генов!

Уж если ошибка в одном гене чревата тяжелыми нарушениями в организме, то наличие лишней хромосомы (как говорят генетики, трисомия) или отсутствие одной из них и вовсе не может пройти бесследно. И не проходит.

В одних случаях хромосомные опечатки настолько искажают смысл генетической информации, что организм совсем не может развиваться и погибает на ранних стадиях внутриутробной жизни.

В других случаях из оплодотворенной яйцеклетки, несущей неправильный набор хромосом, ребенок все же развивается и рождается. Но его поражает какое-либо тяжелое хромосомное заболевание. Одна из наиболее частых патологий — синдром Дауна.

Описали это заболевание, которое представляет собой сочетание неизлечимого слабоумия с многочисленными физическими аномалиями, более 100 лет назад. А причину обнаружили сравнительно недавно — в конце пятидесятых годов. Ею оказалась лишняя хромосома 21-й пары (трисомия по 21-й хромосоме).

Откуда же она взялась? Появилась в результате мутации, в частности, нерасхождения хромосом при образовании либо материнской половой клетки — яйцеклетки, либо отцовской — сперматозоида.

Гораздо реже, чем синдром Дауна, встречается синдром Эдвардса (у таких больных имеется лишняя третья хромосома в 18-й паре) и синдром Патау (трисомия по 13-й хромосоме).

Лишние 13-я и 18-я хромосомы производят в организме ребенка гораздо более страшные и тяжелые разрушения, чем 21-я. Такие дети рождаются с множественными пороками, уродствами и, как правило, погибают.

Но хватит о страшном. Ведь бывают же мутации полезные для организма? Да, бывают.

Генетики считают, что ген курчавых волос — мутантный: его «прапрародителем» был ген прямых волос. А ген светлой окраски глаз якобы произошел от «темноглазого».

Мутантный ген серповидноклеточной анемии, если он присутствует в организме в единственном числе, даже приносит пользу: он повышает устойчивость к тропической малярии.

Вообще мутация — одна из величайших движущих сил эволюции. Не будь этих генетических опечаток, все мы, возможно, еще ходили бы в «австралопитеках».

Ведь с годами и веками стареют и умирают даже горы, меняют русла реки, высыхают моря, пустыни поглощают цветущие сады, а города стирают с лица земли огромные зеленые массивы...

Ничто не остается неизменным. Должен меняться и человек. Это происходит прежде всего благодаря мутациям и другим генетическим механизмам.

Однако скорость изменения наследственности человека путем мутаций неизмеримо отстает от скорости изменения среды обитания. Особенно в последние годы, когда резко обострилась экологическая ситуация в самых разных регионах.

Поэтому, чтобы выжить, человечеству придется самым серьезным образом взяться за решение экологических проблем.

О НАДЕЖДИНА

Мутантный ген может внести нежелательные изменения в структуру любой белковой молекулы. Как это происходит, например, с молекулой гемоглобина при серповидноклеточной анемии.		На схеме представлена молекула гемоглобина — универсального переносчика кислорода в организме. Она составлена из двух альфа- и бета-цепей.
Все белковые молекулы организма (и гемоглобин в том числе) состоят из аминокислот. Предположим, что в данном случае их последовательность контролируется парой генов — СС. Мутантные гены SS искажают эту последовательность, происходит опечатка в цепочке — вместо глютаминовой кислоты продуцируется валин. Нормальный гемоглобин, содержащийся в красных клетках крови — эритроцитах (красные кружки), доставляет кислород всем органам и тканям. Замена одной только (!) аминокислоты настолько изменяет структуру и функции гемоглобина, что он теряет свою способность переносить кислород. Эритроциты при этом приобретают вот такую серповидную форму.
Если ребенок унаследует от своих родителей два мутантных гена SS, у него развивается тяжелая форма серповидноклеточной анемии, и он погибает. Если ребенок получает один мутантный ген S и один нормальный ген С, развиваются мягкие формы серповидности, не сопровождающиеся малокровием, анемией.

К СОЖАЛЕНИЮ, ПРАВДА

"Слышала, что у старых матерей часто рождаются даунята. Неужели правда? Ответьте, пожалуйста, для меня это очень важно!"

Вот и беспристрастная статистика свидетельствует: чем старше мать, тем больше вероятность рождения ребенка с синдромом Дауна.

Впрочем судите сами:

Возраст женщины	Риск рождения больного ребенка
20 - 24	1 : 1986
25 - 29	1 : 1319
30 - 34	1 : 603
36 - 39	1 : 217
40 - 44	1 : 84
45 лет и старше	1 : 31

Не правда ли, цифры впечатляют? К сорока пяти годам риск родить, как вы пишете, дауненка, возрастает больше чем в 64 раза!

Надо сказать, что возраст матери вообще небезразличен для здоровья ребенкв и чем он солиднее, тем чаще возникают врожденные аномалии развития. Причин тому много. Одна из них — специфика созревания яйцеклеток.

Дело в том, что первая фаза мейоза — образования яйцеклеток происходит еще в эмбриональном периоде на 4-6 месяце развития плода.

А заканчивается процесс мейоза и окончательное созревание яйцеклетки происходит уже в период полового созревания, то есть примерно в 11—13 лет.

С этого момента у девочек начинаются менструации и потом ежемесячно, через каждые 28-30 дней, то в правом яичнике, то в левом будет созревать по одной яйцеклетке (у некоторых женщин иногда созревают сразу 2-3 яйцеклетки).

Таким образом, одна клетка будет ждать завершения мейоза 12 лет, другая — 20, третья - 40...

Понятно: чем дальше «очередь» на созревание, тем больше вероятность повреждения.

Ведь, скажем, к сорока годам женщина может перенести различные инфекционные заболевания, воспалительные процессы наружных и внутренних половых органов, наконец, в организме происходят эндокринные сдвиги...

А сколько за это время будет принято различных лекарств! А спиртное, а сигареты?!

Естественно, все это неблагоприятно сказывается на «прародителях» яйцеклеток, возможны поломки интимных механизмов их деления и как результат — воспроизведение половых клеток с ошибками, опечатками.

Например, с нерасхождением хромосом. И в частности хромосом 21-й пары: тогда рождается ребенок с синдромом Дауна.

Оптимальным детородным возрастом считается период от 19-20 до 25 лет, до 35 — терпимый. А вот дальше... Загляните в таблицу — риск достаточно высок.

Поэтому, если вы планируете беременность или она у вас уже наступила, обязательно обратитесь за помощью в медикогенетическую консультацию.

В. Л. ИЖЕВСКАЯ, кандидат медицинских наук

По материалам журнала "Здоровье" 07.1991 г.

ПРОБЛЕМЫ ГЕНЕТИКИ — ПРОБЛЕМЫ ЖИЗНИ

• Резус - положительные, отрицательные
• Как наследуется резус-фактор?
• Четыре совета женщинам с резус-отрицательной кровью
• Как наследуется группа крови?
• Откуда дети берутся?
• Хотите иметь здорового ребенка?
• Из одной - великое множество
• Мальчик? Девочка?
• Игра в ... гены
• Родная кровь
• Генетические опечатки
• Царская болезнь
• Неподкупный свидетель
• Начало начал Человек родился!
• "Он обретает лицо"
• Жизнь до рождения. Отныне именовать плодом
• Никогда он не растет так быстро. Жизнь до рождения
• В добрый час Жизнь до рождения
• Родственные браки