Наследственные заболевания. 
Человек, как генетический объект

Мутации постоянно возникают в природе у самых различных организмов. Человечество в результате возникновения мутаций в каждом поколении обладает значительным количеством дефектных генов и хромосомных аномалий, вызывающих разного рода наследственные болезни. В каждом поколении рождается около 6% детей, отягощенных наследственными заболеваниями.

Главным методом исследований при анализе причин наследственных заболеваний служит изучение родословных. Изучение родословных, или, иначе, генеалогический метод, широко используется не только при выяснении причин наследственных болезней, но и при исследовании характера распределения всех наследственных признаков в популяциях. При этом проводится сбор посемейных данных.

Изучение того или иного признака в семье обычно начинается с «пораженного» (больного) члена семьи, которого называют пробандом. При составлении родословных в генетике принято пользоваться символическими обозначениями: мужчин обозначают квадратом, а женщин кружком. Брак между ними обозначают вертикальной чертой. Детей от одной пары родителей называют сибсами (безотносительно от их пола), их помещают в родословной в порядке рождения, слева направо. Иногда поколения обозначают римскими цифрами, а инвалидов в каждом поколении арабскими. Например, II — 4 обозначает четвертого инвалида во втором поколении. Однояйцевых близнецов изображают двумя значками, соединенными черточкой, отходящей от общей вертикальной черты, а двуяйцевых — черточкой, отходящей от общей точки. Пробанд обозначают зачерненным символом, а гетерозиготу по данному признаку (т. е. инвалид носитель дефектного рецессивного гена) или символом с точкой внутри (в случае сцепления признака с половой хромосомой), или наполовину заштрихованным символом.

Как нормальные, так и аномальные (дефектные) признаки человека могут быть доминантными и рецессивными. Полынин В. Мама, папа и я. М., 1975. С. 57.

Простое доминантное наследование наблюдается, например, по признаку короткопалости (брахидактилии). По доминантному типу наследуется особая форма карликовости (хондродистрофическая). Голова и туловище у таких карликов сходны по величине с нормальными, а конечности укорочены. Примером доминантного наследования служат белый локон надо лбом, отвислая нижняя губа, характерная для членов императорского дома Габсбургов и др.

Рецессивные признаки в отличие от доминантных могут проявиться фенотипически лишь у гомозиготных людей. Поэтому зачастую в жизни наблюдаются такие картины, когда от внешне здоровых родителей рождается ребенок с наследственной аномалией. В этом случае оба родителя являются носителями дефектных генов, т. е. гетерозиготами по одному и тому же мутантному гену. А так как чаще всего один и тот же мутантный ген могут нести кровные родственники вследствие определенной общности их генотипа, становится понятным, почему в браках двоюродных братьев и сестер чаще рождаются дети со всякого рода аномалиями. По рецессивному типу наследуются и такие болезни, как фенилкетонурия, один из видов глухонемоты, амовратическая идиотия, серповидноклеточная анемия и многие другие болезни, зачастую вызывающие смерть гомозиготных людей.

В разобранных выше случаях доминантного и рецессивного наследования гены, определяющие те или иные признаки, были локализованы в аутосомах. Поэтому пол родителей не влиял на характер наследования детьми анализируемых признаков.

Иная картина наблюдается при локализации генов в половых хромосомах (X и Y). Эти гены также могут быть и доминантными, и рецессивными.

Характерной особенностью генов, локализованных в Х-хромосоме (т. е. сцепленных с Х-хромосомой), служит отсутствие передачи их от отца сыновьям. Это связано с наличием у отца (XY) лишь одной Х-хромосомы, которую он передает только дочерям. Поэтому в случаях признаков, сцепленных с полом (с Х-хромосомой), часто наблюдается перекрестное наследование: от отца дочерям, от матери сыновьям.

Классическим примером наследования сцепленного с Х-хромосомой признака является болезнь несвертываемости крови гемофилия. Даже незначительная ссадина при этой болезни влечет за собой сильную потерю крови. Из анализа родословных известно, что гемофилией болеют исключительно лица мужского пола. Лица женского пола являются гетерозиготами, т. е. носительницами этого признака в скрытом состоянии. Объясняется такое наследование наличием двух Х-хромосом (XX) в генотипе женщин, вследствие чего рецессивный ген гемофилии подавляется доминантным нормальным аллелем. В генотипе мужчин (XY) имеется одна Х-хромосома, в результате рецессивный ген проявляет свое действие.

Аналогично гемофилии наследуется и признак цветовой слепоты — дальтонизм, ген которого также локализован в Х-хромосоме.

У человека насчитывается около 60 признаков, в большинстве своем патологических, сцепленных с Х-хромосомой. Все они в основном носят рецессивный характер. Существуют аномалии и аутосом человека. К ним относится, в частности, болезнь, известная как синдром Дауна. При этом синдроме во всех клетках тела 21-я хромосома представлена не двумя гомологами, как обычно, а тремя.

В основе болезни Дауна лежит нерасхождение хромосом в мейозе при образовании половых клеток или на ранних стадиях дробления зиготы. Больные, страдающие этой болезнью, имеют характерный раскосый разрез глаз, короткие ноги и руки, недоразвитые внутренние органы, умственную отсталость.

Женщины с синдромом Дауна иногда имеют детей. У таких женщин равномерно образуются два типа гамет: с одной 21-й хромосомой (нормальная) и двумя 21-ми хромосомами (аномальная). При оплодотворении из яйцеклетки первого типа развивается нормальный, здоровый ребенок, а из яйцеклетки второго типа — ребенок с синдромом Дауна.

Болезнь Дауна встречается довольно часто один случай на 500 — 600 родов. У пожилых женщин такие дети рождаются чаще, чем у молодых.

Синдром Дауна был обнаружен в 1959 году. В настоящее время установлен целый ряд хромосомных болезней, вызванных нарушением количества аутосом. Так, трисомия может быть не только в 21-й хромосоме (как при синдроме Дауна), но и в других хромосомах. Такие аномалии числа аутосом часто вызывают тяжелые дефекты. Например:

Трисомия в одной из хромосом в группе 13—15 вызывает тяжелую задержку умственного развития, судороги, глухоту, волчью пасть, дефекты зрения, уродства ступней, гематомы.

Трисомия в 17-й хромосоме вызывает «треугольный» рот у новорожденных, отсутствие шеи, дефекты ушей, дефекты сердца.

Трисомия в 18-й хромосоме вызывает недоразвитие скелетной мускулатуры, челюстей, дегенерацию ушей, неправильное положение указательного пальца, дефекты стопы.

Трисомия в 22-й хромосоме — случаи шизофрении.

Трисомия по разным хромосомам является причиной ранних спонтанных абортов (выкидышей) и случаев мертворожденности.

Помимо аномалий числа хромосом, у людей обнаружены и мутации, связанные с перестройкой хромосом. Так, у больных полидиспондилией (физическая и умственная отсталость, сложные дефекты позвоночника) обнаруживают транслокацию между 13-й и 22-й хромосомами. Делеции, т. е. потеря отдельных участков хромосом, например, в Х-хромосоме, приводят к ряду дефектов в развитии пола и к умственной отсталости. Потеря ¹/₃ вещества 21-й хромосомы вызывает лейкемию (рак крови). Энциклопедия генетических болезней: http:/health.enotes.com.

Приведенные факты показывают значение нарушений хромосомных структур в ядрах клеток человека для проявления некоторых тяжелых заболеваний. Эти открытия привели к бурному развитию новой области медицинской генетики — цитогенетике наследственных заболеваний и цитогенетике рака, изучающих природу аномалий на уровне клеток человека.