Краткие сведения о молекулярной генетике детской несиндромной Гл/Ту

В первой половине 20 в. была показана дробимость гена, установлены явление эффекта положения гена, связь генетических элементов с ДНК и сделан ряд других важных открытий. После открытия в 1953 г. структурной и функциональной природы молекул ДНК как носителей генетической информации начался современный этап изучения проблемы Н. Важнейшим достижением этого этапа является установление всеобщности материальных основ Н. на базе молекул ДНК и РНК.

Основной целостной единицей жизни служит клетка, имеющая ядро и цитоплазму, причем ядру принадлежит основная роль в обеспечении преемственности признаков и особенностей развития. Ядро содержит нитевидные структуры — хромосомы, представляющие собой образования, состоящие из ДНК и белка. слух наследственный тугоухость ген Основной формой воспроизведения организмов является половой процесс, когда отдельная особь появляется из оплодотворенной яйцеклетки, или зиготы. Самовоспроизведение организмов, в основном растений, может осуществляться при помощи вегетативного размножения. В этом случае потомки возникают из частей родительской особи. При половом размножении происходит расщепление признаков потомства в зависимости от генотипов, вследствие чего, например, при скрещивании гибридных или высокогетерозиготных растений часто наблюдаются возврат к диким формам и потеря ценных сортовых признаков. При вегетативном размножении длительное время удается сохранять генетические свойства сортов. Установлено, что любая растительная клетка, не потерявшая в ходе своей дифференцировки ядра и цитоплазмы, может в культуре превратиться в каллусную, или зиготоподобную, клетку и дать начало новому организму. В экспериментальной биологии широкое распространение получил инбридинг — скрещивание близкородственных особей.

Наследственная информация, заключенная в генах каждой особи (совокупность всех генов, присущих данной особи), носит название генотип, идиотип, или генетическая конституция, является итогом исторического развития данного вида и материальной основой будущей эволюции. Явление наследственности рассматривается как сложная молекулярная внутриклеточная система, обеспечивающая хранение и реализацию информации, в соответствии с которой осуществляются жизнь клетки, развитие особи и ее жизнедеятельности. Реализация наследственной информации, записанной с помощью генетического кода — чередования нуклеотидов в ДНК зиготы, происходит в результате непрерывных взаимовлияний ядра и цитоплазмы, межклеточных взаимодействий и гормональной регуляции активности генов.

В последние годы открыто более 50 генов, мутации хотя бы в одном из которых приводят к серьезным нарушениям слуха. Поэтому глухоту считают генетически неоднородным заболеванием, но в каждом конкретном случае — моногенным.

В табл. 1.1. мы приводим некоторые из идентифицированных генов, а также названия белков, которые они кодируют, и тип нарушений, с которыми они связаны.

В настоящее время выяснилось, что часть из этих белков принимает участие в эмбриогенезе внутреннего уха как целостного органа. Другие нужны для развития волосковых клеток, точнее, для формирования на их поверхности пучков механико-чувствительных волосков. Если в генах, кодирующих эти белки, имеются мутации, то волоски дегенерируют еще до рождения ребенка. Предполагается, что в нормальной слуховой системе эти белки образуют макромолекулярный комплекс, который обеспечивает правильную структуру цитоскелета волосков, без которой невозможна механико-электрическая активность клеток.

Структура волосковых клеток — это не единственное уязвимое звено в слуховой системе. Генные мутации могут нарушить работу и других важных для системы слуха клеток, например, поддерживающих клеток, окружающих волосковые клетки. Эти клетки образуют друг с другом межклеточные каналы (щелевые контакты). По этим каналам свободно проходят ионы, в том числе калий, принимающий участие в формировании электрического потенциала в волосковых клетках. Недавно было обнаружено, что почти 50% больных с аутосомно-рецессивной формой глухоты и тугоухости из Европы и США имеют мутации в гене белка коннексина 26 (GJB2 гене), образующих эти каналы. При мутациях в гене коннексина 26 межклеточные каналы закрываются, и волосковые клетки гибнут из-за накопления вокруг них избытка калия.

Ген коннексина 26 расположен на 13-ой хромосоме человека. Нормальная последовательность нуклеотидов в этом гене показана на рис. 10.2. При врожденных нарушениях слуха у детей обнаруживается мутация 35delG — выпадение (делеция) гуанина в 35 положении кодирующей области гена. Эта мутация приводит к изменению рамки считывания гена, появлению преждевременного стоп-кодона, на котором прерывается синтез белка коннексина 26. В результате этого белок оказывается не функциональным. Если мутация имеется в гомозиготном состоянии (аа), то в организме полностью отсутствует этот белок, и возникают нарушения слуха. Но если мутация имеется только в одном аллеле (в гетерозиготном состоянии Аа), то белок синтезируется за счет нормального аллеля А, и слух не нарушается. Патогенные мутации в GJB2 гене сильно различаются в разных популяциях. Мутация 35delG является самой частой у людей из центральной европейской части РФ, а в азиатской части Евразии преобладают другие мутации, например, мутация 235delC (выпадение цитозина в 235 положении кодирующей области).

Гены, ответственные за нарушения слуха, в геномене человека. Число сверху — номер хромосомы, снизу — количество «подозреваемых» генов в этой хромосоме. МТ — митохондриальный геном. Крупно показана 13-я хромосома с генами коннексинов.