Гени і спадковість

Найважливіше властивість генів - їх здатність передаватися незмінними від покоління до покоління. Однак якби гени залишалися незмінними протягом всієї історії розвитку життя на Землі, неможлива була б еволюція.

Зміни в генетичному матеріалі дійсно відбуваються. Вперше ними зацікавився Чарльз Дарвін. Він назвав їх «Спорт». У 1901 році був введений новий термін для позначення генетичних змін. Французький вчений Де Фриз назвав їх «мутаціями». Мутація - це випадково виникло стійке зміна генотипу, що зачіпає хромосоми або окремі гени.

Залежно від характеру змін в структурі генетичного матеріалу, особливостей їх передачі нащадкам і клінічних проявів всі форми спадкової патології людини поділяють на кілька груп:

генні хвороби;
хромосомні хвороби;
хвороби зі спадковою схильністю.

генні хвороби

Генні хвороби обумовлені мутаціями в окремих генах і пов`язані з появою патологічних ознак в фенотипі людини. Ці захворювання в свою чергу також поділяються на три підгрупи в залежності від типу успадкування.

Аутосомно-домінантне успадкування полягає в тому, що змінений ген, пов`язаний з аутосомами, при передачі його потомству проявляється завжди. При цьому родоводи схеми характеризуються рядом особливостей: успадкування патологічного ознаки в сім`ї йде в кожному поколінні (так зване «успадкування по вертикалі») - особи чоловічої і жіночої статі успадковують ознака з рівною вероятностью- ознака виявляється у дітей з ймовірністю 50% (половина потомства) .

Аутосомно-рецесивне спадкування можливо в тому випадку, якщо від предків потомству передається два рецесивних (не проявляє при наявності іншого, домінантного гена) гена. При цьому поява хворих дітей найчастіше спостерігається в шлюбі двох здорових батьків. Для таких родоводів характерно:

1. успадкування з пропуском поколінь (так зване «успадкування по горизонталі») -

2. особи і чоловічого, і жіночої статі успадковують цю ознаку з однаковою частотой-
3. в шлюбі батьків з генотипами, що мають рецесивний і домінантний ознаки, захворювання успадковується дітьми з імовірністю 25% (чверть загального числа потомства) -
4. зі збільшенням кількості споріднених шлюбів в сім`ї зростає частота виявлення патології серед дітей.

Спадкування, зчеплене зі статевими хромосомами, визначається тим, що мутантний ген розташований в Х-або Y-хромосомі. При цьому Х-хромосома чоловіки (46ХY) успадковується тільки дочками, а його Y-хромосома - тільки синами. Діти жінки (46ХХ) як чоловічого, так і жіночої статі успадковують одну з її двох Х-хромосом з однаковою ймовірністю. Змінені гени Х-хромосоми можуть бути як домінантними (тоді вони проявляються в кожному поколінні: від матері - всім дітям, а від батька - тільки дочкам), так і рецесивними (носії ознаки - все особини чоловічої статі і половина осіб жіночої статі). При передачі ознаки, зчепленого з Y-хромосомою, він успадковується тільки по чоловічій лінії (від батька - синам).

«Царська хвороба»

Класичним прикладом наслідування гена, зчепленого з підлогою, є захворювання на гемофілію. Ген, що визначає синтез одного з ферментів, які беруть участь в згортанні крові, розташовується на Х-хромосомі 23-ій пари. Даний ген існує в двох варіантах: домінантному нормальному і рецессивном гемофільної. Жінка, у якої є ген гемофілії, буде здоровою, так як дія цього гена буде придушуватися другим домінантним нормальним геном. Чоловік не має дублюючого гена, так як у нього тільки одна Х-хромосома, тому немає «прикриття» у вигляді домінантного гена - чоловік буде гемофіліків.

У батьків з нормальної згортанням крові можуть народитися сини-гемофіліки, якщо мати гетерозиготна за цією ознакою (тобто є носієм гемофілії, але сама не хворіє). При цьому 50% хлопчиків будуть здоровими, а у 50% буде гемофілія. Всі дівчатка будуть здоровими, але половина з них буде носіями гена гемофілії. Сам собою виникає питання, що відбувається, якщо в двох Х-хромосомах жінки з`являється два гена гемофілії? Виявилося, що жінки не страждають на гемофілію, так як в гомозиготному стані цей ген летален (розвиток зародка припиняється на ранній стадії). Було досліджено кілька випадків, коли в шлюбі складалися чоловік-гемофилик і жінка-носій. У теорії половина їх дочок мала страждати на гемофілію, але всі дочки були здорові.

Одним з найбільш документованих прикладів успадкування гемофілії є родовід англійської королеви Вікторії, яка була гетерозиготною за геном гемофілії і передала його у спадок великого числа нащадків, у тому числі молодшому синові нашого останнього царя.

Розуміння спільного успадкування статі та гемофілії у людей з`явилося ще багато століть назад, до відкриття генів. Так, наприклад, євреї описували випадки смерті хлопчиків при обрізанні від сильної кровотечі, пов`язаного з гемофілією, за кілька століть до нашої ери. Доказом того, що вони встановили той факт, що хлопчики отримують хвороба від своєї матері, а не від батька, є запис в Талмуді, де вказувалося: якщо у жінки два перших сина загинули під час операції, то третього хлопчика дозволялося не обрізати, навіть якщо у жінки вже був інший чоловік. Якщо ж у чоловіка перші два сини загинули при цій операції, то його сини від іншої дружини зобов`язані були піддаватися обрізання.

гемофілія А

Частота даного захворювання, яке пов`язане зі спадковою передачею патологічної Х-хромосоми, становить приблизно 1 випадок на 10 тисяч новонароджених немовлят чоловічої статі.

Патологічний ген гемофілії А призводить до дефіциту білка, званого фактором VIII і є важливим елементом процесу згортання крові. При відсутності достатньої кількості цього білка в крові є підстави побоюватися неконтрольованого кровотечі. Ступінь кровоточивості у людей, які страждають на гемофілію А, неоднакова, але зазвичай захворювання супроводжується тривалим і сильною кровотечею після видалення зуба, ударів і травм.