Что вы знаете о своей наследственности?

Лушанова Галина Ивановна

Таким образом, вырожденность генетического кода оказалась одной из гарантий стабильности работы генетического материала.

Предположим теперь, что вызванное изменение в очередности оснований ДНК не было нейтрализовано вырожденностью генетического кода. Необходимо далее, чтобы это изменение не было задержано, снято соматическим (клеточным) отбором. Иными словами, необходимо, чтобы приобретенное клеткой изменение не сказалось на темпе деления, в противном случае такая клетка не сможет конкурировать с нормальными, неизмененными, клетками.

Только в том случае, если клетка, в которой произошли

изменения, будет нормально функционировать и размножаться, эти изменения будут переданы дочерним клеткам и смогут дойти до морфологического или физиобиохимического проявления. Однако часто такая клетка размножается слабее нормальной и не может успешно конкурировать с последней. В силу этого происходит клеточный (соматический) отбор, что приводит к снижению частоты наследственных изменений — клетка с изменениями будет просто вытеснена нормальными клетками. Однако допустим, что и этот барьер преодолен. Дойдет ли теперь полученное изменение до фенотипа? Чтобы это произошло, необходимо еще одно условие. Еще один своего рода барьер существует на уровне протекания мейоза в половых клетках, когда многие изменения, прошедшие первые три преграды, могут быть задержаны, как бы нейтрализованы.

Итак, барьеры для мутации природа создала, однако наследственные болезни существуют и передаются из поколения в поколение. В чем же причина?

В 1908 году математик из Англии Харди и врач из Германии Вайнберг независимо друг от друга, проведя математический анализ распределения генов в популяции, обнаружили закономерность, хорошо описывающуюся формулой, отражающей количественную сторону генотипов и фенотипов в популяции. По закону Харди — Вайнберга, свободно существующие популяции при любом соотношении аллелей из поколения в поколение сохраняют их концентрации постоянными. Но это справедливо для идеальных условий, а в реальной жизни количество аллелей постоянно изменяется. Последнее происходит при родственных браках, мутировании генов, отборе, а также при таких социальных явлениях, как изоляция, миграция и др. Более подробно изменение частоты генов в популяциях описано Н. П. Дубининым (1966, 1970, 1986 гг.) и В. П. Эфроимсоном (1968 г.).

Процесс отбора по устранению нежелательных генов из популяции наиболее эффективен в том случае, когда он направлен против доминантных мутаций при условии их полного выражения и проявления (экспрессивность и пенетрантность). В качестве примера можно привести болезнь ахондроплазию (доминантная карликовость). Когда эта болезнь проявляется в более позднем возрасте и носитель летального гена уже имеет потомство, то, естественно, такой доминантный ген уже передан потомкам (например, хорея Гантингтона). Бороться с переходом этой и аналогичных болезней от данного поколения к следующим можно лишь избегая деторождении в этих семьях.

Глава 2. Хромосомные аномалии

Хромосомные аномалии представляют собой изменение наследственного материала, включающего сотни генов, и связаны с изменением числа или строения хромосом. Наличие лишней хромосомы (трисомия) или отсутствие одной из них (моносомия) ведет к избытку или недостатку многих генов, что связано с изменением многих фенотипических признаков организма. Такие хромосомные аномалии (синдромы), как правило, называются по имени ученых, которые их открыли и описали.

В 1960 году английский ученый Ноуэл создал новый метод получения препаратов хромосом из периферической крови. До этого времени все работы по изучению хромосом человека проводились на материале, получаемом в результате операций. В современных экспериментах для кариологических исследований используются кровь, костный мозг, кожа и другие ткани, полученные разными методами. При этом кровь чаще всего берется из вены, пальца, пуповины (при ее обрезе у только что родившихся), а у детей до одного года — в основном из пятки.

Мужские и женские хромосомы

Как уже упоминалось, в клетках человека содержится 46 хромосом, собранных в 23 пары (в каждой паре по одной хромосоме от каждого родителя), которые, в свою очередь, условно делятся на блоки А — G. Двадцать две пары называются аутосомными. Они одинаковы по размеру и обязательно присутствуют во всех клетках как мужчины, так и женщины. В двадцать третьей паре хромосомы не одинаковы по размеру. Эти хромосомы определяют пол в поэтому называются половыми. Генотип женщины содержит две хромосомы XX, а мужчины — XY (рис. 8). Одну из них, крупную, называют Х-, а другую, меньшую,— Y-хромосомой.

Формы и размеры хромосом человека различны. Каждая из них имеет перетяжку (центромеру), которая делит хромосому на две части (плеча). В зависимости от расположения центромеры различают три типа хромосом: метацентрические (центромера расположена в центре хромосомы и оба плеча хромосомы одинаковы по длине); субметацентрические (центромера расположена не в центре хромосомы, одно плечо несколько больше другого); акроцентрические (центромера расположена на конце хромосомы, одно плечо длинное, а другое очень короткое).

Рис. 8. Хромосомы женщины (а) и мужчины (б). Справа внизу — общий вид под микроскопом.

Поскольку размеры хромосом человека различны — есть очень большие и очень маленькие, их условно объединяют в шесть групп, в каждую из которых входят хромосомы, подобные по форме и размеру.

До последнего времени было довольно трудно определять (идентифицировать) хромосомы внутри каждой группы. Об этом может свидетельствовать следующий пример. Опытным цитогенетикам предложили для идентификации препараты хромосом от одних и тех же лиц. В препаратах метафазных хромосом от нормальных мужчин в 22 % случаев определение оказалось неверным, а в препаратах от мужчин с различными аномалиями хромосом число правильных определений колебалось от 31 до 70 %

Позднее был предложен флуоресцентный метод окраски хромосом с использованием красителей — атебрина, акрихин-иприта и др. Этот метод особенно успешно применяется для идентификации Y-хромосомы, которая интенсивно светится в метафазных и интерфазных пластинках (неделящихся клетках) и в сперматозоидах. В настоящее время при аномалиях половых хромосом наряду с другими методами идентификации хромосом считается необходимым применение метода флуоресцентной окраски Y-хромосомы.