Мутации как этиологический фактор наследственной патологии. Основным источником многообразия наследственных признаков и их непрекращающейся эволюции служит мутационная изменчивость. Способность ДНК мутировать сложилась в ходе эволюции и закрепилась отбором, по-видимому, так же, как и способность противостоять мутационным изменениям, т.е. репарировать их. Следовательно, в организации ДНК заложены как вероятность ошибок ее репликации, так и возможность изменения ее первичной структуры.
Мутации – стойкие, не поддающиеся регенерации изменения в геноме клеток. Они могут быть вредными для жизнедеятельности животного, полезными или нейтральными. Мутации в зависимости от изменений в наследственном аппарате разделяют на гаметные и соматические, генные и хромосомные.
Генные мутации затрагивают определенный локус молекулы ДНК и сводятся к биохимическим преобразованиям гена — изменению последовательности нуклеотидов в цепочке ДНК, изменению последовательности пуриновых оснований в нуклеотидах, замещению одного или нескольких пуриновых и пиримидиновых оснований в нуклеотидах, изменению их числа
Генные болезни - это разнородная по клиническому проявлению группа заболеваний, обусловленных мутациями на генном уровне. Мутации могут затрагивать структурные, транспортные, эмбриональные белки, ферменты.
Патогенез генных болезней связан с первичным эффектом мутантного аллеля. Поэтому принципиально патогенез генных болезней можно представить следующим образом: мутантный аллель → патологический первичный продукт (качественно или количественно) → цепь последующих биохимических процессов → клетки → органы → организм.
Это и есть главная общая закономерность развития генных болезней при всем их многообразии. В зависимости от того, какой продукт контролируется конкретным геном и каков характер нарушения его при мутации, соответствующим образом развертывается патогенез болезни на молекулярном уровне.
Патологический эффект мутантного аллеля может проявляться в клетке в виде:
– производится избыточное количество белка (при первичном гемохроматозе синтезируется избыточное количество глобина, что приводит к перенагруженности эритроцитов гемоглобином и, соответственно, железом);
– вырабатывается аномальный белок. За этим следуют фукциональные нарушения в системе, которую в норме обеспечивает нормальный белок. Нарушения эти первоначально развертываются на молекулярном уровне. Примером такого варианта патогенеза болезни может быть серповидно-клеточная анемия. Замена гидрофильной глютаминовой кислоты на гидрофобный валин в структуре глобина изменяет функциональные свойства гемоглобина (пониженная растворимость, повышенная полимеризация). Он не может выполнять кислород-акцепторную функцию и кристаллизуется при недостатке кислорода. Эритроциты приобретают поэтому серповидную форму (отсюда и название болезни), склеиваются и тромбируют капилляры и т.п.;
– отсутствие выработки первичного продукта (белка). В результате отсутствия первичного продукта гена может задерживаться какой-либо важный процесс, постоянно осуществляющийся в организме. Так, мутации генов, детерминирующих ферменты репарации ДНК, делают невозможным восстановление постоянно возникающих нарушений в структуре ДНК, что приводит к развитию злокачественных новообразований. Нарушение синтеза фермента тирозиназы прерывает образование меланина, в результате чего развивается альбинизм.
Тот же самый принцип патогенеза (мутантный аллель → патологический первичный продукт) действует и для генов морфогенетического контроля, мутации в которых приводят к врожденным порокам развития (пример – полидактилия). Начальное звено врожденного порока развития связано с нарушением дифференцировки клеток. Если первичный продукт морфогенетического гена аномальный, то не последует необходимая для дальнейшего правильного развития органа дифференцировка клеток.
Для многих генных болезней основным звеном патогенеза является клеточный уровень. Поражаются отдельные структуры клетки, разные при разных болезнях (лизосомы, мембраны). При болезнях накопления нарушается ферментативная активность в лизосомах. Примером болезней накопления могут быть гликогенозы. В клетках печени и мышц накапливаются в избыточном количестве гликоген, которые не подвергаются расщеплению даже тогда, когда организму необходима глюкоза в крови.
Do'stlaringiz bilan baham: |