Биохимический метод, его значение для изучения наследственности человека. Понятие о генных болезнях

Метод позволяет оценить наличие мутаций в наследственном материале косвенно - через продукты экспрессии генов, т.е., в основном, через ферментные белки. Как известно, ферменты - катализаторы биохимических реакций. Если их не будет, то реакция будет протекать настолько медленно, что принято считать, что она и вовсе не происходит. Если же нет химической реакции превращений одного вещества в другое, то можно говорить о том, что в биологических жидкостях будет отсутствовать продукт реакции, тогда как исходный метаболит будет накапливаться в избытке. Основываясь на этом утверждении и проверяя содержание в биологических жидкостях того или иного метаболита, можно установить дефицит какого фермента наблюдается в организме, а потом уже сделать вывод о дефекте в том или ином гене. Впервые этот метод стали применять для диагностики генных болезней еще в начале 20 века. С их помощью описано более 1000 врожденных болезней обмена веществ. Генные болезни – это большая группа заболеваний, возникающих в результате повреждения ДНК на уровне гена. Большинство генных патологий обусловлено мутациями в структурных генах, осуществляющих свою функцию через синтез полипептидов — белков. Любая мутация гена ведет к изменению структуры или количества белка. Основная схема генных болезней включает ряд звеньев:мутантный аллель → измененный первичный продукт → цепь биохимических процессов в клетке → органы → организм. В результате мутации гена на молекулярном уровне возможны следующие варианты:синтез аномального белка; выработка избыточного количества генного продукта; отсутствие выработки первичного продукта; выработка уменьшенного количества нормального первичного продукта. Особенностью генных (как и вообще всех наследственных) болезней является их гетерогенность. Это означает, что одно и то же фенотипическое проявление болезни может быть обусловлено мутациями в разных генах или разными мутациями внутри одного гена. Впервые гетерогенность наследственных болезней была выявлена С. Н. Давиденковым в 1934 г.

Общая частота генных болезней в популяции составляет 1-2%. Условно частоту генных болезней считают высокой, если она встречается с частотой 1 случай на 10000 новорожденных, средней – 1 на 10000 - 40000 и далее – низкой. Моногенные формы генных заболеваний наследуются в соответствии с законами Г. Менделя. По типу наследования они делятся на аутосомно-доминантные, аутосомно-рецессивные и сцепленные с Х- или Y-хромосомами. К генным болезням у человека относятся многочисленные болезни обмена веществ. Они могут быть связаны с нарушением обмена углеводов, липидов, стероидов, пуринов и пиримидинов, билирубина, металлов и др. Самая многочисленная группа наследственных болезней обмена веществ. Почти все они наследуются по аутосомно-рецессивному типу. Причина заболеваний — недостаточность того или иного фермента, ответственного за синтез аминокислот. К ним относится: фенилкетонурия - нарушение превращения фенилаланина в тирозин из-за резкого снижения активности фенилаланингидроксилазы; алкаптонурия - нарушение обмена тирозина вследствие пониженной активности фермента гомогентизиназы и накоплением в тканях организма гомотентизиновой кислоты; глазо-кожный альбинизм - обусловлен отсутствием синтеза фермента тирозиназы. Нарушения обмена углеводов: галактоземия - отсутствие фермента галактозо-1-фосфат-уридилтрансферазы и накопление в крови галактозы; Болезни, связанные с нарушением липидного обмена: болезнь Ниманна-Пика - снижение активности фермента сфингомиелиназы, дегенерация нервных клеток и нарушение деятельности нервной системы; болезнь Гоше - накопление цереброзидов в клетках нервной и ретикуло-эндотелиальной системы, обусловленное дефицитом фермента глюкоцереброзидазы. Наследственные болезни пуринового и пиримидинового обмена: подагра; Болезни нарушения обмена соединительной ткани: синдром Марфана («паучьи пальцы», арахнодактилия) - поражение соединительной ткани вследствие мутации в гене, ответственном за синтез фибриллина;

9) Методы пренатальной диагностики: УЗИ, амниоцентез, кордоцентез, хорион- и плацентобиопсия.

Представляет собой совокупность исследований, позволяющих обнаружить заболевание до рождения ребенка. К основным методам относятся: 1)Из всех методов наиболее распр. является УЗИ плода. Проводят всем беременным женщинам, трехкратно, на 14-16, 20-21,26-27 неделях беременности. С помощью УЗИ можно диагностировать пороки конечностей, грубые пороки мозга, пророки почек (смещение, блуждающая), пороки ЖКТ, некоторые врожденные пороки сердца (не заращение меж предсердных, меж желуд. перегородок). 2) Хорион (или плацентобиопсия) Хорион – оболочка или послед(наружная оболочка зародыша). Применяется для получения небольшого количества ворсинок хориона или кусочков плаценты в период с 7-16 недели беременности. Процедура осущ. транс абдоминально, транс цервикально под контролем УЗИ. Осложнения после транс цервикальной хорионбиопсии – примерно у 10% женщин кровотечение, у 1-2% - выкидыш. После транс абдоминального у 2,5% женщин наблюдается сокращение мускулатуры матки. 3)Метод амниоцентеза(прокол плодного пузыря). Применяется с целью получения околоплодной жидкости или наход. в ней слущенных клеток плода. Процедуру проводят обычно на 15-18 неделе. Риск осложнения – 0,2%э Под контролем УЗИ из амниотич. Полости извлекают от 3-30 мл жидкости. 4)Кордоцентез –«хорда» - пуповина, т.е. взятие крови из пупочной вены. Процедуру проводят с 20 недели. Образцы крови явл.предметом исследования цитогенетического, биохимического методов. Частота осложнений – меньше 2%. 5) Биопсия тканей плода – берется кожа при таких болезнях как ихтиоз (омертвление кожи), эпидермолиз, прогерия (синдром преждевременной старости).6)Биопсия мышц – при миопатиях. Выкидыш – 7-8%. – определение α-фетопротеина («фетус» - потомство).