Биология в 3 томах. Tом 3 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003687-3
Скачать (прямая ссылка):
У гетерозиготных особей примерно половина молекул представлена HbS и половина — НЬА, т. е. аллели HbA и HbS кодоминантны. У таких людей болезнь обычно не проя&тяется, за исключением ситуаций, когда концентрация кислорода очень сильно снижена, например при подъеме на большую высоту.
Из рис. 25.22 видно, что если оба родителя являются гетерозиготными носителями серповидно клсточной анемии, то вероятность поражения их детей составляет 1/4. Фенотип устанавливают с помошью анализа крови. Если в семье были случаи заболевания, то потенциальным родителям следует посоветовать сделать анализ крови, прежде чем решиться на рождение ребенка. В настоящее время доступна и пренатальная диагностика. Ее проводят либо с помощью гибридизации, используя в качестве зонда ген HbS, либо с помощью рестрикцион-ного анализа. Клетки плода получают путем амнионентеза или биопсии ворсинок хориона (разд. 25.7.9).
В истории с изучением серповидноклеточ-ной анемии есть неожиданный поворот. Генетикам показалось странным, что мутация, приносящая очевидный вред ее обладателю, столь широко распространена в популяции. Для объяснения этого факта была высказана гипотеза, согласно которой данная мутация в некоторых условиях может создавать носителю определенные преимущества. И такое преимущество действительно было выявлено. На рис. 25.23 представлены карты распространенности сер-повилноклеточной анемии и малярии. Ареалы совпадают довольно точно; там, где чаще встречается малярия, более распространен и мутант-ный ген. В некоторых районах Африки его частота достигает 40% (40% HbS, 60% HbA в популяции). В тех районах, где распространена малярия, она является главной причиной смертности, между тем носители поврежденных генов гораздо менее чувствительны к малярии
HbAHbS
Родители Мейоз
гаметы
Случайное оплодотворен и е
F1 HbAHbA HbAHbS
Фенотип Нормальный
HbAHbS
HbA HbS
HbSHbS
--- Серповидно-
Признаки клеточная
серповидноклеточности анемия (гетерозигота)
Рис. 25.22. Генетическая диаграмма, на которой изображены возможные генотипы и фенотипы детей двух родителей, гетерозиготных по гену серповидно-клеточноагш.
Рис. 25.23. Распределение гена серповидноклеточной анемии (А) и малярии в Африке, на Среднем Востоке, в Индии и на юге Европы (Б).
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
248 Глава 25
(малярийный паразит размножается только внутри нормальных эритроцитов). Несмотря на то, что гомозиготные больные серповидноклеточной анемией часто умирают, не достигнув репродуктивного возраста, гетерозиготные носители имеют селективное преимущество над неносителями и поэтому имеют больше шансов выжить и передать свои гены следующему поколению. Итоговая частота гена в популяции варьирует в зависимости от заболеваемости малярией. Такое явление называется сбалансированным полиморфизмом (разд. 25.7.5).
25.7.3. Муковисцидоз
Муковисцидоз — генетическое заболевание, наиболее распространенное среди жителей северной части Европы и белых американцев. Ген, ответственный за заболевание, локализуется в аутосоме (не сцеплен с полом) и наследуется рецессивно. В названных выше популяциях каждый из 20-25 человек является носителем, а каждый из 2000 — заболевшим. Среди африканцев и азиатов заболевание встречается реже, чем в 1 случае на 100 000 новорожденных. Муковисцидоз представляет собой особый интерес не только из-за его широкой распространенности, но и потому, что это одно из первых наследственных заболеваний, которое пытались лечить (разд. 25.7.11). Как и в случае серповидноклеточной анемии, широкая распространенность муковисцидоза указывает на то, что носители при определенных условиях имеют преимущество над людьми с нормальным генотипом. Пока непонятно, в чем заключается это преимущество; возможно, оно определяет повышенную устойчивость к холере — болезни, которая вплоть до конца XIX столетия была основным убийцей в Европе.
Причина
Причиной заболевания является рецессивная мутация в гене, локализованном на хромосоме 7. Ген кодирует белок из 1480 аминокислот, расположенный в мембране эпителиальных клеток. С помощью этого белка ионы хлора проходят внутрь эпителиальных клеток и выходят из них. У больных муковисцидозом этот канал не функционирует. Поскольку ген рецессивен, больные являются гомозиготами и несут две копии поврежденного гена.
Ген, ответственный за муковисцидоз, был
клонирован в 1989 г. Благодаря этому удалось выяснить природу мутации и усовершенствовать метод выявления носителей (разд. 25.7.9). В настоящее время стала доступной и пренатальная диагностика. Установлено, что в Центральной и Западной Европе причиной заболевания в 70% случаев служит делеция трех пар оснований, приводящая к потере кодона 508 в мРНК. В результате в позиции 508 белка отсутствует аминокислота фенилаланин (F). Поэтому мутация называется AF508 (А — греческая буква дельта, обозначающая делецию). В том же самом гене было обнаружено более 400 других мутаций, которые тоже вызывают муковисцидоз, однако более чем в 15% случаев болезнь возникает в результате только пяти из них. Есть мутации, обнаруженные лишь у одного пациента.
