Болести гена: узроци, примери, класификација. Механизам појаве генских болести

Болести гена (слике неких од њих ће бити приказане касније у чланку) посебна су група патологија које карактеришу различите клиничке манифестације. Основа њиховог удруживања је етиолошка процена и, сходно томе, закони о њиховој транзицији у популацијама иу породицама. Затим, ближе ћемо размотрити које су генске и хромозомске болести.

Опште информације

Будући да су мутације појединих гена етиолошки фактор у развоју болести, обрасци којима су наслијеђени одговарају Менделејевим принципима цијепања у потомству. "Понашање" неких мутација понекад није у складу са правилима Мендељејев-Морган. То може бити због фенотипских фактора (нпр. Стерилитета, морталитета). Размотрите даље механизме појаве болести гена.

Мутатион

У складу са бројним истраживањима генома људи уопште и наследних болести, научници говоре о разноврсности промена. Описане су многе врсте мутација које узрокују патологију. То укључује, нарочито, бесмисао, мисен, повећање броја понављања тринуклеотида, кршење спајања, делеције, и тако даље. Све ове мутације могу деловати као узроци болести гена. Иста патологија је често узрокована различитим типовима мутација. На то указују неки примјери болести гена. Дакле, за цистичну фиброзу је описано око две стотине мутација које га изазивају. Укупно око хиљаду. За фенилкетонурију откривено је више од тридесет мутација.

Менделејев принципи

Моногене болести преносе се на наредне генерације у складу са низом закона. С обзиром на то, за њих је могуће одредити један од три постојећа типа појаве патологије. Моногенске болести чине најопсежнију групу. Тип патолошких промена може бити аутосомно доминантан, аутосомно рецесиван и сполно повезан. Такође је пронађено да мутације у различитим деловима гена изазивају различите болести. Постоји фамилијарна Хирсцхспрунгова болест, два облика полендокрине аденоматозе, фамилијарни медуларни карцином штитне жлезде. Сви ови примери болести хуманог гена су повезани са мутацијом онколеса на различитим местима.

Синтеза протеина

Његова регулација се спроводи на неколико нивоа. Конкретно, он је транслаторан, транскрипцијски и претрансцриптионал. Мутације које изазивају болести хуманог гена могу утицати на ембрионалне, транспортне и структурне протеине, као и ензиме. Претпоставља се да на свим нивоима, који су узроковани одређеним ензимским реакцијама, постоји ризик од конгениталних аномалија.

Ако узмемо у обзир да особа има око 30-40 хиљада гена, од којих је сваки способан да мутира, контролише синтезу протеина, а алтернативно спајање је типично за многе од њих, онда се може закључити да мора постојати бар неколико болести. У ствари, за више од половине елемената, промене у примарној структури изазивају смрт ћелија. Због тога мутације не могу да се трансформишу у генске болести. Такви протеини обезбеђују основне ћелијске функције и на тај начин чувају стабилност организације.

Облици развоја патологија

Према статистикама, данас се људске генетске болести налазе у великим количинама. Има их неколико хиљада. Ова количина одговара фенотипској (клиничкој) тачки гледишта. У генетском смислу, они су много више. С обзиром на патологију као менделивне особине организма, говоримо о комплетним облицима. Оне су узроковане мутацијама гамета - промјене у заметним ћелијама могу бити нове или пренијети из претходних генерација. У овим случајевима, дакле, присуство патолошких гена је забележено у свим ћелијама у телу.

Ипак, теоретски је могуће замислити развој мозаичких облика. Њихов изглед је сличан хромозомским патологијама. Свака мутација се може појавити у раним фазама дробљења зигота једне од ћелија. У овом случају, болест ће постати мозаик. За неке ћелије, пацијент ће имати активан нормалан алел, а за друге патолошки или мутантни. Ако је промена доминантна, она ће се манифестовати у одређеним ћелијама и вероватно ће изазвати мање тешке болести гена. У рецесивном типу, манифестација ће се посматрати само у зиготи. Такође треба рећи да постоји могућност за две рецесивне промене у једном локусу од хомологних хромозома за једну соматске ћелије врло мали.

Класификација генских болести

Она, као и за друге групе патологија, веома је вишекомпонентна и условна. Патогенетски, клинички или генетски принцип може се користити као основа за раздвајање. У њиховој примени узимају се у обзир различити фактори, који омогућавају дистрибуцију патологија у групе. То, заузврат, доприноси одређивању врсте помоћи у сваком случају.

Генетски принцип

У складу са тим, патологије су подељене у неколико група. Сваки од њих има своју врсту наслеђа. Тако су изоловане аутосомно рецесивне, аутосомно доминантне, Кс-везане рецесивне и доминантне, и-повезане и митохондријске врсте. Генетичке наследне болести једног или другог типа предлажу одговарајуће терапијске мере.

Клиничка процена

У складу са овом особином, генске болести су подељене према органу или систему који је највише укључен у патолошки процес. Дакле, алоцирати болести нервног, неуромишићног, кардиоваскуларног карактера. Постоје генске болести ока, ендокриног система, мускулоскелетног система, органа урогениталног и гастроинтестиналног тракта. Постоје и патологије менталне и кожне природе, плућне лезије.

За бројне патолошке групе установљени су чак и посебни појмови: офталмолошки, неуро, дерматогенетски и други. Клинички принцип је веома условљен. Бројне патологије код неких пацијената су израженије у једном систему, у другом - у другом. У овом случају, могу се навести следећи примери хуманих генских болести: цистична фиброза углавном погађа плућа или гастроинтестинални тракт, неурофиброматоза првог типа се манифестује или туморима у неравним мозговним деблима или кожним промјенама (неурофиброми, пигментне мрље).

Трећи тип одвајања патологија

На основу патогенетског принципа болести подељени су у три групе. Патологије се дистрибуирају у складу са оним што се манифестује у главној вези. Генске болести метаболизам конгениталне малформације Постоје и комбинована патолошка стања. Прва група, пак, укључује неколико категорија. Дакле, разликују се болести аминокиселинског метаболизма, угљикохидрата, липида, витамина и других.

Генерал паттернс

За почетак патогенезе сваке болести гена и његове кључне тачке карактерише примарни ефекат мутантног алела. У том смислу, главне везе могу бити представљене на одређени начин: мутантни алел је примарни патолошки производ (квантитативно или квалитативно) - ланац даљњих биокемијских реакција - ћелије - органи и системи - организам.

Такав образац се сматра главним и заједничким за све генетске болести. Мутације могу изазвати патологију кроз различите полуге. Дакле, они се односе на пост-транслацијску обраду, формирање ћелијских одјељака, функцију спојева протеина и интеракцију примарних продуката. Патогенеза на молекуларном нивоу тренутно није добро схваћена. Истраживачи тек треба да прате ефекте мутација. Биће потребно проценити ефекте промена са молекуларног нивоа на клинику и физику патологије.

Протеин фунцтионс

Активност већине гена одређена је тродимензионалном структуром протеинских једињења. Многе мутације су локализоване у некодирајућим регионима. Међутим, већина описаних промена утиче на функцију и структуру протеина. У овом случају говоримо о патологијама које су повезане са високом пенетрацијом и једним геном. Велике делеције, инверзије или инсерције у про-кодирајућим регионима готово неминовно изазивају дисфункцију протеина. Наслеђене патологије су узроковане мутацијама које не доводе до смрти прије репродуктивног доба хетерозиготног носача.

Клиничка слика

Међу карактеристикама треба истаћи разноврсност манифестација патологија, различите старости почетка њиховог развоја, хронични ток, прогресија. Један од главних фактора који утичу на инвалидност од раног дјетињства и смањен очекивани животни вијек је тежина симптома. Клиничка слика за сваку болест гена је различита. Као што показују запажања, патолошки процес не утиче на један орган или систем, већ на неколико елемената тела у веома раним фазама формирања. Ово се посебно односи на болести које се манифестују као нарушавање тијека ембрионалног развоја (конгенитални дефекти), насљедних поремећаја метаболизма и стања комбинованог типа. Биолошка основа разноликости манифестација је контрола над примарним механизмима процеса.

Лоцализатион Феатурес

За бројне болести, укљученост многих ткива и органа у патолошки процес је због чињенице да је локализација примарног дефекта уочена у међустаничној и станичној структури. Тако, уз пораз везивног ткива, синтеза протеина је поремећена у једној или другој структури. Слична влакна су присутна у свим органима. У том смислу, различитост клиничких симптома је последица абнормалности у везивном ткиву. У позадини марфан синдром Патолошки процес се протеже на мишићни и скелетни, окуларни, кардиоваскуларни, нервни систем. Такође укључује плућа и кожу. Код Ехлерс-Дунло синдрома, патолошки процес се односи на зглобове, кожу, очи, крвне судове, срце, зубе, мозак, груди.

Непознати фактори

Постоје патологије које карактеришу необично широке клиничке манифестације и неразумљиви механизми. Посебно говоримо о неурофиброматози првог типа. Ова болест се манифестује промјенама у костима, плексиформним, поткожним и кожним неурофибромама, пигментним мрљама, туморским процесима у мозгу и нервним деблима, оштећењем способности учења. Стручњаци не искључују да у овом иу другим случајевима може постојати примарна плеиотропија - вишеструкост ефеката гена у различитим органима.

Различита старост појаве патологија

Важно је напоменути да, генерално, за болести гена, вријеме почетка је готово неограничено. Патологије се могу јавити у раним фазама ембрионалног развоја иу старости. Четвртина свих болести се формира у пренаталном периоду и конгениталне су. Током прве три године живота откривено је око половине патологија. Заједно са онима који су се појавили током ембрионалног развоја, они чине око 70%. На крају пубертета, према статистикама, износи око 99%.

У многим болестима гена, старост у којој се проблем појављује је променљива. Тако Цхореа Хунтингтон може почети да се развија у било ком узрасту. На пример, описани су случајеви појаве болести у доби од шест година иу доби од шездесет година. Просек је тридесет осам година.

Аутосомно доминантна болест - миотонична дистрофија - може се појавити у утеро, у адолесценцији или у старијој животној доби. Вероватан је и благи облик са касним стартом. Код рецесивних патологија, старост почетка патологије је такође различита. Дакле, цистична фиброза се може појавити у матерници, у детињству или након три до седам година.

Разлог за различиту старост патологије

Разлози могу бити индивидуалне карактеристике пацијентовог генома. Развој болести често се мења због интеракције различитих елемената. Нарочито, други гени могу утицати на ефекат мутанта. Свака комбинација доприноси ранијем појављивању, други успоравају њен почетак.

Еколошки услови су такође важни у овој материји, посебно током интраутериног развоја. Биолошка основа уопште лежи у јасним временским обрасцима регулације генске експресије онтогенетске природе. Активност сваког елемента почиње и завршава у одређено време иу одређеним ћелијама. Ово правило се такође односи на мутантни ген. Када се спроводе молекуларно-биолошке студије, могуће је одредити основу клиничке слике бројних патолошких облика у раној доби. На пример, откривено је да време појављивања Хунтингтонове корее може бити узроковано утицајем одговарајућег гена за очеве. Време развоја миотоничне дистрофије често је повезано са бројем тринуклиотидних понављања, које се одређују у мејози код жена.

Прогресија и продужени период

У односу на многе болести гена, тежина и клиничке манифестације се повећавају у току формирања патолошког процеса. Тако је почетак неурофиброматозе првог типа повезан са појавом безопасних пигментних (кавин и крем боје) тачака, пега у препонским или аксиларним зонама. Временом се почињу јављати промене костију, тумори, појединачне неурофиброме. На позадини фенилкетонурија напредује хипомеланоза косе и коже ментална ретардација. Код хемофилије током времена долази до пораста поремећаја згрушавања крви.

Хронични или продужени ток је карактеристичан за многе патологије гена. Конкретно, може се примијетити као хепатолентикуларна дегенерација, цистична фиброза и други.

Ови примери указују на то да су дуготрајни ток и прогресија манифестација карактеристични за патологије са различитим типовима наслеђивања. Примарна биолошка основа ове карактеристике је континуитет патолошке структуре (или одсуство њеног производа). Овом фактору се придружују процеси секундарног типа. То укључује нарочито хиперплазију, метаболичке процесе, дистрофију, упалу и друге. Они јачају занемарени примарни патолошки процес.

Наравно, прогресија није карактеристична за све генетске болести. Са развојем бројних патолошких стања на одређеном узрасту формира се коначни фенотип. На пример, ово се односи на болести као што је ахондроплазија. Његова пуна формација је забележена у току раста костију сразмерно старости. У овој патологији, хондрогенеза је нарушена. Развој болести на неки начин програмиран је без прогресије.

У закључку

Треба напоменути да је већина болести гена веома тешка. Патолошки процеси често доводе до инвалидности у раном узрасту. Истовремено, очекивано трајање живота пацијената је значајно смањено. Тежина курса у свим случајевима је уско повезана са урођеном природом патолошког процеса. Код одраслих се развијају многи тешки облици. То укључује, на пример, миотоничну дистрофију, хепатолентну дегенерацију, Хунтингтонову кореу, кардиомиопатију примарне природе.