Николай Тарасенко - Что вы знаете о своей наследственности?
Аутосомно-доминантные наследования
При изучении родословных, составленных для некоторых заболеваний, можно установить, что болезнь передается от одного из родителей к детям на протяжении нескольких поколений. Одним из первых наследственных заболеваний человека, описанных в литературе, были брахидактилия (короткие пальцы), синдактилия (сросшиеся пальцы) и полидактилия (добавочные пальцы) (рис. 14—16). Эти признаки имеют аутосомно-доминантный характер наследования.
Рис. 14. Брахидактилия у человека.
Рис. 15. Родословная больного с синдактилией.
Рис. 16. Родословная больного с полидактилией.
Проследим родословную, в которой полидактилия наблюдалась в трех поколениях (рис. 16). В первом поколении у матери были дополнительные пальцы. Первый ее сын (II-1) не получил аномального гена, и его дети не страдали этим заболеванием. Второй же сын (II-2) и его двое детей (III-4 и III-5) имели дополнительные пальцы.
Брахидактилию, синдактилию и полидактилию можно обнаружить уже при рождении ребенка по соответствующему изменению фаланг пальцев рук и ног. Отклонения от нормы в данном случае не угрожают жизни человека, не делают его неполноценным членом общества. Однако существует ряд других аутосомно-доминантных признаков, характеризующихся болезненными проявлениями или даже летальным исходом.
Очень тяжелой болезнью является хорея Гантингтона, которая неминуемо вызывает смерть носителя ее гена. Эта болезнь поражает людей после 30 лет, то есть когда у больного, как правило, есть дети. Необходимо отметить, что в нашей стране хорея Гантингтона пока не описана.
На рис. 17, 18 показан внешний вид страдающих такими наследственными заболеваниями, как ахондроплазия и микроцифалия.
Для многих известных аутосомно-доминантных генов характерна разная степень их выражения. Это явление открыто генетиком Н. В. Тимофеевым-Ресовским и получило название экспрессивности (степень выражения) генов. С именем Тимофеева-Ресовского связано и другое открытие — явления пенетрантности (частота проявления) генов. С этих позиций вероятность наследственного заболевания определяется степенью выражения и частотой проявления летальных исходов по данному гену (напр., при 100%-й пенетрантности эффект гена проявляется у всех особей, его имеющих, при 50%-й — только у половины). И появляется оптимистический прогноз — не каждый носитель аутосомно-доминантных генов обязательно должен заболеть. Подтверждением этого является следующий пример.
Экспрессивностью и пенетрантностью генов можно объяснить передачу по наследству аутосомно-доминантных генов, вызывающих у части обладателей их тяжелейшие заболевания (см. рис. 17, 18).
Рис. 17. Доминантная карликовость у человека (ахондроплазия).
Рис. 18. Проявление доминантной мутации микроцефалии, связанной со слабоумием.
М. В. Волковым и Е. М. Меерсон в 1973 году описано наследование тяжелого аутосомно-доминантного заболевания — несовершенный остеогенез — в одной семье. Болезнь проявилась у ребенка. Его родители не были поражены таким заболеванием. Однако после детального рентгеновского обследования родственников (выделено восклицательным знаком) стало ясно, что летальный ген, обусловливающий болезнь, передается от отца (рис. 19), у которого, в отличие от сына, получившего наследственный дефект от своих предков, это тяжелейшее заболевание не проявилось. Такое поколение, обладающее нереализованным летальным геном, называется проскакивающим.
Рис. 19. Родословная больного с несовершенным остеогенезом.
Аутосомно-рецессивные заболевания
При аутосомно-рецессивных заболеваниях у здоровых родителей некоторые дети оказываются больными. Это связано с тем, что оба родителя являются носителями аномального аутосомно-рецессивного гена. Обычно этот ген обозначается буквой «а». С учетом последнего генотип больного по данному гену можно записать как аа, а его родителей (каждого) — как Аа:
Как видно из схемы, в потомстве двух гетерозигот могут быть как здоровые, так и больные дети. Среди здоровых также встречаются гетерозиготы. Чаще всего в семье бывает два ребенка. Семьи с двумя детьми от родителей-гетерозигот можно разделить на три группы: 1 — нет больных детей (такие случаи редки); 2 — болен один ребенок; 3 — больны оба ребенка.
Однако у родителей-гетерозигот, так же как и у всех, могут рождаться близнецы. Если последние однояйцевые, то оба будут либо больными (гомозиготы), либо здоровыми (гетерозиготы или не имеющие вообще аномального гена). В случае же разнояйцевых близнецов один из них может быть здоровым, а другой — больным.
Таблица 8. Частота встречаемости фенилкетонурии и галактоземии среди новорожденных в разных странах
Страна Число обследованных новорожденных Частота встречаемости фенилкетонурии Польша 894 891 1 : 7 782 Чехословакия 132 392 1 : 6 618 Австрия 666 383 1 : 12 340 Швейцария 699 089 1 : 16 644 Франция 1 882 734 1 : 13 715 ФРГ 359 875 1 : 10 935 Дания 285 535 1 : 11 898 Швеция 907 746 1 : 43 226 Финляндия 71 111 1 : 71 111 Англия 112 362 1 : 10 215 Ирландия западные области 825 935 1 : 5 343 восточные // 206 011 1 : 7 924 США 1408 425 1 : 13 630 Канада 277 769 1 : 39 681 Новая Зеландия 381 536 1 : 18 168 Австралия 353 458 1 : 9 818 Япония 210 851 1 : 210 851 Израиль евреи ашкенази 180 000 1 : 180 000 другие евреи, арабы 320 000 1 : 8 648 Страна Число обследованных новорожденных Частота встречаемости галактоземии Польша 307 947 1 : 12 317 Чехословакия 132 392 1 : 44 130 Австрия 664 966 1 : 39 116 Швейцария 520 456 1 : 65 057 Бельгия 106 511 1 : 10 651 ФРГ северные области 119 024 1 : 29 756 западные // 300 355 1 : 42 883 Швеция 907 746 1 : 49 000 Ирландия 144 842 1 : 482 188 США 732 911 1 : 104 701 Канада 148 872 1 : 148 872 Новая Зеландия 292 626 1 : 32 514По внешнему виду нельзя отличить гетерозиготу по аутосомно-рецессивному гену от нормального индивида, Однако на биохимическом уровне летальный ген будучи в гетерозиготном состоянии проявляет свое действие. Если у гомозигот (аа) аутосомно-рецессивный ген обусловливает полное отсутствие активности какого-либо фермента и у индивида с таким генотипом диагностируется наследственное заболевание, то у гетерозигот (Аа) активность этого фермента не достигает 100 % (как у нормальных индивидов (Аа)), однако и наследственное заболевание у них не диагностируется. При тщательном клиническом обследовании у гетерозигот можно обнаружить небольшие отклонения от нормы.
