Спонтанный мутагенез у человека

Основным фундаментом, на основе которого производится оценка генетического риска облучения человека, является анализ естественной (спонтанной) мутационной изменчивости. Зная уровень спонтанной изменчивости человека можно произвести расчет, в какой степени этот уровень может быть изменен после радиационного воздействия.

Мутационные изменения в любом из генов человека, либо изменения в структуре любой из хромосом приводят в онтогенезе человека к тем или иным изменениям в его фенотипе. Степень изменения фенотипа зависит от важности для реализации тех или иных функций организма вовлеченных в мутагенез генов, от масштабов нарушения генетического материала и от характера наследования возникших мутационных изменений.

Важно рассмотреть классификацию генетических изменений с точки зрения наблюдаемых в результате таких изменений фенотипов – генетических болезней. В настоящее время все генетические болезни человека, учитывая механизмы их возникновения и характер наследования, подразделяют на менделевские, хромосомные, мультифакториальные, генетические болезни соматических клеток и болезни генетической несовместимости матери и плода.

В связи с реализацией международной программы “Геном человека” и благодаря интенсивному изучению наследственных болезней в клиниках многих стран число известных к январю 2000 г менделевских наследственных болезней составило 11062. Следует подчеркнуть стремительный прогресс в этой области, свидетельствующий о высокой актуальности изучения наследственных болезней человека.

В отношении многих наследственных болезней изучена локализация мутантных генов и проведен молекулярный анализ продуктов таких генов. Более чем 6980 генов с хорошо известной функцией локализованы в специфических сайтах различных хромосом человека. С другой стороны, картированы в определенных участках хромосом более чем 1100 клинических болезней.

Наиболее простой концепцией, описывающей взаимосвязь между мутациями и обусловленными ими менделевскими наследственными болезнями, является концепция “одна мутация – одна болезнь”. Эта концепция, постулирующая унитарную генетическую причину для каждой болезни, нашла свое подтверждение при описании многих менделевских болезней. Вместе с тем было также показано, что далеко не всегда наблюдается такая простая взаимосвязь.

При анализе аллельных вариантов 767 генов человека было обнаружено, что 658 генов ассоциированы с какой-либо одной клинической болезнью, 71 ген – с двумя, 30 генов – с тремя, 5 генов – с четырьмя, 1 ген – с пятью, 1 ген – с шестью и 1 – с семью болезнями.

Необходимо отметить, что такие генетические явления как мозаицизм, геномный импринтинг и экспансия аллелей могут внести дополнительные сложности в процесс фенотипической реализации мутационных изменений в генах. Например, при мозаицизме наблюдается присутствие нормальных и мутантных клеток у одного и того же индивидуума. Это может относиться как к соматическим, так и к зародышевым клеткам. В случае, если мозаицизм в зародышевых клетках индивидуума затрагивает доминантную болезнь, эта болезнь может не проявиться у данного индивидуума фенотипически вследствие мозаицизма, однако в этом случае сохраняется риск проявления этой болезни у потомков, унаследовавших мутантный ген.

О существовании тех или иных генов мы узнаем, когда появляется возможность изучить мутации этих генов. Гены, которые не мутируют, не могут быть изучены. Обычно спонтанная частота мутаций отдельных генов у человека составляет от 10-4 до 10-6 на гамету за поколение. Необходимо отметить, что спонтанная частота мутаций зависит от возраста родителей, особенно от возраста мужчин.

Менделевские болезни, согласно результатам молекулярно- генетических исследований, могут быть следствием точковых мутаций, протяженных мутаций и микроделеций. Различия между этими типами мутационных изменений связаны с размерами фрагментов молекулы ДНК, охваченных мутацией.

После обширных исследований, проведенных А.Чейзелом в Венгрии особое внимание привлечено к мультифакториальным болезням. Мультифакториальные болезни объединяют в себе широкий класс болезней, в отношении которых известно, что они имеют генетическую компоненту, и в то же время эти болезни не подчиняются простому менделевскому наследованию. Такие болезни интерпретируются как результат взаимодействия большого числа факторов генетической природы и факторов окружающей среды.

Большинство мультифакториальные болезней не подчиняется классическим законам наследования, т.е. они не являются клиническими проявлениями дефектов одиночных генов. В то же время они встречаются среди родственников больных с более высокой частотой, чем в общей популяции. Однако риск заболеть данной мультифакториальной болезнью среди родственников варьирует в зависимости от особенностей данной болезни и может быть различным в разных семьях. Для большинства мультифакториальных болезней пока крайне ограничены знания относительно вовлеченных в генетический контроль этих болезней генов, их числа, типа мутационных изменений и характера воздействующих на проявление этих болезней факторов окружающей среды.

Экологические заметки

Инвестиционная политика Украины в области охраны природы
Инвестиционной деятельностью является совокупность практических действий граждан, юридических лиц и государства по реализации инвестиций. Инвестиционная деятельность осуществля ...

Управление охраной окружающей среды на муниципальном уровне
Перспективы развития экономики страны, в значительной степени, определяются состоянием природных ресурсов. В такой ситуации необходима реализация политики, нацеленной на обеспечени ...

Человек и биосфера как объекты синергетической философии
Биосферой называется оболочка Земли, населенная и активно преобразуемая живыми существами. В.И. Вернадский определял биосферу, как оболочку, в которой существует или существовала в ...