Медициналық генетикаға кіріспе. Тұқым қуалайтын аурулар, себептері және жіктелуі
тақырыбына ақпараттық дидактикалық блок
Медициналық генетика-бұл адам генетикасының бір саласы, тұқым қуалайтын аурудың
пайда болуының себебптері мен заңдылықтарын және отбасында аурудың тұқым қуалау
сипатын, популяциядағы таралу жиілігін, жасушалық және молекулалық деңгейіндегі ерекше
үдерістерін зерттейді.
Медициналық
генетиканың
міндеттері
тұқым
қуалайтын
аурулардың
тасымалдаушыларын, ауру балаларды дер кезінде анықтау және оларды емдеу бойынша
ұсыныстарды әзірлеу болып табылады.
Тұқым қуалайтын аурулар - тұқымқуалайтын материалдың бұзылуларынан пайда
болатын аурулар.
Тұқым қуалайтын аурулардың алуан түрлі, олар кез-келген дәрігер-маманның (педиатр,
хирург, терапевт, психиатр, ортопед, окулист, гематолог және т. б.) тәжірибесінде кездеседі.
Тұқым қуалайтын аурулардың пайда болуының себебі мутациялар болып табылады.
Тұқым қуалайтын материалдың өзгерісіне қарай мутациялар геномдық, хромосомалық
және гендік болып бөлінеді.
Хромосомалардың санының өзгеруіне әкелетін мутация - геномдық мутация. Оның
түрлері – полиплоидия, гаплоидия и анеуплодия.
Полиплоидия – диплоидты хромосомалар санының гаплоидтық жиынтыққа есеслеп
артуы (3n, 4n, 5n, …). Полиплоидияны өсімдік селекциясында өнімділікті жоғарлату
мақсатында маңызыды. Сүтқоректілерде және адамдарда ол летальді жағдайға әкеледі.
Гаплоидия (1n)- хромосомалардың тақ жиынтығы. Сүтқоректілер мен адамдарда өлімге
әкелетін мутация.
Анеуплоидия – гомологтық хромосомалар санының жекелеген хромосомалар санына
артуы немесе кемуі (2n+/-1, 2n+/-2, т.б.).
Анеуплоидияның түрлері:
Трисомия – кариотипте үш гомологты хромосоманың болуы;
Моносомия – хромосомалар жиынтығындағы гомологты хромосоманың біреуінің
болмауы. Алғашқы ірі жұп хромосомалардың болмауы адамда летальді жағдай.
Нулисомия – хромосомалар жиынтығындағы жұп хромосоманың болмауы (летальді
мутация).
Хромосоманың құрылысының өзгерісіне әкелетін мутациялар - хромосомалық
мутация (аберрациялар). Бұл мутацияның түрлері: хромосома ішілік және хромосом
аралық аберрациялар.
Хромосом ішілік аберрация түрлері:
Делеция – хромосоманың бір бөлігінің түсіп қалуы.
Дупликации – хромосоманың бір бөлігінің еселенуі.
Инверсия – хромосоманың бір бөлігінің үзіліп 180₀ - қа бұрылып, қайта жалғануы.
Хромосома аралық құрылымдар гомологты емес хромосомалар арасында жүреді.
Транслокация – хромосоманың бір бөлігінің үзіліп, екінші бір гомологтық емес хромосомаға
жалғануы. Транслокация түрлері:
- Реципрокты – екі гомологты емес хромосомалар бір-бірімен өзара бөліктерімен
алмасады;
- Реципрокты емес – бір хромосоманың бөлігі екінші гомологты емес басқа
хромосомаға жалғануы.
- Робертсондық транслокация – екі акроцентрлі хромосомалар өздерінің
центромерлерімен қосылуы.
Гендік (нүктелік) мутация- геннің құрылымында болатын өзгерістер.
Нүктелік мутацияның түрлері:
Нуклеотидтердің алмасуы:
- Бір пуриннің басқа пуринге алмасуы немесе бір пиримидиннің басқа пиримидинге
алмасуы. Мұндай алмасулар транзициялар деп аталады.
- Бір пуриннің пиримидинге алмасуы немесе керісінше пиримидиннің пуринге
алмасуы -трансверсия деп аталады. Трансверсияға қарағанда транзициялар жиі болады.
Оқылу ретінің жылжуы:
- Делеция — ДНҚ молекуласында бір немесе бірнеше нуклеотидтің түсіп қалуы.
- Инсерция — ДНҚ молекуласына бір немесе бірнеше нуклеотидтің енуі.
Бұл мутациялар полипептидті тізбектегі аминқышқылдық қатарын өзгертіп, ақуыз
молекуласының қызметінің бұзылуына әкеледі.
Генетикалық тұрғыда тұқымқуалайтын аурулар мутациялардың түрлеріне қарай
хромосомалық, гендік болып жіктеледі.
1. Хромосомалық аурулар – хромосомалық және геномдық мутацияның салдарынан
пайда болатын аурулар. Хромосомалық синдромдар адамның хромосомаларының санының
не құрылысының өзгерісімен сипатталады. Аутосомалық және гоносомалық та
хромосомалардың саны өзгеруі мүмкін:
- аутосомды хромосомалардың санының өзгерісінен дамитын хромосомалық
синдромдар: Даун синдромы, Патау синдромы, Эдвардса синдромы, т,б.
- Жыныстық хромосомалардың санының өзгерісінен туындайтын синдромдар:
Шерешевский-Тернер синдромы, Клайнфельтер, т.б.
- Хромосомалардың құрылысының өзгерісінен дамитын аурулар : «мысық айқайы»
синдромы, транслокациялық Дауна синдромы).
2.
Гендік аурулар – гендік мутацияның себебінен пайда болатын аурулар. Гендік
аурулар патогенезі мутантты геннің өнімімен байланысты (ақуыздың, ферменттің болмауы
немесе олардың құрылымының өзгеруі)туындайды. Гендік аурулар моногенді және
полигенді деп жіктелінеді.
Моногенді аурулар бір ғана геннің мутацияға ұшырауына байланысты қалыптасады.
Бұл аурулар дәстүрлі типпен және дәстүрлі емес типпен тұқым қуалайды.
Дәстүрлі типпен тұқымқуалайтын моногенді аурулар Мендель заңдылықтарына сәйкес
тұқымқуалайды. Оларға тұқымқуалау типіне қарай:
- Аутосомды-доминантты типпен тұқым қуалайтын аурулар (нейрофиброматоз, жетілмеген
остеогенез, Гентингтон хореясы, ахондроплазия және т.б.
- Аутосомды-рецессивті типпен тұқымқуалайтын аурулар: альбинизм, муковисцидоз,
фенилкетонурия, Тея-Сакс ауруы, адреногенитальді синдром және т.б.
Дәстүрлі емес типпен тұқымқуалайтын моногенді аурулар Мендель заңдылықтарына
бағынбайды. Оларға тұқымқуалау типіне қарай:
- Х тіркесті доминантты аурулар: Д -дәруменіне тұрақты рахит, Ретт синдром және т.б.
- Х тіркесті рецессивті аурулар: гемофилия, Дюшенн-Беккер миодистрофиясы және т.б.
Моногенді аурулардың осы түріне жататын басқа аурулар тобы:
- геномдық импринтинг аурулары (Прадер-Вилли синдромы Ангельман синдромы),
- митохондриялық аурулар (Мелас синдромы, Кернс-Сейр синдромы),
- үшнуклеотиді экспансия аурулары (Гентингтона хореясы, Мартин-Белл синдромы).
Сонымен қатар моногендік аурулар:
Мүшелер мен жүйелердің бұзылуына байланысты жіктелінеді:
1. Жүйке жүйесінің аурулары: мишықтың зақымдануымен болатын жүйелі дегенерациялар,
жүйке-бұлшықет аурулары, факоматоздар және т. б.
2. Жүрек-қантамыр жүйесінің аурулары: гиперхолестеринемияның отбасылық түрлері,
гиперлипопротеидемия және гипертриглицеридемия, отбасылық липопротеин липазасының
жеткіліксіздігі, тұқым қуалайтын амилоидоз және т. б.
3. Тыныс алу мүшелерінің аурулары: альвеолярлы микролитиаз, өкпенің идиопатиялық
диффузды фиброзы, оқшауланған өкпе гемосидерозы, тұқым қуалайтын стихиялық
пневмоторакс, бастапқы өкпе гипертензиясы, Картегенер синдромы, трахеобронхомегалия.
4. Асқазан-ішек жолдарының аурулары: мальабсорбция синдромы, оның ішінде туа біткен
лактаза тапшылығы, сиыр сүті ақуызына және соя ақуызына төзбеушілік, целиакия, туа біткен
хлоридті диарея, энтерокиназа тапшылығы және т. б.
5. Дәнекер ұлпа мен қаңқа аурулары: Марфан синдромы, ахондроплазия, туа біткен
маймақтық, мукополисахаридоздар, муколипидоздар, жетілмеген остеогенез, Элерс-Данлос
синдромы және т. б.
6. Тері аурулары: ангидротикалық және гидротикалық эктодермалық дисплазия, туа біткен
тері аплазиясы, ихтиоз және ихтиозоформды дерматоздар, алақан-табан кератодермиясы,
пигментті ксеродерма, буллезді эпидермолиз, Блум синдромы және т. б.
7. Бүйрек және зәр шығару жолдарының аурулары: Альпорт синдромы, тұқым қуалайтын
нефрит, қант диабеті, поликистозды ауру, бүйрек түтікшелі ацидоз және т. б.
8. Эндокриндік мүшелердің аурулары: туа біткен гипотиреоз, гипофизарлы нанизм,
адреногенитальды синдром және т. б.
9. Есту, көру, жыныс мүшелерінің аурулары және т. б.
Зат алмасудың бұзылуына байланысты. Бұл ең көп таралған түрі. Көбінесе бұл
аурулар тобы энзимопатия немесе зат алмасудың бұзылысынан дамитын тұқым қуалайтын
аурулар деп аталады.
Аурулардың бұл тобында:
1. аминқышқылдардың бұзылысынан дамитын аурулар: алкаптонурия, альбинизм,
гистидинемия, гомоцистинурия, фенилкетонурия, лейциноз және т. б.
2. көмірсулардың бұзылысынан дамитын аурулар: галактоземия, гликогеноздар,
мукополисахаридозалар, фруктозаға төзбеушілік және т. б.
3. Липидтердің бұзылысынан дамитын аурулар: ганглиозидтер, гиперлипидемия,
гиперхолистринемия, цереброзидоздар, муко - және сфинголипидоздар және т. б.
4. Стероидты метаболизмнің бұзылысынан дамитын аурулар: адреногенитальды синдром,
гипоальдостеронизм, гипотиреоз және т. б.
5. Пуриндер мен пиримидиндердің бұзылысынан дамитын аурулар: оротикалық ацидурия,
подагра, Леша-Нихан синдромы және т. б.
6. Порферин, билирубиннің бұзылысынан дамитын аурулар: Гилбер синдромы, Криглер Найяр, Порфирия және т. б.
7. Эритронның бұзылысынан дамитын аурулар: фанкони анемиясы, гемолитикалық анемия,
глюкоза-6-фосфат-дегидрогеназа жеткіліксіздігі және т. б.
8. Металдардың бұзылысынан дамитын аурулар: Вильсон - Коновалов, Менкес ауруы,
отбасылық мерзімді паралич және т. б.
9. Лизосомалық аурулар немесе тезауризмоздар (жинақтау аурулары).
Полигенді (мультифакторлық) аурулар бірнеше геннің мутацияға ұшырауынан
сонымен қатар сыртқы ортаның әсерінен қалыптасатын аурулар (қант диабеті, шизофрения,
псориаз, бронхиалді астма, ісік аурулары және т.б.).
3. Генетикалық сомалық аурулар – сомалық жасушалардың мутациясынан пайда
болатын аурулар. Оларға аутоиммунды аурулар, ісік аурулары.
4. Эпигенетикалық аурулар ДНҚ молекуласының құрылысы өзгермей ген қызметінің
реттелу мехнизмі бұзылған жағдайда қалыптасатын аурулар.
Қазіргі уақытта тұқым қуалайтын аурулар бойынша ақпараттық-іздеу жүйелері
құрылды. Компьютерлік диагностика арқылы патологиялық үдерістер жайлы мағлұматтар
алуға болады.
Кең таралған мәліметтер базалары:
1. OMIM – Online Mendelian Inheritance in Man (тұқымқуалайтын аурулардың электронды
каталогы): http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=OMIM.
2. Face2Gene – https://www.face2gene.com.
3. POSSUM – Pictures of Standard Syndromes and Undiagnosed Malformations (тұқымқуалайтын
аурулардың электронды базасы): http:www.possumcore.com/nuxeo/login.jsp.
4. PubMed – биология және медицина саласы бойынша ғылыми мақалалар базасы:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez.
5. HGMD – Human Gene Mutation Database (адам геніндегі мутациялардың жайлы мәліметтер
базасы): https://www.hgmd.cf.ac.uk/ac/index.php
6. ClinVar – (генетикалық маркерлер базасы): https://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/
7. ISCN - International System for Human Citogenetic Nomenclature (адамның цитогеном
номенклатурасының халықаралық жүйесі)
8.
DECIPHER
–
(Молекулалықhttps://decipher.sanger.ac.uk/
цитогенетикалық
9. MitoMap – (митохондриалді геном жайлы мәліметтер базасы)
http://www.mitomap.org/MITOMAP/
мәліметтер
базасы):