Медициналық генетика және кейбір тұқым қуалайтын аурулардың алдын алу мен емдеу

7. Медициналық генетика және кейбір тұқым қуалайтын аурулардың алдын алу мен емдеу

1. 
   Адам генетикасының ерекшеліктері.
   

1956 жылға дейін адам кариотипінде 48 хромосома бар деп санаған. Адам хромосомн зерттегенде колхицин заты қолданылады, ол анафаза кезенін тежеп, хромосомалар полюстерге ажырамай, Х тәрізді болып қалады. Сүйек (миынан) және қан клеткаларыныа адам хромосомдары алынады. Адамның өзінің пайда болуын мутация деп санауға болады:

- дискреттік түрде тілдік сигнализацияның дамуы;

- бас мида ми сыңарларының күшті дамуы;

- дененің тігінен орналасуы.

Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымының (ВОЗ) деректеріне қарағанда адамның денесінің сау болуы 50% оның өмір сүру ерекшелігіне, 20% -экологиялық факторларға, 20% - генотипке, 10% медицина жетістіктеріне байланысты. Адамдардың бедеу болуының, балалар болмауының себебі де 20% жағдайында тұқым қуалаушылық аппараттың бұзылуына байланысты. Адамдардың генотипі көп түрлі болып келеді. Мысалы, әрбір жұп гомологты хромосомаларда тек бір жұп аллель болады десек, онда 2²³ әр гаметалар (8,388,608) пайда болар еді.

Генетика ғылымы қарастыратын тұқым қуалаушылық пен өзгергіштіктің барлық заңдылықтары адамға да тән болып есептеледі. Себебі ол да тіршіліктің бір түріне (Homo Sapіens) жатады. Тұқым қуалаушылығы мен өзгергіштігі жағынан адамның басқа жануарлардан айтарлықтай өзгешелігі жоқ. Бәрінде де тұқым қуалайтын қасиет ұрпақтан-ұрпаққа хромосома құрамында болатын гендер арқылы беріліп отырады. Адамның жануарлардан айырмашылығы оның саналылығы мен екінші сигналдық жүйесінің (системасының) болатындығында, соған байланысты оның сыртқы ортаға бейімделу мүмкіндігі де мол болып келеді.

Жалпы адамзат қоғамда өмір сүретіндіктен оның эволюциялық дамуында әлеуметтік факторлардың да рөлі бар. Бірақ, біз тек биологиялық жағын қарастырамыз.

Адамның генетикалық объект ретіндегі ерекшелігі — оның генетикасын зерттеуді қиындататын көптеген қайшылықтар бар. Олар: жыныстық жағынан кеш-пісіп жетілетіндігі; әр отбасынан тарайтын ұрпақ санының аздығы; барлық ұрпақтың тіршілік ортасын теңестірудің мүмкін еместігі, хромосома санының көп болатындығы, адамға тәжірибе жасауға болмайтындығы және басты бір қайшылық — адамның кейбір тұқым қуалайтын қасиеттерінің мысалы, қабілеті мен мінез-құлқының дамып қалыптасуына кедергі келтіретін ұлтшылдық, нәсілшілдік сияқты әлеуметтік теңсіздіктің болатындығы.

Осы аталған қиыншылықтарға қарамастан, кейінгі кездерде адам генетикасы жедел қарқынмен дамуда. Ең соңғы жаңалықтардың бірі — ХХІ ғасырдың басында адамның генетикалық кодының шешілуі.

2. 
   Зерттеу әдістері
   

Генеологиялық әдіспен көптеген аурулардың тұқым қуалайтындығы анықталған. Соның бірі — гемофилия. Осы ауру бойынша ағылшын королевасы Виктория әулетінің шежірелік сызбанұсқасы жасалған.

Сонда Виктория мен оның зайыбы мұндай аурумен ауырмаған. Олардың арғы тегінде де ешкім гемофилиядан зардап шекпеген. Бірақ Викторияның ата-анасының біреуінің жыныс клеткасында мутация пайда болған болу керек. Соған байланысты королева Виктория гемофилияның генін тасымалдаушы болып, өзінің көптеген ұрпақтарына таратқан. Сөйтіп, Викториядан мутантты гені бар Х хромосоманы алған барлық ер жынысты ұрпақ гемофилиямен ауырған.

Цитогенетикалық әдіс. Бұл әдіспен сау немесе ауру адамның кариотипіне (хромосома жиынтығына) цитогенетикалық талдау жасалады. Цитогенетикалық әдісті пайдаланып тұңғыш рет 1956 жылы Дж.Тийо мен А.Леван қалыпты жағдайда адамның дене клеткаларында 22 жұп аутосомалар және бір жұп — жыныстық хромосомалар болатындығын анықтады. Бұрынғы жыныс генетикасы тақырыбында айтылғандай ер адамда жыныстық хромосома гетероморфты (ХУ), ал әйел адамда гомоморфты (ХХ) болып келетіндігі дәлелденді. Бұл әдісті қолдану адамның дене және жыныс клеткаларында пайда болатын хромосомалық өзгерістерді байқауға мүмкіндік туғызады. Мұндай өзгерістер түрлі аурулардың тууына себепкер болады. Сондықтан цитогенетикалық әдісті медицинада диагностикалық мақсатта қолданады.

Егіздік әдіс. Егіз болып туу адам баласында жиі кездесетін құбылыс. Олардың екі түрі болады: бір жұмыртқалық және әр жұмыртқалық. Бір жұмыртқалық егіздер дегеніміз — бір жұмыртқа клеткасының бір сперматозоидпен ұрықтануынан екі зиготаның дамуы. Мұндай егіздер бір-біріне айнымастай ұқсас болады, себебі, олардың генотипі бір. Зерттелінетін белгі егіздің екеуінде де кездессе оларды конкордантты (ұқсас), ал егерде белгі егіздердің біреуінде ғана болса оларды дискордантты деп атайды.

Ал әр жұмыртқа клеткаларының әр түрлі сперматозоидтармен бір мезгілде ұрықтануынан дамыған егіздер бір-біріне онша ұқсамауы мүмкін. Себебі әр түрлі жұмыртқа клеткалары мен сперматозоидтардағы гендердің үйлесімі түрліше болып келеді. Осының ішінде бір жұмыртқалық егіздер аса маңызды жалпы биологиялық проблеманы, атап айтқанда, белгі-қасиеттердің дамып қалыптасуы үшін тұқым қуалаушылық пен сыртқы ортаның әсерін зерттеуде ыңғайлы материал болып табылады. Мысалы, адамның бойындағы туа біткен қабілетті дамытып, қалыптастыру үшін оқу мен тәрбиенің қандай маңызы бар екендігі анықталады. Сонымен қатар, егіздік әдіс адамның кейбір тұқым қуалайтын ауруларға (шизофрения, эпилепсия, гемофилия, қант диабеті, аяқтың деформациясы, ойлану қабілетінің төмендеуі және т.б.) бейімділігін алдын ала анықтауға көмектеседі.

Онтогенетикалық әдіс. Бұл әдіспен адамның онтогенезі (жеке дамуы) барысында тұқым қуалайтын өзгерістердің бар-жоғы анықталады. Кейбір тұқым қуалайтын ауруларды соған жауапты рецессивті гендерден тұратын гомозиготалы организмнен ғана емес, аз да болса гетерозиготалылардан да байқауға болады. Мысалы, шизофрения ауруын рецессивті ген анықтайды, және ол ауру адам ата-анасының екеуінен де сондай генді алса, яғни рецессивті гомозигота (аа) болса ғана білінеді. Ал, гетерозиготалы (Аа) болса, ол адам ауру болмауға тиіс. Бірақ, кейде онтогенез барысында ондай адам бір қайғылы жағдайға ұшырап, стресс болса ол аурудың шығуы мүмкін.
Сонымен, онтогенетикалық әдістің маңызы — онтогенез барысында белгілі бір ауруды тасымалдайтын рецессивті гендерді анықтау арқылы болашақ ұрпақты ауыр зардаптардан алдын ала сақтандыру.

Популяциялық-статистикалық әдіс. Бұл әдіспен түрлі тұқым қуалайтын өзгерістердің адам популяциясына таралу жиілігі зерттеледі. Адамның әр түрлі популяцияларында тұқым қуалайтын генотиптік өзгерістердің таралуы түрлі мөлшерде болады. Мысалы, Мариан және Гуам аралдарындағы жергілікті тұрғындардың жұлын клеткасының склерозы ауруынан қаза болуы басқа елдермен салыстырғанда 100 есе көп. Сол сияқты Швейцарияда Роне өзенінің жағалауында орналасқан бір ауылдың 2000 тұрғынының ішінде 50 адам саңырау-мылқау, 200 адам саңырау болып шыққан. Себебі, көші-қонның болмауынан жекелеген отбасылар мен туыстар көп таралып көбейе алмайды. Сондықтан кейбір тұқым қуалайтын ауруларды тасымалдайтын ген мөлшері артып кетеді.

Биохимиялық әдіс. Бұл әдіс адам генетикасын зерттеуде соңғы кездері кеңінен қолданылып жүр. Бұл әдіс ферменттік жүйелердің белсенділігін зерттеу арқылы жүргізіледі.

Жалпы адамда болатын түрлі тұқым қуалайтын өзгерістер клеткадағы зат алмасудың бұзылуына тікелей байланысты. Олар сол клетканың құрамына кіретін белоктар, нуклеин қышқылдары, көмірсулар, майлар, липидтер және т.б. екенін бұрынғы өткен сабақтардан білесіңдер. Айталық, ДНҚ молекуласында өзгеріс болса, онда ген өзгерді деген сөз. Себебі, геннің өзі сол ДНҚ-дан тұрады. Ал ондай өзгеріс тұқым қуалайды. Биохимиялық әдістің үлкен практикалық та маңызы бар. Мысалы, ДНҚ-ға талдау жасау арқылы баланың ата-анасын дәл анықтап табуға болады. Бұл әдіс қазір археологиялық зерттеулерде де қолданылып жүр. Соңғы кезде Шығыс Қазақстандағы Алтай тауынан табылған "Алтын Адамның” кейбір ұлпалары мәңгі мұздың астында жатқандықтан сақталған. Солардың құрамындағы ДНҚ-ны алып біздің (қазақтың) ДНҚ-мызбен салыстырып зерттегенде олар ұқсас болып шыққан. Бұл біздің арғы тегіміз сақтар, ғұндар екендігін дәлелдеп отыр.

Сомалық жасушалар генетикасы әдісі. Жасушаларды ағзадан тыс, жасанды қоректік ортада өсіреді. Бұл әдіс нәтижесінде:

1) гендердің тіркесуін, хромосомада орналасуын;

2) гендердің нақты өнімдерін зерттейді;

3) гендік мутацияларды зерттейді.

Қорыта айтқанда, қазір адам генетикасын зерттеуде жоғарыда көрсетілгендей әр түрлі әдістер қолданылуда. Соған байланысты адамның генетикалық тұрғыдан толық зерттелген объектілер қатарына қосылатыны сөзсіз.

3. 
   Моногенді тұқым қуалау
   

1. 
   аутосомды-доминантты тұқым қуалаушылық:
   

б) ата-аналары белгіні балаларына бірдей бере алады.

2) Аутосомды-рецессивті тұқым қуалаушылық:

а) белгі бірінші ұрпақта байқалмай, келесі ұрпақтарда байқалады;

б) белгі ата-аналарында болмаса да балаларында байқалады (25%)

3) Х хромосомамен тіркескен доминантты тұқым қуалаушылық:

а) белгі ұл-қыздарда байқалады;

б) ата-аналарында көбінесе гетерозиготалы күйде кездеседі.

4) Х хромосомамен тіркескен рецессивті тұқым қуалаушылық:

а) белгі ұлдарында жиірек кездеседі;

б) егер анасында болса барлық ұлдарында, не 50% ұлдарында байқалады;

в) белгі әкесінде болса, ол тек қыздарына беріледі, қыздары «тасымалдаушы».

5) У хромосомамен тіркескен тұқым қуалаушылық тек еркек ұрпаққа беріледі. Оны голандрлық тұқым қуалаушылық деп атайды. У хромосомамен тіркескен үш ген белгілі:

а) гипертрихоз гені – ұл балалардың құлақ қалқаншасын қалың түк басуы;

б) аталық безді дамытатын ген;

в) ер адамдардың тіс жүйесінің дамуын қадағалайтын ген.

4. 
   Эукариоттардың ДНҚ молекуласы
   

1. Қайталанбайтын нуклеотидтер тізбегі – ол ДНҚ бойында бір дана күйінде кездеседі. Адамның гаплоидтық геномы 3-10⁹ нуклеотидтер қатарынан тұратын болса, оның 70%-ы қайталанбайтын нуклеотидтер тізбегі. Бұл жерде барлық құрылымдық гендер орналасқан.

2. Орташа қайталанатын нуклеотидтер тізбегі, олар 100-ден 100,000 ретке дейін қайталанады. Олардың үлесіне геномның 22-23%. Бұл жерде құрылымдық гендер кездеспейді, бірақ р-РНҚ, т-РНҚ, гистондық ақуыздар гендері кездеседі.

3. Өте жиі қайталанатын нуклеотидтер тізбектері – олар 100,000-нан 1000,000 ретке дейін қайталанатын қысқа нуклеотидтер тізбегі. Үлесі 8%. Оларда гендер болмайды, олар гендердің интрондық бөліктері болып табылады. Хромосома бойында ДНҚ молекуласының ширатылу дәрежесі түрліше болып келеді. Осыған орай хромосоманың эухроматин, гетерохроматин бөліктерін ажыратады. Эухроматин – хромосоманың митоз кезінде ширатылып тығыздалатын, ал митоздан кейін деспиральданған бөлігі. Бұл хромосоманың ең белсенді – структуралық гендер кездесетін бөлігі, гетерохроматин хромосоманың митоз кезінде де, одан кейін де тығыз ширатылған – спиральданған конденсацияланған, ашылмайтын бөлігі. Онда структуралық гендер болмайды. Эухроматиндер хромосоманың теломера аймағында, гетерохроматиндер центромера аймағында орналасады.

5. 
   Митоздық цикл
   

1. 
   пресинтездік (G₁);
   
2. 
   синтездік (S);
   
3. 
   постсинтездік (G₂);
   
4. 
   митоз (М).
   

Митоздық ерекше түрлеріне эндомитоз және политенияларды да жатқызады. Эндомитозда ядро бөлінбей, тек хромосомалар екі еселеніп полиплоидты жасушалар түзіледі. Политенияда ДНҚ молекуласы бірнеше рет еселеніп, бірақ бір-бірінен ажыраспайды, политенді хромосомалар пайда болпды (жеміс шыбыны).

10. 
    Адам кариотипінің жіктелуі
    

Денвер классификациясы бойынша хромосомаларды үлкенінен кішкентайына қарай орналастырып, олардың идиограммасын құрастырады да нөмерлейді. Мұнда центромералық индекс есептелінеді. Центромералық индекс – хромосоманың қысқа иіні ұзындығының бүкіл хромосома ұзындығына ара қатынасы (%).

А тобы 1-2-3 хромосомалар, ең ірі метацентрлі, ЦИ = 38-49.

В тобы 4-5 хромосомалар, ірі субметацентрлі, ЦИ = 24-30.

С тобы 6-12 орташа субметацентрлі, ЦИ = 27-35.

D тобы 13-15 орташа акроцентрлі, ЦИ = 15.

Е тобы 16-18 ұсақ субметацентрлі, ЦИ = 26-40.

F тобы 19-20 ең ұсақ метацентрлі, ЦИ = 36-46.

G тобы 21-22 ең ұсақ акроцентрлі, ЦИ = 13-23.

Х хромосома орташа субметацентрлі, С тобына жатады.

У хромосома ең ұсақ акроцентрлі, G тобына жатады. Денвер классификациясының кемшілігі бір топқа жататын хромосомаларды ажырату қиын.

Париж классификациясы бойынша хромосомаларды түрліше бояулармен бояйды. Гомологты хромосомалар бірдей боялады. Хромосоманың қысқа иінін p, ұзын иінін q әрпімен белгілейді. Бұл классификация бойынша хромосомалардағы нақтылы локустарды ажыратып бөлуге, хромосома картасын жасауға болады.

7. Медициналық генетика және кейбір тұқым қуалайтын аурулардың алдын алу мен емдеу

Медициналық генетиканың негізінде хромосомалардың өзгеруіне байланысты болатын бірнеше тұқым қуалайтын аурулар анықталды. Олар хромосомалық арулар деп аталады. Ондай ауруларға Клайнфельтер, Шершевский-Тернер, Даун аурулары және т.б. жатады.

Клайнфельтер ауруымен тек ер адамдар ауырады. Оның белгісі: жыныс бездері дұрыс жетілмейді, ақылы кем болады және аяқ-қолы шамадан тыс ұзын, денесіне сәйкес келмейді. Бұл аурудың болу себебі жыныстық хромосомаға бір Х-тың артық қосылуына байланысты. Ауру адамның хромосомаларының жалпы диплоидты жиынтығы — 47, жыныс хромосомасы — ХХУ дүниежүзілік санақ бойынша 1000 ер баланың екеуі осы аурумен ауыратындығы анықталды. Х хромосоманың көп болуы жынысты өзгертпейді, тек қана Клайнфельтер синдромын күшейтеді.

Шерешевский-Тернер ауруы әйелдерде кездеседі. Мұнда жыныстық жағынан пісіп-жетілуі баяулайды, сондықтан бедеу болады, әрі бойы тапал келеді. Ақыл-есі кем, ашуланшақ, жұмысқа қабілеттілігі төмен болады. Аурудың хромосомаларының диплоидты жиынтығы — 45, жыныс хромосомасы біреу — ХО. Дүниежүзілік санақ бойынша 1000 қыздың төртеуі осы аурумен ауыратындығы дәлелденді. Жүргізілген зерттеулердің нәтижесінде бұл екі аурудың да гаметалардың даму барысында жыныстық хромосомалардың дұрыс ажырамауына байланысты болатындығы анықталды. Сол сияқты, Х хромосоманың артық қосылуына байланысты әйелдер арасында трисомия ауруы кездеседі. Жыныс хромосомасы — ХХХ, ал жалпы хромосомалардың саны — 47. Ауруды “алып әйел” деп атайды .

Адамның қан топтарының тұқым қуалауы

Кейінірек адамдарда тағыда бірнеше қан жүйелері аныкталады. Үй қояндарын қан денелерімен иммунизациялау арқылы Ландштейнер мен Левин (1927) үш түрлі арнаулы агглютиндаушы сарысу алды: анти-М, анти-N және анти-Р. Анти-М және анти- N сарысуларының комегімен адамдарды М, MN және N қан топтарына бөлуге болады. MN жүйссіне 5 және s деп аталатын Уолш пен Монтгомери (1947 ж.) және Левин (1951 ж.) ашқан екі факторлар косылады.

1940 жылы Макака Резус маймылын теңіз тышкандарының қанымен иммунизациялау аркылы Ландштейнер мен Винер Rh антигенін (резус фактор) ашты. Бұл антиген Нью-Йорктегі 85% ақ нәсілді адамдарда болатынын анықтады. Кейіннен анти- Rh антиденелер қайталап қан құйылғ-ан адамдар мен жүкті болып іш тастаған әйелдердің кан сарысуынан кездесетіні анықталды. Rh - факторына тән тағы басқа антиденелер бар олардың бәрі Rh жүйесіне кіреді.

1. 
   Тұқым қуалаушылық информациясының тұрақтылығы, материалдық негізін сақтауы және екі есе көбеюі – ядроның қасиеттерімен байланысты. Цитологияда бұл қасиеттерді хромосомалардың өсіп-өнуімен және дамуымен байланыстырады;
   
2. 
   Егер ядро генетикалық информацияның сақталатын орны ретінде пайдаланса, онда цитоплазманы осы информацияның іске асатын орны деп білу керек. Тұқым қуалаушылық туралы хромосомдағы жиналған баған цитоплазма рибосомдарында белок синтезін реттейді, белгілердің, қасиеттердің, болашақ организм ерекшіліктерін қалыптастырады.