Этиология и патогенез генных заболеваний. Примеры и краткая характеристика генных заболеваний и типов наследования.

Этиология наследственных заболеваний

Причинные факторы, вызывающие наследственные болезни, называют мутагенами, т.к. они реализуют свое действие посредством мутаций.

1. Мутагены (по происхождению) экзогенные, эндогенные                          

2. Мутагены (по природе) физические, химические, биологические.
1. Экзогенные химические мутагены:

пестициды,                                           

промышленные соединения (формальдегид, ацетальдегид, уретан, бензол),

пищевые добавки (ароматические углеводороды, цикламаты),

лекарственные вещества (цитостатики, ртутные соединения, кофеин, мышьяк).

2. Эндогенные химические мутагены:

-некоторые метаболиты, образующиеся в процессе обмена веществ (перекись водорода, липидные перекиси),

-свободные радикалы (оксигенные, гидроксильные, липидные).

3. Экзогенные физические мутагены:

-все виды ионизирующей радиации (α, β, γ, рентгеновские лучи, поток нейтронов),

-ультрафиолетовые лучи.

4. Эндогенные физические мутагены:

-эндогенная ионизирующая радиация, обусловленная наличием в составе тканей радиоактивных элементов: 40К, 14С, радона.

Биологические мутагены:

-вирусы и токсины ряда микроорганизмов.

 Патогенез наследственных болезней

Мутация – начальное звено патогенеза наследственных болезней.

Мутация – это изменение структуры гена, хромосомы или их числа. Мутации ведут к появле-нию гена, который обусловливает новые наследственные признаки.

Мутации

(по характеру изменений генетического аппарата)

 А) геномные (обусловленные изменением числа хромосом):

 -полиплоидии – кратное увеличение полного набора хромосом (ди-, три-, тетраплоидии),
 - анеуплоидии – изменение числа хромосом в одной или нескольких парах.

Б) хромосомные аберрации (обусловленные изменением структуры хромосом)                                 

                  В) генные (точечные) обусловленные изменением молекулярной структуры гена)

 2. Мутации (в зависимости от типа клеток)

А) соматические- возникают в соматических клетках, не передаются при половом размножении;
могут влиять на судьбу только данного организма (развитие мозаицизма определенных признаков, опухолевый рост клона потомков мутировавшей клетки и др.).

Б) гаметические (генеративные) - появляются в клетках, из которых развиваются гаметы или в половых клетках; эти мутации могут сказываться на судьбе потомства или передаваться по наследству.

Мутации

(в зависимости от действующих мутагенных факторов)

А) спонтанные - Возникают под влиянием естественных природных факторов, в том числе при случайных ошибках                               в процессе репликации ДНК.                                                  

Б) индуцированные - Вызываются известными факторами или специально направленными воздействиями, повреждающими ДНК и/или нарушающими процессы ее репликации или репарации.

Мутации

(с точки зрения биологической целесообразности)

А) полезные (биологически целесообразные)                                  

Увеличивают адаптационные и репродуктивные                                    

способности особи и способствуют оставлению                                     

 большего числа потомков.

Б) вредные (биологически нецелесообразные):
- нелетальные (совместимые с жизнью),
- летальные (не совместимые с жизнью).

5. Мутации - по механизму изменения генетического материала (гена или хромосомы):

§ делеции – выпадение какого-либо участка гена или хромосомы,

§ транслокации – перемещение участка,

§ инверсии – поворот участка на 180⁰,

§ дупликации – удвоение хромосом.

 

Необходимым условием для возникновения мутации является недостаточная активность систем обнаружения и устранения повреждений ДНК, называемых системами репарации.

В результате мутации образуется аномальный ген с измененным кодом.

Реализация действия аномального гена – завершающее звено патогенеза наследственных болезней.

Пути реализации действия аномального гена, образовавшегося вследствие мутаций:

 

1-й путь:

аномальный ген, утративший код нормальной программы синтеза структурного или функционально важного белка.

â

прекращение синтеза и-РНК.

â

прекращение синтеза белка.

â

нарушение жизнедеятельности.

â

наследственная болезнь

(гипоальбуминемия, гипофибриногенемия, гемофилия А, гемофилия В).

 

2-й путь:

Аномальный ген, утративший код нормальной программы синтеза фермента.

â

прекращение синтеза и-РНК.

â

прекращение синтеза белка-фермента.

â

нарушение жизнедеятельности.

â

наследственная болезнь

(энзимопатическая метгемоглобинемия, гипотиреоз (+ зоб), альбинизм, алкаптонурия).

 

3-й путь:

Аномальный ген с патологическим кодом.

â

синтез патологической и-РНК.

â

синтез патологического белка.

â

 нарушение жизнедеятельности.

â

наследственная болезнь

(серповидно-клеточная анемия ( S -гемоглобиноз), М-гемоглобиноз).

 

На основании возникающих мутаций вся патология наследственности делится на:

I. Собственно наследственные (генные) болезни.

II. Хромосомные болезни.

III. Врожденные заболевания.

I. Наследственные (генные) болезни