Популяциялық генетика. Экогенетика»

Дәрістің құрылымы

Тақырыбы: Популяциялық генетика. Экогенетика

Мақсаты: Негізгі популяциялық генетиканы, элементарлы эволюциондық факторлардың әсерін және тұқымқуалаушылыққа орта факторларының әсерін, адам экогенетикасы туралы түсініктені оқып білу.

Дәріс жоспары:

1. Популяциялық генетика, пәні және әдістері.

2. Адам популяциясына сипаттама.

3. Аллелдер жиілігі, олардың сипаттамасы және есептеу әдістері.

4. Популяциялық генетиканың медико-биологиялық маңызы.

5. Моногенді аурулар.

6. Полигенді немесе мултифакториалды аурулар.

Дәріс тезистері

Популяциялық генетика – генетиканың бөлімі болып табылады, популяциядағы генетикалық құрылымнын және оның ұрпақтан-ұрпаққа өзгеруін зерттейді. Популяция – бұл элементарлы эволюциялық құрылым.

Белгілердің эволюциялық өзгеруі және ағзалардың жиынтығы генотиптердің өзгеруіне байланысты, сондықтан қазіргі эволюциялық теорияға популяциядағы болып жатқан құбылыстар негізгі генетикалық процестерді түсіну қажет.

Статистикалық әдіспен зерттеу популяциялық генетиканың ерекшелігінде кеңінен қолданылады. Осы әдістің көмегімен тұқымқуалаудағы белгілердің жиілігін немесе тұқымқуалайтын ауруларды анықтауға болады, сонымен қатар популяциядағы мутациялы процестерді зерттеуде, адамның генетикалық полиморфизмін жүргізеді, антрапогенездегі генетикалық факторлардың ролін анықтауда қолданылады. Элементарлы эволюциялық факторлар популяциядағы генотипті құрылымының өзгеруіне алып келуі мүмкін. Элементарлы эволюционды факторларға мутация, дрейф гендер, популяциялық толқындар, изоляция және табиғи сұрыптау жатады.

Бұл процестер үлкен және аз популяцияда жүреді. Бірақта үлкен популяциялардағы жағары таңдаушылыққа байланысты гендердің жиілігінің өзгеруіне бұлар әсер етпейді, сондықтан Харди-Вайнберга заңдылығы үлкен популяцияларда сақталынады.

Экогенетика

Экогенетиканың концепциясы

 1971 жылы Брюэр, дәрілік заттарға жеке бастық сезімталдық туралы әр түрлі мысалдардың жиналуын талдай отырып және дәріге сезімталдықтың генетикалық себептеріне сүйене отырып (фармакогенетика туралы түсінікті 1959 жылы Ф.Фогель ұсынды), дәрілік заттар, орта факторларынан басқа заттарға да ұқсас реакциялардың болуын түсіндірді. Құқым қуалаушылық пен экологияның өзара байланысы бір терминде анықталды, ол – экогенетика.

 Экогенетиканың тұжырымдамасы: кез келген сыртқы орта факторына адам ағзасының реакциясы, сол ағзадағы биохимиялық ерекшеліктеріне байланысты. Шынында да, 50- жылдаға қарсы арнайы ферменттердің әсер етуі нәтижесінен өзгерген патологиялық реакциялардың ерекшеліктері туралы дәлелдемелер жиналған болатын. Бұл гипотезаның түп нүсқасына жету үшін глюкоза-6-фосфат-дегидрогеназа (Г-6ФДГ) ферметінің жетіспеуіне жүргізілген зерттеуді мысалға келтіруге болады, оны Ф.Фогел және А.Мотульски зерттеген.

 1950-1952 жылдары Кореядағы соғыс кезінде, барлық американ әскерлері малярияға қарсы примахин препаратымен профилактикалық емделу курсынан өтті. 1000 адамның ішінен, 10% қара терілі әскерлерде және 1-2 % ақ терілі әскерлерде примахин препаратын қабылдау салдарынан қантамырлық гемолитикалық реакция дамыған. Ертеде осыған ұқсас реакция қара терілі ауруларды сульфаниламидпен емдеу кезінде байқалған болатын, сонымен қатар Сардиния елді мекенінің тұрғындары ат бұршағын қолданғаннан кейін байқалған еді. Бүл фактты иммунды механизмдердің әсері деп түсіндірмек болған. Бірақ тер төгіс еңбектердің нәтижесінде бұл құбылыс Г-6-ФДГ жетіспеушілігінен екендігі дәлелденді және гемолиз осы ферменттің жетіспеушілігімен байланысты.

 Полиморфизм ДНҚ деңгейінде де генетикалық субстрат болып табылады, сол себептен ауруға деген сезімталдық немесе тұрақтылық пайда болады, дәрілік терапияның әсер етуі немесе әсер етпеуі, жеке локустарда адам геномының мутациясы көптеп өтеді, олар арнайы орта факторына патологиялық реакцияның пайда болуын тудырады. Жеке локустарда мутацияның кейбір бөлігі ғана ауруды тудырады, ал басқа бөлігі ағза үшін зияны жоқ.

 Экогенетиканың үш негізгі аспектісін бөледі: фармакогенетика, табиғи-климаттық және тұрмыстық факторларға патолгиялық реакциялар, мутагенездің экогенетикалық аспектілері.

ҚОРШАҒАН ОРТА ФАКТОРЛАРЫНА ЭКОГЕНЕТИКАЛЫҚ ПАТОЛОГИЯЛЫҚ РЕАКЦИЯЛАР

 Дәрілік заттарға индивидтің дифференциалдық сезімталдығы экогенетикалық патологиялық реакция төңірегінің тек кішігірім бөлігі ғана болып табылады. Олардың ішінен көп бөлігі қоршаған орта факторымен анықталады: табиғи-климаттық жағдайлар, өндірістік және тұрмыстық зияндылар, тағамдық өнімдер. Үнсіз гендер туралы айтылып жатқандығын ескерте кету керек, яғни сыртқы орта факторы әсер еткенде ғана өз қызметін іске қосатын гендер. Сол үшін полиморфты геномды жүйені (үнсіз гендер) және олардың патологиялық реакциясын тудырушы факторларды зерттеу міндетті.

 Жаңа геномды зерттеулер және молекулярлы-генетикалық технологиялар адам хромосомасында осы гендерді идентифицирлеуге және олардың тасымалдаушыларына арнайы тесттерді ұсынуға мүмкіндік береді.Тестілеудің мәні мынада: егер пайда болатын патологиялық реакцияға қатысы бар ген белгілі болса, ол бөлініп алып, клондалып, оған белгі салынады және зерттелуші пациенттің аналогиялық ДНҚ фрагментін зерттеу мақсатында зертханада қолданылады. Бұл жағдайда ол фрагмент (ген) ДНҚ-зонд (немесе генетикалық маркер) деп аталады. Сонымен қатар зерттелуші индивидтің ағзадан тыс культиверленуші, кез келген мүшесінен немесе тінінен, қан клеткасынан немесе клеткадан ДНҚ бөліп алып, арнай ферментпен әсер етіп оның әр түрлі ұзындықтағы фрагменттерін алады. Содан кейін түрлі әдістерді қолдана отырып , зерттелуші пациенттің ДНҚ фрагментімен белгілі геннің (ДНҚ-зонд) гибридизациясын жасайды. Гибридизация іске асса, индивидте патологиялық геннің бар екенін білдіреді.

МУТАГЕНЕЗДІҢ ЭКОГЕНЕТИКАЛЫҚ АСПЕКТІЛЕРІ

 Барлық тірі жанға екі түрден тұратын тұқым қуалаушылық өзгергіштік тән: рекомбинациялық( нәтижесінде шағылысатын) және мутациялық ,гибридизациямен байланыспаған, тірі ағзаның қоршаған ортамен байланысу нәтижесі болып табылады, олар ДНҚ тізбегін мутацияға ұшаратуға қабілетті. Рекомбинация және мутациондық процесстер эволюция бойына популяцияның тұқым қуалаушылық полиморфизімін түзетін негізгі факторлар болып табылады.

Генетикалық жүйелердің эволюциясы

 Жыныстық көбеюдің бар болуы генетикалық механизм үшін маңызды. Тұтас геномнан гөрі, гендер іріктеудің басты бірлігі болып табылады, өйткені геномдар- мәңгілік бірлік емес, мейоз кезінде бөлініп кетеді. Диплоидтылық және доминирлену өлі мутацияның әсер етуінен сақтайды, сондықтан сәйкес белгілерді бақылаушы гендер популяцияда таралады. Популяциядағы доминирлену деңгейін ген-модификаторлары көмегімен эволюционирлегендігі туралы ой пікірлер айтылған. Модифицирлеуші М аллель зиянды емес, егер басқа локуста орналасқан А аллеліне әсер ететін болса, зиянды мутанттарға доминантты қасиет көрсетеді (мысалы, А1). А және М аллельдер арасында эпистатикалық қатынастар бар. М аллелі гетерозигота АЛ1 қосылғанда ғана өз қасиетін көрсетеді. М аллельдің басқа да физиологиялық әсерлері бар, ол тек доминирленуді модифицирлемейді.

Целиакия

 (Ги-Гертер-Гейбнер ауруы, бейтропикалық спру, глютенге сезімтал энтеропатия)

Бұл ауру кезінде тағамдық глютенмен қатынаста болғанда ащы ішектің шырышты қабатының қызметі өзгереді. Целиакия әсіресе балаларда кездеседі. Егер ересектерде кездессе, идеопатиялық стеаторея термині қолданылады.

Этиология

Глютеннің ащы ішектің шырышты қабатына әсер етуі.

Патология

Глютеннің ащы ішектің шырышты қабатына әсер етуі белгілі бір мезанизммен жүреді.

1.Токсикалық механизм;

 Целиакия глютен белогінің глиадин-фракциясымен ащы ішектің шырышты қабатын зақымдауы нәтижесінде пайда болады. Қалыпты шырышты қабат глютенмен зақымдалмайды, өйткені оның құрамында токсикалық емес фракциясын (глутаминилпролил, глицилпролиндипептидаза, гаммааглютаминилтранспептидаза, пирролидонилпептидаза) ыдырататын фермент бар. Целиакиямен ауыратын аурулардың осы ферменттердің ақауы бар және глиадин энтероцитке цитотоксикалық әсер көрсетеді.

2. Иммунологиялық механизм

 Көптеген пациенттердің шырышты қабаттарының құрамында глиадинге қарсы антиденелері (IgA) бар және науқастар аглютенді диетаны ұстанғанда антиденелер титрі төмендейді. Шырышта- құрамында IgA, М, G бар плазматикалық клеткалардың артуы, плазмада, ішекте, нәжісте- антиретикулярлы антиденелер. Шырыштың эпителиінде- лимфоциттердің саны шамадан артық.

 Бейімділік тұқым қуалау қасиетіне ие, 80-90% пациенттерде HLA-B8 және HLA-DR3 бар. В8 және DW3 кодтаушы гендер әр түрлі локуста орналасады, яғни екі генетикалық ақау қосылады. Кодталатын белоктар глютеннің клеткалық рецепторлары, антидене өнімін іске қосады. Олар лимфатикалық клеткалардың үстінде орналасады.

3.Синтетикалық теория

 Фермент болмаса, глютен ыдырамайды, ол энтероциттердің зақымдалуына әкеліп соғады.

 Осы механизмдердің әсері эпителиальді клеткалардың жоғалуына әкеледі, бұл кезде крипт клеткалары белсене түседі, бірақ клеткалардың жоғалу орнын толтыра алмайды нәтижесінде кірпікшелердің ұзындығы қысқара түседі. Ішектік биопсия кірпікшелер ұзындығының криптілер ұзындығына қатынасы сәйкес келмейтіндігін көрсетеді. Қалыпты жағдайда кірпікшелер ұзындығы крипта ұзындығынан 3-4 есе ұзынырақ (3-4/1 қатынасындай), целиакия кезінде қатынас төмендей түседі (кірпікшелердің порциальді, субтотальді және тотальді атрофиясы ). Қысқарған кірпікшелер еніне қарай қалыңдай түседі. Жайылған кірпікшелердің эпителилері қалыңдап, ондағы РНҚ-ң базофильді концентрациясы жоғарлаған. Бокал тіріздес энтероциттердің саны төмендейді. Клеткалардың жедел бөліну нәтижесінде, кірпікшелердің беткейінде жетілмеген энтероциттер пайда болады.Егер кірпікшелердің энтероциттерін глютенмен зақымдаса, клеткалардың қабылдамауы байқалып, регенирация процессінің қарқындауы жүреді. Бұл кірпікшелер беткейінде жетілмеген энтероциттердің пайда болуына әкеледі, олар өздерінің арнайы қызметтерін атқаруға қабілетті емес.

Клиника

 Мальабсорбция синдромы байқалады. Ащы ішекті рентгеноконтрастты зерттеу кезінде түсірілген сурет қате болса, қате целиакия диагнозы қойылуы мүмкін. Ащы ішектік биопсия кезінде эпителий зақымдалуы мүмкін.

 Диетадан глютенді бөліп алу екі клиникалық симтомдардың жақсаруына және ащы ішектегі гистологиялық өзгерістерге әкеледі. Аглютенді диета тағайындалғаннан кейін 6 ай өткеннен соң барлық гистологиялық өзгерістер толығымен жойылады.

Емдеуі

Аглютенді диета. Аглютенді диетаны ұзақ қолдану әсерінен, кейбір науқастарда ащы ішектің шырышты қабатының құрылымы толықтай қалпына келеді. Алайда кейбір науқастардың абсорбциялық қызметінің қалпына келуіне қарамастан шырышты қабат толық қалпына келмейді. Ащы ішектің ішкі беткейін кірпікшелер 8 есеге ұлғайтады, ал энтероциттердің апикальді бөлігінде орналасқан микрокірпікшелер 30 есе.

Асқынуы

 Целиакия рак алды ауру болып саналады, ащы ішектің қатерлі лимфомасының пайда болу қаупі бар.

Адам экогенетикасына кіріспе.

 Патогенезінде үлкен рольді тұқымқуалаушылық атқаратын, бірақ оның көрінуі орта жағдайларына байланысты болатын ауруларды тұқымқуалауға бейімделген аурулар деп атайды.

 Тұқымқуалауға бейімделген ауралар адамдарда тиісті генотиппен орта факторлардың әсері кезінде пайда болады.

Әдебиет:

Негізгі

1. Стамбеков С.Ж., Петухов В.Л. Молекулалық биология. Оқулық/ҚР. Новосибирск: Семей МУ, 2003. –216 бет.

2. Әбилаев С.А. Молекулалық биология және генетика. Шымкент.2008, 424 б

3. Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Н. Молекулярная биология. Учебное пособие для студентов медицинских вузов, Москва: Наука, 2003,544 с.

4. Фаллер Д.М., Шилдс Д. Молекулярная биология клетки, Руководство для врачей. Пер с англ. М.: БИНОМ – Пресс,2003- 272 с.

5. Гинтер Е.К. Медицинская генетика. М., Медицина,2003.

6. Генетика. Учебник для ВУЗов / Под ред. Академика РАМН В.И. Иванова. – М.: ИКЦ «Академкнига»,2006.-638 с.:ил.

Қосымша:

1. Уилсон Дж., Хант Т. Молекулярная биология клетки. Сборник задач. Пер. с англ. –М.,Мир, 1994 -520 с.

2. Казымет П.К., Мироедова Э.П. Биология. Учебное пособие для студентов медицинских вузов. – Астана,2006,2007.

3. Медицинская биология и генетика/ Под.редакцией Куандыкова Е.У., Алматы,2004

Бақылау сұрақтары:

1. Экогенетиканың негізгі мәселелері.

2. Сіңірілудің бұзылу синдромы.

3. Физикалық факторларға жекеленген сезімталдығы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *