Часто ми пояснюємо ті чі інші стани генетикою – міцне здоров’я “в тата”, непереносимість молока “як у бабусі”, відмінний голос і слух “як в прадіда”. Багато хвороб теж найпростіше пояснити генетикою, заодно як би знявши з себе відповідальність – адже ми можемо вплинути на власний спосіб життя, але не на гени. Про те, на що дійсно впливає генетика (за доведеними даними) і які механізми в ДНК відрізняють людей один від одного, нам розповіла Ірина Жегуліна, лікар-клінічний генетик.

Як влаштовані хромосоми

[the_ad id=”759″]Наш організм – дуже складна конструкція, що складається з цеглинок-клітин. В ядрі кожної клітини міститься молекула ДНК, туго скручена спіраль – якщо розгорнути її, вийде лінія довжиною два метри. Для зручності зберігання інформації молекули ДНК компактно упаковані у вигляді хромосом – окремих блоків – в 23 пари. Кожна хромосома в парі (крім хромосоми XY у чоловіків) несе одну і ту ж генетичну інформацію. Це забезпечує збереження даних: якщо в одній копії щось сталося, завжди можна використати вірну інформацію з іншої.

Сама молекула ДНК містить гени, що представляють собою нескінченні комбінації з чотирьох нуклеотидів – A, T, G і C. Називаються вони так за першими літерами так званих азотистих основ, які містять – гуанін, аденін, тимін, цитозин. Пари утворюються завжди певним чином: аденін – з тиміном, гуанін – з цитозином. Саме така парна організація молекули дозволяє їй бути закрученою. Ген – це «інструкція», за якою в організмі будуються білки, що виконують найрізноманітніші функції – від будівництва тканин до регулювання тонкої роботи головного мозку. Кожен ген – це послідовність, при цьому ген може складатися як з декількох сотень “букв”, так і з декількох мільйонів. Наприклад, білок, який необхідний для «упаковки» ДНК в хромосоми, кодується коротким геном, що складається з 500 пар основ. А один з найдовших генів в організмі кодує білок дистрофін – він бере участь в побудові м’язової тканини, – і складається з 2,6 мільйона пар основ.

Довжина всього людського генома становить 3,2 мільярда пар основ. Однак не все це – гени. Гени складають всього 2%. Решта 98% – це не кодуюча ДНК, про функції якої вчені поки сперечаються. За однією з версій, ці ділянки регулюють роботу генів. За іншою – є так званим генетичним вантажем, який з кожним поколінням незначно збільшується.

Як виникають мутації

Іноді в послідовності основ, складових ген, трапляються заміни. Їх можна порівняти з друкарськими помилками в словах. Залежно від того, наскільки сильно змінюється «сенс» генного слова, розрізняють поліморфізм і мутації. Мутації – це зміни, які призводять до того, що в організмі утворюється білок зі значно зміненою функцією. Наприклад, при фенілкетонурії виникає мутація в гені, що кодує фермент, який переробляє фенілаланін – амінокислоту, яка міститься майже у всіх продуктах харчування. Через “дефектний” фермент організм не може засвоювати цю амінокислоту – в результаті вона накопичується і токсично діє на нервову систему.

Якщо ж «сенс» генного слова змінюється несуттєво, білок виконує свої функції з незначними варіаціями. Наприклад, різні комбінації таких змін – поліморфізмів – можуть визначати різний колір очей, волосся і навіть генетичну схильність до частих захворювань, наприклад цукрового діабету і хвороб серця і судин.

Мутації можуть відбуватися не тільки всередині гена, але і в цілих хромосомах. Тоді вони називаються геномними або хромосомними. Це серйозні перебудови – наприклад, зміна кількості хромосом, – і призводять вони до серйозних захворювань. Наприклад, при синдромі Дауна у людини не дві, а три двадцять перші хромосоми, а при синдромі Шерешевського-Тернера відсутня друга Х-хромосома. Мутації можуть полягати і в «рокіровці» хромосом – коли вони змінюють своє місце або зливаються. Носії таких мутацій найчастіше здорові, але ризик народження дитини з важким генетичним синдромом у них значно підвищується.

Які спадкові захворювання найчастіші

Кожен з нас від народження – носій набору генних мутацій. Оскільки у кожної хромосоми є копія, мутації, як правило, не дають про себе знати, і хвороби не розвиваються. Однак якщо два носія генів одного захворювання стають парою, то ризик народити дитину з захворюванням – 25%. Власне, з цієї причини вважається, що родинні шлюби небезпечні – у людей зі схожою генетикою набагато вище ризик збігу мутацій.

Кожна людина в середньому є здоровим носієм до 10 мутацій, які пов’язані з рідкісними генетичними захворюваннями – муковісцидоз, фенілкетонурія, хвороба Тея-Сакса і багато інших. Найбільш часті спадкові захворювання – це гемохроматоз (мутація в гені HFE – до 2 випадків на 1000), муковісцидоз (мутація в гені CFTR – до 5 випадків на 1000), фенілкетонурія (мутація в гені PAH – до 1 випадку на 1000), вроджена дисфункція кори надниркових залоз (мутація в гені CYP21 – до 1 випадку на 1000), вроджена глухота (мутація в гені GJB2 – до 2 випадків на 1000), природжена сліпота (мутації в різних генах – до 1 випадку на 1000), хорея Гентингтона (мутація в гені HTT – до 5 випадків на 1000), нейрофіброматоз (мутація в гені NF1 – до 4 випадків на 1000), полікістоз нирок (мутації я в гені PKD1 – до 8 випадків на 1000).

Такі захворювання неможливо повністю вилікувати, але за допомогою терапії можна в більшій чи меншій мірі полегшити прояви синдрому – звичайно, в залежності від його тяжкості. Оскільки багато з цих захворювань серйозно ускладнюють стан дитини і все його подальше життя, вчені розробили превентивні заходи.

Персоналізована медицина зробила доступними скринінгові генетичні тести, які дозволяють просканувати ДНК майбутніх батьків на мутації, пов’язані з генетичними хворобами. Якщо виявлені у пари мутації не пов’язані з одним і тим же захворюванням, то ризик для дитини буде мінімальним, але при виявленні однакових мутацій ризик стає рівним 25% і розцінюється як високий. Лікар-генетик пропонує парі всі можливі профілактичні заходи, щоб дитина не успадкувала ці мутації і народилася здоровою: це може бути ЕКО з попереднім вибором здорових по даній мутації ембріонів, пренатальна генетична діагностика, коли у вагітної жінки беруть зразок клітин ембріона, що розвивається, або неонатальний скринінг відразу при народженні.

Не всі мутації – від батьків

Мутації можуть з’являтися протягом життя – найчастіше їх вивчають в онкології. Клітини нашого організму постійно діляться, і при кожному діленні виникають помилки, це природний процес. Його компенсують спеціальні ферменти, що відновлюють ДНК: вони “стирають” помилки і вставляють на їх місце правильні елементи. Проте, по ряду причин помилки можуть накопичуватися – і якщо хоча б одна помилка збереглася в кодуючій частині геному, це може вплинути на роботу білків, в тому числі ферментів. У разі онкологічних захворювань такі мутації виникають в генах, що регулюють поділ клітин – в результаті він стає безконтрольним. Найбільш уразливі в цьому плані тканини, де клітини діляться особливо активно: епітелій кишечника, легені, органів репродуктивної системи.

[the_ad id=”759″]Придбаними можуть бути і геномні (хромосомні) мутації. Наприклад, в клітинах кісткового мозку такі мутації можуть призвести до злиття генів, які регулюють один одного, що порушить клітинний розподіл. Вважається, що основні чинники, які можуть призвести до накопичення помилок – це вплив іонізуючої радіації (рентгенівських променів) у великих кількостях, вплив канцерогенів при роботі на шкідливому виробництві. Інші фактори, включаючи екологію, теж впливають, але в меншому ступені.

Яка роль генетики в частих хворобах?

У найчастіших захворювань, включаючи атеросклероз, подагру, цукровий діабет, ожиріння і карієс зубів, є певний генетичний компонент. Але все ж вони – багатофакторні, тобто багато в чому обумовлені обставинами, в тому числі способом життя і харчуванням. Лікарі будь-яких спеціальностей запитують, чи були в родині випадки подібних захворювань, щоб зрозуміти, чи є підвищений ризик – але потрібно розуміти, що той же цукровий діабет може розвинутися з причин, пов’язаних з харчовими звичками, навіть якщо у родичів його не було. І навпаки, знання своїх ризиків допомагає вчасно зайнятися способом життя і запобігти таким захворюванням.

Є генетичний фактор і у алергії, але не будь-який – в першу чергу це астма, алергічний риніт, екзема. Нещодавно було проведено дослідження, яке зв’язало генетику і розвиток так званого “атопічного маршу” – цілої групи алергічних захворювань, які зазвичай розвиваються з раннього дитинства, переходячи одне в інше або з’єднуючись один з одним. Сьогодні відомо сім ділянок в ДНК, які достовірно пов’язані з підвищенням ризику ранньої екземи у дітей і астми, пов’язаної з алергією на цвітіння. Загалом, що стосується алергії, генетичну основу мають серйозні і стійкі зміни здоров’я, часто прогресуючі. Якщо ж у вашої бабусі періодично виникала алергія на цвітіння липи, а у дідуся – на цитрусові, зовсім не факт, що ви зіткнетеся з цим же через спадковість. Ще алергією часто називають непереносимість, тобто нездатність організму правильно переробляти різні речовини. Непереносимість (найчастіше лактози, глютену, алкоголю, кофеїну) дійсно обумовлена ​​генетикою.

Люди схильні пов’язувати з генетикою речі, які складно пояснити або зрозуміти. «У вас генетика така» – цю фразу можна почути навіть від деяких лікарів. За словами Ірини Жегуліної, багато станів, дійсно пов’язані з генетикою, наприклад, вульгарний іхтіоз, і вони залишаються поза увагою і без належного лікування. Стани ж, які люди формулюють по їх проявах, наприклад, «часто болить горло», «часто болить голова – це я в маму» – скоріше лише поширені симптоми. Перш за все треба знайти їх причину для призначення адекватної терапії, а не миритися з уявною спадковістю цих частих станів.

Джерело

Приєднуйтесь до групи Вар’ят в Facebook і стежте за оновленнями. З нами цікаво!

Приєднуйтесь до групи Вар’ят в Facebook і стежте за оновленнями. З нами цікаво!