Что вы знаете о своей наследственности?

Рассмотрим случай: жених здоров, у него нет слабоумия, однако гены в обеих матрицах остались гомозиготными — аа. Он собирается организовать семью. Если окажется, что у невесты нет ни одного гена, обусловливающего появление фенилкетонурии, то все их дети будут гетерозиготы (Аа) — то есть здоровы. Если же он полюбит девушку, гетерозиготную по гену фенилкетонурии (Аа), то в 50 % случаев можно ожидать рождения больного ребенка.

Теперь рассмотрим случай, когда «вылеченная» девушка стала невестой и собирается выйти замуж. Будет ли картина аналогичной предыдущей? Здесь все оказалось сложнее. «Вылеченная» девушка собирается стать матерью. Генетический дефект же у нее остался. Аминокислота фенилаланин в повышенной концентрации уже не может повлиять на ее мозговые клетки, однако будет губительно действовать на мозговое вещество ребенка, находящегося в утробном развитии.

Каролин и Стивенсон в 1969 году описали течение беременности у двух женщин, больных фенилкетонурией. 26 беременностей у пациенток закончились 16 спонтанными абортами в первые три месяца и 10 живорожденными детьми. Уровень фенилаланина в крови детей был выше, чем в крови матери. Живорожденные дети имели следующие пороки развития: микроцефалию, врожденные пороки сердца, умственную отсталость и др.

По логике, фенилаланин должен быть в повышенных концентрациях и у женщин, гетерозиготных из-за недостаточной активности фермента. Медики-генетики стали искать женщин-гетерозигот по фенилкетонурии среди населения и наблюдать за течением беременностей у них. Оказалось, что только у 6 из 46 таких женщин беременность и роды протекали нормально.

Из сказанного ясно, что гетерозиготное носительство гена фенилкетонурии со стороны матери, не говоря уже о гомозиготном (больная мать),— чрезвычайно неблагоприятное явление для беременности и родов.

Несколько слов о гениальности и таланте. Гениальность, как и талант человека, является результатом взаимодействия генотипа (со всем комплексом его врожденных данных) и окружающей среды. Соотношение этих двух слагаемых для каждого конкретного признака (свойства) разное, однако оба они в развитии вышеуказанных качеств необходимы. При благоприятной среде и отсутствии необходимого комплекса генов эти качества не разовьются. И, напротив, при предрасположенности к тому или иному дарованию, не подкрепленной необходимой социальной средой, результат будет аналогичным. Однако, опираясь на данные современной науки, можно констатировать, что в гениальности ученого, поэта, писателя, художника и т. д. вклад генотипа преобладает.

Но здесь нет места для пессимизма. Каждый здоровый человек талантлив по-своему и представляет для общества громадную ценность, и задача общества (и семьи) в том, чтобы это качество выявить и развить.

Современная генетика доказала, что человек является продуктом биосоциальным, а не «чисто социальным», как утверждали классики, и что его биологическая компонента составляет около 70%, а такие властные инстинкты, как размножение, самосохранение, забота о потомстве и т. д.,— все 100 %.

Гены, сцепленные с половыми хромосомами

К настоящему времени известно более 200 генов (доминантных и рецессивных), сцепленных с Х-хромосомой, то есть локализованных в ней. Многие из них обусловливают появление наследственных болезней (гемофилия, мышечная дистрофия и др.) (рис. 21).

У женщин аномальный ген может находиться в одной (гетерозигота) или обеих (гомозигота) Х-хромосомах, у мужчин — только в одной Х-хромосоме. Наиболее широко распространено заболевание, обусловленное геном, сцепленным с Х-хромосомой и имеющим рецессивный характер наследования,— гемофилия (несвертываемость крови) (рис. 22). В данном случае ген имеет полулетальное значение, что, как правило, приводит к гибели ребенка в раннем возрасте. Долгое время считалось, что этим заболеванием страдают только мужчины. Однако оно встречается и у женщин, хотя и крайне редко, и обусловлено наличием аномальных генов в обеих Х-хромосомах.

Рис. 21. Наследование рецессивного гена мышечной дистрофии Дюшена, локализованного в Х-хромосоме.

а — родословная трех поколений с мышечной дистрофией только среди мужчин; б — родословная трех больных мальчиков, имеющих одну мать, но двух отцов.

Рассмотрим случай — мать здорова, отец болен гемофилией (рис. 23, а). Их дочери будут здоровыми, так как получат лишь одну Х-хромосому с аномальным геном (от отца). Сыновья также будут здоровы, так как им от отца перейдет Y-хромосома (без аномального гена).

При больной матери и здоровом отце, ситуация иная (рис. 23, б). В этом случае их дочери будут всегда здоровы, сыновья же могут быть и больными, и здоровыми в зависимости от того, перейдет или не перейдет к ним от матери аномальный ген.

Третий случай — больные и мать, и отец (рис. 23, в). Здесь страдают болезнью и сыновья, и дочери. Первые обязательно получат аномальную Х-хромосому от матери, а вторым обязательно перейдут по одной аномальной Х-хромосоме от отца и матери, а гомозиготность обусловит болезнь. Как упоминалось выше, этот случай встречается крайне редко,

Рис. 22. Генеалогическое древо царствовавших семей в Европе, иллюстрирующее наследование гена с гемофилией, локализованного в X-хромосоме. Усл. обозн., см. на рис. 13.

Рис. 23. Наследование гена гемофилии, а — мать здорова, отец болен гемофилией; б — отец здоров, мать больна гемофилией; в — больные и мать, и отец.

Болезнь мышечной дистрофии Дюшена поражает мальчиков в возрасте от 2 до 6 лет, начинаясь с атрофии мышц грудной клетки и поясничной области, позже охватывающей мускулатуру конечностей. Это заболевание известно давно, однако только в последний годы ученые выяснили механизм действия аномального гена. Болезнь имеет рецессивный тип наследования и ген локализован в Х-хромосоме. Был обнаружен белок, названный дистрофином, на долю которого приходится 0,002 % общего количества белка в нормальных скелетных мышцах. Отсутствие дистрофина у больных мышечной дистрофией ученые связывают с дефектом гена. Несмотря на малые количества этот белок является важным компонентом мышечной ткани и отсутствие его в последней приводит к распаду мышц.

Считается, что дистрофия играет основную роль в контроле над внутренней средой мышечной клетки, предотвращая бесконтрольное повышение концентрации кальция в клетке. При нарушении кальциевого равновесия активируется фермент фосфолипаза А, растворяющий мышечные волокна. Мышцы скелета, пытаясь восстановить это нарушение, подвергаются фиброзу (процессу затвердевания), который и нарушает мышечную функцию. Явление фиброза пока изучено недостаточно. Имеется гипотеза, что даже при отсутствии дистрофина мышечные клетки могли бы восстанавливаться, но вторичная патология — фиброз — препятствует этому. Последнее подтверждается тем, что в организме известны мышцы, в которых дистрофии отсутствует, однако дистрофии в них не наблюдается. В этих случаях, очевидно, мышцы не подвергаются фиброзу.

Глава 4. Наследственность, болезни

Болезни с наследственным предрасположением

Выше мы рассмотрели группу наследственных заболеваний, причиной которых является наличие в генотипе человека мутантных генов, обусловливающих данные дефекты. Однако эта группа отклонений невелика и составляет примерно 6—8 % от общего числа болезней, которыми страдает человек. Наиболее часто встречаемые болезни — с наследственным предрасположением (90—92 %). Это сахарный диабет, сердечно-сосудистые и аллергические заболевания, атеросклероз, язва желудка и двенадцатиперстной кишки, ревматизм, шизофрения, врожденные пороки развития и др. При перечисленных болезнях из поколения в поколение передается предрасположенность к определенному заболеванию.

Наследственные заболевания — одна из основных причин смерти новорожденных. Наиболее часты врожденные аномалии опорно-двигательного аппарата, нервной и сердечно-сосудистой систем, выявляемые в первый год жизни ребенка (в США в среднем у 3 % детей). До 14-летнего возраста врожденные аномалии в разных странах занимают второе или третье место среди причин детской смертности.

Проявление конкретного заболевания зависит не только от генотипа, но и от факторов внешней среды, в которой находится человек. К последним относятся место проживания — город или село, задымленность и загазованность воздуха, шум; характер питания — частота приема пищи, ее разнообразие, качество и количество; характер деятельности человека — напряженная (легкая) умственная или физическая, приносящая удовлетворение, или вызывающая раздражение работа. Одни из этих факторов могут способствовать появлению болезней с наследственным предрасположением, другие, наоборот, играют по отношению к ним профилактическую роль. Рассматриваемые болезни — полигенные, то есть обусловленные несколькими генами, заболевания. Эти гены могут проявиться и в гетерозиготном состоянии. Изучение болезней с предрасположением — одна из актуальных задач современной генетики. Доказано, например, что ишемическая болезнь сердца встречается в 5 раз чаще, а сахарный диабет — в 10 раз чаще среди родственников больного, чем в популяции в целом. Пока нет полных сведений о характере генетического влияния на все болезни с наследственным предрасположением. Однако известно, что, например, сахарный диабет — заболевание генетически гетерогенно, то есть разные дефекты различных генов могут обусловливать клиническую картину данной болезни. Выделяют инсулинзависимый, неинсулинзависимый и другие виды сахарного диабета.