Genetické mutácie atraktívnych ľudí. Mutácia ľudí

Génové mutácie sú molekulárne mutácie, ktoré nie sú viditeľné svetelný mikroskop zmeny v štruktúre DNA. Génové mutácie zahŕňajú akékoľvek zmeny molekulárna štruktúra DNA, bez ohľadu na ich umiestnenie a vplyv na životaschopnosť. Niektoré mutácie nemajú žiadny vplyv na štruktúru alebo funkciu zodpovedajúceho proteínu. Druhá (väčšia) časť génové mutácie vedie k syntéze defektného proteínu, ktorý nie je schopný vykonávať svoju inherentnú funkciu. Práve génové mutácie spôsobujú vývoj väčšiny dedičné formy patológia.

Najčastejšie monogénne ochorenia u ľudí sú: cystická fibróza, hemochromatóza, adrenogenitálny syndróm, fenylketonúria, neurofibromatóza, Duchenne-Beckerove myopatie a rad ďalších ochorení. Klinicky sa prejavujú ako príznaky metabolických porúch (metabolizmu) v organizme. Mutácia môže byť:

1) pri nahradení bázy v kodóne ide o tzv missense mutácia(z angl. mis - nepravdivé, nesprávne + lat. sensus - význam) - nahradenie nukleotidu v kódujúcej časti génu, čo vedie k nahradeniu aminokyseliny v polypeptide;

2) pri takej zmene kodónov, ktorá povedie k zastaveniu čítania informácií, ide o tzv nezmyselná mutácia(z lat. non - no + sensus - význam) - nahradenie nukleotidu v kódujúcej časti génu vedie k vytvoreniu terminačného kodónu (stop kodónu) a zastaveniu translácie;

3) narušenie čítania informácií, posun v čítacom rámci, tzv frameshift(z angl. frame - frame + shift: - posun, pohyb), kedy molekulárne zmeny v DNA vedú k zmenám v tripletoch pri translácii polypeptidového reťazca.

Sú známe aj iné typy génových mutácií. V závislosti od typu molekulárnych zmien existujú:

divízie(z lat. deletio - deštrukcia), keď sa stratí segment DNA s veľkosťou od jedného nukleotidu po gén;

duplikácie(z lat. duplicatio - zdvojenie), t.j. duplikácia alebo reduplikácia segmentu DNA z jedného nukleotidu na celé gény;

inverzie(z lat. inversio - prevrátenie), t.j. rotáciu segmentu DNA o 180° v rozsahu veľkosti od dvoch nukleotidov po fragment obsahujúci niekoľko génov;

vloženia(z lat. insertio - príloha), t.j. inzercia fragmentov DNA s veľkosťou od jedného nukleotidu po celý gén.

Molekulové zmeny ovplyvňujúce jeden až niekoľko nukleotidov sa považujú za bodovú mutáciu.

Základnou a charakteristickou črtou génovej mutácie je, že 1) vedie k zmene genetickej informácie, 2) môže sa prenášať z generácie na generáciu.

Určitú časť génových mutácií možno klasifikovať ako neutrálne mutácie, keďže nevedú k žiadnym zmenám vo fenotype. Napríklad kvôli degenerácii genetický kód Tá istá aminokyselina môže byť kódovaná dvoma tripletmi, ktoré sa líšia iba jednou bázou. Na druhej strane, ten istý gén sa môže zmeniť (mutovať) do niekoľkých rôznych stavov.

Napríklad gén, ktorý riadi krvnú skupinu systému AB0. má tri alely: 0, A a B, ktorých kombinácie určujú 4 krvné skupiny. Krvná skupina ABO je klasickým príkladom genetickej variácie. normálne znaky osoba.

Sú to génové mutácie, ktoré určujú vývoj väčšiny dedičných foriem patológie. Choroby spôsobené takýmito mutáciami sa nazývajú genetické alebo monogénne choroby, t.j. choroby, ktorých vývoj je podmienený mutáciou jedného génu.

Genomické a chromozomálne mutácie

Príčinou chromozomálnych ochorení sú genómové a chromozomálne mutácie. Genomické mutácie zahŕňajú aneuploidie a zmeny v ploidii štrukturálne nezmenených chromozómov. Zisťuje sa cytogenetickými metódami.

Aneuploidia- zmena (pokles - monozómia, zvýšenie - trizómia) počtu chromozómov v diploidnej množine, nie násobok haploidnej množiny (2n + 1, 2n - 1 atď.).

Polyploidia- zvýšenie počtu sád chromozómov, násobok haploidného (3n, 4n, 5n atď.).

U ľudí sú polyploidia, rovnako ako väčšina aneuploidií, smrteľné mutácie.

Medzi najčastejšie genómové mutácie patria:

trizómia- prítomnosť troch homológnych chromozómov v karyotype (napríklad na 21. páre pri Downovom syndróme, na 18. páre pri Edwardsovom syndróme, na 13. páre pri Patauovom syndróme; na pohlavných chromozómoch: XXX, XXY, XYY);

monozómia- prítomnosť iba jedného z dvoch homológnych chromozómov. S monozómiou pre ktorýkoľvek z autozómov normálny vývoj embryo je nemožné. Jediná monozómia u ľudí, ktorá je zlučiteľná so životom, monozómia na X chromozóme, vedie k Shereshevsky-Turnerovmu syndrómu (45, X0).

Dôvodom vedúcej k aneuploidii je nondisjunkcia chromozómov počas bunkové delenie pri tvorbe zárodočných buniek alebo strate chromozómov v dôsledku anafázového oneskorenia, kedy pri pohybe k pólu môže jeden z homológnych chromozómov zaostávať za všetkými ostatnými nehomologickými chromozómami. Termín "nondisjunkcia" znamená absenciu separácie chromozómov alebo chromatíd v meióze alebo mitóze. Strata chromozómov môže viesť k mozaike, v ktorej jeden je uploidný(normálna) bunková línia a druhá monozomický.

Chromozómová nondisjunkcia sa najčastejšie vyskytuje počas meiózy. Chromozómy, ktoré by sa normálne delili počas meiózy, zostávajú spojené a počas anafázy sa presúvajú na jeden pól bunky. Vznikajú tak dve gaméty, z ktorých jedna má ďalší chromozóm a druhá tento chromozóm nemá. Keď je gaméta s normálnou sadou chromozómov oplodnená gamétou s extra chromozómom, dochádza k trizómii (t.j. v bunke sú tri homológne chromozómy, keď je oplodnená gaméta bez jedného chromozómu, vzniká zygota s monozómiou); Ak sa na akomkoľvek autozomálnom (nepohlavnom) chromozóme vytvorí monozomálna zygota, potom sa vývoj organizmu zastaví na samom skoré štádia rozvoj.

Chromozomálne mutácie- Toto štrukturálne zmeny jednotlivé chromozómy, zvyčajne viditeľné pod svetelným mikroskopom. Chromozomálna mutácia zahŕňa veľké množstvo (od desiatok do niekoľkých stoviek) génov, čo vedie k zmene normálneho diploidného súboru. Hoci chromozomálne aberácie vo všeobecnosti nemenia sekvenciu DNA špecifických génov, zmeny v počte kópií génov v genóme vedú ku genetickej nerovnováhe v dôsledku nedostatku alebo prebytku genetického materiálu. Existujú dve veľké skupiny chromozomálnych mutácií: intrachromozomálne a interchromozomálne.

Intrachromozomálne mutácie sú aberácie v rámci jedného chromozómu. Tie obsahujú:

—vymazania(z latinského deletio - zničenie) - strata jednej z častí chromozómu, vnútornej alebo koncovej. To môže spôsobiť narušenie embryogenézy a vznik mnohopočetných vývojových anomálií (napríklad delenie v oblasti krátkeho ramena 5. chromozómu, označovaného ako 5p-, vedie k nevyvinutiu hrtana, srdcovým chybám, retardácii duševný vývoj). Tento komplex symptómov je známy ako syndróm „mačacieho plaču“, pretože u chorých detí v dôsledku abnormality hrtana plač pripomína mačacie mňaukanie;

—inverzie(z latinského inversio – inverzia). V dôsledku dvoch bodov zlomu chromozómov sa výsledný fragment po otočení o 180° vloží na svoje pôvodné miesto. V dôsledku toho je narušené iba poradie génov;

— duplikácie(z lat. duplicatio - zdvojenie) - zdvojenie (alebo znásobenie) ktorejkoľvek časti chromozómu (napríklad trizómia na jednom z krátkych ramien 9. chromozómu spôsobuje viaceré defekty vrátane mikrocefálie, oneskoreného fyzického, duševného a intelektuálneho vývoja).

Vzory najbežnejších chromozomálnych aberácií:
Delenie: 1 - terminál; 2 - intersticiálna. Inverzie: 1 - pericentrické (so zachytením centroméry); 2 - paracentrický (v rámci jedného ramena chromozómu)

Interchromozomálne mutácie alebo mutácie preskupenia- výmena fragmentov medzi nehomologickými chromozómami. Takéto mutácie sa nazývajú translokácie (z latinského tgans - pre, cez + locus - miesto). toto:

Recipročná translokácia, keď si dva chromozómy vymenia svoje fragmenty;

Nerecipročná translokácia, keď je fragment jedného chromozómu transportovaný do druhého;

- „centrická“ fúzia (Robertsonova translokácia) - spojenie dvoch akrocentrických chromozómov v oblasti ich centromér so stratou krátkych ramien.

Keď sa chromatidy prelomia priečne cez centroméry, „sesterské“ chromatidy sa stanú „zrkadlovými“ ramenami dvoch rôznych chromozómov obsahujúcich rovnaké sady génov. Takéto chromozómy sa nazývajú izochromozómy. Intrachromozomálne (delécie, inverzie a duplikácie) aj interchromozomálne (translokácie) aberácie a izochromozómy sú spojené s fyzické zmeny chromozómové štruktúry vrátane tých s mechanickými poruchami.

Dedičná patológia v dôsledku dedičnej variability

Prítomnosť spoločných druhových charakteristík nám umožňuje zjednotiť všetkých ľudí na Zemi do jediného druhu, Homo sapiens. Napriek tomu ľahko, jedným pohľadom, vyčleníme tvár človeka, ktorého poznáme v dave cudzinci. Extrémna rôznorodosť ľudí – ako v rámci skupín (napríklad rôznorodosť v rámci etnickej skupiny), tak aj medzi skupinami – je spôsobená ich genetickými rozdielmi. V súčasnosti sa verí, že všetky intrašpecifické variácie sú spôsobené rôznymi genotypmi vznikajúcimi a udržiavanými prirodzený výber.

Je známe, že haploidný ľudský genóm obsahuje 3,3x109 párov nukleotidových zvyškov, čo teoreticky umožňuje až 6-10 miliónov génov. Avšak údaje moderný výskum naznačujú, že ľudský genóm obsahuje približne 30-40 tisíc génov. Asi tretina všetkých génov má viac ako jednu alelu, to znamená, že sú polymorfné.

Koncept dedičného polymorfizmu sformuloval E. Ford v roku 1940, aby vysvetlil existenciu dvoch alebo viacerých odlišných foriem v populácii, keď frekvenciu najvzácnejšej z nich nemožno vysvetliť iba mutačnými udalosťami. Keďže génová mutácia je zriedkavý jav (1x10 6), frekvenciu mutovanej alely, ktorá je viac ako 1 %, možno vysvetliť len jej postupnou akumuláciou v populácii v dôsledku selektívnych výhod nosičov tejto mutácie.

Mnohopočetnosť segregujúcich lokusov, mnohopočetnosť alel v každom z nich spolu s fenoménom rekombinácie vytvára nevyčerpateľnú ľudskú genetickú diverzitu. Výpočty ukazujú, že v celej histórii ľudstva nedošlo, nedochádza a ani v dohľadnej dobe nenastane genetické opakovanie, t.j. Každý narodený človek je jedinečný fenomén vo vesmíre. Jedinečnosť genetickej konštitúcie do značnej miery určuje charakteristiky vývoja ochorenia u každého jednotlivého človeka.

Ľudstvo sa vyvinulo ako skupiny izolovaných populácií, dlhožijúci v rovnakých podmienkach životné prostredie vrátane klimatických a geografických charakteristík, výživových vzorcov, patogénov, kultúrnych tradícií atď. To viedlo ku konsolidácii v populácii kombinácií normálnych alel špecifických pre každú z nich, najvhodnejších pre podmienky prostredia. V dôsledku postupného rozširovania biotopu, intenzívnych migrácií a presídľovania národov dochádza k situáciám, keď kombinácie špecifických normálnych génov, ktoré sú užitočné v určitých podmienkach, nezabezpečujú optimálne fungovanie určitých telesných systémov v iných podmienkach. To vedie k tomu, že časť dedičnej variability, spôsobená nepriaznivou kombináciou nepatologických ľudských génov, sa stáva základom pre vznik takzvaných chorôb s dedičnou predispozíciou.

Okrem toho má človek spoločenská bytosť prirodzený výber prebiehal časom v čoraz špecifickejších formách, čím sa rozširovala aj dedičná diverzita. To, čo mohli zvieratá vyhodiť, sa zachovalo, alebo naopak, to, čo si zvieratá ponechali, sa stratilo. Plné naplnenie potrieb vitamínu C teda viedlo v procese evolúcie k strate génu L-gulonodaktón oxidázy, ktorý katalyzuje syntézu kyselina askorbová. V procese evolúcie ľudstvo získalo aj nežiaduce vlastnosti, ktoré priamo súvisia s patológiou. Napríklad v procese evolúcie ľudia získali gény, ktoré určujú citlivosť na difterický toxín alebo na vírus detskej obrny.

Teda človek, ako každý iný biologické druhy, neexistuje ostrá hranica medzi dedičnou variabilitou vedúcou k normálnym odchýlkam v črtách a dedičnou variabilitou spôsobujúcou výskyt dedičných chorôb. Zdá sa, že človek, ktorý sa stal biologickým druhom Homo sapiens, zaplatil za „rozumnosť“ svojho druhu hromadením patologických mutácií. Táto pozícia je základom jedného z hlavných konceptov lekárska genetika o evolučnej akumulácii patologických mutácií v ľudských populáciách.

Dedičná variabilita ľudských populácií, udržiavaná aj redukovaná prirodzeným výberom, tvorí takzvanú genetickú záťaž.

Niektoré patologické mutácie môžu pretrvávať a šíriť sa v populáciách historicky dlhý čas, čo spôsobuje takzvanú segregačnú genetickú záťaž; ďalšie patologické mutácie vznikajú v každej generácii v dôsledku nových zmien v dedičnej štruktúre, čím vzniká mutačná záťaž.

Negatívny vplyv genetickej záťaže sa prejavuje zvýšenou úmrtnosťou (odumieranie gamét, zygót, embryí a detí), zníženou plodnosťou (znížená reprodukcia potomstva), zníženou dĺžkou života, sociálnou disadaptáciou a invaliditou a spôsobuje aj zvýšenú potrebu lekárskej starostlivosti. .

Anglický genetik J. Hoddane ako prvý upozornil výskumníkov na existenciu genetickej záťaže, hoci samotný termín navrhol G. Meller už koncom 40. rokov. Význam pojmu „genetická záťaž“ je spojený s vysokým stupňom genetickej variability potrebnej pre biologický druh, aby sa dokázal prispôsobiť meniacim sa podmienkam prostredia.

Mutácie na úrovni génov sú molekulárne štrukturálne zmeny v DNA, ktoré nie sú viditeľné vo svetelnom mikroskope. Tieto zahŕňajú akúkoľvek transformáciu kyseliny deoxyribonukleovej bez ohľadu na ich vplyv na životaschopnosť a lokalizáciu. Niektoré typy génových mutácií nemajú žiadny vplyv na funkciu alebo štruktúru zodpovedajúceho polypeptidu (proteínu). Väčšina týchto premien však vyvoláva syntézu defektnej zlúčeniny, ktorá stratila schopnosť plniť svoje úlohy. Ďalej sa budeme podrobnejšie zaoberať génovými a chromozomálnymi mutáciami.

Charakteristika premien

Najbežnejšie patológie, ktoré vyvolávajú mutácie ľudských génov, sú neurofibromatóza, adrenogenitálny syndróm, cystická fibróza a fenylketonúria. Tento zoznam môže zahŕňať aj hemochromatózu, Duchenne-Beckerove myopatie a iné. Toto nie sú všetky príklady génových mutácií. ich klinické príznaky zvyčajne sa vyskytujú metabolické poruchy ( metabolický proces). Génové mutácie môžu zahŕňať:

• Substitúcia v základnom kodóne. Tento jav sa nazýva missense mutácia. V tomto prípade je v kódujúcej časti nahradený nukleotid, čo zase vedie k zmene aminokyseliny v proteíne.
• Zmena kodónu takým spôsobom, že čítanie informácií je pozastavené. Tento proces sa nazýva nezmyselná mutácia. Keď je v tomto prípade nahradený nukleotid, vytvorí sa stop kodón a translácia sa ukončí.
• Porucha čítania, posun rámca. Tento proces sa nazýva „posunovanie snímok“. Keď DNA prechádza molekulárnou zmenou, počas translácie polypeptidového reťazca sa transformujú triplety.

Klasifikácia

Podľa typu molekulárnej transformácie existujú nasledujúce génové mutácie:

• Duplikácia. V tomto prípade dochádza k opakovanej duplikácii alebo zdvojeniu fragmentu DNA od 1 nukleotidu po gény.
• Vymazanie. V tomto prípade dochádza k strate fragmentu DNA z nukleotidu do génu.
• Inverzia. V tomto prípade je zaznamenané otočenie o 180 stupňov. úsek DNA. Jeho veľkosť môže byť buď dva nukleotidy alebo celý fragment pozostávajúci z niekoľkých génov.
• Vkladanie. V tomto prípade sú úseky DNA vložené z nukleotidu do génu.

Molekulové transformácie zahŕňajúce od 1 do niekoľkých jednotiek sa považujú za bodové zmeny.

Charakteristické rysy

Génové mutácie majú množstvo funkcií. V prvom rade treba poznamenať ich schopnosť dediť. Okrem toho môžu mutácie vyvolať transformáciu genetickej informácie. Niektoré zo zmien možno klasifikovať ako takzvané neutrálne. Takéto génové mutácie nevyvolávajú žiadne poruchy vo fenotype. V dôsledku vrodenosti kódu teda tá istá aminokyselina môže byť kódovaná dvoma tripletmi, ktoré sa líšia len 1 bázou. Určitý gén môže zároveň zmutovať (transformovať sa) do niekoľkých rôznych stavov. Práve tieto druhy zmien vyvolávajú väčšinu dedičných patológií. Ak uvedieme príklady génových mutácií, môžeme sa obrátiť na krvné skupiny. Prvok, ktorý riadi ich systémy AB0, má teda tri alely: B, A a 0. Ich kombinácia určuje krvné skupiny. Príslušnosť k systému AB0 je považovaná za klasický prejav premeny normálnych vlastností u ľudí.

Genomické transformácie

Tieto transformácie majú svoju vlastnú klasifikáciu. Do kategórie genómových mutácií patria zmeny v ploidii štrukturálne nezmenených chromozómov a aneuploidia. Takéto transformácie sa určujú špeciálnymi metódami. Aneuploidia je zmena (zvýšenie - trizómia, zníženie - monozómia) počtu chromozómov diploidného súboru, nie násobok haploidného súboru. Keď sa počet zvýši o násobok, hovoríme o polyploidii. Tieto a väčšina aneuploidií u ľudí sa považujú za smrteľné zmeny. Medzi najčastejšie genómové mutácie patria:

• Monozómia. V tomto prípade je prítomný iba jeden z 2 homológnych chromozómov. Na pozadí takejto transformácie je zdravý embryonálny vývoj nemožný pre ktorýkoľvek z autozómov. Jediná vec, ktorá je zlučiteľná so životom, je monozómia na X chromozóme, ktorá vyvoláva Shereshevsky-Turnerov syndróm.
• trizómia. V tomto prípade sa v karyotype detegujú tri homológne prvky. Príklady takýchto génových mutácií: Downov, Edwardsov, Patauov syndróm.

Provokujúci faktor

Za príčinu vzniku aneuploidie sa považuje nedisjunkcia chromozómov počas procesu bunkového delenia na pozadí tvorby zárodočných buniek alebo straty prvkov v dôsledku anafázového oneskorenia, pričom pri pohybe smerom k pólu môže dôjsť k homológnej väzbe. za nehomológom. Pojem "nondisjunkcia" označuje absenciu separácie chromatidov alebo chromozómov v mitóze alebo meióze. Táto porucha môže viesť k mozaikovitosti. V tomto prípade bude jedna bunková línia normálna a druhá bude monozomická.

Nondisjunkcia v meióze

Tento jav sa považuje za najbežnejší. Tie chromozómy, ktoré by sa mali normálne deliť počas meiózy, zostávajú spojené. V anafáze sa presúvajú na jeden bunkový pól. V dôsledku toho sa vytvoria 2 gaméty. Jeden z nich má chromozóm navyše a druhému chýba prvok. V procese oplodnenia normálnej bunky s extra väzbou sa vyvinie trizómia s chýbajúcim komponentom, monozómia. Keď sa vytvorí monozomická zygota pre nejaký autozomálny prvok, vývoj sa zastaví v počiatočných štádiách.

Chromozomálne mutácie

Tieto transformácie predstavujú štrukturálne zmeny prvkov. Zvyčajne sa vizualizujú pomocou svetelného mikroskopu. Chromozómové mutácie zvyčajne zahŕňajú desiatky až stovky génov. To vyvoláva zmeny v normálnej diploidnej množine. Typicky takéto aberácie nespôsobujú sekvenčnú transformáciu v DNA. Keď sa však počet kópií génu zmení, vznikne genetická nerovnováha v dôsledku nedostatku alebo prebytku materiálu. Existujú dve široké kategórie týchto transformácií. Rozlišujú sa najmä intra- a interchromozomálne mutácie.

Vplyv prostredia

Ľudia sa vyvinuli ako skupiny izolovaných populácií. Žili pomerne dlho v rovnakých podmienkach prostredia. Hovoríme najmä o povahe výživy, klimatických a geografických charakteristikách, kultúrnych tradíciách, patogénoch atď. To všetko viedlo ku konsolidácii kombinácií alel špecifických pre každú populáciu, ktoré boli najvhodnejšie pre životné podmienky. V dôsledku intenzívneho rozširovania oblasti, migrácie a presídľovania však začali nastať situácie, keď tí, ktorí boli v rovnakom prostredí užitočné kombinácie niektoré gény v inom prestali zabezpečovať normálne fungovanie množstva telesných systémov. V tomto smere je časť dedičnej variability spôsobená nepriaznivým komplexom nepatologických prvkov. Príčinou génových mutácií sú teda v tomto prípade zmeny vonkajšie prostredie, životné podmienky. To sa zase stalo základom pre rozvoj množstva dedičných chorôb.

Prirodzený výber

Postupom času prebehla evolúcia u špecifickejších druhov. Aj to prispelo k rozšíreniu rodovej rozmanitosti. Zachovali sa teda tie znaky, ktoré mohli u zvierat zmiznúť, a naopak, čo zostalo u zvierat, sa zmietlo. V priebehu prirodzeného výberu ľudia získali aj nežiaduce vlastnosti, ktoré priamo súviseli s chorobami. Napríklad počas ľudského vývoja sa objavili gény, ktoré dokážu určiť citlivosť na toxín detskej obrny alebo záškrtu. Keď sa ľudský druh stal Homo sapiens, nejakým spôsobom „zaplatil za svoju inteligenciu“ nahromadením patologických premien. Toto ustanovenie sa považuje za základ jedného zo základných konceptov doktríny génových mutácií.

Žiaľ, medzi nami sú ľudia, ktorí vyčnievajú z davu niečím, čo je na prvý pohľad odpudzujúce a desivé. Sú to genetické mutácie, ktoré robia človeka iným, nie ako všetci ostatní. Nemôžeme si pomôcť, ale hovoríme o najstrašnejších mutáciách, ktoré ľudia môžu mať...

1. Ekrodaktýlia

Vrodená chyba spôsobená poruchou siedmeho chromozómu. Prejavuje sa neprítomnosťou alebo nedostatočným vývojom prstov a/alebo nôh. Často sprevádzané úplným nedostatkom sluchu.

2. Hypertrichóza

Toto ochorenie zahŕňa nadmerný rast vlasov na celom tele, vrátane tváre. Prvý prípad hypertrichózy bol zaznamenaný v 16. storočí. V dávnych dobách sa takíto ľudia nazývali vlkolaci alebo opice.

3. Fibrodysplasia ossificans progresívna (FOP)

Zriedkavé ochorenie, pri ktorom telo tvorí nové kosti (osifikácie). na nesprávnych miestach- vo vnútri svalov, väzov, šliach a iných spojivových tkanív. Ich vznik môže vyvolať trauma - modrina, rezná rana, zlomenina, dokonca intramuskulárna injekcia alebo chirurgický zákrok. Nie je možné odstrániť osifikácie - po odstránení môže kosť ešte viac narásť...

4. Progresívna lipodystrofia

Toto ochorenie sa nazýva aj „syndróm reverzného Benjamina Buttona“, pretože ľudia, ktorí ním trpia, vyzerajú oveľa staršie, ako je ich skutočný vek. V dôsledku dedičnej genetickej mutácie alebo užívania niektorých liekov dochádza k narušeniu autoimunitných mechanizmov, čo vedie k rýchlej strate zásob podkožného tuku a vzniku vrások a záhybov. Doteraz bolo zaznamenaných len 200 prípadov lipodystrofie, najmä u žien. Choroba sa nedá vyliečiť; lekári robia injekcie kolagénu a facelifting, ale to má len dočasný účinok.

5. Yuner Tang syndróm

Ľudia trpiaci týmto syndrómom chodia po štyroch, používajú primitívnu reč a majú vrodenú zlyhanie mozgu. Chorobu objavil turecký biológ Yuner Tan po štúdiu piatich členov rodiny Ulasov v r vidiecke oblasti Turecko. V roku 2006 bol o nich natočený dokumentárny film s názvom „Rodina kráčajúca všetkými štyrmi“. „Genetická povaha syndrómu naznačuje opačný krok v ľudskej evolúcii, pravdepodobne spôsobený genetickou mutáciou, spätný proces prechod od quadropedalizmu (chôdza po štyroch končatinách) k bipedalizmu (chôdza po dvoch). Syndróm v tomto prípade zodpovedá teórii prerušovanej rovnováhy,“ vysvetľuje svoj objav biológ.

6. Progéria

Ide o nezvratné zmeny na koži a vnútorné orgány spôsobené predčasné starnutie telo. Ochorenie postihuje jedno z 8 miliónov detí a dožívajú sa v priemere 13 rokov. V Japonsku bol zaznamenaný iba jeden prípad muža s progériou, ktorý sa dožil 45 rokov.

7. Epidermodysplasia verruciformis

Ľudia s touto genetickou poruchou sú veľmi náchylní na bežný ľudský papilomavírus (HPV). To spôsobuje na tele husté porasty, ktoré pripomínajú drevo. Choroba sa stala všeobecne známou v roku 2007, keď bol zverejnený dokument o 34-ročnom Indonézanovi Dedovi Koswarovi. V roku 2008 muž podstúpil operáciu na transplantáciu „čistej“ kože na hlavu, ruky, nohy a trup. Ale, bohužiaľ, čoskoro sa výrastky opäť začali objavovať...

8. Proteov syndróm

Syndróm je spôsobený mutáciou génu AKT1 a prejavuje sa rýchlym a neúmerným rastom kostí a kože. Zodpovedný je gén AKT1 správnu výšku bunky, a keď dôjde k zlyhaniu, niektoré bunky rýchlo rastú a delia sa, zatiaľ čo iné pokračujú v raste normálnym tempom. Takto človek začína vyzerať nenormálne. Choroba sa objavuje len šesť mesiacov po narodení dieťaťa.

9. Trimetylaminúria

Jedna z najvzácnejších genetických chorôb. U človeka s touto poruchou sa v tele hromadí trimetylamín, látka s ostrou nepríjemný zápach, pripomínajúci zápach zhnitých rýb a vajec. Vylučuje sa spolu s potom a okolo pacienta vytvára nepríjemný páchnuci oblak. Tí, ktorí trpia trimetylaminúriou, sú náchylní na depresiu a vyhýbajú sa preplneným miestam.

10. Xeroderma pigmentosum

Prejavuje sa zvýšenou citlivosťou kože na ultrafialové lúče. Ochorenie sa vyskytuje v dôsledku mutácie proteínov zodpovedných za nápravu poškodenia DNA, ktoré sa objaví pri vystavení ultrafialové žiarenie. Pehy, suchá koža, popáleniny na tele, zmeny farby kože, riziko rakoviny - časté príznaky xeroderma pigmentosum.

V ľudskom tele sa stále dajú nájsť zakrpatené štruktúry a kompromisné štruktúry, ktoré sú veľmi jasným dôkazom toho, že náš druh má dlhú evolučnú históriu a že sa neobjavil len tak z ničoho nič.

Ďalším dôkazom toho sú aj prebiehajúce mutácie v ľudskom genofonde. Väčšina náhodných genetických zmien je neutrálna, niektoré sú škodlivé a zdá sa, že niektoré spôsobujú pozitívne zlepšenia. Takéto prospešné mutácie sú suroviny, ktoré môžu byť nakoniec použité prirodzeným výberom a distribuované medzi ľudstvo.

Tento článok obsahuje niekoľko príkladov prospešných mutácií...

Apolipoproteín AI-Milano

Choroby srdca sú jednou z pohrôm priemyselných krajín. Je to dedičstvo, ktoré sme zdedili z našej evolučnej minulosti, keď sme boli naprogramovaní túžiť po energeticky bohatých tukoch, vtedy vzácnom a cennom zdroji kalórií, ale teraz sú príčinou upchatých tepien. Existujú však dôkazy, že evolúcia má potenciál, ktorý stojí za to preskúmať.

Všetci ľudia majú gén pre proteín nazývaný apolipoproteín AI, ktorý je súčasťou systému, ktorý prenáša cholesterol cez krvný obeh. Apo-AI je jedným z lipoproteínov vysoká hustota(HDL), o ktorých je už známe, že sú prospešné, pretože odstraňujú cholesterol zo stien tepien. Je známe, že medzi malou komunitou ľudí v Taliansku existuje mutovaná verzia tohto proteínu, nazývaná apolipoproteín AI-Milano alebo skrátene Apo-AIM. Apo-AIM funguje ešte efektívnejšie ako Apo-AI pri odstraňovaní cholesterolu z buniek a rozpúšťaní arteriálneho plaku a navyše pôsobí ako antioxidant, aby sa zabránilo niektorým škodám spôsobeným zápalom, ktoré sa typicky vyskytujú pri artérioskleróze. V porovnaní s inými ľuďmi majú ľudia s génom Apo-AIM výrazne nižšie riziko vzniku infarktu myokardu a mozgovej príhody a teraz sú farmaceutických spoločností plán uviesť na trh umelú verziu proteínu vo forme kardioprotektívneho lieku.

Iné lieky sa vyrábajú aj na základe inej mutácie v géne PCSK9, ktorá vyvoláva podobný účinok. Ľudia s touto mutáciou majú o 88 % znížené riziko vzniku srdcových chorôb.

Zvýšená hustota kostí

Jeden z génov, ktorý riadi hustotu kostí u ľudí, sa nazýva LDL-like receptor 5 s nízkou hustotou alebo skrátene LRP5. Je známe, že mutácie, ktoré zhoršujú funkciu LRP5, spôsobujú osteoporózu. Ale iný typ mutácie môže zlepšiť jeho funkciu a spôsobiť jednu z najneobvyklejších mutácií známych u ľudí.

Táto mutácia bola objavená náhodou, keď mladý muž a jeho rodina zo Stredozápadu mali vážnu autonehodu a odišli z miesta činu bez jedinej zlomenej kosti. Röntgenové snímky odhalili, že rovnako ako ostatní členovia tejto rodiny mali oveľa pevnejšie a hustejšie kosti, než je bežné. Lekár zapojený do prípadu uviedol, že "žiadny z týchto ľudí, ktorých vek sa pohyboval od 3 do 93 rokov, si nikdy nezlomil kosť." V skutočnosti sa ukázalo, že nie sú imúnne len voči zraneniu, ale aj voči normálu vekom podmienená degenerácia kostra. Niektorí z nich mali nezhubný kostný výrastok na streche úst, ale okrem toho choroba nemala žiadnu inú vedľajšie účinky- okrem toho, ako sucho poznamenal článok, to sťažovalo plávanie. Podobne ako v prípade Apo-AIM, niektoré farmaceutické firmy skúmajú možnosť jeho použitia ako východiskového bodu pre terapie, ktoré by mohli pomôcť ľuďom s osteoporózou a inými ochoreniami kostry.

Odolnosť proti malárii

Klasickým príkladom evolučnej zmeny u ľudí je mutácia hemoglobínu nazývaná HbS, ktorá spôsobuje, že červené krvinky nadobúdajú zakrivený kosáčikovitý tvar. Prítomnosť jednej kópie spôsobuje rezistenciu na maláriu, zatiaľ čo prítomnosť dvoch kópií spôsobuje vývoj kosáčiková anémia. Ale o tejto mutácii teraz nehovoríme.

V roku 2001 talianski vedci, ktorí študovali obyvateľstvo africkej krajiny Burkina Faso, objavili ochranný účinok spojený s iným variantom hemoglobínu nazývaným HbC. Ľudia s iba jednou kópiou tohto génu majú o 29% nižšie riziko nákazy maláriou, zatiaľ čo ľudia s dvoma kópiami môžu mať 93% zníženie rizika. Okrem toho tento génový variant spôsobuje prinajhoršom miernu anémiu a vôbec nie vysiľujúcu kosáčikovitú anémiu.

Tetrochromatické videnie

Väčšina cicavcov má nedokonalé chromatické videnie, pretože majú len dva typy sietnicových čapíkov, bunky sietnice, ktoré rozlišujú rôzne farebné odtiene. Ľudia, podobne ako iné primáty, majú tri takéto druhy, dedičstvo z minulosti, keď sa dobré chromatické videnie využívalo na nájdenie zrelých, pestrofarebných plodov a poskytovalo výhodu pre prežitie druhu.

Gén pre jeden typ sietnicového kužeľa, zodpovedný hlavne za modrý odtieň, sa našiel na chromozóme Y. Oba ďalšie typy, citlivé na červenú a zelenú, sa nachádzajú na chromozóme X. Vzhľadom na to, že muži majú iba jeden chromozóm X, vzniká mutácia, ktorá poškodzuje gén zodpovedný za červenú resp zelený odtieň, povedie k červeno-zelenej Farbosleposť, zatiaľ čo ženy si ponechajú záložnú kópiu. To vysvetľuje skutočnosť, prečo je táto choroba takmer výlučne obmedzená na mužov.

Vynára sa však otázka: čo sa stane, ak mutácia v géne zodpovednom za červenú alebo zelenú farbu ho nepoškodí, ale posunie farebný rozsah, za ktorý je zodpovedný? Gény zodpovedné za červené a zelené farby, presne takto sa objavili ako dôsledok duplikácie a divergencie jedného dedičného génu sietnicového čapíka.

Pre muža by to nebol významný rozdiel. Stále by mal tri farebné receptory, len zostava by bola iná ako naša. Ale ak by sa to stalo s jedným z génov kužeľa v sietnici ženy, potom by gény pre modrý, červený a zelený chromozóm boli na jednom X chromozóme a upravený štvrtý by bol na druhom... čo znamená, že by tam mala byť štyri rôzne farebné receptory. Bola by, podobne ako vtáky a korytnačky, skutočným „tetrachromátom“, teoreticky schopná rozlíšiť odtiene farieb, ktoré všetci ostatní ľudia nevidia oddelene. Znamená to, že mohla vidieť úplne nové farby, ktoré sú neviditeľné pre všetkých ostatných? Toto je otvorená otázka.

Máme tiež dôkazy, že v v ojedinelých prípadoch toto sa už stalo. Počas štúdie rozlišovania farieb sa aspoň jedna žena správala presne tak, ako by sa dalo očakávať od skutočného tetrachromátu.

Už sme o Diskutovali sme s vami o Concetta Antico– umelkyňa zo San Diega, je tetrachromát.

Menšia potreba spánku

Nie každý potrebuje osem hodín spánku: vedci z Pennsylvánskej univerzity objavili mutáciu v málo prebádanom géne BHLHE41, ktorý podľa ich názoru umožňuje človeku viac si naplno odpočinúť. krátky čas spať. V štúdii výskumníci požiadali pár neidentických dvojčiat, z ktorých jedno malo už spomínanú mutáciu, aby sa zdržali spánku na 38 hodín. "Mutant Twin" a Každodenný život spal iba päť hodín - o hodinu menej ako jeho brat. A po deprivácii urobil o 40% menej chýb v testoch a trvalo mu menej času, kým úplne obnovil kognitívne funkcie.

Podľa vedcov vďaka tejto mutácii človek trávi viac času v stave „hlbokého“ spánku, ktorý je potrebný na úplné obnovenie fyzickej a duševnej sily. Samozrejme, táto teória si vyžaduje dôkladnejšie štúdium a ďalšie experimenty. Ale zatiaľ to vyzerá veľmi lákavo – kto by si neželal, aby mal deň viac hodín?

Hyperelastická koža

Ehlersov-Danlosov syndróm je genetické ochorenie spojivového tkaniva, ktoré postihuje kĺby a kožu. Napriek číslu závažné komplikácie, ľudia s týmto ochorením sú schopní bezbolestne ohýbať končatiny v akomkoľvek uhle. Joker vo filme Temný rytier od Christophera Nolana je čiastočne založený na tomto syndróme.

Echolokácia

Jedna zo schopností, ktoré má každý človek v tej či onej miere. Slepí ľudia sa ho učia dokonale používať a superhrdina Daredevil si na ňom z veľkej časti zakladá. Svoju zručnosť si môžete vyskúšať tak, že vstanete oči zatvorené v strede miestnosti a hlasno klikal jazykom rôznymi smermi. Ak ste majstrom echolokácie, môžete určiť vzdialenosť k akémukoľvek objektu .

Večná mladosť

Znie to oveľa lepšie, ako to v skutočnosti je. Záhadná choroba nazývaná „Syndróm X“ bráni tomu, aby človek niekedy vykazoval známky dospievania. Slávny príklad- Brooke Megan Greenberg, ktorá sa dožila 20 rokov a stále fyzicky aj psychicky zostala na úrovni dvojročného dieťaťa. Známe sú len tri prípady tohto ochorenia.

Necitlivosť na bolesť

Túto schopnosť preukázal superhrdina Kick-Ass – ide o skutočnú chorobu, ktorá telu neumožňuje cítiť bolesť, teplo ani chlad. Schopnosť je to dosť hrdinská, no človek si vďaka nej môže ľahko ublížiť bez toho, aby si to uvedomoval a je nútený žiť veľmi opatrne.

Superschopnosť

Jedna z najobľúbenejších schopností medzi superhrdinami, no jedna z najvzácnejších v skutočnom svete. Mutácie spojené s nedostatkom myostatínového proteínu vedú k významnému zvýšeniu svalová hmota osoba bez rastu tukového tkaniva. Medzi všetkými ľuďmi sú známe len dva prípady takýchto defektov a v jednom z nich dvojročné dieťa Má telo a silu kulturistu.

Zlatá krv

Krv s nulovým Rh faktorom, najvzácnejšia na svete. Za posledné polstoročie sa našlo iba štyridsať ľudí s touto krvnou skupinou, tento moment Len deväť žije. Rh nula je vhodná úplne pre každého, pretože v systéme Rh nemá žiadne antigény, ale samotných jej nosičov môže zachrániť iba ten istý „zlatý krvný brat“.

Keďže vedci študovali podobné problémy už pomerne dlho, bolo známe, že je možné získať nulovú skupinu. Deje sa tak prostredníctvom špeciálnych kávových zŕn, ktoré sú schopné odstrániť aglutinogén B z červených krviniek. Takýto systém relatívne dlho nefungoval, pretože sa vyskytli prípady nezlučiteľnosti takejto schémy. Potom sa stal známym ďalší systém, ktorý bol založený na práci dvoch baktérií - enzým jednej z nich zabil aglutinogén A a druhý B. Vedci preto dospeli k záveru, že druhý spôsob vytvorenia nulovej skupiny je najúčinnejší a bezpečný. Preto, americká spoločnosť stále usilovne pracuje na vývoji špeciálneho zariadenia, ktoré bude efektívne a efektívne premieňať krv z jednej krvnej skupiny na nulovú. A takáto nulová krv bude ideálna pre všetky ostatné transfúzie. Otázka darcovstva teda nebude taká globálna ako teraz a všetci príjemcovia nebudú musieť tak dlho čakať na prijatie svojej krvi.

Vedci si už stáročia lámu hlavu nad tým, ako vytvoriť jednu jedinú univerzálnu skupinu, ľudí, s ktorými bude minimálne riziko rôzne choroby a nedostatky. Preto je dnes možné „vynulovať“ akúkoľvek krvnú skupinu. To výrazne zníži riziko rôznych komplikácií a ochorení v blízkej budúcnosti. Štúdie teda ukázali, že u mužov aj u žien najmenšie riziko rozvoj ischemickej choroby srdca. Podobné pozorovania sa uskutočňujú už viac ako 20 rokov. Títo ľudia odpovedali na konkrétne otázky týkajúce sa ich zdravia a životného štýlu počas určitého obdobia.

Všetky existujúce údaje boli publikované z rôznych zdrojov. Všetky štúdie viedli k tomu, že ľudia s nulovou skupinou v skutočnosti ochorejú menej a majú najnižšiu pravdepodobnosť vzniku ochorenia koronárnych artérií. Je tiež potrebné poznamenať, že faktor Rh nemá žiadny špecifický účinok. Preto nulová krvná skupina nemá žiadny Rh faktor, ktorý môže oddeliť jednu alebo druhú skupinu. Jeden z najviac dôležité dôvody Ukázalo sa, že každá krv má aj inú zrážanlivosť. To ešte viac komplikuje situáciu a zavádza vedcov. Ak zmiešate nulovú skupinu s akoukoľvek inou a neberiete do úvahy úroveň koagulácie, môže to viesť k rozvoju aterosklerózy a smrti človeka. V súčasnosti nie je technológia premeny jednej krvnej skupiny na nulu natoľko rozšírená, aby ju mohla využívať každá nemocnica. Preto len tie bežné zdravotnícke strediská ktorí pracujú pre vysoký stupeň. Nultá skupina je novým výdobytkom a objavom medicínskych vedcov, ktorý dnes už ani nie je každému známy.

Sme zvyknutí hovoriť, že každý človek je jedinečný, čo znamená hĺbku vnútorný svet, no niekedy sa rodia ľudia, ktorí sa od všeobecnej masy odlišujú nielen povahou, ale aj výzorom. Povieme vám o 10 najstrašnejších genetických mutáciách, ktoré sa vyskytujú v ojedinelých prípadoch u ľudí.

1. Ekrodaktýlia

Jedna z vrodených malformácií, pri ktorej prsty a/alebo chodidlá úplne chýbajú alebo sú nedostatočne vyvinuté. Spôsobené poruchou siedmeho chromozómu. Často je spoločníkom choroby úplná absencia sluchu

2. Hypertrichóza

Počas stredoveku sa ľudia s podobným génovým defektom nazývali vlkolaci alebo opice. Toto ochorenie je charakterizované nadmerným rastom vlasov na celom tele, vrátane tváre a uší. Prvý prípad hypertrichózy bol zaznamenaný v 16. storočí.

3. Fibrodysplasia ossificans progresívna (FOP)

Zriedkavé genetické ochorenie, pri ktorom sa v tele začínajú vytvárať nové kosti (osifikácie) na nesprávnych miestach – vo vnútri svalov, väzov, šliach a iných spojivových tkanív. Akékoľvek zranenie môže viesť k ich vzniku: modrina, rez, zlomenina, intramuskulárna injekcia alebo chirurgický zákrok. Z tohto dôvodu nemožno odstrániť osifikácia: po chirurgická intervencia kosť môže len silnieť. Fyziologicky sa osifikácie nelíšia od bežných kostí a môžu vydržať značné zaťaženie, ale nie sú umiestnené tam, kde by mali byť.

4. Progresívna lipodystrofia

Ľudia trpiaci týmto nezvyčajným stavom sa zdajú byť oveľa starší ako ich vek, a preto sa niekedy nazýva „syndróm reverzného Benjamina Buttona“. V dôsledku dedičnej genetickej mutácie a niekedy v dôsledku použitia určitých lieky Autoimunitné mechanizmy v tele sú narušené, čo vedie k rýchlej strate zásob podkožného tuku. Najčastejšie trpí tukové tkanivo tvár, krk, Horné končatiny a trupu, čo má za následok vrásky a záhyby. Doteraz bolo potvrdených len 200 prípadov progresívnej lipodystrofie a vyvíja sa najmä u žien. Pri liečbe lekári používajú inzulín, facelifting a kolagénové injekcie, ale to dáva len dočasný účinok.

5. Yuner Tang syndróm

Syndróm Yuner Tan (UTS) je charakteristický predovšetkým tým, že ľudia ním trpiaci chodia po štyroch. Objavil ho turecký biológ Yuner Tan po štúdiu piatich členov rodiny Ulasovcov na vidieku v Turecku. Ľudia s SUT najčastejšie používajú primitívnu reč a majú vrodený nedostatok mozgu. V roku 2006 bol natočený dokumentárny film o rodine Ulasovcov s názvom „Rodina kráčajúca všetkými štyrmi“. Tan to opisuje takto: "Genetická povaha syndrómu naznačuje zvrat ľudskej evolúcie, s najväčšou pravdepodobnosťou spôsobený genetickou mutáciou, zvrátením prechodu od quadropedalizmu (chôdza po štyroch končatinách) k bipedalizmu (chôdza po dvoch končatinách). V prípade syndrómu zodpovedá prerušovaná teoretická rovnováha.

6. Progéria

Vyskytuje sa u jedného dieťaťa z 8 000 000 Toto ochorenie sa vyznačuje nezvratnými zmenami na koži a vnútorných orgánoch spôsobených predčasným starnutím organizmu. Priemerná dĺžka trvaniaŽivotnosť ľudí s týmto ochorením je 13 rokov. Je známy len jeden prípad, kedy pacient dosiahol vek štyridsaťpäť rokov. Prípad bol zaznamenaný v Japonsku.

7. Epidermodysplasia verruciformis

Jedno z najzriedkavejších génových zlyhaní. Svojich majiteľov robí veľmi citlivými na rozšírený ľudský papilomavírus (HPV). U takýchto ľudí infekcia spôsobuje rast početných kožných výrastkov, ktoré svojou hustotou pripomínajú drevo. Choroba sa stala všeobecne známou v roku 2007 po tom, čo sa na internete objavilo video 34-ročného Indonézana Dede Kosvaru. V roku 2008 utrpel muž zložitá operácia na odstránenie šiestich kilogramov výrastkov z hlavy, rúk, nôh a trupu. Bol transplantovaný na operované časti tela nová koža. Ale, bohužiaľ, po nejakom čase sa výrastky opäť objavili.

8. Proteov syndróm

Proteov syndróm spôsobuje rýchly a neúmerný rast kostí a kože spôsobený mutáciou v géne AKT1. Práve tento gén je zodpovedný za správny rast buniek. V dôsledku nesprávneho fungovania niektoré bunky rýchlo rastú a delia sa, zatiaľ čo iné pokračujú v raste normálnym tempom. To vedie k abnormálnemu stavu vzhľad. Choroba sa neprejaví hneď po narodení, ale až v šiestich mesiacoch života.

9. Trimetylaminúria

Patrí k najvzácnejším genetické choroby. Neexistujú ani štatistiky o jeho distribúcii. U tých, ktorí trpia týmto ochorením, sa trimetylamín hromadí v tele. Táto látka s ostrým nepríjemným zápachom, pripomínajúcim zápach zhnitých rýb a vajec, sa vylučuje spolu s potom a vytvára okolo pacienta nepríjemný páchnuci jantár. Prirodzene, ľudia s takouto genetickou poruchou sa vyhýbajú preplneným miestam a sú náchylní na depresiu.

10. Xeroderma pigmentosum

Toto dedičné ochorenie koža sa objaví v precitlivenosťčloveka ultrafialovým lúčom. Vyskytuje sa v dôsledku mutácií v proteínoch zodpovedných za korekciu poškodenia DNA, ku ktorému dochádza pri vystavení ultrafialovému žiareniu. Prvé príznaky sa zvyčajne objavujú v ranom detstve (do 3 rokov): keď je dieťa na slnku, už po niekoľkých minútach expozície sa u neho objavia vážne popáleniny slnečné lúče. Ochorenie sa vyznačuje aj výskytom pieh, suchou pokožkou a nerovnomernými farebnými zmenami. koža. Podľa štatistík sú ľudia s xerodermou pigmentosum viac ohrození vznikom rakoviny ako iní - pri absencii správnych preventívnych opatrení sa približne u polovice detí trpiacich xerodermou vyvinie jedna alebo druhá do veku desiatich rokov. rakovina. Existuje osem typov tohto ochorenia rôznej závažnosti a symptómov. Podľa európskych a amerických lekárov sa toto ochorenie vyskytuje približne u štyroch ľudí z milióna.