Гены: понятие, разновидности, мутации и наследственность

Гены содержат генетические коды или последовательности нуклеотидных оснований в нуклеиновых кислотах для получения конкретных белков. Информация, содержащаяся в ДНК, напрямую не превращается в белки, но должна быть сначала транскрибирована в процессе, называемом транскрипцией ДНК. Этот процесс происходит в ядре наших клеток. Фактическое производство белка происходит в цитоплазме наших клеток посредством процесса, называемого трансляцией.

Немного общей генетики

Чтобы ответить на вопрос, что такое гомозигота, вспомним опыты Грегора Менделя. Скрещивая различные по окраске плодов и форме растения гороха, он пришел к выводу, что получившееся в результате скрещивания растения наследует каким-то образом генетическую информацию от своих «предков». Хотя понятия «ген» тогда еще не существовало, Мендель сумел в общих чертах пояснить механизм наследования признаков. Из открытых Менделем в середине ХІХ века законов вытекало следующее утверждение, названное впоследствии «гипотезой чистоты гамет»: «При образовании гаметы в нее попадает только один из двух аллельных генов, отвечающих за данный признак». То есть от каждого из родителей мы получаем только один аллельный ген, отвечающий за определенный признак — рост, цвет волос, цвет глаз, форму носа, оттенок кожи.

Немного общей генетики

Аллельные гены могут быть доминантными или рецессивными. Это вплотную приближает нас к определению, что такое гомозигота. Доминантные аллели способны маскировать рецессив так, чтобы он не проявлял себя в фенотипе. Если в генотипе оба гена рецессивны или доминантны, то это гомозиготный организм.

Изменчивость и ее типы

Изменчивость – это свойство дочерних организмов отличаться от родительских форм морфологическими, физиологическими и другими признаками и особенностями индивидуального развития. Различают две основные формы изменчивости: фенотипическую (ненаследственную) и генотипическую (наследственную).

Фенотипическая‚ или модификационная, изменчивость – это изменения фенотипа без изменения генотипа. Она обусловлена действием факторов внешней и внутренней среды на соответствующий организм. Модификации ненаследственны, так как структура генотипа при этом не затрагивается. Например, земляная груша, выращенная в долине в условиях достаточной влажности и освещенности, имеет высокий стебель. При перенесении такого растения высоко в горы стебель приобретает вид розетки листьев, прижатых к земле. При высевании семян такого растения в долине его потомки снова будут иметь высокий стебель.

Развитие ряда признаков зависит и от влияния различных регуляторных систем организма, в первую очередь эндокринной. Такие признаки петухов, как большой гребень, яркое оперение и способность к пению зависят от действия мужского полового гормона. Если у курицы удалить яичник и пересадить семенник, то через некоторое время она по вышеназванным признакам станет похожа на петуха. Следовательно, внутренняя среда организма также оказывает существенное влияние на проявление действия генов.

В генетической информации организма заложена способность развития определенных признаков и свойств. Эта способностъ реализуется лишь в определенных условиях среды. Одна и та же наследственная информация в разных условиях может проявляться по-разному. Например, окраска шерсти у гималайских кроликов и сиамских кошек зависит от температуры – более темная шерсть растет на участках тела, подверженных охлаждению. Следовательно, наследуется не сам признак, а определенный тип реакции на воздействие условий среды.

Пределы модификационной изменчивости называются нормой реакции. Различают широкую и узкую норму реакции. Признак, имеющий широкую норму реакции, изменяется в большом диапазоне. Например, количество молока у крупного рогатого скота зависит в значительной степени от условий содержания и кормления. Признак, имеющий узкую норму реакции, незначительно зависит от внешних условий, например окраска шерсти у крупного рогатого скота. Норма реакции определяется генотипом. Она складывалась историчсски в результате естественного отбора.

Дарвин называл модификационную изменчивость определенной, так как все особи одного вида, попав в сходные условия, изменяются одинаково, т.е. такая изменчивость предсказуема и носит групповой приспособительный характер. Например, все овцы при выращивании в холодных условиях будут иметь более густую шерсть.

Читайте также:  Водянка (гидроцефалия) головного мозга у новорожденного

Закономерности модификационной изменчивости носят статистический характер – это закономерности больших чисел. Для характеристики степени изменчивости количественных признаков применяют один из методов статистики – построение вариационной кривой. Например, если расположить новорожденных по величине роста (он колеблется от 41 до 60 см), то получится вариационный ряд изменчивости этого признака, состоящий из отдельных вариант. Частота встречаемости каждой варианты неодинакова: наиболее часто встречаются варианты со средним значением признака (около 50 см) и реже с большими или меньшими. Если построить графическое изображение этой закономерности, то при достаточно большом числе наблюдений получится относительно симметричная кривая.

Читайте: Взаимодействие и сцепление генов #53

Мутации генов гемостаза MTHFR – что это значит и что с этим делать

Мутация гена MTHFR является проблемой, связанной с плохим метилированием и продукцией ферментов. Мутации генов гемостаза MTHFR влияют на каждого человека по-разному. Иногда они приводят к едва заметным симптомам, а иногда приводят к серьезным, долговременным проблемам со здоровьем.

Хотя точный показатель распространенности все еще остается предметом дискуссий, считается, что 30%-50% всех людей могут иметь мутацию в гене MTHFR, который наследуется и передается от родителя к ребенку.

Как правило, это гетерозиготная мутация. Приблизительно от 14% до 20% процентов населения могут иметь более тяжелую мутацию MTHFR, которая более резко влияет на общее состояние здоровья.

Она называется гомозиготной мутацией.

Разница состоит в том, что гетерозигота – это мутация в одной аллели пары генов. То есть шанс ее проявления составляет 50%. А гомозигота – мутация в обеих аллелях пары генов, проявление в 100% случаев.

Мутация гена MTHFR была обнаружена во время завершения проекта генома человека. Исследователи поняли, что люди с этим типом наследственной мутации имели большую вероятность развития определенных заболеваний. К ним относятся: СДВГ, болезнь Альцгеймера, атеросклероз, аутоиммунные расстройства и аутизм.

Еще многое предстоит узнать о том, что означает этот тип мутации для людей, которые несут ее и продолжают передавать своим детям.

На сегодняшний день существуют десятки различных состояний здоровья, связанных с мутациями MTHFR. Но еще раз подчеркнем, что даже если вы являетесь носителем мутации – не факт, что у вас будут ее проявления. Мутация означает лишь повышение рисков.

Что такое мутация генов MTHFR

MTHFR  — это ген, который обеспечивает организм инструкциями по производству определенного фермента, называемого метилентетрагидрофолатредуктаза . То есть  MTHFR — сокращенное название этого фермента.

Есть две основные мутации MTHFR, на которых исследователи фокусируются чаще всего. Эти мутации часто называют «полиморфизмами» и влияют на гены, называемые MTHFR C677T и MTHFR A1298C.

 Также эти мутации называют – мутациями фолатного цикла, потому что они показывают, как организм преобразует фолиевую кислоту в активную форму для наилучшего усвоения.

Соответственно, если у вас есть мутации генов гемостаза MTHFR, то ваш организм плохо усваивает фолиевую кислоту и другие витамины группы B, особенно В12. Что делать в этом случае – читайте далее.

Мутации могут происходить в разных местах этих генов и наследоваться только от одного или обоих родителей. Наличие одного мутантного аллеля связано с повышенным риском определенных проблем со здоровьем, но наличие двух увеличивает риск намного больше.

Мутация гена MTHFR может изменить способ, которым некоторые люди метаболизируют и преобразовывают важные питательные вещества из своего рациона в активные витамины, минералы и белки.

Мутации генов гемостаза MTHFR – что это значит и что с этим делать

 Генетические мутации также могут изменять уровни нейротрансмиттеров и гормонов.

 В некоторых случаях, хотя и не во всех, изменения в работе этого фермента могут влиять на параметры здоровья, включая уровень холестерина, функцию мозга, пищеварение, эндокринные функции и многое другое.

Часть о мутациях генов гемостаза MTHFR впервые узнают после анализа причин замершей беременности

1. Потребляйте больше натурального фолата, витамина В6 и витамина В12

В случае с мутациями генов фолатного цикла важно употреблять много  продуктов, богатых витаминами B6, B9 и B12.

Вы также можете принимать их в виде добавки. Однако, помните, что людям с мутациями MTHFR труднее переводить синтетическую форму фолиевой кислоты в биодоступную. Более того, прием обычной фолиевой кислоты может вызвать ухудшение симптомов.

Получение достаточного количества фолиевой кислоты особенно важно до и во время беременности. За три месяца до зачатия и в течение первого триместра беременности матери, которые получают достаточно фолиевой кислоты, снижают риск развития у детей различных проблем со здоровьем.

Читайте также:  Лечение диабетической полинейропатии нижних конечностей

Людям с мутациями MTHFR критически важно получать биодоступные формы фолата в добавках, называемых L-метилфолатом или метильной формой витамина В9.

L-метилфолат сложнее упаковывать в форме капсул, поэтому вы, возможно, не сможете получать очень высокие дозы в типичных поливитаминах или добавках. Поэтому рекомендуется принимать моно-добавки под называнием 5-MTHF.

Now Foods, Метилфолат, 5000 мкг, 50 вегетарианских капсул

Thorne Research, 5-МТГФ, 5 мг, 60 капсул

Если у вас обнаружена мутация MTHFR в форме гомозиготы, то метильные комплексы фолиевой кислоты вам необходимо пропивать постоянно курсами — минимум 3 раза в год.

Наличие большего количества фолиевой кислоты в вашем рационе означает, что вы лучше способны создавать активную форму 5-MTHF. Некоторые из лучших продуктов с высоким содержанием фолиевой кислоты включают в себя:

  • Фасоль и чечевица
  • Листовые зеленые овощи, такие как сырой шпинат
  • Спаржа
  • Ромэн
  • Брокколи
  • Авокадо
  • Яркие фрукты, такие как апельсины и манго

Хромосомные мутации

В отличие от геномных мутаций, они возникают не из-за “неправильного” числа хромосом, а из-за их повреждения. При этом у многих людей можно найти признаки хромосомных мутаций, которые при этом никак не влияют ни на их здоровье, ни на внешность, ни на умственное развитие. Но в некоторых случаях из-за этого мутационного процесса могут возникать хромосомные болезни, которые приводят к наследственным заболеваниям. При этом хромосомные мутации делятся на две категории:

  • Внутрихромосомные. Это преобразование генетического материала в пределах одной хромосомы.
  • Межхромосомные. Это перестройки, в результате которых две негомологичные хромосомы обмениваются своими участками. Негомологичные хромосомы содержат разные гены и не встречаются в процессе мейоза.

Зачем определять статус мутации гена EGFR?

Тест на мутацию гена EGFR предназначен для отбора больных местно-распространенным или метастатическим немелкоклеточным раком легкого на терапию низкомолекулярными ингибиторами EGFR (ингибиторами тирозинкиназы).

Наличие мутаций гена EGFR позволяет выделить группу пациентов с наибольшей вероятностью выраженного ответа на терапию ингибиторами тирозинкиназы (гефитиниб).

Известны активирующие мутации гена EGFR, связанные с чувствительностью либо устойчивостью к ингибиторам тирозинкиназы. Подавляющее большинство мутаций, связанных с чувствительностью (~90%), – это делеции в 19 экзоне (Del19) или замена L858R в 21 экзоне. Опухоли с мутациями Del19 или L858R наиболее чувствительны к терапии ингибиторами тирозинкиназы EGFR. Прочие мутации, связанные с чувствительностью (G719X, L861Q, S768I и некоторые другие), составляют в сумме ~5% мутантных случаев.

Инсерции 20 экзона связаны с устойчивостью к ингибиторам тирозинкиназы и составляют ~3% опухолей с мутациями. Еще одна мутация, связанная с устойчивостью, – T790M. Частота выявления этой мутации после проведения химиотерапии ингибиторами тирозинкиназы составляет примерно 50%, однако в 1-3% случаев мутация может возникать de novo. Мутация T790M в гене EGFR является наиболее частой причиной возникновения резистентности к проводимой таргетной терапии. Своевременное выявление этой мутации позволяет выяснить причину резистентности и принять решение о смене терапии у пациента. Поэтому для назначения эффективной таргетной терапии всем больным немелкоклеточным раком легкого необходим анализ как на наличие мутаций чувствительности, так и на наличие/отсутствие мутаций устойчивости к ингибиторам тирозинкиназы.

Определение статуса мутации гена EGFR и персонализированный подход к выбору терапии, основанный на результатах молекулярно-генетического тестирования, позволят сделать лечение немелкоклеточного рака легкого более эффективным и приблизиться к международным тенденциям клинической практики.

Факторы риска

Повреждения ДНК могут быть спровоцированы двумя аспектами: либо мутация имеет генетическую основу, то есть передается по наследству, либо она вызвана внешними факторами.

По данным ВОЗ [1] возникновение рака можно объяснить генетическим фактором не более, чем в 5-10% случаев. Остальные 90-95% возникают в результате воздействия внешних или внутренних факторов. Ключевое губительное влияние оказывает на организм нездоровый образ жизни. Курение — основная причина рака лёгких. Согласно исследованию Американской ассоциации лёгких [2], именно эта вредная привычка является причиной смерти от рака лёгких для 80% женщин и 90% мужчин. Стоит отметить, что степень риска прямо пропорциональна количеству лет, в течение которых человек курит. В среднем развитие злокачественной опухоли у курящего человека занимает около 15 лет.

Читайте также:  Проходят ли службу в армии пациенты с ВСД?

Лучшие материалы месяца

  • Коронавирусы: COVID-19
  • Антибиотики для профилактики и лечения COVID-19: на сколько эффективны
  • Самые распространенные «офисные» болезни
  • Убивает ли водка коронавирус
  • Как остаться живым на наших дорогах?

Неправильное питание, а именно — употребление жирной, копчёной или солёной пищи, может привести к ожирению. Как следствие, повышается вероятность развития разных видов рака. Жировой слой приводит к переизбытку в организме человека эстрогена и других стероидных гормонов, которые играют решающую роль в развитии рака молочной и эндокринных желёз. Установлена связь между вирусами гепатитов B и C и раком печени, вирусами герпеса и, например, лимфомы, саркомы или рака носоглотки, бактерией Helicobacter Pylori и раком желудка.

Ультрафиолетовое излучение также относится к внешним факторам, способствующим развитию мутаций. Солнечные лучи — ключевые “поставщики” ультрафиолета. Искусственные лучи солярия не менее опасны. Ионизирующая радиация может подвергать ДНК клеток мутациям, этот процесс способен спровоцировать развитие рака. Так как УФ-лучи имеют недостаточно энергии, чтобы проникать глубоко, их главное воздействие сосредотачивается на коже, поэтому загар и развитие злокачественных новообразований кожи тесно взаимосвязаны.

От многих факторов можно отказаться — просто исключить, другие — свести к минимуму. Среди профилактических мер можно выделить поддержание здорового веса, физическую активность, отказ от курения и алкоголя, ограничение нахождения под прямыми солнечными лучами и контакта с различными химическими загрязнителями. А также прививки (от ВПЧ и гепатита) и другие виды профилактики инфекционных и паразитарных заболеваний. Получение, обработка и использование генетических данных — это будущее медицины. Необходимо дальнейшее изучение ДНК-информации для разработки прогностических шкал, мониторинга и ранней диагностики опухолевых процессов, так как внедрение инновационных методов позволит оптимизировать тактику лечения пациентов и повысить эффективность проводимой терапии.

Источники

  1. ↑ Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ). – Рак.
  2. ↑ American Lung Association. – Lung Cancer Fact Sheet.

ru/wp-content/uploads/2020/09/» width=»100″ height=»100″ alt=»Козлова Ольга Сергеевна» class=»avatar avatar-100 wp-user-avatar wp-user-avatar-100 alignnone photo» /> Козлова Ольга Сергеевна

Специальность: кардиолог, терапевт, врач ультразвуковой диагностики.

Общий стаж: 12 лет.

Место работы: Европейская клиника.

Образование:

2008 – Астраханская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию по специальности «Лечебное дело»

2010 – ординатура по специальности «Терапия», Астраханская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию

2010 – профессиональная переподготовка по специальности «Кардиология», Астраханская государственная медицинская академия

Ученая степень: Кандидат медицинских наук

Результаты научных исследований Ольги Сергеевны представлены на Международных конгрессах, съездах, конференциях России, Великобритании, Франции, Испании и Украины. В 2012 году Ольга Сергеевна защитила кандидатскую диссертацию на тему «Особенности ремоделирования сердца и изменение качества жизни пациентов с эссенциальной артериальной гипертензией на фоне ожирения». Является автором более 110 печатных научных работ, 30 из них – статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 3 статьи в международных журналах Великобритании, Франции, Испании, 2 монографии и 2 учебно-методических пособия.

Другие статьи автора

Будем признательны, если воспользуетесь кнопочками:

Генетические мутации

Мутации генов представляют собой изменение последовательности нуклеотидов в ДНК. Это изменение может влиять на одну нуклеотидную пару или более крупные сегменты хромосомы. Изменение последовательностей сегментов гена чаще всего приводит к нефункционирующим белкам. Некоторые мутации могут привести к заболеваниям, в то время как другие могут не оказывать негативного влияния на особь или даже способны принести ей пользу. Тем не менее, другие мутации приводят к уникальным особенностям, таким как ямочки, веснушки и разноцветные глаза.

Генетические мутации чаще всего являются результатом факторов окружающей среды (химические вещества, радиация, ультрафиолетовое излучение) или ошибок, возникающих при делении клеток (митоз и мейоз).

Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту

Понравилась статья? Оставь комментарий и поделись с друзьями Комментировать