Упрощенная HTML-версия
Генные мутации могут привести к отсутствию какого-либо фермента
(альбинизм, алкаптонурия, фенилкетонурия, синдром Леш-Нихена), транспортного
(цистинурия, семейный гипофосфатемический рахит) или рецепторного (семейная
гиперхолестеринемия, тестикулярная феминизация) белка.
Мутации, вызывающие наследственные болезни, могут затра-гивать любые
белки: структурные, транспортные, ферменты. Если принять, что у человека
примерно 100000 генов, то это значит, что может быть такое же количество
наследственных болезней генной природы, потому что каждый ген может
мутироваться и обусловливать другое строение белка. Более того, каждый ген может
мутироваться до нескольких десятков и сотен раз (ведь он состоит не менее, чем из
500 нуклеотидов). Каждое звено в цепи биохимических реакций осуществляется
каким-либо ферментом и, следовательно, контролируется определенным геном в
соответствии с правилом «один ген - один фермент».
Исходя из этого правила,
Beadk et Tatum
(1941-1945) попытались обосновать
концепцию патогенеза наследственных болезней. Авторы показали, что мутация
одного гена приводит к изменению лишь одной первичной биохимической реакции.
Так сформировалось представление о том, что каждый ген контролирует
биосинтиез, специфичность и функцию только одного определенного фермента.
Детали этой концепции позднее были уточнены. В частности, установлено, что
продуктами генов могут быть не только ферменты, но и другие белки (гемоглобин,
транспортные белки крови, антитела, гормоны белковой природы и т.д.).
Установлено, что химическим эквивалентом генетического локуса (или
функциональной единицей ДНК) является цистрон, который содержит
генетическую информацию об одном из полипептидов, входящих в состав Д К.
Поэтому более правильно говорить о том, что «один цистрон - один полипептид», а
развитие наследственных признаков происходит по следующей схеме: ген t
фермент t метаболиты t клетки t ткани t органы t организм.
В 1961 году
Jacob et Monod
была предложена модель регуляции биосинтеза
белка, использовав основные положения которой, можно объяснить, в какой-то
степени возможно появление либо качественно, либо количественно измененного
белка, что наблюдается клиницистами в различных вариантах наследственных
болезней. Согласно их теории, в клетке имеется несколько видов генов (по их
функциональной значимости):
1. Структурные гены (с них иРНК считывает информацию), определяющие
последовательность аминокислот в полипептидной цепи.
2. Контролирующие гены:
j ген регулятор, отвечающий за синтез белка-репрессора, который
контролирует активность оперона,
j ген-оператор, который в зависимости от ситуации «разрешает» иРНК или
«не разрешает» считывать информацию со структурного гена.
Белок-репрессор может связываться с определенным участком Д К и тем
самым препятствовать связыванию Р К-синтезирующих ферментов. Репрессор
выключает определенный ген или группу смежных генов, поэтому транскрипция
закодированной в них информации становится невозможной, а клетка при этом не
может синтезировать и соответствующие белки.
Исходя из этой теории, полагают, что мутация структурного гена приводит к
формированию качественно нового белка, а мутация контролирующего гена - к
количественным изменениям. апример, в основе серповидно-клеточной анемии
75