Репарація ДНК, її біологічне значення

В ядрах клеток нормальных самок и у женщин находят по одному тельцу Барра. В овогониях тельца Барра не обнаружены.

Кроме человека, тельца Барра  найдены у обезьяны, кошки, собаки, норки, куницы, хорька, лисицы, медведя, волка, козы, оленя, енота, скунса, койота, свиньи, коровы и опоссума. У кроликов и грызунов, в том числе и у мыши, наиболее подробно изученной во всех отношениях, тельца Барра обнаружить не удается.

Микроскопическое исследование клеток животного любого из названных видов или человека на тельца Барра дает возможность определить его пол, так сказать, заглазно, не видя самого объекта исследования. Отсюда попятно, сколь важное значение приобрела эта ядерпая «метка» в анализе половых типов человека. Анализ на тельца Барра может быть сделай легко, быстро и с достаточно падежным результатом, причем не только на взрослых людях и животных, но в случае надобности и на ранних стадиях внутриутробного развития плода человека. У взрослых людей для анализа берут кусочек кожи или соскоб со слизистой оболочки полости рта (легче всего со щеки); в

практической работе пользуются именно этим последним методом, как  наиболее простым.

Таким образом, современные  исследователи располагают двумя взаимно дополняющими друг друга методами выяснения отдельных сторон проблемы пола у человека: один из них — это прямой подсчет числа хромосом и его отклонений от нормы, другой — исследования телец Барра. Оба они сыграли важную роль в уточнении механизма определения пола и причин возникновения аберрантных половых типов у человека.

АБЕРРАНТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ПОЛОВЫХ  ХРОМОСОМ И ХРОМОСОМНЫЕ БОЛЕЗНИ

Для более ясного понимания  природы и механизма возникновения  хромосомных болезней у человека полезно еще раз вернуться  к табл. 2. В ней представлены ненормальные половые типы дрозофилы, возникающие в результате первичного нерасхождения Х-хромосом у нормальной самки ХХ+АА. Один из этих типов, ОУ+АА, нежизнеспособен, три других развиваются, но характеризуются рядом особенностей, по которым они резко отличаются от нормальных самок и самцов.

В течение последнего десятилетия  у человека выявлены те же самые  исключительные половые типы, кроме  комплекса ОУ+АА, который и здесь оказался нежизнеспособным. Хромосомные комплексы аберрантных типов могут в точности соответствовать приведенным в табл. 2, но могут быть еще более усложнены вторичным нерасхожде- нием хромосом в овогенезе и сперматогенезе с последующим оплодотворением исключительных яиц такими же исключительными сперматозоидами. В результате возникает большое разнообразие половых типов у человека, примеры которых приведены в табл. 5 (ср. табл. 4).

В табл. 5, кроме хромосомных  комплексов нормальных женщины и  мужчины, приведены хромосомные  комплексы

Таблица 5. Нормальные и исключительные типы человека и их хромосомные комплексы

* Плюс излишняя, 21-я, хромосома  (трисомия по 21-й хромосоме).

некоторых аберрантных типов  с нарушенным соотношением половых хромосом и аутосом. Эти немногие типы взяты в качестве примеров потому, что с интересующей нас! точки зрения они изучены лучше других. В действителъ-1 пости их описано очень много, но нам нет необходимости 5 рассматривать все; заинтересованные читатели могут найти их описание в специальных источниках по этому вопросу.

Из табл. 5 прежде всего видно, что состав половых хромосом нормальных мужчины и женщины в точности соответствует таковому нормальных самцов и самок дрозофилы: и здесь и там сочетание X- и У-хромосом определяет мужской пол, сочетание двух Х-хромосом — пол женский.

Однако, коль скоро нормальные комплексы половых хромосом нарушены в ту или другую сторону, возникают  исключительные половые типы с глубокими  изменениями внешнего облика, половых  органов, вторичнополовых признаков и других морфологических и гормональных осо-. бенностей.

В процессе детального обследования исключительных половых типов у  человека было найдено, что каждый та-* кой тип характеризуется определенным комплексом морфологических и анатомических признаков, по которым опытный врач может отличить их друг от друга иногда еще в родильном доме. Совокупность особенностей, характерных для того или иного аберрантного типа, для краткости обозначают одним словом — синдром (по-русски означает сопутствующие, идущие вместе) с прибавлением фамилии того автора, который первым систематизировал и описал данный синдром. Ниже дается описание тех клинических признаков, которые являются характерными для синдромов, включенных в табл. 5.

Синдром Тернера. Женщины. Низкий рост, короткая шея, медленное половое развитие и бесплодие; наружные половые органы сформированы по женскому типу, яични«

ки представлены фиброзными тяжами, матка недоразвита, месячные отсутствуют; широкая щитоподобная грудная клетка с широко расставленными втянутыми сосками и недоразвитыми молочными железами; низкое расположение ушных раковин, старческое лицо; широкая кожная складка (pterigium colli), идущая от затылка к надплечью. Иногда наблюдается сужение аорты (у места впадения левой подключичной артерии), что приводит к резкому повышению давления в сосудах верхней части тела. Телец Барра нет. Частота рождения — в одном случае на 5000 ново- рожденных девочек.

Синдром Клайнфелътера. Мужчины. Астеническое сложение, высокий рост за счет удлинения нижних конечностей; наружные половые органы сформированы по мужскому типу, семенники недоразвиты, склерозирующая деге- перация семенных канальцев, бесплодие; в большинстве случаов наблюдается развитие молочных желез, слабо выраженное оволосение, вялость, инертность, умственная отсталость. Тельца Барра есть. Частота рождений — в одном случае на 400—600 новорожденных мальчиков.

Синдром трисомии-Х, тетрасомии-Х и пентасомии-Х. Жопщипы соответственно с одпой (ХХХ+АА), двумя (ХХХХН ДА) и дажо тремя (ХХХХХ + АА) избыточными Х-хромосомпми и таким жо числом телец Барра (табл. 5). Эта неоднородная группа больных изучена недостаточно. Известно лишь, что у некоторых женщип-три- сомиков наблюдается недоразвитие яичников и матки, приводящее к бесплодию; многие жо из них плодовиты и интеллектуально нормальны. Увеличение числа Х-хромо- сом до четырех и пяти выражается и более резких анатомических и физиологических нарушениях, в понижении плодовитости и задержке умственного развития. Сведения о частоте рождения больных этой группы еще недостаточны для выведения некоторого среднего значения; теоретически она должна быть равной частоте рождения больных с синдромом Клайнфельтера.

5 Н. Н. Медведев 129

После краткого знакомства с характерными особенностями пациентов с синдромами Тернера, Клайнфельтера и трисомии-Х вернемся снова к табл. 5.

Как видно из этой таблицы, несмотря на то что внешний вид и наружные половые органы пациентов с синдромом Тернера сформированы по женскому типу, в их клетках тельца Барра отсутствуют. В то же время в соматических клетках этих пациентов удается обнаружить только 45 хромосом вместо 46. Поскольку отсутствующая хромосома по форме и величине относится к группе средних, очевидно, что это Х-хромосома. Следовательно, наличие комплекса признаков, характерных для синдрома Тернера, обусловлено отсутствием одной Х-хромосомы. Иначе говоря, пациенты этого типа представляют собой особей ХО. У дрозофилы мухи с одной Х-хромосомой представляют собой бесплодных самцов.

Внешний вид пациентов  с синдромом Клайнфельтера сформирован  по мужскому типу, но в их клетках  установлено наличие телец Барра. Другими словами, и в данном случае наблюдается несоответствие между внешним типом пациентов и результатами исследования на тельца Барра. В то же время общее число хромосом у них оказалось на одну больше нормального, причем, судя по всем признакам, избыточная хромосома является Х-хромосомой. Таким образом, пациенты этого типа представляют собой ХХУ (табл. 5, строка 4). Дрозофилы с таким сочетанием половых хромосом являются самками, они плодовиты и нормальны во всем, за исключением сопровождающего их вторичного нерасхождения половых хромосом.

Хромосомный состав пациентов с синдромом Клайнфельтера может быть и иным, например с одной или двумя избыточными Х-хромосомами. Однако характерным для этого типа в целом является наличие У-хромосомы, которая извращает развитие женского пола в мужскую сторону (табл. 5, строки 5—7).

В заключение краткого знакомства с аберрантными

130

половыми типами человека необходимо отметить количественную закономерность, которая существует между числом телец Барра и числом Х-хромосом в клетках.

Выше уже было сказано, что клетки нормальных женщин содержат по одному тельцу Барра. В клетках пациентов ХО (синдром Тернера) с одной Х-хромосомой тельца Барра отсутствуют. Из табл. 5 далее видно, что в случае три-, тетра- и пентасомии-Х, т. е. при наличии в клетках трех, четырех или даже пяти Х-хромосом, чисто телец Барра увеличивается соответственно до двух, трех и четырех. Другими словами, число телец Барра в клетках этих половых типов на единицу меньше числа Х-хромосом. Биологическое значение этой закономерности будет рассмотрено ниже.

АБЕРРАНТНЫЕ АУТОСОМНЫЕ КОМПЛЕКСЫ

Аберрантные половые  типы человека, обязанные своим возникновением утрате или прибавлению X- или У-, или обеих половых хромосом в результате нерасхождения, не являются уникальными. Как и у дрозофилы, нерасхожде- цио аутосом у человека может также иметь место, что приводит к возникновению аберрантных типов с нарушенным числом (комплексом) аутосом.

К настоящему времени из в остей ряд несбалансированных аутосомных комплексов и возникающих па этой почве синдромов, и первым среди них был описан синдром Дауна (1959 г.; табл. 5). Па весьма характерных особенностях пациентов с синдромом Дауна следует кратко остановиться, несмотря на то, что вопрос об аберрантных аутосомных комплексах выходит за рамки данной книги.

Синдром Дауна  иногда неправильно называют монго- лизмом за тот характерный разрез глаз, который придает лицу монголоидные черты. Поскольку возникновение этой хромосомной аномалии не связано с половыми хромосома-

5* 131

ми, пациенты с синдромом  Дауна с одинаковой частотой встречаются  среди мальчиков и девочек, в  среднем в одном случае на 500—600 новорожденных обоих полов.

Синдром Дауна, Мальчики и девочки. Низкий рост, малые размеры головы, плоское лицо с выступающими скуловыми дугами; характерная кожная складка век, маленький пуговчатый нос; полуоткрытый рот, мясистый язык; короткие и короткопалые руки и ноги, полусогнутый мизинец; особое расположение линий на ладонях; аномалия внутренних органов, особенно сердца; резко выраженная отсталость умственного развития. Тельца Барра у девочек есть, у мальчиков их нет.

Исследования клеток пациентов  этого типа показали, что вместо 46 они содержат 47 хромосом. Избыточная хромосома относится к группе самых маленьких; условно ее считают 21-й хромосомой. Наблюдения показали также, что на возникновение данной аномалии существенное влияние оказывает возраст матерей: после 40 лет вероятность рождения ребенка с синдромом Дауна увеличивается в 10—40 раз по сравнению с таковой в молодом возрасте. Отсюда можно сделать косвенное предположение, что не- расхождение хромосом, в данном случае 21-й пары, имеет место в овогенезе, т. е. в процессе созревания яиц, а не сперматозоидов.