Тұқым қуалаушылық

Денсаулықтың генетикалық  негіздері

Тұқым қуалаушылық және қоршаған орта факторлары

Қоршаған орта химиялық, физикалық және биологиялық (вирустар) факторлар әсерінен ластанады. Олар тірі жасушаларға әсер етіп, оның генетикалық бағдарламасын өзгертеді. Мұндай заттарды мутагендер деп атайды. Әр түрлі факторлардың әсерінен пайда болатын тұқым қуалайтын өзгерістерді мутация дейді. Үлкен қалалар және түрлі өнеркәсіп орындары суды пайдалана отырып, улы-зиянды қалдықтарын өзендер мен көлдерге құяды. Олар сол ортада өмір сүретін өсімдіктер мен жануарлардың тіршілік жағдайына кері әсерін тигізеді. Фабрикалар мен зауыттар, жылу орталықтары, автокөлік пен ұшақтар, ғарыш кеңістігіне ұшатын ракеталар ауаны түтінмен ластап, зиянды улы газдар бөліп шығарады. Әсіресе ракеталар жанармай ретінде пайдаланатын гептил қосылысының қоршаған ортаға, жануарлар мен адамдарға мутагендік әсері бар екені дәлелденіп отыр. Ауыл шаруашылығында мол өнім алу мақсатында зиянды өсімдіктер мен жәндіктерге (шегіртке) қарсы түрлі химиялық улы заттар (пестицидтер) қолданылады, олар топырақты уландырып, жер асты суларына өтіп, оларды ластайды.

 
Aтом жылуын пайдалану, атом бомбаларын сынаудың салдарынан ауада, суда және топырақтарадионуклидтердің мөлшері артып отыр. Мутагендік қасиеті бар заттар дене жасушасына әсер етіп жазылмайтын ауруларды тудырады. Мысалы, радионуклидтер сүйектердің қызыл кемігіне жиналып, қанның ақ түйіршіктерінің көбеюіне, қатерлі ісік ауруына әкеп соғады. 1986 жылы Чернобыль АЭС жарылуы және Семей жеріндегі 1949—1963 жылдары жер бетінде жүргізілген атомдық сынақтардың нәтижесінде пайда болған радионуклидтер тірі организмдердің жыныс жасушаларына әсер етіп, басқа да тұқым қуалайтын аурулардың түрлерін туғызды. Қазір адамдарда үш мыңға жуық мутантты белгілер кездеседі. Мутант дегеніміз — мутацияның әсерінен пайда болған даралар. Олардың 87%-ы тұқым қуалайтын болса, 13%-ы биохимиялық, иммунологиялық, физиологиялық, т.б. өзгерістерге жатады. Көпшілік мутациялар адамның жүйке жүйесіне, миға әсер ететіндіктен, баланың ақыл-ойы кем болып туады. Осыған байланысты көп балалар мектеп бағдарламасын игере алмайды.

Тұқым қуалайтын аурулар

Адамда тұқым  қуалайтын аурулар екі үлкен  топқа бөлінеді. Олар гендік аурулар және хромосомалық аурулар деп аталады.

Хромосомалық аурулар

Хромосомалар  санының өзгеруінен және олардың  құрылымының бұзылуынан пайда болады. Бұл аурулар мутацияның түріне байланысты синдромдарға бөлінеді. Хромосомалық аурулардың негізгі себептері жыныстық жасушаларыныңмейоздық бөліну кезіндегі хромосомалардың гаметаларға теңдей ажырамауы, соның нәтижесінде жыныстық хромосомалар санында ауытқулардың болуы. Мысалы, Клайнфельтер синдромымен ауыратын адамдардың кариотипі: (44 + ХХY = 47); әрдайым ер адамдар ауырады. Олар жыныс бездерінің жете дамымауымен, ақылының кемістігімен, аяғының ұзын болуымен және бойының ұзын, басының кішкентай болуымен сипатталады. Бұл синдромның жаңа туған сәбилер арасындағы кездесу жиілігі 0,15% шамасында.

Шерешевский-Тернер синдромы бар адамдардың кариотипі: (44 + Х)= = 45 бұл аурумен ауырған  әйелдердің бойы аласа болып, жыныстық жетілуі баяулап, бедеу болады. Бірақ  бұл синдроммен ауырған адамдардың ақыл-ойы дұрыс дамиды.Трисомия-Х синдромы кариотипі (44 + XXX = 47) әйелдерде кездеседі. Оларда жыныс бездері жете дамымайды, дене және ақыл-ой дамуында кемістіктер болады. Даун синдромында кариотипінде 21 жұп хромосомалар үшеу, жалпы саны 47 (47ХҮ немесе 47ХХ) болады.

 

 

Гендік аурулар.

Гендердің өзгеру нәтижесінде пайда болған тұқым  қуалайтын ауруларды гендік аурулар  дейді. Гендік ауруларды тұқым қуалау ерекшеліктеріне қарай төрт топқа  бөледі.

1. Аутосомды-доминанттық тұқым қуалау кезінде белгілер аутосомда орналасады, жынысқа тәуелсіз, ұрпақ сайын көрінеді. Мұндай ауруларға: брахидактилия — қысқасаусақтылық, полпдактилия — алтысаусақтылық, ахондроплазия — ергежейлілік, беттің секпілі, кезді шел басу, сүйектің омырлығы т.б. жатады.
2. Аутосомды-рецессивті тұқым қуалау типінде зерттелетін белгі аутосомда орналасады. Ата-анасында білінбей, ұрпағында көрінеді. Мұндай ауруларға альбинизм (пигментсіз), алькантонурия гомогентизин қышқылын артық бөледі, идиопатия мишықтың өзгеруі, фенилкетонурия — кемақыл жатады.
3. Жыныспен тіркескен рецессивті белгілердің тұқым қуалау типінде, аурулар келесі ұрпақта X хромосомада көрінеді. Оларға: гемофилия — қанның ұйымауы, гемералопатия — түнде көрмеу, дальтонизм — түсті ажырата алмау, рахит — сүйектің қисаюы, галактоземия — галактозаны игере алмау, бауыр циррозы, кемақыл, т.б. жатады.
4. Голландиялық тұқым қуалау типінде белгілер әкесінен тек ұлына ғана беріліп отырады. Мысалға, құлақ қалқаншасының жүнді болуы — гипертрихоз, гипертрихоздың гені Ү хромосомамен тіркесіп тұқым қуалайды. Ер бала Ү хромосоманы тек әкесінен алады, сондықтан ол ген балаға толық беріледі.

Тұқым қуалайтын аурулардың алдын алу және емдеу.

Тұқым қуалайтын  ауруларды емдеу өте қиын. Бірақ қазір биохимиялық әдістердің көмегі арқасында зат алмасу процесінің бұзылуынан болатын жүзден астам ауруларды алдын ала анықтап, емдеу тәсілдері белгілі болды. Мысалы, фенилкетонуриямен ауыратын балаларды алдын ала анықтап, оның тағамдарына фенилаланинге кедей тамақтарды беру арқылы емдейді. Шет елдерде жаңа туған баланы міндетті түрде фенилкетонуриялық анализден өткізеді. Галактоземия — тұқым қуалайтын ауру, ол галактоза ферментінің жұмыс істемеуінен, бауыр және басқа ағзаларға әсер етіп, ауруға әкеліп соқтырады. Бұл аурудан жаңа туған балаларға сүті жоқ тамақтар беру арқылы емдеуге болады. Вильсон ауруы адамның органдарында (бауыр, бүйрек, мида) химиялық элемент мыстың артық жиналуынан туындайды. Бұл ауруды емдеу үшін организмге мыспен байланыс түзетін қосылыстар енгізіп, сыртқа шығарады. Жоғарыда келтірілген хромосомалық синдромдарды емдеуде микроэлементтер қолданылады. Бұл емнің нәтижесінде жазылып кетпесе де, аурулардың, әсіресе ауру балалардың дамып жетілуіне көмектеседі. Алтысаусақтылық, жарғақсаусақтылық, еріннің жырық болуы, жүректің жақтаулы қақпақшаларының жетілмеуі, т.б. кемтар ауруларды хирургиялық жолмен қалпына келтіруге болады. Тұқым қуалайтын ауруларды болдырмау үшін қоршаған ортаны ластанудан сақтау, аналардың денсаулығын сақтауға көмектесу, улы дәрілерді колдануға рұқсат етпеу, тағы басқа шараларды орындау керек. Қан топтары және резус фактор. Адамда қан топтарын бір ғана ген бақылайды. Осы геннің үш түрлі аллелі бар. Олар: ІА Р і°. Генотипі і° і° болып келетін адамдар бірінші топқа, генотиптері ІА іА немесе JA jo — екінші, ІВІВ немесе РІ° — үшінші, ІАІВ — төртінші топқа жатады. Қан топтарының тұқым қуалайтынын білудің үлкен практикалық маңызы бар. Мысалы, қан құю кезінде бірінші топқа жататын қанды барлық адамдарға құюға болады, екінші топты тек екінші және төртінші топқа, үшінші топқа жататын қанды тек үшінші және төртінші топқа, ал төртінші топқа жататын қанды тек төртінші топтағы қаны бар адамға құюға болады.

Мақсаты — генетикалық  кеңес беру және тұқым қуалайтын  ауруларды алдын ала болжау.

Консультацияның бірінші кезеңі аурудың диагнозын анықтаудан басталады. Ол үшін шежіре, цитогенетикалық, биохимиялық, т.б. әдістерді қолданады. Екінші кезеңінде — ұрпақты анықтау. Аурудың табиғаты анықталған соң, дәрігер-генетик генетикалық талдаудың нәтижесінде теорияға сүйеніп, генетикалық есептерді тұжырымдап, оның шешу жолдарын қарастырады. Мысалы, ата-ананың біреуі, не екеуі де ауру болған кезде немесе екеуі де сау, бірақ олардың ата тегінде ауру ген болған жағдайда, ауру бала тууының мүмкіндігін айтуға болады. Кейбір жағдайда отбасында бірінші бала ауру болып туғанда, екінші баланың сау болуының ықтималдығын анықтайды. Консультацияның үшінші кезеңінде ауруды жазбаша түрде қорытындылайды. Отбасының мүшелеріне аурудың генетикалық табиғаты туралы толық түсінік беріп, шешім қабылдауға көмек етеді. Сонымен адамның денсаулығынжақсарту үшін санитарлық ағарту жұмыстарды, әсіресе адамдардың тұқым қуалаушылығы жөніндегі білімді тереңдете түсіп, сауаттылықты көтеру қажет.Перзенттері жоқ ата-аналар, үйлену алдында тұрған жастар, өздерінің болашақ ұрпақтарының саулығы туралы дәрігер-генетик мамандардан кеңес алса, артық болмас еді.^[1]

 

Тұқым қуалаушылық

Тұқым қуалаушылық - ұрпақтар арасындағы материалдық және функционалдық сабақтастықты қамтамасыз ететін тірі организмдерге тән қасиет. Тұқым қуалаушылыққа байланысты тірі организмдердің морфология, физиология және биохимия құрылымы мен жеке даму ерекшеліктері ұрпақтан ұрпаққа беріледі. Организмдердегі ұқымқуалаушылық факторларының болатынын алғаш болжам жасап, тұқым қуалау заңдылықтарын ашқан Г.Мендель болды. Ол ата-аналық дарабастарды бір-бірінен бір не бірнеше белгілері бойынша ажыратылады, ал ол факторлар ата-аналарынан ұрпақтарына жыныс жасушалары арқылы беріледі деген қорытынды жасады (Мендель заңдары). 1909 жылы дат биологы В.Иогансен (1857 – 1927) бұл тұқым қуалау факторларын ген деп атады. 1911 жылы америкалық биолог Т.Морган (1866 – 1945) және оның әріптестері ұсынған “Тұқымқуалаушылықтың хромосомалық теориясы” бойынша да тұқымқуалаушылықтың бірлігі – ген деп көрсетілген. Гендер жасуша ядросындағы хромосомаларда тізбектеле, бір сызықтың бойында орналасқан және әрбір геннің хромосомада нақты тұрақты орны (локусы) болады. Кез келген хромосома өзінің гендер тобымен ерекшеленеді. Генетика ғылымының даму барысында тұқым қуалау факторлары тек ядрода ғана емес, жасуша цитоплазмасының кейбір органоидтарында (митохондрияда, хлоропластарда) да кездесетіні анықталды. Осыған байланысты цитоплазмалық тұқымқуалаушылық жайлы ілім қалыптасты. Тұқымқуалаушылық материалының сақталуы, екі еселенуі және ұрпақтан ұрпаққа берілуі нуклеин қышқылдарына (ДНҚ және РНҚ) байланысты болады.^[1] Тұқымқуалаушылық жасушада жүретін репликация (генетик. ақпаратты дәл көшіруді және оның ұрпақтан ұрпаққа берілуін қамтамасыз ететін нуклеин қышқылдары макромолекулаларының өздігінен жаңғыруы), транскрипция (ДНҚ-да жазылған генетик. ақпаратты жұмсаудың алғашқы кезеңі) және трансляция (ақпараттық РНҚ молекулаларындағы нуклеидтердің бірізділігі түрінде “жазып алынған” генетик. ақпаратты “есептеу”) процестерімен тығыз байланысты. Бұл кезде комплементарлық принципке сай ДНҚ және РНҚ молекулаларының айна қатесіз көшірмелері алынып, түзілетін белоктың құрамындағы амин қышқылдарының орналасу реті дәл анықталады. Мұның нәтижесінде тұқым қуалайтын нақты белгі белгілі болады. Жер бетінде тіршіліктің пайда болуы мен дамуында тұқымқуалаушылық шешуші рөл атқарады. Өйткені эволюция барысында қалыптасқан тіршілікке қажетті жаңа белгілермен басқа да өзгерістер осы тұқымқуалаушылыққа байланысты ұрпақтан ұрпаққа беріліп, бекітіліп отырады. Тұқымқуалаушылықтың негізінде органдардың алуан түрлі топтары қалыптасты, дербес және біртұтас жүйелер (популяциялар, түрлер) құрылып, олардың тіршілік етуіне және қоршаған орта жағдайларына сай бейімділіктің сақталуына мүмкіндік туды. Сондықтан да тұқымқуалаушылық эвол. әрекеттің негізгі қозғаушы күшінің бірі болып табылады. Табиғатта тұқымқуалаушылық өзгергіштікпен қатар жүреді. Ауыл шаруашылығы мен медицина үшін тұқымқуалаушылықтың заңдылықтарын зерттеп білудің маңызы зор. Тұқымқуалаушылықпен өзгергіштіктің заңдылықтарын генетика ғылымы зерттейді.^[2]

Тұқым қуалаушылық  аурулар

Тұқым қуалаушылық аурулар - ұрпақтан ұрпаққа  берілетін және геннің мутациясымен байланысты патологиялық жағдайлар.^[3]

Тұқым қуалайтын аурулар - ата-аналарынан ұрпақтарына берілетін аурулар. Тұқым қуалайтын аурулар гендік, хромосомалық және геногеномдықмутациялардың әсерінен генетикалық материалдың өзгеруіне байланысты қалыптасады.

Генетикалық жіктеу бойынша тұқым қуалайтын  аурулар:

• моногендік;
• хромосомалық;
• мультифакторлық (полигендік) болып бөлінеді.

Моногенді аурулар генетикалық ақпарат жазылған құрылымдық гендердің мутацияға ұшырауынан туындайды. Бұл аурулардың ұрпақтарға берілуіГ.Мендельдің тұқым қуалау заңдылықтарына сәйкес жүретіндіктен мендельденуші тұқым қуалайтын ауру деп аталады. Моногенді түрі аутосом.-доминантты (арахнодактилия, брахидактилия, полидактилия, т.б. дерттер), аутосом.-рецессивті (екі, кейде үш немере ағайынды некелескен адамдар арасында жиі кездеседі; агаммаглобулинемия, алкаптонурия, т.б. дерттер) және жыныстық Х- және У-хромосомалармен тіркескен (генге байланысты еркек ауырады, ал ауруды әйел адам тасымалдайды; гемофилия, т.б. дерттер) тұқым қуалайтын аурулар болып бөлінеді.

Хромосомалық  аурулар геномдық (хромосомалар санының өзгеруі) және хромосомалық (хромосомалар құрылысының өзгеруі) мутацияларға байланысты қалыптасады. Жиі кездесетін хромосома ауруларының қатарына трисомиялар жатады. Бұл кезде хромосома жұптарының бірінде қосымша 3-хросома пайда болады. Мысалы, Даун ауруында аутосом. 21-жұп бойынша трисомия болса, Патау синдромында 13-жұпта, Эдварс синдромында 18-жұбында болады. Гаметогенезде мейоздық бөлінудің бұзылуына байланысты әйелдерде жыныстық Х – хромосомалардың біреуі болмаса, Шерешевский-Тернер синдромы, керісінше бір хромосом артық болса – трипло-Х (ер адамдарда Клайнфельтер) синдромының қалыптасуына әкеледі. Жасы 35-тен асқан әйелдердің бала көтеруінде нәрестелердің хромосомалық аурумен туу қауіптілігі жоғары болады.

Мультифакторлық аурулар бірнеше геннің мутацияға ұшырауы мен өзара әрекеттесу нәтижесінде, ауруға бейімделуі артқан кезде және қоршаған орта факторларының әсеріне байланысты туындайды.

Мұндай  ауруларға

• подагра;
• қант диабеті;
• гипертония;
• асқазан және ішектің ойық жарасы;
• атеросклероз;
• жүректің ишемия ауруы, т.б. жатады.

Тұқым қуалайтын аурулардың бұл түрінің  пайда болу себебі әлі толықтай анықталған жоқ. Тұқым қуалайтын ауруларды  клиникалық жіктеу патологиялық өзгерістерге ұшыраған органдар мен жүйелер бойынша  жүргізіледі. Мысалы, жүйке және эндокриндік  жүйенің, қан айналым жүйесінің, бауырдың, бүйректің, терінің, т.б. органдардың  тұқым қуалайтын аурулары деп  жіктеледі. Республикада тұқым қуалайтын ауруларды анықтау, емдеу жұмыстарыменневрология, терапия, хирургия клиникалар мен ауруханалар айналысады.

Аллельді  емес гендердің өзара әрекеттесуі  кезіндегі белгілердің тұқым  қуалауы

Аллельді  емес гендердің өзара әрекеттесуінің 4 типі бар. Комплементарлық, эпистаздық, полимериялық және гендердің көп жақты әсері.

Комплементарлық әсер

Комплементарлы  жағдайда доминантты гендер бір генотипте болса (AaBb; ААВВ), олар бірін-бірі толықтыра отырып, жаңа белгінің дамуын қамтамасыз етеді. Ал гендер әр генотипте (ААbb және ааВВ) жеке болатын болса, жаңа белгінің түзілуі жүрмейді. Сонымен гендердің комплементарлық әсері деп өздері генотипте бірге болған кезде жаңа белгінің дамуын қамтамасыз ететін доминантты гендердің әсерін айтады. Бұл құбылыс өсімдіктер мен жануарларда жиі кездеседі. Гендердің комплементарлы әсері кезінде Ғ₂ ұрпақ белгілерінің ажырауы мынадай сан қатынасында 9 : 7; 9 : 3 : : 4; 9 : 3 : 3 : 1 немесе 9:6:1 болады.

Белгілердің 9:7 қатынасында  ажырауы

Бұл құбылысты  алғаш рет У.Бэтсон мен Пеннет 1906 жылы хош иісті бұршақ өсімдігінің гүлінің түсі бойынша тұқым қуалауын зерттегенде ашты. Гүлінің түсі ақ екі гетерозиготалы бұршақ өсімдігін бір-бірімен будандастырғанда, бірінші ұрпақтағы будан өсімдіктердің барлығының гүлінің түсі қызылға айналған. Ал қызыл гүлді будан өсімдіктерін өздігінен тозаңдандырғанда, екінші ұрпақта (Ғ₂) 9/16 өсімдік гүлінің түсі қызыл және 7/16 өсімдік гүлінің түсі ақ болған. Сонда белгілердің ажырауы 9 : 7 қатынасында жүрген.

Белгілердің ажырау ерекшелігі — қызыл белгі  екі комплементарлы доминантты гендердің (А-В) әсерінен түзіледі.

Эпистаздық  әсер

Аллельді  емес гендердің өзара әрекеттесуі нәтижесінде бір геннің әсерінен екінші ген тұншығады. Мысалы, А>В және В>А; а>В немесе b>А, т.б. Осындай құбылыс эпистаз деп аталады. Тұншықтырушы гендерді супрессор немесе басытқы (ингибитор) деп атайды. Оны S немесе I әрпімен белгілейді.

Эпистаз екі типке белінеді: доминантты және рецессивті. Мысалы, жуаның бояусыз жуашықты екі түрін будандастыру нәтижесінде алынған буданның жуашығы да бояусыз болады. Бірінші ұрпақтың буданын бір-бірімен тозандандырғанда, екінші ұрпақта боялмаған жуашығы бар өсімдік, боялған жуашығы бар өсімдік алынады. Доминантты эпистаз кезінде белгілердің фенотип бойынша ажырауы 12:3:1 қатынасына тең. Мысалы, жылқының терісінің түсі екі түрлі болып келеді: сұр түсті доминантты С гені бақылайды, ал қара түсі доминантты ген В анықтайды. Будандастырғанда ата-аналықжылқылардың генотипі ССbb (сұр) х ссВВ (қара), ал бірінші ұрпақ буданының генотипі F, СсВb болады. Доминантты С — гені қара түсті анықтайтын Вгенінің көрінуін басып тастайтындықтан, бірінші ұрпақ фенотип жағынан сұр болады. Сұр түсті бірінші ұрпақ буданын бір-бірімен будандастыру (СсВb х СсВb) жүргізгенде, екінші ұрпақта белгілердің фенотип бойынша ажырауы 12 сұр : 3 қара : 1 жирен түсті құлындар алынады. Кейбір белгілердің тұқым қуалауы рецессивті гендердің рецессивті эпистаздың әсерінен жүруі мүмкін. Ондай жағдайда екінші ұрпақта белгілердің ажырауы 9 : 7 немесе 9:3:4 сан қатынасына дәл келеді.