Как известно, закодированная в ДНК генетическая информация переносится на белки, синтезируемые, в том числе на белки-ферменты, и, таким образом, влияет на обмен веществ, вызывая формирование специфических для организма ферментных систем. Генетически обусловленные изменения биосинтеза как ферментных, так и неферментного белков приводят к нарушению их структуры и к различным отклонениям в обмене веществ, то есть вызывают так называемые молекулярные болезни. В 1959 г. Л.Полинг, В.Ингрем и другие показали, что у детей, больных серповидно-клеточную анемию, молекула гемоглобина имеет аномальную строение. Отличие была связана с заменой одной из 3-109 основ, которые составляют полный геном нормального гемоглобина человека (НЬА). При этом в шестом триплете ?-глобиновых гена ДНК было обнаружено мутации, в результате которой тимин замищався на аденин. С измененного кодона считывается не глутаминовая кислота, а валин, что приводит к структурным нарушениям ?-субъединицы глобина и появления серповидно-клеточного гемоглобина - HbS. Эта замена в полипептидной цепи влияет на физико-химические свойства гемоглобина. Валин - неполярная незаряженным аминокислота, замещая полярную с отрицательным зарядом глутаминовая кислота, оказывает гемоглобина позитивных заряда и меньшей растворимости, поэтому он образует кристаллообразным структуры, которые, выпадая в виде осадка, изменяют форму эритроцитов с округлой на серпообразную. Эритроциты становятся ломкими, не способными выполнять функции по транспорту кислорода. Распад эритроцитов приводит к анемии капилляры, где обычно оксигемоглобин отдает свой кислород, могут закупориваться измененными эритроцитами, что приводит к массивному гемолиза и к омертвению участков тканей. Болезнь наследственная, протекает остро и дети часто погибают в раннем возрасте. Серповидно-клеточная анемия распространена в странах Южной Америки, Африки и Юго-Восточной Азии.

 

Это открытие обусловило возникновение терминов «молекулярная патология», «молекулярная болезнь». Итак, молекулярные болезни - это заболевание, основной причиной которых является генетически обусловленное нарушение структуры белков (протеинопатии). На сегодня известно около тысячи наследственных молекулярных болезней с нарушением биосинтеза белков, особенно белков-ферментов. Протеинопатии разделяют на две группы: ферментные (ферментопатии или энзимопатии) и нефермент-нет. Первые связаны с дефектами ферментных белков, которые приводят к нарушениям определенного звена метаболизма, а вторые - с дефектом Нефер-ментный белков: транспортных, рецепторных, иммунных и т.д. Примеры некоторых протеинопатий белкового (аминокислотного) обмена представлено в табл. 15. Энзимопатии углеводного и липидного обменов приведены в соответствующих разделах обмена веществ.

 

Таким образом, различные формы молекулярной патологии в основном связаны с «ошибками» генетического аппарата при кодировании структуры белков, особенно белков-ферментов. Важнейшей задачей генетических исследований является познание механизмов этих «ошибок» в генетическом коде и устранению причин, их порождающих. Реальный путь к решению этой задачи - борьба за чистоту окружающей среды, особенно защита от воздействия проникающей радиации и химических мутагенных факторов.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+