Пояснення до завдання. Точкові (внутрішньогенні) мутації стосуються нуклеотидів усередині гена

Точкові (внутрішньогенні) мутації стосуються нуклеотидів усередині гена. Шля­хом внутрішньогенного кросинговеру різні сайти можуть бути як об’єднані в одному гені, так і роз’єднані. Суть локальних внутрішньогенних змін полягає в наступному:

1.Заміна пар основ у молекулі ДНК.

2.Делеція однієї пари або групи основ.

3.Вставка однієї пари або групи основ.

4.Перестановка положення нуклеотидів усередині гена.

Якщо відбулися зміни молекулярної структури гена при списуванні з нього генетичної інформації, яка необхідна для перебігу біохімічних процесів у клітині, у кінцевому підсумку клітина та організм у цілому набувають нових ознак.

Зміни гена фенотипово проявляються порушенням біосинтезу ферменту або його відсутністю, що викликає випадіння відповідної ланки метаболічної реакції, а надалі, як наслідок, викликає зміни або порушення розвитку окремих ознак організму.

Таким чином, розвиток спадкових ознак відбувається за схемою:

ген – фермент – біохімічна реакція – ознака, де мають на увазі, що один ген відповідальний за біосинтез та активність ферментів.

Відомо більше 4000 спадкових захворювань, з яких понад 2500 ферментопатій (ензимопатій). Інколи їх називають хворобами накопичення або молекулярними хворобами.

Внаслідок мутацій нові організми можуть відрізнятися від батьківських форм як за зовнішніми, так і за внутрішніми (зміни фізіології або біохімії організму) ознаками.

Встановлення порушеної ланки метаболічної реакції дозволяє в багатьох випадках розкрити первинні ланки патогенезу спадкових захворювань, а для деяких з них знайти ефективні методи лікування.

Історія досліджень хвороб обміну речовин у людини переконливо показує, що піонерами в даній галузі були клініцисти, які описали наприкінці минулого і на початку нинішнього сторіччя деякі з цих патологій. Знаменита концепція А.Гаррода про уроджені порушення обміну як про певні метаболічні блоки, сформульована ще в 1908 р., стимулювала біологічні дослідження в цьому напрямку, особливо широкий розвиток вони одержали в останні 2-3 десятиріччя. До нинішнього часу накопичений величезний матеріал з біохімічної характеристики багатьох хвороб обміну, без чого неможливі їхня чітка діагностика і лікування. Однак, як і раніше, хворі з дефектами обміну на перших етапах обстеження потрапляють, насамперед, у поле зору клініцистів різних профілів, перед якими постає дуже важке завдання – віднести ту або іншу симптоматику до певної хвороби обміну й організувати комплексне клініко-біохімічне обстеження.

Багато захворювань зумовлені мутаціями, які змінюють генетичну конституцію людини, що призводить до порушення нормального функціонування організму. Вже виявлено близько 600 спадкових порушень метаболізму, але тільки для 105 з них установлений точний рівень "метаболічного блоку" і характер дефекту. Дослідники продовжують ідентифікувати все нові й нові захворювання з цієї групи.

На підставі даних сучасної біохімічної генетики можна пояснити, яким чином генетична інформація транслюється при синтезі білків зі специфічними метаболіч­ними або структурними особливостями. Успадковані мутації можуть призводити як до порушення первинної структури білка, так і до зміни кількості синтезованого специфічного білка. Якщо процес, порушений природженим дефектом метаболізму, має істотне значення для здоров'я, і якщо ступінь прояву змін достатній для розвитку патологічних змін, то можуть виявлятися клінічні ознаки. Деякі генетичні зміни не супроводжуються клінічними проявами і лише визначають поліморфізм, що відрізняє одного індивіда від іншого. Інші зміни можуть виявлятися лише за певних умов, які впродовж всього життя можуть і не виникнути. Нарешті, ймовірні такі генетичні порушення, які викликають захворювання, виразність якого коливається від дуже помірних проявів до станів, що призводять до летального наслідку. У більшості випадків природжені порушення обміну речовин з клінічними наслідками проявляються (або можуть бути виявленими) у період новонароджуваності. Такі немовлята відразу після народження звичайно виглядають здоровими, однак ознаки патології, такі як летаргія, утруднення при годуванні, судоми, блювання та ін., можуть проявитися в них уже через кілька годин. Деякі порушення метаболізму можуть залишитися нерозпізнаними в період новонароджуваності і діагноз може бути поставлений тільки через кілька місяців і навіть років. Ранні клінічні прояви звичайно неспецифічні й можуть бути віднесені до перинатальної патології. Природжене порушення обміну речовин має розглядатися як можливий стан у будь-якої дитини з одним із зазначених клінічних проявів:

1) невстановлене відставання розумового, рухового розвитку, судоми;

2) незвичний запах, зокрема, під час гострого захворювання;

3) інтермітуюючі епізоди невстановленого блювання, ацидозу, порушень психіки, кома;

4) ниркові коліки, гепатомегалія.

Класифікація уроджених хвороб обміну речовин (генних захворювань)

1. Порушення метаболізму амінокислот:

1.1. Фенілаланіну (фенілкетонурія)

1.2. Тирозину (тирозинемія, алькаптонурія)

1.3. Метіоніну (гомоцистинурія)

1.4. Цистину (цистинурія)

1.5. Триптофану (хвороба Хартнупа, триптофанемія та ін.)

1.6. Лейцину (хвороба “кленового сиропу”)

1.7. Гістидину (гістидинурія, гістидинемія) та інших амінокислот

2. Порушення метаболізму вуглеводів:

2.1. Галактози (галактоземія)

2.2. Фруктози (фруктоземія)

2.3. Глікогену (глікогенози)

2.4. Дисахаридазні ентеропатії (синдром мальабсорбції вуглеводів)

3. Спадкові хвороби обміну сполучної тканини:

3.1. Мукополісахаридози

3.2. Хвороба Марфана

4. Спадкові хвороби обміну ліпідів:

4.1. Гіперліпопротеїдемії

4.2. Сфінголіпідози (хвороба Німанна-Піка)

4.3. Гангліозидози (хвороба Тея-Сакса)

5. Спадкові хвороби порфіринового обміну (порфірії)

6. Ензимопатії жовчно-пігментного обміну (хвороба Жильбера)

7. Ензимопатії панкрео-інсулярного гормоносинтезу:

7.1. Муковисцидоз

7.2. Уроджена відсутність ензимів підшлункової залози

7.3. Хвороба Вільсона-Коновалова

7.4. Целіакія

8. Ензимопатії біосинтезу гормонів