Мы и её величество ДНК - Полканов Федор Михайлович (смотреть онлайн бесплатно книга TXT) 📗
Опасность выщепления вредных гомозигот резко возрастает при родственных браках, так как генотипы родителей здесь близки.
«Зловредная» серповидность и ее преимущества
Речь пойдет о сложном случае, когда наследственное заболевание в гомозиготе приводит к гибели, в гетерозиготе же — благоприятствует выживанию.
Началось с того, что молодой негр из Вест-Индии обратился к врачу — он жаловался на постоянное, сильное недомогание. Исследовали его кровь, и микроскоп обнаружил поразительную картину: эритроциты, красные кровяные тельца этого человека, были не круглыми, как обычно, а серповидными.
Конечно, эта болезнь встречалась и ранее, но не обращали внимания на кровь больных. После этого случая ее начали изучать, и вскоре выяснился наследственный характер заболевания. Его назвали серповидной аномией. Болезнь вызывает ген s, люди с серповидными эритроцитами по этому гену гомозиготны. Долгое время думали, что болеют серповидной анемией исключительно негры. Но далее выяснилось, что распространена она также в Италии, в Греции и в других местах Средиземноморского побережья. И странное дело: очаги болезни были строго ограниченными и совпадали с очагами распространения малярии. Начали тщательно изучать гетерозигот по гену s и выяснили, что эритроциты у них также изменены, они серповидны как бы наполовину. После этого было уже нетрудно обнаружить, что число геторозигот в малярийных очагах весьма велико. Впрочем, это следовало уже из расчетов по формуле Харди — Вайнберга.
Следующим этапом исследования был опыт, поставленный на 30 добровольцах, 15 из них были гетерозиготны по гену 5, у остальных он отсутствовал. Всех их заразили малярией. Из 15 гетерозигот заболели лишь двое, из 25, лишенных s гена, не заболел лишь один. Опыт подтвердил, что гетерозиготы обладают повышенной устойчивостью к малярии. Отсюда и распространение серповидной анемии в очагах малярии.
Врожденное и медицина
В мышином питомнике университета нежданно-негаданно родились карликовые мышата. Обычная мышь весит 20 граммов и более, эти же останавливались в росте при весе 6—8 граммов. Они оказались бесплодными, однако некоторые из их нормальных сестер и братьев стойко давали в потомстве четверть карликов. Соотношение 3:1, то есть были они по гену карликовости гетерозиготны.
Несомненно, ген карликовости нужно отнести к вызывающим наследственные болезни.
Но вот карликам начали подсаживать под кожу кусочки живого крысиного гипофиза — железы из головного мозга. Произошло «чудо»: карликовые мышата стали расти, достигли нормальных размеров и веса, самцы оказались плодовитыми, наступило практически полное выздоровление от врожденной болезни.
Точно так же, как в этом примере с мышами, вмешиваются медики в течение некоторых наследственных заболеваний у людей. Число недугов, которые удается вылечить, год от года растет. Так, при наследственном диабете помогает введение гормона инсулина, при некоторых нарушениях гипофиза — гипофизарных гормонов. Но самое большое достижение ученых — победа над резус-фактором.
Иногда случается так, что кровь матери несовместима по генотипу с кровью ребенка. В период беременности по сосудам младенца течет кровь матери, а собственное кровотворение еще не началось. Иное дело сразу же после родов. Связь с кровеносной системой матери прерывается, однако кровь ее все еще наполняет сосуды младенца. Но в это время начинается собственное кровотворение. И в случаях, когда мать и ребенок имели разные по резусу генотипы, младенцы гибли. А такие случаи были не так уж редки! К счастью, теперь они в прошлом. Предварительно делаются анализы крови, и когда это нужно — срочные переливания крови новорожденным. Много тысяч жизней спасено таким способом!
В 1948 году под руководством С. И. Алиханяна я проводил работу на дрозофиле.
У дрозофилы известно множество так называемых летальных генов — носители их не доживают до взрослого состояния. Было отобрано двадцать рецессивных леталей, действующих на стадии личинки или куколки. Гомозиготы по этим генам из мушиных яиц вылуплялись, однако не доживали до взрослого состояния. Им явно не хватало чего-то, чтобы нормально развиться. Нетрудно было сообразить, что это «что-то» есть у нормальных личинок и куколок, лишенных «зловредного» гена. А что, если попробовать ввести недостающее вещество через корм? Так и сделали: в кормовую среду, на которой развивались культуры с деталями, добавили кашицы из нормальных дрозофил.
Девятнадцати культурам из двадцати добавка к корму не принесла никакой пользы. Но зато в двадцатой гомозиготы по летали, замаркированные геном желтой окраски, выжили.
Выяснилось, что без добавок к корму гомозиготы по летали доживали до стадии крупной личинки, но и здесь вовсе не были склонны умирать. Они жили и жили, однако не могли окукливаться. При окукливании происходят сложнейшие перестройки во всем организме. Под контролем гена, видимо, находился важный процесс, дающий толчок к окукливанию. Надо думать, генопродукт в данном случае был гормоном. Стоило его ввести извне — и развитие происходило нормально, «смертоносного» изменения в генотипе как не бывало.
Мухи которые обязаны были умереть, жили и плодились, хотя их потомство тоже нуждалось в добавлении генопродукта извне.
Пример показывает (на дрозофиле, как на модели), что при помощи внешних воздействий можно вмешиваться в интимнейшие процессы развития, находящиеся под контролем генов.
Внимание: операции на головном мозге!
Наши медики все чаще осуществляют решительное врачебное вмешательство в ход наследственных болезней, связанных с расстройством двигательных центров головного мозга. Мне довелось наблюдать результаты таких операций в клинике Института невралгии Медицинской академии, где работает коллектив нейрохирургов под руководством профессора Э. И. Канделя. Дело это новое, неимоверно сложное, не обходится здесь пока что без поражений, однако удачи бывают чаще неудач, и порою блистательные.
Борис П., способный начинающий литератор, еще совсем молод. Рослый и ловкий, он увлекался спортом, был кандидатом в юношескую сборную РСФСР по баскетболу. Заболевание пришло к нему исподволь и нарастало медленно. В двадцать лет парень стал инвалидом.
Болезнь эта — торзионная дистопия — наследственна и имеет две формы: доминантную и рецессивную. Обе формы считались ранее неизлечимыми. Однако после двух операций, проведенных Канделем, Борис выглядел совершенно здоровым, отлично координировал все движения, собирался вновь играть в баскетбол.
Кандель и его ученики мало соответствуют обычным представлениям о хирургах. Ход операции здесь контролируют умные машины. По их расчетам, в мозг вводят тонюсенькую трубку — канюлю. Через нее поступает жидкий азот, который разрушает больной участок мозга.
Смит и Браун обращаются за советом
Представим себе такую картину.
Мистер Смит полюбил мисс Браун, она ответила ему взаимностью. Но вот беда: Браун девушка образованная, кое-что читала по генетике. А в семье у нее наблюдались заболевания эпилепсией. От жениха она узнала, что среди его родственников тоже был эпилептик. Любовь любовью, но надо же думать и о будущих детях! Браун и Смит пошли на консультацию к врачу-генетику. То и дело почесывая кончиком автоматической ручки висок, тот длительно вычерчивал родословные молодых людей, выспрашивая о троюродных дедушках и четвероюродных их племянниках. Потом что-то считал, журча арифмометром, и, наконец улыбнувшись, сказал:
— Правда, есть небольшая возможность того, что вы, мистер Смит, гетерозиготны по наследственной эпилепсии, однако мисс Браун, согласно родословной, носительницей зловредного гена быть не может. Будьте счастливы, не тревожьтесь, ваши дети родятся здоровыми!
Но могло случиться иначе.
