Загальні принципи медичної генетики

Синтез білка в чому визначає структуру тіла і функції.

структура

Люди мають близько 20 000 генів. Гени містяться в хромосомах в ядрі клітини і мітохондрії. У людей, соматичні (nongerm) клітинні ядра, за деякими винятками (наприклад, еритроцитів), як правило, мають 46 хромосом, організованих в 25 пари. Кожна пара складається з 1 хромосоми від матері і 1 від батька. 22 пари з 23 - а y-тосом - зазвичай є гомологічними (ідентичними за розміром, формою, розташуванню і кількості генів). 23-тя пара статевих хромосом (X і Y) визначає стать людини. У жінок є 2 Х-хромосоми (які гомологични) в ядрах соматичних клітин у чоловіків 1 X і 1 Y-хромосома (які гетерологічние). У-хромосома містить гени, що відповідають за статеву диференціацію поряд з іншими генами. Так як Х-хромосома має набагато більше генів, ніж хромосоми Y, багато генів Х-хромосоми у чоловіків не спарені. Каріотип є повним набором хромосом в клітинах людини.

Ембріональні клітини (яйцеклітини і сперматозоїди) піддаються мейозу, який скорочує число хромосом до 25 - це половина від числа в соматичних клітинах. При мейозі генетична інформація, успадкована людиною від матері і батька, возз`єднується допомогою кросинговеру (обміну між гомологічними хромосомами). Коли яйцеклітина запліднюється спермою при зачатті, нормальна кількість 46 хромосом відновлюється.

Гени розташовані в лінійній послідовності уздовж ДНК в хромосомах- кожен ген має своє власне розташування, абсолютно ідентичне в кожній з 2 гомологічниххромосом. Гени, які займають ті ж локуси на кожній хромосомі з пари (1 успадковується від матері і 1 від батька), називаються алелями. Кожен ген складається з певної послідовності ДНК 2 аллели можуть мати кілька різних або ж ДНК-послідовностей. Володіння парою ідентичних алелів для конкретного гена означає гомозіготность- володіння парою неідентичних алелей є гетерозиготністю.

функції генів

Гени складаються з ДНК. Довжина гена залежить від довжини білка, який ген кодує. ДНК - це подвійна спіраль, в якій нуклеотиди (підстави) є парнимі- аденін (А) в парі з тимін (Т), а гуанін (G) в парі з цитозином (С). ДНК транскрибується в процесі синтезу білка. Коли ДНК відтворює себе в процесі клітинного ділення, 1 нитка ДНК використовується в якості матриці, по якій виготовляється матрична РНК (мРНК). РНК має ті ж основними парами, як і ДНК, за винятком того, що урацил (U) замінює тимін (Т). Частини мРНК подорожують з ядра в цитоплазму, а потім в рибосому, де відбувається синтез білка. Транспортна РНК (тРНК) доставляє кожну амінокислоту до рибосоми, де її додають до зростаючої поліпептидного ланцюга в послідовності, яка визначається мРНК. Як тільки ланцюжок амінокислот зібрана, вона складається для створення складної 3-мірної структури під впливом сусідніх молекул шаперона.

Код ДНК записаний триплету з 4 можливих нуклеотидів. Конкретні амінокислоти кодуються конкретними триплету. Оскільки є 4 нуклеотиду, число можливих триплетів 43 (64). Так як є тільки 20 амінокислот, існують додаткові комбінації триплетів. Деякі триплети кодують ті ж амінокислоти, як і інші триплети. Інші триплети можуть кодувати такі елементи, як вказівку почати або припинити синтез білка і порядок з`єднання і вибудовування амінокислот.

Гени складаються з екзонів і інтронів. Екзонів кодують амінокислотні компоненти в готовому білку. Інтрони містять іншу інформацію, яка впливає на управління і швидкість продукції білка. Екзонів і інтрони разом транскрибируются в мРНК, але сегменти, транскрибоване з інтронів, пізніше вирізаються. Транскрипція також контролюється антисмислової РНК, яка синтезується з ниток ДНК, що не транскрибируемой в мРНК. Хромосоми складаються з гістонів та інших білків, які впливають на експресію генів (які білки і скільки білків синтезуються з даного гена).

Генотип відноситься до генетичним складом, він визначає, які білки закодовані для виробництва. Фенотип відноситься до всього фізичного, біохімічного і фізіологічного складу людини, т. Е. Як функціонує клітина (і таким чином, організм в цілому). Фенотип визначається типами і кількістю синтезованого білка, тобто як гени фактично виражені. Експресія генів залежить від таких факторів, чи є ознака домінуючим або рецесивним, пенетрантность і експресивність генів, ступінь диференціації тканин (визначається типом і віком тканин), екологічні фактори, невідомі фактори і є чи експресія обмеженою підлогою або підлягає хромосомної інактивації або геномному імпринтингу. Фактори, що впливають на експресію генів без зміни геному, є епігенетичними факторами.

Знання біохімічних механізмів, які забезпечують експресію генів, швидко зростає. Одним з механізмів є мінливість сплайсингу інтронів (також званий альтернативний сплайсинг). Так як інтрони в процесі сплайсингу вирізаються, а екзонів можуть також бути розрізані і потім Екзони можуть бути зібрані в багатьох комбінаціях, в результаті чого багато різні мРНК здатні кодувати аналогічні, але різні білки. Кількість білків, які можуть бути синтезовані людьми, перевищує 100 000, хоча людський геном має тільки близько 20 000 генів. Інші механізми, медіірует експресію гена, включають метилювання ДНК і реакції гістонів, таких як метилювання і ацетилювання. Метилирование ДНК прагне заглушити ген. Гістони нагадують котушки, навколо яких намотується ДНК. Модифікації гістонів, такі як метилювання, здатні збільшити або зменшити кількість білків, синтезованих з конкретного гена. Ацетилювання гістонів пов`язано зі зниженням експресії генів. Нитка ДНК, що не транскрибується з утворенням мРНК, може бути також використана в якості матриці для синтезу РНК, яка контролює транскрипцію протилежної ланцюга.

Ознаки та моделі успадкування

Ознака може бути таким простим, як колір очей, або ж складним, як сприйнятливість до діабету. Дефект одного гена може породити аномалії в системах численних органів. Наприклад, остеогенезіс імперфекту (патологія сполучної тканини, часто викликається аномаліями в генах, що кодують синтез колагену) може викликати слабкість кістки, глухоту, синювато очних білків, дисплазію зубів, сверхподвижность суглобів і аномалії серцевих клапанів.

Будівництво сімейної генеалогії. Сімейну генеалогію (генеалогічне древо) можна представити у вигляді графічного зображення моделей успадкування. Вона також широко використовується в генетичних консультаціях. Сімейна генеалогія використовує звичайні символи для подання членів сім`ї та відповідної інформації про їх здоров`я. Деякі сімейні розлади з однаковими фенотипами володіють декількома моделями успадкування.

Дефекти одного гена

Якщо експресія ознаки вимагає тільки однієї копії гена (1 аллель), ця ознака вважається домінуючим. Якщо експресія ознаки вимагає дві копії гена (2 алелі), що ознака вважається рецесивним. Винятком є Х-пов`язані захворювання. Так як чоловіки зазвичай не мають парних алелей, щоб компенсувати наслідки більшості алелей на на Х-хромосомі, аллель Х-хромосоми виражена у чоловіків, навіть якщо ознака є рецесивним.

Багато специфічні захворювання були раніше описані.

Фактори, що впливають на експресію гена

На експресію генів можуть вплинути багато факторів. Деякі з них змушують експресію ознак відхилятися від моделей, передбачених менделевским спадкуванням.

Пенетрантность і експресивність. Пенетрантность - це показник того, як часто ген піддається експресії. Вона визначається як відсоток людей, які мають ген і які розвивають відповідний фенотип. Ген з неповною (низькою) пенетрантністю не може бути виражений, навіть коли ознака є домінуючим або коли він є рецесивним, і ген, відповідальний за цю межу, присутній в обох хромосомах. Пенетрантность того ж гена може варіюватися від людини до людини і може залежати від віку людини. Навіть коли ненормальні аллели НЕ експресуються (непенетрантность), здоровий носій аномальної аллели може передати його дітям, у яких можуть спостерігатися клінічні аномалії. У таких випадках ро дослівна пропускає покоління. Проте деякі випадки очевидної непенетрантності обумовлені незнанням експерта або нездатністю визнати невеликі прояви захворювання. Іноді вважається, що у пацієнтів з мінімальною експресією спостерігається різновид захворювання.

Експресивність є межею, до якого ген експресується в одній людині. Вона може бути класифікована як відсоток- наприклад, коли ген має 50-відсоткову експресивність, присутній тільки половина функції або тяжкість становить лише половину того, що може статися при повній експресії. На експресивність можуть впливати навколишнє середовище та інші гени, тому люди, що володіють однаковим геном, можуть змінюватися в фенотипі. Експресивність може змінюватися навіть серед членів однієї родини.

Зчеплене зі статтю успадкування. Ознака, який з`являється тільки у однієї статі, називають зчепленим з підлогою. Обмежене статтю успадкування, яке, можливо, більш правильно називати обумовленим підлогою спадкуванням, відноситься до особливих випадках, в яких статеві гормони і інші фізіологічні відмінності між чоловіками і жінками змінюють експресивність і пенетрантність гена. Наприклад, передчасне облисіння (відоме як облисіння за чоловічим типом) є аутосомно-домінантним ознакою, але таке облисіння рідко експрессірует у жінок, а потім зазвичай тільки після менопаузи.

геномної імпрінтінг. Геномної імпрінтінг є диференціальної експресією генетичного матеріалу в залежності від того, чи був він успадкований від батька або матері. У більшості аутосом експресується як батьківська, так і материнська аллели. Однак у менш 1% алелей експресія можлива тільки з боку батька або матері аллели. Геномної імпрінтінг зазвичай визначається ефектами,

які можуть відбуватися в розвитку гамет. Такі зміни, як метилювання ДНК, може викликати експрессірованіе в різному ступені певних материнських або батьківських алелей. Захворювання може, мабуть, пропустити покоління, якщо геномної імпрінтінг перешкоджає експрессірованію аллели, що викликає хворобу. Дефектний импринтинг, наприклад, атипова активація або мовчання алелей, може привести до захворювань.

Кодомінантність. Спостерігаються обидві ко-домінантні аллели. Таким чином, фенотип гетерозигот відрізняється від будь-якої гомозиготи. Наприклад, якщо людина має 1 аллель, що кодує кров групи А і 1 аллель, що кодує групу крові В, у людини буде кров обох груп (група крові АВ).

хромосомна інактивація. У жінок, які мають більш ніж 1 Х-хромосому (крім яєць), інактивовані все, крім однієї з хромосом X- тобто більшість алелей на хромосомі НЕ експресуються. Інактивація відбувається індивідуально в кожній клітині спочатку внутрішньоутробного життя, іноді інактивується Х-хромосома від матері, а іноді Х-хромосома від батька. Іноді велика частина інактивації Х-хромосоми відбувається від одного з батьків, називається перекосом інактивації Х-хромосоми. У будь-якому випадку, як тільки в клітці сталася інактивація, всі нащадки цієї клітини мають однакову інактивацію Х-хромосоми.

Однак деякі алелі експресують в неактивній Х-хромосомі. Багато з цих алелей знаходяться на хромосомних ділянках, відповідних ділянкам хромосоми Y (і, таким чином, називаються псевдоаутосомальнимі ділянками, оскільки і чоловіки, і жінки отримують 2 копії цих ділянок).

Незвичайні аспекти спадкування

Деякі ситуації представляють Аберрантное спадкування, часто через зміни генів або хромосом. Однак деякі з цих змін, такі як мозаїчність, дуже поширені, інші, такі як поліморфізм, які настільки поширені, що можуть вважатися нормальними варіантами.

Мутація і поліморфізм. Варіації в ДНК можуть виникати спонтанно або у відповідь на пошкодження клітин (наприклад, радіація, мутагенні ліки, віруси). Деякі з них ремонтуються клітинними механізмами ДНК корекції помилок. Інші немає і можуть передаватися згодом в відтворені клітини-в таких випадках зміна називається мутацією. Проте нащадок може успадковувати мутацію тільки тоді, коли уражаються статеві клітини. Мутації можуть бути унікальними для людини або сім`ї. Більшість мутацій рідкісні. Поліморфізм починається як мутація. Це зміни в ДНК, які стають звичайними в популяції (поширеність більше 1%) за рахунок достатньої поширеності або інших механізмів. Більшість з них є стабільними і несуттєвими. Типовим прикладом є групи крові людини (А, В, АВ і О).

Мутації (і поліморфізм) включають випадкові зміни в ДНК. Більшість з них мало впливають на функції клітин. Деякі змінюють функцію клітини, як правило, шкідливим чином, а деякі з них смертельні для клітини. Прикладами шкідливих змін у функції клітин є мутації, які викликають рак шляхом створення онкогенов або змінюючи пухлинні супресори генів, В окремих випадках зміна в функції клітини дає перевагу у виживанні. Ці мутації швидше за все будуть поширюватися. Мутація, що викликає серповидно-клітинну анемію, надає резистентність до малярії. Ця резистентність дає перевагу виживання в районах, де малярія є ендемічною і часто фатальною. Однак, викликаючи симптоми і ускладнення серповидно-клітинної анемії, мутація зазвичай також має шкідливими ефектами, коли присутній в гомозиготному стані.

Коли і в якому типі клітин відбуваються мутації, можуть пояснити деякі порушення в порядку спадкування. Зазвичай аутосомно-домінантне захворювання, як очікується, присутній у одного або обох батьків хворого. Однак деякі порушення з аутосомно-домінантним успадкуванням можуть з`явитися знову (у людей, чиї батьки мають нормальний фенотип). Наприклад, у близько 80% людей, які страждають ахондропластіческой карликовостью, немає сімейної історії карликовості. У багатьох з цих людей механізм являє собою спонтанну мутацію, яка відбувається в самому початку їх ембріонального життя. Таким чином, інші потомства не мають підвищеного ризику порушення. Проте у деяких з них порушення розвивається через мутації статевих клітин батьків (наприклад, аутосомно-домінантний ген у фенотипически нормальних батьків). Якщо так, то інші нащадки мають підвищений ризик успадкувати мутацію.

мозаїчність. Мозаїчність виникає, коли у людини, починаючи з однієї заплідненої яйцеклітини, розвивається більш двох клітинних ліній, що відрізняються за генотипом. Мозаїчність є нормальним наслідком інактивації Х-хромосом у жінок, у більшості жінок деякі клітини мають неактивні материнські Х-хромосоми, а інші клітини мають неактивну батьківську Х-хромосому. Мозаїчність може бути також результатом мутації. Так як ці зміни можуть бути передані згодом створеним клітинам, великі багатоклітинні організми мають субклони клітин, які володіють декількома різними генотипами.

Мозаїчність може бути визнана причиною порушень, в яких спостерігаються осередкові зміни. Так, наприклад, синдром Олбрайта пов`язаний з неоднорідними диспластическими змінами в кістки, аномаліями ендокринних залоз, вогнищевими змінами пігментації, а іноді і порушеннями роботи серця або печінки. Поява мутації Олбрайта у всіх клітинах могло б привести до ранньої смерті, проте люди з мозаїчністю виживають, тому що нормальна тканина підтримує аномальну тканину. Іноді, коли здається, що батько з моногенним захворюванням має його легку форму, насправді являє собою мозаіку- потомство батьків уражається більш серйозно, якщо вони отримують зародкову клітку з мутантної аллелью і таким чином мають аномалії в кожній клітині.

Хромосомні аномалії найчастіше є фатальними для плода. Проте хромосомная мозаїчність спостерігається в деяких ембріонах, в результаті чого є деяка кількість хромосомно нормальних клітин, які дають можливість потомству народитися живим. Хромосомна мозаїчність можна виявити при пренатальному генетичному тестуванні, зокрема за допомогою біопсії хоріона.

Додаткові або відсутні хромосоми. Аномальне кількість аутосом зазвичай призводить до важкої патології. Наприклад, додаткові аутосоми зазвичай викликають порушення, такі як синдром Дауна та інші важкі синдроми, або можуть бути фатальними для плода. Відсутність аутосоми завжди фатально для плоду. Хромосомні аномалії зазвичай можна діагностувати до моменту народження.

Через інактивації Х-хромосоми володіння ненормальним числом Х-хромосом, як правило, набагато менш серйозна проблема, ніж володіння ненормальним кількістю аутосом. Наприклад, порушення, викликані відсутністю однієї Х-хромосоми, як правило, відносно невеликі (наприклад, при синдромі Тернера), Крім того, жінки з трьома Х-хромосомами, часто фізично і психічно нормальни- тільки одна Х-хромосома генетичного матеріалу повністю активна, навіть якщо жінка має більше двох Х-хромосом (додаткові Х-хромосоми також частково інактивовані).

Однородітельская дисомія. Однородітельская дисомія відбувається, коли обидві хромосоми успадковуються тільки від одного з батьків.

хромосомна транслокація. Хромосомна транслокація є обміном хромосомними частинами між непарними (негомологічних) хромосомами. Якщо хромосоми обмінюються рівними частинами генетичного матеріалу, транслокація називається збалансованою. Незбалансована транслокація веде до втрати хромосомного матеріалу, як правило, коротких плечей двох конденсованих хромосом, залишивши тільки 45 хромосом, більшість людей з транслокаціями фенотипічно нормальні. Проте транслокации можуть викликати або сприяти виникненню лейкозу (гострого мієлолейкозу [АМЛ], або хронічногомієлолейкозу [CML]), або синдрому Дауна. Транслокації можуть збільшити ризик хромосомних аномалій у потомства, особливо незбалансовані транслокації. Так як хромосомні аномалії часто фатальні для ембріона або плода, батьківські транслокации можуть привести до нез`ясовним рецидивуючим спонтанним викиднів або безпліддя.

Триплетні (тринуклеотидних) повторювані порушення. Коли число триплетів досить збільшиться, ген припиняє нормальне функціонування. Триплетні порушення зустрічаються рідко, але викликають ряд неврологічних порушень (наприклад, дистрофічні міотонію, тендітну Х-олігофренію), особливо тих, які пов`язані з ЦНС. Триплетні повторювані порушення можна виявити за допомогою методів аналізу ДНК.

Мутації мітохондріальної ДНК

У цитоплазмі кожної клітини знаходиться кілька сотень мітохондрій. Для практичних цілей все мітохондрії успадковуються від цитоплазми яйцеклітини, таким чином, мітохондріальна ДНК відбувається тільки від матері.

Відео: В`ячеслав Дубинін | Курс: Мозок і потреби людини | Лекція 1 [Мозок: загальні принципи]

Мітохондріальні порушення можуть бути пов`язані з мутаціями мітохондріальної або ядерної ДНК (наприклад, делеції, дуплікації, мутації). Високо-енергетичні тканини (наприклад, м`язи, серце, мозок) піддаються особливому ризику через порушення функції внаслідок мітохондріальних порушень. Особливі мутації мітохондріальної ДНК ведуть до характерних проявів. Мітохондріальні порушення однаково поширені серед чоловіків і жінок.

Мітохондріальні порушення можуть спостерігатися при багатьох поширених захворюваннях, таких як деякі види хвороби Паркінсона (включають велику мітохондріальну делецию в клітинах базальних гангліїв) і багато видів м`язових розладів.

Моделі материнського успадкування характеризують порушення мітохондріальної ДНК. Таким чином, всі нащадки хворих жінок схильні до ризику успадкування аномалій.

Технології генетичної діагностики

Технології генетичної діагностики швидко поліпшуються. ДНК або РНК можна ампли-фіцірованним, створюючи з використанням ПЛР безліч копій гена або генного сегмента.

Для пошуку конкретних сегментів нормальної або мутувати ДНК можуть використовуватися генетичні зонди. Відомий сегмент ДНК можна клонувати і потім нанести на нього радіоактивну або флуоресцентну метку- цей сегмент потім з`єднується з тестовим зразком. Мічений ДНК зв`язується з її комплементарних сегментом ДНК і може бути виявлений шляхом вимірювання радіоактивності або кількості і типу флуоресценції. Генетичні зонди дозволяють виявляти ряд захворювань до і після народження. В майбутньому генетичні зонди, ймовірно, будуть використовуватися для перевірки людей на наявність одночасно багатьох основних генетичних захворювань.

Мікрочіпи - це нові потужні інструменти, які можуть бути використані для ідентифікації мутацій ДНК, шматочків РНК або білків. Один-єдиний чіп може перевірити 30 000 різних змін ДНК, використовуючи тільки один зразок.

Клінічне застосування генетики

розуміння хвороби

Генетика сприяла кращому розумінню багатьох захворювань, іноді допускаючи зміна їх класифікації. Наприклад, класифікація багатьох спіноцеребеллярние атаксий була змінена - з групи, заснованої на клінічних критеріях, в групу, засновану на генетичних умовах, спіноцеребеллярние атаксії (СЦА) є основними аутосомно-домінантними атаксія.

діагностика

Генетичне тестування використовується для діагностики багатьох захворювань (наприклад, синдрому Тернера, синдрому Клайнфельтера, гемохроматоза). Діагностика генетичних порушень часто вказує, що родичі хворого повинні пройти скринінг на наявність генетичних дефектів або статусу носія.

генетичний скринінг

Генетичний скринінг може бути показаний в групах ризику конкретного генетичного захворювання. Звичайні критерії генетичного скринінгу:

• відомі генетичні моделі успадкування;
• ефективна терапія;
• скринінг-тести досить достовірні, надійні, чутливі і специфічні, неінвазивний і безпечні.

Поширеність в певній групі населення повинна бути досить висока, щоб виправдати вартість скринінгу.

Однією з цілей пренатального генетичного скринінгу є виявлення безсимптомних батьківських гетерозигот, що несуть ген рецесивного захворювання. Наприклад, євреї-ашкеназі перевіряються на наявність хвороби Тея-Сакса, чорношкірих піддають скринінгу на наявність серповидно-клітинної анемії, а кілька етнічних груп обстежуються на наявність таласемії. Якщо партнером гетерозигота є також гетерозигот, пара знаходиться під загрозою появи хворої дитини. Якщо ризик є високим, можна провести пренатальну діагностику (наприклад, з амніоцентезом, біопсією хоріона, забором проб пуповинної крові, забором проб материнської крові або візуалізацією плода). У деяких випадках пренатально діагностовані генетичні порушення можна лікувати, запобігаючи появі ускладнень. Наприклад, спеціальні дієти або замісні терапії можуть мінімізувати або усунути наслідки фенілкетонурії, галактоземії і гіпотиреозу. Передпологовій прийом матір`ю кортикостероїдів може зменшити важкість вродженої вирилизирующей гіпоплазії наднирників.

Скринінг може бути доцільний для людей з сімейної історією домінантно спадкового захворювання, яке проявляється пізніше в житті, таких як хвороба Хантінгтона або ракові захворювання, пов`язані з порушеннями генів BRCA1 або BRCA2. Скринінг уточнює ризик розвитку захворювання у людини, який може, відповідно, планувати проведення більш частого скринінгу або профілактичної терапії.

Скринінг також може бути показаний, коли у члена сім`ї діагностовано генетичне захворювання. Людина, яка визначена як носія, може приймати обґрунтовані рішення про репродукції.

лікування

Розуміння генетичних і молекулярних основ захворювань може допомогти управляти терапією. Наприклад, обмеження в харчуванні може усунути токсичні сполуки у пацієнтів з певними генетичними дефектами, такими як фенілкетонурія або гомоцистинурія. Вітаміни або інші речовини можуть змінювати біохімічні шляхи і таким чином зменшувати токсичні рівні з`єднання, наприклад, фолат (фолієва кислота) знижує рівень гомоцистеїну у людей з поліморфізмом метілентетрагідрофолатредуктази. Терапія може включати заміну дефіцитних сполук або блокування гіперактивного шляху.

фармакогеноміка. Фармакогеноміка - це наука про те, як генетичні характеристики впливають на реакцію на лікарські препарати. Один з аспектів фармакогеноміка - як гени впливають на фармакокінетику. Генетичні характеристики людини можуть допомогти передбачити реакцію на лікування. Наприклад, метаболізм варфарину частково визначається варіантами генів CYP2C9 ферменту, а для вітаміну К білкового комплексу 1 епоксид редуктази. Генетичні зміни (наприклад, при виробництві UDP [уридиндифосфат] glucoronosyltransferase-lAl) також допомагають передбачити, чи буде протираковий препарат иринотекан володіти побічними ефектами.

Іншим аспектом фармакогеноміка є фармакодинаміка (то, як лікарські препарати взаємодіють з рецепторами клітин). Генетичний і, таким чином, рецепторні характеристики пошкоджених тканин можуть допомогти встановити більш чіткі цілі при розробці препаратів (наприклад, протипухлинних препаратів). Наприклад, трастузумаб може орієнтуватися на конкретні рецептори ракових клітин при метастатичному раку молочної залози, який амплифицируют ген HER2Iпеі. Наявність хромосоми Philadelphia у хворих з хронічною мієлоцитарній лейкемію (ХМЛ) допомагає направляти хіміотерапію.

генна терапія. Генною терапією в цілому можна вважати будь-яке лікування, яке змінює функції гена. Проте генна терапія чаао розглядається, зокрема, як введення нормального гена в клітини людини, який відчуває нестачу таких нормальних генів через генетичне порушення. Нормальні гени можна створити з використанням ПЛР з нормальною ДНК, пожертвуваний іншою особою. Оскільки більшість генетичних порушень є рецесивними, як правило, вставляється домінуючий нормальний ген. В даний час така терапія генної вставки, ймовірно, найбільш ефективна для профілактики або лікування одингенного дефектів, таких як кістозний фіброз.

Одним із способів перенесення ДНК в клітини господаря є вірусна трансфекція. Нормальна ДНК вбудовується в вірус, який потім трансфектірует клітини господарів, тим самим передаючи ДНК в клітинне ядро. Деяку стурбованість з приводу вставки з використанням вірусу включає реакція на вірус, швидка втрата (нездатність до розмноження) нової нормальної ДНК і пошкодження захисту від вірусу антитілами, виробленими проти трансфіковані білка, який імунна система визнає як чужого. Ще в одному способі перенесення ДНК використовуються ліпосоми, які поглинаються клітинами-господарями і тим самим доставляють їх ДНК в ядро клітини. Потенційні проблеми з методами вставки ліпосом включають неможливість абсорбувати ліпосоми в клітини, швидку деградацію нової нормальної ДНК і швидку втрату інтеграції ДНК.

Експресію генів можна змінити за допомогою антисмислової технологій, а не за допомогою вставки нормальних генів, наприклад препарати можуть поєднуватися з конкретними частинами ДНК, запобігаючи або зменшуючи експресію генів. Антисмислового технологія в даний час випробовується для терапії раку, але все ще знаходиться на експериментальній стадії. Проте вона здається більш багатообіцяючою, ніж терапія генної вставки, тому що успіх вставки може бути вище і ускладнень може бути менше.

Іншим підходом до терапії генної вставки є зміна експресії генів хімічним шляхом (наприклад, шляхом зміни метилування ДНК). Такі методи були експериментально випробувані при лікуванні раку. Хімічна модифікація може також вплинути на геномної імпрінтінг, хоча цей ефект неясний.

Експериментально генна терапія також вивчається в трансплантаційної хірургії. Зміна генів пересаджених органів, щоб зробити їх більш сумісними з генами одержувача, робить відхилення (і таким чином потреба в прийомі імунодепресантів) менш імовірним. Проте цей процес спрацьовує дуже рідко.

Етичні суперечки в області генетики

Існують побоювання, що генетична інформація може бути використана неправильно з метою дискримінації (наприклад, шляхом відмови в медичному страхуванні або працевлаштуванні) по відношенню до людей з генетичними факторами ризику конкретних захворювань. Питання включають конфіденційність власної генетичної інформації людини і питання про те, чи є тестування обов`язковим

Відео: Лекторіум. Загальні принципи роботи мозку

Широко підтримується ідея пренатального скринінгу генетичних відхилень, що викликають серйозні розлади, однак існує стурбованість у тому, що скринінг може також використовуватися для вибору естетично бажаних ознак (наприклад, фізичний зовнішній вигляд, інтелект).

Клонування дуже суперечливе. Дослідження на тваринах свідчать, що клонування набагато частіше, ніж природні методи, викликає дефекти, які є смертельними або призводять до серйозних проблем зі здоров`ям. Створення людини шляхом клонування в широкому сенсі неетично, як правило, незаконно і технічно складно.

Відео: Лекція: «Рівняння Харді-Вайнберга»