Наследственные болезни
Причиной наследственных болезней являются изменения (мутации) ДНК. В результате появляются аллельные варианты белков, которые могут различаться по функциональной способности. Например, HbS хуже выполняет функцию транспорта кислорода, чем НЬА. Если функция белка нарушена существенно, то «плохой» аллель проявляется как наследственная болезнь (наследственная протеино-патия).
- Наследственность.
По механизму возникновения наследственные болезни можно разделить на две группы. Наследственная болезнь может возникнуть в результате мутации, которая произошла в гаметах или зиготе, давших начало данной особи. Это первая группа наследственных болезней, первичные мутации. Если первичная мутация нелетальна до репродуктивного возраста, то мутантный аллель может передаваться последующим поколениям и тоже проявляется как болезнь. Это вторая группа наследственных болезней.
В результате первичной генной мутации возникает гетерозиготность по данному локусу, поскольку одновременное повреждение сразу двух гомологичных локусов диплоидной клетки маловероятно. В гетерозиготном состоянии «плохой» аллель часто (но не всегда) не проявляется как болезнь или бывает причиной болезни, не слишком существенно снижающей жизнеспособность. Поэтому такие аллели могут сохраняться и распространяться в популяции. У родителей, каждый из которых является носителем мутантного аллеля в гетерозиготном состоянии, могут родиться дети, гомозиготные по такому аллелю: в этом случае развивается болезнь, нередко тяжелая.
Вернемся еще раз к серповидноклеточной анемии. В крови гомозигот SS имеется только HbS. Поскольку эритроциты, содержащие HbS, менее стабильны, чем эритроциты с НЬА, у таких гомозигот скорость разрушения эритроцитов больше, и наступает анемия. Серповидноклеточная анемия проявляется в общей слабости, отставании развития, желтухе; больные обычно умирают в раннем детском возрасте. Как же такой вредный для отдельных индивидов аллель сохраняется в популяции, не элиминируется отбором? Дело в том, что для популяции в целом его нельзя назвать вредным. Гетерозиготы AS имеют в эритроцитах и НЬА, и HbS; они практически здоровы или у них обнаруживаются слабые признаки болезни. С другой стороны, в эритроцитах гетерозигот хуже развивается малярийный плазмодий, и они не заболевают малярией или легко переносят ее. Вот почему в местностях, где распространена малярия, частота аллеля S велика — до 35 %. Таким образом, ген серповидноклеточности, когда-то возникший в результате мутации, приводит к гибели части людей (гомозигот) от серповидно-клеточной анемии (до миллиона детей ежегодно), но популяция в целом приспособлена к среде, где важным фактором отбора является малярийный плазмодий. После ликвидации малярии аллель S начнет исчезать из генофонда людей.