Purtătorul de informații genetice în toate celulele corpului uman este molecula ADN. Cea mai mare parte a ADN-ului este concentrată în nucleul celulei. O genă este o regiune a unei molecule de ADN care poartă informații despre sinteza unei anumite polipeptide sau a unui acid nucleic. Genotip - un set de gene, obținut de un descendent de la părinți în momentul fertilizării. Informațiile ereditare, codificate în gene, sunt considerate ca un program pentru sinteza tuturor enzimelor și a altor proteine din organism. Sugerează că variațiile individuale ale structurii și funcției organelor și sistemelor umane, fără a ne îndepărta de la norma, precum si anomalii ale unei anomalii de dezvoltare sunt determinate în primul rând de diferențele în sinteza enzimelor. Studiile asupra decodificării genomului uman au făcut posibilă determinarea numărului real de gene. Este de aproximativ 30 de mii, ceea ce este mult mai mic decât era de așteptat. Cu toate acestea, numărul de combinații diferite de gene patologice în genomul uman este enorm. Aceasta explică diversitatea patologiei ereditare.
Orice modificare a secvenței ADN se numește mutație. Mutațiile sunt subdivizate în gene genomice, cromozomiale și gene.
Genomice mutații sunt cauzate de o schimbare în numărul de cromozomi (creștere sau scădere). Cele mai multe mutații genomice sunt incompatibile cu viața. Embrionii și fetușii sunt uciși și eliminați din corpul mamei în stadiile incipiente ale sarcinii (spontan avort spontan). Cea mai comună formă de mutații genomice care sunt compatibile cu viața sunt sindroamele de trisomie. Acestea sunt, de regulă, o consecință a ne-deturnării cromozomilor în meioză și se manifestă prin mai multe malformații congenitale. Un exemplu este sindromul de trisomie la cel de-al 21-lea cromozom, cunoscut sub numele de sindromul Down.
Chromozomul (aberațiile) este asociat cu tulburări de structură cromozomială. Acestea includ lipsa unei părți a cromozomului, dublarea situsului sau separarea acestuia, urmată de o întoarcere de 180 de grade, schimbul de segmente între cromozomii non-omologi. Chromozomul modifică dezvoltarea normală a embrionului și se manifestă prin mai multe malformații congenitale. Un exemplu este sindromul "scânteie pisică", cauzat de pierderea locului brațului scurt al cromozomului 5.
Mutațiile genetice sunt cauzate de o modificare a structurii genei (moleculă ADN). Mutațiile genetice sunt cauza multor forme de patologie ereditară umană. Principalele boli sunt bolile genetice, malformațiile congenitale și bolile cu predispoziție ereditară. Printre bolile congenitale și ereditare cauzate de mutatii genetice includ hidrocefalie congenitale, boli cardiace congenitale izolate, cu șase degete, albinism, fenilcetonurie, hemofilie și altele.
Mutațiile genetice sunt transmise din generație în generație, în conformitate cu legile lui Mendel.
Există diferite tipuri de moștenire (autosomal dominant, autosomal recesiv, recesiv legat de X, etc.).
Tipul autosomal dominant de moștenire corespunde cel mai mult noțiunii că boala ereditară este transmisă direct de copil de la părinți. Pacienții sunt identificați în fiecare generație, în timp ce unul dintre părinții copilului este bolnav. Boala apare la fel de frecvent la femei și bărbați. Probabilitatea de moștenire este de 100% dacă cel puțin unul dintre părinți este homozigot, 50% dacă unul dintre părinți este heterozygos. Deci, boala de intoleranță la cereale (boala celiacă), șase degete este moștenită într-o persoană.
În tipul de moștenire autosomal recesiv, un copil bolnav (homozigot) se naște în părinți sănătoși (heterozygote). Boala apare la fel de frecvent la femei și bărbați. Probabilitatea de moștenire este adesea de 25%, deoarece pacienții nu trăiesc nici la vârsta fertilă, nici nu se căsătoresc. Multe boli metabolice (albinism, fenilcetonurie) sunt moștenite într-un tip autosomal recesiv.
Cu un tip de moștenire recesiv legat de X, pacienții nu se nasc în fiecare generație. Un copil bolnav este nascut pentru parinti sanatosi. Majoritatea bărbaților sunt bolnavi. Probabilitatea de moștenire este de 25%. Printre bolile cu moștenire recesivă legată de X sunt hemofilia, orbirea colorată.
Din motive care au cauzat mutații, ele sunt împărțite în spontane (spontane) și induse.
Mutațiile spontane apar sub influența factorilor naturali mutageni de mediu fără intervenția umană. Deci, cauzele bolilor metabolice ereditare sunt erorile replicării ADN-ului, efectul diferitelor radiații naturale, acțiunea peroxidelor formate în procesul activității vitale a corpului uman. Frecvența mutației spontane a unei gene este de aproximativ 1. 10-5 - 1. 10-7 pe generație.
mutațiile induse sunt cauzate de acțiunea anumitor factori mutageni direcționați rezultate din producția sau activitățile umane individuale (emisii industriale, poluarea apei, solului și alimente metale grele, otrăvuri agricole, cum ar fi pesticidele, îngrășămintele, tutun, droguri și alcool).
Sa stabilit că până la 10% din gameții umane sunt gene mutante. Mutațiile dominante apar în prima generație și sunt expuse imediat selecției naturale. Mutațiile recesive se acumulează mai întâi în populație. Numai atunci când apar homozigote recesive, ele încep să se manifeste fenotipic și sunt, de asemenea, expuse acțiunii selecției naturale. Datorită selecției naturale, se elimină combinații de gene care reduc adaptabilitatea organismului la condițiile de existență și viabilitatea acestuia.
Trebuie remarcat faptul că intensitatea selecției naturale în populațiile umane moderne este suficient de mare.
Selecția naturală a embrionilor și fetusilor anormali din punct de vedere genetic se desfășoară în toate etapele dezvoltării intrauterine. Se manifestă în moartea intrauterină a embrionilor umani, avorturi spontane (avorturi), nașteri premature, nașteri morți. Principala cauză a morții intrauterine a embrionilor și fetuselor este mutațiile letale și aberațiile cromozomiale. Această "sacrificare" a embrionilor anormali din punct de vedere genetic poate ajunge la 40% sau mai mult. Cele mai mari pierderi de reproducere sunt observate în primele două săptămâni de la momentul concepției. Acestea pot ajunge la 75% și se datorează patologiei unui ou fertilizat și încălcării implantării oului fetal. Cu cât sarcina este întreruptă spontan mai devreme, cu atât mai probabil că cauza avortului spontan este o mutație cromozomală. Se presupune că 50-60% din toate concepțiile nu se realizează în timpul sarcinii, dar se termină cu moartea zigotului înainte de implantare. Acest lucru se întâmplă, de regulă, din cauza mutațiilor structurilor ereditare. Pierderea de fructe cu tulburări ereditare sunt adăugate în travaliu prematur din cauza copiii nascuti morti si de decese neonatale in primele 7 zile după naștere. În ultimii ani, contribuția boli congenitale și ereditare în rata mortalității infantile a crescut la 30% în țară. Cu toate acestea, în cele mai multe boli ereditare metabolice cauzate de mutatii genetice, precum si unele sindroame cromozomiale de exemplu, sindromul Down la fat la femeile gravide poate avea loc fără a pune în pericol avort spontan sau alte anomalii.
Factorii care provoacă mutații se numesc mutageni. Ele sunt împărțite în trei grupe: fizice, chimice și biologice.
Mutagentele fizice includ diferite tipuri de radiații (în principal ionizante), temperaturi ridicate etc.
Substanțe mutagene chimice includ produse chimice organice și anorganice contaminante aer, apă, sol (emisiile industriale de metale grele (mercur, plumb, cadmiu), nitrați, nitriți, otrăvuri agricole, inclusiv pesticide, ierbicide, îngrășăminte, produse petroliere, precum și medicamente (antibiotice, hormoni), droguri, alcool etc.
Substanțe mutagene biologice includ virusuri, bacterii, protozoare (Toxoplasma), produse ale metabolismului unor helminths (Trichinella, gălbează feline).