Явление полиморфизма.

Полиморфизм- э то локальные изменения в нуклеотидной последовательности ДНК в пределах генома у индивидуумов в популяции. Эти изменения могут встречаться, как внутри смысловых (внутри экзонов), так и вне смысловых (например, в интронах и др.) нуклеотидных последовательностях ДНК. Так ген CCR5 у подавляющего числа людей имеет строго определённую последовательность нуклеотидов. В Европе таких людей около 92%. Но, примерно, у 9% населения в этом гене имеется мутация (выпало несколько нуклеотидов), которая привела к укорочению гена. Люди с укороченным геном не болеют иммунодефицитом человека (СПИД).

Известны различные типы полиморфизма, но наиболее распространённым является однонуклеотидный полиморфизм (ОНП) или снипсы, когда варианты последовательностей ДНК у разных людей, различаются по одной паре нуклеотидов (рис. 30). Эти варианты встречаются на протяжении всего генома – в экзонах, интронах, регуляторных элементах, повторах и т.д. Подсчитано, что в геноме человека примерно 3 млн пар нуклеотидов должны быть вариабильными. Снипсы возникают в результате мутаций, которые связаны с заменой одного нуклеотида у человека на другой. Важно то, что такие мутации не приводят к гибели индивидуума, а потому чаще всего закрепляются в геноме человека. Отсюда важный вывод – ОНП чаще встречается в избыточной ДНК (99%), функционально не активной т.к. мутации в ней в большинстве своём не приводят к их элиминации за счёт гибели особи.

А А А Т Т Г Г Ц А Ц Ц Т Т Г

*

А А Т Т Т Ц Г Г А Ц Ц Г Т Г

Рис. 30. Однонуклеотидный полиморфизм у двух индивидуумов (однонуклеотидные различия в геномных последовательностях выделены четырёхугольниками). На рисунке показана одна нить ДНК.

Исследования показали, что однонуклеотидные различия обнаруживаются с частотой 1-2 на 1000 – 2000 нуклеотидов. На всю длину генома (3,2 млрд пар нуклеотидов) должно быть 1,2 – 3,2 млн ОНП. Отсюда два человека на 99,9% идентичны по нуклеотидным последовательностям, т.е. только 0,1% различий по одному нуклеотиду создаёт огромные фенотипические вариации среди людей.

Предполагают, что различия по одному основанию между определёнными отрезками генов лежат не только в основе генных болезней, но и в основе чувствительности или устойчивости к патогенам. В настоящее время снипсы обнаружены и в генах. Оказалось, что около 93% генов содержат ОНП. Сравнение частот определённых типов ОНП у пациентов и в контрольных группах позволяет идентифицировать ОНП, с которыми ассоциируется заболевание. В настоящее время составляются карты ОНП, что позволит выяснить вклад отдельных различий в возникновение, течение и тяжести заболевания.

Предполагается, что имеется около 3 млн снипсов. Поэтому было предложено разделить все снипсы по группам. В одну группу объединяют рядом лежащие снипсы генома. Такие наследуемые вместе группы снипсов получили название – гаплотипы. Оказалось, что гаплотипы можно выделить в отдельных генах. Причём число их может колебаться в одном и том же гене от единиц (у Иванова) до десятков (у Петрова). Иными словами в человеческой популяции существуют вариации генов по гаплотипам. Математический расчёт показал, что каждый ген человека в среднем может иметь в популяции около 14 вариаций. Если у человека около 35 тысяч генов, с которых транскрибируется иРНК, следовательно имеется 400 – 500 тысяч их вариаций..

В последнее время накапливаются данные о том, что полиморфизм ДНК Х-хромосомы отмечается реже, чем для ДНК аутосом. Это свидетельствует о том, что Х-хромосома намного более консервативна в эволюции.

Наиболее простой пример полиморфного признака у человека – система группы крови. Высокий уровень полиморфизма выявлен в генах контролирующих синтез многих сывороточных белков, ферментов плазмы крови, эритроцитов и лейкоцитов. Сравнивая профили (расположение) снипсов в группе больных и здоровых лиц, можно установить, предрасположенность человека к тому или иному заболеванию, особенности его метаболизма, поведение лекарств в организме.

Полиморфизм генома для человека чаще всего не оказывает существенного влияния на жизнедеятельность особи. Однако, изменения в целом ряде генов, не проявляющиеся в нормальных условиях существования индивидуума, могут реализоваться в какую либо патологию при изменении среды обитания. Гены на проявление которых влияют условия существования индивидуума, его образ жизни получили название «гены предрасположенности». Достаточно часто изменения в гене могут касаться только одного нуклеотида (снипс). Уже известны гены предрасположенности к сердечно-сосудистым заболеваниям, атеросклерозу, раку, наркомании, алкоголизму и др.

МЗ. Геном – это весь генетический материал вируса, бактерии, эукариотической клетки, организма. Геномика – наука, изучающая строение и функцию генома. Геном содержит следующие сегменты ДНК: гены, регуляторные элементы, копии генов, псевдогены, прямые и обратные повторы, повторяющиеся последовательности, полиморфные структуры, локальные изменения ДНК (полиморфизм ДНК), транспозоны и некоторые другие. Псевдогены и локальные изменения внутри генов формируются в результате мутаций. Прямые и обратные повторы изменяют вторичную структуру ДНК. Транспозоны – сегменты ДНК с определённой структурой способные перемещаться по геному. Однонуклеотидный полиморфизм - различия в геномах по одной паре нуклеотидов - характерен для генома различных людей.

Дата добавления: 2015-11-14