الدراسات الوراثية: المؤشرات ، الطرق

في السنوات الأخيرة ، تم تتبع زيادة في نسبة الأمراض الوراثية في الهيكل العام للأمراض. في هذا الصدد ، دور البحوث الوراثية في الطب العملي آخذ في الازدياد. من دون معرفة علم الوراثة الطبية ، من المستحيل تشخيص الأمراض الوراثية والخلقية بفعالية وعلاجها والوقاية منها.

من المحتمل أن يكون الاستعداد الوراثي متأصلًا في جميع الأمراض تقريبًا ، ولكن درجة المرض تختلف إلى حد كبير. إذا أخذنا في الاعتبار دور العوامل الوراثية في حدوث الأمراض المختلفة ، فيمكننا التمييز بين المجموعات التالية منها.

• الأمراض ، التي يتم تحديد أصلها بالكامل من خلال العوامل الوراثية (التعرض لجين مرضي) ؛ تتضمن هذه المجموعة أمراضًا أحادية المنشأ ، والتي يخضع ميراثها للقواعد الأساسية لقوانين مندل (أمراض مندلروفاني) ، ويمكن أن يؤثر تأثير البيئة الخارجية فقط على شدة بعض مظاهر العملية المرضية (على أعراضها).
• الأمراض ، التي يتم تحديد حدوثها بشكل رئيسي من خلال تأثير البيئة الخارجية (العدوى ، الإصابات ، إلخ) ؛ الوراثة يمكن أن تؤثر فقط على بعض الخصائص الكمية لرد فعل الجسم ، وتحديد خصائص العملية المرضية.
• الأمراض التي تكون فيها الوراثة عاملاً سبباً ، لكن بعض مظاهر البيئة الخارجية ضرورية لمظاهرها ، ولا يخضع ميراثها لقوانين مندل (الأمراض غير الحائضية) ؛ يطلق عليهم متعدد توريك.

الأمراض الوراثية

تطور كل فرد هو نتيجة تفاعل العوامل الوراثية والبيئية. يتم إنشاء مجموعة من الجينات البشرية أثناء الإخصاب وبعد ذلك ، إلى جانب العوامل البيئية ، تحدد خصائص التطور. يسمى جسم الجينات في الجسم الجينوم. الجينوم ككل مستقر للغاية ، لكن تحت تأثير الظروف البيئية المتغيرة قد تحدث تغيرات فيه - طفرات.

الوحدات الأساسية للوراثة هي الجينات (أجزاء من جزيء الحمض النووي). تعتمد آلية نقل المعلومات الوراثية على قدرة الحمض النووي على التكرار الذاتي (التكرار). يحتوي الحمض النووي على الشفرة الوراثية (نظام لتسجيل المعلومات حول موقع الأحماض الأمينية في البروتينات باستخدام تسلسل ترتيب النيوكليوتيدات في الحمض النووي و messenger RNA) ، والذي يحدد تطور الأيض والخلايا. توجد الجينات في الكروموسومات ، وهي العناصر الهيكلية لنواة الخلية ، التي تحتوي على الحمض النووي. يطلق على المكان الذي تشغله الجينة موضع. أمراض أحادية المنشأ - أمراض أحادية الجينات ، أمراض متعددة الجينات (متعددة العوامل) - متعددة التركيز.

تتكون الصبغيات (هياكل على شكل قضيب مرئية في المجهر الضوئي في نوى الخلية) من عدة آلاف من الجينات. في البشر ، تحتوي كل خلية جسدية ، أي غير جنسية ، على 46 كروموسوم ، يمثلها 23 زوجًا. أحد الأزواج - الكروموسومات الجنسية (X و Y) - يحدد جنس الفرد. يوجد في نوى الخلايا الجسدية لدى النساء نوعان من الكروموسومات X ، لدى الرجال - واحد الكروموسوم X والكروموسوم Y. الكروموسومات الجنسية للرجال هي غير متجانسة: الكروموسوم X أكبر ، ويحتوي على العديد من الجينات المسؤولة عن تحديد الجنس وعلامات الجسم الأخرى. كروموسوم Y صغير وله شكل مختلف عن كروموسوم X ويحمل بشكل أساسي الجينات التي تحدد جنس الذكور. تحتوي الخلايا على 22 زوجًا من autosomes. تنقسم الكروموسومات البشرية الذاتية إلى 7 مجموعات: A (1 ، 2 ، 3 أزواج من الكروموسومات) ، B (4 ، 5 أزواج) ، C (6 ، 7 ، 8 ، 9 ، 10 ، ، 11 - ، 12 زوجًا ، وكذلك كروموسوم X ، يشبه الحجم الكروموسومات 6 و 7) ، D (13 ، 14 ، 15 زوجًا) ، E (16 ، 17 ، 18 زوجًا) ) ، F (19 ، 20 زوجا) ، G (21 ، 22 زوجا و Y كروموسوم).

توجد الجينات على طول الكروموسومات بشكل خطي ، وتحتل كل جين مكانًا محددًا بدقة (موضع). الجينات التي تشغل مواضع متماثلة تسمى أليلية. كل شخص لديه أليلين من نفس الجين: واحد لكل كروموسوم لكل زوج ، باستثناء معظم الجينات على الكروموسومات X و Y لدى الرجال. في الحالات التي توجد فيها الأليلات نفسها في المناطق المتجانسة من الكروموسوم ، يتحدثون عن متماثل الزيجوت ، وعندما تحتوي على أليلات مختلفة من نفس الجين ، من المعتاد التحدث عن تغاير الزيجوت في هذه الجينة. إذا كان للجين (أليل) تأثيره ، حيث أنه موجود فقط في كروموسوم واحد ، فإنه يطلق على الغالب. يتجلى الجين المتنحية فقط إذا كان موجودا في كل من أعضاء زوج الكروموسومات (أو في كروموسوم واحد في الرجال أو النساء مع النمط الجيني X0). يُطلق على الجين (وسماته المقابلة) X-linked إذا كان موجودًا على الكروموسوم X. وتسمى جميع الجينات الأخرى جسمية.

التمييز بين الميراث السائد والمتنحية. في حالة الميراث السائد ، تتجلى الصفة في كل من الحالات المتجانسة وغير المتجانسة. في حالة الميراث المتنحية ، لا تتم ملاحظة المظاهر المظهرية (مجموعة من السمات الخارجية والداخلية للجسم) إلا في حالة متماثل الزيجوت ، بينما تغيب عن الزيجوت غير المتجانس. من الممكن أيضًا وضع الوراثة السائد أو المتنحي المرتبط بالجنس ؛ بهذه الطريقة ، يتم توريث الصفات المرتبطة بالجينات الموجودة على الكروموسومات الجنسية.

عندما تصيب الأمراض الوراثية السائدة عادة عدة أجيال من نفس العائلة. مع الميراث المتنحي ، يمكن أن توجد حالة حامل متغايرة الزيجوت الكامنة للجين المتحول لفترة طويلة في الأسرة ، وبالتالي يمكن أن يولد أطفال مرضى من أبوين أصحاء أو حتى في أسر لم يعانوا من المرض لعدة أجيال.

تستند الأمراض الوراثية إلى طفرات الجينات. فهم الطفرات مستحيل بدون فهم حديث لمصطلح "الجين". حاليا ، يعتبر الجينوم بمثابة بناء تكافلي متعدد الجزيئات يتكون من عناصر ملزمة واختيارية. يتكون أساس العناصر الملزمة من قبل الموضع البنيوي (الجينات) ، وعدد وموقعه في الجينوم ثابت إلى حد ما. تمثل الجينات الهيكلية حوالي 10-15 ٪ من الجينوم. يشمل مصطلح "الجين" المنطقة المنقولة: exons (منطقة الترميز الفعلية) والإنترونات (منطقة غير مشفرة تفصل الإكسونات) ؛ وتسلسلات الجناح - زعيم ، يسبق بداية الجين ، ويترك منطقة غير مترجمة. العناصر الاختيارية (85-90 ٪ من الجينوم بأكمله) هي الحمض النووي الذي لا يحمل معلومات حول تسلسل الأحماض الأمينية للبروتينات وليس مطلوبا بشكل صارم. يمكن أن يشارك هذا الحمض النووي في تنظيم التعبير الجيني ، ويؤدي وظائف هيكلية ، ويزيد من دقة التزاوج المتماثل وإعادة التركيب ، ويساهم في التكرار الناجح للحمض النووي. تم الآن إثبات مشاركة العناصر الاختيارية في انتقال الشخصيات الوراثية وتشكيل التباين الطفري. هذا التركيب المعقد للجينوم يحدد تنوع الطفرات الجينية.

بمعنى أوسع ، الطفرة هي تغيير مستقر وراثي في الحمض النووي. قد تكون الطفرات مصحوبة بتغييرات في بنية الصبغيات التي تكون مرئية أثناء الفحص المجهري: الحذف - فقدان جزء من الكروموسوم ؛ الازدواجية - مضاعفة منطقة الكروموسوم ، الإدراج (الانقلاب) - تمزق منطقة الكروموسوم ، الدوران بمقدار 180 درجة والتعلق بمكان التمزق ؛ إزفاء - فصل جزء من كروموسوم واحد وتعلقه بآخر. مثل هذه الطفرات لها أكبر تأثير ضار. في حالات أخرى ، قد تتضمن الطفرات استبدال أحد النوكليوتيدات البيورينية أو بيريميدين في جين واحد (طفرات نقطية). تتضمن هذه الطفرات ما يلي: الطفرات الخاطئة (الطفرات ذات التغيير في المعنى) - استبدال النيوكليوتيدات في الكودونات بمظاهر النمط الظاهري ؛ طفرات هراء (لا معنى لها) - بدائل النوكليوتيدات التي تتشكل عندها كودونات الإنهاء ، ونتيجة لذلك ، يتم إنهاء تخليق البروتين المشفر بواسطة الجين قبل الأوان ؛ طفرات الربط هي بدائل من النيوكليوتيدات عند تقاطع الإكسونات والإنترونات ، مما يؤدي إلى تخليق جزيئات البروتين الممتدة.

في الآونة الأخيرة ، تم تحديد فئة جديدة من الطفرات - الطفرات الديناميكية أو طفرات التوسع المرتبطة بعدم الاستقرار في عدد النوكليوتيدات تتكرر في أجزاء مهمة وظيفيا من الجينات. تتميز العديد من تكررات النوكليوتيد المترجمة في المناطق المنقولة أو التنظيمية للجينات بمستوى عالٍ من التباين السكاني ، حيث لا تلاحظ أي اضطرابات نمطية (أي أن المرض لا يتطور). لا يتطور المرض إلا عندما يتجاوز عدد التكرار في هذه المواقع مستوى حرجًا معينًا. مثل هذه الطفرات ليست موروثة وفقًا لقانون مندل.

وهكذا ، فإن الأمراض الوراثية هي الأمراض التي تسببها الأضرار التي لحقت جينوم الخلية ، والتي يمكن أن تؤثر على الجينوم بأكمله ، والكروموسومات الفردية وتسبب أمراض الكروموسومات ، أو تؤثر على الجينات الفردية وتسبب أمراض الجينات.

يمكن تقسيم جميع الأمراض الوراثية إلى ثلاث مجموعات كبيرة:

• أحادية المنشأ.
• متعدد الجينات ، أو متعدد العوامل ، حيث تتفاعل طفرات عدة جينات وعوامل غير وراثية ؛
• تشوهات الكروموسومات ، أو تشوهات في هيكل أو عدد الكروموسومات.

وغالبا ما تسمى الأمراض التي تنتمي إلى المجموعتين الأوليين الأمراض الوراثية ، والثالثة ، الكروموسومات.

[1], [2], [3], [4]

تصنيف الأمراض الوراثية

كروموسوم	أحادية المنشأ	متعدد العوامل (متعدد الجينات)
الشذوذ في عدد الكروموسومات الجنسية: - متلازمة شيريفسكي تيرنر ؛ - متلازمة كلاينفلتر ؛ - متلازمة تريسومي X ؛ - متلازمة 47 ، XYY Autosome: - متلازمة داون. - متلازمة إدواردز. - متلازمة باتاو ؛ - التثلث الجزئي 22 الشذوذ الهيكلي للكروموسومات: متلازمة صرخة القطط. 4p متلازمة الحذف ؛ متلازمات microdeletion من الجينات المجاورة	Dominantnye جسمية: متلازمة مارفان مرض فون ويلبراند. فقر الدم Minskskogo-Shophfara وغيرها جسمية متنحية: - بيلة الفينيل كيتون ؛ - جلاكتوز الدم ؛ - التليف الكيسي ، إلخ. X المتنحية المتنحية: الهيموفيليا A و B ؛ اعتلال عضلي وغيرها المسيطر X المرتبط: - الكساح المقاوم لفيتامين د ؛ - اللون البني مينا الأسنان ، إلخ.	الجهاز العصبي المركزي: بعض أشكال الصرع والفصام ، إلخ. نظام القلب والأوعية الدموية: الروماتيزم وأمراض ارتفاع ضغط الدم وتصلب الشرايين ، إلخ. الجلد: التهاب الجلد التأتبي ، الصدفية ، إلخ. الجهاز التنفسي: الربو القصبي ، التهاب السنخ التحسسي ، إلخ. الجهاز البولي: تحص بولي ، سلس البول ، إلخ. الجهاز الهضمي: القرحة الهضمية ، التهاب القولون التقرحي ، إلخ.

يمكن أن تحدث أمراض الكروموسومات بسبب تشوهات الكروموسومات الكمية (الطفرات الجينية) ، وكذلك تشوهات الكروموسوم الهيكلية (الانحرافات الكروموسومية). سريريًا ، تظهر جميع أمراض الكروموسومات تقريبًا على أنها تطور عقلي ضعيف وتشوهات خلقية متعددة ، وغالبًا ما تتعارض مع الحياة.

تتطور الأمراض أحادية المنشأ نتيجة الأضرار التي لحقت بالجينات الفردية. غالبية أمراض الأيض الوراثية (بيلة الفينيل كيتون ، غالاكتوزيا ، عديدات السكاريد المخاطية ، التليف الكيسي ، متلازمة الغدة الكظرية ، الجليكوجينوز ، إلخ) تنتمي إلى أمراض أحادية المنشأ. الأمراض الوراثية أحادية الجينات موروثة وفقًا لقوانين مندل ويمكن تقسيمها إلى جسمية سائدة ، وراثي جسمي متنحي وترتبط بالكروموسوم X حسب نوع الوراثة.

الأمراض متعددة العوامل متعددة العوامل ، لتطورها يتطلب تأثير بعض العوامل البيئية. الأعراض الشائعة للأمراض متعددة العوامل هي كما يلي.

• ارتفاع وتيرة بين السكان.
• وضوحا تعدد الأشكال السريرية.
• تشابه المظاهر السريرية لل proband وأقرب الأقرباء.
• اختلافات العمر والجنس.
• بداية في وقت سابق وبعض التضخيم من المظاهر السريرية في الأجيال الهابطة.
• الفعالية العلاجية المتغيرة للعقاقير.
• تشابه المظاهر السريرية وغيرها من المظاهر المرضية في الأسرة المباشرة وال proband (معامل الوراثة للأمراض متعددة العوامل يتجاوز 50-60 ٪).
• التناقض بين قوانين الميراث وقوانين مندل

بالنسبة إلى الممارسة السريرية ، من المهم فهم جوهر مصطلح "التشوهات الخلقية" ، والتي يمكن أن تكون مفردة أو متعددة ، وراثية أو متقطعة. لا يمكن أن تعزى الأمراض الوراثية إلى تلك الأمراض الخلقية التي تحدث خلال الفترات الحرجة من التطور الجنيني تحت تأثير العوامل البيئية الضارة (الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية وغيرها) وليست موروثة. مثال على مثل هذا المرض يمكن أن يكون عيوب القلب الخلقية ، والتي غالبا ما تسببها الآثار المرضية أثناء وضع القلب (الثلث الأول من الحمل) ، على سبيل المثال ، العدوى الفيروسية ، التي تدور في أنسجة القلب النامي ؛ متلازمة الكحول للجنين ، تطور غير طبيعي للأطراف ، الأذنين ، الكلى ، الجهاز الهضمي ، إلخ. في مثل هذه الحالات ، تشكل العوامل الوراثية فقط الاستعداد الوراثي أو زيادة القابلية للتأثر بعوامل بيئية معينة. وفقًا لمنظمة الصحة العالمية ، توجد تشوهات النمو في 2.5٪ من جميع المواليد الجدد ؛ 1.5٪ منها ناتج عن عمل عوامل خارجية ضارة أثناء الحمل ، والباقي ذو طبيعة وراثية بشكل رئيسي. إن التمييز بين الأمراض الوراثية والأمراض الخلقية غير الموروثة له أهمية عملية كبيرة للتنبؤ بالذرية في عائلة معينة.

[5]

طرق تشخيص الأمراض الوراثية

يحتوي الطب العملي حاليًا على مجموعة كاملة من طرق التشخيص التي تسمح بتحديد الأمراض الوراثية باحتمال معين. تختلف الحساسية التشخيصية وخصوصية هذه الأساليب - البعض يسمح فقط باقتراح وجود المرض ، والبعض الآخر بدقة تحديد الطفرات الكامنة وراء المرض أو تحديد ملامح مسارها.

[6], [7], [8], [9]

الطرق الوراثية الخلوية

تستخدم طرق البحث الخلوي لتشخيص الأمراض الصبغي. وهي تشمل:

• البحث عن الكروماتين الجنسي - تقدير كروماتين X و Y
• النمط النووي (النمط النووي - مزيج من الكروموسومات الخلوية) - تحديد عدد وبنية الكروموسومات من أجل تشخيص أمراض الكروموسومات (الطفرات الجينومية والانحرافات الصبغية).

[10], [11], [12], [13],