Экогенетика және фармакогенетика негіздері

Экология мәселелеріне қоғамдық қызығушылық кенеттен пайда болды және Ю. Одум [1] «Қоршаған орта проблемаларына жалпы алаңдаушылық» деп аталатын қозғалыс 60-шы жылдардың ортасынан басталды. Ғылыми-техникалық төңкерістің аясында адамзат өзінің ұзақ эволюциясы үшін бүкіл ғаламшардың ауқымында алғаш рет химиялық, физикалық және биологиялық табиғат факторларын ластайтын адамды қоса алғанда, барлық тірі қысымға тап болды. Барлық жерде таралған (атмосфера, су, топырақ), олар адамдардың денсаулығына және табиғи қоғамдастықтарға әсер етеді. Жеке немесе факторлар жиынтығының қауіптілік дәлелдемелерінің нақты жүйесін әзірлеу және құру талап етіледі. Қоршаған ортаны қорғау стратегиясында басым тыйым салынған іс-шараларды болдырмаудың жалғыз мүмкіндігі дәл осы. Бұл ғылымның, атап айтқанда экологияның міндеті.

«Экология» термині (грек. ойкос-үй және логос-ғылым) 1866 жылы неміс биологы Эрнст Геккель (Ernst Haeckel) ұсынды. Гиппократ, Аристотель және басқа да ежелгі грек философтарының, сондай-ақ XVIII-XIX ғасырлардағы «биологиялық Қайта өркендеу» ұлы қайраткерлерінің еңбектерінде анық экологиялық сипаттағы мәліметтер бар. Отандық ғалым В. М. ұмытылған жұмысын атап өткен жөн. Осы уақытқа дейін сыртқы орта факторларының адамның өзгергіштігіне және тұқым қуалаушылығына, ұрпақтардың қатарында ағзаның мұра қасиеттерінің динамикасына әсері туралы ережелер қазіргі уақытқа дейін естілетін флоринскийдің «адам руын жетілдіру және шығару» (1865). Экологияны ғылым ретінде анықтау Э. Геккель дәуірінен айтарлықтай өзгерген жоқ және «табиғи үйде» тұратын барлық организмдерді және осы үйді өмірге жарамды ететін барлық функционалдық процестерді зерттеуді қамтиды. Бұл ағзалар мен олардың қоршаған ортасының арасындағы байланыстардың жиынтығына немесе сипатына ерекше назар аударылатын ғылым.

Қазіргі экологияның мазмұны өзіндік биологиялық спектрді құрайтын өмірді ұйымдастыру деңгейлерінің концепциясынан анықталады (сурет. 1). Әрбір деңгейде (қоғамдастық, популяция, организм, орган, жасуша және ген) қоршаған физикалық ортамен (энергия және затпен) өзара іс-қимыл нәтижесінде тиісті функционалдық жүйелер (генетикалық, жасушалық, орган, организмдер жүйелері, популяциялық және экожүйелер) пайда болады. Экология негізінен спектрдің оң жағында орналасқан жүйелерді, яғни организмдерден экожүйеге дейінгі ұйым деңгейлерін зерттейді. Бірақ экологиялық ғылымда осы схема спектрінің сол бөлігі — гендер мен генетикалық жүйелер қандай орын алады? (Бұл мәселе қазіргі заманғы экологияның анықтамасы мен мазмұны әлі күнге дейін орнықпағанын атап көрсетеді.) Мұнда N еске түсіру орынды.В. «Экология» терминін ұнатпайтын Тимофеева-Ресовскийдің пікірінше, Э. Геккель оны «барлығы туралы және тағы бір нәрсе туралы» ғылымды белгілеу үшін оңай енгізді [2]. Бірақ егер қазіргі заманғы экологияның жалпы үрдісін ұстанса, онда генетикалық жүйе және адам ағзасының қоршаған орта факторларына генетикалық негізделген реакциялары экология тұрғысынан болуы тиіс. Олар генетиканың жаңа саласы — Экологиялық генетика (экогенетика) зерттеуінің пәніне айналды.

ЭКОГЕНЕТИКА КОНЦЕПЦИЯСЫ

1971 жылы Брюэр (G.J. Brewer) дәрілік препараттарға әр түрлі жеке сезімталдықтың жинақталған мысалдарын талдай отырып және сол уақытқа белгілі дәрілерге реакциялардағы жеке әртүрліліктің генетикалық себептері туралы жорамалдарға сүйене отырып (фармакогенетика ұғымын ф. Фогель 1959 жылы ұсынды), дәрілерден басқа, басқа, орта факторларына ұқсас реакцияларды түсіндіру мүмкіндігіне жол берді. Мәселен, бір терминде тұқым қуалаушылық пен экологияның өзара байланысы — экогенетика анықталды.

Экогенетиканың жұмыс гипотезасы биохимиялық ерекшеліктер (биохимиялық даралық) ағзаның кез келген сыртқы әсерге реакциясының сипатын анықтайды. Шынында да, 50-ші жылға қарай патологиялық реакциялардың ерекше ферменттердің белсенділігінің өзгеруімен шарттасу фактілері жинақталған. Бұл гипотезаға шығу логикасын және оның одан әрі дамуын Фогель мен А. Мотульски сипаттаған глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназа (Г-6-ФДГ) ферментінің жеткіліксіздігін зерттеу мысалында көруге болады.

Кореядағы соғыс кезінде (1950-1952 жылдар) барлық американдық сарбаздар примахин безгекке қарсы препаратпен емдеу алдын алу курсынан өтті. Қара сарбаздардың 10% — ы және 1000 ақ сарбаздардың 1-2% — ы примахиннің қабылдауына жауап ретінде тамырлы гемолитикалық реакция дамыды. Бұрын ұқсас реакциялар қара тері ауруларын сульфаниламидтермен емдеу кезінде, сондай-ақ Сардиния тұрғындарында жылқы бұршақтарын тамаққа қолданғаннан кейін байқалды. Алдымен бұл факт иммундық механизмдердің әсерімен түсіндіруге тырысты. Бірақ қан төгетін зерттеулер нәтижесінде лимиттеуші фактор Г-6-ФДГ жеткіліксіздігі және гемолиз осы ферменттің жеткіліксіздігімен байланысты болып шықты.

Көп ұзамай дәрі — дәрмектің осы тобына реакцияның тағы бір ерекшелігі анықталды-гемолиз әйелдерге қарағанда ерлерде жиі кездеседі. Қосымша зерттеулер қажет болды. Алдымен эритроциттердегі глутатион деңгейінің қисықтары зерттелді. Афроамерикандықтарда таралу қисығының айқын көрінген бимодалдық (екі жақты) сипаты анықталды, және де популяцияның едәуір бөлігінде глутатион құрамының деңгейі өте төмен болды. Афроамериканок тобында қисық солға ығыстырылған, ал глутатионы төмен науқастардың үлесі ерлер тобына қарағанда әлдеқайда аз. Осыдан бұл белгі Х-хромосомамен тіркелген деген қорытынды жасалды. Кейінгі жұмыстар родословтарды талдауға қатысты болды, және генеалогиялық мәліметтер де осы препараттарға реакцияның тұқым қуалаудың х-тіркелген сипатын растады, бұл жұмыстарда Г-6-ФДГ ферментінің белсенділігін зерттеудің тікелей тесттері де қолданылды. Одан әрі зерттеу барысында адам популяцияларында бір-бірінен ферменттің белсенділігімен, әртүрлі буферлік жүйелердегі электрофоретикалық қозғалыстылығымен, ферменттің белсенділігінің рН-ке тәуелділігімен, термостабильділігімен, субстраттық ерекшелігімен және басқа параметрлермен ерекшеленетін Г-6-ФДГ бірнеше сирек түрлері анықталатыны анықталды. Қазіргі уақытта Г-6-ФДГ 300-ге жуық нұсқасы бар. ДНҚ деңгейіне генетикалық талдау жасалғаннан кейін Х-хромосомада орналасқан Г-6-ФДГ генінде мутациялардың көп саны табылды. Бұл мутациялар іс жүзінде өзгермеген биологиялық функциялары бар нұсқалардан тек қолайсыз жағдайларда ғана байқалатын, тіпті қолайсыз факторлар болмаған кезде де аурудың дамуын тудыратын нұсқаларға дейін фенотиптердің үздіксіз қатарын құрайды.

Бұл нақты мысалда экогенетиканың жалпы тұжырымдамалық ережелері көрсетілген. Олардың ішіндегі ең бастысы: полиморфизм (биохимиялық және ДНҚ деңгейінде) ауруларға сезімталдық немесе тұрақтылық қалыптасатын генетикалық субстрат болып табылады; дәрілік терапияның тиімділігі немесе табыссыздығы; жекелеген локустарда адам геномының мутациясының көп санының болуы, олар ортаның спецификалық факторына патологиялық реакцияны негіздейді. Жеке бұйра мутацияның кейбір бөлігі ғана аурудың дамуына немесе ауыр реакцияға әкеледі, мутацияның едәуір бөлігі ағзаға тән емес.

Осы уақытқа дейін сыртқы орта факторларына ерекше реакциялардың моногендік сипаты туралы әңгіме болды. Демек, экопатологиялық реакциялардың осы тобы үшін тұқым қуалаудың менделевтік заңдылықтары негізінде туысқандарында осындай жағдайлардың қайталануына немесе кездесуіне сенімді болжам болуы мүмкін. Сонымен қатар, қазіргі уақытта адам хромосомаларының генетикалық карталарында мутациясы ұқсас реакциялардың негізінде жатқан гендердің локустары белгіленген. Мысал ретінде 3-ші хромосоманың генетикалық картасын келтіреміз (сурет. 2). Онда станестезиялық ентігу, тиреоидты гормонға резистенттілік және сахарозаның көтере алмайтындығы көрсетілген.

Патологиялық реакциялардың моногенді сипаты экогенетикалық жауаптарды бақылайтын полигонды жүйелермен қатар бар екенін атап өткен жөн. Бұл жағдайларда көптеген гендердің нақты экологиялық факторға реакцияға қатысуының дәлелдемелері егіздік салғастырмаларда, зерттелетін фенотиптерді отбасылық корреляциялық талдауда және халықтың әртүрлі этникалық топтарындағы реакциялардың сипатын салыстыруда құрылады.

Экогенетика мәселелерін одан әрі баяндауда үш аспектіні қарастырамыз: фармакогенетиканы, табиғи-климаттық және тұрмыстық факторларға патологиялық реакцияларды, кәсіби зияндылықтарды, сондай-ақ мутагенездің экогенетикалық аспектілерін.

ФАРМАКОГЕНЕТИКАСЫ

Фармакогенетика-бұл дәрілік заттардың емдік және уытты әсерлерінің генетикалық факторларға тәуелділігін зерттейтін клиникалық фармакологияның бағыты. Әрбір дәрігерге дәрілік препараттың бірдей дозасын қабылдаған кезде науқастар оған сезімталдықта әртүрлі вариабельділік танытатыны белгілі. Дәрілік заттардың басым бөлігі бауырда метаболизденеді және олар үшін 3-10 есе жеке аралық өзгергіштік көрсетілген. Мұндай өзгергіштікті анықтайтын себептердің бірі-дәрілік заттарды метаболиздейтін ферменттер белсенділігіндегі айырмашылықтардың генетикалық детерминациясы.

Дәрілік заттардың метаболизміне белсенділігі ондаған есеге, әсіресе азаю жағына қарай өзгерген жағдайда, жеке тұлғаның дәрілік заттың метаболизміне қабілетін сипаттайтын көрсеткіштер шамаларының популяцияда таралуы екі немесе үш максимум (би — немесе тримодальды бөлу) болады, яғни дәрі метаболизмінің полиморфизмі туралы сөз болып отыр. Таралу бимодалдылығы популяцияда тез және баяу метаболизмі бар (БМ және ММ) дәрілік заттың фенотиптері бар екенін куәландырады. Орта факторлардың әсерін алып тастағанда мұндай метаболизмнің себебі, әдетте, генетикалық негізделген, ал дәрілік заттың метаболизміне қабілеттілігі моногенді бақылауға бағынады. Мұндай полиморфизмнің генетикалық табиғаты арнайы отбасылық немесе егіздік зерттеулермен расталуы тиіс. Қазіргі уақытта таблға препараттардың стандартты дозаларын енгізуге көптеген аномалды реакциялар анықталды. 1 олардың кейбіреулері ғана көрсетілген. Ацетилденудің полиморфизмі және тотығу полиморфизмнің бірнеше түрі ең үлкен мәнге ие.

Ацетилденудің полиморфизмі изониазидтің туберкулезге қарсы препаратын зерттеу кезінде анықталған, оны тез ацетилятор деп аталған адамдарда ацетилдену жылдамдығы баяу ацетилятор деп аталған адамдарда ондай препараттан екі есе артық. Кейінірек ММ фенотиптерде новокаинамид, апрессин, кофеин, бірқатар сульфаниламидті препараттардың ацетилденуі бұзылғандығы көрсетілді. Пациенттің ацетиляторлық фенотипі мен жанама құбылыстардың пайда болу жиілігі арасында жоғарыда көрсетілген препараттарды қолданудан тікелей тәуелділік анықталды. Осылайша, изониазидтің баяу метаболизмі бар адамдардың арасында перифериялық нерв жүйесінің зақымдану жиілігі БМ арасында қарағанда 7 есе жоғары. БМ — және ММ-фенотиптер жиілігіндегі популяциялық айырмашылықтар белгілі. Мысалы, Еуропалық популяциялардағы баяу ацетиляторлардың үлесі 59% — ды, афроамерикандық популяцияларда — 55% — ға жуық, моңғолоидтық популяцияларда-10-22% — ды құрайды.

Спартеин-дебризохин түріндегі тотығу полиморфизмі дебризохин препаратының гипотензивті (артериялық қысымның деңгейін төмендететін) және аритмиялық — спартеиннің биотрансформациясының полиморфизмін зерттегенде анықталған. Осы екі препараттың метаболизмі Р-450 цитохромы (р-45011Д6 цитохромы) тұқымдас бір изоферменттің қатысуымен орын алады. Енді осы изофермент метаболизмге 30-ға жуық дәрілік заттар қатысады, олардың ішінде трициклді антидепрессанттар (амитриптилин, имипрамин), бета-адреноблокаторлар (пропранол), антиаритмиктер (пропафенон), нейролептиктер (тиоридазин), фенамин және басқалары, олардың тізімі кеңейтіліп келе жатқан. Адам популяциясындағы спартеин-дебризохин фенотипінің таралуы нашар зерттелген (Ресейдің халық қоныстануы бойынша мұндай деректер жоқ). Алайда, ол моңғолоидты және афроамерикалық популяцияларда (1-2%) еуропеоидты (7,5%) салыстырғанда сирек кездеседі.

Науқастың метаболикалық фенотипі туралы мәліметтер тиімді емдеу үшін және дәрілік препараттарды қолдану кезіндегі асқынуларды болжамда маңызды. Алайда, тағы бір сәт — ферменттердің, атап айтқанда, эталондық препаратты метаболиздейтін бауырдың салыстырмалы ерекшелігін ескеру қажет. Әдетте, бір фермент бірнеше дәрілік препараттарды, кейде дәрілік емес заттарды метаболиздейді. Соңғы жағдайда сау адамның метаболикалық фенотипін білу маңызды болады, әсіресе химиялық өндірістің қызметкері болса.

ҚОРШАҒАН ОРТА ФАКТОРЛАРЫНА ЭКОГЕНЕТИКАЛЫҚ ПАТОЛОГИЯЛЫҚ РЕАКЦИЯЛАР

Индивидтердің дәрілерге дифференциалды сезімталдығы экогенетикалық патологиялық реакциялар аймағындағы аз ғана бөлігі. Олардың басым бөлігі қоршаған ортаның басқа да факторларымен анықталады: табиғи-климаттық жағдайлармен, өндірістік және тұрмыстық зияндармен, тамақ өнімдерімен. Кестеде келтірілген олардың мысалдары. 2, жұмыстардан жалпылама болып табылады [3, 4]. Олар генетикалық бөлшектерде оларға түсініктеме жеткілікті жарқын. Тек адам (осы нақты гендерді тасымалдаушы) ортаның ерекше (кейде оған жаңа) факторларының ықпалына түскен және олармен жанасқанда ғана өз әрекетін көрсететін үнсіз гендер туралы әңгіме болып отыр. Сондықтан полиморфты геномдық жүйелерді (үнсіз гендерді) және олардың патологиялық көрінісін тудыратын ықтимал факторларды түгендеудің шұғыл міндеті тұр [4].

Бұрын көрсетілгендей (суретті қараңыз. 2), қазіргі геномдық зерттеулер және молекулалық-генетикалық технологиялар адамның хромосомаларында бұл гендерді сәйкестендіруге және оларды тасымалдаушыларды анықтауға арнайы тесттер ұсынуға мүмкіндік береді. Тестілеудің мәні мынада. Егер осы патологиялық реакция немесе нақты арандатушы факторға (оның ішінде инфекциялық агентке) генотиппен берілген адамның жоғары сезімталдығы аномалиясымен байланысты ген белгілі болса, онда ол (ген) бөлінуі, клондалуы, белгі (флуоресцентті немесе радиоактивті) белгіленуі және зерттелетін пациентте ДНҚ (геннің) ұқсас фрагментін анықтау үшін зертханалық жағдайларда пайдаланылуы мүмкін. Бұл жағдайда бұл фрагмент (ген) ДНК-зонд (немесе генетикалық маркер) деп аталады. Сонымен қатар, зерттелетін индивидке денеден тыс өсірілетін кез келген ағзаның немесе тіннің, қан жасушаларының немесе жасушалардың тілігінен ДНҚ бөлінеді, бұл ДНҚ-ны арнайы ферменттермен ыдыратады, оның ұзындығы әртүрлі фрагменттерін алады. Содан кейін әр түрлі әдістерді қолдана отырып (олар жақсы белгілі және бөлшектерде өңделген) зерттелетін пациенттің ДНҚ фрагменттерімен белгілі генді (ДНК-зонд) будандастыруды жүзеге асырады. Будандау болған кезде осы индивидтің патологиялық генді тасымалдауандығы анықталған болып саналады. Экопатологиялық реакцияларды бақылайтын гендердің адам хромосомаларындағы белгілі оқшаулануы кестеде келтірілген. 3. Олардың барлығы ортаның қандай да бір факторларына аномалды реакциялар байқалатын адамдарды зертханалық анықтауға арналған әлеуетті ДНК-зондтар.

МУТАГЕНЕЗДІҢ ЭКОГЕНЕТИКАЛЫҚ АСПЕКТІЛЕРІ

Барлық тірі түрге тән тұқым қуалаушылық, екі негізгі түрі бар: будандастыру нәтижесінде туындайтын рекомбинациялық және мутациялық, будандастырумен байланысты емес, тірі ағзаның қоршаған орта факторларымен өзара іс — қимылының нәтижесі болып табылатын, ДНК-мутацияға дәйектілікпен мұраға өзгертуге әкеп соқтыруы мүмкін. «Мутация» термині (лат. mutatio-өзгерту) өткен ғасырдың соңында голланд ботанигі және эволюционист Г. де Фриз ұсынды. Рекомбинация және мутациялық процесс бүкіл эволюция бойында популяцияның тұқым қуалайтын полиморфизмін қалыптастыратын негізгі факторлар болып табылады.

Өткенде де, қазіргі уақытта да адамзат табиғи мутагеннің әсеріне ұшырайды-жердің иондаушы сәулеленуі, ғарыштық сәулеленуі, вирусты қоршаған. Жасанды мутагендермен қоршаған ортаны ластау кезеңі 500 мың жыл бұрын басталды, алғашқы қауымдық адамдар от — пиролизді алғашқы жасанды мутагендердің пайда болуына әкелді [5]. Бүгінгі таңда қоршаған ортадағы жаңа химиялық қосылыстар санының қарқынды өсуін атап өткен жөн: 4,5 млн.жасанды синтезделген химиялық қосылыстар адамның тіршілік ету ортасына енгізілді. Қазіргі адамның тіршілік ету ортасының аталған компоненттерінің көбі мутагендік әсерге ие болғандықтан, барлық тірі, оның ішінде адамға мутация қысымы апатты түрде ұлғаюда.

Осылайша тұқым қуалайтын аурулар, туа біткен даму кемістіктері, ісік аурулары жиілігінің динамикасында өзін көрсете алатын адам популяциясына мутациялық қысымның ұлғаю қаупін мойындай отырып, экспериментте мутациялық процесті зерделеу кезінде, сондай-ақ клиникалық бақылауларды талдау кезінде анықталған кейбір маңызды фактілерден өтуге болмайды. Ең алдымен жеке гендердің мутациясының өте төмен жиілігі; бір организмдегі әртүрлі гендердің мутация жиілігінің айырмашылығы анықталды; әр түрлі индивидтер бірдей жағдайларда ісіктердің дамуы немесе тұқым қуалайтын аурулары бар балалардың тууы кезінде пайда болатын мутациялар жиілігін береді. Бұл бақылаулар гипотезаның пайдасына соңғы патологиялық әсердің мутагендік әсердің ерекшелігіне ғана емес, сонымен қатар организмнің (жеке жасушалардың) метаболизмінің генотиптік ерекшеліктеріне байланысты екенін көрсетеді. Жеке мутагендерге әртүрлі жеке сезімталдық механизмдерін түсіну талпынысында және мутагенездің экогенетикалық аспектілері тұрады.

Мутациялық процесті қарастырудағы экогенетикалық ракурс ортаның белгілі бір мутагендеріне сезімталдығы жоғары адамдарды анықтау перспективасына байланысты маңызды болып табылады, бұл өз қызметінің түрі бойынша қолайсыз өндірістік факторлармен жанасатын индивидтердің кәсіби жарамдылығының (қауіпсіздігінің) биологиялық сипаттамаларын анықтауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, мутагенездің көп табандылығы мутагендердің соңғы әсерін әлсіретіп немесе толығымен бұғаттай отырып, мутагендердің мутациялық процесінің әртүрлі кезеңдерінде алдын алу әсерін жүзеге асыруға мүмкіндік береді.

Қорытынды

Мақалада қаралған адам денсаулығының проблемаларына байланысты экогенетиканың үш аспектісі (фармакогенетика, экопатологиялық реакциялар және мутагендік әсерлер), бұрыннан белгілі және экогенетикамен туылған принципті іс жүзінде жүзеге асыру мысалдары болып табылады: ауруды емес, науқасты емдеу. Бұл тек ауырған адам үшін ғана емес, сонымен қатар дені сау адамдар арасында алдын алу шараларын ұйымдастыру кезінде де әділ. Популяциялық деңгейде профилактиканы ұйымдастыру мүмкіндігімен қатар, салауатты өмір салты ретінде кең мағынада белгіленуі мүмкін, алдын алу ұсынымдарында әр индивидтің генотипінің бірегейлігін ескеретін тәсіл неғұрлым көп үміт күттіреді. Бұл жағдайда профилактикалық медицина Жалпы популяцияға бағытталмайды,ал оның бағдарлары жекелеген гендер, қоршаған ортаның ерекше факторларына, маркерлік профильдерге, генетикалық ансамбльдерге аномалдық реакцияларға бейімділік маркерлері болады. Экогенетиканың нақты мақсаты-осы тектес ұсыныстарды әзірлеу үшін ғылыми негіз құру, аурулардың теориясын денсаулықты сақтау теориясына өзгерту жолдарын анықтау.

7-тарау. ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ГЕНЕТИКА.ФАРМАКОГЕНЕТИКАСЫ
Жалпы сұрақтар

Адамның экологиялық генетикасы өмір сүру ортасы факторларының тұқым қуалаушылыққа әсерін зерттейді. Адамның экологиялық генетика негіздері эволюцияның жалпы биологиялық заңдылықтарында жатыр.

Жүз мың жыл бойы қоршаған орта үнемі өзгерді. Оның өзгерістеріне адам кең реакция нормасы бар биологиялық түр ретінде бейімделді. Адам ойшыл адам ретінде өмір сүру ортасының элементтерін белсенді өзгертті. Бір мезгілде топтық және популяциялық деңгейлерде генотиптер іріктелді. Қоршаған орта популяциялардың немесе адам топтарының тұқым қуалаушылық сипаттамаларына байланысты іріктеуді, өмір сүруін, өсіп-өнуін қамтамасыз етті. Адамның эволюциясы оның генотипінің эволюциясы арқылы жүрді. Биологиялық табиғат қалыптасты және адам қоршаған ортаға тек әлеуметтік ғана емес, биологиялық жағынан да бейімделген.

Қоршаған ортаның зақымдаушы немесе жаңа факторларының адамға әсері кезінде жағымсыз әсерлер мынадай түрде байқалуы мүмкін: 1) тұқым қуалайтын құрылымдардың өзгеруі (индукцияланған мутациялық процесс); 2) гендер экспрессиясының ортаның ерекше факторларына патологиялық көріністері; 3) негізгі популяциялық процестер арасындағы генетикалық тепе-теңдіктің бұзылуы нәтижесінде популяциялар гендік қорының өзгеруі (мутациялық процесс, іріктеу, көші-қон, гендердің дрейфі).

1-ші түрдегі әсерлер-ең алдымен қоршаған ортамен индукцияланған (сөздің кең мағынасында) мутациялық процесс. Бұл процесс жеке және популяциялық деңгейлерде адамның тұқым қуалайтын өзгергіштік қарқынының артуына алып келеді.

Адамда 2-ші түрдегі әсерлер патологиялық реакциялар (аурулар) түрінде жеке деңгейде, ал популяциялық деңгейде — үлкен немесе аз бейімделу (бейімдеу, жерсіндіру) түрінде көрінеді. Факторлар ортасының әсерінен аллельдердің патологиялық көріністері экогенетикалық реакциялар немесе аурулар деп аталады.

3-ші түрдегі әсерлер-популяциялар генофондының өзгеруі ұзақ мерзімді (ондаған және тіпті жүздеген ұрпақ) болып табылады. Биологиялық тұрақты түрге негізгі генетикалық процестердің тұрақты тепе-теңдігі тән (мутациялық процесс, іріктеу, көші-қон, гендердің дрейфі). Қазіргі кезең өмір сүру ортасының үлкен жылдамдығымен және өзгеру көлемімен сипатталады. Популяциялық деңгейде адамның тұқым қуалаушылығы тез өзгеруі мүмкін емес. Адамның тіршілік ету ортасының жоғары қарқынының және өзгеруінің үлкен көлемінің (өзгертілген экологиялық жағдайлар) салдары нақты популяциялардың немесе тұтастай адамзаттың гендік қорындағы өзгерістер болуы мүмкін.

Индукцияланған мутациялық процесс

Эволюцияның негізі ретінде тұқым қуалайтын өзгергіштіктің көзі мутация болып табылады. Мутациялық процесс-биологиялық түр ретінде адамның маңызды сипаттамаларының бірі. Тұрақты, адам үшін оңтайлы мутациялық процесс деңгейі, алайда көптеген физикалық, химиялық және биологиялық факторлардың әсерінен артуы мүмкін. Қазіргі жағдайда индукцияланған мутагенез құбылысының әмбебаптығы мен жалпыға бірдей болуы күмән тудырмайды.

Егер мутация ұрық жасушаларында пайда болса, тұқым қуалайтын патологияның жиілігі артады. Эмбрион мен ұрықтың жасушаларындағы мутациялар болашақ баланың бейімделуін төмендетуге, туа біткен даму кемістіктерінің жиілігін арттыруға, эмбрионның немесе ұрықтың өлуіне, құрсақішілік өсудің кідіруіне алып келеді. Постнатальді кезеңде соматикалық жасушалардағы мутациялық процесс қатерлі ісіктердің пайда болу жиілігін арттырады, иммунитетті бұзады,ерте қартаюды тудырады. Жалпы алғанда мутациялық процесс салдарының биологиялық және медициналық маңыздылығын қазіргі кезеңде мутагенез, канцерогенез және тератогенез көрсеткіштері бойынша қарастыру қажет.

50-ші жылдары біздің планетамыздағы атом қаруының кеңейтілген сынақтарына байланысты радиациялық фон арта бастады. Медицинада Иондаушы сәулеленуді кеңінен қолдану, ядролық материалмен техногенді апаттар (Атом кәсіпорындары, су асты қайықтары, атом электр станциялары) жүздеген мың адамдарда сәулелену дозасының жиналуына және мутация жиілігінің артуына әкеледі, бұл Челябі және Чернобыль апаттарының салдары бойынша жақсы белгілі.

ХХ ғасырдың 50-60 жылдары барлық елдерде химиялық заттардың өндірісі мен қолданылуы, оның ішінде хромосомаға белсенді әсер ететін заттар күрт арта бастады. Адамның тіршілік ету ортасындағы химиялық заттар (60 000 атауларға дейін) өнімдер мен өндіріс қалдықтарының бөлігі болып табылады. Жылына ондаған миллиард тонна химиялық заттар өндіреді. Ауадағы, судағы, тағамдағы, жұмыс орнындағы, коммуналдық ортадағы, дәрі-дәрмектердегі көптеген табиғи және синтезделген химиялық заттар әлеуетті мутагендер, канцерогендер, тератогендер болып табылатындығына күмән тудырмайды.

Адамның тіршілік ету ортасының химиялық заттармен су басуын, адамның иондаушы сәулелермен байланысын арттыруды назарға ала отырып, муталау жиілігінің нақты жоғарылауы туралы қорытынды жасауға болады.

ХХ ғасырда қоршаған ортаны сауықтыру жөніндегі шаралардың кезек күттірмейтіндігін көрсететін индукцияланған мутагенездің негізгі заңдылықтары анықталды. Индуцирленген мутагенездің басты сипаттамаларының ішінде әсер ету шегінің болмауын, әсердің дозаға тәуелділігін, мутация тұрақтылығын, әртүрлі мутагендердің аддитивтілігін, әсерінің мерзімін көрсетуге болады.

Мутагенез мәселелері бойынша іргелі генетикалық зерттеулердің басты нәтижесі-мутагендік қауіптілікті анықтау әдістерін әзірлеу. Оларды кеңінен қолдану экологтарға адамның тіршілік ортасын генетикалық тұрғыдан қауіпсіз етуге мүмкіндік береді, өйткені:

* қоршаған ортаның ластануы жалпы факторлар спектрінің салыстырмалы тез өзгеруімен артады;

* көптеген химиялық және радиациялық ластағыштардың кешенді әсері рұқсат етілген деңгейден асатын жиынтық әсер береді;

* адам мекендейтін ортада ұзақ тұрақтылығы бар факторлар (диоксиндер, радионуклидтер);

* полимерлі және пластмассалы «салмасы» заманауи тұрғын үй мутагенді, тератогенді және канцерогенді әсерлердің көзі болуы мүмкін;

* мутациялық процесс стресс пен психобелсенді заттардың кең таралуын күшейтеді (темекі шегу, есірткі) •

Гендер экспрессиясының патологиялық белгілері

Тұрақты Ағымдағы мутациялық және генетикалық-Автоматты болумен байланысты адам популяциясындағы эволюция бойы

(гендердің дрейфі) процестермен, сондай-ақ іріктеудің ықпалымен кең тұқым қуалайтын теңдестірілген полиморфизм қалыптасты. Қандай да бір ген полиморфты болып саналады, егер ол популяцияда екі Аллель және одан да көп болса, сирек кездесетін жиілігі 1%-дан кем емес. Адамның қазіргі популяцияларындағы полиморфизм көлемі үлкен. 25% кем емес, яғни 10 000-ға жуық гендер, адамның молекулярлық — биохимиялық Конституциясының антигендік, ферментативтік, рецепторлық жүйелері және басқа да элементтері полиморфтық жүйелер түрінде ұсынылған-2 Аллель және одан да көп, демек, генотиптердің жеке вариацияларының саны 210 000 болуы мүмкін. Мұндай алуан түрліліктің нақты шамасын елестету үшін, вариация тек 25 полиморфтық жүйемен (225) ғана біздің ғаламшар халқының санына жақын келетін жеке генотиптердің санын береді.

Ферменттік жүйелерде, көліктік ақуыздарда, антигендерде және клетканың рецепторларында көптеген вариациялар химиялық заттар метаболизмінің жеке ерекшеліктерін, биологиялық агенттерге немесе физикалық факторларға реакцияларды тудырады.

Адам экогенетикасының тұжырымдамасы қалыптасты және оның негіздері өткен ғасырдың 50-ші жылдарының ортасында, алғаш рет ферменттердің жеткіліксіздігіне байланысты дәрілерге генетикалық детерминирленген патологиялық реакциялар табылған кезде қалана бастады. Неміс генетигі Ф. Фогель (1959) осындай жағдайларды сипаттау үшін «фармакогенетика»терминін ұсынды. Жекелеген индивидтерде дәрілерге жоғары сезімталдық пен төзімділіктің мысалдары, эксперименталды деректердің жинақталуы,сондай-ақ дәрілердің түрленуінің тұқым қуалаушылық айырмашылықтары мен оларға реакциялардың молекулалық ажыратылуы сыртқы факторларға реакциялардың тұқым қуалаушылық айырмашылықтары туралы сұрақ қойды.

Адамның экогенетикасының мәселелері адамның тіршілік ету ортасы жаңа факторлармен (дәрі-дәрмектер, пестицидтер, тағамдық қоспалар және т.б.) толықтырылуына байланысты зерттелді. Эволюция процесінде адам осындай заттармен (немесе факторлармен) жанаспаған, сондықтан бұл заттардың әсеріне ешқандай іріктеу болған жоқ. Кейбір аллель өзінің селективті артықшылықтарына немесе дрейфіне байланысты, бірақ қоршаған ортаның басқа жағдайларында патологиялық әсерін тигізуі мүмкін. Әңгіме ортаның жаңа жағдайында өз қызметін көрсете бастаған «үнсіз» аллеялар туралы болып отыр. Бұл факторлардың экогенетикалық әсері деп аталады (күріш. 7.1).

Басқа да ұқсас мәліметтер

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *