У чего столько же хромосом как у человека
Откуда столько хромосом?
Генетики выяснили, что происходило с хромосомами нашего крысоподобного предка, пока он не превратился в человека
Поделиться:
Как многим известно, существует 4 группы крови, 9 чинов ангельских и 12 знаков Зодиака. Почему именно столько — тайна, недоступная профанам. Есть в нашей жизни и еще одно число, окутанное тайной: по какой-то причине у нас 46 хромосом. Если бы невежественные люди были чуть менее невежественны, они бы наверняка уже придумали, что пятая хромосома астрально связана с Сатурном, а восемнадцатая контролирует вход космических вибраций через пятки. К счастью, они достаточно невежественны, чтобы никогда не вспоминать о хромосомах.
Но откуда взялись эти 46? Вроде бы венцу творения можно было бы иметь число покруглее да позначительнее: 12, или 100, или 666, или хотя бы 144, то есть дюжину дюжин. Число 46 ничем не выделяет нас из рядов разнообразного зверья: у кролика 44, у ежика 48, а у нас ровно посерединке.
На этих хромосомах причудливо разбросаны всякие гены, тоже без видимого склада и лада. Почему, например, ваш рыжий (или нерыжий) цвет волос закодирован именно на 16-й паре хромосом, а порядок, в котором соединены ваши руки, ноги, туловище и голова, — на второй? Неужели вторая настолько важнее?
Вашего покорного слугу с детства интересовало, откуда это все взялось, но он стеснялся спросить, уж больно дурацкий получался вопрос. Видимо, понимая наше смущение, профессор Харрис Льюин из Калифорнии вместе с международной группой ученых предложил нам ответ авансом, не дожидаясь расспросов. Но прежде чем изложить результаты их работы, расскажем еще чуть-чуть о хромосомах.
Сломать и склеить
Детский вопрос, мучивший автора, приобрел особо зловещий аспект в середине прошлого века: тогда вдруг оказалось, что у человека 46 хромосом, а у шимпанзе 48. Это значит, что у шимпанзе есть целая лишняя пара хромосом, со всякими важными генами, а у людей ее нет и в помине. Но люди же настолько лучше шимпанзе! Неужели все эти обезьяньи гены настолько вредны, что стоило от них избавиться — и из волосатой лесной зверюги получился венец эволюции?
Ответ был найден в 1980 году. Генетики из университета Миннеаполиса нашли способ окрасить препарат человеческих и обезьяньих хромосом и сравнить их (Yunis J., Sawyer J., and Dunham K., Science, 1980). Оказалось, что характерный узор из чередующихся темных и светлых полос у шимпанзе и человека повторятся с фантастической точностью, будто это не два разных вида, а один. С единственной поправкой: то, что у нас называется «хромосома II», у шимпанзе (и у других человекообразных обезьян) разделено на две половинки — хромосомы 12 и 13.
Посмотрите, как похожи: слева человек, справа шимпанзе
Иллюстрация: Jorge Yunis/Science Magazine
Объяснение напрашивается само собой: в какой-то момент в человеческой истории, уже после того, как наши пути с шимпанзе разошлись, две предковые хромосомы вдруг объединились концами, образовав одну большую*. При этом гены — те самые, которые образуют при окрашивании индивидуальный узор темных и светлых полос, — никуда не делись, а потому мы ничем не хуже шимпанзе, да и не слишком-то и лучше, а просто гены наши соединены по-другому. Позже, в 1991 году, на второй человечьей хромосоме нашли следы того события — прямо у нее в середине были обнаружены остатки тех структур (теломер), которые обычно бывают у хромосомы на концах. Дайте нам еще десяток миллионов лет поэволюционировать, и мы избавимся от этого атавизма, но пока улики сохраняются.
То, что произошло с нашим далеким предком — не такая уж экзотика. Это называется «транслокация»: две хромосомы объединяются, обмениваются кусками, кусок одной хромосомы отрывается и цепляется к другой, иногда даже хромосома замыкается концами в колечко. Подобные штуки происходят постоянно: примерно один на тысячу человеческих младенцев несет хромосомную транслокацию. Многие из них не проявляются никак, некоторые ведут к отставанию в развитии. А есть у нас, например, довольно знаменитая «филадельфийская хромосома» (это когда 9-я и 22-я обмениваются кусками) — она с большой вероятностью награждает своего хозяина одним из нескольких видов лейкозов. Или прелестная «робертсоновская» транслокация der(14; 21): у ее носителей по факту как бы лишняя половинка 21-й хромосомы и, как следствие, синдром Дауна. Только в отличие от обычного этот — вместе с дефектной хромосомой — прослеживается в семьях на протяжении поколений.
Судьба однажды забросила автора этих строк в детскую Морозовскую больницу, где он увидел кариотипы (фотографии всех хромосом, разложенных по порядку) с разными странными транслокациями, а также детей, которым небеса судили с этими транслокациями родиться. Зрелище это интригующее, но далеко не веселое.
Впрочем, вернемся к обезьянам. Та транслокация, которая случилась в процессе превращения обезьяны в человека, отличается от всех этих разнообразных генетических дефектов одним: она закрепилась в популяции. То ли была не слишком вредна, то ли даже чем-то полезна, но факт остается фактом: в какой-то момент существовала скрещивающаяся группа приматов, которые все как один несли эту транслокацию, и эта группа оказалась настолько эволюционно успешна, что породила Данте, Эйнштейна и даже министра культуры РФ, доктора исторических наук В. Р. Мединского, обмолвившегося как-то о лишней хромосоме россиян.
Несомненно, такое случалось в эволюции и раньше, и не раз — не случайно же земные твари так разнообразны по количеству хромосом. Но вот только восстановить эту историю по распределению полосок на хромосоме уже не получится, слишком сильно они отличаются друг от друга, по сравнению с нами и шимпанзе. Но это не значит, что восстановить последовательность этих событий совсем уж невозможно.
Тут мы наконец возвращаемся к работе Харриса Льюина и его коллег. Именно они придумали, как это сделать.
Как все это было
В распоряжении коллег Льюина было куда больше фактов, чем у ученых из Миннеаполиса, разбиравшихся с шимпанзе 37 лет назад. А именно, они использовали полные расшифрованные геномы двадцати одного вида зверей. И еще, конечно, у них был компьютер! Точнее, разработанный ими алгоритм DESCHRAMBLER (в вольном переводе — нечто, превращающее яичницу обратно в яйцо).
Хитрая программа выделила во всех геномах зверья — а 19 из 21 твари были плацентарными млекопитающими — больше двух тысяч похожих кусков, которые у каждого из них были перепутаны и перемешаны между собой. Это, собственно, «яичница». А потом программа прикинула, как эти куски могли бы перетасоваться за сотню миллионов лет эволюции, чтобы получилось то, что получилось. И главным образом, как выглядел геном того самого первого плацентарного млекопитающего, от которого мы все произошли, — условное «яйцо».
Если вам еще интересно, у того крысообразного звереныша было 42 хромосомы (21 пара). На долгом пути от него к нам 162 раза хромосомы рвались и соединялись по-другому. При этом, как ни странно, одну из хромосом (двадцатую) тот крысеныш ухитрился передать нам в целости и сохранности. А вот у слона, к примеру, за плечами совершенно другая история хромосомных поломок и починок. У собаки тоже история, не слишком похожая на нашу, хотя 6 событий у нас с ней общие. Пятнадцать общих с крысой (те же 6, что с собакой, плюс еще 9). 62 — с маленькой обезьянкой-игрункой, что родом из Бразилии. И наконец 149 — с шимпанзе (оказывается, мы отличаемся от них вовсе не единственной транслокацией: на пути от общего предка у нас было 13 таких событий, у шимпанзе — 14).
Детали этой истории можно при желании рассмотреть на картинке.
Иллюстрация: Harris Lewin/UC Davis
Раз мы теперь знаем, как выглядели хромосомы общего предка плацентарных млекопитающих, можно задаться вопросом: много ли у нас с ним общего? Просто чтобы не повторился тот казус, о котором мы рассказали в начале, что якобы у шимпанзе есть целая лишняя хромосома, на которой закодировано черт знает что. Ну так вот, у общего предка плацентарных (то есть человека, крысы, коровы, слона и ламантина) уже было около 80% всего того, что есть у нас в геноме. У общего предка «бореоэутериев» (это все наши звери, кроме опять же слона, ламантина, трубкозуба и им подобных странных существ), а также общего предка «эуархонтоглиров» (это мы, приматы и наши ближайшие родственнички-грызуны) — больше 80%, у общего предка приматов — больше 90% всего нашего генетического богатства. Другое дело, что использовали это богатство все мы по-разному. Ну так это же часто бывает среди ближайших родственников: поделили с братом отцову избу, его половина сгнила, ваша — как на картинке. Но это не повод, чтобы задирать нос перед трубкозубом или голым землекопом. Все равно дальше-то будем выкручиваться все вместе.
Кроме вот этой общегуманитарной морали, которую мы вывели из работы Льюина и его коллег, оттуда следуют еще разные мелочи: например, знание о том, в каких точках хромосома предпочитает ломаться и почему. Это знание, наверное, как-то можно будет использовать, чтобы рождалось поменьше детишек с хромосомными нарушениями, а если родятся — чтобы у них в жизни было все нормально. Но в такие вопросы нам, профанам, вникать не так интересно: мы воспринимаем как должное, что непонятные и неизлечимые недуги со временем становятся понятными и излечимыми. А вот то, что для этого иногда приходится восстанавливать историю происхождения наших 46 хромосом от ископаемой крысы, — приятный бонус. Это дает нам право воображать, будто смысл работы ученых в том, чтобы отвечать на наши глупейшие вопросы. Может, когда-нибудь они выяснят, почему чинов ангельских именно девять, а может, мы и сами потеряем интерес к подобной чепухе и заинтересуемся наконец потрясающей тайной жизни.
Кстати, если кто-то уже заинтересовался, по-английски о работе Льюина можно прочитать на сайте его университета.
* Примечание. Хромосомы всех живых существ нумеруются от самой большой к самой маленькой. Неудивительно, что продукт слияния двух обезьяньих хромосом оказался довольно большим, а потому приобрел у нас привилегированное место в начале списка.
Что такое ДНК и хромосомы
Что такое ДНК, и из чего она состоит? Кто и когда открыл эту молекулу в клетках человека и других живых организмов? Чем уникален открытый учеными механизм наследования, и какие последствия ждал весь мир после этого открытия? Всю необходимую информацию Вы можете узнать, прочитав эту статью.
Когда впервые в истории появилось упоминание о ДНК
Иоганнес Фридрих Фишер – врач и биолог-исследователь родом из Швейцарии, стал первым в мире ученым, выделившим нуклеиновую кислоту. Открытие случилось в 1869 году, когда он занимался изучением животных клеток, а именно лейкоцитов, которых много содержалось в гное. Совершенно случайно молодой ученый заметил, что при отмывании лейкоцитов с гнойных повязок от них остается загадочное соединение. Под микроскопом Иоганн обнаружил, что оно содержится в ядрах клеток. Это соединение Мишер назвал нуклеином, а в процессе изучения его свойств переименовал в нуклеиновую кислоту, из-за наличия свойств, как у кислот.
Роль и функции только открытой нуклеиновой кислоты были неизвестны. Однако многие ученые того времени уже высказывали свои теории и предположения о существовании механизмов наследования.
Нынешние взгляды на состав молекулы ДНК ассоциируются у людей с именами английских ученых Джорджа Уотсона и Фрэнсиса Крика, которые открыли структуру данной молекулы в 1953 году. За несколько лет до этого, в тридцатые годы, ученые из советского союза А.Н. Белозерский и А.Р. Кезеля доказали наличие ДНК в клетках во всех живых организмах, тем самым они опровергли теорию о том, что молекула ДНК находится только в клетках животных, а в клетках растений присутствует только РНК. Лишь спустя несколько лет, в 1944 году, группой освальдских ученых было установлено, что молекула ДНК является механизмом сохранения наследственной информации клетки. Таким образом, благодаря совместным усилиям и трудам исследователей человечество познало тайну процесса эволюции и его основных принципов.
ДНК в медицине
Открытие состава молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты позволило перейти медицине на новый уровень развития. Появилось большое количество новых направлений практической медицины, стали доступны новые методы лечения, диагностики. Благодаря этому фундаментальному открытию для науки и современным технологиям, человечеству стали доступны:
И это еще не все доступные для людей услуги, которые может предложить медицина, изучающая генетику. Выше были представлены только самые популярные среди людей тесты. Перспективой для многих ученых-генетиков является создание таких лекарств, способных победить все болезни на Земле и даже смертность.
Строение молекулы ДНК
От цепочки к хромосоме
В каждом живом организме находится миллионы клеток, а внутри этих клеток находится ядро. Клетки, содержащие в себе ядро, называются эукариотами или ядерными. У древних одноклеточных нет оформленного ядра. К таким безъядерным одноклеточным, или прокариотам, относятся бактерии и археи, например, кишечная палочка или серая анаэробная бактерия. Также ядро отсутствует в клетках вирусов и вироидов, однако причисление вирусов к живым организмам – вопрос спорный, о котором по сей день дискуссируют ученые.
В ядре находятся хромосомы – структурный элемент, в котором содержится молекула ДНК в виде спирали, хранящая внутри себя всю генетическую информацию клетки.
Процесс упаковки ДНК спиралей
Количество нуклеотидов в ДНК велико, и нужны длинные цепочки, чтобы вместить все их число, поэтому нити ДНК закручиваются в две спирали, что позволяет укоротить цепочки в 5 раз, сделав их более компактными. Нити ДНК могут также закручиваться в форму суперспирали. Двойная спираль пересекает свою ось и накручивается на специальные гистоновые белки – гиразы, образуя при этом супервитки. Таким образом, двойная спираль закручивается в спираль более высокого порядка. Сокращение цепочек в этом случае произойдет в 30 раз.
Как гены связаны с ДНК
Ген – самый изученный на сегодняшний день участок ДНК. Гены являются структурной единицей наследственности всех живых организмов. Цепочки нуклеотидов в ДНК состоят из генов, которые определяют генотип особи, например, цвет и разрез глаз, тип кожи, рост, группу и резус фактор крови и другие физиологические качества и особенности внешности.
Еще много отраслей генетики до конца не изучены, и до конца не раскрыты все функции генома, но ученые до сих пор продолжают изучение генов, чтобы добиться новых открытий в области генетики.
Хромосома: определение и описание
Хромосомы – структурный элемент клетки, находящийся внутри ядра. Они содержат в себе молекулы ДНК, в которых содержится вся наследственная информация.
Строение и виды хромосом:
Отсюда возникают различные типы хромосом:
Всего в клетке человека находится 46 хромосом: 22 пары аутосом, встречающиеся у обоих полов, и одна пара половых хромосом: XY – у мужчин, XX – у женщин. Забавно, что если прибавить к количеству хромосом хотя бы одну пару, то человек мог бы быть шимпанзе или тараканом, а если отнять, то – кроликом.
Еще интересно то, что человек и ясень имеют одинаковое количество хромосом, несмотря на принадлежность к разным видам и царствам.
Наследственные болезни
Генетический код – система записи генетической информации в ДНК и РНК в виде определенной последовательности в цепочке нуклеотидов. Он должен сохранять наследственную информацию в первоначальном виде, восстанавливая повреждения цепочки в последующем поколении с помощью ДНК. Однако ген может каким-то образом быть поврежден, либо в нем может произойти мутация.
Генные мутации – изменение в последовательности нуклеотидов, например выпадение, замена, вставка другого нуклеотида в цепочку. Последствия этих мутаций могут быть полезные, вредные или нейтральные. Примером полезных мутаций является устойчивость к минусовым температурам, увеличенная плотность костей, меньшая потребность во сне, устойчивость к ВИЧ и другие. Примером вредных мутаций является аллергия на солнечный свет, глухота слепота и так далее. К нейтральным мутациям относятся те мутации, которые не влияют на жизнеспособность, например, гетерохромия.
Существуют также летальные и полулетальные мутации. Летальные мутации несовместимы с жизнью и приводят к гибели организма на ранних этапах его развития, например, при рождении у особи отсутствует головной мозг. Полулетальные мутации не приводят к смерти особи, но значительно уменьшают ее жизнеспособность. К таким мутациям относятся заболевания человека, передающиеся по наследству. Например, наличие 47-й хромосомы может вызвать у человека синдром Дауна, а, наоборот, отсутствие 46-й парной хромосомы – сидром Шерешевского-Тернера.
Расшифровка цепочки ДНК
Расшифровка цепочки ДНК в клетке – это исследование всех известных генов в клетках человека. Хоть цена за такую услугу значительно упала за последние десять лет, однако такое исследование по-прежнему остается дорогим удовольствием, и не каждый человек сможет позволить себе оплатить такую услугу. Чтобы уменьшить цену этого исследования, расшифровку ДНК стали делить по тематикам. Таким образом, появились различные тесты, которые исследуют интересующую человека группу генов и ее функции.
Как происходит расшифровка цепочки ДНК?
Таким образом, ученые получают картину гена, которую можно изучить и расшифровать. Синтез РНК Нуклеотиды делятся на четыре базовых элемента, служащими основой для формирования генов: АТГЦ, или аденин, тимин, гуанин, цитозин. В их состав входят фосфорные остатки, азотистые основания и пептоза.
Важно, что молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты не должна выходить за пределы мембраны ядра. С помощью РНК, которая играет роль копии участка цепи с генетическим кодом, генетическая цепочка может покинуть ядро, попасть вовнутрь клетки и воздействовать на ее внутренние процессы.
Как это происходит:
Итак, группа генов, участвующих в процессе старения клеток может, как заставить процесс старения идти быстрее, так и вовсе его остановить и запустить процесс омолаживания. То есть, каждый из генов может спровоцировать синтез нескольких видов белка.
Сутягина Дарья Сергеевна
В нашей ДНК содержится очень много информации, но пока мы можем расшифровать лишь небольшой процент генов. Добавлю несколько интересных фактов о ДНК: возможность двойной ДНК у человека. Такое явление случается, когда при беременности в утробе развиваются близнецы, но в процессе развития плода они сливаются в одного человека. Длина одной молекулы ДНК человека равна 2 метрам, а общая длина цепочки ДНК всех клеток тела человека равна 16 млрд. километрам, что равно расстоянию от Земли до Плутона. ДНК человека и кенгуру всего лишь 150 млн. лет назад были одинаковыми. Все знания и информация во всем мире могла бы уместиться всего лишь в 2 граммах дезоксирибонуклеиновой кислоты.
ООО «Медикал Геномикс» Лицензия № ЛО-69-01-002086 от 06.10.2017
Юр. адрес: г. Тверь, ул. Желябова, 48
ООО «Лаб-Трейдинг», ИНН: 6950225035, ОГРН: 1186952017053, КПП:695001001
Юр. адрес: г. Тверь, ул. 1-Я За Линией Октябрьской Ж/Д, 2, оф. 22
Генетические нарушения у человека и методы их выявления
Генами называются участки ДНК, в которых закодирована структура всех белков в теле человека или любого другого живого организма. В биологии действует правило: «один ген – один белок», то есть в каждом гене содержится информация только об одном определенном белке.
В 1990 году большая группа ученых из разных стран начала проект под названием «Геном человека». Он завершился в 2003 году и помог установить, что человеческий геном содержит 20–25 тысяч генов. Каждый ген представлен двумя копиями, которые кодируют один и тот же белок, но могут немного различаться. Большинство генов одинаковые у всех людей – различается всего 1%.
ДНК находится в клетке внутри ядра. Она особым образом организована в виде хромосом – эти нитеподобные структуры можно рассмотреть в микроскоп с достаточно большим увеличением. Внутри хромосомы ДНК намотана на белки – гистоны. Когда гены неактивны, они расположены очень компактно, а во время считывания генетического материала молекула ДНК расплетается.
В клетках человека есть структуры, которые называются митохондриями. Они выполняют роль «электростанций» и отвечают за дыхание. Это единственные клеточные органеллы, у которых есть собственная ДНК. И в ней тоже могут возникать нарушения. 
Весь набор хромосом в клетке называется кариотипом. В норме у человека он представлен 23 парами хромосом, всего их 46. Выделяют два вида хромосом:
Методы исследования хромосом
Для исследования кариотипа применяют специальный метод – световую микроскопию дифференциально окрашенных метафазных хромосом культивированных лимфоцитов периферической крови.
Этот анализ применяется для диагностики различных хромосомных заболеваний. Он позволяет выявлять такие нарушения, как:
Однако с помощью исследования кариотипа можно выявить не все генетические нарушения. Оно не способно обнаружить такие изменения, как:
Для получения дополнительной информации, не видимой в световой микроскоп, используют хромосомный микроматричный анализ (ХМА). С его помощью можно изучить все клинически значимые участки генома и выявить изменения в количестве и структуре хромосом, а именно микрополомки (микроделеции и микродупликации).
Во время хромосомного микроматричного анализа применяют технологию полногеномной амплификации и гибридизации фрагментов опытной ДНК с олигонуклеотидами, нанесенными на микроматрицу. Если объяснять простыми словами, то сначала ДНК, которую необходимо изучить, копируют, чтобы увеличить ее количество, а затем смешивают ее со специальными ДНК-микрочипами, которые помогают выявлять различные нарушения.
Эта методика позволяет в одном исследовании выявлять делеции и дупликации участков ДНК по всему геному. Разрешающая способность стандартного ХМА от 100 000 пар нуклеотидов – «букв» генетического кода (в отдельных регионах от 10 000 п. н.).
С помощью ХМА можно выявлять:
Однако, как и предыдущий метод, хромосомный микроматричный анализ имеет некоторые ограничения. Он не позволяет выявлять или ограничен в выявлении таких аномалий, как:
Мутации в генах и заболевания, к которым они способны приводить
Мутации – это изменения, которые происходят в ДНК как случайным образом, так и под действием разных факторов, например химических веществ, ионизирующих излучений. Они могут затрагивать как отдельные «буквы» генетического кода, так и большие участки генома. Мутации происходят постоянно, и это основной двигатель эволюции. Чаще всего они бывают нейтральными, то есть ни на что не влияют, не приносят ни вреда, ни пользы. В редких случаях встречаются полезные мутации – они дают организму некоторые преимущества. Также встречаются вредные мутации – из-за них нарушается работа важных белков, наоборот, происходят достаточно часто. Генетические изменения, которые происходят более чем у 1% людей, называются полиморфизмами – это нормальная, естественная изменчивость ДНК Полиморфизмы ответственны за множество нормальных отличий между людьми, таких как цвет глаз, волос и группа крови.
Все внешние признаки и особенности работы организма, которые человек получает от родителей, передаются с помощью генов. Это важнейшее свойство всех живых организмов называется наследственностью. В зависимости от того, как проявляются гены в тех или иных признаках, их делят на две большие группы.
Например, карий цвет глаз у человека является доминантным. Поэтому у кареглазых родителей с высокой вероятностью родится кареглазый ребенок. Если у одного из родителей глаза карие, а у другого голубые, то вероятность рождения кареглазых детей в такой семье тоже высока. У двух голубоглазых родителей, скорее всего, все дети тоже будут голубоглазыми. А вот у кареглазых родителей может родиться ребенок с голубыми глазами, если у обоих есть рецессивные «гены голубоглазости», и они достанутся ребенку. Конечно, это упрощенная схема, потому что за цвет глаз отвечает не один, а несколько генов, но на практике эти законы наследования зачастую работают. Аналогичным образом потомству могут передаваться и наследственные заболевания. 
Как выявляют рецессивные мутации?
Для выявления мутаций, которые передаются рецессивно, используют целый ряд исследований.
Секвенирование по Сэнгеру – метод секвенирования (определения последовательности нуклеотидов, буквально – «прочтение» генетического кода) ДНК, также известен как метод обрыва цепи. Анализ используется для подтверждения выявленных мутаций. Это лучший метод для идентификации коротких тандемных повторов и секвенирования отдельных генов. Метод может обрабатывать только относительно короткие последовательности ДНК (до 300–1000 пар оснований) одновременно. Однако самым большим недостатком этого метода является большое количество времени, которое требуется для его проведения.
Если неизвестно, какую нужно выявить мутацию, то используют специальные панели.
Панель исследования — тестирование на наличие определенных мутаций, входящих в перечень конкретной панели исследования. Анализ позволяет выявить одномоментно разные мутации, которые могут приводить к генетическим заболеваниям. Анализ позволяет компоновать мутации в панели по частоте встречаемости (скрининговые панели, направленные на выявление носительства патологической мутации, часто встречаемой в данном регионе или в определенной замкнутой популяции) и по поражаемому органу или системе органов (панель «Патология соединительной ткани»). Но и у этого анализа есть ограничения. Анализ не позволяет выявить хромосомные аберрации, мозаицизм и мутации, не включенные в панель, митохондриальные заболевания, а также эпигенетические нарушения.
Не в каждой семье можно отследить все возможные рецессивные заболевания. Тогда на помощь приходит секвенирование экзома – тест для определения генетических повреждений (мутаций) в ДНК путем исследования в одном тесте практически всех областей генома, кодирующих белки, изменения которых являются причиной наследственных болезней.
Секвенирование следующего поколения-NGS – определение последовательности нуклеотидов в геномной ДНК или в совокупности информационных РНК (транскриптоме) путем амплификации (копирования) множества коротких участков генов. Это разнообразие генных фрагментов в итоге покрывает всю совокупность целевых генов или, при необходимости, весь геном.
Анализ позволяет выявить точечные мутации, вставки, делеции, инверсии и перестановки в экзоме. Анализ не позволяет выявить большие перестройки; мутации с изменением числа копий (CNV); мутации, вовлеченные в трехаллельное наследование; мутации митохондриального генома; эпигенетические эффекты; большие тринуклеотидные повторы; рецессивные мутации, связанные с Х-хромосомой, у женщин при заболеваниях, связанных с неравномерной Х-деактивацией, фенокопии и однородительские дисомии, и гены, имеющие близкие по структуре псевдогены, могут не распознаваться. 
Что делать, если в семье есть наследственное заболевание?
Существуют два способа выявить наследственные генетические мутации у эмбриона:
Предимплантационное генетическое тестирование (ПГТ) в цикле ЭКО. Это диагностика генетических заболеваний у эмбриона человека перед имплантацией в слизистую оболочку матки, то есть до начала беременности. Обычно для анализа проводится биопсия одного бластомера (клетки зародыша) у эмбриона на стадии дробления (4–10 бластомеров). Существует несколько видов ПГТ: на хромосомные отклонения, на моногенные заболевания и на структурные хромосомные перестройки. Данные Simon с соавторами (2018) говорят о том, что в случае проведения ЭКО с ПГТ у пациентки 38–40 лет результативность ЭКО составляет 60%. Но при исследовании эмбриона есть ряд ограничений. Так, из-за ограниченного числа клеток можно не определить мозаицизм.
Если нет возможности провести ЭКО с ПГТ, то используют второй вариант – исследование плодного материала во время беременности.
Для забора плодного материала используют инвазивные методы:
Далее эти клетки исследуют при помощи одного или нескольких генетических тестов (которые имеют свои ограничения). Проведение инвазивных методов может быть связано с риском для беременности порядка 1%.
Таким образом, проведя дополнительные исследования, можно значительно снизить риск рождения ребенка с генетическим заболеванием в конкретной семье. Но привести этот риск к нулю на сегодняшний день, к сожалению, невозможно, так как любой генетический тест имеет ряд ограничений, что делает невозможным исключить абсолютно все генетические болезни.
Автор статьи
Пелина Ангелина Георгиевна
Ведёт генетическое обследование доноров Репробанка, осуществляет подбор доноров для пар, имеющих ранее рождённых детей с установленной генетической патологией.