Секреты наследственности человека

Проблема защиты своей ДНК от всевозможных повреждений является настолько общей и фундаментальной, что ответственные за подобную протекцию гены оказались очень схожими и у человека, и у грызунов, и у пивных дрожжей. Не вызывает сомнений, что эти гены являются неотъемлемой частью генома практически любого земного организма. Нарушения в работе этих важных генов приводят к тяжелейшим последствиям. У человека наиболее известные из них — пигментная ксеродерма, синдромом Коккейна и трихотиодистрофия.

Больные ксеродермой (от греч. ксеро — сухой, и дерма — кожа) крайне чувствительны к солнечному свету. На поверхности их кожи часто возникают множественные веснушки и даже рубцы, кожа меняют свою пигментацию и становится сухой. К сожалению, часто у таких людей уже в юном возрасте возникают различные раки кожи — меланомы и карциномы. Средний возраст появления подобных опухолей у больных ксеродермой — всего 8 лет, тогда как у прочих пациентов подобные новообразования и среднем проявляются только к 50-ти годам.

Ксеродерма распространена во всем мире. По счастью, частота с встречаемости невелика и составляет, к примеру в США, один случай на четверть миллиона. В Японии эта частота больше — 1 случай на 40 тысяч. Страдают прежде всего ткани и органы, на которые непосредственно воздействует солнечный свет. В частности, повреждаются роговица, сетчатка глаза и хрусталик. Даже на внутренней полости рта, куда свет падает все же нечасто, у больных ксеродермой в 20 тысяч раз чаще, чем в среднем возникают опухоли. Ксеродерма является наследственным рецессивным не связанным с полом заболеванием. Это означает, что она с равной вероятностью, встречается как среди женщин, так и среди мужчин и проявляется только в том случае, если нарушения в соответствующих генах присутствуют сразу в двух хромосомах — одной материнской и парной ей отцовской.

Что именно повреждается в системе репарации ДНК в случае ксеродермы, еще не до конца ясно. Известно лишь, что клетки таких больных сверхчувствительны к воздействию УФ-лучей, химических мутагенов и канцерогенных веществ, образующих с ДНК прочные соединения. Вместе с тем, эти клетки обычно сохраняют нормальную чувствительность к ионизирующей радиации. Как это нередко бывает в случае генетически обусловленных заболеваний, ксеродерма является следствием нарушения не одного участка ДНК, а нескольких. В конце XX века известно по меньшей мере семь таких различных нарушений и, как следствие, семь различит, ix форм этого заболевания.

Трихотиодистрофия и другие нарушения

Трихотиодистрофией называется еще одно генетически врожденное рецессивное заболевание человека, связанное с нарушением репарации ДНК, хотя эта связь менее очевидна, чем в случае пигментной ксеродермы. Если поместить волосы больных трихотиодистрофией под микроскоп, становятся видны характерные поперечные полосы, возникающие из-за нехватки в них богатых серой белков. Пучок таких волос становится ломким и напоминает по окраске тигриный хвост. Под таким названием («тигриный хвост») трихотиодистрофия и вошла в историю медицины в 1968 г. К сожалению, это не единственные указания на заболевание, которое еще связано с повреждением интеллектуальных функций, маленьким ростом и пониженной плодовитостью. У некоторых больных трихотиодистрофией наблюдается также повышенная чувствительность к УФ-облучению, что и указывает на повреждение систем репарации у них ДНК. Вместе с тем у таких больных нет предрасположенности к раку кожи. Сплошные загадки!

Повышенной фоточувствительностью страдают также люди с редким заболеванием, которое было описано в середине тридцатых годов Коккейном и получило название по фамилии этого исследователя. На генетическую рецессивную природу синдрома указывало его проявление в семьях с родственными браками. Помимо гиперчувствительности к свету, больные синдромом Коккейна страдают также глухотой и атрофией зрительного нерва. У них укороченное туловище, большие уши, нос и глубоко запавшие глаза. В довершение ко всему, они страдают от кариеса и стареют несколько быстрее, чем остальные люди. В мозгу у них наблюдается ряд нарушений. Редко кто из людей с таким диагнозом доживает до 18–20 лет. Клетки соединительной ткани людей с синдромом Коккейна очень плохо выживают после доз УФ-облучения, которые для клеток здоровых людей являются относительно безвредными. Этот факт указывает на то, что все описанные выше неприятные проявления болезни могут быть косвенными последствиями нарушения репарации ДНК.