Генетика, трансгенные организмы, репродуктивные технологии

Генетика, трансгенные организмы, репродуктивные
технологии и современность
Лекция 3
Геногеография
Этногенетика
Демографическая генетика
Фармакогенетика
Нутригенетика
Монгольские Чингизиды
Казахские Чингизиды (Торе)
Узбекские Чингизиды (Шейбаниды)
Башкирские Чингизиды
Киргизские Чингизиды
Ногайские Чингизиды
Гиреи (потомки крымских ханов)
Российские Чингизиды
И др.
16 млн потомков Чингисхана
Пакистанское племя хазара (хазарейцы) (1 млн.)
древнемонгольский язык
Серповидноклеточная анемия
S
Ямс (Dioscorea)
S
Hb Hb
RBC-A – 90-120 суток
RBC-S – 10-20 суток
Hb Hb
A
A
S
¼ HbA HbA
S
2/4 HbA Hb
¼ Hb Hb
S
Преимущество
гетерозигот
A
Hb Hb
S
Серповидноклеточная анемия
S-тип
Этногенетика
Финны
Исландцы
Ашкеназы
Арменоидный тип, курчавые волосы,
глаза навыкате, полные губы. Заболевание
Частота, народ
Адреногенитальный синдром
1:5.000 (дефицита 21-гидроксилазы)
Альбинизм
1:5.000 – 1:25.000
Адреногенитальный синдром*
1:10.000
Альцгеймера болезнь
50% людей старше 80 лет, 4-е место среди
естественных причин смерти
Ахондроплазия
1:100.000
Виллебранда* болезнь
1:5.000 – 20.000
Вильсона болезнь
1:1.000 – евреи-ашкенази
1:10.000 – Сардиния, Китай
1:30.000 – среднее в мире
<<1:30.000 – Африка
Блума синдром
1:100 – евреи-ашкенази
Галактоземия
1:100.000
Гемофилия А*
1:2.500 – у мужчин
1:100.000.000 – у женщин
Гемофилия В*
1:25.000 – у мужчин
Гиперлипопротеинемия
1:500 – Европа
Гоше болезнь
0,02 – евреи-ашкенази
0,005 – другие евреи
Канавана синдром
1:40 – евреи-ашкенази
Кохена синдром
особо часто у евреев-ашкенази
Леша-Найхана синдром
1:300.000
Ломкой Х-хромосомы синдром*
1:2.000 – у мальчиков
Меккеля синдром
1:9.000 – татары
1:9.000 – финны
1:100.000 – среднее
Олигофрения
1:11 – селькупы (ЯНАО)
1:13 – ханты (ЯНАО)
1:26 – ненцы (НАО 3)
1:32 – ненцы (ЯНАО 4)
1:42 – коми (ЯНАО)
1: 47 – коми-ижемцы (НАО)
1:500 – русские (ЯНАО)
Тея-Сакса болезнь
1:4.000 – евреи-ашкенази
1:20.000 – другие евреи
1:250.000 – в мире
Фенилкетонурия*
1:4.500 – Шотландия
1:4.500 – Ирландия
1:6.000 – в Беларуси, Татарии (не зависит от этноса)
1:8.000 – белое население США
1:10.000 – Россия
1:12.000 – Италия
1:16.000 – Швейцария
1:50.000 – чёрное население США, Китай, Япония,
евреи ашкенази
1:100.000 – Финляндия
Джузеппе Арчимбольдо
(1527-1593).
«Вертумн» - портрет
императора Рудольфа II
Лактоза С12Н22О11 — дисахарид, содержится в молоке.
Молекула лактозы состоит из остатков молекул глюкозы и галактозы.
Расщепляется в тонком кишечнике.
Лактоза
↓
Лактаза
+
C6H12O6
C6H12O6
Глюкоза
Галактоза
Лактазная недостаточность
Швеция и Дания — примерно у 3% взрослых лиц,
Финляндия и Швейцария — 16%,
Англия — 20 – 30%,
Франция — 42%,
Юго-Восточная Азия — почти у 100%
Афро-американцы США — почти у 100%
Россия (русские) — 16-18%
Эстония, Латвия — 24%
Казахи, татары — 62%
Армяне — 64 %
Грузины — 66 %
Узбеки, таджики — 82%
Азербайджанцы — 83 %
Жители высоких широт
Трегалоза – трегалаза - грибы
2 остатка D-глюкозы
Сахароза– сахараза - сладости
Табл. 2. Частота неусваиваемости дисахаридов в арктических и европейских популяциях
Неусваиваемость, %
Дисахарид
Коренное
население
Арктики
Население
Европы
Сахароза
5-6,9
Менее 0,5
Трегалоза
10,5
0,25-2
48-100
2-37
Лактоза
Данные приведены по (Kozlov et al. 2005)
Краткая характеристика рациона питания коренного населения Крайнего Севера и
нормы, рекомендованные для северных районов (Алексеева Т.И., 1998)
Состав рациона
Контроль*
Ненцы-оленеводы
Чукчи (тундровые
и береговые)
Нормы, рекомендованные
для северных регионов
Калории
2900
3941
3249
4485
Белки (г.)
100
218
118
155
Жиры (г.)
105
125
199
124
Углеводы (г.)
389
460
224
520
Ген аполипопротеина Е (АРОЕ) – е4 высокохолестериновый аллель
У саамов, финнов, коми-ижемцев, чукчей, эскимосов, хантов и манси – частота более 20%
У жителей субтропиков – не выше 5-8%
Эффективность лекарств под вопросом…
Генетические факторы определяют 50%
неблагоприятных ответов человека на лекарства,
которые регистрируют клиницисты
Лс +  = 
Лс +  = 
Лс +  = 
Генотипы разные
Эффекты разные
Впервые
Alf Alving
Война в Корее 1950-1952 гг.
Американские солдаты профилактически получали
антималярийный препарат примахин
10 % афроамериканцев и 0,1-0,2 % белых
(выходцы из Средиземноморья) –
сосудистая гемолитическая реакция
Ключевой момент – недостаточность G6PD
(глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназа)
У афроамериканцев ее активность 15%
Несколько нормальных вариантов и более
150 аномальных
Ген находится в Х хромосоме
Порфирии
Королева Виктория и ее родня. Кобург. Апрель 1894 г.
Рядом с королевой сидит ее дочь Вики со своей
внучкой Фео. Шарлотта, мать Фео, стоит правее
центра, третья справа от своего дяди принца Уэльского
(он в белом кителе). Слева от королевы Виктории - ее
внук кайзер Вильгельм II, непосредственно за ними великий князь Николай Романов и его супруга,
урожденная Алиса Гессен-Дармштадтская, также
внучка королевы Виктории (месяц спустя император и
императрица России).
Правящие дворы Европы.
Цветом обозначены индивиды, у которых зафиксированы те или
иные симптомы порфирии.
При интермиттирующей (перемежающейся) порфирии вследствие повышения
активности синтетазы d-аминолевуленовой кислоты резко увеличено
количество этой кислоты и порфобилиногена в печени и моче больных.
Заболевание проявляется приступами кишечной колики, полиневритами,
параличами мышц, психическими расстройствами, эпилептическими
припадками и т.д.
Обострения болезни провоцируются барбитуратами (транквилизаторы,
снотворные, противоэпилептические препараты), а также
сульфаниламидными препаратами, эстрогенами (в том числе
содержащимися в противозачаточных средствах), амидопирином,
гризеофульвином, некоторыми транквилизаторами и
противосудорожными средствами.
Валокордин, корвалол.
Эти препараты усиливают образование d-аминолевуленовой кислоты.
Вероятность применения барбитуратов и транквилизаторов больными
порфириями весьма высока, так как у них наблюдаются психические
расстройства и эпилептические припадки.
Порфирии широко распространены в Швеции, Норвегии, Южной Африке.
Параоксоназа
Параоксоназа
Активность ферментов влияет и на чувствительность организма к инсектицидам.
Широко используется метафос - контактный инсектицид и акарицид для
обработки плодовых деревьев, виноградников, зерновых, овощных и
технических культур, а также для борьбы с малярией.
Попадая в организм человека, он превращается в ядовитое вещество — параоксон,
который разрушается ферментом параоксоназой (PON1).
Параоксоназа способна гидролизовать широкий круг соединений, в том числе
и фосфорорганические инсектицидные молекулы – параоксон, диазоксон и
хлорпирифосоксон, а также боевые отравляющие вещества – зарин, зоман и
VX.
Поэтому люди с низкой активностью параоксоназы чувствительнее других к
вредному действию метафоса и подобных ему по строению соединений.
Низкая активность параоксоназы — наследуемый признак.
В Великобритании он встречается примерно у 50% населения,
в Индии — у 21,4%, а в Кении — у 14,3%.
Цветовой переход на карте соответствует изменению значений частоты (указан в шкале
интервалов). Карта выявляет четкую клинальную изменчивость: падение частоты
мутации от Северной Европы (выше 15%) к югу и востоку. Так, если в Европе в целом
частота мутации превышает 5%, то в Африке южнее Сахары и Восточной Азии мутация
практически отсутствует (по Е.В. Балановской).
Взаимодействие ЛС с грейпфрутовым соком
Dahan and Altman EJCN 2004
Грейпфрутовый сок содержит вещество фуранокумарин, которое
подавляет действие фермента CYP3A(4), частично разрушающего
многие лекарственные препараты (45%), поступающие в организм
ЛС
CYP3A
X
X
фуранокумарин
метаболит
ЛС
CYP3A
метаболит
накапливание
При сочетании фелопидина с обычным грейпфрутовым соком
увеличение концентрации этого вещества в крови 18 участников
исследования составляло от 6 до 230 %