Що таке мутації?

Мутації – це випадкові порушення в молекулі ДНК. Більшість з них усувається організмом незабаром після появи і ніяких слідів після себе не залишає. Але мутації, що виникають в ДНК статевих клітинах батьків, віддаються їх дітям, часто приводячи до серйозних наслідків: більше 1 тис. захворювань людини пов'язано з порушеннями в різних генах.
Мутації-засновники ставляться до останньої категорії, але мають свої особливості. Перше полягає в тому, що різні зміни в одному і тому ж гені викликають однакові захворювання. Однак є захворювання, при яких асоційована з ними мутація виявляється завжди в одному і тому ж сайті, при цьому вона може проявлятися у так званій «гарячій точці» або бути мутацією-засновником. «Гаряча точка» – це пара основ ДНК, в якій зміни виникають особливо часто. Індивіди, що несуть мутації в «гарячих точках», зазвичай не є родичами, і, таким чином, інша частина їх генома розрізняється. Мутації засновники передаються з покоління в покоління разом зі своїм оточенням в незмінному вигляді і цим докорінно відрізняються від мутацій в «гарячих точках». Дослідження гаплотипів ДНК дозволяє виявити походження мутацій-засновників і простежити шляхи розселення людських субпопуляцій. «Вік» (час появи) мутації-засновника можна оцінити, визначивши протяжність ділянки ДНК, що представляє даний гаплотип: з плином часу він стає все коротшим.
Відповівши на питання, чому в ході еволюції мутації-засновники не усувалися, а закріплювалися в популяціях, ми зуміємо розкрити таємницю їхнього поширення в часі і просторі. Розумно припустити, що при деяких обставинах мутації-засновники дають носіям певні переваги. Більшість мутацій-засновників рецесивним: хвороба, яку вони викликають, проявляється тільки у тих, хто отримує дефектні копії від обох батьків. У переважної ж числа носіїв мутантним служить тільки одна копія (один аллель). При передачі алелі дітям він не тільки не принесе їм шкоди, але і допоможе вижити в деяких екстремальних ситуаціях. Так, носію мутації, асоційованої з спадковим гемохроматоз, не загрожує залізодефіцитна анемія (у недалекому минулому небезпечна для життя хвороба), оскільки білок, коліруемий мутантним геном, забезпечує більш ефективне полгощеніе заліза.
Найбільш відома мутація з подвійним ефектом – та, що лежить в основі серповидноклітинної анемії. Вона неодноразово з'являлася в популяціях, які мешкають в Африці і на Близькому Сході, де часто лютує малярія. Носій єдиною копі мутантного гена, що провокує цей вид анемії, був захищений від малярійної інфекції, але якщо копій було дві, то хворий гинув від серповидноклітинної анемії.
Частота появи мутацій-засновників в даній популяції визначається двома взаємно протилежними факторами. Володар двох копій гена мутанта найчастіше не доживає до того віку, коли він може мати дітей, натомість той, у кого копія тільки одна, має переваги перед тими, хто таких копій не має. У результаті відбувається врівноважує відбір, при якому чинник, що дає перевагу, підштовхує планку частоти мутацій верх, а фактор з протилежним ефектом зрушує її вниз. Так що з часом частота мутантного гена в популяції досягає стаціонарне рівня.
Кожен з нас несе в собі біохімічні та генетичні свідоцтва спільності всього людського роду. Аналіз поширеності мутацій-засновників не тільки дав нові свідчення на користь гіпотези про африканське походження всіх нас, але і виявив спорідненість різних груп, на перший погляд ніяк не пов'язаних між собою. Так, результати недавніх досліджень, проведених вченими, зовсім несподівано вказали на генетичний зв'язок між кельтами басками. Подальші дослідження поширеності мутацій-засновників і відповідних гаплотипів, безсумнівно, розкриють новіше генетичні зв'язки між різними субпопуляціями і допоможуть зрозуміти, звідки і якими шляхами вони прийшли в свої нинішні місця проживання. Такі роботи принесуть багато несподіваного, що дозволить глибше поникнуть в таємницю походження людини і відтворити «сімейне дерево» людства.

За матеріалами журналу «У світі науки», № 1, 2006 р.


Category: Медицина і здоров'я

Comments (Прокоментуй!)

There are no comments yet. Why not be the first to speak your mind.

Leave a Reply