Лекция №1
Введение. Основные понятия. История генетики человека
Глоссарий
Генетика – наука о законах наследственности и изменчивости живых организмов.
Наследственность – это свойство организмов повторять в ряду поколений признаки, сходные типы обмена веществ и индивидуального развития в целом.
Изменчивость – свойства потомков приобретать отличия от родителей.
Генетика человека – наука, которая изучает явления наследственности и изменчивости у человека на всех уровнях его организации и существования.
Медицинская генетика – наука, которая изучает роль наследственности в возникновении патологии человека, закономерности передачи от поколения к поколению наследственных болезней, разрабатывает методы диагностики, лечения и профилактики всех форм наследственных болезней.
Нозология - учение о болезнях, позволяющее решать основную задачу частной патологии и клинической медицины: познание структурно-функциональных взаимосвязей при патологии, биологические и медицинские основы болезней.
Этиология – раздел медицины, изучающий причины и условия возникновения болезней.
Патогенез – механизм зарождения и развития болезни и отдельных её проявлений.
Современная медицина имеет теоретическую базу и сугубо прикладные направления. Генетика, как и многие другие биологические науки, составляет основу теоретической медицины. Жизнь и её проявления обусловлены теми или иными наследственными свойствами. Явления наследственности и изменчивости обеспечили возможность эволюции живых организмов. Человек, как часть живой природы, как биологический вид, являет собой один из результатов развития гоминид (также, как шимпанзе и горилла).
Наследственность и изменчивость человека – предмет интереса генетики человека, как науки. Существуют разные уровни организации живого. Начиная от молекулярного, заканчивая биогеохимическим, генетика человека охватывает все уровни. Однако нельзя рассматривать генетику только, как теоретическую основу медицины. Как и у любой самостоятельной научной дисциплины, у генетики с самого её зарождения (начало XX века) начали формироваться теоретические и прикладные направления. Так, уже к середине века начало формироваться направление клинической генетики. Источниками развития генетики человека явились основные биологические учения (теория эволюции, цитология), последние веяния генетической науки в целом (хромосомная теория, роль и структура ДНК) и достижения медицины, как таковой (медико-генетические консультации). Несмотря на юридические, социальные и иные сложности именно человека удалось более полно изучить с точки зрения генетики. Не сильно отстают в изученности и классические подопытные организмы такие как Крыса серая (Rattus norvegicus) и Дрозофила фруктовая (Drosophila melanogaster). Важным катализатором изучения человеческой наследственности и изменчивости послужили патологические отклонения и врождённые пороки развития. Не редко генетика человека служила локомотивом совершенствования теоретических знаний (молекулярная биология) и развития клинических дисциплин (учение о хромосомных болезнях).
 |
Вопросы, рассматриваемые медицинской генетикой в связи с патологией:
1. генетические основы гомеостаза и здоровья человека;
2. значение наследственности и изменчивости (в том числе комбинативной) в этиологии болезней;
3. соотношение наследственных и средовых факторов в патогенезе болезней;
4. роль наследственности в клинической картине;
5. влияние генотипа на выздоровление и исход болезни;
6. влияние наследственных факторов на фармакологическое и другие виды лечения.
Клиническая генетика
Прикладным направлением медицинской генетики является клиническая генетика. Основная роль этого направления – это использование достижений и последних открытий теоретической стороны медицинской генетики в решении практических задач клиники.
Задачи, которые решает клиническая генетика:
1. постановка диагноза;
2. лечение;
3. прогнозирование динамики;
4. профилактика патологических состояний.
История медицинской генетики
Доменделевский период
Начало – середина XIX века
Генетика человека находится ещё в донаучном состоянии и только начинает формироваться как научное направление.
Основные биологические события, которые послужили стимулами к развитию генетики, как дисциплины:
1. формулирование клеточной теории (Т. Шванн);
2. доказательство клеточной приемственности (Р. Вирхов);
3. объяснение явления эволюции (Ч. Дарвин).
Открытие законов Менделя (менделевский период)
Середина XIX – начало XX века
В этот период произошли ключевые события в зарождающейся генетике, которые стали поводом появления новой научной дисциплины.
1. Публикация работы Г. Менделя «Опыты над растительными гибридами»;
2. накопление большого объёма знаний о наследственных болезнях;
3. Гуго де Фриз (Голландия), Карл Эрих Корренс (Германия), Эрих фон Чермак (Австрия) переоткрывают законы Менделя в 1900 году.
Евгеническое учение
Начало XX века – 20е годы ХХ века
Открытие законов Менделя, которые дали новое, более корректное, объяснение причин многих болезней, повлекло за собой ряд ошибочных выводов. В частности, стали отводить слишком большую роль наследственным факторам в причинах человеческого поведения.
Обречённость семей, в которых развивается наследственная патология, стала основной концепцией при объяснение отягощенности социума потомками таких семей.
В контексте таких взглядов стало приобретать популярность направление, которое сформулировал Фрэнсис Гальтон. Суть направления заключалась в улучшении человеческой породы. Исходя из этого было получено и название «евгеника» от греческого «породистый». Одним из предполагаемых методов евгеники стала насильственная стерилизация.
20-е годы XX века
Евгеника оказала значительное влияние на восприятие генетики, как науки. Несмотря на это, генетика человека продолжила своё развитие. Начало появляться понимание таких явлений, как:
1. закономерности наследственных патологий;
2. причины клинического полиморфизма;
3. роль средовых факторов в развитии мультифакториальных заболеваний;
4. причины генетической гетерогенности.
Всё это стало возможным благодаря комбинированию знаний о законах Менделя и хромосомной теории Моргана.
С.Н. Давиденков стал одним из основоположников клинической генетики. Он сформулировал потребность в каталогизации человеческих генов, определил понятие генетической гетерогенности, стал организатором медико-генетической консультации.
30-40-е годы XX века
Важными направлениями работы этого периода в отеческой генетике стали близнецовые и цитогенетические исследования. Особенно активно они проводились в Медико-биологическом институте, которым руководил профессор С.Г. Левит. В 1935 году институт был переименовал в медико-генетический, что стало признанием основной направленности работ. Однако позже институт был закрыт, а его руководитель репрессирован.
50-е годы - конец XX века
Основные события:
1. открытие структуры ДНК Ф. Криком и Дж. Уотсоном в 1953г.;
2. открытие хромосомной природы болезней в 1959г.;
3. изобретение технологии секвенирования Ф. Сенгером в 1977г.;
4. изобретение технологии ПЦР К. Муллисом в 1983г.
Начало XIX века
В 2003 годы была расшифрована нуклеотидная последовательность большей части человеческого генома. Это стало возможным благодаря работе дорогостоящего международного научно-исследовательского проекта «Геном человека».
Примерно в этот же период стало зарождаться новое направление в лечении наследственных патологий. Оно направлено на исправление причин возникновения таких болезней путём внесения изменений в генетический аппарат соматических клеток. В 2012 году началось распространение препаратов для генотерапии, в том числе отечественного.
Таблица 1. Вопросы, решаемые методами медицинской генетики
| Область медицины | Решаемые вопросы |
| Теоретическая | Углубление инвентаризации болезней. |
| Расшифровка патогенеза. | |
| Установление причин клинического полиморфизма. | |
| Установление причин хронического течения патологий. | |
| Фармакогенетика. | |
| Клиническая | Диагностика (наследственных и инфекционных болезней). |
| Патогенетическое лечение наследственных болезней. | |
| Генотерапия. | |
| Применение методов генной инженерии в производстве лекарств. | |
| Методы профилактики наследственных болезней. | |
| Профилактическая | Нормирование средовых факторов с точки зрения генетики. |
| Предотвращение мутагенных, тератогенных и канцерогенных эффектов. | |
| Создание новых вакцин. |