Раздел 1

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

1.2. Молекулярно-генетический и клеточный уровни организации жизни

1.2.4. Организация клеток во времени

1.2.4.6. Соматические мутации

Мутации в организме человека могут происходить под влиянием факторов внешней среды, в частности вследствие облучение радиацией или действия некоторых химических веществ. Мутации, которые происходят в соматических клетках, называются соматическими. Для них характерно то, что они ограничены отдельным организмом. Чем раньше в жизни человека произошла соматическая мутация, тем в большем количестве соматических клеток она проявится.

Когда зрелый организм подвергается действию агента, который вызывает мутации в определенном проценте клеток, то клетки с индуцированными мутациями будут окружены немутантними клетками той же ткани; их общее действие будет приводить к почти нормальному фенотипного эффекта. Однако, когда этому влиянию подлежит зародыш, то мутации возникают в пропорционально меньшей количества клеток. Мутантные клетки зародыша позже приведут к дефектных тканей или органов. В таком случае нет компенсаторной действия нормальной ткани. Более того, многие мутаций влияет на скорость клеточного деления; чем раньше в развитии организма они возникают, тем больше отклоняется от нормы размер созданной структуры. Хотя соматические мутации не передаются следующим поколением, однако способны снижать репродуктивный потенциал организмов, в которых они возникли, действуя, таким образом, на генофонд следующего поколения.

Нарушения, к которым приводит мутация в соматических клетках, зависят от того, подвергается делению клетка после возникновения мутации. Некоторые высокодифференцированные клетки человеческого организма (нервные клетки; клетки, которые выстилают внутреннюю поверхность тонкой кишки) не делятся. В таких случаях трудно обнаружить мутацию, поскольку в них нет потомков, среди которых можно выделить мутантов. В клетках, которые не делятся, могут происходить разнообразные мутації. в том числе и точечные, которые инактивируют имеющийся аллель или меняют его тип, а также структурные перестройки. Однако клетки остаются еуплоїдними или почти еуплоїдними и нарушения фенотипа должно происходить почти исключительно точечными мутациями в гетерозиготном состоянии и изменениями положения генов. Клетки, которые не делятся, вероятно редко погибают сразу же после возникновения мутации, хотя они могут сильно нарушать функционирования клеток и привести к их преждевременному старению.

Несмотря на то, что в соматических клетках, которые делятся, возникают такие же типы мутаций, как и в клетках, что не испытывают деления, деление ядра может привести к резко выраженной анеуплоидии. Соответственно большинство нарушений фенотипа происходит вследствие анеуплоїдності, в основном через единичные невосстановленные разрывы. Необходимо заметить, что все известные агенты, которые вызывают точечные мутации, вызывающие также разрывы хромосом.

Нарушения митоза вследствие мутаций может привести к раковым заболеваниям (рис. 1.76). Менделівське наследования раковых заболеваний человека встречается редко, однако некоторые опухоли, особенно доброкачественные, могут наследоваться как менделівські. К ним относится нейрофиброматоз, различные синдромы с множественными опухолями эндокринных желез. При этом часто происходит злокачественная трансформация.

Рис. 1.76. Карцинома легкого:

1 - опухоль; 2 - респираторный эпителий; 3 - резервные клетки; 4 - соединительная ткань; 5 - кровеносные сосуды; 6 - лимфатическая сосуд; 7 - гладкий мышца; 8 - метастатические клетки.

Другой механизм возникновения опухолей - гомозиготизація, которую нашли в случае ретинобластомы, опухоли Вильямса, которые обусловлены как генеративной, так и соматической мутациями.

Особый связь опухолей с аутосомно-рецессивными заболеваниями, которые обусловлены хромосомными разрывами, можно наблюдать в случае пигментной ксеродермы. Известно, что основные повреждения при этом синдроме идентифицируют как дефекты репарации ДНК, которые возникают после облучения УФ-лучами.

Различные генетические дефекты, влияют на разрывы хромосом и репарацию, а также недостаточность иммунного наблюдения за канцерогенами среды, вероятно, приводят к возникновению неоплазий.

Однако не исключена и вирусная природа рака. Некоторые опухоли организма человека могут быть индуцированные вирусами. Вирусная природа опухоли человека наиболее очевидна в случае лимфомы Беркитта. В ее развития принимают участие 8-ю и 14-и хромосомы.

Результаты изучения онкогенов продемонстрировали связь между цитогенетикою опухолей и их молекулярной биологией, доказав, что гены рака могут располагаться недалеко от точек разрывов, которые вибуваються при опухолеспецифических хромосомных перестройках. Увеличение числа больных в семьях забывается только при различных наследственных опухолевых синдромах и иногда в так называемых " раковых семьях, которые характеризуются: 1) повышенной частотой множественных первичных злокачественных неоплазм; 2) підвишеною количеством больных аденокарциномы, в основном, кишечника и эндометрия; 3) наследованием признаков по аутосомно-доминантному типу; 4) заболеванием в более раннем возрасте.

Обобщая данные, можно сделать выводу, что на развитие рака влияет не только наследственность, но и взаимодействие наследственности со средой. Есть основания считать, что когда мы сможем лучше понимать механизмы образования раковых опухолей, у нас будет возможность с помощью лабораторных тестов диагностировать заболевание.