Гемоглобина генетика

Здесь для сравнения приведены две другие аномальные формы гемоглобина, С и О.) Можно видеть, что гемоглобин 5 отличается от гемоглобина А лишь тем, что в одной из цепей один из остатков глутаминовой кислоты замещен в нем на валин. Благодаря этому замещению возникает различие в один заряд на одну половину молекулы. Почему это различие приводит к столь большому различию растворимостей, наблюдаемому в эксперименте, пока не ясно. В гемоглобине С тот же остаток глутаминовой кислоты замещен положительно заряженным остатком лизина. Таким образом, в трипсиновом гидролизате НЬС имеется пептид, обладающий противоположным зарядом по сравнению с соответствующим пептидом в гидролизате НЬА. Гены, определяющие гемоглобины А, 5 и С, аллельны между собой. Что касается гемоглобина О, то генетики установили, что он неаллелен с остальными тремя. Интересно, что в НЬО замещен аминокислотный остаток, соседний с тем, который замещается в гемоглобинах 5 и С. С помощью электрофореза, чувствительного в первую очередь к различиям в зарядах, был обнаружен также ряд других аномальных гемоглобинов. Детально описать ЭТИ различия можно будет лишь после того, как будет установлена последовательность аминокислот в каждом из исследуемых гемоглобинов. Замещение одной аминокислоты на другую может и не привести к изменению функции гемоглобина, т. е. иметь лишь генетическое, а не физиологическое значение. По-видимому, в случае НЬО дело обстоит именно так. [c.224]

Теперь же перейдем к изложению данных о строении и генетике гемоглобинов. Именно эти данные помогли ответить на [c.70]

Благодаря исключительно важной биологической роли и легкой доступности гемоглобинов их изучение электрофоретическими методами началось уже очень давно. Эти исследования привели ко многи.м фундаментальным открытиям в области молекулярной и медицинской генетики. Поскольку целый ряд тяжелых заболеваний человека обусловлен точковыми мутациями в генах, кодирующих цепи гемоглобина, электрофоретические исследования гемоглобинов имеют важное значение не только для решения фундаментальных проблем, но и при клинических анализах. У животных тоже обнаружена множественность электрофоретических форм гемоглобина, а для некоторых видов установлен генетический полиморфизм. [c.320]

В качестве примера они ссылаются на ген гемоглобина S (дополнение 4-Г), который, хотя п является дефектным, тем не менее в свое время защищал людей от гибели в условиях эпидемий малярии. Они считают, что на современном этапе единственный возможный путь отбора — это создание максимальной гетерогенности генотипов. Сторонники этой точки зрения обращают внимание на ту опасность, которую таит в себе вмешательство генетиков в контролирование жизни человека. [c.295]

Б а л ь о и и К., Связь между генетикой и химией гемоглобинов, в сб. Молекулярная генетика , изд-во Мир , 1964. [c.228]

Во-первых, я умышленно излагаю лишь часть того разнообразного экспериментального материала, который на самом деле лег в ее основу. Не внося серьезных искажений в истинную цепь событий (в том виде, в каком она мне представляется), я старался рассматривать основные открытия молекулярной генетики в той форме, в какой они выявлялись по мере исследования гемоглобина человека и кролика, триптофан-син-тазы и Р-галактозидазы Es heri hia oli, аппарата синтеза ДНК, РНК и белка этой кишечной бактерии и при работе с тремя или четырьмя вирусами, размножающимися на Е. соН. Поэтому в моем изложении имеются [c.11]

После второй мировой войны благодаря появлению биохимических и цитологических методов произошло быстрое возрождение генетики человека. Генетика человека, которой в основном занимались ученые, использующие статистические методы, влилась в основной поток медицинских исследований. Полинг показал, что серповидноклеточная анемия-молекулярная болезнь [1260], и его открытие послужило толчком к развитию подобных исследований. Наличие аномальных гемоглобинов предоставило возможность для детального изучения последствий мутаций. Генетический код был выявлен у столь далеко отстоящих друг от друга организмов, как вирусы и человек. Было обнаружено, что мутации могут приводить к аминокислотным заменам, сдвигать рамку считывания или вызывать обрыв аминокислотной цепи в результате делеции. При помощи методов биохимии и молекулярной генетики удалось определить нуклеотидную последовательность глобинового гена. Было показано, что причины многих врожденных нарушений метаболизма-различные дефекты ферментов, возникающие вследствие мутаций, изменяющих их структуру. Мет-гемоглобинемия, возникающая вследствие недостатка диафоразы, и болезни накопления гликогена относятся к числу первых обнаруженных болезней, вызываемых дефектами ферментов (разд. 4.1). [c.31]

Популяционная генетика генов гемоглобина (см. [972], разд. 6.1.2.3) [c.98]

Наконец, кажущийся парадокс, связанный с попыткой обнаружить инвариантные гены, также удается разрешить. Большинство ферментов и белков — продукты отдельных генов, хотя некоторые, например гемоглобин и лактатдегидрогеназа у позвоночных, могут состоять из полипептидных цепей, контролируемых разными генами и соединенных ковалентными или более слабыми связями. Если какой-либо белок имеет в данной популяции неизменную структуру, его можно рассматривать в первом приближении как фенотипическое проявление некоего инвариантного гена, хотя на самом деле это может указывать на присутствие двух инвариантных генов. Молекулярная генетика, исходя из того, что один ген соответствует одному полипептиду и, таким образом, в большинстве случаев одному белку, создает возможность обнаружения инвариантных генов. Генетика, которая начинала с анализа передачи по наследству различий между организмами, достигла стадии, в которой она больше не зависит в своих выводах от этих различий. Условия, которые были необходимы для развития генетики в прошлом, устранены теми самыми успехами, которые были достигнуты благодаря этим условиям. [c.110]

Исследования гемоглобинов на молекулярном уровне продвигались очень быстро. В настоящее время известны полные нуклеотидные последовательности ряда генов гемоглобинов вместе с фланкирующими их последовательностями, мы хорошо понимаем организацию гемоглобиновых генов, изучена природа мутаций, затрагивающих гемоглобины, в особенности при талассе-миях. Следующий раздел посвящен генетике гемоглобинов. [c.72]

Выявление мутаций белков-переносчиков кислорода оказало большое влияние на молекулярную биологию, медицину, генетику и антропологию. Мутантные гемоглобины используются в трех линиях исследований. [c.101]

Гемоглобин как модельная система. Гемоглобин - наиболее изученная генетическая система у человека. На основе концепций, разработанных в ходе ее изучения, можно глубже понять другие явления в генетике человека. Например, если в разных семьях обнаруживаются наследственные заболевания с различным фенотипическим проявлением, обычно заключают, что они вызваны мутациями в разных генах. Исследования гемоглобина показывают, что так бывает не всегда. Например, хотя метгемоглобинемия фенотипически сильно отличается от гемолитической анемии или эри-троцитоза, причиной их являются аллельные мутации. Таким образом, фенотип определяется тем, какая именно молекулярная аномалия лежит в его основе и каким образом при этом изменена нормальная функция. [c.100]

В 1949 г. Полинг, Итано, Сэнгер и Уэллс обнаружили, что гемоглобин больных серповидноклеточной анемией, НЬ5, отличается по своей электрофоретической подвижности от нормального гемоглобина человека, НЬА. Э то исследование, в котором было обнаружено различие зарядов двух форм молекул гемоглобина, положило начало изучению молекулярных болезней крови. Генетики установили, что серповидноклеточная анемия наследуется по простым менделевским законам. Ген НЬ5 аллелей гену НЬА, т. е. расположен в том же локусе. Индивидуумы, гомозиготные по гену НЬЗ, обычно умирают в раннем возрасте. В их крови часто сохраняется значительное количество гемоглобина плода. У индивидуумов, гетерозиготных по этому гену, содержится примерно 40% НЬ5. Такие индивидуумы испытывают неприятные ощущения после физической нагрузки и во время -тгребывани в самолетах, не, оборудов11нных устанрБ ками для поддержания нормального атмосферного давления. В окисленной форме гемоглобины НЬА и НЬЗ нельзя различить никакими [c.222]

При смешивании гемоглобина плода НЬР с меченым НЬА при рН4 и последующей нейтрализации раствора образуется гемоглобин плода с меткой в а-цепи. Очевидно, а-цепи, содержащиеся в НЬА и в НЬР, идентичны. Вторая пара цепей НЬР содержит М-концевой пептид Гли-Гис-Фен, и для НЬР принято обозначение (a2V2). Индивидуумы, гомозиготные по гену НЬ8, должны иметь нормальный НЬР. Вместе с тем у индивидуумов, гемоглобин которых имеет аномалии в а-цепях, можно ожидать аномалий в гемоглобине плода. Последовательности аминокислот в у- и р-цепях более сходны друг с другом, чем с последовательностью в а-цепи. Можно предположить, что р-цепь развилась из у-Цепи, которая в свою очередь произошла из а-цепи. Был найден также гемоглобин НЬН, состоящий из четырех р-цепей. Предполагается, что появление этого гемоглобина связано с избытком р-цепей в эритроцитах. Механизм появления аномальных гемоглобинов человека получает простое объяснение на основе гипотезы один ген — одна полипептидная цепь , которая, однако, пока не доказана. К этому вопросу, представляющему интерес для химии белка и для генетики, мы еще вернемся в гл. XX. [c.227]

Многие методы молекулярной генетики начинают широко при--меняться в пренатальной диагностике наследственных болезней,, например гемоглобинопатий. Так, в 1978 г. Кен и Доузи разработали метод диагностики серповидноклеточной анемии путе№ анализа ДНК из клеток околоплодной жидкости. Это несравненно более безопасный метод, чем взятие для анализа крови плода, когда вероятность аборта доходит до 7%. Серповидноклеточная анемия —это одно из наиболее часто встречающихся нарушений синтеза гемоглобина. Она развивается в результате замены глутаминовой кислоты в 6-м положении Р-цепи гемоглобина на валин. При дезоксигенации эритроциты, содержащие-аномальный HbS (две обычные а- и две аномальные р-цепи), приобретают форму полумесяца (серповидную). Такие негибкие [c.342]

Силыюе влияние на развитие генетики человека оказало возникновение в конце 40-х и в 50-е гг. новой науки-молекулярной биологии. Основным событием стало выяснение Полингом и его коллегами в 1949 г. [1260] причины серповидноклеточной анемии. Эта болезнь-следствие аномалий в структуре молекулы гемоглобина. [c.13]

Неравный кроссинговер в генетике человека. Гаптоглобин-транспортный белок для гемоглобина, содержащийся в сыворотке крови [584а]. Наиболее распространенные в популяции аллели обозначаются НР ", HP и НР . В 1962 г. было обнаружено [884], что аллель НР , судя по первичной структуре соответствующей полипептидной цепи, почти вдвое длиннее каждого из двух аллелей НР " и НР . В НР -цепи аминокислотная последовательность НР -цепи повторяется почти полностью. Авторы сделали вывод о том, что аллель НР возник в результате генной дупликации. Кроме того, они предсказали, что существует относительно высокая вероятность [c.227]

Молекулу гемоглобина изучать легче, чем молекулу любого другого белка человека. Гемоглобин-основной белок эритроцитов, и для его выделения не требуется сложных биохимических методов. Неудивительно поэтому, что именно об этом белке мы знаем больше, чем обо всех остальных. Исследования по генетике гемоглобина человека, изучение аминокислотной последовательности и структуры его молекулы продвигались очень быстро. В молекулярной генетике человека они сыграли такую же роль, как изучение дрозофилы и бактериофагов в общей генетике. Большинство концепций, разработанных для этой системы, являются общими для других белков. Действительно, многие концептуальные принцихш генетики человека можно иллюстрировать примерами из генетики гемоглобина. [c.70]

С точки зрения популяционной генетики, поразительной особенностью гена серповидноклеточности является его крайне неравномерное распределение в мировой популяции. Впрочем, такое распределение обнаруживает не только этот ген оно характерно для некоторых других вариантов гемоглобина, например НЬС, D, Е и талассемии. Однако ген серповидноклеточности встречается наиболее часто. В пределах широкого периэкваториального пояса от Камеруна и Конго до Танзании гетерозиготность по HbS варьирует от 25% до такого высокого уровня, как 40%. Эта частота слегка понижается в направлении западной части Африки. В северной и южной Африке она гораздо ниже во многих популяциях этих областей HbS встречается только спорадически. В Средиземноморье HbS особенно распространен в Сицилии, Калабрии и некоторых районах Греции. На полуострове Халкидики частота гетерозигот достигает 30%). Ген HbS сравнительно часто встречается в популяциях Южной Индии и обнаруживается в арабских странах. Его нет у коренных жителей Америки, практически отсутствует он и во всех популяциях севера и северо-запада Европы. В принципе существуют три объяснения такого неравномерного распределения. [c.311]

Феномен генетической гетерогенности у человека изучен в меньшей степени, однако нет оснований полагать, что в даннохм случае он более редок. К примеру, выяснилось, что наследственная метгемоглобинемия, которая ранее рассматривалась в клиническом отношении как однородная, может быть вызвана мутациями как альфа-, так и бета-цепей гемоглобина или даже мутациями NADH-дегидрогеназы [28], Эллиптоцитоз [29] и болезнь Шарко — Мари — Туса [30, 31] оказались гетерогенными, поскольку в обоих случаях тесное сцепление, наблюдаемое в одних больших родословных, полностью отсутствовало в других. Сходная картина обнаружена и при изучении наследования маниакально-депрессивного психоза в большой родословной религиозной общины амишей [14], в которой было выявлено сцепление этого заболевания с одним из сегментов хромосомы Ир. В других больших родословных подобное сцепление не было обнаружено [32, 33]. По-видимому, пигментная ксеродерма и синдром Луи-Бар (атаксия-телеангиэктазия) генетически гете-рогенны, поскольку опыты in vitro на клеточных экстрактах выявили соответственно девять и пять групп комплементации [34—36]. Некоторые браки дают возможность исследовать комплементацию и у человека. Так, семьи, в которых оба родителя страдают альбинизмом, а все их дети — здоровые, демонстрируют генетическую гетерогенность альбинизма, на что ранее указывали фенотипические различия и популяционная генетика (более высокий уровень близкородственных браков среди родителей больных детей по сравнению с ожидаемым уровнем для случая одного рецессивного генома). Сходные данные предполагают гетерогенную природу врожденной глухоты [28], [c.225]

Специалист по химии белка сказал молекулярному генетику, что он нашел новый мутантный гемоглобин, в котором аспартат замещает лизин. [c.85]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология