Ауруларды дамыту үшін генетикалық қауіп факторлары

Ауруларды дамыту үшін генетикалық қауіп факторлары: толық нұсқаулық

I. генетика және тұқым қуалаушылық негіздері

1. Адам геномы: Өмірдің суреті.

   • Геномды анықтау: ұяшықтағы генетикалық нұсқаулардың толық жиынтығы.
   • Генома құрылымы: ДНҚ (дезоксырибонуклеин қышқылы) генетикалық ақпараттың тасымалдаушысы ретінде.
   • Хромосомалар: құрамында гендер бар ұйымдастырылған ДНҚ құрылымдары. 23 жұп хромосомалар (22 автосар және 1 жұп жыныстық хромосомалар).
   • Гендер: тұқым қуалаушылық, ақуыздар немесе РНҚ қондырғылары.
   • LUSCUS: хромосомадағы гендің орналасқан жері.
   • Аллендер: белгілі бір локустағы әр түрлі гендік нұсқалар.
   • Генотип: адам белгілі бір локуста бар аллельдің белгілі бір жиынтығы.
   • Фенотип: генотип пен қоршаған ортаға байланысты адамның бақыланған сипаттамалары.
   • ДНҚ-ның кодтау және жұмыс істемеуі: ақуыздардың синтезіндегі кодтау учаскелерінің рөлі және генетикалық өрнекті реттеудегі маңызы бар аймақтардың маңыздылығы.
   • Молекулалық биологияның орталық догма: ДНҚ -> РНҚ -> Ақуыз.

2. Мұрагерлік: генетикалық ақпаратты беру.

   • Менделевтің мұрасы: Гругор Мендельдің шығармаларына негізделген белгілердің мұрагерлік қағидаттары.
   • Үстем және рецессивті аллельдер: Phenotype-ге басым аллельдердің әсері, тіпті егер бір ғана көшірме болса да, бір ғана көшірме болса да, рецессивті аллельдің екі данасы болуы керек.
   • Гомозиги және гетерозиги және гетерозизділік: гомозиготикалық екі бірдей аллельдің болуы және гетерозигланың болуы – екі түрлі аллель.
   • Автосомалық доминантты мұрагерлік: ауру автоомада мутанттың кем дегенде бір данасы болған кезде көрінеді.
   • Автосомалық рецессивті мұрагерлік: Ауру өздігінен өздігінен тек мутант генінің қатысуымен көрінеді. Тасымалдаушылардың мутант генінің бір данасы бар және ауруды көрсетпейді.
   • Х-байланысқан мұрагерлік: Х Хмосомада орналасқан гендермен байланысты ауру. Ерлерде (xy), мутант генінің бір данасының болуы ауруға апарады. Әйелдерде (ХХ) аурудың көрінісі үшін мутанттың генінің екі данасы қажет.
   • Митохондриялық мұра: Митохондрияда орналасқан гендердің мұрагері. Ол тек анадан беріледі.
   • Полигенді мұрагерлік: белгі көптеген гендермен анықталады, олардың әрқайсысы қысқа үлес қосады.

3. Генетикалық мутациялар: генетикалық кодтағы өзгерістер.

   • Мутацияны анықтау: ДНҚ тізбегінің өзгеруі.
   • Мутациялар түрлері:
     • POINT MUTATIONS (Аутентификация, кірістер, жою): ДНҚ кезегіндегі бір немесе бірнеше нуклеотидтердің өзгеруі.
     • Хромосомалық мутациялар (жою, қайталанулар, инверсиялар, аудармалар): хромосоманың құрылымындағы өзгеріс.
     • Хромосомалар санының мутациялары (201тан, поликлоидия): хромосомалар санының өзгеруі.
   • Мутациялар себептері:
     • Стандарт мутациялар: ДНҚ репликациясы үшін қателер.
     • Мутацияланған мутациялар: мутагендер (химиялық заттар, радиация).
   • Мутациялардың әсері:
     • Пайдалы мутациялар: сирек функцияны жақсартуға әкеледі.
     • Бейтарап мутациялар: функцияға әсер етпеңіз.
     • Зиянды мутациялар: ауруға әкелуі мүмкін.
   • Де Ново мутациялары: ата-аналардың ұрпақтарының ұрпақтарындағы жаңа мутациялар.

4. Генетикалық полиморфизм: геномдағы қалыпты өзгерістер.

   • Генетикалық полиморфизмді анықтау: белгілі бір локуста халыққа екі немесе одан да көп аллельдің болуы, ал ең аз ортақ аллельдің болуы кем дегенде 1% құрайды.
   • Бір -оклеотидті полиморфизмдер (SNP): ДНҚ кезегіндегі бір нуклеотидтегі өзгерістер. Генетикалық полиморфизмнің ең көп таралған түрі.
   • Инъекция / жою (Инсельс): қысқа ДНҚ тізбегін енгізу немесе жою.
   • Микросателлитті қайталау (Қысқа тандем қайталануы – Стерлер): қайталанған қысқа мерзімді ДНҚ тізбегі мөлшеріндегі өзгерістер.
   • Генетикалық полиморфизмнің рөлі: ауруларға сезімталдық, есірткіге және басқа белгілерге әсер ету.

Ii. Ауруларды дамыту үшін генетикалық қауіп факторлары

1. Моногендік аурулар: бір гендегі мутациядан туындаған аурулар.

   • Моногендік ауруды анықтау: бір гендегі мутациядан туындаған ауру.
   • Моногендік аурулардың мысалдары:
     • Циркоцидоз: CFR геніндегі мутациядан туындаған автосомалық рецессивті ауру, эпителий жасушаларындағы хлоридтік каналдар функциясының бұзылуына әкеледі.
     • Аурулалық жасуша анемиясы: гекоглобиннің қалыптасуына әкелетін HBB геніндегі мутациядан туындаған автосомалық рецессивті ауру.
     • Фенилкетонурия: фенилаланин метаболизмінің бұзылуына әкелетін Пах гендеріндегі мутациядан туындаған автосомалық ауру.
     • Хантингтон ауруы: HTT геніндегі мутациядан туындаған автосомалық доминантты ауру, жүйке жасушаларының прогрессивті дегенерациясына әкеледі.
     • Дученаның бұлшық еттері Дистрофия: Дмд-гендегі мутациядан туындаған ргендегі рецессивті ауру, бұлшықеттің прогрессивті әлсіздігіне әкеледі.
   • Моногендік аурулардың диагностикасы: генетикалық тестілеу (гендер тізімі, жою / қайталау талдауы).
   • Моногендік ауруларды емдеу: генетикалық терапия, ферментті ауыстыру терапиясы, симптоматикалық емдеу.

2. Мультифакторлы аурулар: генетикалық факторлар мен қоршаған орта факторларының өзара әрекеттесуіне байланысты аурулар.

   • Көп функциялы ауруды анықтау: бірнеше гендер мен қоршаған орта факторларының өзара әрекеттесуінен туындаған ауру.
   • Полигенді мұрагерлік: әрқайсысы қысқа қосқан көптеген гендердің әсері.
   • Көп функциялы аурулардың мысалдары:
     • Жүрек-қан тамырлары аурулары (жүректің ишемиялық ауруы, артериалды гипертензия): генетикалық бейімділіктің рөлі (липидтердің метаболизмімен, қанды коагуляциямен, қан қысымын реттеумен байланысты) және қоршаған орта факторлары (диета, темекі шегу, физикалық белсенділік).
     • 2 типті қант диабеті: генетикалық бейімділіктің рөлі (инсулиннің секрециясымен, инсулинге сезімталдықпен) және қоршаған орта факторларымен (семіздік, белсенді емес өмір салты).
     • Қатерлі ісік: генетикалық бейімділіктің рөлі (ісіктер, прото-актерлер гендеріндегі мутация, ДНҚ-ны қалпына келтіру гендері) және қоршаған орта факторлары (канцерогендер, сәуле, инфекция).
     • Аутоиммунды аурулар (ревматоидты артрит, жүйелік лупус эритематоз, бірнеше склероз): генетикалық бейімділіктің рөлі (мысалы, иммундық реакция, мысалы, MHC гендері) және қоршаған орта факторлары (инфекция, стресс).
     • Психикалық бұзылулар (шизофрения, биполярлық бұзылыс, депрессия): генетикалық бейімділіктің рөлі (нейротранссия, мидың дамуы, миды дамыту) және қоршаған орта факторлары (стресс, жарақат).
   • Көп функциялы аурулардың генетикалық тәуекелін бағалау: көптеген генетикалық полиморфизмдерді талдау негізінде тәуекелдің (PRS) полигоникалық таразысын қолдану.
   • Экологиялық факторлардың көп өлшемді аурулардың дамуына әсері: өмір салтын өзгерту, қауіп факторларының әсерін азайту.

3. Гендердің қатерлі ісікке дейінгі рөлі.

   • Ісік сөндіргіш: жасуша циклын басқаратын және ісіктердің пайда болуын болдырмайтын гендер (мысалы, TP53, BRCA1, BRCA2). Осы гендердегі мутациялар қатерлі ісік ауруының қаупін арттырады.
   • Прото-акция: Жасушалық өсуі мен дивизионын ынталандыратын гендер (мысалы, RAS, MYC). Осы гендердегі мутациялар оларды ісіктердің пайда болуына ықпал ететін онкогендерге айналдыра алады.
   • ДНҚ-ны қалпына келтіру гендері: ДНҚ-ның зақымдануын қалпына келтіруге қатысты гендер (мысалы, MLH1, MSH2). Осы гендердегі мутациялар қатерлі ісік қаупін арттырады, өйткені ДНҚ-ның зақымдануы жинақталған.
   • Қатерлі ісік ауруының тұқым қуалайтын түрлері:
     • BRCA1 және BRCA2 гендеріндегі мутациямен байланысты сүт безі обыры және аналық бездер.
     • Lynch синдромы (тұқым қуалайтын колоректальды қатерлі ісік) ДНҚ-ны қалпына келтіру гендеріндегі мутациямен байланысты (MLH1, MSH2, MSH6, MSH6, PMS2).
     • APC геніндегі мутациямен байланысты отбасылық аденоматикалық полипоз.
   • Генетикалық тестілеу Қатерлі ісікке бейімділік үшін: қатерлі ісік ауруының жоғарылауымен байланысты гендердегі мутациялардың болуын анықтау.
   • Қатерлі ісікке дейінгі генетикалық бейімділігі бар адамдар үшін алдын-алу шаралары: тұрақты скринингтік тексерулер, профилактикалық операциялар (мысалы, мастэктомия, овариокторомия).

4. Генетикалық факторлар мен фармакогенетика: дәрі-дәрмектерге жеке жауап.

   • Фармакогенетика: генетикалық вариациялардың дәрілік заттарға дене жауаптарына әсерін зерттеу.
   • Дәрілік заттардың фармакокинетикасына әсер ететін гендер: есірткі метаболизмімен айналысатын ферменттер (мысалы, цитохром П450).
   • Дәрілік заттардың фармакодинамикасына әсер ететін гендер: есірткі протеиндерін кодтау (мысалы, рецепторлар).
   • Фармакогенетикалық маркалардың мысалдары:
     • CYP2C19: Cyp2C19 геніндегі өзгерістер клопидоген метаболизміне әсер етеді (антисоннан).
     • Vkorc1: vkorc1 геніндегі вкорициялар Варфаринге сезімталдыққа әсер етеді (антикоагулант).
     • TPMT: TPMT геніндегі өзгерістер Азатиоприннің метаболизміне әсер етеді (иммуносупрессор).
   • Жеке медицина: белгілі бір науқасқа ең тиімді және қауіпсіз дәрі таңдау үшін генетикалық ақпаратты пайдалану.

5. Генетика және жұқпалы аурулар: инфекцияларға сезімталдық.

   • Инфекцияларға сезімталдыққа әсер ететін генетикалық факторлар: иммундық жауаппен байланысты гендер (мысалы, MHC гендері, цитокин гендері), гендік рецепторларды кодтау.
   • Инфекцияларға сезімталдыққа әсер ететін генетикалық ауытқулардың мысалдары:
     • CCR5: DELETION CCR5 -δ32 АИТВ-инфекциясына төзімділік береді.
     • Күю57:01: Allele Hlab57:01 Абакавирге жоғары сезімталдық дамуының жоғарылауымен байланысты (антиретровирустық дәрі).
     • IFNL3: IFNL3 гендегі полиморфизмдер интерферонмен гепатитке жауапқа әсер етеді.
   • Жұқпалы аурулардың ауыр бағытына генетикалық бейімділік: генетикалық факторлардың Ковид-19, тұмауының ауыр түрлерінің дамуына әсері.

6. Жүйке жүйесінің генетикалық қауіп факторлары мен аурулары.

   • Альцгеймер ауруы: Альцгеймер ауруының дамуындағы гендік қосымшаның, PSEN1, PSEN2 және мен апойдың рөлі. Apoe4 нұсқасы аурудың даму қаупін едәуір арттырады.
   • Паркинсонның ауруы: SNCA, LRRK2, Park2 гендерінің рөлі және Паркинсон ауруының дамуындағы басқалары.
   • Шашыраңқы склероз: HLA-DRB1 гендерінің, IL2RA және басқалары бірнеше склероздың дамуындағы рөлі.
   • Аутизм: көптеген гендер мен қоршаған орта факторларының күрделі өзара әрекеті. Аутизмді дамыту қаупімен байланысты көптеген гендер анықталған.
   • Эпилепсия: эпилепсияның әртүрлі түрлерін дамытудағы генетикалық мутациялардың рөлі.

7. Генетикалық факторлар және метаболикалық бұзылулар.

   • Фенилкетонурия (FCU): фенилаланин метаболизмінің бұзылуына әкелетін Пах гендегі мутация.
   • Галактосемия: галтозаның метаболизмінің бұзылуына әкелетін галт генде мутация.
   • Уилсонның ауруы: мыс метаболизмінің бұзылуына әкелетін ATP7B гендегі мутация.
   • Гемохроматоз: HFE геніндегі мутация, денеде темірдің шамадан тыс жиналуына әкеледі.
   • Мукополизмачаридоздар (депутаттар): мукополисахаридтердің бөлінуіне қажетті ферменттердің жетіспеушілігімен байланысты генетикалық аурулар тобы.

8. Генетикалық тестілеудің этикалық және әлеуметтік аспектілері.

   • Генетикалық ақпараттың құпиялылығы: генетикалық ақпаратты рұқсатсыз кіруден қорғау.
   • Генетикалық ақпаратқа негізделген кемсітушілік: жалдау, сақтандыру және өмірдің басқа салалары кезінде кемсітушілікке тыйым салу.
   • Хабарланған келісім: пациенттің генетикалық тестілеу алдында ақпараттық келісімін алу.
   • Генетикалық кеңес беру: генетикалық тәуекел, генетикалық тәуекел, генетикалық емдеу және алдын-алу опциялары туралы ақпарат беру.
   • Генетикалық тестілеудің психологиялық әсері: генетикалық бейімділік туралы ақпарат алудың мүмкін психологиялық зардаптары.

Iii. Генетикалық қауіп факторларын зерттеу әдістері

1. Отбасы тарихы және шежіресі.

   • Отбасы мүшелеріндегі аурулар туралы ақпарат жинау: аурулардың тұқым қуалайтын табиғатын анықтау.
   • Асыл тұқымды құрастыру: отбасының генетикалық тарихының визуалды бейнесі.
   • Отбасы тарихы бойынша ауруларды дамыту қаупін бағалау: тәуекелді жоғарылатылған адамдарды анықтау.

2. Генетикалық тестілеу: әдістерге шолу.

   • Цитогенетикалық тестілеу: хромосомаларды талдау (Кариотип, балық).
   • Молекулалық генетикалық тестілеу:
     • ДНҚ-ның реттілігі (SERENER TYNECNENCE, жаңа буын тізбекті – NGS): ДНҚ-да нуклеотидтердің реттілігін анықтау.
     • ПТР (полимераза тізбегі реакциясы): нақты ДНҚ бөлімінің санының жоғарылауы.
     • Микрочиптер (ДНҚ микрейін): гендердің өрнегін талдау, генетикалық полиморфизмдерді анықтау.
     • MLPA (зардап шеккендерге арналған зондты күшейту): гендердің іс-әрекеттері мен қайталануларын анықтау.
   • Экземиялық реттілік: геномның (exom) тек кодтау аймақтарының реттелуі.
   • Толық-техникалық реттілік: бүкіл геномның реттілігі.

3. Биоинформатика және генетикалық мәліметтерді талдау.

   • Мәліметтерді қайта өңдеу: тізбектеу туралануы, генетикалық опцияларды анықтау.
   • Генетикалық опцияларды аннотациялау: генетикалық опциондардың функционалды мағынасын анықтау.
   • Генетикалық опциялар мен аурулар арасындағы қауымдастықтарды іздеу: генетикалық қауіп факторларын анықтау үшін статистикалық әдістерді қолдану.
   • Тәуекел (PR) полигендік таразыларының құрылысы: көп факторлы аурулардың генетикалық қаупін бағалау үшін көптеген генетикалық полиморфизмдер туралы ақпаратты біріктіру.

4. Геномдық ассоциацияларды (GWAS) зерттеу.

   • GWAS Print: Аурумен байланысты генетикалық полиморфизмдерді анықтау үшін белгілі бір аурумен және бақылау тобын салыстыру.
   • GWA-ның артықшылықтары мен шектеулері: жаңа генетикалық қауіп факторларын анықтау, бірақ көбінесе себептермен қарым-қатынасты анықтауға мүмкіндік бермейді.
   • Тәуекелдің полигендік таразысын дамыту үшін ГВА-ның нәтижелерін пайдалану.

5. Генетикалық қауіп факторларын зерттеу үшін жануарларға арналған модельдер.

   • Генетикалық модификацияланған жануарларды құру: шынайы нокут, нокаутқа ұшыраған гендер, трансгенді жануарлардың құрылуы.
   • Генетикалық мутациялардың аурулардың дамуына әсерін зерттеу: жануарлар модельдерін аурулардың патогенезін зерттеу үшін қолдану.
   • Жануарлардың модельдеріндегі емдеудің жаңа әдістерін тексеру: жаңа терапевтік тәсілдердің тиімділігі мен қауіпсіздігін бағалау.

Iv. Болашақ генетика және аурудың алдын алу

1. Гендік терапия: генетикалық ақауларды түзету.

   • Генетикалық терапияның түрлері:
     • Генді енгізу: гендің сау көшірмесін пациенттің жасушаларына енгізу.
     • Генді инактивациялау: ақаулы генді өшіру.
     • Генома редакциялау: Crispr-Cas9 және басқа технологияларды қолдана отырып, ДНҚ кезегіндегі дәл өзгеріс.
   • Гендерді жеткізуге арналған векторлар: вирустар (аденоассед, листорлар, Lentiviruss), өтсіз әдістер.
   • Генетикалық терапияның клиникалық зерттеулері: жетістіктері мен болашағы.
   • Генетикалық терапияның этикалық мәселелері: қауіпсіздік, тиімділік, қол жеткізудің әділдігі.

2. Crispr-Cas9 және геномды редакциялау: ДНҚ-да дәл өзгеріс.

   • Crispr-Cas9 Print: RNA нұсқаулығын ДНҚ-ның белгілі бір ДНҚ және түзетулер үшін CAS9 ферментін қолдану үшін пайдалану.
   • Медицинада Crispr-Cas9 қолдану: генетикалық ауруларды емдеу, диагностикалық жаңа әдістерді жасау.
   • Геномды редакциялаудың этикалық мәселелері: генералды жасушалардың геномын, болашақ ұрпақтардың ықтимал зардаптарын өңдеу.

3. Жеке медицина: емдеуге жеке көзқарас.

   • Ең тиімді және қауіпсіз емдеуді таңдау үшін генетикалық ақпаратты пайдалану.
   • Фармакогенетика: науқастың генетикалық сипаттамаларына негізделген есірткі дозаларын оңтайландыру.
   • Науқастардың даму қаупі бар науқастардың стратификациясы: жеке профилактикалық бағдарламаларды әзірлеу.

4. Пренатальды диагностика және генетикалық кеңес беру.

   • Пренатальды диагностикалық әдістер:
     • Жүкті әйелдердің скринингі: ұрықта хромосомалық ауытқулардың даму қаупін бағалау (мысалы, төмен синдром).
     • Амниоцентаз: ұрықтың хромосомаларын талдау үшін амниотикалық сұйықтықтың үлгісін алу.
     • Хорион биопсиясы: ұрық хромосомаларын талдау үшін хорион тінінің үлгісін алу.
     • Привативті емес приэнатальды емес тест (NIPT): ананың қандағы ұрық ДНҚ-ны талдау.
   • Генетикалық кеңес беру: генетикалық тәуекел туралы ақпарат, перинаталды диагностика мен емдеудің мүмкін нұсқалары.
   • Пренатальды диагностиканың этикалық мәселелері: ақпарат алу құқығы, шешім – жүктілікті тоқтату туралы шешім.

5. Генетикалық ақпарат негізінде аурулардың алдын-алу.

   • Өмір салтын өзгерту: диета, физикалық белсенділік, темекі шегуден бас тарту.
   • Тұрақты скринингтік тексерулер: ауруларды ерте анықтау.
   • Профилактикалық операциялар: қатерлі ісік ауруы жоғары адамдардағы мастэктомия, оварэктомия.
   • Вакцинация: жұқпалы аурулардың алдын алу.

V. қорытынды

Генетикалық факторлар көптеген аурулардың дамуында маңызды рөл атқарады. Аурулардың генетикалық механизмдерін түсіну сізге диагностиканың, емдеудің және алдын-алудың жаңа әдістерін жасауға мүмкіндік береді. Генетикалық терапия және геномдық редакциялау сияқты генетикалық технологиялардың дамуы генетикалық ауруларға қарсы күрестің жаңа перспективаларын ашады. Дегенмен, генетикалық тестілеу мен емдеудің этикалық және әлеуметтік аспектілерін ескеру қажет.