Генетика соматичних клітин

Найбільший інтерес для генетики людини представляє метод гібридизації соматичних клітин. Оскільки соматичні клітини несуть увесь обсяг спадкової інформації, цей метод дає змогу вивчати на них генетичні закономірності всього організму. Для дослідження звичайно використовують клітини сполучної тканини (фібробласти) або лімфоцити крові. Гібридизація культивованих разом соматичних клітин різних організмів здійснюється за допомогою вірусу парагрипу. Гібридизація можлива між клітинами не тільки організмів різних видів (людина – миша), а й різних типів (людина – комар).

Гібридна клітина містить усі хромосоми обох батьківських клітин. Наприклад, гібридні клітини людини і миші мають 43 пари хромосом: 23 – від людини та 20 – від миші. У таких гібридних клітинах функціонують хромосоми як людини, так і миші, гени яких визначають синтез відповідних ферментів. За умов диференціального фарбування морфологічно можна відрізнити кожну з хромосом. Якщо в гібридній клітині відсутня яка-небудь хромосома і не відбувається синтез певних ферментів, то можна припустити, що гени, які визначають синтез цих ферментів, локалізовані в ній. Таким чином, цей метод дозволяє встановлювати групи зчеплення у людини, а враховуючи делеції та транслокації, – з’ясовувати і послідовність розташування генів, тобто складати генетичні карти хромосом людини; досліджувати генні мутації, а також мутагенну та канцерогенну активність хімічних речовин, у тому числі новостворюваних ліків.

На підставі досліджень гібридних соматичних клітин виявлено, що ген групи крові за системою АВО знаходиться в 9-ій хромосомі, за системою MN – в 2-ій хромосомі, а за системою Rh – у 1-ій хромосомі.

Дослідження соматичних клітин людини з використанням спеціальних ДНК-маркерів дає змогу досить точно встановлювати локалізацію генів у хромосомах. Таким способом було визначено, що ген захворювання шкіри гіперкератозу (надмірного зроговіння епідермісу шкіри), знаходиться в 17-ій хромосомі, а ген хвороби Альцгеймера (стареча недоумкуватість) – в 21-ій. Здійснюється вивчення генетичної картини таких захворювань як цукровий діабет, шизофренія та інших.

Біохімічні методи

Причиною численних спадкових порушень обміну речовин є різноманітні дефекти ферментів, які виникають внаслідок мутацій відповідних генів. Такі захворювання дістали назву ферментопатій, або ензимопатій. Вони складають значну частину спадкової патології – до 5000 хвороб. Серед них найбільш розповсюдженими є фенілкетонурія, алкаптонурія, галактоземія, муковісцидоз, хвороба Гоше, хвороба Тея – Сакса, альбінізм та інші. Біохімічні показники (первинний продукт гена, накопичення патологічних метаболітів в організмі хворого) чіткіше віддзеркалює сутність хвороби порівняно з клінічними показниками. Використання сучасних біохімічних методів – електрофорезу, хроматографії, спектроскопії тощо – дають можливість визначити будь-які метаболіти, специфічні для конкретної спадкової хвороби. Об’єктами біохімічних аналізів можуть бути сеча, піт, плазма та клітини крові, культури клітин (фібробласти, лімфоцити).

Біохімічні методи дуже трудомісткі, вима­гають спеціального обладнання і тому не можуть використовуватися для масо­вих популяційних досліджень з метою раннього виявлення хворих із спадко­вою патологією обміну.

Використовують також мікробіоло­гічні тести, які ґрунтуються на тому, що деякі штами бактерій ростуть тіль­ки на середовищах, які містять певні амінокислоти, вуглеводи. Якщо у крові або сечі є необхідна для росту речовина, то у чашці Петрі навколо фільтрувального паперу, про­соченого однією з цих рідин, спостері­гається активне розмноження бактерій, чого не буває у випадку обстеження здорової людини.

Біохімічні методи застосовуються також і для виявлення гетерозиготних носіїв спадкових аномалій, які у фенотипі проявляються невиразно. При цьому застосовується біохімічне тестування, мікроскопічне дослідження клітин крові та тканин, визначення активності певного ферменту, зміненого внаслідок мутації тощо. Такі заходи необхідні для здійснення своєчасного лікування та профілактики, а також для визначення вірогідності мати хвору дитину в генетично ризиковій сім’ї.