Генетический анализ ДНК | «Биомаркер»

Генетический анализ ДНК — что от него ждать

Геномные программы – основа всех известных нам биологических систем. Именно поэтому геном имеет мощнейшую защиту. Мы можем лишь удивляться той глубочайшей мудрости, с которой была создана эта беспрецедентная по надежности многоплановая защита. Помимо изящных механизмов адресных исправлений поломок геномной ДНК система обеспечения надежности включает и многократное дублирование синтезов всех важнейших продуктов в альтернативных метаболических циклах.
 
В случае нужды, к примеру, необходимая всем клеткам организма глюкоза будет производиться не из гликогена, а из молочной кислоты, триглицеридов или аминокислот. Соответственно, если в силу каких-то маловероятных неустранимых генных поломок прекратится производство какого-то ключевого фермента, и синтез какого-то важного продукта из привычного субстрата остановится, то автоматически активируются другие гены, которые кодируют ферменты альтернативных путей синтеза. В результате организм все равно будет обеспечен необходимым продуктом, пусть и неоптимальным путем с точки зрения энергетических затрат.
 
Благодаря открытию «темнового генома» и множества некодирующей РНК, в том числе микроРНК, способной непосредственно блокировать синтез белка, взгляды на процессы реализации генетической информации, сложившиеся во второй половине XX в., радикально поменялись. По: (Власов, Воробьев, 2012).
 
Важно уяснить, что геном работает как ЦЕЛОЕ, а значение отдельных генов ни в коей мере не стоит переоценивать. Привычные генно-центрические воззрения не отражают реалий. Вспомним нашу метафору – симфония как произведение многотысячного оркестра. Оркестра! Но не отдельных скрипок, кларнетов или гобоев.
 
Было бы очень заманчиво иметь в своем распоряжении необходимое техническое оснащение и располагать мощнейшим математическим аппаратом, позволяющим анализировать корреляции между изменениями в содержании тысяч молекулярных составляющих крови при разных функциональных состояниях. Но даже если бы мы могли анализировать все и сразу, не стоит тешить себя детерминистическими иллюзиями Лапласа, который верил, что «разум, который для данного момента знал бы все силы, действующие в природе, и относительное расположение ее составных частей… для него не было бы ничего неясного и в будущем, и в прошлом…». Увы, живые системы отличаются высокой степенью неопределенности, что, по-видимому, является свойством любых суперсложных систем и основным препятствием для изучения и работы с реальными живыми объектами.
 
Высокая надежность генома – главная причина того, что генетические болезни относятся к редким формам патологии. Эти болезни – своего рода «недоработки» Творца или эволюции (не в терминах суть). Так называемые моногенные болезни, например, фенилкетонурия или синдром Ретта, развиваются при геномных нарушениях без дополнительных влияний среды. Как и грубые хромосомные дефекты, при которых одномоментно прекращается или нарушается работа сотен генов (болезнь Дауна, синдром Шерешевского – Тернера, синдром Патау и др.). В прогнозах подобных заболеваний молекулярная генетика конкурентов не имеет.
 
Так же, как и при установлении спорного отцовства или выяснении степени родства, генетический анализ ДНК чрезвычайно полезен для изучения этнических пертурбаций, происходивших на разных этапах человеческой истории, для анализа основных направлений миграций народов и выяснения особенностей межэтнических скрещиваний. В этих вопросах фундаментальное значение методов молекулярной генетики невозможно переоценить.
 
Однако для сугубо медицинских целей и прогнозов значимость этих методов не столь уж высока. По той причине, что совокупная частота генных и хромосомных болезней в популяциях, к счастью, не превышает 2–4 % (Гинтер, 2003). Тогда как подавляющее большинство хронических болезней (сердечно-сосудистых, онкологических, эндокринных и др.) относятся к полифакторным заболеваниям, возникновение которых невозможно без негативных влияний внешней среды. Понятно, что вероятность того, что конкретный индивид попадет под воздействие определенных техногенных загрязнений или микробных патогенов (например, возбудителей проказы), ни в коей мере не определяется его геномом. Поэтому полифакторные болезни принципиально нельзя предсказать по индивидуальным особенностям генома. Вслед за Р. Десом (2014) можно повторить: «Поклонение мифу о генетических заболеваниях оказывает плохую услугу тем, кто мог бы успешно лечиться, и отвлекает внимание от изучения причин болезни».
 
Для развенчания околонаучной «генетической мифологии» представляется важным кратко затронуть и вопросы генных полиморфизмов – индивидуальной вариабельности генома. Случайные и в подавляющей части нейтральные точечные мутации, которые происходят в основном в некодирующих областях генома, представляют собой основной инструмент эволюционной изменчивости.
 
Материальным выражением таких мутаций является SNP (однонуклеотидный полиморфизм), включающий замену одного нуклеотида на другой или утрату единичных нуклеотидов. С помощью широкогеномного скрининга можно выявить множество вариантов SNP, с повышенной частотой встречающихся в геномах лиц, страдающих теми или иными заболеваниями, например, у детей с аутизмом. Однако прогностическая значимость этих находок будет невелика, поскольку случайные нуклеотидные полиморфизмы лишь в малой части случаев могут влиять на производство ферментов, рецепторных или транспортных белков.
 
В нашей ДНК записаны все инструкции по построению любой клетки человеческого организма. Однако в мозге по этой инструкции получаются нейроны, в печени – гепатоциты, а некоторые клетки превращаются в раковые. Сейчас мы знаем, что существуют две взаимодополняющие системы наследственности: генетическая, основанная на последовательности нуклеотидов, и «эпигенетическая», основанная на стабильной активации и инактивации генов. Один эпигенетический способ регуляции активности связан с модификацией белков-гистонов, на которые намотана ДНК в ядре клетки.
 
Чем плотнее упаковка, тем менее доступен ген для ферментов, считывающих с него информацию. Еще один способ – метилирование, присоединение к ДНК метильной группы, что также меняет плотность упаковки ДНК и доступность генов. По: (Жарков, 2017).
 
Конечно, высокий SNP может приводить к неярко выраженным изменениям метаболизма, несколько снижающим (как правило, незначительно) общую устойчивость организма к внешним воздействиям. Это будет повышать риски возникновения любых болезней и нарушений, от гриппа и инфаркта миокарда до рождения ребенка-аутиста, но редко указывает на повышенную предрасположенность к конкретной патологии. От характеристик генома до некоторой степени могут зависеть риск развития и атеросклероза, и диабета, и язвенной болезни желудка, а также резистентность к инфекциям. Так, при контактах с прокаженным 9 из 10 индивидов будут устойчивы к заражению, что определяется особенностями их генотипа. Но в отсутствие возбудителя проказы не заболеет никто.
 
С этих позиций представляется важным переосмыслить и перестать принимать на веру существенно преувеличенную значимость «генетических прогнозов». Гипотетически точный генетический анализ ДНК на основе подходов Big Data когда-нибудь и можно будет применить для оценки индивидуальных рисков. Но в подавляющем большинстве случаев речь будет идти о рисках, лишь немного превышающих (примерно на 5–15 %) популяционные. Понятно, что такой индивидуум, скорее всего, никогда не пострадает от данного заболевания. Просто потому, что понятие «риск» вовсе не равнозначно понятию «болезнь».
 

Остались вопросы?

Получите бесплатную консультацию от специалистов клинической лаборатории «Биомаркер».



 

Задайте свой вопрос 
нашему специалисту

Наши специалисты готовы ответить на вопросы. Гарантия полной анонимности.

Запишитесь на skype-
консультацию

Наши специалисты готовы ответить на вопросы онлайн. Гарантия полной конфиденциальности.

Задайте свой вопрос
нашему специалисту

Наши специалисты готовы ответить на вопросы. Гарантия полной анонимности.

Запросить обратный
звонок

Для уточнения деталей по вопросам сдачи анализов звоните +7 (985) 833-85-25 или оставьте номер ниже и мы наберем вас

ok
Спасибо!

Наши специалисты в ближайшее время
рассмотрят Вашу заявку и свяжутся для
уточнения деталей.