Болезни обмена веществ (Исследования молекулы гемоглобина)

Многие данные по биохимической генетике человека были получены при исследованиях молекулы гемоглобина и генетических факторов, определяющих его химические и физические свойства. Полученная при этом информация была использована для изучения многих других белков и патологических процессов, обусловленных недостаточностью их функции. Гемоглобин служит удобной моделью, так как в отличие от большинства других ферментов он легко получается в свободном состоянии и может быть легко отделен от других белков. Некоторые изменения в структуре выявляются по сдвигам в его электрофоретической подвижности. Другими аналитическими методами может устанавливаться и точная аминокислотная последовательность полипептидной цепи.

Преобладающей формой нормального гемоглобина является гемоглобин А, состоящий из двух полипептидных цепей (альфа и бета). Альфа- и бета — цепи как и менее распространенные дельта- и гамма — цепи отличаются лишь незначительно по составу или последовательности составляющих их аминокислот. Состав каждой полипептидной цепи находится под генетическим контролем, и последовательность в них аминокислот соответствует порядку расположения оснований на молекуле ДНК. Данные исследований разных гемоглобинов свидетельствуют о том, что приблизительно половина альфа- и бета — цепей синтезируется под контролем гена, получаемого от отца, а другая половина — под контролем гена, получаемого от матери. Если патологический ген гемоглобина получен только от одного из родителей, то нарушается строение только половины молекул гемоглобина ребенка (гетерозигота).

Для того чтобы были изменены все молекулы гемоглобина (гомозигота), одинаковые патологические гены должны быть получены от обоих родителей. В одной полипептидной цепи может быть выявлено более одно го дефекта — столько, сколько аминокислот в молекуле. Внутри одной цепи в одном аминокислотном локусе могут быть выявлены разные дефекты. Так, в бета — цепи гемоглобина в точке, в норме занятой глутаминовой кислотой, одна мутация приводит к замещению ее валином (гемоглобин S), а другая — лизином (гемоглобин С).

Соответственно, если родители несут разные аномальные гены в сходных локусах, например один родитель — гемоглобин S, а другой — гемоглобин С структура всех молекул гемоглобина у их потомства будет нарушена. При этом приблизительно половина молекул гемоглобина у них относятся к гемоглобину S, а другая половина — к гемоглобину С (гемоглобинопатия С).

«Болезни плода и новорожденного», проф. И.М. Воронцов

Далее по теме: