Серповидноклеточная анемия

Серповидноклеточная анемия - заболевание, открытое в 1910 г. При ней эритроциты имеют необычную серповидную форму. В 1949 г. американский химик Л.Полинг показал, что болезнь вызывается наличием в таких эритроцитах дефектного гемоглобина. Поскольку молекула гемоглобина взрослого человека состоит из четырех белковых цепей: двух альфа-цепей и двух бета-цепей, был сделан вывод, что серповидноклеточная анемия представляет собой "молекулярную болезнь".

В 1956г. В.Ингрэм показал, что дефектный гемоглобин отличается от нормального только одной аминокислотой: вместо глутаминовой кислоты в 6-м положении в бета-цепи стоит валин. Такой гемоглобин нарушает структуру мембраны эритроцитов и придает им серповидную форму. От этого возрастает вязкость крови и нарушается прохождение эритроцитов по капиллярам. Через несколько лет снижение кровообращения проводит к атрофии органов, в частности селезенки, и гибели детей. Гетерозиготы по этой мутации живут нормально.

Изучение серповидноклеточной анемии сыграло большую роль в развитии молекулярной биологии. К 1956 г. среди биологов уже было широко распространено мнение, что гены , т.е. участки ДНК, играют важную роль в сборке аминокислот в полипептидные цепи. Открытие Ингрэма было первым прямым доказательством того, что мутация в гене гемоглобина приводит к замещению одного аминокислотного остатка в белке на другой.

Наследственная анемия , обусловленная нарушением структуры белковой части молекулы гемоглобина; форма гемоглобинопатии . Сопровождается серповидной деформацией эритроцитов , повышением вязкости крови с закупоркой мелких сосудов.

В результате замены в кодоне ГУА урацила на аденин в гене глобина синтезируется цепь молекулы глобина с глютамином, заменившим валин. Замена одной аминокислоты оказывается достаточной, чтобы изменить функциональные свойства гемоглобина (пониженная растворимость, повышенная полимеризация). Гемоглобин уже не может выполнять кислородакцепторную функцию и кристаллизуется при недостатке кислорода, а эритроциты приобретают серповидную форму (отсюда и название болезни), склеиваются, тромбируют капилляры и т. д. Малярия гомозигот по гену нормального гемоглобина сокращает жизнь и репродукцию у здоровых лиц. Гомозиготы по мутантным аллеям ( больные гемоглобинопатиями) погибают от наследственной болезни, не оставляя потомства. Гетерозиготы же выживают, потому что малярийный плазмодий не поражает лиц с аномальными гемоглобинами, а сама гетерозиготность не вызывает патологического процесса в нормальных условиях. Преимущественное размножение гетерозигот приводило к высокой частоте носительства гена среди населения в прошлом малярийных регионов (Юго-Восточная Азия, Африка, Италия, Греция, Кипр, Азербайджан, Узбекистан), и такая частота сохраняется. См.

Серповидноклеточная анемия и поражение почечных сосудов

Серповидноклеточная анемия и поражение почечных клубочков

Ссылки:

Все ссылки