Генетична різноманітність в популяції людей
Людству властивий високий рівень спадкового різноманітності, що проявляється в різноманітті фенотипів. Люди відрізняються один від одного кольором шкірних покривів, очей, волосся, формою носа і вушної раковини, малюнком епідермальних гребенів на подушечках пальців та іншими складними ознаками. Виявлено численні варіанти окремих білків, що розрізняються по одному або декільком амінокислотним залишкам і, отже, функціонально. Білки є простими ознаками і прямо відображають генетичну конституцію організму. У людей не співпадають групи крові за системами еритро-цітарная антигенів “резус”, АВ0, MN. Відомо більше 130 варіантів гемоглобіну і більше 70 варіантів ферменту Г6ФД, що бере участь в бескислородном розщепленні глюкози в еритроцитах. В цілому не менше 30% генів, що контролюють у людини синтез ферментних та інших білків, мають кілька алельних форм. Частота народження різних алелей одного гена варіює.
Так, з багатьох варіантів гемоглобіну лише чотири виявляються в деяких популяціях у високій концентрації: HbS (тропічна Африка, Середземномор’я), HBС (Західна Африка), HbD (Індія), нье (Південно-Східна Азія). Концентрація інших алелей гемоглобіну повсюдно не перевищує, мабуть, 0,01-0,0001 (див. П. 12.2.5).
Вважають, що генетична різноманітність за багатьма локусами могло бути успадковано нині живуть людьми від предкової груп. Варіабельність по таким системам груп крові, як АВ0 і Rh, виявлена в людиноподібних мавп. Спадкове різноманітність довго було перешкодою успішному переливанню крові. В даний час воно ж створює великі труднощі у вирішенні проблеми пересадок тканин і органів. Підбір пар донор-реципієнт здійснюється при порівнянні антигенів HLA класів I і II. Антигени HLA являють собою Глік-протеїди, що знаходяться на поверхні клітин і кодуються групою тісно зчеплених генів хромосоми 6 (рис. 12.10). Традиційно гени, що кодують HLA, та їх продукти підрозділяються на 3 класу – I, II і III. Спочатку в класах I і II виділяли по 3 гена. Дослідження останніх років не тільки значно розширили протяжність самого локусу HLA (в 2 рази з 1987 по 2007 р), але й призвели до збільшення числа генів усередині кожного класу. За сучасними уявленнями, система HLA забезпечує регуляцію імунної відповіді і, в цілому, виживання людини як виду в умовах екзогенної та ендогенної агресії. Різноманіття чужих агентів породжує значну варіабельність генів MHC, і, отже, кодованого ними спектра антигенів, при цьому реалізація антигенних властивостей у гетерозигот здійснюється на основі Кодомінування. Очевидно, чим вище аллельного різноманітність, тим ефективніше захист. І, дійсно, жодна інша функціональна група генів не має такого числа алельних форм. Кожен з генів може мати багато десятків варіантів (рис. 12.11). При цьому встановлені виражені міжрасові та міжетнічні відмінності народження тих чи інших антигенів HLA (рис. 12.12), що найімовірніше є наслідком виживання цих груп людей в умовах безперервного впливу факторів зовнішнього середовища і, насамперед, інфекційного та паразитарного оточення.
Відмінності поширеності алелей в сучасних популяціях людей, безумовно, визначалися дією елементарних еволюційних факторів у ході еволюції людини. Важлива роль належить мутаційного процесу, природному відбору, генетико-автоматичним процесам, міграцій.
В залежності від впливу перерахованих факторів еволюції на частоту народження того чи іншого алеля в різних популяціях все різноманіття варіантів білків, що відображає різноманітність алелей в генофонді людства, можна розділити на дві групи.
До однієї з них відносяться рідкісні варіанти, що зустрічаються повсюдно з частотою менше 1%. Поява їх пояснюється виключно мутаційним процесом, який створює нові аллели і діє ненаправлено, випадковим чином, що і визначає таку невисоку частоту їх зустрічальності. У цьому випадку мова йде про генетичну гетерогенності (див. П. 11.7). Так, у прикладі з гемоглобінами до першої групи відносяться всі варіанти, крім HbS, HBС, HbD і HbЕ.
Другу групу білків складають варіанти, які виявляються відносно часто в обраних популяціях. Тривалі відмінності в концентрації окремих алелей між популяціями, збереження в досить високій концентрації декількох алелей в одній популяції залежать від дії природного відбору або дрейфу генів.
Дією останнього з названих чинників можна пояснити відмінності частоти групи крові А в популяціях індіанців з одного географічного району, але ізольованих в репродуктивному відношенні: в племені чорноногих цей показник досягає 80%, а в індіанців зі штату Юта – 2%. Інший приклад впливу дрейфу генів – висока частота рідкого варіанти мутації гена BRCA2, що підвищує ймовірність розвитку раку грудей у популяції жінок Ісландії. Відомо, що все населення цієї країни походить від невеликої групи норвежців, що висадилися тут в 900-х рр. н. е.
Природний відбір, забезпечуючи пристосованість груп людей до різноманітних умов існування, також призводить до межпопу-ляційними відмінностям, підвищуючи концентрації певних алелей, що визначає генетичний поліморфізм популяцій (див. П. 11.7). Ряд алелей, що мають пристосувальне значення, представлений в табл. 12.4.
Враховуючи слабку технічну оснащеність, погані економічні та гігієнічні умови життя основної маси населення планети протягом значної частини історії людства, можна уявити, яку велику роль грали збудники особливо небезпечних інфекцій, паразитарних захворювань, туберкульозу у зміні генофондів популяцій. У цих умовах спадковий поліморфізм сприяв розселенню людей, забезпечуючи задовільну життєздатність у різних екологічних ситуаціях. Саме різної виживанням осіб, що відрізняються по групі крові, в умовах частих епідемій особливо небезпечних інфекцій може бути, наприклад, обумовлено невипадкове розподіл по планеті алелей еритроцит-тарних антигенів АВ0. Області порівняно низьких частот алеля I0 і відносно високих частот алеля IB в Азії приблизно збігаються з вогнищами чуми. Збудник цієї інфекції має Н-подібний антиген. Люди з групою крові 0, маючи такий же антиген, не можуть виробляти протичумні антитіла в достатній кількості, тому вони особливо сприйнятливими до чуми. Вказаною поясненню відповідає факт, що відносно високі концентрації алеля I0 виявляються в популяціях аборигенів Австралії і Полінезії, індіанців Америки, які практично не дивувалися чумою. Аналогічно, частота захворюваності віспою, тяжкість симптомів цього захворювання і смертність від нього вище в осіб з групою крові А чи АВ в порівнянні з особами, які мають групу крові 0 або В (рис. 12.13). Пояснення полягає в тому, що у людей перших двох груп відсутні антитіла, частково нейтралізуючі оспенний антиген А. За образним висловом генетиків – в генофонду людських популяцій закарбувалися лютували епідемії.
Крім збудників хвороб на еволюцію людських популяцій впливали й інші чинники, зокрема, поява в раціоні нових продуктів харчування. Відомо, що ген, що кодує синтез ферменту лактази, що розщеплює молочний цукор, активний у всіх людей в дитинстві в період вигодовування молоком. Проте в процесі дорослішання активність цього гена різко падає або вимикається зовсім. Кілька тисяч років тому люди навчилися одержувати молоко від домашніх тварин і стали використовувати його в їжу постійно
(2 votes, average: 5.00 out of 5)