ЧАСТЬ 1 ВВЕДЕНИЕ В ГЕНОМИКУ И ПРОТЕОМИКУ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ПОЛОЖЕНИЯ. НАСЛЕДОВАНИЕ ГЕНОВ И ПРИЗНАКОВ И ИЗМЕНЧИВОСТЬ ОРГАНИЗМА. МЕТАБОЛИЗМ И ПУТИ УПРАВЛЕНИЯ. ПОВРЕЖДЕНИЕ И ГИБЕЛЬ КЛЕТКИ. ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КЛЕТКИ ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРЕДМЕТЕ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДМЕТА ГЕНЕТИКИ

В современной медицине наступила эпоха признания геномики и протеомики человека. Что они собой представляют? Вспомним старое название предмета - генетика человека, учение о наследственном материале биологического вида «Homo sapiens» (Человек разумный) и об изменчивости данного материала в условиях окружающей среды. У истоков генетики человека (это конец XVIII - начало XIX в.) стояла школа «овистов», основанная итальянцем Марчелло Мальпиги, предположившим существование женского яйца, «пробуждающегося после оплодотворения мужской семенной жидкостью». Последователь Мальпиги, француз Мопертюи, выдвинул гипотезу о том, что «родительские семенные жидкости человека смешиваются между собой, прежде чем образуется зародыш, имеющий признаки обоих родителей». Позднее, в 1827 г., австриец Карл Эрнест фон Бэр описал яйцеклетку млекопитающих, положив начало развитию генетики человека.

В настоящее время в рамках генетики человека выделяют клиническую и медицинскую генетику. Это фактически одна и та же наука об организации и функционировании наследственных структур больного человека, его больных и здоровых родственников. Исторически более обоснован термин «клиническая генетика», ибо первая клиническая статья с описанием больного с алкаптонурией была опубликована в 1902 г. английским врачом Арчибальдом Гарродом (1858-1936), тогда как названия «общая генетика«, и в частности «медицинская генетика», появились после 1906 г.

По существующим среди врачей-клиницистов представлениям, клиническая генетика характеризуется широким применением синдромологического метода (см. главу 18) и отсутствием применения популяционно-статистического метода (см. главу 19); в медицинской же генетике все наоборот: отсутствие применения синдромологического метода и широкое применение популяционно-статистического метода.

Предмет клинической (медицинской) генетики - генетические причины и механизмы развития наследственных форм патологии, роль генетических факторов в формировании ненаследственных форм патологии, а также способы диагностики, профилактики и лечения подобных заболеваний.

С тех пор как в конце XX в. генетиками было сформулировано понятие «геном» (см. главу 2), генетику как науку стали именовать геномикой. В результате ее развития в 1995 г. появилось еще одно новое название - протеомика. Современное определение клинической геномики и протеомики можно сформулировать так: учение о молекулярной структуре и функционировании генетического материала, контролирующего происхождение, развитие, воспроизводство и наследование индивидуальных особенностей организма, проявляющихся на доклиническом и клиническом уровнях у больного человека, его больных и здоровых родственников.

ИСТОРИЯ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ

ГЕНЕТИКИ

Основоположник генетики - австровенгерский естествоиспытатель Грегор Иоганн Мендель (1822-1884). В молодые годы он преподавал физику и естествознание в общеобразовательной школе, впоследствии стал послушником, а затем настоятелем Брюнненского монастыря ордена Святого Августина, расположенного в небольшом городке Брюнна в Австро-Венгрии (ныне город Брно в Чехии). В 1865 г. Г. Мендель опубликовал в трудах провинциального общества естествоиспытателей природы статью «Опыты над растительными гибридами», в которой на примере скрещивания различных линий садового гороха выделил закономерности наследования признаков. Однако эта работа долгое время оставалась неизвестной большинству современников Г. Менделя. Только в 1900 г. ботаники из разных стран - Хуго де Фриз (1848-1935) из Голландии, Карл Корренс (1864- 1933) из Германии и Эрих фон Чермак (1871-1962) из Австрии - на других биологических объектах, независимо друг от друга и почти одновременно «переоткрыли» закономерности наследования, установленные Г. Менделем.

Теперь 1900 г. считается официальным (но не фактическим) годом рождения генетики как науки, хотя сам термин «генетика» пред-

ложен только в 1906 г. англичанином Уильямом Бэтсоном (ученый перепроверил эксперименты Г. Менделя и полностью подтвердил их огромное значение).

Начало XX в. примечательно для историков генетики еще рядом событий. В 1901 г. немецкий врач Карл Ландштейнер разделил кровь человека по антигенам на 4 группы: 0, А, В и АВ, т.е. впервые привел пример наследования признаков у человека. Позже К. Ландштейнер совместно с П. Левиным и О. Винером описали Rh-фактор и группы крови системы MN (1927).

В дальнейшем в биологии и медицине произошли грандиозные перемены, связанные с возникновением и последующим торжеством идей эволюционизма, представлений о законах наследственности. Уже к 1950 г. не одни лишь прогрессивно мыслящие люди, но даже самые непримиримые ортодоксы, священники Римской католической церкви, были вынуждены согласиться с правомочностью эволюционной теории: ее признал в специальной энциклике «Происхождение человека» Папа Римский Пий XII. Однако католики настаивали: «Душа человека создана Богом!»

Следует отметить: материалистический термин «эволюция« впервые применил в начале XX в. английский врач Френсис Гальтон (1822-1911), основоположник евгеники - науки о совершенствовании человеческого рода.

Известно, что Ф. Гальтон приходился кузеном гораздо более знаменитому англичанину - Чарльзу Дарвину (1809-1882). Но тот отдавал предпочтение теории «пангенезиса«, основанной еще до н.э. древними философами Гиппократом (460-557), Платоном (429-347) и Аристотелем (384-322). Именно увлечение «пангенезисом» помешало Ч. Дарвину полностью обосновать (до рождения генетики) собственную прогрессивную теорию. Его ошибку в дальнейшем исправили последователи ученого.

Согласно современным представлениям, эволюция есть процесс происхождения биологических видов или прогрессивного развития живой материи, обусловленный внутренними (мутации) и внешними (естественный отбор, изоляция, дрейф генов) факторами.

Следует отметить: в конце XX в. дарвиновская интерпретация эволюции и даже правомерность самой постановки вопроса о том, была ли эволюция на Земле, ставились под сомнение деятелями церкви и поддерживающими их учеными-профессионалами. В частности, в противовес эволюционизму (эволюционизм - современный

дарвинизм как синтетическая теория эволюции) они выдвинули концепцию креационизма , предлагая рассматривать многообразие органического мира как результат божественного творения. Сторонники креационизма основываются на сравнении положений дарвиновской теории эволюции с данными биологических дисциплин (включая молекулярную биологию) и утверждают: теория эволюции - лишь одно из возможных объяснений существования органического мира, не имеющее фактического обоснования, а потому сходное с религиозными системами взглядов. По мнению таких исследователей, «наступает закат эпохи дарвинизма».

Существует также еще одна точка зрения на происхождение жизни на Земле: «...возможно, что это длительный эксперимент внеземных цивилизаций» на людях и других земных биологических видах, доставленных сюда из космоса в качестве «подопытных кроликов» много тысяч (если не миллионов) лет назад.

В пользу последней гипотезы свидетельствует, например, библейская легенда о Всемирном потопе: достаточно вспомнить «пассажиров» Ноева ковчега. Однако хотелось бы знать: куда столь странный, аморальный, по земным меркам, «эксперимент» заведет наш органический мир? Оставим данный вопрос без ответа и продолжим рассмотрение истории развития генетики, весьма неоднозначного в нашей стране.

В России о зарождении генетики как науки впервые сообщил в 1912 г. на лекции в Петербургском университете Николай Иванович Вавилов (1887-1943) - великий русский генетик, положивший начало пониманию эволюции мутационного процесса, создавший учение о генетических основах селекции, сформулировавший закон гомологичных рядов в наследственной изменчивости. Именно по инициативе Н.И. Вавилова в 1929 г. было принято решение об организации кафедр генетики и селекции в университетах СССР.

Большой вклад в мировую и отечественную генетику внес Николай Константинович Кольцов (1872-1940), в 1928 г. - заведующий кафедрой биологии во 2-м Московском университете (в дальнейшем - 2-й Московский медицинский институт им. Н.И. Пирогова, а затем - Российский медицинский университет). Работы Н.К. Кольцова (по изучению групп крови, активности фермента каталазы, проблем мутационной изменчивости; химического мутагенеза, трансплантации органов и тканей; их сохранения в высушенном состоянии, методов омоложения организма и культивирования клеток in vitro)

стали поистине новаторскими. Но главное его достижение - обоснование положения о наследственных молекулах - хромосомах, пророчески предугаданный принцип самоудвоения наследственных молекул (1927).

Правда, Н.К. Кольцов считал носителем наследственной информации не молекулу ДНК, а молекулу белка (в дальнейшем оказалось, что белок есть функция или проявление гена). Только в 1953 г. Джеймс Уотсон, Френсис Крик, Морис Уилкинс и Розалинда Франклин в своих работах доказали обратное, впервые описав молекулярную структуру нативной ДНК и получив ее рентгенограмму в виде двойной спирали («нечто вроде штопора»). В 1962 г. за это открытие трое из авторов получили Нобелевскую премию (Р. Франклин тогда уже скончалась от рака).

Предположение Н.К. Кольцова о наличии хромосом сыграло огромную роль в развитии генетики. Следует отметить, что биологическую функцию молекулы ДНК связали с ее химическим строением раньше 1953 г. Еще в 1944 г. О.Т. Эйвери и его коллеги установили: ДНК является носителем генетической информации.

Н.К. Кольцов был также близок к представлению, высказанному в 1941 г. Джорджем Бидлом и Эдвардом Тэйтемом в виде формулы: «один ген - один фермент». В дальнейшем она трансформировалась в формулу «один ген - один признак», а затем «один ген - одна полипептидная цепь». Последняя длительное время считалась основной в молекулярной биологии, но в конце XX в. появились и другие: «два гена или семь генов - одна полипептидная цепь; один ген или отдельные участки гена - несколько полипептидных цепей». Тем не менее, несомненно: Н.К. Кольцов, бесспорно, стоял у истоков молекулярной биологии и медицины.

Отечественную классическую школу исследований морфологии хромосом человека основал Григорий Андреевич Левитский (1878- 1942). Он заложил фундамент цитогенетики, создал первое руководство по материальным основам наследственности (1924). В его дискуссиях с С.Г. Навашиным и Л.Н. Делоне в 1931 г. впервые используются термины «кариотип« (хромосомный набор вида со всеми особенностями: числом, формой и деталями строения хромосом) и «идиограмма» (схематическое изображение хромосом).

Один из классиков русской генетики - Сергей Сергеевич Четвериков (1870-1959). Его работа «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики» (1926)

положила начало целому научному направлению - популяционной генетике, в которой как наиболее важные факторы, оказывающие влияние на формирование генетической структуры популяции, рассматриваются естественный отбор и изоляция.

Впервые термин «популяция» введен В. Иогансеном в 1903 г. для обозначения неоднородной в генетическом отношении группы особей одного биологического вида и их отличия от особей однородной (чистой) линии. Однако еще Чарльз Дарвин объяснял происхождение видов в ходе эволюции в том числе наследственной изменчивостью и конкуренцией в пределах совокупности особей, т.е. популяции.

Многие работы русского генетика Александра Сергеевича Серебровского (1892-1948), опубликованные в 1920-е годы, для своего времени уникальны. Он занимался строением гена, его дробимостью и эволюцией, генетикой и селекцией отдельных видов животных, генетикой популяций, геногеографией, антропогенетикой и закономерностями органической эволюции, генетическими методами борьбы с вредными насекомыми. А.С. Серебровский был первым заведующим кафедрой генетики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова.

Нельзя не отметить заслуги многих других выдающихся советских и русских генетиков. Среди них Борис Львович Астауров (1904-1974) - первый президент Всесоюзного общества генетиков и селекционеров им. Н.И. Вавилова. Работы Б.Л. Астаурова посвящены исследованиям роли ядра и цитоплазмы в наследственности и онтогенезе, экспериментальной эмбриологии, биологии развития, искусственному партеногенезу и андрогенезу.

Широко известны труды Николая Петровича Дубинина (1907- 1998) - многолетнего лидера советской генетики, организатора и директора Новосибирского института цитологии и генетики и Московского института общей генетики АН СССР, академика АН СССР, почетного члена многих иностранных академий и научных обществ. К числу исследованных им проблем относятся: сложная структура гена, эффект положения, теория мутаций, проблемы генетики популяций, радиационной и экологической генетики и генетики человека.

Среди наиболее известных имен отечественных генетиков - имя Юрия Александровича Филипченко (1882-1930), читавшего первый в России курс лекций по генетике в Петербургском университете (1913),

изучавшего генетику пшеницы, эмбриологию и сравнительную анатомию низших насекомых, а также наследственность у человека.

Как сказано в начале главы, год рождения клинической генетики - 1902, когда Арчибальд Гаррод впервые опубликовал сообщение о наследственном заболевании - алкаптонурии . В 1908 г. в другой своей статье под названием «Врожденные нарушения метаболизма» он объединил четыре наследственных заболевания (алкаптонурия, альбинизм, пентозурия и цистинурия).

Основоположник отечественной клинической генетики - Сергей Николаевич Давиденков (1880-1961), первый русский врач-генетик и выдающийся детский врач-невропатолог. В круг его научных интересов входили: наследственные болезни нервной системы и их медикогенетическое консультирование, причины клинического полиморфизма наследственных болезней, эволюционно-генетические проблемы в невропатологии. С.Н. Давиденков обосновал необходимость применения в медицине генеалогического анализа, сформулировал принцип генетической гетерогенности и показал клиническую (фенотипическую) неоднородность многих нозологических форм (штрюмпелевская параплегия, семейные атаксии, амиотрофии). Он ввел в неврологию точные методы генетики, объяснил клинический полиморфизм неврологических заболеваний как результат сходного проявления разных мутаций и разной выраженности действия патологического гена (в зависимости от генотипической среды), предложил первую классификацию наследственных болезней нервной системы, основанную на генетических закономерностях.

Неоценимый вклад в развитие отечественной медицинской и клинической генетики внесли А.П. Акифьев (1938-2007), Л.О. Бадалян (1929-1994), А.Ф. Захаров (1928-1986), С.Г. Левит (1894- 1937), М.Е. Лобашев, А.А. Прокофьева-Бельговская (1903-1984), Н.В. Тимофеев-Рессовский (1900-1981) и др. Их заслуги - внедрение достижений генетики в медицину, распространение и приумножение генетических знаний даже в тридцатилетний период гонений на советскую генетику (1930-1960). В частности, в 1930 г. в Москве был организован Медико-биологический институт, переименованный в 1932 г. в Медико-генетический институт (директор - С.Г. Левит), где до 1937 г. успешно работал центр близнецовых исследований, большое внимание уделялось изучению мультифакториальных заболеваний. Однако затем институт закрыли, его директора и многих сотрудников репрессировали.

Только в 1969 г. в Москве вновь создается Институт медицинской генетики, преобразованный в 1990 г. в Медико-генетический научный центр АМН СССР, а затем РАМН.

Возрождение клинической генетики в России началось в конце 1970-х гг. во 2-м Московском медицинском институте им. Н.И. Пирогова (ныне Российский государственный медицинский университет), на кафедре нервных болезней педиатрического факультета (возглавляемой тогда Левоном Оганесовичем Бадаляном). Именно здесь впервые стали читать лекции по клинической генетике для студентов.

ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ КЛЕТКИ И РАЗВИТИЯ ЦИТОГЕНЕТИКИ

Отдельного рассмотрения заслуживает история изучения клетки и самостоятельного направления генетики - цитогенетики или науки об организации и функционировании хромосом.

Исследования клеточной организации живых организмов начались в 1665 г., когда Роберт Гук с помощью первого микроскопа, сделанного Левенгуком, обнаружил в тонком срезе пробки мелкие структуры, названные им клетками. И только в 1839 г. (через 174 года) ботаник Маттиас Якоб Шлейден и зоолог Теодор Шванн высказали гипотезу об универсальности клеточного строения живых организмов.

В конце XIX в. благодаря работам Луи Пастера и Рудольфа Вирхова ученые пришли к выводу: все организмы первоначально развиваются из одной-единственной клетки-прародителя. Она делится на две дочерние клетки, каждая из которых снова делится на две дочерние клетки, и так продолжается до окончательного формирования многоклеточного организма. В дальнейшем некоторые клетки становятся специализированными и никогда не делятся, другие клетки постепенно отмирают, им на смену приходят новые клетки.

В XX в. окончательно установили: клетка - основная биологическая единица многоклеточного организма, окруженная тонкой плазматической мембраной, отделяющей внутреннюю среду клетки от внешней среды.

Плазматическая мембрана удерживает вместе все внутриклеточные компоненты (органеллы), каждый из которых окружен собственной мембраной. Через плазматическую мембрану в клетку поступают

или выводятся из нее различные химические соединения.

Самой заметной органеллой клетки является ядро, содержащее хромосомы (ядерная ДНК).

Первое упоминание о хромосомах относится к 1880 г., когда В. Флемминг при исследовании клеток роговицы глаза человека обнаружил от 22 до 28 хроматиновых тел. Сам термин «хромосома» впервые введен В. Вальдейером в 1888 г.

К концу XIX в. были более или менее подробно изучены механизмы клеточного деления - митоз и мейоз. Э. Страсбургер, занимаясь растениями, а В. Флемминг - животными, установили наиболее важное свойство митотических и мейотических делений - упорядоченную редукцию наследственного материала. В 1902 г. Теодор Бовери (1862-1915) предположил: наследственные факторы («факторы Менделя») расположены в хромосомах, и именно хромосомы - носители наследственной информации в клетке. Таким образом Т. Бовери заложил основы хромосомной теории наследственности.

В дальнейшем хромосомную теорию наследственности окончательно сформулировали Томас Хент Морган (1866-1945) и его ученики: К. Бриджес, Г. Мёллер и А. Стертевант, получившие за это Нобелевскую премию.

С тех пор исследования хромосом и их генетический анализ проводились в тесной взаимосвязи, но в основном касались насекомых и растений. Так, в 1913 г. К. Бриджес описал случай аномального распределения хромосом в мейозе у дрозофилы, названного им «нерасхождением».

В середине 1930 годов благодаря исследованиям Г. Мёллера (также на дрозофиле) выяснились закономерности мутационного процесса; на их основе сформулировали концепцию генетического груза.

Однако в отличие от цитогенетики насекомых и растений, исследования хромосом человека развивались медленно; длительное время ученые даже не представляли, какое число хромосом свойственно людям.

Парадоксальный факт: «Человек сначала узнал строение ядра атома и только потом - число хромосом в ядрах собственного тела». Так сказал американский генетик Т. Хаушке.

Бурное развитие цитогенетики человека началось в 1956 г., когда Д. Тио и А. Леван, а позднее С. Форд и Д. Хамертон установили в культуре фибробластов легочной ткани эмбрионов человека истинное число хромосом, оказавшееся равным 46 (для сравнения: у макаки-резус - 42 хромосомы, у шимпанзе - 48).

С тех пор нормальным кариотипом у человека считается 46, ХХ (женщина) и 46, XY (мужчина). Это двойной (диплоидный) набор хромосом соматической клетки.

Именно пол оказался первым признаком, наследование которого напрямую связано с поведением хромосом в мейозе (образование гамет).

Известно, что в соматических клетках женщины и мужчины содержится по 22 пары аутосом (хромосомы тела) и одна пара гоносом (половые хромосомы). У женщин гоносомы представлены двумя гомологичными (одинаковыми) Х-хромосомами, так как в ходе оогенеза образуется один тип яйцеклеток, содержащих только Х-хромосому. У мужчин гоносомы представлены одной Х-хромосомой и одной Y-хромосомой, так как при сперматогенезе образуются 2 типа сперматозоидов: либо с Х-хромосомой, либо с Y-хромосомой (их соотношение примерно 1:1).

Генетическое определение пола происходит в момент оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом и целиком зависит от типа последнего: сперматозоид с Х-хромосомой обусловливает формирование женского организма, с Y-хромосомой - мужского.

Важные даты в истории цитогенетики - 1959 и 1960 гг. Именно тогда она стала наиболее популярным направлением развития генетики человека. Произошло следующее.

Во-первых, в 1959 г. Ж. Лежен, Р. Тюрпен и М. Готье обнаружили у детей с болезнью Дауна лишнюю хромосому 21 (как думали тогда). Фактически это была хромосома 22, которую впоследствии стали считать хромосомой 21.

Во-вторых, в 1959 г. С. Форд и сотрудники, а также Р. Джекобс и Ж. Стронг описали три заболевания, вызванных нарушением числа половых хромосом: синдромы Тернера, Клайнфельтера и трипло-Х.

В результате двух таких открытий возник вопрос о необходимости создания номенклатуры (классификации) хромосом.

В-третьих, в 1960 г. для исследования хромосом ученые предложили три методических приема: культивирование клеток, их обработка гипотоническим раствором и использование (для остановки клеточного деления) алкалоида - колхицина.

В-четвертых, в 1960 г. Р. Мурхед нашел способ получения метафазных пластинок из лимфоцитов периферической крови, культивируемых в присутствии фитогемагглютинина, в дальнейшем ставший основой стандартного метода анализа метафазных хромосом.

Однако возникновение идеи использования лейкоцитов периферической крови in vitro и ее первое воплощение датируются 1930-ми годами и связаны с именем отечественного цитолога Г.К. Хрущева.

В-пятых, в 1960 г. К. Патау, Ж. Эдвардс и соавторы описали трисомию по хромосомам 13 и 18, а Р. Ноуэлл и Д. Хангерфорд - «филадельфийскую» хромосому при хроническом миелолейкозе.

В итоге в 1960 г. в городе Денвере (США) состоялась международная научная конференция цитогенетиков, где представили первую номенклатуру хромосом человека в зависимости от их морфологической характеристики, с учетом размеров, формы и положения центромеры.

Согласно денверской номенклатуре, все аутосомы человека имели порядковые номера и делились на 7 групп: A (1-3 пары) - большие метацентрические, B (4, 5) - большие субметацентрические, C (6-12) - средние субметацентрические, D (13-15) - большие акроцентрические, E (16-18) - малые субметацентрические, G (21, 22) - малые акроцентрические. Внутри групп пары хромосом практически не различались по величине (при окраске применявшимися тогда методами). По принципу морфологического подобия Х-хромосома не отличима от хромосом группы С, а Y-хромосома - от хромосом группы G.

О размерах хромосом стали судить с учетом их абсолютной и относительной длины. Во втором случае размер выражали в процентах, определяемых по отношению к суммарной длине всех хромосом женщины, т.е. гаплоидного (одинарного) набора ее хромосом. Самые крупные хромосомы оказались в 4-5 раз длиннее самых мелких хромосом человека.

Для измерения длины хромосомы был предложен центромерный индекс - доля длины короткого плеча к длине всей хромосомы, принятой за 100%. Например, если центромерный индекс равен 50%, то это метацентрическая хромосома, если меньше 50% - субметацентрическая хромосома, а если центромера расположена близко к концу хромосомы - это акроцентрическая хромосома.

Концевая часть хромосомы стала называться теломерой. В дальнейшем в теломере находили повторяющиеся последовательности ДНК или теломерную ДНК, препятствующую укорачиванию хромосомы при репликации.

В настоящее время о размерах хромосом судят по содержанию ДНК: количеству нуклеотидных пар (н.п.). Так, самая маленькая

хромосома 21 имеет около 50 млн н.п., а самая большая хромосома 1 содержит 250 млн н.п. Следует отметить: в дальнейшем денверская классификация хромосом претерпела ряд изменений, внесенных на других научных форумах цитогенетиков (Лондонская конференция, 1963; Чикагский III конгресс, 1966).

В последующие годы с помощью стандартного метода идентификации хромосом были описаны синдром «кошачьего крика», связанный с делецией короткого плеча хромосомы 5 (Ж. Лежен и соавт., 1963), хромосомная нестабильность при анемии Фанкони (Т. Шрёдер и соавт., 1964) и синдроме Блума (Ж. Джерман и соавт., 1965).

Тем не менее, проблема исследования хромосом с помощью стандартного цитогенетического метода решалась медленно. С одной стороны, обнаруживались больные, у которых клинические признаки сочетались с нормальным кариотипом, что заставляло ученых думать о наличии мелких (не выявляемых) структурных изменений хромосом. С другой стороны, выявлялись варианты нормального набора хромосом, не соответствующего фенотипическому полу индивида, или случаи женского кариотипа у мужчин и мужского кариотипа у женщин.

Возможности точной идентификации хромосом появились только в 1968-1970 гг., когда три группы ученых из разных стран - Т. Касперсон и соавторы (Швеция), Б. Датриллэукс и Ж. Лежен (Франция), А.Ф. Захаров и Н.А. Еголина (СССР) - предложили основные методы дифференциального окрашивания хромосом человека (G - гимза, Q - акрихин, R - revers-обратный иС - конститутивный гетерохроматин), а также метод дифференциального окрашивания хроматид с помощью бромдезоксиуридина (БУДР), аналога тимина.

Эти методы позволяют идентифицировать различные типы сегментов (блоки) хромосом, а методом дифференциального окрашивания хроматид выявляют сестринские хроматидные обмены (СХО).

Как оказалось, обнаруживаемое при дифференциальном окрашивании хромосом чередование сегментов (темная и светлая полосы) характеризуется постоянством, что позволило ученым на состоявшейся в 1971 г. в Париже международной научной конференции предложить идиограмму гаплоидного набора хромосом человека (см. главу 2).

Парижская номенклатура хромосом предназначалась для описания по единой форме линейной структуры каждой хромосомы. Причем

сохранялась прежняя (денверская) нумерация хромосом. Отдельная хромосома стала рассматриваться как непрерывная совокупность сегментов независимо от их окраски (межсегментов в хромосоме нет). Первоначально идентифицировали около 320 сегментов.

Плечи хромосом обозначили латинскими буквами: p - короткое и q - длинное. Каждое плечо разделили на районы, ограниченные регулярно наблюдаемыми четкими морфологическими маркерами. Районы тоже разделили - на сегменты или участки, четко отличающиеся от соседних по интенсивности окраски.

Районы и сегменты пронумеровали арабскими цифрами отдельно для каждого плеча в направлении от центромеры к теломере. Например, запись 5 р13 означает: короткое плечо хромосомы 5, район 1, сегмент 3.

Из методов дифференциального окрашивания хромосом наибольшее распространение получило G-окрашивание. Такое положение сохранялось в цитогенетике до конца 1970-х годов.

В начале 1980-х годов широкое распространение получили более совершенные методы дифференциального окрашивания, позволяющие анализировать мало компактизованные хромосомы на стадиях профазы и прометафазы - соответственно профазные и прометафазные методы. С их помощью удалось разделить нормальный гаплоидный набор хромосом человека на более чем 2000 структурных элементов (сегментов).

Однако механизмы выявления сегментов хромосом даже сейчас еще до конца не ясны. В то же время обнаружены свойства сегментов, отражающие картину эволюции структуры хромосом человека.

В настоящее время цитогенетики разных стран в своей работе опираются на данные последней Международной номенклатуры хромосом (ISCH 2005. A System of Human Cytogenetic Nomenclature / Eds L.G. Shaffer, N. Tommerup. - Basel: Kargen, 2004. - 130 p.).

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ТЕОРИИ ГЕНА

История развития теории гена также заслуживает отдельного рассмотрения, так как понятие «ген» многократно изменялось и уточнялось в ходе развития генетики.

О существовании в половых клетках наследственных факторов как дискретных единиц догадывались еще во времена Г. Менделя. Впервые назвал эти факторы генами В. Иогансен в 1903 г.

Дальнейшие представления о гене возникали в связи с формированием хромосомной теории наследственности и других научных воззрений. Существенную роль в развитии теории гена сыграли:

•  концепция «один ген - один фермент» (Бидл Дж. и Тейтем Э.,

1941);

•  доказательство связи биологической функции с химическим строением молекулы ДНК и ее характеристика как носителя наследственной информации (Эйвери О. и соавт., 1944);

•  открытие двойной спирали ДНК (Уотсон Дж., Крик Ф. и

Уилкинс М., 1953);

•  постановка проблемы гена и рассмотрение возможных вариантов генетического кода (Даунс А. и Гамов Г., 1952-1954);

•  установление параметров генетического кода для белков (Крик Ф. и Бреннер С., 1961);

•  расшифровка генетического кода (Ниренберг М. и Маттеи Дж., 1961; Очоа С., 1962; Корана Х., 1965).

Следует отметить: по мере проникновения в молекулярную структуру наследственного материала все труднее становилось находить в молекулах ДНК границы генов. Это было связано с трудностями локализации нуклеотидов, выделением участков последовательностей ДНК с неизвестными функциями, мигрирующих последовательностей (мобильных генетических элементов), псевдогенов и т.д.

Тем не менее, такие новые сведения не только не изменили имеющихся представлений о тонком строении гена, а напротив, существенно их расширили (см. главу 2).

Современное состояние и перспективы развития геномики и протеомики

Современный этап развития генетики характеризуется огромными достижениями: генетика человека, медицинская и клиническая генетика значительно продвинулись вперед, особенно за последние 20-30 лет.

На основе консолидированных усилий ученых развитых стран мира (США, Англия, Франция, Германия, Швеция, Израиль и Япония), предложивших, профинансировавших и полностью реализовавших международную программу «Геном человека» (1988- 2005), в данной области знаний произошли кардинальные изменения. Результаты выполнения программы трудно переоценить. Она привела к возникновению новых научные направлений - биоинформатики (ее предмет - генетическое разнообразие человека), функциональной геномики (протеомики), экогенетики, а также

учения об этических, правовых и социальных аспектах исследований генома человека.

Теперь указанные дисциплины (особенно вторая и третья) играют важную роль во всех сферах человеческой деятельности. Уже допустимо говорить о быстро нарастающей биоинформатизации и генетизации человечества.

Кратко рассмотрим историю биоинформатики (ранее называемой кибернетикой). Она также незаслуженно пострадала от гонений в советские годы. В настоящее время в рамках биоинформатики разрабатываются и применяются программные алгоритмы для систематизации и анализа данных о структуре и функциях макро- и микромолекул клетки. Полученные сведения затем используются в клинической геномике и протеомике, в том числе для создания новых лекарственных препаратов.

Теперь остановимся на истории протеомики, являющейся одной из основных тем настоящего учебного пособия.

Как сказано в начале главы, рождение протеомики как самостоятельной науки произошло в 1995 г. (официальная дата), хотя биохимики уже почти двести лет изучают белки человека и животных.

Геномика (старое название - генетика) и протеомика объединены одной целью: выяснении характера связей информационных структур - генов - с реально функционирующими молекулярными машинами (белками), т.е. связей между генами и признаками, генотипом (геномом) и фенотипом (феномом) организма на разных этапах онтогенеза.

Иными словами, современная протеомика (или функциональная геномика) есть следствие (продолжение) развития геномики - от создания генетических (хромосомных) карт до разработки белковых (протеомных) карт. Следовательно, прогресс генетики человека связан с формированием сначала двух направлений, затем с выделением из них новых (дочерних) направлений, а уже из них (в недалеком будущем) - следующих. Именно в этом заключается огромное эволюционное значение генетики человека (как науки о жизни), обусловливающее ее бессмертие.

Тестирование макромолекул генов, белков и других компонентов клеточной структуры, а также расшифровка характера молекулярных связей между генами и белками, между уникальными или повторяющимися последовательностями ДНК, белковыми и небелковыми структурами клетки - главные задачи геномики и протеомики.

В медицине результаты тестирования генов и белков и расшифровки связей между ними используются для диагностики, лечения и профилактики генетических и негенетических заболеваний.

Как известно, в рамках программы «Геном человека» получены данные об организационной структуре и функционировании молекулы ДНК, определена совокупность генов организма (генотип), проведено сиквенирование всех последовательностей генома, изучены тонкая структура гена и особенности генной экспрессии, составлены карты всех хромосом, на которых локализованы сотни ранее неизвестных генов, расшифрован геном митохондрий.

Накоплен огромный багаж новых научных сведений, требующих глубокого рассмотрения и анализа. Среди них:

•  доказательства необходимости пересмотра существующих взглядов на происхождение современного человека (его генотип содержит следы экспансии более древних генов из Африки, сотни генов получены от бактерий и беспозвоночных, а почти половина генов произошла из мобильных элементов - транспозонов);

•  картирование на хромосомах человека свыше 11 000 генов;

•  данные о появлении и усовершенствовании новых типов генов: нейрональных генов, генов свертывания крови, генов приобретенного иммунного ответа, генов общих возможностей человека (гены внутриклеточных и межклеточных сигналов, гены индивидуального развития, гены программированной клеточной гибели и контроля транскрипции и др.);

•  выделение 5 классов повторяющихся последовательностей ДНК и доказательство их роли в эволюции, процессах естественного отбора и мутагенеза; показано, что повторы могут перестраивать геном, модифицировать и перетасовывать существующие гены, в том числе модулируя в них содержание ГЦ-пар (соответственно Г - гуанин, Ц - цитозин) оснований;

•  идентификация генов транспортной РНК и сотен псевдогенов, способствующих реализации функций генов «домашнего хозяйства»;

•  обнаружение в геноме огромного числа однонуклеотидных полиморфизмов и коротких фрагментов ДНК; предполагается, что среди них могут быть картированы гены, ответственные за наследование мультифакториальных признаков и заболеваний;

•  выделение в кодирующих областях генома CpG-островков (динуклеотидов), связанных с 5'-концами генов; часть из них содержится в рибосомальных генах и псевдогенах;

•  открытие новых биологических феноменов (геномная память или маркирование моноаллельной экспрессии импринтированных генов - эпигеномное воздействие на экспрессию); данные о прионных белках как о носителях информации нового типа, хранимой в механизме конформации; данные об экспансии (или росте числа) кодирующих и некодирующих нуклеотидных повторов, связанных с динамической мутацией и антиципацией;

•  новая оценка роли многочисленных семейств белков, особенно белков-доменов, которые считаются консервативной частью генома в эволюции.

Показано, что у человека в сравнении с другими биологическими видами в расчете на один белок доменов выявлено больше, и наблюдаются новые их комбинации.

Следует отметить: из всех предполагаемых у человека белков (их примерно 350-400 тыс.) в настоящее время идентифицировано всего 7-8%. Определение и изучение функционирования многих типов белков (белковых комплексов) еще только начинается.

Медицинское значение результатов программы «Геном человека» заключается в следующем.

Главный итог ее реализации - появление и бурное развитие молекулярной медицины , общепризнанными достижениями которой стали:

•  доказательство уникальности наследственного материала индивида и проведение на этой основе молекулярно-генетических и биохимических исследований по индивидуальной геномике, протеомике и фармакогеномике;

•  выяснение молекулярной природы сотен генных и полигенных болезней (были идентифицированы, клонированы и изучены 320 генов, ответственных за наиболее частые, болезни 170 генов - за редкие; в целом количество моногенных болезней с известной локализацией поврежденного гена уже превышает 1500);

•  разработка точных и высокоэффективных методов диагностики (в том числе дородовой, пренатальной) наследственных болезней на разных этапах онтогенеза человека;

•  разработка экспериментальных и клинических методов генотерапии, основанной на введении в клетки и последующей экспрессии в них нормальных генов вместо патологических; генотерапия предложена для лечения семейной гиперхолестеринемии,

недостаточности аденозиндезаминазы, болезней Альцгеймера и Паркинсона, миодистрофии Дюшенна-Беккера, бешенства, многих форм рака и других заболеваний;

•  разработка и усовершенствование методов профилактической (превентивной) медицины, в том числе массового и селективного скрининга наследственных болезней, подходов к созданию геномного (и протеомного) паспорта человека, пресимптоматической дородовой диагностики и др.;

•  выяснение роли генетических факторов в этиологии и патогенезе бактериальных и вирусных инфекционных заболеваний, иммунных, онкологических и других болезней;

•  доказательство возможности картирования генов, контролирующих формирование и изменчивость отдельных признаков (например, определено влияние изменений структуры отдельных генов на развитие и вариабельность симптомов заболевания; так, различие по одному основанию в гене рецептора хемокина (CCR5) ассоциируется с чувствительностью к вирусу иммунодефицита (HIV) и способствует формированию синдрома иммунодефицита).

В ближайшие годы основу молекулярной медицины должны составить:

•  идентификация сотен и тысяч новых структурных и регуляторных генов;

•  выяснение вклада сперматогенеза и оогенеза в развитие мутационного процесса (в первом случае вклад вдвое выше, чем во втором);

•  широкое применение методов биоинформатики, включающих:

а) тестирование генов, предположительно ответственных за наследственные болезни, с помощью компьютерной базы данных о сиквенсе ДНК и последующего скрининга генома человека на различные мутации на основе имеющейся информации о структуре гена;

б) тестирование генных сетей или функционально связанных между собой генов, в том числе главных генов и генов-модификаторов ряда нормальных и патологических процессов (выделены генные сети: иммунного ответа - 2190 генов, состоящих из 166 млн нуклеотидов, 6% всех генов; бронхолегочной системы - около 2000 генов; репликации и контроля клеточного цикла - более 400 генов; обеспечения и контроля эритропоэза - 200 генов и др.);

в) получение индивидуальных лекарств на основе компьютерной базы данных о клетках-мишенях для таких лекарств (идентифицированы 483 клетки-мишени);

•  выявление паралогов генов наследственных болезней (найдены 286 паралогов для 971 гена наследственных заболеваний, включенных в международный каталог OMIM);

•  определение предрасположенности к моногенным и полигенным болезням, в том числе тестирование генов внешней среды (контролируют метаболизм, деградацию и детоксикацию ксенобиотиков), генов-триггеров (контролируют ключевые биохимические реакции и механизмы адаптации и деградации естественных метаболитов, включая аминокислоты) и генов-рецепторов (кодируют структуру и функции мембранных белков и поступление в клетку веществ);

•  сиквенирование участков генома, ответственных за отдельные биологические функции (например, тестирование генов рецепторов, связывающих С-белок);

•  разработка новых и совершенствование имеющихся методов генотерапии генных и мультифакториальных болезней;

•  разработка правовых и этических требований к созданию и внедрению в медицинскую практику молекулярного (геномного и протеомного) паспорта индивида.

ПЕРСПЕКТИВЫ РАСШИФРОВКИ ПОВТОРЯЮЩИХСЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ДНК

Известно, что генетический код - это условная запись наследственной информации в молекулах ДНК и РНК с помощью кодирующих единиц: триплетов или кодонов.

Как сказано выше, приоритеты в расшифровке генетического кода принадлежат М. Ниренбергу и Дж. Маттеи (1961), С. Очоа (1962)

и Х. Корана (1965).

Из их работ, касающихся свойств генетического кода, следует, что эволюционное значение имеют 64 классических триплета, кодирующих 20 основных аминокислот, из которых (как из отдельных «кирпичиков») формируются структурные белки или «строительные материалы» основного структурного сооружения многоклеточного организма - клетки, а также ее функциональные элементы на основе

белков (ферменты) и другие (дополнительные) структурные элементы как связанные, так и не связанные с белками (см. главу 2).

Все 64 кодона сформированы либо из одного и того же, либо из двух одинаковых (или разных), либо из трех одинаковых (или разных) азотистых оснований.

С учетом имеющихся данных постараемся расширить наши представления о структуре и свойствах кодирующих единиц и в первую очередь попытаемся определить теоретически возможное количество кодонов, которые можно составить из всех сочетаний четырех азотистых оснований, входящих в состав молекул ДНК и РНК. Результат получается такой: число кодирующих единиц, составленное из одного и того же основания, равно 4, из двух оснований - 16, трех оснований - 64, четырех оснований - 256.

Очевидно, если третье значение включает в себя 64 классических кодона, то четвертая величина больше всего соответствуют общему объему теоретически возможных комбинаций, составленных из разных сочетаний четырех азотистых оснований. Если предположить, что кодон будет включать больше четырех оснований, например пентаплет (четыре разных + одно повторяющееся основание) или секстаплет (четыре разных + два повторяющихся основания) и т.п., то возможных комбинаций будет гораздо больше.

Иными словами, возникает вопрос, не кодируют ли последовательности нуклеотидов, не входящие в число классических кодирующих единиц, другие структурные и функциональные компоненты клетки, включая:

•  молекулы аминокислот, не относящиеся к классу основных аминокислот;

•  молекулы моносахаридов и полисахаридов;

•  молекулы фосфолипидов, сфинголипидов, жирных кислот, холестерина и других химических соединений.

Подобная гипотеза позволяет предполагать: в ближайшей перспективе вслед за каноническим генетическим кодом ученые, вероятно, расшифруют один или несколько дополнительных генетических кодов, основанных на наличии кодонов, сформированных из других повторяющихся последовательностей нуклеотидов, входящих в состав молекулы ДНК.

В пользу правомочности вышесказанного свидетельствует целый ряд данных, полученных благодаря программе «Геном человека».

•  Отличия генетического кода ядерной ДНК от кода мтДНК. Например, метионин в ядерной ДНК кодирует кодон АУГ, а в мтДНК - кодон АУА; аргинин в ядерной ДНК кодируют кодоны АГА и АГГ, тогда как в мтДНК они служат стоп-кодонами (см. главу 2).

•  Некодирующие последовательности ДНКа или интроны, могут функционировать как кодирующие последовательности - экзоны. Первый пример - такое кодирование возможно за счет различных комбинаций интронов и экзонов при альтернативном сплайсинге, в ходе которого с одного гена транскрибируется несколько типов мРНК, как в случае аллельных серий (см. главу 5). Второй пример - кодирование рРНК, тРНК и гистоновых белков. Третий пример - обнаружены 16 мутаций генов, обусловленных инсерциями интронов: Alu-повторов - 2 мутации, LINE-повторов - 12 мутаций и SINE-повторов - 2 мутации.

•  Выполнение интронами функций сигнальных молекул (см. главу 8).

•  В интронах иногда находят гены. Так, в интроне гена фактора YIII, контролирующего свертываемость крови, расположен другой ген (ситуация названа «ген в гене»).

•  В интронах порой находятся регуляторные участки некоторых генов. Они могут располагаться как в интронах внутри гена, так и в интронах, значительно удаленных от гена (например, гены альфа- и бета-цепей гемоглобина HbA).

Кроме того, в последние годы выделен класс болезней экспансии три-, тетра- и полинуклеотидных повторов, относящихся как к кодирующим, так и к некодирующим нуклеотидным последовательностям ДНК (см. главу 27).

ГЕНОМНОЕ И ПРОТЕОМНОЕ ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

Грандиозные события в мировой биологической и медицинской науке, произошедшие на рубеже ХХ и XXI вв. (см. выше), обратили внимание ученых на необходимость пересмотра взглядов на проблемы, связанные со здоровьем человека.

Рассмотрим содержание понятий: здоровье, геномное здоровье и протеомное здоровье.

Согласно обобщенным данным, впервые опубликованным в 1990 г. Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), здоровье человека

зависит от ряда факторов: от условий и образа жизни - на 50%, от состояния окружающей среды - на 20-22%; от наследственного материала - на 20%, от уровня здравоохранения - на 8-10%.

Из тех же данных следует: геномное здоровье есть стабильное состояние (организация и функционирование) наследственного материала. Оно обеспечивает постоянство внутренней среды (гомеостаза) организма и ее независимость от колебаний внешней среды, т.е. гомеостаз организма определяется его генотипом.

С геномным здоровьем тесно связано здоровье протеомное, обусловливаемое сохранением стабильности механизмов экспрессии генов и модификации продуцируемых ими белков.

Известно, что практически все болезни человека прослеживаются до изменений, происходящих на уровне протеинов. Протеины становятся причиной болезни, если:

•  происходит замена одного базового основания на другое, приводящая, например, при серповидноклеточной анемии к образованию аномального гемоглобина;

•  наблюдается неправильный фолдинг (модификация) протеинов после их синтеза или трансляции; например протеины, вызывающие образование тромбов, остаются неактивными до тех пор, пока не претерпевают соответствующих изменений;

•  патологический полиморфизм протеинов является следствием генетических вариаций первичной структуры ДНК (генетического полиморфизма), вызывающих повышенную индивидуальную склонность к определенным болезням, проявляющуюся как патологическая трансляция и взаимодействие протеинов.

Следует отметить, что геномное и протеомное здоровье человека как понятия в настоящем учебном пособии рассматриваются впервые. Существует еще целый ряд понятий, связанных с негеномными и непротеомными аспектами здоровья человека и обсуждаемых в многочисленных работах, где только формулировок термина «здоровье человека» насчитывается более 80 (Разумов А.Н. и соавт., 1996).

Геномное и протеомное здоровье базируется на стабильности генотипа и гомеостаза клетки и организма, зависит от действия факторов окружающей среды (совместимых с жизнью), обеспечивается потенциалом главной молекулы жизни - молекулы ДНК, является основой эволюционной стабильности человека как биологического вида, фундаментом его соматического (телесного), психического (душевного) и репродуктивного здоровья.

Таким образом, значение геномного и протеомного здоровья трудно переоценить.

Нарушения геномного и протеомного здоровья формируют генетический груз. Увеличение его объема происходит параллельно с научно-техническим прогрессом. Только за один XX в. оно достигло 8,5-10%, т.е. современный объем генетического груза несопоставим с таковым, накопленным за всю предыдущую историю человечества со времен Гиппократа.

Подтверждение значительного роста объема генетического груза - открытие в последние годы новых классов молекулярных болезней с нетрадиционным наследованием (см. главы 26-28).

В ближайшем будущем большое значение в медицине приобретет протеомика: вероятно, ученые обнаружат огромное количество протеомных болезней. Значит, уже сегодня существует необходимость усиленного внимания к молекулярно-генетическим и биохимическим исследованиям структурных и функциональных нарушений здоровья человека.

Интенсивные молекулярные исследования крайне необходимы для развития валеологии (наука о здоровье здоровых), дисморфологии (тератологии), старых и новых клинических направлений - биохимии, фармакогенетики, иммуногенетики, неврологии и нейрогенетики, нейрофизиологии, онкогенетики, психиатрии и психогенетики, генетики бронхиальной астмы, инсульта, инфаркта и других тяжелых состояний человека.

Очевидно, в основу перспективных научных изысканий должны лечь не только широко применяемые современной молекулярной медициной методы профилактического тестирования патологических генов и генотипов, но и методы профилактического тестирования патологических белков и их комплексов.

Например, в валеологии необходимо широкое тестирование наследственной предрасположенности к различным болезням, физических возможностей организма (выносливость, выживание в экстремальных условиях, спортивное мастерство), интеллектуальных способностей личности (поиск математических, художественных и других талантов), состояния репродуктивной функции, а также прогнозирование продолжительности жизни (в том числе спортивной).

В тератологии (дисморфологии) геномное тестирование уже давно применяется в диагностике хромосомных болезней, больших и малых

аномалий развития, генетически детерминированных комплексов множественных врожденных пороков развития, но пока еще нет протеомного тестирования.

В детской психиатрии начинает развиваться тестирование детского аутизма, во взрослой психиатрии - тестирование шизофрении, маниакально-депрессивного психоза и других аффективных состояний.

В иммунологии распространяется тестирование антигенов гистосовместимости трансплантируемых тканей и органов, а также тестирование генов иммунодефицитных состояний.

Следует отметить, что врачи уже сегодня без всяких ограничений могут проводить геномное и протеомное тестирование при условии полного соблюдения ими этических норм и правил (см. главу 20).

Назрела также необходимость разработки методов радикальной терапии геномных и протеомных болезней. Одной из задач протеомики на ближайшее время представляется поиск обходных метаболических путей и реакций в клетке и организме, наверняка имеющих место наряду с основными метаболическими путями при определенных болезнях. Ведь именно через обходные пути, по-видимому, следует направить терапевтическое воздействие синтезированных на основе данных современной биоинформатики новых лекарственных молекул белковой и небелковой природы.

Вероятно, рано или поздно появится и начнет осуществляться новая международная научная программа под названием «Протеом человека». В пользу такого предположения свидетельствует соотношение белков, выделенных (7%) и не выделенных (93%) у человека, т.е. изученных и неизученных.

КОНЦЕПЦИЯ КЛИНИЧЕСКОЙ ПРОТЕОГЕНОМИКИ

В МОЛЕКУЛЯРНОЙ МЕДИЦИНЕ

Накопленный врачами за всю многовековую историю медицины огромный теоретический и практический опыт позволяет сформулировать концепцию клинической протеогеномики, основанную на принципах «прямой генетики», на стратегии функционального картирования (регистрации), предполагающую путь «от белка к гену» и исключающую альтернативный путь «от гена к белку», характерный для «обратной генетики». Эта концепция - основа профессиональ-

ной деятельности врача любой специальности - предусматривает 7 действий (шагов), предпринимаемых при осмотре больного.

Шаг первый (или общая клиническая часть) - регистрация у пациента симптома или симптомокомплекса с помощью общих клинических методов (врачебный осмотр, синдромологический и клинико-генеалогический методы; реже - близнецовый метод).

Шаг второй (или протеомная часть) - оценка симптома (симптомокомплекса) как результата молекулярного нарушения трансляции белка (белкового комплекса) с помощью клинико-лабораторных методов (биохимический, иммунологический, морфологический и

др.).

Шаг третий (или геномная часть) - определение генетической причины симптома (симптомокомплекса) с помощью молекулярногенетического, цитогенетического, молекулярно-цитогенетического и других методов.

Шаг четвертый (или дифференциально-диагностическая клиническая и геномная часть) - анализ генетической гетерогенности и клинического полиморфизма признаков болезни, их экспрессивности и пенетрантности, эффектов плейотропии и полимерии, генокопирования и фенокопирования, аллельных серий и др.

Шаг пятый (или клиническая терапевтическая часть) - назначение этиологического и патогенетического лечения болезни, а если радикальные методы терапии отсутствуют, то симптоматического лечения.

Шаг шестой (или клиническая уточняющая диагностическая и терапевтическая часть) - наблюдение за течением болезни и внесение необходимых корректив.

Шаг седьмой (или заключительная часть) - профессиональное заключение врача, сообщаемое пациенту или его близким родственникам, о диагнозе и прогнозе болезни.

Молекулярная медицина, в частности клиническая протеогеномика, вступила в эпоху перехода от традиционных врачебных, клиникоинструментальных и клинико-лабораторных методов обследования больных (см. главы 18 и 19) к методам и технологиям, используемым геномикой и протеомикой (см. главу 20).

Однако основной процедурой обследования был, есть и, несомненно, всегда будет врачебный осмотр. Именно врач, а не молекулярный биолог, биохимик, физиолог или другой специалист - главная фигура в молекулярной медицине.