Недавно, прибегнув к близнецовому методу исследования, ученые подсчитали, что средняя продолжительность жизни человека возросла приблизительно с 50 лет до 70-80 лет.
История вопроса
Во времена Римской империи этот показатель достигал всего лишь 23 лет. Но, несмотря ни на что, во все эпохи были люди, жившие не менее 100 лет. Так же было отмечено, что около 25-26% длительности жизни принадлежат генетической закладке.
Первые гипотезы
Первым ученым генетиком, выдвинувшим оформленную гипотезу, стал П. Медавар. Его гипотеза в нынешние времена именуется «теорией накопления мутаций». Он предположил, что аллели людей и животных достигших определенного возраста начинают подвергаться слабому эволюционному отбору. В итоге, образовавшиеся мутации накапливаются в геноме и фенотипически проявляются в виде старения.
После Медавара Д. Вильямс выдвинул свою теорию, которую он сформулировал так: найденные им плейотропные гены могут приносить важную пользу в процессе естественного отбора в молодом возрасте, и наоборот приносить вред в старости, тогда, когда роль естественного отбора снижается. Сегодня эта теория известна ка «антагонистическая плейотропия».
М. Класс на примере нематод определил, что за длительность жизни отвечает конкретный набор генов. Но данная теория так и осталась не развитой. Следующим последователем теории продления жизни стал Т. Джонсон, выделивший ген age-1(hx546). В последующем этот ген был определен как первый геронтоген, то есть ген, определяющий процесс старения. Именно он и стал отправной точкой в изучении современной генетики долголетия.
Теории конца 19 - начала 20 века
Изучив 20 000 пар близнецов в период с 1870 по 1910 год было выяснено, что долголетие связано всего на 25% с генетической предрасположенностью. Так же стало ясно, что ген долголетия не так важен до 60 лет. Но при переходе этого возрастного рубежа его роль становится весьма и весьма значимой. В процессе изучения ученые генетики еще отметили, что не только ген долголетия, но и заболевания, передающиеся по наследству, влияют на продолжительность жизни.
Современные изыскания
Изучив истории долгожителей, американские и японские ученые подчеркнули, что те имели в своем арсенале, либо совершенно незначительный набор заболеваний, либо вовсе их не имели. Но речь тут шла только лишь о влиянии генетических заболеваний на долгожительство, хотя кроме них важная роль еще отведена и факторам окружающей среды.
Ф. Шахтер в 1994 году предложил классификацию кандидатных генов. И первым геном долголетия стал ген аполипопротеина Е. При этом ученые выделили три формы белка:
- АпоЕ2;
- АпоЕ3;
- АпоЕ4.
В связи с тем, что АпоЕ4 отвечает за повышенное содержание холестерина в организме его концентрация в генетическом материале 100-летних людей в два раза ниже, чем концентрация АпоЕ2. И снова, получив такие данные, речь пошла не об открытии гена долголетия, а об очередном выявлении гена «болезненности».
Такая же участь коснулась и других генов, аллеля P гена AпoAl и MTTP. Хоть они и влияли на продолжительность жизни с точки зрения здоровья, но все же их нельзя было назвать «генами долголетия».
Но мутации в аллеле гена АпоС-III прямо пропорциональны сроку жизни.
К другой изучаемой группе генов долголетия относятся гены ренин-ангиотензиновой системы. Так как продукты этих генов отвечают за сердечно-сосудистую смертность, то их по праву можно назвать генами, влияющими на продолжительность жизни, но не более.
Не последнюю роль в продолжительности жизни играет тип питания. Стало ясно, что повышенная калорийность пищи пагубно влияет на организм человека, тем самым сокращая его возрастные показатели смертности. И кроме этого влияние оказывает низкий уровень инсулина в крови и инсулиноподобный фактор роста-1 (IGF-1). Соответственно при снижении данных показателей ведет к увеличению длительности жизни. А специфический аллель IGF1R снижает (IGF-1), тем самым повышая возрастной барьер продолжительности жизни, что и было отмечено у долгожителей.
Следующий «ген долголетия» - это ген HFE. Мутации в нем приводят к наследственному гемохроматозу.
Кроме этого хронический воспалительный процесс так же непосредственно влияет на срок жизни. Этот процесс во многом подчинен интерлейкину-6.
К числу генетических факторов, отвечающих за долголетие, так же относится полигенная система главного комплекса гистосовместимости (HLA).
Было проведено множество исследований в разных концах света с разными расами и народностями, но не один эксперимент не дал должного результата и не был подтвержден впоследствии.
Работа продолжается…
Еще в 1930 году представители научного мира начали работу над поиском гена долголетия. Но с того времени официально было доказана только роль всего лишь одного гена – аполипопротеина, отвечающего за обмен липопротеинов. При анализе генетического материала лиц перешагнувших 100-летний рубеж, четко прослеживалось преобладание аллеля Е2 над аллелем Е4 в рамках данного гена. Так же была определена крепкая связь генотипа GG аполипопротеина с фактором популяционной генетики
. Так японцы, французы и немцы и явились теми счастливыми обладателями аполипопротеинового генотипа GG.
1 . Живое характеризуется: негэнтропией, метаболизмом, размножением, наследственностью и изменчивостью.
2 . Теория абиогенного происхождения жизни на земле предложена: А.Опариным.
3 . Эволюционно обусловленные уровни живого: молекулярно-генетический, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный.
4 . В 1839г. клеточная теория была сформулирована: Т.Шванном и М.Шлейдоном.
5 . Важное дополнение к клеточной теории о том, что “каждая клетка происходит из другой клетки”, сделал в 1858г.: Р.Вирхов.
6 . К прокариотам относятся: сине-зеленые водоросли и бактерии.
7 . Современной гипотезой происхождения эукариотических клеток является: гипотеза эндосимбиоза.
8 . Организмы: прокариоты – организация наследственного материала: нуклеоид.
Организмы: эукариоты – организация наследственного материала: хромосомы, содержащие ДНК и белки.
9 . Современная модель молекулярной организации плазматической мембраны: жилкостно-мозаичная.
10 . Органеллы: рибосомы -- Функции: синтез белков. Органеллы: митохондрии -- Функции: образование АТФ. Органеллы: Гладкая ЭПС -- Функции: синтез углеводов и жиров. Органеллы: пластинчатый комплекс -- Функции: упаковка и выделение секретов и экскретов за пределы клетки. Органеллы: центросома -- Функции: участие в делении клеток. Органеллы: лизосомы -- Функции: внутриклеточное переваривание веществ.
11 . Плазмиды клеток - это небольшие фрагменты: ДНК.
12 . Генетическая активность ядра клетки определяется: эухроматином.
13 . Молекулярная структура ДНК расшифрована: Уотсоном и Криком.
14 . Молекула ДНК эукариот: линейная, двухцепочечная.
15 . ДНК клеток эукариот находится: в ядре, хлоропластах, митохондриях.
16 . Химические компоненты хроматина эукариотических клеток: гистоновые белки, ДНК, кислые белки.
17 . Число, структура и размеры хромосом характеризуют: кариотип.
18 . Генетический код содержит: 61 смысловой и 3 терминирующих триплета.
19 . Информативный участок гена – это: экзон.
20 . Участки, разделяющие гены – это: спейсеры.
21 . Повторяющиеся последовательности ДНК кодируют: тРНК, рРНК.
22 .Мультигенные семейства и комплексы, свойственные геному: эукариот.
23 . Стадии биосинтеза белка - Протекающие процессы
транскрипция – образование пре-иРНК
процессинг – преобразование пре-иРНК в
зрелую иРНК
трансляция – образование первичной
структуры белка
конформация – образование окончательной молекулы белка
24 . Транскрипцию осуществляет фермент: РНК-полимераза.
25 . Оперон содержит: ген-промотор, структурные гены, ген-оператор.
26 . Регуляция транскрипции может осуществляться: индукцией и репрессией.
27 . Индукция оперона у прокариот: поступление индуктора в цитоплазму – образование комплекса индуктор-репрессор – освобождение гена-оператора от связи с репрессором – движение фермента РНК-полимеразы к структурным генам – считывание информации со структурных генов – образование конечного белкового продукта.
28 . Индуцировать работу оперона могут:
ц-АМФ, гомоны, стадиоспецифические белки.
Размножение клеток и организмов.
29 . Упаковки ДНК в хромосоме: нуклеосомная нить – микрофибрилла – хромонема – хроматида.
30. Нуклеосомная нить – элементарная структура хромосомы эукариот состоит: из гистоновых белков и ДНК.
31 . Хромосомы дифференцированных клеток эукариот содержат: одну молекулу ДНК, белки гистоны.
32 . Стадии митотического цикла: автосинтетическая интерфаза – профаза – метафаза – анафаза – телофаза.
33 . Митотический цикл клетки включает: постсинтетический период, синтетический период, пресинтетический период, митоз.
34 . Репликация ДНК происходит: в синтетическом периоде.
35 . Наиболее распространенный способ репликации ДНК у эукариот: полуконсервативный.
36 . Репликация ДНК на лидирующей цепи происходит: непрерывно, в направлении 5 3 (новой цепи).
37 . Репликация ДНК на отстающей цепи происходит: фрагментами Оказаки, прерывисто.
38 . Сохранение исходного набора хромосом в результате деления клеток обеспечивает: митоз.
39 . Для поддержания исходного количества хромосом в анафазе митоза к полюсам расходятся: хроматиды.
40 . Биологическое значение митоза заключается: в поддержании постоянства кариотипа в соматических клетках, в осуществлении процессов регенерации и роста, в обеспечении бесполого размножения.
41 . Жизненный цикл клетки может: совпадать с митотическим, включать митотический цикл, период дифференцировки и гибель.
42 . Тип клеток Жизненный цикл
Нервные -- включает дифференцировку и гибель
Паренхима печени, почек – включает гетеросинтетическую интерфазу и митотический цикл.
Базальный слой эпителия кожи – равен митотическому.
43 . К бесполому размножению относятся: шизогения, митоз.
44 . При бесполом размножении: потомство представляет генетические копии родителей, клеточным механизмом является митоз, поставляется материал преимущественно для стабилизирующего отбора.
45 . К половому размножению относятся: партеногенез, гиногенез, андрогенез.
46 . При партеногенезе организм развивается: из яйцеклетки.
47 . При андрогенезе организм развивается: из двух сперматозоидов в цитоплазме яйцеклетки.
48 . При гиногенезе организм развивается: из яйцеклетки.
49 . Стадии сперматогенеза: размножение, рост, созревание, формирование.
50 . Стадии сперматогенеза число - Набор хромосом (n) и молекул ДНК (с)
сперматогонии 2n2c
сперматоцит I порядка 2п4с
сперматоцит II порядка 1п2с
сперматида 1п1с
51 . Клетки на стадии овогенеза - Набор хромосом (п) и число молекул ДНК (с)
Овогонии 2n2c
Овоцит I порядка 2п4с
Овоцит II порядка 1п2с
Яйцеклетка 1п1с
52 . Особенностями мейоза являются: в профазе1 происходит конъюгация хромосом и кроссинговер, в анафазе1 к полюсам клетки расходятся гомологичные хромосомы, мейоз включает два деления, в анафазе2 к полюсам клетки расходятся хроматиды, в результате мейоза в гаметах образуется гаплоидный набор хромосом.
53 . В мейозе расхождение гомологичных-унивалентов происходит: в анафазе1.
54 . В мейозе конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер происходит: в профазе1.
55 . Независимое расхождение хромосом при мейозе является важнейшим механизмом: комбинативной изменчивости.
Индивидуальное развитие организмов.
56 . Ланцетники имеют яйцеклетку: первично изолецитальную.
57 . Амфибии имеют яйцеклетку: умеренно телолецитальную.
58 . Птицы имеют яйцеклетку: резко телолецитальную.
59 . Плацентарные млекопитающие имеют яйцеклетку: вторично изолецитальную.
60 . В процессе оплодотворения яйцеклетки выделяют гиногамоны-1, которые: активируют движение сперматозоидов.
61 . Периоды эмбриогенеза: зигота, дробление, бластула, гаструла, образование осевых органов, гисто- и органогенез.
62 . Тип яйцеклетки Характер дробления
Первично изолецитальня – полное равномерное
Резко телолецитальная – неполное дискоидальное
Умерено телолецитальная – полное неравномерное.
63 . Способы дробления и гаструляции зависят: от количества желтка в яйцеклетке.
64 . В период дробления происходит: митотическое деление без дальнейшего роста клеток.
65 . Дробление яйцеклетки человека: полное неравномерное.
66 . Гаструляция у плацентарных происходит путем: деляминации.
67 . Головной мозг, спинной мозг и рецепторы органов чувств человека развиваются: из эктодермы.
68 . Сердце и кровеносные сосуды человека развиваются из участков мезодермы: спланхнотома.
69 . Печень и поджелудочная железа человека развиваются: из энтодермы.
70 . Опорно-двигательная система человека развивается из участков мезодермы: склеротома, миотома.
71 . Ткани зуба развиваются: эмаль – из эктодермы, дентин – из мезодермы, пульпа – из энтодермы.
72 . К провизорным органам анамний относятся: желточный мешок.
73 . Плаценту человека образуют: слизистая матки, хорион.
74 . В связи с развитием плаценты у млекопитающих редуцируются: желточный мешок, аллантойс.
75 . Ворсинка хориона омывается кровью материнского организма в плаценте: гемохориальный.
76 . Генетическая регуляция онтогенеза осуществляется: последовательной дерепрессией и репрессией генов.
77 . Продукты генов (иРНК, рРНК, и др.), определяющие развитие зиготы, синтезируются: в период овогенеза.
78 . Геном зародыша позвоночных всегда репрессироан на стадии: зиготы.
79 . Пуффы политенных хромосом являются: активными участками генома, временными образованиями,
80 . Дерепрессия генов зародыша человека начинается на стадии: дробления.
81 . Тотипотентность клеток зародыша человека: выше на ранних стадиях развития.
82 . Клетки зародыша способны к смене направления дальнейшего развития на стадии: дробления.
83 . Развитие однояйцевых близнецов у человека невозможно благодаря: тотипотентности бластомера.
84 . Развитие однояйцевых близнецов у человека возможно благодаря типу его яйцеклетки: регуляционной.
85 . Канализация развития зародыша связана с приобретением: унипотентности бластомеров, лабильной детерминации.
86 . Дифференцировка клеток в эмбриогенезе обусловлена: дифференциальной активностью генов, межклеточными контактными взаимодействиями.
87 . Эмбриональная индукция характеризуется: влиянием одних зачатков на развитие других, наличием организаторов, цепью последовательных индукций, способностью эмбрионального зачатка к восприятию индуктора.
88 . В критические периоды эмбриогенеза отмечаются: коренные изменения в развитии зародыша, наибольшая чувствительность к действию вредных факторов, повышение перинатальной смертности.
89. Восприимчивость эмбриона к действию внешних факторов в критические периоды: повышается.
90 . В эмбриогенезе критические периоды для всего зародыша: имплантация, плацентация.
91 . Наибольшая чувствительность органов зародыша млекопитающих к действию вредных факторов проявляется в периоды: образования плаценты, закладки органа.
92 . В период гисто- и органогенеза возникают пороки: фенокопии, ненаследственные.
93 . Наследственные пороки развития у человека обусловлены: генеративными мутациями, мутациями в зиготе.
94 . Наследственные пороки развития у человека обусловлены мутациями: в половых клетках, в зиготе, в бластомерах на ранних стадиях дробления.
95 . Для членистоногих при развитии с неполным метаморфозом характерны стадии: нимфы, личинки, яйца, имаго.
96 . Для развития с полным метаморфозом характерны стадии: личинки, яйца, куколки, имаго.
97 . Гистологические ферменты лизосом разрушают органы предшествующей стадии развития в период: куколки.
98 . Возраст Период постнатального онтогенеза человека
8-12 лет 1-е детство
13-16 лет подростковый
17-21 лет юношеский
22-35 лет 1-й период зрелого возраста
36-69 лет 2-й период зрелого возраста
99 . Ведущим фактором, влияющим на скорость полового созревания у человека, является: характер питания.
100 . Рост человека: имеет различную скорость на всех этапах онтогенеза, контролируется несколькими неаллельными генами, зависит от условий среды.
101 . Дорепродуктивный период онтогенеза человека характеризуется: дифференцировкой систем органов, ростом организма, становлением вторичных половых признаков.
102 . Сокращение продолжительности жизни человека обусловлено: избыточным весом, алкоголизмом, токсическим действием табачного дыма, сильными эмоциональными стрессами.
103. Постпродуктивный период онтогенеза человека характеризуется: снижением приспособительных возможностей организма, замедлением обменных процессов, социальной зрелостью и опытом, инволюцией систем и органов.
104 . Главный механизм старения заключается: в генетически запрограммированном нарушении гомеостаза.
Эндокринная Ш.Броун-Секар
Интоксикация организма продуктами гниения и ядами бактерий - И.Павлов
Накопление с возрастом свободных радикалов - Харман
Перенапряжение нервной системы - И.Павлов
Старение соединительной ткани - А.Богомолец
Генетически запрограммированной продолжительности жизни - Л.Хейфлик
107 . Старение человека сопровождается: снижением уровня пищеварительных соков, уменьшением жизненной емкости легких, ослаблением иммунитета.
108 . Ведущим фактором долгожительства человека, доказанным близнецовым методом, является: наследственность.
109 . Наследственный характер долгожитнльства подтверждается методом: близнецовым.
110 . Ген старения человека находится: в 1-й паре хромосом.
ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ.
111 . Цитологические основы “чистоты” гамет заключаются: в расхождении гомологичных хромосом в анафазе 1 деления мейоза, в наличии в гамете по одному аллельному гену из пары.
112 . По 2-му закону Менделя происходит расщепление признаков у гибридов в отношении: 1:2:1 по генотипу и 3:1 по фенотипу.
113 . При неполном доминировании расщепление по фенотипу у потомков от скрещивания двух гетерозиготных организмов составляет: 1:2:1.
114 . Взаимодействие между генами - Примеры
полное доминирование IaIo, IbIo
кодоминирование IaIb
115 . Для установления генотипа особи (анализирующее скрещивание) ее скрещивают: имеющим рецессивный признак.
116 . Вероятность резус-конфликта при браке резус-положительной гомозиготной матери и резус-отрицательного отца: 0%.
117 . Вероятность резус-конфликта при браке резус-положительной гетерозиготной матери и резус-отрицательного отца: 0%.
118 . Вероятность резус-конфликта при браке резус-отрицательной матери и резус-положительного гомозиготного отца по этому признаку: 100%.
119 . Вероятность резус-конфликта при браке гетерозиготных по резус-фактору родителей: 0%.
120 . Вероятность резус-конфликта при браке резус-отрицательной матери и резус-положительного гетерозиготного отца: 50%.
121 . Множественный аллелизм означает наличие в генофонде: нескольких аллелей одного гена, отвечающих за развитие разных проявлений признака.
122 . При взаимодействии генов по типу кодоминирования: в фенотипе одновременно проявляются оба аллельных гена.
123 . Присутствие в генотипе в одинаковой мере функционально активных двух аллелей одного гена характерно: для кодоминирования.
124 . У детей I, II, III, IV группы крови. Возможные группы крови родителей: II и III.
125 . Родители гетерозиготны по III группе крови. Вероятность рождения ребенка с III группой крови составит: 75%.
126 . Мать со II группой крови имеет ребенка с I группой крови. Возможные группы крови отца: I, II, III.
127 . У родителей с I и IV группой крови дети унаследуют: II и III.
128 . Плейотропия – явление, при котором: одна пара генов контролирует проявление нескольких признаков.
129 . По 3-му закону Менделя происходит расщепление признаков у гибридов в отношении: 9:3:3:1 по фенотипу.
130 . Расщепление по фенотипу в отношении 13:3 или 12:3:1 возможно: при эпистазе.
131 . Расщепление по фенотипу в отношении 9:7 возможно: при комплементарном взаимодействии.
132 . При комплементарном взаимодействии новое качество признака будет в случае генотипов: АаВв, ААВВ, ААВв, АаВВ.
133 . При эпистатическом действии доминантного гена (В) проявление признака, контролируемого доминантным геном (А), не будет в генотипах: ААВВ, АаВВ, ААВв, АаВв.
134 . Разная степень выраженности признаков цвета кожи, роста организма, близорукости у человека обусловлена: полимерией.
135. Сцепленное наследование признаков было установлено: Т.Морганом.
136
Группа сцепления – гены, локализованные в одной хромосоме
Генетическое картирование – определение положения какого-либо гена по отношению к другим генам в хромосоме
Сцепленное наследование признаков – наследование признаков, контролируемых генами, локализованными в одной хромосоме
Наследование, сцепленное с полом – наследование признаков, гены которых локализованы в негомологичных участках Х или Y хромосом.
137 . Расщепление по фенотипу при скрещивании АаВв х аавв будет составлять:
При независимом наследовании – АаВв, аавв, Аавв, ааВв равновероятно.
При полном сцеплении генов – АаВв, аавв равновероятно.
При неполном сцеплении генов -- АаВв, аавв, Аавв, ааВв в различных соотношениях.
138 . Генотип особи АаВв, гены А и В расположены - Возможное % соотношение гамет
В разных парах хромосом – АВ, Ав, аВ, ав -- в равных % соотношениях
В одной хромосоме и сцепление полное – АВ и аа в равных % соотношениях
В одной хромосоме, неполное сцепление – АВ, Ав, аВ, ав – в разных % соотношениях.
139 . Гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются: сцепленно.
140 . Расстояние между генами, согласно теории Моргана, определяется: процентом кроссоверных организмов, полученных при анализирующем скрещивании.
141 . Частота кроссинговера зависит: от расстояния между генами в хромосоме.
143 . Возможное число кроссоверных форм: всегда меньше 50%.
144 . Если расстояние между генами А-В составляет 15 морганид, генами А-С 25 морганид, а генами В-С 10 морганид, то гены в хромосоме расположены в порядке: А-В-С.
145 . Число кроссоверных гамет будет больше, если расстояние между генами, контролирующими исследуемые признаки, будет равно: 25 морганид.
146 . Если мужчина с полученными от матери полидактилией и катарактой, гены которых доминантны, локализованы в одной аутосоме и сцеплены абсолютно, женится на здоровой женщине, то дети унаследуют более вероятно: оба порока одновременно, будут здоровы.
147 . Если расстояние между генами А и В в аутосоме составляет 40 морганид, то в дигетерозиготном организме образуется гамет: 30% каждого сорта некроссоверных, 20% каждого сорта кроссоверных.
148 . Гомогаметность характерна для самок: млекопитающих, дрозофил.
149 . Сцепленно с полом наследуются признаки, контролируемые генами, локализованными: в Х-хромосомах, в Y-хромосо-мах.
150 . Полностью сцепленно с полом наследуются признаки, контролируемые генами, находящимися: в негомологичном участке Х-хромосомы, в негомологичном участке Y-хромосомы.
151 . В брак вступают женщина-носитель гемофилии и здоровый мужчина. Возможность фенотипического проявления этого признака у детей составляет: 50% среди мальчиков.
152 . Если мужчина, страдающий дальтонизмом, женится на женщине-носитель-нице этого же гена, вероятность проявления этого признака у детей составит: 50% среди девочек и 50% среди мальчиков.
153 . В брак вступает мужчина, имеющий гипертрихоз, наследуемый как признак, сцепленный с Y-хромосомой. Вероятность проявления этого признака у детей: 100% среди мальчиков.
154 . Основные понятия и их определения:
Признаки, сцепленные с полом – признаки контролируются генами, локализованными в половых хромосомах.
Признаки, зависимые от пола – характер проявления доминантного гена зависит от пола.
Признаки, ограниченные полом – гены имеются у обоих полов, но признаки проявляются у одного пола.
155 . Модификационная изменчивость связана: с изменением активности ферментов.
156 . Методом изучения модификационной изменчивости является: вариационно-стстаический.
157 . Диапазон модификационной изменчивости является: нормой реакции.
158 . Значения признака образуют вариационный ряд при изменчивости: модификационной.
159 . Вариационная кривая, отражающая изменение признака в пределахнормы реакции, показывает, что организмы: со средним значением признака встречаются с высокой частотой, с крайними значениями признака встречаются редко.
160. Норма реакции признака: наследуется, носит приспособительный характер, может изменяться под влиянием факторов среды.
161 . Нестабильные условия среды способствуют сохранению организмов: с широкой нормой реакции.
162 . Степень выраженности признака называется: экспрессивностью.
163 . Пробиваемость гена в признак называется: пенетрантностью.
164 . Новые сочетания признаков у потомства обусловлены: комбинацией генов.
165 . Механизмы комбинативной изменчивости: кроссинговер, случайный подбор родительских пар, случайная встреча гамет при оплодотворении, вегетативное размножение.
166 . Рекомбинация наследственной информации осуществляется: при коньюгации.
167 . Новые сочетания признаков у организмов возможны в результате: независимого расхождения хромосом, кроссинговера, случайной встречи гамет при оплодотворении, случайного подбора родительских пар.
168 . Мутации и их характеристика:
Гетероплоидия – увеличение или уменьшение кариотипа на одну хромосому.
Полиплоидия – увеличение числа хромосом, кратное гаплоидному набору.
Инверсия – поворот участка хромосомы на 180 .
Дупликация – удвоение участка хромосомы.
Делеция – утрата части хромосомы.
169 . Генными мутациями обусловлены: серповидноклеточная анемия, фенил клетонурия.
170 . Генеративные мутации наследуются, носят ненаправленный характер, у генетически близких видов сходны.
171 . Закон гомологических рядов наследственной изменчивости был открыт в 1932 году: Н.И.Вавиловым.
172 . Роль мутации в эволюционном процессе заключается: в увеличении генетического разнообразия особей популяций, в увеличении резерва для наследственной изменчивости.
173 . К антимутационным механизмам относятся: репарация ДНК, многократные повторы генов, парность хромосом, вырожденность генетического кода.
174 . Периоды воздействия на человека повышенной солнечной активности сопровождаются: увеличением частоты мутаций, ростом частоты генетически обусловленных заболеваний, увеличением частоты появления злокачественных опухолей.
175 . Генеалогический метод позволяет установить: тип наследования заболевания или признака, прогноз риска заболевания для потомства.
176 . При аутосомно-доминантном типе наследования: признак обнаруживается в каждом поколении, вероятность проявления редкого признака у ребенка, если этот признак имеет один из родителей, равен 50%, потомки мужского и женского пола наследуют признаки с одинаковой частотой.
177 . Основным методом диагностики хромосомных болезней человека является: цитогенетический.
178 . Генные мутации можно выявить с помощью метода: биохимического.
179 . Цитогенетический метод выявляет мутации: хромосомные, геномные.
180 . Для прямого способа изучения кариотипа человека используется: делящиеся клетки костного мозга.
181 . Материал для непрямого способа изучения кариотипа: культура клеток из амниотической жидкости.
182 . Денверская классификация хромосом основана: на дифференциальном окрашивании хромосом.
183 . Парижская классификация хромосом основана: на дифференциальном окрашивании метафазных хромосом.
184 . Геномными мутациями обусловлены: синдром Дауна, синдром Патау.
185 . Нарушение числа аутосом обуславливает синдромы: Патау, Дауна.
186 . Связаны с нарушением структуры хромосом синдромы: Вольфа, “Кошачьего крика”.
187 . Кариотип и хромосомные болезни:
47.21+ -- синдром Вольфа
47.ХХХ -- синдром женской трисомии
47.ХХУ -- синдром Кляйнфельтера
188 . Экспресс метод определения полового хроматина может быть использован для диагностики синдромов: Шерешевского-Тернера, Кляйнфельтера.
189 . Х-половой хроматин (тельце Барра) отсутствует при синдроме: Шерешевского-Тернера.
190 . Х-половой хроматин определяется: в соматических клетках на стадии интерфазы.
191 . Для установления соотносительной роли генотипа и среды в развитии заболеваний у человека применяется метод: близнецовый.
192 . Ведущий фактор для развития признака или заболевания - Признаки или заболевания. Коэффициент наследуемости Хольцингера
Среда – паротит (свинка) Н=1.0, незаращение верхней губы Н=0.3, эндемический зоб Н=0.4.
Генотип – форма носа Н=1.0
Среда и генотип – сахарный диабет Н=0.6
193 . Популяционная генетика человека изучает: генетическую структуру популяций, частоту встречаемости аллелей, обуславливающих заболевания человека.
194. Частота встречаемости генетически обусловленных заболеваний человека распределяется по закону: Харди-Вайнберга.
195 . Увеличение риска рождения детей с наследственными аномалиями обусловлено: географическими изолятами, родственными браками.
196 . Географические и социальные изоляты увеличивают риск рождения детей с наследственной патологией вследствии: гомогенезации популяций.
197 . Нарушение панмиксии в популяциях приводит: к увеличению наследственных патологий, к вероятности перехода рецессивных генов в гомозиготное состояние.
198-199 . Степень родства и доля общих генов:
Монозиготные близнецы – 100%
Сибсы – 50%
Дядя и племянник – 25%
Родитель и ребенок – 50%
дед и внук – 25%
200 . Коэффициент родства определяет: долю общих генов, полученных от предков
201 . Родственные браки увеличиваюь вероятность: перехода рецессивных генов в гомозиготное состояние.
202 . Фаги могут осуществлять: трансдукцию.
203 . Способами трансгенеза являются: трансформация, трансдукция.
204 . Методом генной инженерии является: трансгеноз.
205 . ПОЛУЧЕНИЕ - МЕТОДЫ
Штаммов кишечной палочки, синтезирующей гормоны человека, является задачей – генной инженерии.
Гормонов человека, синтезированных кишечной палочкой в промышленных масштабах, является задачей -- биотехнологии.
206 . Генотерапия заключается: в репарации дефектного гена, в замене дефектного гена.
ГОМЕОСТАЗ
207 . Генетический гомеостаз – это: сохранение генетической индивидуальности.
208 . Механизмы поддержания генетического гомеостаза: редупликация ДНК, репарация ДНК, точное распределение генетической информации при митозе.
209 . При опухолевом росте: пролиферация клеток возрастает, способность к дифференцировке утрачивается.
210 . Конституционный иммунитет обусловлен: отсутствием взаимодействия между клеточными рецепторами и антигеном.
211 . К неспецифическим факторам иммунной защиты у млекопитающих относятся: барьерная функция эпителия кожи и слизистых оболочек, лизоцим, бактерицидные свойства желудочного и кишечного сока.
212 . К неспецифическим факторам иммунной защиты у позвоночных относятся: тканевые барьеры и лизоцим.
213 . К центральным органам иммунной системы амниот относятся: Пейеровы бляшки тонкого кишечника, сумка Фабрициуса, костный мозг, тимус.
214 . Периферическими органами системы иммунитета являются: лимфатические узлы, селезенка, небные миндалины.
215 . У человека органами иммунной системы являются: лимфатические узлы, Пейеровы бляшки, костный мозг.
216 . Формы иммунитета и примеры:
Специфический – антителообразование.
Неспецифический – барьерные свойства кожи, антимикробные свойства лизоцима.
217 . Антитела синтезируют: плазматические клетки.
218 . Клеточный иммунитет не развивается: при аутотрансплантации.
219 . Толерантность – это: отсутствие иммунного ответа на антиген.
220 . Физиологическая регенерация обеспечивает: самообновление на тканевом уровне.
221 . Основные способы репаративной регенерации внутренних органов млекопитающих: регенерационная гипертрофия, компенсаторная гипертрофия.
То, о чём учёные рассуждали, опираясь на фрагментарные знания, ныне подтверждено самым крупным исследованием в своём роде. Долголетие человека действительно зашифровано в его генах, причём не существует какого-то одного специального “гена долгожительства”. На результат работает счастливое сочетание целой плеяды генетических вариаций.
Параметры окружающей среды, здоровый образ жизни или вредные привычки, диета, спорт - всё это, очевидно, влияет на продолжительность пребывания человека в этом мире. Но и наследственный код играет немалую роль. А вот какую именно - до сих пор предмет споров.
Учёные осторожно предполагают, что выживаемость в пределах 85 лет зависит от генов только на 25-30%. Но вот в случае с людьми старше генетическая предрасположенность к долголетию становится всё важнее и важнее. Может, поэтому время от времени приходится слышать рассказы вроде “А моя бабушка курила всю жизнь и дожила до 95 лет”?
В прошлых исследованиях по долголетию учёные сосредотачивали своё внимание на очень ограниченном числе генов. Например, в одной работе была открыта распространённость среди долгожителей гена FOXO3a, влияющего на механизм апоптоза - запрограммированной смерти клетки, а также на защиту от оксидативного стресса.
В другом случае авторы выделили группу генов, ответственных за постоянное восстановление теломер (концов хромосом), которые напрямую связаны со старением клетки. И снова статистический анализ подтвердил связь между долголетием человека и доставшимися ему специфичными генами.
Однако теперь группа генетиков из США и Италии предприняла попытку куда более глубокого “траления” наследственных кодов с целью выявить как можно больше генов, работа которых отражается на долголетии. Исследователи рассмотрели геномы 1055 людей возрастом от 100 лет и старше и 1267 обычных “контрольных”.
Так удалось выявить 150 однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), характерных для подавляющего большинства долгожителей - это своего рода генетические маркеры долголетия, не гарантирующие хозяину “вечную жизнь”, но всё же говорящие о многом.
Опираясь на статистический анализ, биологи составили компьютерную генетическую модель, которая может с 77-процентной точностью предсказывать, будет ли человек долгожителем, на основе расшифровки его персонального кода. (Вскоре эта программа будет доступна на сайте проекта - New England Centenarian Study.)
Правда, сами авторы тут же поправляют, что наличие даже всех этих сотен маркеров всё же не означает для носителя буквально 77-процентный шанс прожить больше 100 лет, поскольку влияние прочих, не генетических факторов модель не учитывает.
Тем не менее теперь генетикам есть где разгуляться. Среди вариаций генов, выделенных учёными, есть последовательности, отражающиеся на метаболизме и функциях клеток мозга, на гормональных регулирующих механизмах и работе костной ткани…
Всё это укрепило исследователей во мнении, что единственного гена долгожительства попросту нет. Тут работает взаимодействие нескольких наследственных факторов.
Что важно, “хорошие” гены, улучшающие сопротивляемость болезням и различными путями продлевающие жизнь, могут “на поле человека” переиграть даже наличие у него же генетической предрасположенности к старческим болезням, вроде Альцгеймера.
“Этот очень удивительный результат позволяет предположить, что люди проживают очень долгую жизнь не в отсутствие генетической предрасположенности к болезням, а в случае обогащения их генома чертами, связанных с долголетием, - заявила Паола Себастьяни (Paola Sebastiani) из школы здравоохранения Бостонского университета, один из лидеров данного исследования.
– Этот анализ показывает, что если вы хотите рассчитать риск заболевания на основе только лишь генетической предрасположенности к нему, ваш расчёт может быть неполным без учёта общего генетического фона”.
Но ведь людей не меньше болезней интересует сама продолжительность жизни. Тут результаты оказались неоднозначными. 45% самых старых долгожителей (110 лет и старше) показали самую высокую долю присутствия тех самых генетических маркеров долголетия, то есть обладали самым большим числом “правильных” полиморфизмов.
С другой стороны, и в контрольной группе обычных людей 15% обладали хотя бы некоторыми из генетических вариаций, связанных с исключительным долголетием. То есть статистически 15% людей генетически “расположены” дожить до 90-100 лет. Почему так не получается в реальности - большой вопрос.
Более того, даже без всяких “генов долголетия” человек тоже способен прожить долго, - это показал новый анализ. 23% от изученных в рамках данного проекта столетних персонажей не обладали никакой особенной генетикой, то есть программа “предсказания” отнесла бы их к группе с обычной продолжительностью жизни. Именно поэтому авторы работы предостерегают от поспешных выводов при анализе генома.
Учёные также особо отмечают, что полученные в ходе этой работы данные должны сыграть большую роль не в появлении пресловутой “таблетки бессмертия”, а в разработке новых средств борьбы с заболеваниями, в продлении здорового долголетия.
Так дополнительный анализ геномов показал, что 90% столетних можно разбить на 19 групп со специфическими комбинациями генотипов, которые увязываются с общей картиной заболеваний у этих людей, например с распространённостью в каждой группе и с возрастом появления слабоумия и гипертонии.
Кстати, предыдущие работы, - утверждает Перлз, - показали, что 90% долгожителей обходятся без инвалидности в среднем до 93 лет. Тут явно не обошлось без хорошей наследственности.
Получается, что у невероятного революционера ди Грея и осторожных исследователей червяков, рассуждающих о расшифровке законов старения и достижении физиологического бессмертия, есть некоторые основания для оптимизма.
Американский ученый А. Лиф обследовал горные районы Абхазии и горные районы в Андах (Эквадор) и пришел к выводу, что условия жизни людей в этил районах очень схожи, а долголетие здесь можно отнести за счет наследственности и отсутствия у некоторых жителей так называемых «вредных генов», увеличивающих опасность заболеваний. В маленьких замкнутых сообществах, подобных изолированным горным селам, некоторые жители, у которых отсутствовали эти гены стали родоначальниками отдельных кланов долгожителей. Становится очевидным, что наследственность в вопросе долгожительства играет очень важную роль.
На протяжении ряда лет автору книги довелось общаться с некоторыми долгожителями и с ближайшими родственниками из поколений моей семи. Интересен тот факт, что по мужской линии мой дед был десятым ребёнком из одиннадцати детей в семье, а бабушка – последним, четырнадцатым ребенком. Мой отец был пятым ребенком из десяти детей. Среди братьев и сестер отца Элизабет (Елизавета) прожила около 80 лет, Абрам - 81 год, Елена – почти 96 лет. До последних дней жизни она жила полнокровной жизнью, много читала, выполняла домашнюю работу, любила разговаривать по телефону. По женской линии – бабушка была пятым ребенком из девяти детей, а дедушка – шестым из восьми детей. Моя мать – шестая из четырнадцати детей в семье. Многие братья и сестры матери достигли 80-летнего рубежа жизни. Стоит сказать и об экологических условиях проживания этих семей – это горные районы поселков Шемаха и Чухур-Юрт Азербайджана, холмистая местность Голландии и равнинная русского Поволжья.
Долголетие обусловлено генетическими факторами. Эта гипотеза со времен английских ученых М. Битони и К. Пирсона, которые установили существенную связь между долголетием предков и потомков во многих семьях английских аристократов, не вызывает серьезных сомнений. Доказана наследственная предрасположенность как к долгожительству, так и к вероятности появления болезней старости (атеросклероз, ишемическая болезнь сердца и др.). Но также известно, что сочетание благоприятных факторов способствует долголетию и даже несколько сглаживает значение наследственных основ. И, наоборот, в менее благоприятных условиях «плохие» генные изменения реализуются быстрее. Хотя долгожительство и не является чисто генетической проблемой, в литературе широко обсуждаются предположения о существовании наследственной «продленной программы» жизни, или наследственного комплекса морфо-функциональных показателей, способствующих потенциально хорошему здоровью, или же об отсутствии факторов риска в отношении ряда важнейших возрастных заболеваний.
Николай Басов в книге «Ключ к раздельному питанию» высказывает мысль, что
что семья не просто передает хорошие, живучие гены, но и прививает мораль долгожителя, манеру долгоживущего, ломает психологию «свечки», а обучает выдерживать все перипетии и обеспечивает намеренье жить в стиле «бесконечного продолжения»… Вместе с образом жизни, привито отношение к столу, как к месту, где кормят тело, а не желудок, где стыдно быть неумеренным, и очень вредно есть что-то с чем-то, от чего болит живот. То есть, я думаю, что помимо генов семьи передают долгожителям что-то не менее ценное – практический опыт, который касается всех сторон жизни, и который впоследствии служит так надежно и так долго.
Наследственность, отсутствие в нескольких поколениях «семейных» заболеваний. Здоровые гены предков – это немаловажный фактор в долголетии потомков. Если бабушки и дедушки и по материнской, и по отцовской линии вели обычный, но здоровый образ жизни, не страдали сердечнососудистыми или онкологическими заболеваниями, то это маленький залог долголетия не только их детей, но и внуков.
Как не странно это звучит, но – многодетные семьи. Именно в многодетных семьях выстраивается своеобразная цепочка взаимопомощи и поддержки ближнего, дружбы и заботы. Истинная дружба членов семьи побуждает каждого к доброте и благим поступкам; здесь есть смысл и цель жизни каждого – помочь самому родному человеку и знать, что и ты получишь такую же помощь, когда будешь в ней нуждаться.
На протяжении развития человеческой цивилизации продолжительность жизни неуклонно возрастает. В эпоху Римской империи средняя продолжительность жизни составляла всего 22 года. В настоящее время, по данным Всемирной Организации Здравоохранения, в мире средняя продолжительность жизни составляет 67,2 года, максимальна она среди жителей Японии (82,8 года), минимальна среди населения Королевства Свазиленд (31,8 года). В России в настоящее время средняя продолжительность жизни составляет 70,3 года . Однако необходимо отметить, что во все времена были долгожители, возраст которых достигал 100 лет и более.
Согласно данным New England Centennarian Study (Harvard Medical School, Boston, MA, USA), с 1960 г. количество людей в возрасте старше 100 лет во многих странах увеличилось почти в 10 раз . Это свидетельствует о том, что теоретически продолжительность жизни человека может быть существенно выше, чем нынешние средние показатели.
Проблема поиска «гена долголетия» и возможности повлиять на продолжительность жизни занимала умы учёных всего мира с давних пор. Первые предположения о возможном влиянии генотипа на продолжительность жизни были сделаны ещё в 1930 г. Однако первая оформленная гипотеза была предложена П. Медаваром только в 1952 г. . В настоящее время она известна как «теория накопления мутаций» (англ. mutations accumulation theory). Медавар отмечает, что животные в дикой природе редко доживают до старости. Основываясь на своих наблюдениях, он предложил теорию, согласно которой аллели, возникающие при мутации зародышевых клеток и проявляющиеся в старшем возрасте, подвергаются достаточно слабому эволюционному отбору.
В связи с этим такие мутации, по мнению Медавара, накапливаются в геноме на протяжении длительного времени и у тех особей, которые не погибли до достижения зрелого возраста, начинают фенотипически проявляться в виде процесса старения. То же самое верно и для животных, живущих в неволе. В дальнейшем Д. Вильямс предположил существование неких плейотропных генов, которые могут быть полезными для выживания в молодом возрасте, когда велико влияние естественного отбора, и вредными в старшем, когда роль естественного отбора уменьшается. Эта теория в настоящее время известна как «антагонистическая плейотропия» (англ. antagonistic pleiotropy).
Одним из учёных, который серьёзно заинтересовался изучением генетики долголетия, был M. Класс. Он оценивал продолжительность жизни нематод в зависимости от присутствия тех или иных мутаций и предположил наличие групп генов, влияющих на продолжительность жизни . Однако дальнейшего развития данная теория не получила. Работу в этом направлении продолжил T. Джонсон. Он выделил ген age-1(hx546), который предположительно мог влиять на продолжительность жизни нематод . Позднее в лаборатории С. Кейон этот ген был идентифицирован как первый «геронтоген» - ген, контролирующий старение и продолжительность жизни . Это открытие стало своеобразной «отправной точкой» в изучении генетики долголетия.
После выявления ассоциации генетических маркёров с продолжительностью жизни у животных учёные предположили, что долголетие у людей также может быть обусловлено генетическими факторами. В исследовании, проведённом с использованием близнецового метода, было показано, что продолжительность жизни обусловлена влиянием генетических факторов только на 25%. . Анализ приблизительно 20 тыс. пар близнецов в северных странах между 1870 и 1910 гг. подтвердил эти данные. Также было показано, что генетическое влияние на продолжительность жизни минимально до 60 лет, а после достижения этого возраста значительно увеличивается.
Эти данные стали основой для изучения генетической обусловленности продолжительности жизни, особенно среди людей, достигших пожилого возраста . В ходе дальнейших исследований было выявлено, что по наследству может передаваться предрасположенность к развитию заболеваний, ограничивающих продолжительность жизни, таких как артериальная гипертензия, атеросклероз и др. В других исследованиях были получены данные, свидетельствующие о возможной наследственной предрасположенности к долгожительству.
Так, у сиблингов людей в возрасте 100 лет и старше вероятность прожить более 85 лет в 4 раза выше, чем у сибсов тех, кто умер до 73 лет . Схожие результаты были получены в исследовании, основанном на изучении родословных мормонов . При проведении популяционного исследования в Исландии было установлено, что у родственников первой линии родства пробандов, доживших до 95 лет, шансы дожить до такого же возраста в 2 раза выше, чем в популяции в целом . И, наконец, Schoenmaker с коллегами показал, что уровень смертности у родственников первой линии долгожителей в Голландии на 30% ниже, чем среди населения страны в целом . Исследователи из Америки и Японии отмечали, что многие долгожители либо практически здоровы, либо имеют небольшое количество заболеваний .
Однако, несмотря на убедительные данные, исследования подобного рода указывают лишь на наличие генетического влияния на продолжительность жизни. Не стоит забывать о том, что длительность жизни определяется не только генетическими, но и во многом средовыми факторами. При использовании близнецового и генеалогического методов на результат исследования, помимо других факторов, могут влиять и особенности образа жизни в определённой семье.
Таким образом, несмотря на множество работ по изучению генетики долголетия, вопросов остаётся больше, чем ответов. Почему некоторые долгожители имеют хорошее здоровье , а другие страдают от множества заболеваний, но, тем не менее, доживают до преклонных лет ? Почему другим людям и вовсе не удаётся достичь «почтенного возраста»? В поисках ответов на эти вопросы учёные попытались выявить гены, которые могли бы претендовать на роль «генов долголетия».
В 1994 г. Ф. Шахтер впервые предложил классификацию кандидатных генов, оказывающих влияние на продолжительность жизни человека.
Один из первых кандидатных генов, влияние которого на продолжительность жизни человека было достоверно доказано, - ген аполипопротеина Е (АпоЕ). Выделяют три изоформы этого белка: АпоЕ2, АпоЕ3 и АпоЕ4, кодируемые соответствующими полиморфными вариантами гена АпоЕ. Изоформа АпоЕ2 относительно редко встречается в популяции и ассоциирована с низким содержанием холестерина крови, в то время как изоформа АпоЕ4 связана с высоким количеством холестерина и, соответственно, с повышенным риском развития ишемической болезни сердца. У людей старше 100 лет выявлено чёткое преобладание аллеля Е2 гена АпоЕ над аллелем Е4 . При этом у носителей аллеля Е4 повышен риск возникновения болезни Альцгеймера1, гиперхолестеринемии, ишемической болезни сердца .
При дальнейшем изучении распространённости полиморфных маркёров гена АпоЕ в различных возрастных группах было выявлено, что частота аллеля Е4 варьирует у людей молодого возраста в зависимости от исследуемой популяции (25% у финнов, 17-20% у датчан и 10% среди французов, итальянцев и японцев). Однако вне зависимости от популяции его частота среди долгожителей приблизительно в 2 раза ниже. При этом у носителей аллеля E 2 предполагаемый средний риск смерти во взрослом возрасте на 4-12% ниже, чем у носителей аллеля E 3, а у носителей аллеля Е4 - на 10-14% выше, чем у тех же носителей аллеля E 3 . Таким образом, ген АпоЕ можно скорее рассматривать в качестве гена «болезненности», который влияет на возрастную смертность, нежели в качестве гена «долголетия», который «гарантирует» долгую жизнь. Схожие данные получены при 5-летнем изучении большой когорты (1555 человек) в Дании. В ходе данного исследования было показано, что ген АпоЕ оказывает небольшой, но статистически значимый эффект на вероятность дожить до 90 лет, однако не влияет на сохранность когнитивной функции .
Рассматривались и другие гены, влияющие на метаболизм липидов. В одном из исследований показано, что распространённость аллеля P гена AпoAl значительно повышена у долгожителей, но при этом, как ни парадоксально, у мужчин среднего возраста его частота коррелирует с увеличением содержания липидов низкой плотности и холестерина . При изучении другого гена, вовлеченного в метаболизм липидов, микросомального транспортера триглицеридов (MTTP), в одном исследовании установлено влияние его аллелей на продолжительность жизни , а в других ассоциации полиморфизма этого гена с долгожительством не обнаружено .
При анализе возрастного распределения частот аллелей гена АпоС-III среди жителей Санкт-Петербурга, возраст которых составил от 70 до 106 лет, и в контрольной группе школьников 6-17 лет выявлено, что частота возникновения мутации в гене АпоС-III положительно коррелирует с продолжительностью жизни . В другом исследовании, проведённом в России, не было обнаружено достоверных возрастных различий в частоте распределения полиморфных вариантов генов АпоЕ, PON1, AGT и LMYC1. Однако необходимо отметить, что были установлены тенденция к увеличению частоты аллеля Е3 гена АпоЕ с возрастом и исчезновение носителей генотипов Е2/Е2, Е4/Е4 и Е2/Е4 в возрасте старше 60 лет .
Другая группа генов, рассматриваемых в качестве «генов долголетия», - гены ренин-ангиотензиновой системы. Поскольку продукты этих полиморфных генов играют важную роль в развитии сердечно сосудистых заболеваний, являющихся одной из основных причин смерти человека, можно предположить, что они непосредственно влияют и на продолжительность жизни. При проведении когортного исследования в Германии выявлено, что распространённость аллеля D гена ангиотензиногена (ACE) и гомозигот по этому аллею среди людей старше 80 лет была выше, чем предполагали изначально . Полученные немецкими учёными данные частично были подтверждены в длительном исследовании, проведённом в Дании с использованием близнецового метода. Относительный риск смерти был повышен у носителей II генотипа гена ACE по сравнению с носителями генотипов ID и DD . Однако эти находки не получили подтверждения в двух крупных исследованиях с участием долгожителей во Франции и Дании .
При изучении распределения частот аллей и генотипов гена АСЕ у пациентов в возрасте от 35 до 87 лет с ишемической болезнью сердца и 66 здоровых человек обнаружено достоверное увеличение частоты генотипа DD и аллеля D по сравнению с генотипом II и аллелем I у пациентов с ишемической болезнью сердца. Поскольку генотип DD гена АСЕ - фактор риска развития инфаркта миокарда, то он может быть предиктором преждевременной гибели . При изучении полиморфных генов ренин-ангиотензиновой системы в различных возрастных группах жителей Санкт-Петербурга выявлено достоверное уменьшение частоты аллеля I и генотипа II гена АСЕ у людей 75-89 лет по сравнению с лицами 69-74 лет .
Не последнюю роль в развитии заболеваний сердечно сосудистой системы, а соответственно и в определении продолжительности жизни играет тип питания. Установлено, что ограничение калорийности пищи ведёт к увеличению продолжительности жизни биологических объектов . При этом один из определяющих биологических параметров - низкий уровень инсулина и инсулиноподобного фактора роста-1 (IGF-1). Соответственно изменения на уровне генов, участвующих в регуляции концентрации этих веществ, могут фенотипически проявляться в виде увеличения продолжительности жизни.
Было показано, что наличие специфического аллеля IGF 1 R приводит к уменьшению содержания IGF-1 в плазме крови, а также, что такой генотип чаще встречается у долгожителей . При наблюдении за двумя когортами людей старше 85 лет Van Heemst с коллегами установили, что генетически сниженная активация системы «инсулин - IGF-1» значима для достижения пожилого возраста, но только у женщин .
Ключевым звеном регуляции активации патологического пути «инсулин - IGF-1» служит транскрипционный фактор семейства forkhead box O3A (FOXO3A). Была выявлена чёткая связь продолжительности жизни и генотипа GG этого гена у представителей японской , немецкой и французской популяций. Однако влияние генов FOXO1, FOXO4 и FOXO6 на продолжительность жизни в немецкой популяции не подтвердилось .
Другой кандидат на роль «гена долголетия», связанный с процессами метаболизма, - ген HFE, мутация в котором приводит к развитию наследственного гемохроматоза. В северной Европе 10-15% популяции являются носителями мутации этого гена. В ранних работах было показано, что в популяциях с высокой частотой носительства мутантного аллеля гена HFE существует зависимое от возраста уменьшение частоты носительства гетерозигот по наиболее часто встречающемуся варианту мутации гена HFE - Cys282Tyr.
Полученные результаты указывают на ассоциацию данного полиморфного маркёра с меньшей продолжительностью жизни . Однако в более позднем исследовании было обнаружено, что клиническая пенетрация с развитием гемохроматоза варианта Cys282Tyr была очень низкой - менее 1% . В дополнение к этому при исследовании 492 долгожителей во Франции было показано, что пациенты с гемохроматозом могут доживать до пожилых лет .
Ещё один из предположительных механизмов, влияющих на продолжительность жизни, - хронический воспалительный процесс . Большое значение в этом процессе придают интерлейкину-6. Исследования с использованием близнецового метода показали, что индивидуальные вариации в экспрессии интерлейкина-6 имеют генетическую природу . Полиморфизм −174G/C гена IL6 изучали в большом количестве исследований . Хотя полученные данные были несколько противоречивы, однако установлено значительное повышение с возрастом частоты гомозигот по аллелю −174G гена IL6 .
В числе генетических факторов долголетия называют также полигенную систему главного комплекса гистосовместимости (HLA). У долгожителей Европы в 2 раза чаще встречаются аллели A, C и DR гена HLA, однако результаты этого исследования отличались от таковых у долгожителей Сардинии и других популяций .
В качестве кандидатных генов долгожительства человека также изучали гены СYP2D и CYP2C19 из семейства генов цитохрома Р 450, ген PARP, ген тканевого активатора плазмалогенов TPA, ген тиреоидной пероксидазы TPO, различные онкогены, в том числе ген L-MYC TH, гены, кодирующие факторы свёртывания крови, ген параоксоназы PON1, гены системы дезинтоксикации и др. Однако полученные результаты оказались противоречивыми, и многие вопросы остались без ответов. Неясны популяционные и географические особенности ассоциации различных полиморфных маркёров с продолжительностью жизни и старением. Выявленные противоречия могут быть обусловлены сложностями адекватного отбора лиц для проведения исследования, особенно группы контроля, в дополнение на результатах работы так или иначе сказывается этническая разнородность исследуемых групп.
Изучение полиморфизма генов, связанных с развитием некоторых тяжёлых заболеваний, в качестве кандидатных генов долголетия часто приводит к парадоксальным выводам, как в случае с высокой частотой генотипа D/D АСЕ или 4G/4G РАI-1 у людей старше 100 лет . В связи с этим необходимы поиск и более подробное изучение генетических и феногенотипических маркёров, определяющих продолжительность жизни. Одним из таких маркёров может быть генетически детерминированный промежуточный фенотип - скорость Na+-Li+-противотранспорта (Na+-Li+-ПТ) в мембране эритроцита. Ещё Ю.В. Постнов в ранних работах сделал предположение о том, что долгожители имеют более низкую скорость Na+-Li+-ПТ по сравнению с популяцией в целом .
При изучении М.А. Макаровым и В.Н. Ослоповым связи смертности больных артериальной гипертензией (в том числе при сочетании с онкологической патологией) с величиной Na+-Li+-ПТ в мембране эритроцита была выявлена тенденция к её увеличению при высокой скорости Na+-Li+-ПТ . Считаем актуальным изучение генетических основ долголетия в контексте связи с мембранными нарушениями. Необходимо отметить, что исследование «сцепки» генов-кандидатов в ассоциации с факторами риска и определением скорости Na+-Li+-ПТ может выявить закономерности, нивелируемые при исследовании популяции en masse , то есть без учёта генетически детерминированной квартильной принадлежности пациентов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Анисимов В.Н. Молекулярные и физиологические механизмы старения. - СПб.: Наука, 2003. - 468 с.
2. Глотов О.С., Баранов В.С. Генетический полиморфизм, мультифакториальные болезни и долголетие // Мед. генетика. - 2007. - Т. 6, №4. - С. 17-30.
3. Макаров М.А., Ослопов В.Н. Результаты длительного наблюдения за динамикой заболеваемости первичной артериальной гипертензией в мужской когорте в зависимости от функционального состояния клеточных мембран // Практ. мед. - 2011. - №4. - С. 49-52.
4. Малыгина Н.А., Костомарова И.В., Криводубская Т.Ю. и др. Анализ полиморфизма гена ангиотензин-превращающего фермента у больных ишемической болезнью сердца и гипертонией // Кардиология. - 2000. - №4. - С. 19-22.
5. Постнов Ю.В., Орлов С.Н. Первичная гипертензия как патология клеточных мембран. - М.: Медицина, 1987. - 192 с.
6. Хавинсон В.Х., Анисимов С.В., Малинин В.В., Анисимов В.Н. Пептидная регуляция генома и старение. - М.: изд-во РАМН, 2005. - 208 с.
7. Andersen-Ranberg K . Healthy centenarians do not exist, but autonomous centenarians do: a population-based study of morbidity among Danish Centenarians // J. Am. Geriatr. Soc. - 2001. - Vol. 49. - P. 900-908.
8. Anisimov S.V., Volkova M.V., Lenskaya L.V . Age-associated accumulation of the apolipoprotein C-III gene T-455C polymorphism C allele in a Russian population // J. Gerontol. A. Biol. Sci. Med. Sci. - 2001. - Vol. 56. - P. 27-32.
9. Bathum L . No evidence for an association between extreme longevity and microsomal transfer protein polymorphisms in a longitudinal study of 1651 nonagenarians // Eur. J. Hum. Genet. - 2005. - Vol. 13. - P. 1154-1158.
10. Bathum L . Association of mutations in the hemochromatosis gene with shorter life expectancy // Arch. Intern. Med. - 2001. - Vol. 16. - P. 2441-2444.
11. Bathum L . Apolipoprotein E genotypes: relationship to cognitive functioning, cognitive decline, and survival in nonagenarians // J. Am. Geriatr. Soc. - 2006. - Vol. 54. - P. 654-658.
12. Berzlanovich A.M . Do centenarians die healthy? An autopsy study // J. Gerontol. A. - 2005. - Vol. 60. - P. 862-865.
13. Beutler E . Penetrance of 845G>A (C282Y) HFE hereditary haemochromatosis mutation in the USA // Lancet. - 2002. - Vol. 359. - P. 211-218.
14. Blanche H., Cabanne L., Sahbatou M., Thomas G . A study of French centenarians: are ACE and APOE associated with longevity? // CR Acad. Sci. III. - 2001. - Vol. 324. - P. 129-135.
15. Bonafe M . Polymorphic variants of insulin-like growth factor I (IGF-I) receptor and phosphoinositide 3-kinase genes affect IGF-I plasma levels and human longevity: cues for an evolutionarily conserved mechanism of lifespan control // J. Clin. Endocrinol. Metab. - 2003. - Vol. 88. - P. 3299-3304.
16. Christiansen L . Modest implication of interleukin-6 promoter polymorphisms in longevity // Mech. Ageing. - 2004. - Vol. 125. - P. 391-395.
17. Coppin H . Longevity and carrying the C282Y mutation for haemochromatosis on the HFE gene: case control study of 492 French centenarians // BMJ. - 2003. - Vol. 327. - P. 132-133.
18. De Maat M.P . Genetic influence on inflammation variables in the elderly // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. - 2004. - Vol. 24. - P. 2168-2173.
19. De Craen A.J . Heritability estimates of innate immunity: an extended twin study // Genes Immun. - 2005. - Vol. 6. - P. 167-170.
20. Finch C.E., Ruvkun G . Genetics of aging // Annu. Rev. Genomics. Hum. Genet. - 2001. - Vol. 2. - P. 435-462.
21. Finch C.E., Crimmins E.M . Inflammatory exposure and historical changes in human life-spans // Science. - 2004. - Vol. 305. - P. 1736-1739.
22. Francheschi C . Inflamm-aging. An evolutionary perspective on immunosenescence // Ann. NY Acad. Sci. - 2000. - Vol. 908. - P. 244-254.
23. Flachsbart F . Association of FOXO3A variation with human longevity confirmed in German centenarians // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2009. - Vol. 106, N 8. - P. 2700-2705.
24. Frederiksen H . Angiotensin I-converting enzyme (ACE) gene polymorphism in relation to physical performance, cognition and survival-a follow-up study of elderly Danish twins // Ann. Epidemiol. - 2003. - Vol. 13. - P. 57-65.
25. Garasto S., Rose G., Derango F. et al . The study of APOA1, APOC3 and APOA4 variability in healthy ageing people reveals another paradox in the oldest old subjects // Ann. Human Gen. - 2003. - Vol. 67. - P. 54-62.
26. Geesaman B.J . Haplotype-based identification of a microsomal transfer protein marker associated with the human lifespan // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2003. - Vol. 100. - P. 14115-14120.
27. Gerdes L.U . Estimation of apolipoprotein E genotype-specific relative mortality risks from the distribution of genotypes in centenarians and middle-aged men: apolipoprotein E gene is a «frailty gene», not a «longevity gene» // Genet. Epidemiol. - 2000. - Vol. 19. - P. 202-210.
28. Gudmundsson G . Inheritance of human longevity in Iceland // Eur. J. Hum. Genet. - 2000. - Vol. 8. - P. 743-749.
29. Hjelmborg J.V . Genetic influence on human lifespan and longevity // Human Genet. - 2006. - Vol. 119. - P. 312-321.
30. Humphries S.E., Luong L.A., Ogg M.S. et al . The interleukin-6 −174G/C promoter polymorphism is associated with risk of coronary heart disease and systolic blood pressure in healthy men // Eur. Heart J. - 2001. - Vol. 22. - P. 2243-2252.
31. Hurme M., Lehtimaki T., Jylha M. et al . Interleukin-6 −174G/C polymorphism and longevity: a follow-up study // Mech. Ageing. - 2005. - Vol. 26. - P. 417-418.
32. Johnson T.E . Increased life-span of age-1 mutants in Caenorhabditis elegans and lower Gompertz rate of aging // Science. - 1990. - Vol. 249, N 4971. - P. 908-912.
33. Kenyon С., Dorman J.B., Albinder B., Shroyer T . The age-1 and daf-2 genes function in a common pathway to control the lifespan of Caenorhabditis elegans // Genetics. - 1995. - Vol. 4. - P. 1399-1406.
34. Kerber R.A . Familial excess longevity in Utah genealogies // J. Gerontol. A. - 2001. - Vol. 56. - P. 130-139.
35. Klass M.R . A method for the isolation of longevity mutants in the nematode Caenorhabditis elegans and initial results // Mech. Ageing. - 1983. - Vol. 22. - P. 279-286.
36. Kleindorp R ., Flachsbart F ., Puca A.A . et al . Candidate gene study of FOXO1, FOXO4, and FOXO6 reveals no association with human longevity in Germans // Aging Cell. - 2011. - Vol. 4. - P. 622-628.
37. Lio D . Inflammation, genetics, and longevity: further studies on the protective effects in men of IL-10 −1082 promoter SNP and its interaction with TNF-α −308 promoter SNP // J. Med. Genet. - 2003. - Vol. 40. - P. 296-299.
38. Luft F.C . Bad genes, good people, association, linkage, longevity and the prevention of cardiovascular disease // Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. - 1999. - Vol. 26. - P. 576-579.
39. Medawar P.B., Lewis H.K . An unsolved problem of biology. In: Uniqueness of the Individual // New York Basic books, 1952. - 284 p.
40. Nauck M . The interleukin-6 G(−174)C promoter polymorphism in the LURIC cohort: no association with plasma interleukin-6, coronary artery disease, and myocardial infarction // J. Mol. Med. - 2002. - Vol. 80. - P. 507-513.
41. Nebel A . No association between microsomal triglyceride transfer protein (MTP) haplotype and longevity in humans // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2005. - Vol. 102. - P. 7906-7909.
42. Perls T., Kunkel L.M., Puca A.A . The genetics of exceptional human longevity // J. of Molec. Neur. - 2002. - Vol. 19. - P. 233-238.
43. Schachter F . Genetic associations with human longevity at the APOE and ACE loci // Nat. Genet. - 1994. - Vol. 6. - P. 29-32.
44. Schoenmaker M . Evidence of genetic enrichment for exceptional survival using a family approach: the Leiden Longevity Study // Eur. J. Hum. Genet. - 2005. - Vol. 14. - P. 79-84.
45. Silve M.H ., Jilinskaia E., Perls T.T . Cognitive functional status of age-confirmed centenarians in a population-based study // J. Gerontol. B. Psychol. Sci. Soc. Sci. - 2001. - N 56. - P. 134-140.
46. Skytthe A . Longevity studies in Genom EU twin // Twin Res. - 2003. - Vol. 6. - P. 448-454.
47. Van Heemst D . Reduced insulin/IGF-1 signalling and human longevity // Aging Cell. - 2005. - Vol. 4. - P. 79-85.
48. Willcox B.J . FOXO3A genotype is strongly associated with human longevity // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2008. - Vol. 105, N 37. - P. 13 987-13 992.
49. Williams G.C . Pleiotropy, natural selection and the evolution of senescence // Evolution. - 1957. - Vol. 11. - P. 398-411.
50. Weindruch R., Walford R.L . The retardation of aging and disease by dietary restriction on the transcriptional profile of skeletal muscle from rhesus monkeys // Proc. Nat. Acad. Sci. - 2001. - Vol. 98. - P. 5093-5098.
51. World health statistics, 2010. World Health Organization. - Geneva, 2010. - 177 p.
1Прим. ред. В русскоязычной литературе устоялось написание «Альцгеймер», однако речь о немецком враче Альцхаймере (Aloise Alzheimer, 1864-1915).
Диана Наилевна Чугунова, Владимир Николаевич Ослопов
Казанский государственный медицинский университет
