Молекулярна медицина

Фундаментальні дослідження молекулярних аспектів генетики, регулювання генної експресії та білкового синтезу щораз більше потрібні в клінічній медицині.

Серед перших досягнень у цій галузі було розуміння механізмів впливу антибіотиків (табл. 1-5). Багато з них діють шляхом пригнічення синтезу білків на одному з описаних вище рівнів. Антивірусні препарати впливають

24 / РОЗДІЛ 1

Таблиця 1-5. Механізми інгібування синтезу білка антибіотиками та іншими сполуками

Агент

Ефект

Хлорамфенікол

(левоміцетин)

Запобігає нормальному сполученню мРНК з рибосомами

Стрептоміцин,

неоміцин, канаміцин

Спичиняють неправильне зчитування генетичного коду

Циклогексимід,

тетрациклін

Інгібують перенесення комплексу тРНК-амінокислота до поліпептиду

Пуроміцин

Комплекс пуроміцин-аміно-кислота заміщує комплекс тРНК-амінокислота і запобігає додаванню амінокислот до поліпептиду

Мітраміцин, мітомі-цин С, дактиноміцин (актиноміцин D)

Зв’язуються з ДНК, запобігають полімеризації РНК на ДНК

Хлорохін, колхіцин, новобіоцин

Інгібують ДНК полімеразу

Азотисті іприти, наприклад, мехлоретамін (мустарген)

Зв’язуються з гуаніном у парах основ

Токсин дифтерії

Запобігає руху рибосоми на мРНК

подібним чином, наприклад, ацикловір і гансикловір пригнічують ДНК полімерази. Деякі з цих ліків передусім впливають на бактерії, інші ж пригнічують синтез білків у клітинах тварин, у тому числі ссавців. Цей факт свідчить про важливість антибіотиків для досліджень, як і для лікування інфекцій.

Сьогодні ідентифіковано одиничні генетичні аномалії, що спричиняють понад 600 людських хвороб. Багато з цих хвороб рідкісні, однак є значна група відомих, а деякі навіть призводять до серйозних, інколи й летальних наслідків. Приклади таких аномалій: дефективно регульований Сяканая у разі кістозного фіброзу (муковісцедозу див. вище, а також Розділ 34); нестабільні тринуклеотидні повтори в різних частинах геному, що спричиняють хворобу Ган-тінґтона; синдром крихкої Х-хромосоми та кілька інших неврологічних захворювань (див. Розділ 12). Аномалії в мітохондріальній ДНК також можуть зумовлювати різні хвороби людини, зокрема спадкову оптичну нейропатію Лебера та деякі форми кардіоміопатії. Не дивно, що найбільше уваги приділяють генетичним аспектам раку. Деякі ракові захворювання спричинені онкогенами, генами, перенесення яких відбувається в геномах ракових клітин, і які відповідають за їхні злоякісні характеристики. Онко-гени виникають унаслідок соматичних мутацій від близьких протоонкогенів. Уже описано понад 100 онкогенів.

Інша група генів продукує білки, що пригнічують пухлини, таких генів — супресорів пухлин — описано понад 10. З них найліпше вивченими є ген Р53 людської хромосоми 17. Білок Р53, вироблений цим геном, спричиняє апоптоз. Він також є фактором транскрипції ядра, що збільшує продукування 21 кДа білка, який блокує ензими

двох клітинних циклів, сповільнюючи цикл та даючи змогу виправляти мутації й інші дефекти ДНК. Ген Р53 піддається мутації майже в 50% пацієнтів, хворих на рак, що впливає на продукування Р53 білків, які послаблюють сповільнення клітинного циклу та не допускають появи інших мутацій у ДНК. Акумульовані мутації зрештою призводять до раку.

Генна терапія все ще перебуває на початкових стадіях розвитку, та незважаючи на це розробляють різноманітні винахідливі підходи для отримання генів з клітини. Один з них уже клінічно випробовують для лікування деяких хвороб. Він полягає у виділенні клітин з хворого пацієнта, трансфекції цих клітин нормальними генами in vitro та їхній реін’єкції у вигляді автотрансплантатів. Інший метод передбачає вставляння відповідного гена у порівняно безпечні віруси, які після цього вводять пацієнтам з метою донесення генів до клітин, які вони уражують.

Вільям Ф. Ґанонґ. Фізіологія людини