Цитоплазматическая наследственность. Роль в передаче наследственных заболеваний. Наследование зрительной невропатии Лебера и др

Наследственность цитоплазматическая (внеядерная, нехромосомная, плазматическая), преемственность материальных структур и функциональных свойств организма, которые определяются и передаются факторами, расположенными в цитоплазме. Совокупность этих факторов — плазмагенов, или внеядерных генов, составляет плазмон (подобно тому, как совокупность хромосомных генов — геном). Плазмагены находятся в самовоспроизводящихся органеллах клетки — митохондриях и пластидах (в том числе хлоропластах и др.). Указанием на существование Н. ц. служат, прежде всего, наблюдаемые при скрещиваниях отклонения от расщеплений признаков, ожидаемых на основе Менделя законов. Цитоплазматические элементы, несущие плазмагены, расщепляются по дочерним клеткам беспорядочно, а не закономерно, как гены, локализованные в хромосомах. Плазмагены передаются главным образом через женскую половую клетку (яйцеклетку), так как мужская половая клетка (спермий) почти не содержит цитоплазмы (что, однако, не исключает передачи плазмагенов через мужские гаметы). Поэтому изучение Н. ц. ведётся с использованием специальных схем скрещивания, при которых данный организм (или группа) используется и как материнская, и как отцовская форма (реципрокное скрещивание). У растений и животных различия, обусловленные Н. ц., сводятся в основном к преобладанию материнских признаков и проявлению определённого фенотипа при одном направлении скрещивания и его утрате при другом. Цитоплазматическая мужская стерильность (ЦМС), передающаяся по женской линии, широко используется для получения гетерозисных гибридных форм, главным образом кукурузы, а также некоторых др. с.-х. растений Др. метод исследования Н. ц. — "пересадка" ядра из одной клетки в другую. От Н. ц. следует отличать так называемую инфекционную наследственность, т. е. передачу через цитоплазму симбиотических или слабо болезнетворных саморазмножающихся частиц (вирусов типа сигма, обнаруженных у дрозофилы или поражающих пластиды, риккетсиеподобных частиц типа каппа, найденных у парамеций, и др.), которые не являются нормальными компонентами клетки, необходимыми для её жизнедеятельности (см. Лизогения, Эписомы). Во всех изученных случаях плазмагены в химическом отношении представляют собой ДНК, обнаруженную во многих самовоспроизводящихся органоидах (количество её может достигать нескольких десятков процентов от всей клеточной ДНК). Определённая степень генетической автономии, свойственная носителям плазмагенов, сочетается с контролем над ними со стороны хромосомных генов. Установлено, что некоторые мутации пластид вызываются ядерными генами, контролирующими отчасти и функционирование пластид. Показано также, что количество ДНК в митохондриях недостаточно для того, чтобы нести всю информацию об их функциях и строении; т. о., и структура митохондрий, по крайней мере частично, определяется геномом. Ядерные и внеядерные гены могут взаимодействовать и при реализации фенотипа.

Болезнь Лебера (БЛ) известна как семейная форма слепоты с конца прошлого века.
Клинико-фенотипические проявления болезни Лебера в классическом определении
связаны с поражением зрительных нервов и характеризуются синдромом острого или
подострого снижения остроты центрального зрения, вследствие неврита оптических
нервов, последующей их атрофии и стабилизации зрительных функций на низком уровне
с различной степенью инвалидизации больных.
В последнее десятилетие обнаружено, что зрительная атрофия Лебера отражает
нарушение фосфорилирующей функции митохондрий и является результатом
генетических дефектов митохондриальной ДНК (мтДНК), с передачей по материнской
линии. Вопреки бытующему представлению о редком характере наследственных
заболеваний, около 20% всех случаев двусторонней зрительной нейропатии вызвано
патогенными мутациями мтДНК. Универсальность митохондриальной системы синтеза
АТФ и высокая чувствительность тканей к внутриклеточному дефициту энергии
определяют частое поражение различных органов и систем при экспрессии патогенных
мутаций мтДНК.
Варьирующая пенетрантность заболевания приводит к тому, что описываемые
клинические случаи болезни Лебера представлены как обширными родословными, с
большим числом больных лиц, так и спорадическими случаями атрофии зрительных
нервов, без указания на положительный семейный анамнез.
Заболевание более часто имеет место в возрасте 15-35 лет, при варьировании
клинической манифестации от 1 до 70 лет.
Характерной особенностью БЛ служит большая частота заболевания среди мужчин,
по сравнению с распространенностью среди женщин. Предоминирование лиц мужского
пола составило в большинстве семей от 60% до 90%.