Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

15.3I: Серповидно-клітинна хвороба

  • Page ID
    5434
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Найпоширеніший гемоглобін дорослих людей відомий як гемоглобін А (Hb A). Однак інші варіанти форми гемоглобіну зустрічаються у деяких людей. Один з таких називається гемоглобіном S (Hb S). Особи, які виробляють Hb S виключно страждають серповидно-клітинною хворобою. Серповидноклітинна хвороба досить поширена в районах Африки та Азії, схильних до малярії, а також зустрічається у афроамериканців та інших, що походять від жителів цих регіонів. Свою назву хвороба отримала від того, що еритроцити пацієнта при проходженні через капіляри стають серповидної або серповидної форми, особливо в тканині, які активно метаболізуються. Спотворені клітини дуже крихкі і схильні до розриву задовго до того, як їх нормальний термін життя (близько 120 днів) закінчиться. Це викликає важку анемію (породжує альтернативну назву захворювання: серповидно-клітинна анемія).

    Sickle_Cell_Anemia.png
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Серповидно-клітинна анемія. (CC BY-SA 4.0; Брюс Блаус).

    Причини серповидно-клітинної анемії

    Особи з серповидно-клітинною хворобою успадкували від кожного з батьків ген - β S - кодує бета-ланцюг гемоглобіну. Особи, які успадковують лише один ген β S разом з алелем β A, мають у своїх еритроцитах як Hb A, так і Hb S. У США, що не містять малярії, ці гетерозиготи добре. У регіонах, де малярія поширена, наявність одного з кожного гена бета-ланцюга (β A та β S) надає стійкість до одного з найнебезпечніших видів малярії (falciparum). Це пояснило б, чому ген Hb S настільки поширений у цих регіонах.

    Визначено амінокислотні послідовності бета-ланцюгів Hb A та Hb S. Бета-ланцюги ідентичні за винятком амінокислоти в положенні 6 (рахуючи, як завжди, з амінотерміналу). Цю позицію займає глутамінова кислота в ланцюгах Hb A, але в бета-ланцюгах Hb S замість нього виявляється валін.

    SickleMutation.gif
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Вирівнювання послідовності між Hb A і Hb S

    Чому ця єдина амінокислота змінюється в ланцюжку з 146 амінокислот так різко змінюють властивості дезоксигенізованого гемоглобіну? При переході з глутамінової кислоти на валін сильно гідрофільна молекула була замінена сильно гідрофобною. Позиція 6 розташована на поверхні бета-ланцюга, де вона зазвичай піддається впливу води. Цей перехід від гідрофільної до гідрофобної області на поверхні знижує розчинність молекули і сприяє утворенню великих нерозчинних агрегатів.

    Мутація, яка виробляє Hb S, є однобазовою заміною, при якій заміна T на A на 17-му нуклеотиді чуттєвого пасма першого екзона гена бета-ланцюга перетворює кодон на глутамінову кислоту (GAG) в кодон для валіну (GTG). Хоча ця зміна може спочатку здатися тривіальною, результуюча заміна валіну на глутамінову кислоту так змінює фізичні властивості гемоглобіну, що серйозне захворювання виробляється у людей, що несуть обидва гени для ознаки.