Під час дослідження первинної структури молекули глобіну виявлено заміну глутамінової кислоти на валін. Для якої спадкової патології це характерно?

Чому це правильна відповідь

Описана в умові заміна глутамінової кислоти на валін у первинній структурі глобіну є класичним прикладом точкової мутації в β-ланцюзі гемоглобіну, що лежить в основі серпоподібноклітинної анемії. Це спадкова гемоглобінопатія, при якій відбувається якісна зміна структури білка: замість полярної, зарядженої при фізіологічному pH глутамінової кислоти в положенні 6 β-ланцюга з’являється неполярний гідрофобний валін. Така заміна радикально змінює поверхневі властивості молекули гемоглобіну, створюючи на її поверхні гідрофобну «латку», якої в нормальному HbA немає. На рівні механізму це призводить до того, що у деоксигенованому стані HbS (патологічний гемоглобін із заміною Glu→Val) схильний до міжмолекулярної агрегації. Гідрофобні ділянки взаємодіють одна з одною, формуючи довгі полімерні фібрили всередині еритроцита. Ці полімери деформують клітину, надаючи їй характерної серпоподібної форми. Серпоподібні еритроцити погано проходять через капіляри, легко травмуються та руйнуються (гемоліз), що веде до хронічної гемолітичної анемії та епізодів вазооклюзії. Регуляція цієї патології не пов’язана з гормонами чи метаболічною регуляцією; це генетично детермінована зміна амінокислотної послідовності β-глобіну. Вплив умов навколишнього середовища (гіпоксія, ацидоз, зневоднення) лише посилює полімеризацію деоксигенованого HbS, збільшуючи частку серпоподібних клітин, але не змінює факту, що першопричиною є точкова мутація в гені β-глобіну. Клінічно така зміна структури гемоглобіну призводить до хронічної гіпоксії (через зменшення кількості функціональних еритроцитів), болючих вазооклюзивних кризів (закупорка дрібних судин серпоподібними клітинами), збільшення руйнування еритроцитів у селезінці та печінці з розвитком жовтяниці та спленомегалії. Усе це є прямим наслідком того, що одна єдина заміна амінокислоти змінює біохімічні властивості гемоглобіну. Саме наявність конкретної заміни глутамінової кислоти на валін у β-ланцюзі глобіну є «візитною карткою» серпоподібноклітинної анемії та не характерна для інших спадкових гемолітичних анемій чи гемоглобінопатій зі списку. Тому ця відповідь є єдино правильною в контексті описаного молекулярного дефекту.