1. Биология наука о жизни, об общих закономерностях существования и развития живых существ. Место и задачи предмета в системе медицинского образования. Биология

• Название: 1. Биология наука о жизни, об общих закономерностях существования и развития живых существ. Место и задачи предмета в системе медицинского образования. Биология
• Дата: 04.09.2018
• Размер: 0.58 Mb.
• Имя файла: Otvety_na_eksamen105_2_DKNAWYSE.docx
• Тип: Документы; #49725
• страница: 9 из 24

9. Генетика пола. Генетические механизмы регуляции формирования пола.

Понятие об истинном и ложном гермафродитизме. Нарушения формирова-

ния пола у человека.

Генетика пола - раздел генетики человека, изучающий роль механизмов наследственности и наследственной изменчивости в процессе определения и дифференциации пола. При этом имеет значение, как определённый набор хромосом, так и действие ряда генов, одни из которых расположены на половых хромосомах, другие — на аутосомах. Обычно выделяют несколько уровней половой дифференциации. Первый связан с наличием Y-хромосомы, присутствие которой необходимо для дифференциации гонад по мужскому типу. У мужчин формируется 2 типа спермиев (сперматозоидов): с Х-хромосомой (23, X) и с Y-хромосомой (23, Y). В яйцеклетках набор хромосом в норме всегда 23, X. Оплодотворение яйцеклетки спермием 23, Х приводит к развитию зародыша женского пола (с набором хромосом 46, XX), оплодотворение же спермием 23, Y ведёт к возникновению зародыша мужского пола (46, XY).

Различают истинный и ложный гермафродитизм. При истинном гермафродитизме наряду с характерным для гермафродитов строением наружных половых органов имеются одновременно мужские и женские половые железы; при ложном — половые железы сформированы правильно по мужскому или женскому типу, но наружные половые органы имеют признаки двуполости.

Классификация нарушений полового развития у человека:

1. Нарушения хромосомного пола: Синдром Клайнфелтера;Мужчины с кариотипом ХХ; Дисгенезия гонад; Смешанная дисгенезия гонад; Истинный гермафродитизм.

2. Нарушения гонадного пола: Чистаядисгенезия гонад; Синдром отсутствия тестикул.

3. Нарушения фенотипического пола.

4. Женский псевдогермафродитизм: Врожденная гиперплазия надпочечников; Женскийпсевдогермафродитизмвненадпочечникового генеза; Нарушения развития мюллеровых протоков.

5. Мужской псевдогермафродитизм: Нарушения синтеза андрогенов; Нарушения действия андрогенов; Синдром персистенции мюллеровых протоков; Нарушение развития мужских гениталий.

Генетические механизмы определения пола:

У человека важнейшим фактором определения пола в эмбриональном развитии является хромосома Y. Независимо от числа хромосом X отсутствие хромосомы Y в кариотипе развивающегося организма не позволяет дифференцироваться мужскому полу. Относительно недавно было показано, что в дифференциации мужского пола особая роль принадлежит гену («пол-определяющая область хромосомы Y»). Мутации в гене SRY приводят к тому, что у лиц с кариотипом XY развивается женский фенотип.

Эмбриональные гонады могут дифференцироваться в яички и яичники. Если эмбриональные гонады находятся у плода мужского пола, то ген SRY, локализованный в Y-хромосоме, продуцирует фактор, детерминирующий дифференцировку эмбриональных яичек. Эмбриональные яички секретируюг гормоны, определяющие развитие мужских половых органов. В отсутствие гена SRY эмбриональные гонады дифференцируются в яичник.

Установлено, что, кроме гена SRY, несколько аутосомных генов играют определенную роль в мужской дифференциации пола. Один из них — ген супрессор опухоли Вильмса, кодирует фактор транскрипции, связывающийся со специфическими ДНК-последовательностями.

Точковые мутации в этом гене иногда приводят к формированию гонадно противоположного пола. Второй ген такого же типа - SOX9.Мутации в гене SOX9 вызывают дисплазию, при которой у индивидуумов 46,ХУ фенотипически развивается женский пол.

10. Аутосомно-доминантное и аутосомно-рецессивное наследование признаков (характерные осо-бенности, примеры).

Основные признаки аутосомно – доминантного типа наследования:

1) Признак проявляется в равной степени у мужчин и у женщин М1: Ж1;

2) Имеются больные или носители гена во всех поколениях, т.е. происходит передача признака по "вертикали".

3) Вероятность рождения детей с таким признаком в семье где один больной гетерозиготный родитель, а второй – здоров – 50%.
Исключения:

1. малая экспрессивность признака;

2. низкая пенетрантность гена;

3. явление эпистатического подавления гена и др. Синдром Марфана, Нейрофиброматоз
б) Основные признаки аутосомно-рецессивного типа наследования:

1) Малое число больных в поколениях;

2) в одинаковой степени болеют мужчина и женщина М1:Ж1;

3) наследование признака по горизонтали;

4) родители больного, как правило, здоровы и гетерозиготны;

5) вероятность рождения больных детей в таких условиях составляет 25%; Болезнь Вильсона - Коновалова, Болезнь Тея-Сакса

: болезни с аутосомно-доминантном типом наследования: нейрофиброматоз, синдром Марфана, хорея Гентингтона, синдром Элерса-Данло.

Болезни с аутосомно-рецессивным типом наследования: муковисцидоз, фенилкетонурия, галактоземия.

При аутосомно-доминантном типе наследования мутантный ген реализуется в признак в гетерозиготном состоянии (для развития болезни достаточно унаследовать мутантный аллель от 1 из родителей). Равная вероятность встречаемости данного признака, как у м., так и у ж. Болезни этого типа при проявлении у гетерозигот не наносят серьезного ущерба здоровью человека, и чаще не влияют на репродуктивную функцию. Гомозиготы нежизнеспособны.

При аутосомно-рецессивном типе наследования мутантный ген реализуется в признак в гомозиготном состоянии. Гетерозиготы клинически не отличаются от здоровых лиц.

11. Х-сцепленное доминантное, Х-сцепленное рецессивное, голандрическое

наследование признаков (характерные особенности, примеры). Ограниченное полом наследова-ние.

Х-сцепленный доминантный тип наследования встречается крайне редко и точно установлен лишь для нескольких заболеваний. В этом случае мутантный ген локализован в Х-хромосоме и может проявляться как в гетерозиготном, так и гемизиготном состоянии. При анализе родословных с сегрегацией заболевания в нескольких поколениях в ряде случаев очень трудно отличить Х-сцепленный доминантный тип от аутосомно-доминантного наследования. В обоих случаях наблюдается передача заболевания от родителей к детям, а фенотипические проявления имеют как гетерозиготы, так и гомозиготы по патологической мутации. Для установления типа наследования информативны лишьте семьи, в которых передача заболевания происходит через больных отцов. В этом случае наблюдается избирательное поражение потомков женского пола - все дочери таких больных заболеют, так как получат от отца Х-хромосому, несущую патологический ген, а все сыновья будут здоровы, так как унаследуют от отца Y-хромосому. Пример: гипофосфатемический рахит (витамин-D-резистентный рахит) и недостаточность орнитинкарбамоилтрансферазы.

При передаче заболевания от больных матерей соотношение больных и здоровых потомков составляет 1:1, также как и при аутосомно-доминантном типе наследования. У гетерозиготных по мутации женщин часто обнаруживается неполная пенетрантность и умеренно выраженная экспрессивность патологического гена. Довольно распространено среди них бессимптомное носительство, что можно объяснить корретрующим эффектом генов интактиой Х-хромосомы. У больных мужчин тяжесть заболевания значительнее, в ряде случаев носители мутации мужского пола гибнутеще во внутриутробном периоде. Это приводит ктому, что при некоторых Х-сцепленных доминантных заболеваниях больные мужского пола встречаются крайне редко. В группе больных с Х-сцепленными доминантными заболеваниями соотношение лиц женского и мужского пола составляет примерно 2:1.

Заболевания с Х-сцепленным рецессивным типом наследования возникают у лиц мужского пола при наличии мутантного гена в гемизиготном состоянии. Женщины являются, как правило, кондукторами (передатчиками) мутантного гена, который находится у них в гетерозиготном состоянии на одной из Х-хромосом. Примеры:болезни Фабри, гемофилия А, гемофилия В, дальтонизм, слепота к красному цвету.

Голандрическое наследование -наследование признака, контролируемого геном, локализованным в негомологичной части Y-хромосомы. Примеры: избыточного оволосения ушных раковин.

Наследование, ограниченное полом -наследование признака, контролируемого аутосомным геном, но проявляющегося только у особей одного пола. Кограниченным полом признаками относят, например, различия полов по размерам, более яркая окраска самцов, шпоры у петухов, признаки молочности у коров, кобыл, яйценоскость у кур.

12. Наследование групп крови систем АВ0 и резус-фактора у человека. Причины возникновения, клинические проявления и профилактика резус-конфликта.

Наследование групп крови системы ABO

Jo Jo – 1 группа

Ja Ja, Ja Jo – 2

Jb Jb, Jb Jo – 3

Ja Jb – 4

Тип наследования – аутосомный

полное доминирование – Ja Jo, Jb Jo

кодоминирование - Ja Jb

RhRh, Rhrh – белок есть (резус +)

rhrh – белка нет (резус-)
Резус конфликт:

- проникновение эритроцитов (Rh+) плода в организм матери

- образование анти-Rh-антител

- проникновение анти-Rh-антител матери в кровоток плода
последствия: гемолиз эритроцитов плода (желтуха, умственная отсталость, гибель плода)

Профилактика – во время беременности мать должна принимать иммунодепрессанты.

Наследование групп крови системы АВО у человека имеет некоторые особенности. Формирование I, II и III групп крови происходит по такому типу взаимодействия аллельных генов, как доминирование. Генотипы, содержащие аллель IA в гомозиготном состоянии, либо в сочетании с аллелем IO, определяют формирование у человека второй (А) группы крови. Тот же принцип лежит в основе формирования третьей (В) группы крови, т. е. аллели IA и IB выступают как доминантные по отношению к аллелю IO в гомозиготном состоянии формирующему IOIO первую (О) группу крови. Формирование четвертой (АВ) группы крови идет по пути кодоминирования. Аллели IA и IB, по отдельности формирующие соответственно вторую и третью группу крови, в гетерозиготном состоянии определяют IAIB (четвертую) группу крови.

Резус-фактор — это антиген (белок), который находится на поверхности эритроцитов. Резус-фактор играет важную роль в формировании так называемой гемолитической желтухи новорожденных, вызываемой вследствие резус-конфликта иммунизованной матери и эритроцитов плода.

13. Фенотипическая изменчивость. Норма реакции генетически обусловленных признаков. Адап-тивный характер модификаций. Понятие о случайной изменчивости.

Модификациями наз. Фенотипические изменения организма, не связанные с изменением наследств аппарата. Они явл рез-ом взаимод-ия генотипа и окр среды.

Различают следующие виды фенотипической изменчивости: модификации, морфозы и фенокопии. Модификации – это ненаследственные изменения генотипа, которые возникают под действием фактора среды, носят адаптивный характер и чаще всего обратимы (например: увеличение эритроцитов в крови при недостатке кислорода). Морфозы – это ненаследственные изменения фенотипа, которые возникают под действием экстремальных факторов среды, не носят адаптивный характер и необратимы (например: ожоги, шрамы). Фенокопии – это ненаследственное изменение генотипа, которое напоминает наследственные заболевания (увеличение щитовидной железы на территории, где в воде или земле не хватает йода).

Норм реакции- это диапозон фенотипических проявлений одного и того же гена в разных условиях среды.

Ни для кого не секрет, что в процессе эволюции живые организмы постоянно изменялись, приспособляясь к выживанию в условиях внешней среды. Возникновение новых видов обеспечивалось несколькими факторами — изменением структуры наследственного материала (генотипическая изменчивость), а также появлением новых свойств, которые делали организм жизнеспособным при изменении условий внешней среды.

Фенотипическая изменчивость имеет ряд особенностей:

При такой форме затрагивается лишь фенотип — комплекс внешних характеристик и свойств живого организма. Генетический материал при этом не изменяется. Например, две популяции животных, которые обитают в разных условиях, имеют некоторые внешние различия, несмотря на идентичный генотип.

С другой стороны, фенотипическая изменчивость носит групповой характер. Изменения в строении и свойствах возникают у всех организмов данной популяции. Для сравнения стоит сказать, что перемены генотипа одиночны и спонтанны.

Модификационная изменчивость обратима. Если убрать те специфические факторы, которые вызвали реакцию со стороны организма, то со временем отличительные признаки исчезнут.

Фенотипические изменения не передаются по наследству, в отличие от генетических модификаций.

Модификации принято разделять на группы, в зависимости от некоторых характеристик:

Морфологические (изменяется внешний вид организма, например, густота и цвет шерсти).

Физиологические (наблюдаются изменения в метаболизме и физиологических свойствах организма; например, у человека, поднявшегося в горы, резко увеличивается количество эритроцитов).

По длительности выделяют модификации:

Ненаследуемые — изменения присутствуют лишь у той особи или популяции, которые подверглись непосредственному влиянию внешней среды.

Длительные модификации — о них говорят тогда, когда приобретенная адаптация передается отпрыскам и сохраняется еще в течение 1-3 поколений.

Модификационная (фенотипическая) — изменения в организме, связанные с изменением фенотипа вследствие влияния окружающей среды и носящие, в большинстве случаев, адаптивный характер. Генотип при этом не изменяется.

Случайная изменчивость - изменения в организме, связанные с изменением фенотипа, появившиеся случайно, например травмы.

14. Влияние факторов среды на формирование и степень выраженности приз-наков. Понятие о факторах среды 1 и 2 порядка. Роль факторов среды и наследственности в развитии заболеваний с наследственной предрасположенностью.

Среда обитания – часть природы, окружающая жив орг-мы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие. Адаптации – приспособления организмов к среде. Экофакторы –определённые усл и элементы среды, кот оказывают специфическое воздействие на орг-м.1. Факторы неживой природы (абиотические): климатические, атм-ные, почвенные и др.2. Факторы живой природы (биотические) – влияние одних орг на другие: со стороны растений (фитогенные), животных (зоогенные).3. Факторы человеческой деятельности (антропогенные): прямое влияние на организмы (промысел) или косвенное – на местообитание (загрязнение среды). Выделяют факторы, действующие строго периодически (смены времени суток, сезонов года, приливно-отливные явления и т. п.), действующие без строгой периодичности, но повторяющиеся время от времени. (погодные явления, наводнения, ураганы, землетрясения). Факторы направленного действия, они обычно изменяются в одном направлении (потепление или похолодание климата, зарастание водоемов, заболачивание территорий и т. п.) И факторы неопределенного действия, сюда относятся антропогенные факторы, наиболее опасные для организмов и их сообществ.

1)Понятие об оптимуме. Каждый орг-м, экосистема развивается при определенном сочетании факторов: влаги, света, тепла, наличия и состава пит ресурсов. Все факторы д-ют на орг-м одновременно. Для каждого организма, популяции, экосистемы сущ-ет диапазон услй ср – диапазон устойчивости. Дозы факторов, при кот орг-м, популя-ция или биоценоз достигают наилучшего развития и max продуктивности, соответствует оптимуму условий. С изменением этой дозы происходит угнетение орг . За пределами зоны оптимума лежат зоны угнетения, переходящие в критические точки, за которыми существование невозможно (эври и стенобионты). 2) Понятие о толерантности Для разных видов раст и жив пределы усл, в кот они себя хорошо чувствуют неодинаковы. Чем шире количественные пределы усл ср обитания, тем выше степень их выносливости, или толерантности. Границы, за кот сущ-ние невозможно, наз нижним и верхним пределами выносливости, или экологической валентности

Фенотип индивидуума является результатом реализации его наследственной информации в определенных условиях среды. На формирование и степень выраженности большинства признаков человека могут оказывать влияние различные средовые факторы (абиотические, биотические, антропогенные). В одних случаях они способствуют изменению нормальных признаков человека (проявляется модификационная изменчивость – изменение признака в пределах нормы реакции), в других – факторы среды способствуют проявлению патологических генов, т.е. приводят к возникновению различных заболеваний, в том числе и наследственных. При изучении роли среды на функцию и структуру генотипа следует выделить два основных эффекта:

-  изменение проявления действия генов при влиянии на организм определенных

   факторов среды

-  изменение генетического материала особей

Актуальность изучения реакций человеческого организма на различные агенты среды привела к возникновению нового направления в генетике – экологической генетике (экогенетике).  Одной из задач экогенетики – объяснение различной чувствительности людей к действию потенциально опасных внешних агентов.

Основная гипотеза, объясняющая индивидуальные реакции организма, заключается в том, что каждый организм (за исключением монозиготных близнецов) имеет свой уникальный набор генов, который определяет не только индивидуальность его внешних признаков, но и индивидуальные биохимические, иммунологические, морфологические и другие особенности. Генетический полиморфизм (наличие в популяции особей с различными генотипами) является основой индивидуальных реакций особей в популяции на действие конкретного фактора среды.

Какие причины приводят к генетическому полиморфизму?  Ранее подчеркивалось, что генотип организма целиком зависит от генетического разнообразия генофонда популяции, в которой обитает индивид, а также что, любой ген в популяции может быть представлен разными аллелями: минимально двумя (доминантным и рецессивным), максимально – без ограничений (множественные аллели). Последние исследования генетиков позволили сделать вывод, что около 25% всех генов в популяции представлены множественными аллелями, а каждый аллель отвечает за индивидуальность какого-либо белка (структурного белка, фермента, рецептора, иммуноглобулина и т.д.). Разнообразие генов в генофонде создает предпосылки к возникновению индивидуальных генотипов особей. Благодаря половому размножению обеспечивается не только передача генов потомкам, но и образование их новых комбинаций. Поэтому механизмы комбинативной изменчивости являются одной из причин генетического полиморфизма особей. Второй причиной полиморфизма является постоянное возникновение и передача потомкам новых генных мутаций. Но передаваться могут только мутации, возникающие в половых клетках какого-то из родителей. Мутации, возникающие в соматических клетках, остаются в пределах одного организма. Последствия генеративных и соматических генных мутаций оказываются различными: генеративные – накапливаются в генофонде популяции, соматические  - приводят к возникновению клеточного мозаицизма.

Болезни, в патогенезе которых играет роль наследственность и проявление которых зависит от действия факторов внешней среды, называют болезнями с наследственным предрасположением. Наследование таких болезней не подчиняется законам Менделя.

В основе наследственной предрасположенности лежит генетическая уникальность организма, проявляющаяся в особенностях индивидуальных реакций организма на окружающую среду. В зависимости от того, с мутациями или сочетанием нормальных аллелей преимущественно связана наследственная предрасположенность, выделяют моногенную или полигенную предрасположенность к болезням.

Выделяют следующие основные группы болезней с наследственной предрасположенностью: врожденные пороки развития (анэнцефалия, черепно-мозговая грыжа, вывих бедра и др.) и хронические заболевания неинфекционной этиологии. Последние делятся на распространенные нервно-психические (шизофрения, эпилепсия, маниакально-депрессивный психоз, рассеянный склероз) болезни и распространенные соматические болезни среднего возраста ( бронхиальная астма, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, ишемическая болезнь сердца, варикоз, диабет и др.).