1. Онтогенез, его периодизация и продолжительность у человека. Онтогенез
 Скачать 211.81 Kb.
|
|
Признаки этого заболевания следующие:умственная отсталость; адержка роста микробрахицефалия;энофтальм, т.е. глубоко посаженные глаза;округлый кончик носа;врождённые пороки сердца. 34. геномные мутации, их классификация, механизмы и причины возникновения. Болезни, связанные с изменением числа хромосом. Геномные мутации –это изменение числа хромосом в клетках организма. Различают следующие виды геномных мутаций: Полиплоидия – это увеличение числа хромосом в кариотипе клетки, кратное гаплоидному набору. В основе полиплоидии лежат три причины: 1) репродукция хромосом в неделящихся клетках; 2) слияние соматических клеток или их ядер; 3) нарушение мейоза колхицином. При полиплоидии возникают триплоидные (3n), тетраплоидные (4n),, гексаплоидные (6n),, октаплоидные клетки (8n), и т. д. Полиплоидия распространена главным образом у растений. Полиплоидные формы имеют крупные листья, цветки, плоды и семена. Многие сорта культурных растений являются полиплоидными. Например, различные сорта пшеницы, ржи, сахарной свеклы, гречихи, декоративных растений и др. Гетероплоидия (анеуплоидия) – это изменение числа хромосом в кариотипе клетки, не кратное гаплоидному набору. Трисомия – в диплоидном наборе у пары гомологичных хромосом имеется еще одна лишняя гомологичная хромосома – 2n + 1(пример - синдром Дауна – 46 + 1, трисомия по 21-й хромосоме) Моносомия – в диплоидном наборе наблюдается нехватка одной гомологичной хромосомы в какой-либо паре гомологичных хромосом – 2n – 1 (пример - синдром Шерешевского-Тернера - ♀ 44+ХО, Моносомия по Х- хромосоме). Нуллисомия – в диплоидном наборе отсутствует одна пара гомологичных хромосом – 2n – 2. Полисомия – в диплоидном наборе содержится более одной добавочной хромосомы – 2n + 2, 2n + 3, 2n + 4(пример-синдром полисомии по Х-хромосоме: ♀ 44 + ХХХ (частота 1:1000), ♀ 44 + ХХХХ, ♀ 44 + ХХХХХ) Механизмы возникновения геномных мутаций Механизм возникновения геномных мутаций связан с патологией нарушения нормального расхождения хромосом в мейозе (анафаза-I и анафаза-II), в результате чего образуются аномальные гаметы (по количеству хромосом), после оплодотворения которых возникают гетероплоидные зиготы (рис. 18). Классификация хромосомных болезней Хромосомные болезни это группа патологических состояний, обусловленных мутационными изменениями в хромосомном наборе (таблица 1). Частота встречаемости заболеваний, вызванных различными типами анеуплоидии у человека
Показано, что примерно у 40% спонтанных абортов и 6% всех мертворожденных имеются хромосомные изменения. В то же время, около 6 из 1000 новорожденных имеют хромосомные нарушения, а удельный вес хромосомных болезней в группе детей с врожденными аномалиями составляет около 50%. Клинически почти все хромосомные болезни проявляются нарушением интеллектуального развития; множественными врожденными пороками. Это может быть умственное и физическое недоразвитие, пороки развития скелета, деформация черепа, микроцефалия, эпикант и мн. др. Хромосомные мутации (хромосомные перестройки, хромосомные аберрации) приводят к изменению числа, размеров и организации хромосом. В случае гетероплоидии особенно тяжелы моносомии. Моносомии по аутосомам заканчиваются летально еще в первые дни эмбрионального развития или приводят к гибели зародыша на более поздних стадиях (спонтанные аборты). Полные трисомии описаны у человека по большому количеству хромосом: 8, 9, 13, 14, 18, 21, X, Y. Наиболее изученными синдромами, в основе которых лежат нарушения в системе аутосом (геномные мутации, хромосомные мутации) являются трисомии 21, 13, 18, транслокационная форма Дауна, синдром «кошачьего крика», в системе половых хромосом трисомии XXY, XXX, XYY и моносомия XO. 35.Основы понимания роли мутаций в эволюции были заложены в 20-х гг. 20 в. работами советского генетика С. С. Четверикова, английских учёных Дж. Холдейна и Р. Фишера и американского учёного С. Райта, положивших начало развитию эволюционной генетики. В отличие от модификаций, мутации не являются однозначной реакцией на вызывающее их воздействие: один и тот же мутагенный фактор приводит к возникновению разнообразных мутаций, затрагивающих те или иные признаки организма и изменяющих их в разных направлениях. Поэтому сами по себе мутации не имеют адаптивного характера. Однако постоянно возникающие у любого вида живых существ мутации, многие из которых к тому же длительно сохраняются в популяции в скрытом виде (рецессивные мутации), служат резервом наследственной изменчивости, который позволяет естественному отбору перестраивать наследственные признаки вида, приспосабливая его к меняющимся условиям среды (изменению климата или биоценоза, переселению в новый ареал и т. п.). Т. о., адаптивность эволюционных изменений - следствие сохранения естественным отбором носителей тех мутаций и их сочетаний, которые оказываются полезными в данной обстановке. При этом мутации, бывшие в одних условиях вредными или нейтральными, могут оказаться полезными в изменившихся условиях. Наибольшее значение для эволюции имеют генные мутации. Несмотря на относительную редкость мутаций каждого гена, общая частота спонтанных генных мутаций весьма значительна, т. к. генотип многоклеточных организмов состоит из десятков тысяч генов. В результате ту или иную генную мутацию несёт большая доля образуемых организмом гамет или спор (у высших растений и животных эта доля достигает 5-30%), что создаёт предпосылки для эффективного действия естественного отбора. Хромосомные перестройки, затрудняющие рекомбинацию, - инверсии и транслокации - способствуют репродуктивной изоляции отдельных групп организмов и их последующей дивергенции (см. Видообразование); дупликации ведут к увеличению числа генов в генотипе и возрастанию их разнообразия вследствие происходящей затем дифференциации генов в дуплицированных участках хромосом. Полиплоидия играет большую роль в эволюции растений; при этом, помимо репродуктивной изоляции, она в ряде случаев восстанавливает плодовитость бесплодных межвидовых гибридов. 36. Важным теоретическим обобщением исследований Н. И. Вавилова является разработанное им учение о гомологических рядах. Согласно сформулированному им закону гомологических рядов наследственной изменчивости, не только близкие в генетическом отношении виды, но и роды растений образуют гомологические ряды форм, т. е. в генетической изменчивости видов и родов существует определенный параллелизм. Близкие виды благодаря большому сходству их генотипов (почти одинаковому набору генов) обладают сходной наследственной изменчивостью. Если все известные вариации признаков у хорошо изученного вида расположить в определенном порядке, то и у других родственных видов можно обнаружить почти все те же вариации изменчивости признаков.Трактовка Н.И.Вавилова. Виды и роды генетически близкие характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости, с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе родство, тем полнее сходство в рядах изменчивости. 37.Комбинативная изменчивость — изменчивость, которая возникает вследствие рекомбинации генов во время слияния гамет..В основе комбинативной изменчивости лежит половое размножение организмов, вследствие которого возникает огромное разнообразие генотипов. Практически неограниченными источниками генетической изменчивости служат три процесса:1Независимое расхождение гомологичных хромосом в первом мейотическом делении. Именно независимое комбинирование хромосом при мейозе является основой третьего закона Менделя. Появление зеленых гладких и желтых морщинистых семян гороха во втором поколении от скрещивания растений с желтыми гладкими и зелеными морщинистыми семенами — пример комбинативной изменчивости.2.Взаимный обмен участками гомологичных хромосом, или кроссинговер. Он создает новые группы сцепления, т. е. служит важным источником генетической рекомбинации аллелей. Рекомбинантные хромосомы, оказавшись в зиготе, способствуют появлению признаков, нетипичных для каждого из родителей.3Случайное сочетание гамет при оплодотворении. Эти источники комбинативной изменчивости действуют независимо и одновременно, обеспечивая при этом постоянную «перетасовку» генов, что приводит к появлению организмов с другими генотипом и фенотипом (сами гены при этом не изменяются). Однако новые комбинации генов довольно легко распадаются при передаче из поколения в поколение.Комбинативная изменчивость является важнейшим источником всего колоссального наследственного разнообразия, характерного для живых организмов. Однако перечисленные источники изменчивости не порождают существенных для выживания стабильных изменений в генотипе, которые необходимы, согласно эволюционной теории, для возникновения новых видов. Такие изменения возникают в результате мутаций. 38.Антимутационные механизмы: речь идет об особенностях функционирования ДНК – полимеразы, отбирающей требуемые нуклеотиды в процессе репликации ДНК, а также осуществляющей самокоррекцию при образовании новой цепи ДНК наряду с редактирующей экдонуклеазой.Фактором защиты против неблагоприятных последствий генных мутаций служит парность хромосом в диплоидном кариотипе соматических клеток эукариот. Парность аллейных генов препятствует фенотипическому проявлению мутаций, если они имеют рецессивный характер.В снижение вредных последствий генных мутаций вносит явление экстракопирование генов, кодирующих жизненно важные макромолекулы. Пример, гены рРНК, тРНК, гистоновых белков, без которых жизнедеятельность любой клетки невозможна.Перечисленные механизмы способствуют сохранению отобранных в ходе эволюции генов и одновременно накоплению в генофонде популяции различных ей аллелей, формируя резерв наследственной изменчивости. Генетический код - вырожден, т.е. большинство аминокислот кодируется более чем одним кодоном (см.гентического кода таблицу ), например, фенилаланин (Phe) кодируется двумя кодонами -UUU и UUC. Кодоны, которые определяют одну и ту же аминокислоту, называются кодонами-синонимами . Вырожденность кода, как правило, выражается в том, что у кодонов, определяющих одну и ту же аминокислоту, первые два основания фиксированы, а третье положение может занимать одно из двух, трех или четырех разных оснований. В частности, кодоны с одним из двух пиримидинов (C или U) в третьем положении всегда являются синонимами, в то время, как кодоны с одним из двух пуринов (A или G) в третьем положении бывают синонимами лишь иногда. Различия по всем трем положениям наблюдаются лишь в некоторых случаях (например, UCG и AGU оба кодируют Ser). Экзоны и интроны. Большинство генов эукариот имеет прерывистое строение, они содержат кодирующие последовательности – ЭКЗОНЫ, и некодирующие последовательности - ИНТРОНЫ. Репарация (от лат. reparatio — восстановление) — особая функция клеток, заключающаяся в способности исправлять химические повреждения и разрывы в молекулах ДНК, повреждённой при нормальном биосинтезе ДНК в клетке или в результате воздействия физических или химических агентов. Такой механизм включает следующие этапы: а) разрыв спирали ДНК у места повреждения при участии эндонуклеаз; б) удаление поврежденного участка с запасом в обе стороны с помощью эндонуклеаз; в) синтез при участии ДНК-полимеразы на месте дефекта нормального участка ДНК; г) «сшивание» последнего с образовавав-шимися концами спирали ДНК при помощи фермента ДНК-лигазы (восстановление непрерывности ДНК). Фоторепарация - заключается в расщеплении ферментом (дезоксирибо-пиримидинфотолиазой), активируемым видимым светом, циклобутановых димеров, возникающих в ДНК под действием ультрафиолетового излучения. - пострепликативная репарация - «включается» тогда, когда эксцизионная репарация «не справляется» с устранением всех повреждений, возникших в ДНК до её репликации. При репликации во второй спирали ДНК возникают бреши - однонитевые пробелы, соответствующие изменённым нуклеотидам первой спирали. Бреши заполняются участками цепи с нормальной последовательностью нуклеотидов уже в ходе пострешгикативной репарации при участии ДНК-полимеразы. 39. НАСЛЕДСТВЕННЫЕ И Мультифакториальные болезни обусловлены комбинированным действием неблагоприятных внешних и генетических факторов риска, формирующих наследственную предрасположенность к заболеванию. К мультифакториальным заболеваниям относятся подавляющее большинство хронических болезней человека, включая сердечно-сосудистые, эндокринные, иммунные, нервно-психические, онкологические и др. Генетические составляющие могут присутствовать в этиологии даже тех заболеваний, развитие которых целиком индуцируется внешними воздействиями и невозможно без их присутствия, таких, например, как инфекционные болезни. Однако и в этих случаях индивидуальная чувствительность к подобным внешним неблагоприятным воздействиям может быть генетически детерминирована. Мультифакториальные заболевания или заболевания с наследственной предрасположенностью в появлении которых играет роль и наследственность и факторы окружающей среды, ( например, гипертоническая болезнь, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, сахарный диабет и т.д.) Наследственные заболевания — заболевания, возникновение и развитие которых связано с дефектами в наследственном аппарате клеток, передаваемыми по наследству через гаметы. Термин употребляется в отношении полиэтиологических заболеваний, в отличие от более узкой группы — генные болезни. Наследственные заболевания обусловлены нарушениями в процессах хранения, передачи и реализации генетической информации. Наследственные болезни, появление которых целиком связано:
например, гемофилия, акаталазия, пигментная ксеродерма, фенилкетонурия , ахондроплазия, муковасццдоз и т.д.
40.Наследственные болезни обмена веществ — это группа заболеваний, связанных с расстройством метаболизма, иначе их название звучит «врожденные ошибки обмена». Их развитие - это следствие дефекта единичных генов, обеспечивающих трансформацию определенных веществ. Большинство наследственных болезней обмена передается по рецессивному типу и крайне редко по доминантному.Метаболизм веществ и энергии — это обязательный принцип существования всех живых организмов, когда извне поступающие питательные вещества подвергаются процессам химического превращения. В последние годы отмечается значительный рост наследственных болезней обмена веществ, их насчитывается около 700 видов.Классификация наследственных болезней представляет собой подразделение заболеваний по группам:нарушения углеводного обмена;обменааминокислот;органических кислот;жирных кислот;метаболизма порфиринов;стероидного обмена.Лизосомные болезни (болезнь Хантера, GM2 ганглиозидоз с поздним началом, болезнь Краббе, НЦЛ), пероксисомные болезни, нарушение метаболизма пуринов, нарушение цикла мочевины, гомоцистинурия:Психоз, раздражительность, изменение настроения, гиперактивность, возбуждение или галлюцинации,Общая умственная отсталость/задержка развития с прогрессирующей неврологической симптоматикой; деменция. 41.К болезням с нетрадиционным типом наследования относят такие феномены как митохондриальные болезни, геномный импринтинг, однородительские дисомии, экспансия тринуклеотидных повторов. |