экзамен по биологии ПСПбГМУ. 1. Строение поверхностного аппарата клетки (пак)
 Скачать 0.66 Mb.
|
|
91. Генетика человека. Цитогенетический метод Метод основан на изучении хромосом. Хромосомы можно получать из любых клеток и тканей (чаще получают из лейкоцитов). На стадии метафазы можно изучить хромосомный набор (добавить колхицин, покрасить препарат), т.к. метафазная пластинка Цель – диагностика хромосомных болезней Задачи: изучение кариотипа и строения отдельных хромосом; выявление числовых и структурных аномалий хромосом; построение цитогенетических карт хромосом; анализ эволюции человека; определение полового хроматина Метод FISH - флюоресцентная гибридизация: ДНК - зонд (короткий одноцепочный фрагмент с флюоресцентной меткой. Комплементарен исследуемому участку цепи ДНК. 92. Генетика человека. Молекулярно-генетический и биохимический методы. Цель и задачи Молекулярно-ген метод: основан на анализе нуклеотидов. Цель: выявление мутантного гена. Этапы: выделение ДНК из клеток -> разрезание ДНК на короткие фрагменты и их разделение путём электрофореза -> увеличение числа копий искомого фрагмента ДНК -> идентификация фрагмента ДНК путём гибридизации с ДНК - зондом -> секвенирование ДНК (расшифровка ДНК) Экзонное секвенирование - расшифровка (выявление мутаций) только в тех генах, которые копируют белок – как бы частичное секвенирование – дешевле. Секвенирование нового поколения - техника определения нуклеотидной последовательности ДНК и РНК для получения формального описания ее первичной структуры. Биохим метод: основан на исследовании биологических жидкостей организма человека (кровь, моча, слюна, пот, жел. сок и т.д.) В этих жидкостях определяют наличие и концентрацию разных классов орг веществ (АК, углеводов, жиров, мукополисахаридов, ионов металлов, белков - ферментов, продуктов жизнедеятельности. Биохимические параметры - наиболее информативны: аа - проявляется в фенотипе Аа - можно выявить, так как активность ферментов уменьшается в 2 раза. Этим методом опр метаболические болезни - обусловлены мутацией генов, приводящих к нарушению структуры и функции белков - ферментов, катализирующих биологические процессы. (Фенилкетонурия, Лейциноз, Галактозетия - непереносимость молоч сахара, Фруктоземия - непереносимость виноградн сахара) Методы: а) кач-е тесты (цветные реакции) - добавляют индикатор б) полуколичественный - основан на измерении концентрации в) количественный (самый современный) - электрофорез, хроматография, спектрофотометрия, флурометрия. 93. Генетика человека. Сравнительно-генетический метод и метод гибридизации соматических клеток. Цель и задачи. Теор основа сравн-ген метода - закон гомологических рядов наследств изм Вавилова. Эксперимент на лаб жив: целенаправл скрещ, введение хим препаратов и лекарств, облучение. Т.к. млекопитающие имеют большое кол-во общ генов, инф, полученную в опытах на жив можно переносить на чел. !заболевания, которые обнаруживаются у чел и у животных. Метод гибридизации сомат клеток - размнож сомат клеток вне организма в пит средах (получают чаще из кожи, КМ, крови, опухоли) Сомат клетки содержат весь объём ген инф. Метод используют: для простого культивирования => изуч клеток др методами, для клонирования, для гибридизации (возможна гибридизация клеток человека с др животными) Гетерокарион - гибридная клетка (содержит в ЦП ядра обеих родительских клеток). Размнож делением, приводящим к образованию двух одноядерных клеток, имеющих хромосомы обоих родительских клеток. Метод используется для изучения: механизма действия генов и их локализации в определённых хромосомах; анализа групп сцепления; дородовой диагностики наследственных заболеваний (исследование культуры клеток околоплодной жидкости); взаимодействия генов и регуляции генной активности 94. Генные болезни. Характеристика, возможности диагностики и подходы к лечению. Генные болезни — заболевания, которые вызываются генными мутациями. Последние передаются из поколения в поколение без изменений. Общая частота генных болезней в популяциях 1-2% Возникшие под влиянием мутагенов в гене мутации обычно приводят как к количественным, так и качественным нарушениям в синтезируемом ферменте, белковом продукте. Это обязательно сказывается в виде того или иного нарушения структуры, метаболизма и функций, соответствующего той или иной картине наследственной патологии. Таким образом в патогенезе генных болезней особое место занимают, во-первых, наследственные ферментопатии (энзимопатии) — наследственные заболевания, обусловленные отсутствием какого-либо фермента или существенным изменением его активности, во-вторых, те или иные структурные нарушения клеток. Развитие патологических, как и нормальных наследственных признаков можно выразить общей схемой: ген —> фермент —> биохимическая реакция —> признак. Наследств болезни клинически могут обнаруживаться в различном возрасте, что зависит не только от степени, локализации и характера изменения наследственного аппарата, но и от условий жизни (питания, работы, отдыха, состояния окружающей среды, вида и характера повреждений и др.). В зависимости от кол-ва генных мутаций выделяют моногенные и полигенные болезни. Моногенные болезни являются истинно наследственными заболеваниями (с полностью сформированным дефектом метаболизма, структуры и функции), передающимися в ряду поколений. Полигенные чаще относятся к болезням с наследственным предрасположением (с незначительным дефектом метаболизма, структуры и функции), причём эта предрасположенность обычно бывает многофакторной. Как аномалии, так и болезни могут наследоваться по аутосомно-доминантному типу (ахондроплазия, с Марфана,б гентингтона), аутосомно-рецессивному типу (муковисцидоз, фенилкетонурия, галактоземия), а также сцеплено с полом (т.е. передаваться с половой, главным образом, с Х- хромосомой) (с мартина-белла, с морриса= тестикулярн феминизация, с недерж пигмента). Диагностика - генеалогический метод, молекулярно-генетический, пренатальная диагностика. Уровни лечения: симптоматическое и патогенетическое (прерывание цепи патологических процессов путем хирургии, диетотерапии, витаминотерапии, детоксиционной терапии т.д). 95. Мультифакториальные болезни. Характеристика наследственной предрасположенности. Мультифакториальные болезни - болезни с наследственной предрасположенностью. Их разв происходит у лиц с опр генотипом под действием провоцирующего фактора среды. Т.е. они проявляются только при неблагоприятных факторах внеш среды. К ним относится 90% всех болезней человека. Этиология и патогенез - сложны и свои для каждой болезни. Характеристики: не соответствует Менделевским типам наследования; Чаще встр в опр семьях; у родственников больных риск в 20 раз выше, чем популяционный; проявление болезни зависит от возраста, пола и питания; риск для родственников ↑ с появлением каждого нового больного в семье. Ген. основа - полиморфизм (небольшие различия нуклеотидной последовательности генов) а) качеств - однонуклеотидныне замены через 300-400 ПО б) количеств - изменение числа тандемных 1-2 либо 3-4 нуклеотидных повторов в) генетический - обусловлен большим кол-вом комбинаций разных аллелей. Примеры: бронхиальная астма, язвенная болезнь, сахарный диабет, ишемическая болезнь сердца, гипертония. Сами гены не вредны (так как они нормальные) сама среда не вредна. Вредна - наследственная предрасположенность - неблагоприятная комбинация обычных патологически не изменённых генов человека + среда -> мультифакториальные болезни. (Проявляются, если сумма неблагоприятных генетических и средовых факторов превышает некоторое пороговое значение) 96. Хромосомные болезни. Характеристика, возможности диагностики и лечения. большая группа клинически многообразных состояний, характеризующихся множественными врожденными пороками развития, а также количественными и структурными изменениями кариотипа. Некоторые клинические признаки: низкая масса тела при рождении, изменение формы и размера черепа, аномалии лица, пороки развития сердца и других внутренних органов, умственная отсталость - В 50% случаев хромосомных болезней - летальный исход. Основные типы хромосомных аномалий: А) числовые аномалии: полиплоидия (летальный исход) и гетероплоидия - изменение числа отдельных хромосом (моносомии, трисомии, полисомии) Б) структурные аномалии: - приводят к дисбалансу генетического материала и появлению ацентрических фрагментов Примеры: делеция (уменьшение размера хромосомы); инверсия (поворот на 180°) либо затрагивает область центромеры либо нет, в результате кроссинговера -> несбалансированные гаметы; дупликация (увеличение размера хромосом); транслокация (обмен участками между НЕ гомологичными хромосомами) : сбалансированная -> полный обмен; несбалансированная -> что-то по ходу обмена теряется; робертсоновские транслокации -> центрические слияния негомологичных хромосом с утратой коротких плеч. (45 ХУ, rob (21/21) - фенотип с синдромом Дауна. Синдромы с хромосомной нестабильностью: связаны с нарушением работы ферментов репликации и репарации -> множественные разрывы (с. Фанкони, Блума, Луи - Бар) Филадельфийская хромосома: кусок 22 + кусок 9 -> протоонкоген. Диагностика: цитогенетичекий метод Лечение: симптоматическое и хирургическое. 97. Классификация болезней и врожденных пороков развития у человека. Классификация болезней человека: наследственные болезни А) генные и хромосомные Б) моногенные (вызваны изменением одного гена, наследуется по законам Менделя, самая многочисленная группа), полигенные (вызванные изменениями нескольких генов; наследуется сложно не на основе законов Менделя, хромосомные аберрации (изменение числа и структуры хромосом); болезни с наследственной предрасположенностью, или мультифакториальные болезни; инфекционные болезни; травмы; ВПР. 99. Принципы лечения наследственных болезней. Генотерапия Принципы лечения: - симптоматическое - непрерывное (лекарства, физиотерапия) - этиологическое - генотерапия - патогенетическое - диетотерапия, витаминотерапия, пластическая хирургия, коррекционная хирургия, трансплантация, - комплексное - все вместе Генотерапия - введение нормального аллеля гена в мутантную клетку с целью лечения генных болезней. Осуществляется за счёт молекул-переносчиков, вирусных векторов, бактериальных плазмид. В основе - методы генной инженерии. Задачи: 1) восстановление нормальной функции гена, путём введения нормального аллеля 2) подавление избыточной изменённой функции гена 3) модификация клеток для усиления имунного ответа путём введения в клетку цитогенов и генов фактора 54 некроза опухолей Методология: непрямое введение ex Vivo; прямое введение in vivo; введение гена в зародышевую клетку. 100. Профилактика наследственных болезней. Возможности пренатальной диагностики Пренатальная диагностика до 20-22 недели беременности. Способы получ материала: 1)амниоцентез – пункция околоплодного пузыря через брюшную стенку - на 15-16 нед. беременности получают амниотическую жидкость, содержащую прод жизнедеят плода, клетки его кожи и слизистых => опр пол плода, выявить хромосом и геном мутации, диагностировать все хромосомные аномалии, свыше 60 наследственных болезней обмена веществ, несовместимость матери и плода по эритроцитарным АГ (биохим и цитоген исследования) 2) биопсия ворси хориона – проникают в матку через влагалище и шейку матки – в 1й трети беременности => при наличии показаний можно прерывать 3) пункция сосудов плода (диагностика гемоглобинопатии) 4)методы фетоскопии и УЗ исследований (опр пол плода и некоторые пороки развития путем непосредств наблюдения) Пренатальное обследование плода проводят в случаях: обнаруж структурных перестроек хромосом у одного из род.; при наличии у родителей дом наследств заболевания; при наличии в семье детей с рецессивным наследственным заболеванием, что свидетельствует о гетерозиготности родителей; при возрасте матери старше 35 лет (↑ вероятн рождения ребенка с наследственной патологией); при привычных выкидышах, вызывающих подозрение о несовместимости матери и плода по эритроцитарным АГ;при наличии в семье детей с врожденными пороками развития. 98. Врожденные пороки развития, тератогенез ВПР - стойкие морфологические изменения органа или всего организма, выходящие за пределы вариаций их строения. Возникают либо внутриутробно (нарушение процессов развития зародыша) или после рождения (очень редко) из-за нарушения дальнейшего формирования органов. Бывают: - аномалии количества (отсутствие, удвоение или слияние органа) - аномалии положения (закладка в необычном месте, смещение в необычное место) - аномалии формы и размера (гиперплазия, гипоплазия, сращение парных органов) - аномалии строения По этиологии: - наследственные (из-за мутаций) - экзогенные (поражение тератогенными факторами эмбриона или плода - тератогенез) - мультифакториальные (совместное воздействие генетических и экзогенных факторов) ератогенез – возникновение уродств в результате наследственных изменений, вызванных повреждающими факторами в период внутриутробного развития. Действие тератогенных факторов (тератогенов) особенно опасно в критические периоды индивидуального развития (периоды включения и переключения генов и изменения обмена веществ). С момента оплодотворения и до рождения ребенка его формирующийся организм проходит через ряд таких периодов (самооплодотворение, имплантация, плацентация, органогенез, отдельные временные отрезки плодного периода). Тератогенные факторы могут быть эндогенными и экзогенными. Эндогенные тератогены связаны с изменениями обмена веществ у матери, "перезреванием" половых клеток, возрастом родителей, т.е. с неполноценным гормональным статусом, различными заболеваниями матери (инфекции, травмы – психические и физические, болезни сердца, легких, эндокринных желез, органов половой сферы, токсикозы беременности). 53 Экзогенные тератогены (как и все мутагены) могут иметь физическую, химическую и биологическую природу. Из физических факторов особенно опасно облучение в первые 6 недель внутриутробного развития. Существенное значение может иметь механическое давление на плод. Тератогенное действие доказано для ряда лекарственных препаратов (талидомид, антибиотики ряда тетрациклина), алкоголя, веществ табачного дыма, наркотиков химических веществ – бензола, фенола, формалина, бензина, солей тяжелых металлов (свинец, ртуть, мышьяк, хром, кадмий). Из биологических мутагенов тератогенным действием обладают вирусы (оспы, гриппа, краснухи, ветрянки, кори, паротита и др.), токсические продукты простейших (например, малярийного плазмодия, токсоплазмы), бледной спирохеты – возбудителя сифилиса, туберкулезной палочки. Последствия воздействия тератогенных факторов не столько зависят от природы фактора, сколько от периода беременности, на который пришлось их действие (сходные нарушения могут быть вызваны разными факторами). Воздействие тератогенных факторов способно вызвать формирование больших пороков развития, приводящих обычно к самопроизвольным выкидышам, если фактор действовал до начала органогенеза. При этом нарушается процесс закладки органов, дифференцировки. Малые пороки развития возникают при действии тератогенов в период закладки органов, в начале плодного периода. Внутриутробные инфекции часто вызывают формирование таких пороков, как аномалии лицевого скелета, нарушенный прикус, деформация ушных раковин, высокого нёба. Функциональные нарушения могут стать результатом влияния тератогенов в плодный период. Ребенок может родиться здоровым, но через некоторое время появятся симптомы поражения нервной системы (косоглазие, асимметрия лица, расстройства глотания и др.) или других органов и систем (помутнение хрусталика, пороки сердца, почек, надпочечников, кишечника, скрытые аномалии скелета, тромбозы сосудов). Такие тератогенные нарушения особенно характерны для детей, перенесших внутриутробную инфекцию. В любой из периодов внутриутробного развития, начиная с гаструляции, могут быть спровоцированы отставания в росте и развитии. 101. Профилактика наследственных болезней. Медико - генетическое консультирование и прогнозирование. Медико-генетическое консультирование - специализированный вид медицинской помощи населению, направленный на профилактику наследственных болезней. Суть его в определении прогноза рождения ребенка с наследственной патологией, объяснении вероятности этого события и помощи консультирующейся семье в принятии решения о деторождении. Медико-генетическая консультация состоит из трех этапов: диагностика, прогнозирование и заключение. Как правило, за консультацией обращаются семьи, где уже имеется ребенок с наследственной патологией, или семьи, в которых имеются больные родственники. Консультирование всегда начинается с уточнения диагноза наследственной болезни, поскольку точный диагноз является необходимой предпосылкой любой консультации. Уточнение диагноза в медико-генетической консультации проводится с помощью генетического анализа. При этом во всех без исключения случаях применяется генеалогический метод исследования. При условии тщательного составления родословной, он дает ценную информацию для постановки диагноза наследственной болезни. Не менее чем в 10 % случаев применяется цитогенетическое исследование. Это необходимо для прогноза при установленном диагнозе хромосомной болезни и уточнении диагноза в неясных случаях при врожденных пороках развития. Биохимический и иммунологический методы не являются специфичными для генетической консультации, но применяются так же широко, как и при диагностике ненаследственных заболеваний. Кроме того, в процессе генетического консультирования иногда возникает потребность дополнительного параклинического обследования. В таких случаях больного или его родственников направляют в соответствующие специализированные учреждения. 102. Популяционная генетика, генотипическая структура популяций, закон Харди-Вайнберга. Популяция – группа орг-мов одного вида, обитающ на четко ограниченной территории. Общ ген р-я всей популяции опр ее выживание и является предметом изучения популяционной генетики. Популяционная генетика, или генетика популяций, — раздел генетики, изучающий распределение частот аллелей и их изменение под влиянием движущих сил эволюции: мутагенеза, ест отбора, дрейфа генов и потока генов. Ген структура популяции – соотношение в популяциях различных генов и аллелей. Она опр богатством генофонда популяции (совокупность генов всех особей популяции). Любая популяция представляет собой непрерывный поток поколений благодаря обмену генами, который происходит в рез-те скрещивания особей друг с другом. Признаки, появившиеся в ходе независимого комбинирования генов, опр формирование фенотипа орг-мов и обусловливают изменчивость в популяции. В ходе ест отбора адаптивные фенотипы сохр, а неадаптивные исчезают. Так форм ген реакция всей популяции, которая опр выживание данного вида. Только те особи популяции, которые выжили и оставили потомство, вносят вклад в будущее своего вида. Популяция включает огромное кол-во разнообразных генов, которые обр ее генофонд. Каждый ген может существовать в неск формах (аллели). Число особей в конкретной популяции, несущих определенный аллель, определяет частоту данного аллеля. На основании закона Харди-Вайнберга, имея данные о частоте встречаемости в популяции рецессивного фенотипа, обладающего гомозиготным генотипом (аа), можно рассчитать частоту встречаемости указанного аллеля (а) в генофонде данного поколения. Распространив эти сведения на ближайшие поколения, можно предсказать частоту появления в них людей с рецессивным признаком, а также гетерозиготных носителей рецессивного аллеля. Матем выраже закона Харди – Вайнберга: (р + q)2=1, где р и q-частоты встречаемости аллелей А и а соответств гена. Раскрытие этой формулы дает возможность рассчитать частоту встречаемости людей с разным генотипом и в первую очередь гетерозигот - носителей скрытого рец аллеля: p2AA + 2рqАа +q2aa=1. Сумма частот встречаемости всех трех генотипов = 1. это соотношение не изменится из поколения в поколение. P+q=1. Это закон Харди-Вайнберга. Сумма встреч дом и рец аллеля всегда=1. применим к идеальным популяциям (Большое число особей; Не возникают нов популяции; Не действ ест отбор; Нет миграции; отсутствует возвратн скрещ. Метод позволяет: изучать частоту аллелей и генотипическую структуру определённой популяции, распространение того или иного аллеля или заболевания, устанавливать родоначальника заболевания, интенсивность мутационного процесса, действие ЕО на популяцию |