цитология сессия билеты 2. 1. Условие необходимые при деление нормальной клетки

• Название: 1. Условие необходимые при деление нормальной клетки
• Анкор: цитология сессия билеты 2
• Дата: 27.04.2021
• Размер: 93.24 Kb.
• Имя файла: 3059719_7983246.docx
• Тип: Документы; #199229
• страница: 4 из 4

Этапы патологии

 Симптомы рака напрямую зависят от локализации очага и этапа его прогрессирования. Развитие злокачественной опухоли включает 4 этапа.
 •    1-й этап – характеризуется маленькими габаритами онкоочага, отсутствием его прорастания в рядом расположенные органы. Кроме того, отсутствует поражение лимфосистемы.

•    2-й этап – очаг уже отчетливо определяется в границах изначальной локализации. Могут присутствовать единичные метастатические поражения лимфоузлов.
•    3-й этап – онкоочаг прорастает в ближние тканевые структуры. Имеет место множественное метастатическое поражение лимфосистемы. 
•    4-й этап – по лимфоузлам метастазы распространяются по организму, поражая как близлежащие, так и дальние органы.

Свойства онкоочага

 Злокачественное новообразование характеризуется такими свойствами:

•  Склонностью к бесконтрольному разрастанию, ведущему к повреждению соседних тканевых структур. Опухолевая масса удваивается в размерах быстрее доброкачественных формирований. Как правило, процесс распространения быстрый - несколько месяцев, а иногда и недель.

•    Склонностью к прорастанию внутрь ближних тканей и формированию местных метастаз.

•    Склонностью к маскировке от иммуной системы организма. В частности, опухоль может обманывать Т-киллеров.

•    Наличием внутри онкоклеток большого количества генных дефектов, число которых лишь растет по мере прогрессирования очага. Часть дефектов нужна для канцерогенеза, часть – для маскировки, часть – для формирования метастаз.

•    Наличием общего воздействия на организм, обусловленным продуцированием токсинов, которые подавляют противораковый и общий иммунитет. Также, распад опухолевой ткани способствует отравлению организма и истощению больного, что и приводит к смерти. 


27. Значение генетики в современной онкологии.

Генетические исследования в онкологии включают в себя, прежде всего, сбор семейного анамнеза. Пациент заполняет анкету, в которую включены вопросы, касающиеся личной и семейной истории рака. Эта информация поможет определить, показано ли пациенту генетическое исследование.

Генетические исследования в онкологии помогают решать важные задачи:

• 
  Обнаружить наследственные мутации и оценить риск развития рака, своевременно принять профилактические меры.
  
• 
  Разобраться, есть ли у человека генетические дефекты, связанные с повышенным риском онкологических заболеваний, которые он может передать своим детям.
  
• 
  Составить «молекулярно-генетический портрет» опухоли и выяснить, к каким препаратам она чувствительна.
  

Генетические тесты показывают, в каких генах произошли изменения, связанные с повышенным риском рака. Выделяют две группы генов, в которых могут возникать такие мутации.

Протоонкогены кодируют белки, активирующие деление клеток. В норме они должны «включаться» лишь в определенное время. Если в протоонкогене возникает мутация, либо он становится чрезмерно активным (например, из-за увеличения количества копий), он превращается в онкоген, и нормальная клетка становится опухолевой.

Распространенные примеры онкогенов — EGFR и HER2. Эти белки-рецепторы встроены в клеточную мембрану. При активации они запускают цепочку биохимических реакций, в результате чего клетка начинает активно, бесконтрольно размножаться. Все мутации в протоонкогенах — приобретенные, они не наследуются.

Гены-супрессоры опухолей ограничивают размножение клеток, восстанавливают поврежденную ДНК, отвечают за «смерть» отработавших своё клеток. Рак возникает из-за того, что в результате мутаций эти гены перестают справляться со своей функцией. Например, гены BRCA1 и BRCA2 отвечают за репарацию ДНК. При наследственных мутациях в них у женщин повышен риск того, что будет диагностирован рак молочной железы, яичников.


28. Структурная организация генома человека.

Геном человека — совокупность наследственного материала, заключённого в клетке человека. Человеческий геном состоит из 23 пар хромосом, находящихся в ядре, а также митохондриальной ДНК. Двадцать две аутосомы, две половые хромосомы Х и Y, а также митохондриальная ДНК человека содержат вместе примерно 3,1 млрд пар оснований

Геном человека - это полная генетическая система клетки, т.е. вся генетическая информация, заключенная в ДНК. Обычно рассматривают ядерную и митохондриальную ДНК соматической клетки человека. Основные принципы структурной организации и функционирования генома полностью определяются свойствами молекулы ДНК. В каждой диплоидной клетке с 46 хромосомами содержится около 6 иг ДНК, состоящей из 3,5x109 нар нуклеотидов. Однако истинное число структурных генов но данным разных авторов колеблется от 50 до 100 тысяч. Из них кодирующими белками являются не более 10%. Остальная часть ДНК является регуляторной или, возможно, носит иной генетический код, который еще не расшифрован. человека — совокупность наследственного материала, заключённого в клетке человека. Человеческий геном состоит из 23 пар хромосом, находящихся в ядре, а также митохондриальной ДНК. Двадцать две аутосомы, две половые хромосомы Х и Y, а также митохондриальная ДНК человека содержат вместе примерно 3,1 млрд пар оснований


29. Геномика и ее направления.

Геномика — раздел молекулярной генетики, посвящённый изучению генома и генов живых организмов.

Геномика подразделяется на несколько почти самостоятельных направлений: структурную, функциональную, сравнительную, эволюционную, медицинскую геномику. Структурная геномика изучает последовательность нуклеотидов в геномах, определяет строение и границы генов, межгенных участков и других структурных генетических элементов. Функциональная геномика идентифицирует функции каждого гена и участка генома, их взаимодействие в клеточной системе. Сравнительная геномика изучает сходства и различия в организации геномов разных организмов с целью выяснения общих закономерностей их строения и функционирования. Эволюционная геномика объясняет пути эволюции геномов, происхождение генетического полиморфизма и биоразнообразия, роль горизонтального переноса генов. Медицинская геномика решает прикладные вопросы клинической и профилактической медицины на основе знания геномов человека и патогенных организмов (например, диагностика наследственных болезней, генотерапия, причины вирулентности болезнетворных микроорганизмов). Геномика микроорганизмов имеет прямое отношение к клинической медицине. Структурные и функциональные исследования геномов патогенных бактерий показали их высокую пластичность.

Эти представления имеют непосредственное практическое значение:

1. 
   они используются для разработки экспресс-методов типирования бактерий и оценки риска бактериальной контаминации;
   
2. 
   для создания лекарств, направленных на специфические мишени, блокирующие работу генов патогенности;
   
3. 
   для более целенаправленного создания вакцин.
   

30. Программа «Геном человека» и ее значение.

Геном человека — международная программа, конечной целью которой является определение нуклеотидной последовательности (секвенирование) всей геномной ДНК человека, а также идентификация генов и их локализация в геноме (картирование).

Исследования генома человека «потянули» за собой секвенирование геномов огромного числа других организмов, гораздо более простых; без геномного проекта эти данные были бы получены гораздо позже и в гораздо меньшем объеме. Их расшифровка ведется все возрастающими темпами. Первым крупным успехом стало полное картирование в 1995 году генома бактерии Haemophilus influenzae, позже были полностью расшифрованы геномы более 20 бактерий, среди которых – возбудители туберкулеза, сыпного тифа, сифилиса и др. В 1996 картировали геном первой эукариотической клетки (клетки, содержащей оформленное ядро) –дрожжевой, а в 1998 впервые секвенировали геном многоклеточного организма – круглого червя Caenorhabolits elegans (нематоды). Завершена расшифровка генома первого насекомого – плодовой мушки дрозофилы и первого растения – арабидопсиса. У человека уже установлено строение двух самых маленьких хромосом – 21-й и 22-й. Все это создало основы для создания нового направления в биологии – сравнительной геномики.

Знание геномов бактерий, дрожжей и нематоды дает биологам-эволюционистам уникальную возможность сравнения не отдельных генов или их ансамблей, а целиком геномов. Эти гигантские объемы информации только начинают осмысливаться, и нет сомнения, что нас ждет появление новых концепций в биологической эволюции. Так, многие «личные» гены нематоды, в отличие от генов дрожжей, скорее всего, связаны с межклеточными взаимодействиями, характерными именно для многоклеточных организмов. У человека генов только в 4–5 раз больше, чем у нематоды, следовательно, часть его генов должна иметь «родственников» среди известных теперь генов дрожжей и червя, что облегчает поиск новых генов человека. Функции неизвестных генов нематоды изучать гораздо проще, чем у аналогичных генов человека: в них легко вносить изменения (мутации) или выводить их из строя, одновременно прослеживая изменения свойств организма. Выявив биологическую роль генных продуктов у червя, можно экстраполировать эти данные на человека. Другой подход – подавление активности генов с помощью особых ингибиторов и отслеживание изменений в поведении организма.

Весьма интересным представляется вопрос о соотношении кодирующих и некодирующих областей в геноме. Как показывает компьютерный анализ, у C.elegans примерно равные доли – 27 и 26% соответственно – занимают в геноме экзоны (участки гена, в которых записана информация о структуре белка или РНК) и интроны (участки гена, не несущие подобной информации и вырезаемые при образовании зрелой РНК). Остальные 47% генома приходится на повторы, межгенные участки и т.д., т.е. на ДНК с неизвестными функциями. Сравнив эти данные с дрожжевым геномом и геномом человека, мы увидим, что доля кодирующих участков в расчете на геном в ходе эволюции резко уменьшается: у дрожжей она очень высока, у человека очень мала.


31. Генно-инженерные технологии.

Генные технологии основываются на методах генетики и молекулярной биологии, объединенных целенаправленным созданием новых комбинаций генов, не существующих в природе. Генные технологии часто называют генной инженерией.

Генная инженерия зародилась в начале 70-х годов ХХ века. Тогда генные технологии носили название технологии рекомбинантных ДНК. Основная операция генной технологии состоит в извлечении гена или группы генов из клеток организма и соединение их с молекулами ДНК, которые имеют способность проникать в клетки другого организма и размножаться. Начальная стадия развития генных технологий принесла ряд биологически активных соединений, таких как интерферон, инсулин и т.д.

Современная генная инженерия объединяет микробиологию, генетику, биохимию, химию нуклеиновых кислот и белков и дает новые возможности для решения большого количества проблем медицины, сельского хозяйства и биотехнологии. Основной целью генной инженерии является видоизменение ДНК. Для этого она кодируется для производства белка с заданными свойствами.

Современные методы дают возможность анализа и идентификации фрагмента ДНК и клетки, в которую ввели необходимую ДНК. С помощью этих методов целенаправленно производятся операции над биологическими объектами. Это является основой генных технологий


32. Основные этапы молекулярного анализа ДНК. Молекулярно-генетические методы
исследования: ПЦР, рестрикция ДНК, методы блот-гибризидации, клонирование ДНК,
секвенирование.

Этапы:

1. 
   Сбор и получение лабораторией биообразца для исследования.
   
2. 
   Выделение из образца клеток и их синтез путем полимеразной цепной реакции. На этой стадии создается необходимое для тестирование количество молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты.
   
3. 
   Секвенирование – определение последовательности генов в молекуле ДНК.
   
4. 
   Необходимые для исследования участки генов подкрашиваются флуоресцентной краской.
   
5. 
   Подкрашенные участки генов подвергаются воздействию направленного лазерного луча, что позволяет точно из визуализировать и исследовать.
   
6. 
   Расшифровка полученных данных и написание врачебных рекомендаций.
   

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) — метод молекулярной биологии, позволяющий добиться значительного увеличения малых концентраций определённых фрагментов нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) в биологическом материале (пробе).

Помимо амплификации ДНК, ПЦР позволяет производить множество других манипуляций с нуклеиновыми кислотами (введение мутаций, сращивание фрагментов ДНК) и широко используется в биологической и медицинской практике, например, для диагностики заболеваний (наследственных, инфекционных), для установления отцовства, для клонирования генов, выделения новых генов.

Рестрикцией ДНК называется процесс ферментативного разделения цепочек дезоксирибонуклеиновой кислоты на отдельные фрагменты, представляющие собой последовательность нуклеотидов различного размера. Этот процесс является частью одного из важнейших внутриклеточных защитных механизмов от проникновения и встраивания в геном чужеродного генетического материала. Он контролируется сложной системой клеточной регуляции. Другой стороной применения этого явления является синтетическая генная инженерия, которую нельзя было бы вообразить без возможности разделять ДНК-материал на фрагменты.
Метод блот-гибридизации обладает высокой чувствительностью, однако он весьма трудоемок, предполагает использование радиоактивных зондов, предъявляет высокие требовапия к качеству анализируемой ДНK и требует для проведения больших количеств геномной ДНК (5-10 микрограмм, что на несколько порядков превышает количество ДНК, необходимое для проведения ПЦР). Тем не менее во многих случаях он играет ведущую роль в прямой ДНК-диагностике, в том числе в сочетании с другими разнообразными вышеописанными методами исследования структуры ДНК. Например, когда та или иная точковая мутация затрагивает сайт узнавания используемой при блот-гибридизации рестриктазы, на пленке можно четко зафиксировать отсутствие соответствующей полосы или появление атипичного фрагмента ДНК.

Клонирование ДНК относится к разделу генной инженерии молекулярной биологии. Такой метод получения одинаковых фрагментов сводится к тому, что при встраивании чужого элемента в молекулу, происходит проникновение постороннего отрывка набора генов в клетку хозяина. В селективной среде совершается идентификация материала, которая содержит рекомбинантную дезоксирибонуклеиновую кислоту, после этого совершается их отборка. Далее производится получение этих фрагментов в необходимом количестве. В них хранится рекомбинантная ДНК. Именно этот, последний процесс и создает идентичные части, или клоны.

Секвенирование биополимеров (белков и нуклеиновых кислот — ДНК и РНК) — определение их аминокислотной или нуклеотидной последовательности. В результате секвенирования получают формальное описание первичной структуры линейной макромолекулы в виде последовательности мономеров в текстовом виде. Размеры секвенируемых участков ДНК обычно не превышают 100 пар нуклеотидов (next-generation sequencing) и 1000 пар нуклеотидов при секвенировании по Сенгеру. В результате секвенирования перекрывающихся участков ДНК получают последовательности участков генов, целых генов, тотальной мРНК или полных геномов организмов