Презентация Биология. Презентация Биология ФЕДЯ. 5 Современная классификация мутаций и примеры наследственных заболеваний
 Скачать 1.29 Mb.
|
|
Южно –Казахстанская медицинская академия ТЕМА: 5.3. Современная классификация мутаций и примеры наследственных заболеваний. Группа: ЖМШО 03-21 Подготовил : Исмаилов.Ф Проверила: Презентация 25.11. 2021г Кафедра биологии и биохимии Терминология
Структура гена, общая характеристика генома человекаСтруктура бета-глобинового гена человека Структурная организация нуклеотидных последовательностей (генов) в ДНК Примерно: 2% - гены кодирующие а-ты 73% - однокопийные гены некодирующие 25% - повторяющиеся элементы: - Диспергированные последовательности ДНК (мобильные генетические элементы вставочные элементы SINE, LINE) - Сателлитные ДНК (а-Сателлитная; микросателлитные – STR и VNTR) Микро- и макросателитные ДНК используют: 1. Для диагностики генных болезней; 2. В судебно-медицинской экспертизе для идентификации личностей; 3. Для установления отцовства и в других ситуациях. Современное состояние теории гена1) ген(цистрон) – функциональная неделимая еденица наследственного материала (ДНК у организмов и РНК у некоторых вирусов), определяющая проявление наследственного признака или свойства организма.2) Большинство генов существует в виде двух или большего числа альтернативных (взаимоисключающих) вариантов аллелей. Все аллели данного гена локализуются в одной и той же хромосоме в определенном ее участке, которую назвали локусом.3) Внутри гена могут происходить изменения в виде мутаций и рекомбинаций; минимальные размеры мутона равны одной паре нуклеотидов.4) Существуют структурные и регуляторные гены.5) Структурные гены несут информацию о последовательности аминокислот в определенном полипептиде и нуклеотидов в рРНК, тРНК6) Регуляторные гены контролируют и направляют роботу структурных генов.7) Ген не принимает непосредственного участия в синтезе белка, он является матрицей для синтеза различных видов РНК, которые непосредственно принимают участие в синтезе белка.8) Существует соответствие (колиннеарность) между расположением триплетов из нуклеотидов в структурных генах и порядком аминокислот в молекуле полипептида.9) Большинство мутаций гена не проявляются в фенотипе, так как молекулы ДНК способны к репарации (востановлению своей нативной структуры)10) Генотип являет собой систему, которая состоит из дискретных единиц – генов.11) Фенотическое проявление гена зависит от генотипической среды, в которой находится ген, влияние факторов внешней и внутренней среды.Генные мутации. Причины, примеры , классификация
Другие типы мутаций
Хромосомные мутацииГеномные и хромосомные мутации
Схема нерасхождения хромосомСхемы наиболее частых хромосомных аберраций: Делеции: 1 - концевая; 2 - интерстициальная. Инверсии: 1 - перицентрическая (с захватом центромеры); 2 - парацентрическая (в пределах одного плеча хромосомы) Межхромосомные мутации
Пример неравного кроссинговераНеравный кроссинговер или генная конверсия – может быть причиной мутаций в тех генах, для которых известны высокогомологичные копии в геноме - псевдогены. Мутации сайта сплайсинга
Пример: муковисцидоз Динамические мутации
Функциональные эффекты мутаций
1. Большинство аутосомно-рецессивных заболеваний являются следствием утраты функции мутантного гена (уменьшение активности – синтеза или стабильности)2. Доминантно-негативные мутации (нарушение структуры коллагена) эффект в гетерозиготе.3. Доминантные (избыточная продукция миелина) избыточная экспрессия генаНаследственные болезни обмена веществ22 подкласса в зависимости от пораженного метаболического пути Подклассы/частота: Аминоацидопатии 31% Органические ацидурии 27% Дефекты цикла мочевины 21% Дефекты дыхательной цепи митохондрий 12% Гликогенозы 8% Дефекты митохондриального в-окисления 8% Пероксисомные заболевания 4% ТерминологияТерминологияАлле́ли (от греч. ἀλλήλων — друг друга, взаимно) — различные формы (значения) одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом и определяющие альтернативные варианты развития одного и того же признака. В диплоидном организме может быть два одинаковых аллеля одного гена, в этом случае организм называется гомозиготным, или два разных, что приводит к гетерозиготному организму. Термин «аллель» предложен В. Иогансеном (1909 г.). Генотип – комбинация аллелей гена или локуса у конкретного организма. в отличие от понятия генофонд, характеризует особь, а не вид. Процесс определения генотипа называют генотипированием. Генотип вместе с факторами внешней среды определяет фенотип организма. Частоты аллелей и генотипов - Закон Харди-Вайнберга. В популяции бесконечно большого размера, в которой не действует естественный отбор, не идёт мутационный процесс, отсутствует обмен особями с другими популяциями, не происходит дрейф генов, все скрещивания случайны — частоты генотипов по какому-либо гену (в случае, если в популяции есть два аллеля этого гена) будут поддерживаться постоянными из поколения в поколение и соответствовать уравнению: По данным Всемирной организации здравоохранения около 4% новорожденных страдают теми или иными генетически обусловленными дефектами. К этому числу надо прибавить ту наследственную патологию, которая проявляется не сразу после рождения, а в более позднем возрасте. Значительный и все повышающийся процент наследственных форм умственной отсталости привлекает внимание специалистов во всех странах мира. Наследственные болезни 4 0,5-1% всех новорожденных, пораженных болезнями (синдромами) в результате хромосомных мутаций 1 2 3 5 0,5-1% детей с заболеваниями и аномалиями, вызванными мутациями генов более 2,5% детей с врожденными пороками развития 3% людей, страдающих наследуемыми психическими заболеваниями 1% людей, отягощенных генетическими дефектами Наследственные болезни, которые развиваются только при наличии мутантного гена Болезни с наследственным предрас-положением Заболевания, которые вызываются различными инфекционными агентами Все заболевания человека с учетом роли наследственных факторов можно разделить на группы: Однако истоки ее можно найти задолго до этого времени. Так, еще в конце 20 - 30-х годов в СССР впервые в мире были не только сформулированы принципы организации медико-генетических консультаций как центров профилактики наследственной патологии, но и реализованы в практике. Выдающуюся роль в этом сыграл один из крупнейших советских невропатологов С.Н. Давыденков. В последующие годы развития медицинской генетики происходило достаточно быстрыми темпами.Историческая справка генные хромосомные геномные Этиология наследственных болезней Причиной наследственных болезней являются мутации. Мутации бывают трех видов: Самые частые мутации - это генные. Один ген мутирует раз в 40 тысяч лет, но генов миллионы, поэтому 5-10% генов - мутантны. Причиной генных мутаций является изменение последовательности нуклеотидов в ДНК (добавки, нехватки или перестановки нуклеотидов). Чаще мутирует рецессивный ген, т.к. он неустойчив к неблагоприятным условиям. Такие мутации не проявляются в первом поколении, а накапливаются в генофонде, образуя резерв наследственной изменчивости. Генные мутации подвергаются репарации, т.е. удалению мутации гена и восстановлению поврежденной ДНК. Такие мутации самые частые и изменяют фенотип незначительно. Генные мутации нехватка перемеще- ние повороты обмен участками удвоение дефишенси делеции дупликации инверсии транспозиции транслокации Хромосомные мутации Хромосомные мутации Такие мутации сильно изменяют фенотип, т.к. изменяется много генов, не накапливаются в генофонде, т.к. у них очень высокая летальность. Хромосомные мутации могут так же быть материалом для естественного отбора и селекции. Делеция по 5 аутосоме (синдром «кошачьего крика») причина - делеция короткого плеча 5 аутосомы. Признаки: у новорожденных нарушение строения гортани, «мяукающий» тембр голоса, слабоумие, отсталость психомоторики. Делеция хромосомы 21 - хроническое белокровие (лейкемия) Синдром «дупликация-делеция 3 аутосомы» - спонтанные аборты, в случае рождения дети не способны сидеть, есть твердую пищу, имеют очень короткий нос. Хромосомные мутации синдром «кошачьего крика» Признаки: у новорожденных нарушение строения гортани, «мяукающий» тембр голоса, слабоумие, отсталость психомоторики. В 1963 году Дж.Лежен описал синдром, обусловленный хромосомной мутацией (делецией) короткого плеча пятой хромосомы. увеличение числа хромосом в геноме клетки уменьшение числа хромосом в геноме клетки в 2 раза полиплоидия гетероплоидия гаплоидия Геномные мутации Причиной геномных мутаций является изменение числа хромосом в клетке. Они вызывают очень сильные изменения в фенотипе, всегда проявляются в первом поколении. изменение числа отдельных хромосом в геноме клетки
С-м Шерешевского-ТернераСиндром КлайнфельтераСиндром Клайнфельтера встречается только у мужчин в двух формах:Полисомия по Х-хромосоме. Больные с кариотипом 47, ХХY - мужчины женоподобного сложения (развита грудь, женский голос, длинные ноги, евнуховидный тип сложения), недоразвиты семенники, бесплодны, психически нормальны, но болтливы.Трисомия - ХТрисомия - Х(синдром Трепло Х)кариотип (47, ХХХ)
нерезкие отклонения в физическом развитии,нарушение функций яичников,преждевременный климакс,снижение интеллектаТрисомия - Х Трисомия-21 (болезнь Дауна)- причина патологии - трисомия по 21 хромосоме. Это самая распространенная из всех аномалий, частота рождения составляет 1:500 (до 40% детей с этой болезнью рождают матери старше 40 лет) - монголоидность, укороченные конечности, микроцефалия, аномалии лица, психическая отсталость, снижение иммунитета, 17% больных умирают в первый год жизни.Трисомия-12 (синдром Патау)Трисомия-12 (синдром Патау) кариотип 17(+13).Частота 1:14 500. Признаки: глухота, аномалии сердца и почек, полидактия и сращение пальцев, умственная отсталость, отсутствие глаз, расщепление неба. Продолжительность жизни таких детей не более года.Трисомия-18 (синдром Эдвардса)причина патологии -трисомия по 18 хромосоме.Частота 1:4500 - множественные пороки многих органов, умственная отсталость, недоразвитие нижней челюсти, аномалии черепа, кистей, ушей.
Литература
|