Шпоры. шпоры. 7. Митохондриальная днк (мтднк) представляет собой геном клеточных органелл митохондрий
 Скачать 168 Kb.
|
|
32. Ген гомеостаз организма это постоянство генетических структур, что является обязательным условием для нормальной жизнедеятельности. Он поддерживается рядом механизмами, защищающий генетический аппарат от повреждений : 1 вырожденность генетического кода, 2 неравнозначность аминокислот в белках, 3 парность хромосом в диплоидном наборе клеток, 4 репарация ДНК, 5 восстановление повреждений ДНК с помощью ферментов . Несмотря на постоянство гомеостаза в генетическом аппарате постоянно происходят изменения. Изменчивость это фундаментальное свойство организма прибретать новее признаки. Она делится на фенотипическую и генотипическую. Фенотипическая не затрагивает генотип, не наследуется и проявляется только в модификации признака и зависит от нормы реакции. Генотипическая затрагивает генотип и наследуется. Делится на два вида: комбинотивную и мутационную. Комбинативная изменчивость проявляется в виде новых сочетаний генов в потомстве у родителей. Она всегда лежит в основе полового размножения. Мут.изменчивость –затрагивает генотип и вызывает в нем изменения на уровне генов, хромосом и целого генотипа. 41. 21век войдет в историю как век молекулярной биологии и генетики. Бурные развития молекулярных методов позволяют узнать как устроен и функционирует геном. Современные ДНК технологии можно условно разделить на: сканирующие функционирующиеся и хромосомные. Методы молекулярной биологии и генетики: 1. молекулярно-цитогенетические методы. Методы флюоресцентной гибритизации FISH. Для этого метода требуется наличие ДНК – зондов. ДНК –зонд –одноцепочный фрагмент ДНК, длиной до 30 нуклеотидов и известного нуклеотидного состава. ДНК зонд метится флюоресцентными красителями и одлюминисцентным микроскопом дает характерное зеленое свечение. Сущность метода: 1получение ДНК-хромосом клеток или их фрагментов, 2 образец, полученная ДНК обрабатывается щелочью, для образования однонитевых ДНК, 3 обработка однонитевых ДНК, ДНК зондами, 4 ДНК зонды присоединяются к комплементарным участкам однонитевых цепей ДНК, 5 под люминисцентным микроскопом ДНК-зонды дают свечение и указывают на искомый фрагмент ДНК или ген. Метод широко применяется для изучения локализации генов, в хромосомах человека, картирование хромосом человека, сложные перестройки хромосом, диагностики хромосом, болезней. С экспресс методом диагностики хромосомной патологии относятся и традиционные методы: кариотипирование – подсчет числа хромосом и определение полового хроматина. Суть 1. У человека берут соскоп буккального эпителия, 2. Смесь клеток размазывают на предметном стекле, 3. Окрашивают, 4. В ядрах определяют тельце Бара. 42. Метод ДНК анализа. Основные этапы ДНК анализа: 1. получение образцов ДНК. Выделение ДНК может производится из любого биоматериала: кровь, волосяные покровы, кости, эмбриональные ткани. При небольшом количестве ДНК в образце увеличиваются с помощью ПЦР. Денатурация ДНК щелочной обработкой получают однонитевые ДНК. 2. Рестрикция ДНК – разрезание ДНК на фрагменты. Этот процесс осуществляется пол лействием фермента рестриктазы. Рестриктазы действуют на определенные участки ДНК, которые называются сайты- рестриктации. В итоге получают определенное количество ферментов разной длины. 3. Электрофорез фрагментов ДНК. Полученные фрагменты ДНК наносятся на гель. Через гель пропускается электрический ток, который разделяет эти образцы в зависимости от длины фрагментов на фракции. 4. ДНК фрагменты. Метод ПДРФ – определение отцовства. Физуальная оценка фрагментов. ДНК в гели. Для индексификации фрагментов используют броммтый эпитий. Это флюорисцентный краситель и под микроскопом дает свечение. 43. Методы кортирования генома или генетических карт. Сиквинирование ДНК всего генома человека к 2003 году позволила получить карты хромосом человека. Карта хромосом человека-это схема, определяющая хромосомную пренадлежность и расположение в ней генов. Для составления физических карт зромосом используется 3 метода: 1. Метод гибритизации самотических клеток, двух разных клеток: клетки разных людей, клеток человека с клетками мыши, морской свинки, обезьяны и др. 2. Цитогенетические карты хромосом получают методом деферециального окрашивания. 3. Позиционное картирование наиболее перспективной: 1. при слиянии таких клеток образуется гетерокорион – гибридная клетка с одной цитоплазмой и ядрами обоих типов. Часть их погибает, другая часть продолжает свое развитие и делится. После метоза двуядерный гетерокарион образует одноядерные клетки, они называются синкорион – гибридная клетка с хромосомами обоих родительских клеток. Например гибридная клетка человек-мышь, имеет 43 пары хромосомы, 23 пары от человека и 20 пар от мыши. При дальнейшем их существовании человеческие хромосомы эволюционно более молодые постепенно разрушаются под действием животных клеток. И вместе с ними исчезают определенные белки. Метод очень громоздкий, трудный, сейчас он заменен на анализ ДНК зондов. 2. Цитологии получили полосатые полосы. Светлые полосы соответсвуют активным генам, темные неактивным. 3. Наиболее перспективный метод карт хромосом. Суть: он основан на анализе сцепления между генам болезни и геном ДНК маркеров. Маркеры это сайты транскрипции фрагментов ДНК после ее рестрипции. 65. Моногенное наследование у человека. В генетике человека достаточно хорошо изучены многие признаки, имеющие моногенный характер и наследуемые по закону Менделя. Такие признаки называются менделирующими. Установление менделеевского характера наследования признака является начальным этапом изучения его наследования. Одновременно с увеличением числа открываемых новых менделеевских признаков у человека, отмечается увеличение числа новых аллелей уже описанных признаков. Большинство из вновь открытых признаков – патологические. Для них важными являются такие показатели, как процент больных детей, вероятность передачи болезней в ряду поколений и др. Для человека характерны все типы моногенного наследования: аутосомно доминантный, аутосомно-рецессивный, и сцепленный с полом. Общие закономерности полигибридного скрещивания. 1.Гомозиготные особи, независимо от числа пар аллелейных генов образуют 1 тип гамет. 2.Гетерозиготные особи образуют типы гамет по количеству пар аллелейных генов в генотипе: моногетерозиготы -2типа, дигетерозиготы – 4типа, тригетерозиготы – 8 типов, полигетерозиготы – n типов гамет. Прискрещивании гомозиготных особей независимо от числа пар альтернативных признаков все гибриды первого поколения проявляют единообразие по генотипу( дигетерозиготы, тригетерозиготы, полигетерозиготы), и фенотипу (проявление только доминантных признаков по каждой альтернативной паре). При скрещивании гибридов первого поколения между собой, в потомстве второго поколения появляются особи с новыми сочетаниями признаков в сравнении с родителями. В сонове всех типов полигибридного скрещивания лежит моногибридное скрещивание и расщепление идет по формуле: по фенотипу (3:1) , по генотипу (1:2:1) , где 1,2,3,..n –число пар альтернативных признаков. Сцепленное наследование. Закономерности С.Н. изучены американским генетиком Морганом и его школой. Анализ результатов наследования одновременно нескольких признаков у дрозофил показал, что при скрещивании дигетерозиготных гибридов 1 поколения гибриды 2 поколения иногда отличаются от ожидаемого менделеевского независимого наследования. Это послужило основанием считать что гены контролирующие данные признаки локализованы в не в разных хромосомах как при независимом наследовании а в одной хромосоме образуют группу сцепления и наследуются совместно. При скрещивании гомозиготных особей по доминантным (серый нормальные крылья) и рецессивным(черный цвет, короткие крылья) признакам, все потомство 1 поколения оказалось единообразным по доминантным признакам. 67-65 68. Однородительские дисомии –случай когда в зиготе гимологичная пара представлена одной из пар родителей. Митохондриальные болезни. В основе механизма лежат: 1. Нарушение бета-окисления жирных кислот. 2. Нарушение метаболизма пируата. 3. Нарушение цикла трикорбоновах кислот. 4. Нарушение процессов окислительного фосфорелирования. На основании этих этиологических факторов создана современная классификация митохондриальных болезней, обусловленные дефектами митохондриальных ДНК: 1.Точковые мутации, 2.Делеции, 3. Дубликации. МБ характеризуются след клиническими признаками: 1. Камотозные состояния, связанные с увеличением ацидоза крови. 2.Задержка физического развития-карликовость. 3.Симптомы поражения нервной системы(судороги, атопсия), 4.Дисфункции щитовидной железы, 5 Миопатия, кардиомиопатия, 6. Витамин Д-устойчивый рахит, 7. Печеночная недостаточность, 8. Отрофия зрительного нерва, болезни крови. 76. Популяция человека называют группу людей занимающих общую территорию , свободно вступающих в брак. П.характеризуется двумя показателями: демографический и генетический. Демог.показ.-размер П.,уровень рождаемости и смертности, возрастной и половой состав, экон.состояние. Генетические показ.-генофонд. Генофонд-это совокупность генов всех особей популяии. К ним относятся генетический полиморфизм, генетическое единство популяции. Структура браков П у человека. Структура браков имеет огромное значение на формирование генофонда популяции. Структура браков: 1.неизберательные-аутбридинг(свободное скрещивание)-основанные на панмиксии, при таком типе существует равная вероятность вступления в брак случайных индивидиумов П. Результатом их является гетерозиготизация П по многим генам, что приводит к повышению жизнеспособности(Аа). Наиболее генетически благоприятным являются межнациональные браки, кот приводят к высокой гетерозигатизации потомства. Изберательные (инбридинг) основаны на кровосмешении. К ним относятся: а). кровнородственные браки, кот ведут к гамозигатизации потомства АА,аа, В таких браках чаще проявляется НБ по рецесс типу но возможно по домин-у. б) асортативные – браки между людьми со сходным фенотипом(высокорослые люди, со сходными физ недостатками), в)инцестныебраки -запретные браки (законозапретные) браки между родственниками 1 степени, а иногда 2 степени родства. Относятся отец-дочь, мать –сын, брат –сестра. Потомство в таких браках рождается с наследственной патологией. Кровнородственные браки-снижение жизнеспособности потомства, повышение смертности, частоты НБ. Размер П По строению браков и численности П они делятся на 3 группы:1.Большие П-крупные антропологические группы, разделенные на значительные территории, преимущественно неизберательных браков, аумбредных браков, панмиксия, 2. Малые П или демы-группа людей от 1,5 до 4000 человек.Частота кровнородственных браков достигает 80-90%. 3.Изоляты-малочисленная группа до 1500 человек с частотой кровнородственных браков свыше 90% и низким приростом населения. Через 100 лет все члены изоляты становятся троюродными родственниками. Исторически изоляты формировались национальными, религиозными, кастовыми, племяными и экономич факторами. 77. Закон Харди-Вайнберга. Генетическое равновесие в больших популяциях по любой аллелейной паре устанавливается через одно поколение и сохраняется таковым во всех последующих поколениях. Если частоты доминантного и рецессивного гена обозначить через р и q то закон Х-В будет иметь след. Математическое выражение: 1.Сумма частот генов одной аллелейной пары (А,а) в популяции есть величина постоянная: p+q =1(100%) или pA +qa=1(100%). 2.Сумма частот генотипов по одной аллелейной паре (АА.Аа,аа) в популяции также величина постоянная, а распределение их выражается уравнением: (p+q) в кв =1(100%), p в кв + 2pq + q в кв =1(100%). Если принять что особи в популяции дают одинаковое число гамет по доминантным и рецессивным генам тогда частоты генотипов будут складываться из произведения частот генов, заключенных в гаметах всех особей популяции, а формула приобретет след вид: (pA+qa)*(pA+qa)=p в кв AA+2p qAa+q в кв АА=1(100%), где р в кв –частота доминантных гомозигот, 2pq –частота гетерозигот, q в кв- частота рецессивных гомозигот. В медеко генетической практике закон Х-В используется дл ярасчета носительства патологического аллеля среди населения и прогнозирования насыщенности определенными генами. Благодаря таким исследованиям была изучена геногеография многих наследственных болезней. Генетический полиморфизм. Человечеству свойствен высокий уровень наследственного разнообразия которое проявляется в многообразии генотипов и фенотипов. Люди отличаются друг от друга морфологическими признаками(цвет глаз, волос, форма носа, ушей, рисунок кожных узоров), различием белков (по отдельным аминокислотам), группами крови системы АВО, резус, MN, гемоглабинам(130 вариантов), ферментными системами и т.д. Мутации создают новые аллелеи. К межпопуляционным различиям в концентрации определенных аллелей приводит стабилизирующий отбор. Например распределение аллелей антигенов АВО могло быть обусловлено различной выживаемотью людей с различными группами крови в условиях частых эпидемий особо опасных инфекций. Генетический полиморфизм лежит в основе различных реакций людей на воздействия неблагоприятных факторов среды, аллергенов, лекарственных препаратов, пищевых компонентов. 78. Генетический груз. –это накопление в популяциях человека генов, вызывающих наследственные болезни. Он подразделяется на 2 вида: сегрегационный и мутационный. Сегрегационный груз-это накопление патологических генов за счет сохранения выживаемости и репродуктивных свойств наследственно больных особей популяции, которыми пополняется генофонд популяции. Мутационный груз- это возникновение новых мутаций генов под действием мутагенных факторов, увеличивающих долю патологических генов в генофонде популяции. Бремя генетического груза человечества можно приближенно оценить, используя понятие летальных эквивалентов. Число их колеблется от 1,5 до 2,5 в пересчете на гамету и от 3 до 5 – на зиготу. Это означает что количество неблагоприятных аллелей которое имеется в генотипе каждого человека по своему суммарному вредному действию эквивалентно 3-5 рецессивным аллелеям приводящим к смерти индивидуумов до репродуктивного возраста. О величине генетического груза в человеческих популяциях можно судить и по таким показателям: примерно половина зигот в каждом поколении оказывается биологически несостоятельной около 15% погибает до рождения, 3% при рождении, 2% сразу после рождения, 3% до половой зрелости. Часть людей не вступает в брак (20%) или состоит в бездетных браках(10%). 79. Популяционно-статистический метод. Метод предназначен для изучения генной географии наследственных болезней. На основании накопленных данных в этом плане выделяются группы генов которые имеют универсальное распространение: генфенилкетунурия, дальтонизм, различные формы слабоумия. 2 группа Гены имеющие локальное распространение среди различных регионов: серповидноклеточная анемия, талассемия-заболевание крови-регион государств средиземного моря, врожденный вывих бедра-преимущественно северные регионы, заболевания опорно двигательной системы-СрАзия. 80. Экологическая генетика человека изучает влияние факторов среды на наследственность. Концепции экогенетики заложены в 50 годах, когда впервые были обнаружены генетически обусловлены патологические реакции людей на некоторые факторы среды и лекарства. Разработка проблем экогенетики человека ускорилась среди с тем что среда обитания человека наполнилась новыми факторами: новые лекарства, пищевые добавки, генетические измененные продукты, повышение концентрации концерогенов, тяжелых металлов. Раннее в процессе революции человек несоприкасается с этими факторами, поэтому на действие этих веществ не было естественного отбора. Речь идет о таких молчащих геннах, которые начинают проявлять свою функцию в новых условиях среды. Это и называется экогенетическим действием факторов. Установлено что таксические факторы окружающей среды поражают не все население а только его часть генетически предрасположенную. Доказано что у человека существует генетический контроль митоболизма поступающих ворганизм., и варианты таких реакций многообразны. Экогенетические реакции могут быть обусловлены редкими мутантными генами, которые вызывают патологический ответ. 81. Фармокогенетика изучает значение наследственности в реакции организма на лекарства. Она включает вопросы изучения наследственных различий на лекарства, потери реакции на лекарства, механизмы устойчивости к лекарствам и пародоксальные реакции на лекарства. Любые фармокореакции развиваются на основе широкого полиморфизма. Успехи достигшие в этом направлении позволили понять клиническую лекарственную устойчивость и повышенную чувствительность к лекарству. От этого зависит выбор вводимой дозы, способы введения и т.д. Судьба лекарства в организме определяется следующими процессами: всасыванием, распределение по органам, к клеткам, к органеллам и выведение из организма. В настоящее время обнаружено много мутаций которые обуславливают потерю реакции при приеме лекарств.Например: после введения противотуберкулезного средства изонеозида стандартной дозе у некоторых лиц через 6 часов концентация его в крови повышается. Функциональные особенности при наследственных болезнях. Реакция на лекарства у лиц с НБ могут быть извращенными. Напр: при лечении подагры болезнь усиливается при приеме этанола и диоретических препаратов. Несовершенный остеогенез – повышенная ломкость костей. Средства вызывают повышение температуры тела. |