билеты. Экзаменационный билет 31 Виды взаимодействия аллельных генов. Примеры у человек
 Скачать 50.68 Kb.
|
|
Экзаменационный билет 31 Виды взаимодействия аллельных генов. Примеры у человека. 1. Моногенное наследование Так как кариотип организма – диплоидный набор хромосом, большинство генов представлено аллельными парами. Аллельные гены - различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках гомологичных хромосом (локусах) и определяющие альтернативные варианты развития одного и того же признака. Кариотип представителей разного пола различается по набору половых хромосом: как правило есть гетерогаметный пол (XY, X0, WZ) и гомогаметный (XX, ZZ и т.д) пол. Различают два основных типа наследования признаков – аутосомное и сцепленное с полом. • Аутосомное наследование Гены расположены в аутосомах, представлены у всех особей вида в двойном наборе, т. Е любой организм получает эти гены от обоих родителей. Выполняется закон чистоты гамет, т.е. в процессе гаметогенеза все половые клетки получают только по одному гену от аллельной пары родителя. (Основание – расхождение хромосом в анафазе 1 мейоза) Развитие признака у особи зависит от взаимодействия аллельных генов и могут наледоваться по аутосомно-доминантному, аутосомно-рецессивному и промежуточному типу. ▪ Аутосомно-доминантный тип: Потомки от скрещивания двух гомозиготных родителей, различных по доминантному и рецессивному варианту данного признака, единообразны в первом поколении и несут одинаковый (доминантный) фенотип. (Первый Закон Менделя) ▪ Аутосомно-рецессивный тип: Наследование рецессивного признака характеризуется тем, что не проявляется у гибридов первого поколения, а у гибридов второго появляется в четверти случаев. ▪ Промежуточный тип: В этом случае у гибридов первого поколения формируется иной фенотип, чем у их родителей, а во втором поколении образуется три фенотипических группы. • Сцепленное с полом наследование. (Открыл это дело Т. Морган на мушках-дрозофилах) Гомогаметный пол несет двойную дозу генов, расположенных в Х (у птиц она называется не Х, и гомогаметный пол у них мужской, что стоит помнить) хромосоме. Гетерогаметный пол несет только одну Х-хромосому. Гены негомологичных участков Х- и У- хромосом у гетерогаметного пола – в гемизиготном состоянии, и формирование этих признаков зависит от того, какой аллель присутствует в генотипе организма (т.к он все равно один) Бывает Х-сцепленное и У-сцепленное наследование. ▪ Х-сцепленное. - Мужской пол никогда не наследует отцовского Х-признака и не передает его дальше - Зато получает Х-сцепленные гены от матери и передает их дочерям. - Признаки, сцепленные с Х-хромосомой формируются у представителей обоих полов. o Х-сцепленное доминантное. - Передается гомогаметным полом всему потомству. - Гетерогаметный – лишь гомогаметным следующего поколения. - Гомогаметы могут наследовать его от обоих родителей; гетеро – только от гомо. o Х-сцепленное рецессивное. - У гомогаметного пола – только если этот аллель получен от обоих родителей. - У гетеро – при получении рецессивного аллеля от гомогаметного пола. Пример у человека: гемофилия. ▪ Голандрическое (У-цепленное) - Проявляются фенотипически и передаются по наследству только у гетерогаметного пола. Пример у человека: Гипертрихоз ушной раковины (волосатые уши) 2. Одновременное наследование нескольких признаков. - Бывает независимым и сцепленным. - Так как общее число генов гораздо больше числа хромосом, каждая хромосома несет в себе комплекс генов. Гены одной хромосомы – группа сцепления. В зависимости от того, в одной хромосоме или в разной исследуемые гены, и определяется характер наследования. • Независимое наследование Впервые описано Менделем (опыты с горохом, его третий закон – закон независимого наследования признаков «разные пары признаков, определяемые неаллельными генами, передаются потомкам независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях») - Объясняется независимым расхождением хромосом в анафазу 1, 2 мейоза. - Объясняется случайной встречей гамет. Разнообразие типов гамет, образуемых организмом, определяется формулой 2 в степени n, где число локусов в гетерозиготном состоянии. - С целью выяснения генотипа организма с доминантным фенотипом применяют анализирующее скрещивание (с организмом с полностью рецессивным фенотипом) в случае, если исследуемый организм гомозиготен по гену, все потомки будут единообразны по этому гену (1 ЗМ) • Сцепленное наследование Морган и дрозофиллы. - Сцепленное наследование объясняется расположением генов в одной и той же хромосоме. - Однако иногда происходит кроссинговер, в результате которого появляются кроссоверные хромосомы с новым набором аллелей. Частота обмена, просиходящая на учаске между двумя данными генами зависит от их расстояния друг от друга. (Правило моргана) За одну морганиду (учебник - сантиморганиду) принимают расстояние между генами, при котором образуется 1% кроссоверного потомства (кроссоверных гамет) Молекулярно-генетические методы (полимеразная цепная реакция, ДНК-фингерпринтирование, метод гибридизации). Их значение в выявлении изменений в определенных участках генов и хромосом. М-Г методы направлены на выявление изменений в определенных участках ДНК генов или хромосом. 1. ДНК-анализ. - исходный материал – образцы ДНК, РНК. Источник – любые ядросодержащие клетки. - Амплификация – увеличение копий фрагментов ДНК с помощью полимерзазной цепной реакции in vitro. Алгоритм ПЦР: -- Получение исследуемого гена или участка ДНК: его вырезают из ДНК спец. Ферментами или синтезируют методом обратной транскипции (с и-РНК – ДНК) -- Денатурация (разделение ДНК на 2 цепи) -- отжиг (присоединение праймеров (РНК-затравок) к цепям ДНК) -- Достраивание новых цепей ДНК с помощью ДНК-полимеразы. Итого: образуется 2 цепи ДНК, служащие матрицей следующему циклу. Так синтезируют: ---ДНК-зонды (фрагменты ДНК помеченные радиоктивной или флоуресцентной меткой) и используют для определения характера повреждения в исследуемых последовательностей методом гибридизации. (смотрят, комплиментарен ому, что надо, он или нет) Полиморфизм длины рестрикционных фрагментов (ПДРФ) Во многих случаях достаточно исследовать небольшой фрагмент ген. Материала. Для выделения таких фрагментов используются ферменты – рестриктазы, которые режут ДНК на рестрикционные фрагменты в строго определенных местах. Для каждой рестриктазы существует специфический сайт узнавания (разрезания) и => набор полученных при ее действии фрагментов ДНК. Эти фрагменты могут быть рассортированы электрофорезом. Если молекулы ДНК идентичны, они будут разрезаны на фрагменты одинаковой длины. Если в одной сайт рестрикции есть, а в другой нет – фрагменты будут различны. Такое бывает если: -- Между сайтами рестрикци – мутация, меняящая длину нукл. Последовательности (выпадение, вставка) -- Если там есть мутация, убирающая сайт рестрикции -- Если аллели генов различны между сайтами рестрикции. ДНК-фингерпринтирование Основано на ПДРФ. Рестриктазы применяются в судебно-медицинской практике для получения ДНК-фингерпринтов (ДНК-«отпечатков пальцев»), чтобы установить идентичность ДНК. Основано на том, что в ДНК встречаются тандемно повторяющиеся короткие нуклеотидные фрагменты, колво длина и порядок которых уникальны для каждого человека. Секвенирование по Сенглеру Применяют для исследования ген материала, определения последовательности нуклеотидов ДНК. Так можно обнаружить любые типы мутаций. Самый общий подход секвинирования – метод обрыва цепи. Здесь одноцепочечная ДНК, последовательность которой исследуется, - матрица для серии комплиментарных цепей, обрывающихся в момент присоединения к цепи конкретного нуклеотида (1-4) получается серия фрагментов ДНК разной длины. Распологая их по длине путем электрофореза можно расшифровать состав ДНК. Метод гибридизации – Связывание двух одиночных сетей нуклеиновых кислот, ДНК или РНК, которые распознают друг друга, если комплиментарны. Чем больше сходство последовательностей нуклеотдидов, тем активнее образуются «гибридные» двуцепочечные молекулы. (см ДНК-зонды) Мутация гена, детерминирующего развитие гемофилии, произошла в клетках трофобласта. К каким последствиям это приведет? Возможно я не права, но. Мутация не затронула сам зародыш (клетки эмбриобласта) малыш родится здоровым, мутация не будет передаваться дальше по наследству. Таким образом, если трофобласт не подвергнется какому-то повреждающему воздействию, то все пройдет нормально. Если же по какой-то причине там произойдет кровотечение, то будут проблемы, скорее всего выкидыш просто, зародыш погибнет, не закрепившись ( трофобласт обеспечивает адгезию и погружение в стенку матки зародыша, потом делится на цито- и симпласто трофобласт (6 – 7 сутки)). О каком способе заражения токсоплазмозом должен помнить врач акушер-гинеколог? На чем основана лабораторная диагностика токсоплазмоза? Какие виды животных включены в цикл развития паразита? Токсоплазма – Toxoplasma gondii, возбудитель токсоплазмоза. Класс – споровики (sporozoa) зоонозное, природно-очаговое заболевание. Токсоплазма имеет форум полумесяца, больше ядро. • Жизненный цикл (какие виды животных включены в цикл развития паразита) Основные хозяева – кошачьи, промежуточные – человек, грызуны, (млекопитающие вообще), птицы, рептилии. Основные хозяева заражаются, поедая мышевидных грызунов. Трофозоиды проникают в эпителиальные клетки пищеварительного тракта => шизогония с образованием мерозоитов. Часть мерозоидов => микро и макрогаметы. В результате слияния гамет (копуляции) => ооцисты (исинные цисты). Ооцисты выделяются с фекалиями во внешнюю среду, где при благоприятных условиях через 1-5 дней в ооцисте образуются 2 спороциты с 4 спорозитами. Те становятся инвазионными и могут сохранять жизнеспособность во внешней среде несколько лет. Ооцисты со спорозоитами попадают в ПХ через рот (так чаще всего заражаются дети) в нижних отделах тонкого кишечника спорозоиты внедряются в эпителиальные клетки => трофозоиты, затем размножаются делением надвое. С током лимфы попадают в кровь, проникают в клетки печени, селезенки, миокарда и др. Размножаются интенсивно, скопление трофозоитов, покрытых клеточной мембраной => тканевая циста (псевдоциста) оболочка псевдоцисты может разрываться, трофозоиты, выходя из них, внедряться в сосдение клетки. В тканевых циста трофозоиты жизнеспособны десятки лет. При хронике могут покрываться доп соединиельнотканной оболочкой. Такое же цистообразование, помимо полового роцесса, происходит и у ОХ. Так что инвазионной стадией может оказаться и трофозоит из тканевой цисты. В этом случае заражение ПХ (человека) может произойи алиментарным или контактно-бытовым путем от другого ПХ. Итого, источники инвазии – кошки (ооцисты со спорозоитами) дикие\домашние животные, птицы, человек (тканевые цисты в слюне, сперме, нос. Слизи, околоплодных водах, молое), мясо животных. Алиментарный, контактный, аэрозольный (со слюной) механизмы. • Акушер-гинеколог должен помнить Что наиболее опасным является трансплацентарное заражение. При этом могут родиться дети с множественными врожденными патологиями развития, в первую очередь – головного мозга. • При постановке диагноза Используют методы иммунологическмх реакций, обнаружение токсоплазмы при прямом микроскопировании материала, взятого от больного человека, трупа. Для исследования используют плаценту, печень, кров, лимфоузны, головной мозг. + прменяют метоб биологических проб – лабораторным животным вводят кровь или спинномозговую жидкость больного. Мыши заболевают токсоплазмозом в острой форме и его легко у них обнаружить. +++ бонус Профилактика: термообрабока животных продуктов питания, санитарный контроль на бойнях и мясокомбинатах, предотвращение тесных контактов детей и беременных домашними животными. Экзаменационный билет №32 1. Тр а н с к р и п ц и я: и н и ц и а ц и я, эл о н г а ц и я, т е рм и н а ц и я.. Синтез первичного РНК транскрипта на матрице ДНК. По матричной цепи ДНК РНК-полимераза движется от 3’-5’. Синтез цепи РНК от 5’ к 3’-концу, при этом матричная цепь ДНК всегда антипараллельна синтезируемой нуклеиновой кислоте. Инициация: происходит на промоторе гена. На его полинуклеотидной последовательности образуется транскрибирующий комплекс из РНК-полимеразы и белков – общих факторов транскрипции (его белки помогают разрушать нуклеосомы, деспирализовать ДНК и определить сайт инициации). Элонгация (рост цепи РНК): первый рибонуклеотид комплиментарно соединяется с нуклеотидом матричной цепи ДНК сайта инициации. РНК-полимераза присоединяет последующие рибонуклеотиды к 3’-OH-группе предыдущего нуклеотида с образованием 3’-5’-фосфодиэфирной связи. Терминация: осуществляется в определенных участках матрицы – терминаторах. Фактор терминации облегчает отделение РНК-полимеразы от матрицы и первичного РНК-транскрипта, комплиментарно матрице. Посттранскрипционные процессы. У прокариот только кодирующие аминокислоты полинуклеотидной последовательности. У эукариот экзоны и интроны, поэтому транскрипты РНК подвергаются ряду модификаций ( процессинг мРНК), а именно: 1) Кэпирование – присоединение на 5’-конце незрелой мРНК. Кэп необходим для осуществления сплайсинга и транспортирования мРНК в цитоплазму и для узнавания мРНК малой субъединицей рибосомы. 2) Полиаденилирование – на 3’-конец присоединяется полиА-«хвост» ( 100-200 остатков адениловой кислоты), это облегчает выход мРНК из ядра и замедляет ее гидролиз в цитоплазме. 3) Сплайсинг первичных транскриптов мРНК – вырезание из незрелой мРНК интронов и сшивание между собой экзонов, происходит в ядре, в цитоплазму уже зрела мРНК. Катализируется сплайсосомой (нуклеопротеидный комплекс, из белков и мяРНК). У эукариот гены имеют собственные промоторы и могут синтезироваться по отдельности. Экспрессия генов может регулироваться на разных этапах, основной – транскрипция. Необходимо присоединение специфических факторов транскрипции. С энхансерами связываются белки-активаторы. Репрессоры могут связываться с сайленсерами, оказывающие ослабляющее действие. Основные способы посттрансляционной регуляции – альтернативный сплайсинг и изменение стабильности РНК. Альтернативный сплайсинг. В ходе него экзоны первичного РНК-транскрипта объединяются в различные комбинации (разные формы зрелой мРНК). Один ген может экспрессировать несколько мРНК. Регулирующим методом также может являться скорость разрушения мРНК. Время полужизни мРНК в клетках прокариот несколько минут. Когда нет кэпа ферменты быстро разрушают молекулу. 2. Внутривидовая дифференциация человечества. С момента возникновения Homo sapiens в этом виде проявился генетический полиморфизм. Генетическое разнообразие на уровне генов обеспечивает разнообразие генотипов особей. Разнообразные генотипы по-разному проявляются в меняющихся условиях среды, давая огромное фенотипическое многообразие людей. Благодаря полиморфизму на уровне генома и модификационной изменчивости обеспечивается дифференциация человечества на расы. Раса — система популяций человека, характеризующаяся генотипическим и фенотипическим сходством, возникшем в определенном регионе. Виды рас: 1. Европеоиды – светлая или смуглая кожа, прямые или волнистые волосы, узкий выступающий нос, тонкие губы и развитый волосяной покров на лице и теле 2. Монголоиды – светлая или темная кожа, волосы прямые, жесткие, темно пигментированные, косой разрез глаз и эпикант 3. Негроиды – темная кожа, курчавые или волнистые волосы, толстые губы, широкий несильно выступающий нос. Эти три расы имеют мозаичное происхождение и представляют собой крупные популяции, объединенные не столько общность происхождения, сколько климато-географическими характеристиками условий существования и адаптивностью признаков: • Горный адаптивный тип – жители высокогорий • Арктический – жители севера • Тропический – жители юга 3. Какие нарушения строения сердца встречаются у новорожденных? Порок сердца, дефект межжелудочковой перегородки, отсутствие межжелудочковой перегородки, открытое овальное отверстие, незаращение арториального протока, сужение аорты, сужение устья легочной артерии. 4. Больной В., 35 лет, уже в третий раз проведено оперативное вмешательство … Потроха, скармливаемые собаке, могут быть заражены эхиноккоком, окончательным хозяином которого являются представители семейства псовые. Также эхинококк имеет свойство активно передвигаться по шерсти. В данном случае, при контакте с зараженной собакой могло произойти заражение мужчины и его членов семьи. Билет 33. 1. Биосфера. Человек как активный элемент биосферы. Влияние человека на процессы в биосфере. Ноосфера. Биосфера– совокупность всех биогеоценозов (экосистем) Земли, представляет собой большую экологическую систему. Границы жизни на Земле являются границами биосферы. Биосфера – часть геологических оболочек, заселенных живыми организмами. Верхняя граница проходит в стратосфере, нижняя граница – в литосфере, на глубине 2-3 км. Гидросфера занимает до 71% поверхности земли. Человек – часть биомассы биосферы – долгое время находился в непосредственной зависимости от окружающей природы. С развитием мозга человек сам стал мощным фактором в дальнейшей эволюции на Земле. Овладение человеком разными формами энергии – механической, энергетической и атомной – способствовало значительному изменению земной коры и биогенной миграции атомов. Но деятельность людей часто приводит к нарушению природных закономерностей. Нарушение и изменение биосферы вызывают беспокойство. Ноосфера – « разумная оболочка» Земли. В.И.Вернадский полагал, что человечество создает новую оболочку Земли, изменяя своей деятельностью состав атмосферы, рек, океанов. Академик В.И.Вернадский (1863-1945 г.г) - основоположник учения о биосфере и метода определения возраста Земли по периоду полураспада радиоактивных элементов. Он впервые раскрыл огромную роль растений, животных и микроорганизмов в перемещении химических элементов земной коры. Ноосфера по В.И.Вернадскому – биосфера, преобразованная трудом человека и измененная научной мыслью. Биосфера, как утверждал В.И.Вернадский, должна перейти в ноосферу, т.к. познавая законы природы и развивая технику, человечество должно придавать ей черты новой, более высокой организованности. При этом человечество становится мощной силой, сравниваемой по воздействию с геологической силой. 2. Молекулярно-генетических методы (полиморфизм длины рестрикционных фрагментов, секвенирование по Сэнгеру) . Их значение в выявлении изменений в определенных участках ДНК генов или хромосом Метод полиморфизма длины рестрикционных фрагментов Значительное число нуклеотидных замен приводит к появлению в последовательности ДНК новых сайтов для различных рестриктаз. В результате нормальный фрагмент ДНК и фрагмент с заменой нуклеотида будут разрезаться одной рестриктазой на разное число фрагментов, отличающихся по длине. Различной длины фрагменты легко выявляются при помощи электрофореза. Примером может служить рестрикционный анализ фрагмента гена алькогольдегидрогеназы (ADH). После ПЦР образуется фрагмент 165 н.п. АллельADH-1 не несет замены, после его обработки рестриктазойMaeIIIпри электрофорезе выявляются 2 фрагмента (98 и 68 н.п.). АллельADH-2 несет нуклеотидную замену (при замене образуется лишний сайт для рестриктазы) и после рестрикции разрезается на 3 фрагмента (63, 36 и 68 н.п.). Секвенирование ДНК Секвенирование – определение нуклеотидной последовательности ДНК. Метод применяется для изучения генома человека как в норме так и в патологии. При помощи секвенирования определяют аллельные варианты генов, а также различные типы генных мутаций (чаще по замене оснований). Программа «Геном человека», результатом которой явилась расшифровка нуклеотидной последовательности генома человека (основная часть программы закончена в 2003г.) была осуществлена с применением методов секвенирования ДНК. Существует несколько различных способов секвенирования ДНК. Первым был предложен химический метод Максама-Гилберта, затем ферментативный метод Сенгера. В настоящее время в основном применяется дидезоксинуклеотидный метод секвенирования ДНК (метод обрыва цепи). В этой процедуре одноцепочечная молекула ДНК, последовательность которой определяется, служит матрицей для синтеза серии комплементарных цепей, обрывающихся в момент присоединения к растущей цепи специфических нуклеотидов. Для обрыва синтеза используют дидезоксинуклеотиды – искусственно синтезированные нуклеотиды, лишенные 2' и 3'- гидроксильных групп и поэтому не способные присоединять к цепи следующий нуклеотид. Проба ДНК делится на 4 пробирки, в которые добавляют праймер, ДНК-полимеразу, смесь четырех т рифо сфатов (дАТФ, дГТФ, дТТФ, дЦТФ) и небольшое количе ство одного из дидезокирибонуклеотидов (ддАТФ, ддГТФ, ддТТФ, ддЦТФ). Во время синтеза ДНК-полимераза случайным образом включает в цепь нормальные нуклеотиды и дидезоксинуклеотиды. При этом в каждой пробирке образуется набор фрагментов разной длины, заканчивающихся на один из дидезоксинуклеотидов. После этого проводится электрофорез, что позволяет разделить отличающиеся на один нуклеотид фрагменты ДНК. В результате в геле образуется набор полос, напоминающих лестницу. Нуклеотидная последовательность ДНК читается в геле снизу вверх, согласно направлению 5'-3' цепи ДНК. Для определения нуклеотидной последовательности больших фрагментов ДНК используются автоматизированные машины (ДНК-секвенаторы). Кроме перечисленных, применяется большое количество других молекулярных методов изучения последовательности человека. 3.Может ли в фенотипически женском организме обнаружиться Ухромосома. Да , может. Это связано с аномалией формирования пола, называемой «тестикулярная феминизация» . За формирование мужского пола у людей отвечает не только Y –хромосома, и но гормон тестестерон. Наличие в генотипе организма рецессивного гена X tt может повернуть развитие сформировавшегося организма в женскую сторону за счет дефицита тестестерона. В таком случае формируется фенотипическая женщина, характеризующаяся отсутствием вторичных половых мужских признаков. 4. При делении одного из бластомеров не произошло расхождения одной из 21-х хромосом. К чему это приведет? Это в будущем может привести к геномной мутации, которая обусловит наличие лишней хромосомы. Это приведет к синдрому Дауна, который характеризуется отставанием в психическом и интеллектуальном развитии. Если в некоторых бластомерах не произошло правильного расхождения хромосом и 21-я хромосома не разошлась, то у части клеток будет трисомия по 21-й хромосоме, т е синдром Дауна. Те клетки, у которых митоз происходил нормально во время дробления, дали клетки с нормальным кариотипом. Итак в результате нарушение кариотипа затрагивает только некоторые ткани и органы. Данный вариант развития синдрома Дауна называется «мозаичный синдром Дауна» . Данная форма синдрома является, как правило, более лёгкой (в зависимости от обширности изменённых тканей и их расположения в организме), однако более трудна для пренатальной диагностики. Экзаменационный билет №34 1. Мутационная изменчивость. Классификация, характеристика и биологическое значение мутаций. Примеры у человека. Мутационная изменчивость – изменчивость, обусловленная действием на организм мутагенов (химических, физических и биологических), приводящая к возникновению мутаций. Мутации бывают: 1 Генные – изменения последовательности нуклеотидов в пределах гена. Возникают в результате нарушения репликации, рекомбинации, репарации и затрагивают обе цепи ДНК. Они могут быть: 1) со сдвигом рамки считывания (выпадение или вставка одного или нескольких нуклеотидов) 2) без сдвига (поворот на 180̊ (инверсия) одного или нескольких нуклеотидов) При генных мутациях изменения признака могут отсутствовать, возможно появление нового признака (в том числе и вредного или смертельного для организма), возникновение новых аллелей. Генные мутации обусловливают появление множественного аллелизма. Примеры: фенилкетонурия, гемофилия, ахондроплазия, множественные аллелизм. 2 Хромосомные – изменения структуры хромосом, возникающие вследствие неравноценного кроссинговера или разрвов хромосом под действием мутагенов. Виды: Делеция – утрата участка хромосомы Дефишенси – утрата концевого участка хромосомы Дупликация – удвоение участка хромосомы Инверсия – поворот участка хромосомы на 180 градусов Транспозиция – смена места локализации участка хромосомы Транслокация - перенос участка хромосомы на негомологичную хромосому. Отдельно выделяют реципрокные транслокации, при которых происходит взаимный обмен участками между хромосомами, и Робертсоновские транслокации, или центрические слияния, при которых происходит слияние акроцентрических хромосом с полной или частичной утратой материала коротких плеч. Хромосомные перестройки приводят к образованию аномальных хромосом (кольцевых, дицентрические, с пробелом), происходит нарушение доз генов. Хромосомные перестройки возникают при неравноценном кроссинговере. При неравноценном внутригенном кроссинговере подобные изменения возникают на уровне нуклеотидов и приводят к возникновению генных мутаций. Пример: синдром кошачьего крика – делеция короткого плеча пятой хромосомы. 3 Геномные – изменения числа хромосом в диплоидном наборе. Полиплоидия – кариотип соответствует формуле kn, где n – гаплоидных набор хромосом, k>2. Пример: триплоидия (69 хромосом) Гаплоидия - число хромосом в кариотипе n. Анэуплоидия – изменение числа отдельных хромосом, при этом кариотип соответствует формуле 2n+-k,где2n–диплоидных набор хромосоми k неравно n. Основной механизм возникновения этих мутаций – нарушение расхождения хромосом и хроматид при делении клеток. Примеры: Синдром Патау – трисомия в 13 хромосоме (47,XY+13) (проблемы с сердцем, со скелетом, идиотия, осложненная беременность) Синдром Эдвардса – трисомия в 18 хромосоме (47, XY+18) (аномалии мозгового и лицевого черепа, скелета, пороки сердца) Синдром Дауна – трисомия по 21 хромосоме (47, XY+21) (брахицефалия, мышечная гипотония, короткие конечности, плохо соображает и говорит) Синдром Шерешевского-Тернера – моносомия по Х-хромосоме (45, ХО) (аномалии физического развития, низкорослостью и половым инфантилизмом) Синдром трисомии Х (47, ХХХ) (могут возникнуть проблемы с координацией, моторикой и развитием речи) Синдром Клайнфельтера – полисомия Х или Y при наличии Y хромосомы (47, XXY; 48, XXYY) (гинекомастия, длинные ноги, высокая талия) 2. Особенности паразитизма в классе Паукообразные. Медицинское значение отряда Клещи. Имеют два отлела тела: головогрудь и брюшко и 6 пар конечностей: хелицеры, педипальпы и ходильные ноги. Органы дыхания – мешковидные легкие и трахеи. Развитие клещей происходит с метаморфозом.(яйцо – личинка – нимфа -имаго). Существуют как свободноживущие, так и паразиты растений, животных и человека. Некоторые приобрели адаптации к эктопаразитизму, но большую часть времени они проводят в естественной природе (не претерпели глубокой дегенерации) Медицинское значение: временные эктопаразиты, специфические переносчики возбуделей трансмиссивных заболеваний человека Иксодовые клещи: Таежный (Ixodes persulcatus), Собачий (Ixodes ricinus), Пастбищный (Dermacentor), (Hyalomma). Ротовой аппарат - колюще-сосущего типа, на спине у самцов – хитиновый щиток, закрывающий всю дорзальную поверхность, у самок – только передняя часть (растяжения брюшка). Медицинское значение: временные эктопаразиты, специфические переносчики возбуделей трансм иссивных заболеваний человека - переносчики весенне-летнего, таежного энцефалита. Также имеет место трансовариальна передача возбудиетлей забоелваний. Аргазовые клещи: (поселковый клещ - Ornithodorus papilliles) Остутсвует дорзальный щиток и глаза, ротовой аппарат расположен вентрально. Характерна смена нескольких стадий нимф. Возможна трансовариальная передача возбудителей болезни. Временные эктопаразиты, специфические переносчики возбудетелей клещевого возвратного тифа Гамазовые клещи: (куриный клещ – Dermanyssus gallinae). Тело покрыто многочисленными щитками, глаз нет. Поселяются в норах грызунов и гнездах птиц. Могут попадать в жилища человека. Постоянные или временные паразиты различных животных и птиц. Укусы – тяжелые дерматиты, при попадании в дых.пути – астматические явления. Крысиный сыпной тиф, лихорадка Q, туляремия. Домашние клещи: Dermatophagoides pteronyssinus. Заболевания бронхиальной астмой. Находятся в матрасах, мягкой мебели. Переносятся с пылью. Саркоптовые клещи: (чесоточный зудень – Sarcoptes scabiei). Щетинки отсутствуют, дыхание целой поверхностью тела. Постоянные кожные паразиты. Самка прогрызает ходы в толще рогового слоя кожи. заражение – при непосредственном контакте с больными или их вещами. Вызывают чесотку. Железничные клещи: (железница угревая – Demodex folliculorum). Тело одето прозрачной кутикулой. Поселяются в сальных железах и волосяных сумках лица, шеи и плеч. вызывают демодикоз – появляются угри розового цвета с гнойным содержимым. Меры борьбы с клещами: ношение спец.одежды, применение реппелентов, уничтожение грызунов (хозяев – прокормителей). Соблюдать правила гигиены, поддерживать чистоту тела, белья, жилища, лечить больных. 3. В результате нерасхождения в одной паре аутосом в анафазе I в яйцеклетку человека попадают две аутосомы 21 пары, в другую - не попадает ни одна. Какие кариотипы могут быть в зиготах при оплодотворении таких яйцеклеток спермиями с нормальным числом аутосом? Выпишите все варианты. После 1 фазы мейоза набор в 1ой яйцеклетке 48ХХ, во второй – 44ХХ Затем происходит второе деление: получаются 2 яйцелетки с набором 24Х и 2 с 22Х После оплодотворения получатся зиготы со след кариотипом: 47ХУ, 47ХХ и 45ХУ, 45ХХ 4. О чем свидетельствует наличие малых переходных рас в системе расовой классификации человечества? (Ничего нормального про это не нашла) В рамках каждой большой расы выделяются отдельные антропологические типы с устойчивыми комплексами признаков, называющиеся малыми расами. Существует три основных подхода к классификации рас: без учёта их происхождения, с учетом происхождения и родства и на основе популяционной концепции. В соответствии с первым подходом три большие расы включают в себя 22 малые, причём между большими расами располагаются по две переходные малые. Схема расовой классификации изображается при этом в виде круга. Несмотря на то что при такой классификации не учитывается происхождение рас, само существование малых переходных рас, сочетающих в себе одновременно признаки двух больших рас (эфиопская, южносибирская, уральская и т.д.), свидетельствует, с одной стороны, о динамизме расовых комплексов признаков, а с другой — об условности членения человечества даже на большие расы. О биологическим единстве человеческих рас свидетельствуют: 1. отсутствие генетической изоляции и неограниченные возможности скрещиваний с образованием плодовитого потомства; 2. равноценность рас в биологическом и психологическом отношении; 3. наличие переходных рас между большими расами, совмещающими признаки двух соседних. 4. локализация на втором пальце кожных узоров типа дуг (у человекообразных обезьян — на пятом); у всех представителей рас одинаковый характер расположения волос на голове и другие морфофизиологические п Экзаменационный билет No35 Особенности человека как объекта генетического анализа. Методы изучения генетики человека: генеалогический, биохимический, цитогенетический. Человек как вид обладает целым рядом особенностей, не позволяющих применять гибридологический метод для изучения его наследственности и изменчивости. 1. у человека не может быть произведено искусственного направленного скрещивания в интересах исследователя. 2. низкая плодовитость делает невозможным применение статистического подхода при оценке немногочисленного потомства одной пары родителей. 3. редкая смена поколений, происходящая в среднем через 25 лет, при значительной продолжительности жизни дает возможность одному исследователю наблюдать не более 3—4 последовательных поколений. Генеалогический метод - изучение родословной семьи с целью выявления особенностей наследования признака в ряду поколений. Выявлено: доминантный и рецессивный характер ряда признаков, генетическая обусловленность развития музыкальных и других способностей, наследственный характер заболеваний диабетом, шизофренией, предрасположенности к туберкулезу. Цитогенетический метод используют для изучения нормального кариотипа человека, а также при диагностике наследственных заболеваний, связанных с геномными (анэуплоидия) и хромосомными мутациями. Биохимический метод - причиной многих врожденных нарушений метаболизма являются различные дефекты ферментов, возникающие вследствие изменяющих их структуру мутаций. Биохимические показатели более точно отражают сущность болезни по сравнению с показателями клиническими. Использование современных биохимических методов (электрофореза, хроматографии, и др.) позволяют определять любые метаболиты, специфические для конкре2. Особенности паразитизма в классе Насекомые. Медицинское значение отдельных отрядов насекомых. Тело: голова, грудь, брюшко. На голове – органы чувств. Грудь – три сегмента с парой ног, у большинства так же две пары крыльев. Дыхание – трахеи. Развитие – метаморфоз неполный и полный. Медицинское значение насекомых состоит в том, что многие из них являются переносчиками возбудителей трансмиссивных заболеваний и возбудителями заболеваний (личинки мух, вши), эктопаразитами и ядовитыми животными. Отряд таракановые (черный и рыжий таракан – Blatta orientalis/Blatella germanica). Тело сплюшенно в дорзовентрально направлении, ротовой аппарат – грызущего типа. Самка откладывает яйца в кокон. Развитие с неполным превращением. Механически переносят возбудителей брюшного тифа, дизентерии, туляремии, дифтерии и туберкулеза. 1) Отряд мухи (комнатная муха, осенняя жигалка, муха це-це, вольфартовая муха – Musca domestica/Stomoxys calcitrans/Glossina/Wohlfahrtia magnifica)тной наследственной болезни. Комнатная муха: на груди 4 черные полосы, ротовой аппарат сосущего типа. Более опасна чем таракан как механический переносчик. Осенняя жигалка – живет повсеместно. Механический переносчик сибирской язвы и сепсиса. Муха це-це – самка живородящая, питается кровью животных и человека и является основным резервуаром и переносчиком возбудителем африканского трипаносомоза. Вольфартова муха - самки рождают личинок в открытые полости (нос, уши). Быстро внедрившись в ткани, личинки разрушают их механически и с помощью ферм ентов, доходя до костей (миаз). 2) Отряд блохи (человеческая блоха, крысиная блоха – Pulex irritans/Xenopsylla cheopsis). Питаются кровью человека и крыс. Человека посещают ночью, укусы болезненны и вызывают зуд. Переносчики возбудителей чумы. (природный резервуар чумы – крысы, суслики, сурки. Эти животные болеют туляремией, крысиным сыпным тифом и т.п.). Борьба –содержание жилищ в чистоте, различные средства борьбы с грызунами. 3) Отряд Полужесткокрылые/Клопы (постельный клоп, триатомовый – Cimex lectularius/Triatoma). Колюще-сосущий аппарат образует 2 канала – один для всасывания жидкой пищи,другой для выведения секрета слюнных желез. Являются переносчиками возбудителейюжноамериканского трипаносомоза или болезни Чагаса. Борьба сводится к улучшению жилищно-бытовых условий, к поддрежанию чистоты. 4)Отряд двукрылые. Комары (род Culex, Aёdes and Anopheles(малярия)). Комары откладывают яйца в воду или на влажную почву около воды. Личинки и куколки ведут водный образ жизни, дышат атмосферным воздухом с помощью трахей, питаются взвешенными в воде мельчайшими органическими частичками. Не малярийные – переносчики возбудителей японского энцефалита, сибирской язвы, желтой лихорадки. Малярийный – переносчик малярийного плазмодия. Москиты: (сем. Phlebotomidae). Переносчик вирусов лейшмании, вирусов лихорадки паппачи. Яйц а откладывается в норы грызунов. уничтожение природных очагов лейшманиозов и других трансмиссивных заболеваний. уничтожение грызунов, мест выплода москитов. Мошки: (сем. Simuliidae)Распространены повсеместно, переносчик возбудителя онхоцеркоза. Борьба – механическая очистка зон особенно быстрого течения рек и ручьев. Мокрецы: (сем. Ceratopogonidae)возбудитель филяриатозов. Размножаются в небольших стоячих водоемах или во влажной почве. Слепни (сем. Tabanidae)Ротовой аппарат – сочетает черты колюще-сосущего и лижущего типов. Все тело – тонкие шетинки. Переносчик возбудителей сибирской язвы и туляремии, в тропиках – лоаоза. личинки – во влажном ведут хищнический образ жизни. Рекомендуемо использовать средства индивидуальной защиты (репелленты). 5) Отряд вши (лобковая, головная и платяная – Phthirus pubis/Pediculus h. capitis/Pediculus h.humanus) Постоянство паразитизма сопровождается признаками их общей дегенерации:простые глаза, конечности не обеспечивают быстрого передвижения и полностью редуцированы крылья. Паразитирование на человеке головной и платяной вшей называется педикулезом, лобковая – фтириаз. Яйца называются гнидами. Головная и платяная –специфические переносчики возбудителей возвратного тифа, эпидимического сыпного тифа, фолынской лихорадки. ПРОФИЛАКТИКА – борьба с педикулезом, соблюдение правил личной гигиены, использование специальных мазей и шампуней, лекарственных препаратов. У человека карие глаза доминируют над голубыми, а курчавые волосы над гладкими. Кареглазый курчавый отец и голубоглазая курчавая мать имеют гладковолосого ребенка с голубыми глазами. Какие дети могут рождаться в этой семье? Аа – глаза(А – карие, а – голубые), Вв – волосы (В – курчавые, в – прямые) Если ребенок аавв, то отец АаВв, мать ааВв Гаметы: отец АВ, Ав, аВ, ав; мать аВ, ав 4 Рцессивный Экзаменационный билет No36 Популяция как элементарная эволюционирующая единица. Действие мутационного процесса и популяционных волн в природных и человеческих популяциях. Согласно синтетической теории эволюции, элементарное эволюционное явление, с которого начинается видообразование (микроэволюция), заключается в изменении генофонда популяции. События и процессы, способствующие преодолению генетической однородности популяций и приводящие к изменению их генофондов, называют элементарными эволюционными факторами (мутации, рекомбинации, миграция, изоляция, популяционные волны, дрейф генов, естественный отбор). Эволюционные явления начинаются и проявляются на уровне популяций, поэтому популяция – элементарная единица эволюции. Без изменения генофонда популяции эволюционный процесс невозможен. Мутационный процесс, выполняя роль элементарного эволюционного фактора, происходит постоянно на протяжении всего периода существования жизни, а отдельные мутации возникают многократно у разных организмов. Мутационный процесс – поставщик элементарного эволюционного материала. Генофонды популяций испытывают непрерывное давление мутационного процесса. Изменения наследственного материала половых клеток в виде генных, хромосомных и геномных мутаций происходят постоянно. Это обеспечивает накопление мутаций, несмотря на высокую вероятность потери в ряду поколений единичной мутации. Рецессивные мутации в гетерозиготном состоянии – скрытый резерв изменчивости. Генетический полиморфизм - сосуществование в пределах популяции 2х или нескольких различных наследственных форм, находящихся в динамическом равновесии в течение нескольких и даже многих поколений. Генетический груз — накопление летальных и сублетальных «-» мутаций, вызывающих при переходе в гомозиготное состояние выраженное снижение жизнеспособности особей, или их гибель. Популяционными волнами или волнами жизни (С.С. Четвериков) называют периодические или апериодические колебания численности организмов в природных популяциях. Причины: биотические («хищник – жертва») и абиотические факторы. Популяционные волны — это эффективный фактор преодоления генетической инертности природных популяций, способствует перераспределению аллелей в популяции. Повышение плотности – усиливает борьбу за существование. Расширение ареала - эффект основателя (особи попадают иные условия, закрепляется и распространяется иная особенность «основателя» популяции). В силу этого они так же, как и мутационный процесс, подготавливают эволюционный материал к действию других элементарных эволюционных факторов, в частности, к дрейфу генов. 2. Строение и функции половых клеток. Гаметогенез. Зрелые половые клетки — высокодифференцированные гаплоидные клетки, отличающиеся друг от друга по строению в связи с различными функциями. 1) Сперматозоид: нахождение и оплодотворение яйцеклетки Строение: 3 отдела (30-50 мкм) Головка (гаплоидное ядро, акросома (ферменты для акросомальной реакции), рецепторы для хемотаксиса и реотаксиса) Шейка (центриоли, образуют освеую нить для жгутика) Хвост (жгутик с небольшим кол-вом цитоплазмы + митохондрии в проксимальном отделе) 2) Яйцеклетка: развитие зародыша Строение: (50-150 мкм), у рептилий и рыб до нескольких см. гаплоидный набор хромосом на стадии метафазы второго мейотического деления (ооцит 2 порядка, Граафов пузырек); Полярность: анимальный полюс (ядро, мало желтка) и вегетативный полюс (много желктка); неравномерное распределение органоидов и включений — овоплазматическая сегрегация; Кортикальный слой: микрофиламенты и кортикальные гранулы (кортикальная реакция) Яйцевые оболочки: Первичная оболочка (желточная) — zona pellucida (блестящая), образована фолликулярными клетками; Вторичная оболочка — corona radiata (лучистый венец), хорион у насекомых (вырабатывается фолликулярными клетками); Третичные оболочки — белковая, подскорлуповые и скорлуповые у птиц (образуются железами яйцевода после оплодотворения) В зависимости от количества содержащегося желтка различают следующие типы яйцеклеток: алецитальные (не содержат желтка или имеют незначительное количество желточных включений — млекопитающие, плоские черви); олиголецитальные (маложелтковые) мезолецитальные (среднежелтковые) полилецитальные (многожелтковые) По характеру распределения желтка яйца классифицируют на: изолецитальные (с равномерно распределенным желтком — ланцетник, морской еж); умеренно телолецитальные (с неравномерно распределенным желтком — рыбы, земноводные); резко телолецитальные (желток занимает большую часть, и лишь небольшой участок цитоплазмы на анимальном полюсе свободен от него — птицы). центролецитальные (вокруг ядра и на периферии имеются участки цитоплазмы, свободные от желтка) Гаметогенез — процесс образования яйцеклеток (овогенез) и сперматозоидов (сперматогенез) — подразделяется на ряд стадий. 1. Cтадия размножения: диплоидные клетки, из которых образуются гаметы, называют сперматогониями и овогониями. Эти клетки осуществляют серию последовательных митотических делений, в результате чего их количество существенно возрастает. Сперматогонии размножаются на протяжении всего периода половой зрелости мужской особи. Размножение овогоний приурочено главным образом к периоду эмбриогенеза. Овогонии и сперматогонии, как и все соматические клетки, характеризуются диплоидностью. Если в одинарном, гаплоидном наборе число хромосом обозначить как n, а количество ДНК — как с, то генетическая формула клеток в стадии размножения соответствует 2n2с до 5-периода и 2n4с после него. 2. Стадия роста: происходит увеличение клеточных размеров и превращение мужских и женских половых клеток в сперматоциты и овоциты I порядка. Важным событием этого периода является редупликация ДНК при сохранении неизменным числа хромосом. Последние приобретают двунитчатую структуру, а генетическая формула сперматоцитов и овоцитов I порядка приобретает вид 2n4с. 3. Стадия созревания: Основными событиями стадии созревания являются два последовательных деления: редукционное и эквационное, — которые вместе составляют мейоз. После первого деления образуются сперматоциты и овоциты II порядка (формула n2с), а после второго — сперматиды и зрелая яйцеклетка (nс). В результате делений на стадии созревания каждый сперматоцит I порядка дает четыре сперматиды, тогда как каждый овоцит I порядка — одну полноценную яйцеклетку и редукционные тельца, которые в размножении не участвуют. Благодаря этому в женской гамете концентрируется максимальное количество питательного материала — желтка. 4. Процесс сперматогенеза завершается стадией формирования, или спермиогенеза. Ядра сперматид уплотняются вследствие сверхспирализации хромосом, которые становятся функционально инертными. Пластинчатый комплекс перемещается к одному из полюсов ядра. Центриоли занимают место у противоположного полюса ядра, причем от одной из них отрастает жгутик, у основания которого в виде спирального чехлика концентрируются митохондрии. На этой стадии почти вся цитоплазма сперматиды отторгается, так что головка зрелого сперматозоида практически ее лишена. Отличие: 1) О.-начало в пренатальном периоде. С.-постнатальном. 2) С-образование 4х клеток.О.-одна яйцеклетка и 3 тельца. 3)О.-фаза роста выражена, фаза формирования отсутствуе 3. Какими нематодозами можно заразиться при укусе кровососущих насекомых? Филяриозы представляют единственную группу биогельминтов человека, передача которых осуществляется трансмиссивно (инокулятивно) через кровососущих насекомых. Вухерерия (Wuchereria bancrofti) — Вухерериоз (комары) Бругия (Brugia malaji) — Бругиоз (комары) Лоа (Lod lod) — Лоалоз (слепни) Онхоцерка (Onchocerca valvulus) — Онкоцеркоз (мошки) Мансонела (Mansonela) — Мансонеллез (мокрецы) Акантохейлонема (Acanthocheilonema perstans) — Акантохейлонематодоз (мокрецы) 4. Аномальный ген доминирует и имеет пенетрантность (реализация гена в признак) 40%. Определите вероятность рождения больного ребенка в семье, где один из родителей гетерозиготен, а другой гомозиготен по нормальному аллелю. Дано: А-аномальный ген, пенентрантность=40% а-норальный ген Решение: P: Aa x aa G: A/a a F: 2*Aa / 2*aa (50/50) AА- ребенок с аномальным геном в гомозиготном состоянии. Вероятность рождения такого ребенка 50%. Вероятность проявления признака: 0,5 *0.4= 0.2 Ответ: 20% |