Элементарной единицей на молекулярногенетическом уровне
 Скачать 159.25 Kb.
|
Аутосомно - доминантный тип наследованияПри изучении родословных, составленных для некоторых заболеваний, можно установить, что болезнь передаётся от одного из родителей к детям на протяжении нескольких поколений. Для этого типа наследования характерны следующие закономерности. 1) У каждого поражённого болен один из родителей. 2) У поражённого, состоящего в браке со здоровым супругом, половина детей больна, половина здорова. 3) У здоровых детей поражённого родителя собственные дети и внуки здоровы. 4) Мужчины и женщины поражаются достаточно часто. 5) Заболевание должно проявиться в каждом поколении. 6) Гетерозиготные особи поражены.
Один из классических примеров доминантного наследования признака – брахидактилия (короткопалость). Этот признак редкий и встречается, как правило, только у одного родителя. При наличии признака у родителя в среднем половина сыновей и дочерей имеют этот признак. Брахидактилию можно обнаружить уже при рождении ребёнка по изменению фаланг пальцев рук и ног. Отклонения от нормы в данном случае не угрожают жизни человека, не делают его неполноценным членом общества.
Остеогенез (нарушение соединительной ткани) так же имеет аутосомно-доминантный тип наследования. При этом дефект одного гена приводит к множественным нарушениям: склонность к переломам костей, обусловленная недостатком в них кальция, склонность к вывихам, связанная с гиперподвижностью суставов.
Синдром Марфана У больных резко выражен астенический тип сложения (высокий рост, истончение подкожной клетчатки, мышечная слабость), удлинение пальцев кистей и стоп, долихоцефалия — изменение формы головы, когда продольный размер значительно превышает поперечный, так называемое птичье лицо — узкое, с близкорасположенными глазами, тонким носом и выступающей вперед верхней челюстью (прогнатия); деформация ушных раковин, высокое небо. Иногда наблюдается расщепление твердого неба (волчья пасть). Конечности, пальцы кистей и стоп удлинены, грудная клетка воронкообразной или килевидной формы, ребра тонкие и длинные, межреберные промежутки широкие, позвоночник искривлен. Вопрос 21 Аутосомно-рецессивное наследование признаков. Характерные особенности: - Больные дети рождаются от фенотипически здоровых родителей. - Вероятность рождения больного ребенка 25 %( если оба имеют гетерозиготный генотип). - Заболевание встречается не в каждом поколении. - Риск заболевания увеличивается со степенью родства( близкородственный браки). - Мужчины и женщины болеют одинаково часто. - Если вступают в брак двое больных одним и тем же рецессивным заболеванием, то все дети их будут больны. Примеры: Фенилкетонурия: резкое снижение активности фермента, превращающего аминокислоту фенилаланин в тирозин. У гомозиготных по этой мутации людей в крови значительно повышается концентрация фенилаланина и ряда других соединений, оказывающих вредное воздействие. В итоге гомозиготные дети отстают в развитии, у них наблюдаются повреждения мозга и возникает умственная отсталость. В среднем один человек из 50 гетерозиготен по гену фенилкетонурии. Особенность фенилкетонурии в том, что она проявляется на первом году жизни ребёнка и медленно прогрессирует. Без рано начатого лечения это заболевание делает ребёнка инвалидом на всю жизнь, так как вызывает отравление клеток мозга (интоксикация мозга). Синдром Элерса -Данлоса : Вызывает недостаточное развитие коллагеновых структур в различных системах организма. Проявляется патологией кожи, опорно-двигательного аппарата, сердечно-сосудистой системы, глаз, гиперрастяжимостью кожи — взятая в складку кожа легко оттягивается. При этом оттянутая кожная складка быстро возвращается в исходное положение. Кожа тонкая, нежная, бархатистая на ощупь, слабо фиксирована с подлежащими тканями. Мышечно-скелетные включают деформации грудной клетки, кифоз, сколиоз, косолапость. Зубы у больных могут быть неправильно сформированы, аномально расположены, уменьшены в размерах или частично отсутствуют. Умственное развитие больных в большинстве случаев соответствует возрасту. Муковисцидоз: Характеризуется системным поражением экзокринных желез и проявляется тяжелыми расстройствами функций органов дыхания, желудочно-кишечного тракта и ряда других органов и систем. Частота муковисцидоза в по данным разных авторов, составляет от 1:2500 до 1:8000 новорожденных. Заболевание наследуется по аутосомно-рецессивному типу, характеризуется кистозным перерождением поджелудочной железы, желез кишечника и дыхательных путей из-за закупорки их выводных протоков вязким секретом; проявляется в форме хронической пневмонии, расстройств пищеварения. Вопрос 22 X-сцепленное рецессивное наследованиезаболеваний – один из видов сцепленного с полом наследования. При этом болезнь связана с дефектом какого-либо из генов, расположенных на половой Х-хромосоме, и проявляется только в случае, если другой Х-хромосомы с нормальной копией того же гена у человека нет. При заболеваниях с Х-сцепленным рецессивным наследованием подавляющее большинство больных – мальчики, так как у них есть только одна Х-хромосома. Соответственно, для развития заболевания достаточно, чтобы либо от отца, либо от матери была унаследована одна копия дефектного гена. Девочки могут заболеть только в том случае, если такие гены унаследованы и от отца, и от матери. Если же у девочки одна копия «дефектного» гена и одна копия нормального, то она клинически здорова, но является носительницей заболевания, и у нее могут впоследствии родиться больные дети. Наиболее типичная ситуация – дети от здорового мужчины и женщины-носительницы. При этом вероятность заболевания для сыновей – 50%, а вероятность носительства болезни у дочерей – также 50%. Среди примеров болезней с Х-сцепленным рецессивным наследованием можно назвать гемофилии А и В, дальтонизм, миопатию Дюшена, синдром Вискотта-Олдрича, X-сцепленную адренолейкодистрофию, Х-сцепленный тяжелый комбинированный иммунодефицит и многие другие. При доминантных формах Х-сцепленных заболеваний, если ими страдает мать, то оно будет проявляться у половины ее детей, и это является обычным путем передачи. В случаях, если болеет отец, то все его дочери будут иметь это заболевание, в то время как сыновья будут здоровыми. Рассмотрим наследование Х-сцепленных доминантных нарушений, которыми страдает мать. Поскольку отец не имеет аномалии, он будет передавать своим детям только нормальные гены, а патологическую Х-хромосому половине своих детей будет передавать мать, которые вне зависимости от пола будут иметь заболевание. Ситуация складывается иначе, если носителем патологического гена является отец, который имеет проявления болезни, поскольку унаследовал заболевание по доминантному типу. Отец передаст свою патологическую Х-хромосому всем дочерям, но не сыновьям (им он передает только Y-хромосому). Таким образом, страдать заболеванием будут все дочери, и ни один из сыновей больного отца. В редких случаях наблюдается отцовский или голандрический тип наследования, обусловленный присутствием мутаций в генах Y-хромосомы. При этом болеют и передают через Y-хромосому свое заболевание сыновьям только мужчины. В отличие от аутосом и Х-хромосомы, Y-хромосома несет сравнительно мало генов (по последним данным международного каталога генов OMIM, всего около 40). Небольшая часть таких генов гомологична генам X-хромосомы, остальные присутствующие только у мужчин, участвуют в контроле детерминации пола и сперматогенеза. Так, на Y-хромосоме находятся гены SRY и AZF, ответственные за программу половой дифференцировки. Мутации в любом из этих генов приводят к нарушениям развития яичек и блоку сперматогенеза, что выражается в азооспермии. Такие мужчины страдают бесплодием, и потому их заболевание не наследуется. Мужчин с жалобами на бесплодие необходимо обследовать на наличие мутаций в указанных генах. Мутациями в одном из генов, расположенных на Y-хромосоме, обусловлены некоторые формы ихтиоза (рыбья кожа), и совершенно безобидный признак - оволосение ушной раковины. Наследование признаков, контролируемых генами, локализованными в аутосомах, но фенотипически продолжающихся исключительно или преимущественно у одного пола, называется наследованием, ограниченным полом.К ограниченным полом признаками относят, например, различия полов по размерам, более яркая окраска самцов, шпоры у петухов, признаки молочности у коров, кобыл, яйценоскость у кур. Проблема регуляции пола вытекает из необходимости увеличения продукции животноводства за счет преимущественного получения особей одного пола, дающих более высокий выход молока, мяса, шерсти, яиц и т.д. так, например, в молочном скотоводстве более желательным является рождение телочек, а в мясном – бычков, так как они быстрее растут. От высокоценных племенных быков и коров целесообразнее получать мужских потомков для более быстрого размножения их генотипов. В яичном птицеводстве экономически более выгодно получение курочек. В связи с этими практическими потребностями исследователи не только стремятся познать механизмы распределения пола, но и изучают возможности искусственного регулирования пола. Были проведены опыты по анрогенезу тутового шелкопряда. В связи с тем, что мужские особи тутового шелкопряда дают более крупные коконы, содержащие на 25-30% больше шелка, чем коконы гусениц-самок, советские ученые при помощи партеногенеза (развитие организма без оплодотворения) смогли искусственно создать мужскую особь. Неоплодотворенные яйца шелкопряда подвергали тепловому шелку и облучали рентгеном, тем самым разрушали их ядра, не повреждая цитоплазму. Зигота формировалась путем слияния ядер двух проникших в яйцо спермиев. Развившиеся из нее особи имели признаки только отцовского вида. Так же для раннего определения пола цыплят использовали сцепленную с полом окраску. Вопрос 23 Болезни, обусловленные нарушением числа аутосом (неполовых) хромосом: 1)синдром Дауна — трисомия по 21 хромосоме, к признакам относятся: слабоумие, задержка роста, характерная внешность, изменения дерматоглифики; 2)синдром Патау — трисомия по 13 хромосоме, характеризуется множественными пороками развития, идиотией, часто — полидактилия, нарушения строения половых органов, глухота; практически все больные не доживают до одного года; 3)синдром Эдвардса — трисомия по 18 хромосоме. Дети с трисомией 18 рождаются с низким, в среднем 2177 г, весом. При этом длительность беременности — нормальная или даже превышает норму. Фенотипические проявления синдрома Эдвардса многообразны. Чаще всего возникают аномалии мозгового и лицевого черепа, мозговой череп имеет долихоцефалическую форму. Нижняя челюсть и ротовое отверстие маленькие. Глазные щели узкие и короткие. Мочка, а часто и козелок отсутствуют. Грудина короткая, из-за чего межреберные промежутки уменьшены и грудная клетка шире и короче нормальной. В 80 % случаев наблюдается аномальное развитие стопы.Из дефектов внутренних органов наиболее часто отмечаются пороки сердца и крупных сосудов: дефект межжелудочковой перегородки, аплазии одной створки клапанов аорты и легочной артерии. У всех больных наблюдаются гипоплазия мозжечка и мозолистого тела, изменения структур олив, выраженная умственная отсталость, снижение мышечного тонуса, переходящее в повышение со спастикой. Продолжительность жизни детей с синдромом Эдвардса невелика: 60 % детей умирают в возрасте до 3 мес, до года доживает лишь 5-10 %. Основной причиной смерти служат остановка дыхания и нарушения работы сердца. Оставшиеся в живых — глубокие олигофрены. 4) синдром кошачьего крика (5р-) антимонголоидный разрез глаз, лунообразное лицо, микроцефалия, гипертелоризм, эпикант, низко расположенные ушные раковины, преаурикулярные навески. своеобразное расположение голосовых связок, нарушение фонации (плач как мяуканье кошки) К хромосомным относятся болезни, обусловленные геномными мутациями или структурными изменениями отдельных хромосом. Хромосомные болезни возникают в результате мутаций в половых клетках одного из родителей. Из поколения в поколение передаются не более 3—5 % из них. Хромосомными нарушениями обусловлены примерно 50 % спонтанных абортов и 7 % всех мертворождений. Вопрос 24 Болезни, связанные с нарушением числа половых хромосом: 1)синдром Шерешевского-Тернера — отсутствие одной Х-хромосомы у женщин (45 ХО) вследствие нарушения расхождения половых хромосом; к признакам относится низкорослость, половой инфантилизм(задержка секс развития) и бесплодие, различные соматические нарушения (микрогнатия, короткая шея и др.); 2)полисомия по Х-хромосоме — включает трисомию (кариотии 47, XXX), тетрасомию (48, ХХХХ), пентасомию (49, ХХХХХ), отмечается незначительное снижение интеллекта, повышенная вероятность развития психозов и шизофрении с неблагоприятным типом течения; 3)синдром Кляйнфельтера — полисомия по X- и Y-хромосомам у мальчиков (47, XXY; 47, XYY, 48, XXYY и др.), признаки: евнухоидный тип сложения, гинекомастия, слабый рост волос на лице, в подмышечных впадинах и на лобке, половой инфантилизм, бесплодие; умственное развитие отстает, однако иногда интеллект нормальный. К хромосомным относятся болезни, обусловленные геномными мутациями или структурными изменениями отдельных хромосом. Хромосомные болезни возникают в результате мутаций в половых клетках одного из родителей. Из поколения в поколение передаются не более 3—5 % из них. Хромосомными нарушениями обусловлены примерно 50 % спонтанных абортов и 7 % всех мертворождений Вопрос 25 Генные болезни – это большая группа заболеваний, возникающих в результате повреждения ДНК на уровне гена. мутантный аллель → измененный первичный продукт → цепь биохимических процессов в клетке → органы → организм генокопии- сходные фенотипы, сформировавшиеся под влиянием разных неаллельных генов. К генным болезням у человека относятся многочисленные болезни обмена веществ. Они могут быть связаны с нарушением обмена углеводов, липидов, стероидов, пуринов и пиримидинов, билирубина, металлов и др. Пока еще нет единой классификации наследственных болезней обмена веществ. Болезни аминокислотного обмена: Самая многочисленная группа наследственных болезней обмена веществ. Почти все они наследуются по аутосомно-рецессивному типу. Причина заболеваний — недостаточность того или иного фермента, ответственного за синтез аминокислот. К ним относится: фенилкетонурия - нарушение превращения фенилаланина в тирозин из-за резкого снижения активности фенилаланингидроксилазы; алкаптонурия - нарушение обмена тирозина вследствие пониженной активности фермента гомогентизиназы и накоплением в тканях организма гомотентизиновой кислоты; глазо-кожный альбинизм - обусловлен отсутствием синтеза фермента тирозиназы. Нарушения обмена углеводов: галактоземия - отсутствие фермента галактозо-1-фосфат-уридилтрансферазы и накопление в крови галактозы; гликогеновая болезнь - нарушение синтеза и разложения гликогена. Болезни, связанные с нарушением липидного обмена болезнь Ниманна-Пика - снижение активности фермента сфингомиелиназы, дегенерация нервных клеток и нарушение деятельности нервной системы; болезнь Гоше - накопление цереброзидов в клетках нервной и ретикуло-эндотелиальной системы, обусловленное дефицитом фермента глюкоцереброзидазы. Наследственные болезни пуринового и пиримидинового обмена: подагра; Синдром Леша-Найхана. Болезни нарушения обмена соединительной ткани: синдром Марфана («паучьи пальцы», арахнодактилия) - поражение соединительной ткани вследствие мутации в гене, ответственном за синтез фибриллина; мукополисахаридозы - группа заболеваний соединительной ткани, связанных с нарушеним обмена кислых гликозаминогликанов. Фибродисплазия - заболевание соединительной ткани,связанное с ее прогрессирующим окостенением в результате мутации в гене ACVR1 Наследственные нарушения циркулирующих белков: тгемоглобинопатии - наследственные нарушения синтеза гемоглобина. Выделяют количественные (структурные) и качественные их формы. Первые характеризуются изменением первичной структуры белков гемоглобина, что может приводить к нарушению его стабильности и функции (серповидноклеточная анемия). При качественных формах структура гемоглобина остается нормальной, снижена лишь скорость синтеза глобиновых цепей (талассемия). Болезни, связанные с нарушением обмена в эритроцитах: гемолитические анемии - снижение уровня гемоглобина и укорочением срока жизни эритроцитов; наследственный микросфероцитоз - врождённая недостаточность липидов оболочки эритроцитов. Наследственные болезни обмена металлов: болезнь Коновалова-Вильсона и др. Синдромы нарушения всасывания в пищеварительном тракте: муковисцидоз; непереносимость лактозы и др. Вопрос 26 Эта группа болезней отличается от генных болезней тем, что для своего проявления нуждается в действии факторов внешней среды. Среди них также различают моногенные, при которых наследственная предрасположенность обусловлена одним патологически измененным геном, и полигенные. Последние определяются многими генами, которые в нормальном состоянии, но при определенном взаимодействии между собой и с факторами среды создают предрасположение к появлению заболевания. Они называются мультифакториальными заболеваниями (МФЗ). С определенной долей условности мультифакториальные болезни можно разделить на: 1) врожденные пороки развития, 2) распространенные психические и нервные болезни, 3) распространенные болезни «среднего» возраста. ВПР мультифакториальной природы - расщелина губы и неба, спинно-мозговая грыжа, стеноз привратника, анэнцефалия и черепно-мозговая грыжа, вывих бедра, гидроцефалия, гипоспадия, косолапость Заболевания моногенные с наследственным предрасположением относительно немногочисленны. К ним применим метод менделевского генетического анализа. Учитывая важную роль среды в их проявлении, они рассматриваются как наследственно обусловленные патологические реакции на действие различных внешних факторов (лекарственных препаратов, пищевых добавок, физических и биологических агентов), в основе которых лежит наследственная недостаточность некоторых ферментов. К таким реакциям могут быть отнесены наследственно обусловленная непереносимость сульфаниламидных препаратов, проявляющаяся в гемолизе эритроцитов, повышении температуры при применении общих анестезирующих средств. У человека описана мутация, обусловливающая патологическую реакцию на загрязнение атмосферы, которая проявляется в раннем развитии эмфиземы легких (в возрасте 30—40 лет). У генетически чувствительных индивидов нежелательные реакции могут вызывать некоторые компоненты пищи и пищевые добавки. Известна непереносимость у ряда людей молочного сахара —лактозы. У некоторых людей наблюдается непереносимость к употребляемым в пищу конским бобам, вызывающим у них гемолиз. И т.л. Наряду с химическими агентами у людей отмечается наследуемая патологическая реакция на физические факторы (тепло, холод, солнечный свет) и факторы биологической природы (вирусные, бактериальные, грибковые инфекции, вакцины). Иногда отмечается наследственная устойчивость к действию биологических агентов. Например гетерозиготы HbA HbS устойчивы к заражению возбудителем тропической малярии. К болезням с наследственной предрасположенностью, обусловленной многими генетическими и средовыми факторами, относятся такие заболевания, как псориаз, сахарный диабет, шизофрения. Этим заболеваниям присущ семейный характер, и участие наследственных факторов в их возникновении не вызывает сомнений. Однако генетическая природа предрасположенности к ним пока не расшифрована. Нередко предрасположенность к ряду заболеваний наблюдается у людей с определенным сочетанием различных генов. Так, у людей со II (А) группой крови чаще наблюдается рак желудка и кишечника, матки, яичников и молочной железы, а также пернициозная анемия, сахарный диабет, ишемическая болезнь сердца, холецистит, желчно-каменная болезнь, ревматизм. У людей с I (0) группой крови чаще встречается язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки. Установление с помощью различных методов генетических исследований точного диагноза заболевания, выяснение роли наследственности и среды в его развитии, определение типа наследования в случае наследственных болезней дают возможность врачу разрабатывать методы лечения и профилактики появления этих заболеваний в следующих поколениях. Вопрос 27 Клинико-генеологический метод Теоретическая часть. Клинико-генеологический метод был предложен в 1865 году Ф. Гальтоном. Метод основан на прослеживании интересующего нас признака (нормального или патологического) в семье, с указанием родственных связей между отдельными членами этой семьи (составлением родословной). Клинико-генеалогический метод дает возможность: - выявлять наследственный характер признака; - определять тип наследования; - определять зиготность членов родословной; - определять особенности взаимодействия генов; - устанавливать сцепленное наследование и проводить картирование хромосом; - определять пенетрантность гена; - изучать закономерности мутирования отдельных генов; - устанавливать носительство мутантного гена тем или иным членом семьи; - определять вероятность генетически обусловленных событий и рассчитывать риск наследования патологического гена (признака) при медико-генетическом консультировании. Клинико-генеалогический метод часто осложняется невозможностью сбора достаточного количества информации из-за малодетности семей, либо из-за прерывания связей между поколениями, отсутствия связей между родственниками, либо по морально-этическим причинам. Клинико-генеалогический метод лежит в основе медико-генетического консультирования и включает 3 этапа: 1 этап – клиническое обследование; 2 этап – составление родословной; 3 этап – генетический анализ родословной. Первый этап – клиническое обследование. При составлении родословной сбор сведений о семье начинается с человека, которого называют пробанд (обычно это больной с изучаемым заболеванием или признаком). В сведениях о пробанде указывается анамнез заболевания, включающий начальные признаки и возраст их манифестации, последующее течение болезни; если пробанд – ребенок – сведения о раннем психомоторном и последующим умственном и физическом развитии. Чем больше поколений удается проследить и чем более полно охватить членов родословной при сборе сведений, тем больше вероятность получения достоверных сведений о характере наследования изучаемого признака. Второй этап – составление родословной. После сбора сведений составляется графическое изображение родословной, для этого используется система символов, предложенная в 1931 году Г. Юстом. (Рис. 1). При составлении графического изображения родословной важно соблюдать следующие правила: Составление родословной начинают с пробанда. Братья и сестры (сибсы) располагаются в порядке рождения слева направо, начиная со старшего. Все члены родословной располагаются строго по поколениям, в один ряд. Поколения обозначаются римскими цифрами слева от родословной сверху вниз. Арабскими цифрами нумеруется потомство одного поколения (одного ряда) слева направо. Благодаря такой нумерации каждый член семьи имеет свой шифр (например: I-1, I-2, II-2, II-4 и др.) Указывается возраст членов семьи (родословной), в связи с тем, что некоторые болезни проявляются в разные периоды жизни. Отмечаются лично обследованные члены родословной. Графическое изображение родословной может быть вертикально-горизонтальным или расположенным по кругу (в случае многочисленных данных). Схема родословной сопровождается описанием обозначений под рисунком (легендой). Третий этап – генетический анализ родословной. Этот этап требует хороших знаний критериев установленных типов наследования. Задача генетического анализа – установление наследственного характера заболевания и типа наследования, выявление гетерозиготных носителей мутационного гена, установление генотипа пробанда и , как заключение, прогнозирование потомства. Типы наследования: |