Этапы развития генетики. Роль отечественных ученых в развитии генетики
 Скачать 245.73 Kb.
|
66. Хромосомные болезни, связанные с аутосомами. Механизмы воз-никновения, фенотипическая характеристика, методы диагностикиБлин по идее 65,66 одно и тоже 67. Понятие о мультифакториальных болезнях. Особенности на-следования и развития. Роль генотипа и среды 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). 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. Однако генетическая природа предрасположенности к ним пока не расшифрована. 68. Множественный аллелизм и его закономерности. Причины возникновения аллелей и особенности их взаимодействий. Развитие признака определяется двумя аллелями одного гена (А и а), которые занимают идентичные локусы гомологичных хромосом Иногда ген имеет не два, а большее число аллелей, которые возникают в результате мутации. Множественный аллелизм - многократное мутирование одного и того же гена образует серию множественных аллелей. Имеются определенные закономерности множественного аллелизма: — каждый ген может иметь большое число аллелей; — любой аллель может возникнуть в результате прямой и обратной мутации любого члена серии множественных аллелей или от аллеля дикого типа; — в диплоидном организме могут одновременно находиться два любых аллеля из серии множественных аллелей; — аллели находятся в сложных доминантно-рецессивных отношениях между собой: один и тот же аллель может быть доминантным по отношению к одному аллелю и рецессивным по отношению к другому, а между иными аллелями доминирование может отсутствовать, и наблюдается кодоминирование и др.; — члены серии множественных аллелей наследуются так же, как и пара аллелей, т. е. наследование подчиняется менделевским закономерностям (кроме кодоминирования); — разные сочетания аллелей в генотипе обуславливают различные фенотипические проявления одного и того же признака; — серии аллелей увеличивают комбинатов ну ю изменчивость. 69. Генетика групп крови системы АВО как пример множественного аллелизма у человека.Примером множественного аллелизма у человека является наличие трех аллелей гена, определяющего наследование групп крови системы АВО. • система определяется тремя аллелями одного гена I (IA, 1в, 1°); ген I расположен в 9-й хромосоме: 9q34; • из всей серии аллелей одновременно в генотипе диплоидного организма находятся два аллеля (I°I0, IAIA, IAI°, 1в1в и др.); • аллели IA, 1в доминантны по отношению к аллелю 1° — полное доминирование, между собой аллели 1А и 1в — кодоминантны; • доминантный аллель гена может проявлять свое действие в гомо- (IAIA, IBIB) и гетерозиготном организмах (1А1°, 1в 1°), а рецессивный аллель гена — только в гомозиготном организме (1° 1°); • различные сочетания аллелей в генотипе дают разные фенотипы: 4 группы крови I (0), II (А), III (В), IV (АВ), которые различаются между собой антигенными свойствами эритроцитов. Антигены (агглютиногены) находятся на поверхности эритроцитов (гликокаликс); • особенностью системы является наличие в сыворотке крови спецефических антител (агглютининов), разноименных по отношению к собственным агглютиногенам (они одновременно находятся в крови); • разнообразие групп крови обеспечивает фенотипический полиморфизм в популяциях человека по данному признаку. Ген I обладает 100% пенетрантностью. Группы крови являются примером однозначной нормы реакции организма (группа крови не изменяется в течение жизни ни при каких изменениях среды). 70. Понятие о резус-факторе; закономерности наследования и значение. Наличие антигена определяют три тесно сцепленных гена С, Д, К (хромосома 1р35), они наследуются совместно как один ген и обозначаются одним символом Rh. Резус-фактор наследуется по доминантному типу (наличие резус-фактора RhRh, Rhrh, его отсутствие — rhrh). Иногда при переливании крови и некоторых вариантах браков возникает резус-несовместимость. Классическим примером несовместимости по резус-фактору матери и плода является вариант, когда в организме резус-отрицательной матери развивается резус-положительный плод. Наследование резус-фактора кодируется тремя парами генов и происходит независимо от наследования группы крови. Наиболее значимый ген обозначается латинской буквой D. Он может быть доминантным - D, либо рецессивным - d. Генотип резус-положительного человека может быть гомозиготным - DD, либо гетерозиготным - Dd. Генотип резус-отрицательного человека может быть - dd.Варианты наследования резус-фактора, всего их 9, посмотрите, к какому варианту относитесь Вы: 1. жена имеет резус -положительный фактор - DD муж имеет резус -положительный фактор - DD гаметы DD и DD дети DD DD DD DD 100% детей имеют резус-положительный фактор крови - DD 2. жена имеет резус -положительный фактор - DD муж имеет резус -положительный фактор - Dd гаметы DD и Dd дети DD DD Dd Dd 50% детей имеют резус положительный фактор - DD, 50% детей имеют резус положительный фактор - Dd. 3. жена имеет резус -положительный фактор - DD муж имеет резус - отрицательный фактор - dd гаметы DD и dd дети Dd Dd Dd Dd Dd 100% детей имеют резус положительный фактор - Dd. 4. жена имеет резус-положительный фактор - Dd муж имеет резус -положительный фактор - DD гаметы Dd и DD дети DD Dd DD DD 75% детей имеют резус положительный фактор - DD, 25% детей имеют резус положительный фактор - Dd. 5. жена имеет резус-положительный фактор - Dd муж имеет резус -положительный фактор - Dd гаметы Dd и Dd дети DD Dd Dd dd 25% детей имеют резус положительный фактор — DD, 50% детей имеют резус положительный фактор — Dd, 25% детей имеют резус-отрицательный фактор - dd. 6. жена имеет резус-положительный фактор - Dd муж имеет резус - отрицательный фактор - dd гаметы Dd и dd дети Dd dd Dd dd 50% детей имеют резус положительный фактор — Dd, 50% детей имеют резус-отрицательный фактор - dd. 7. жена имеет резус - отрицательный фактор - dd муж имеет резус -положительный фактор - DD гаметы dd и DD дети Dd Dd Dd Dd 100% детей имеют резус положительный фактор -Dd. 8. жена имеет резус - отрицательный фактор - dd муж имеет резус -положительный фактор - Dd гаметы dd и Dd дети Dd Dd dd dd 50% детей имеют резус положительный фактор — Dd, 50% детей имеют резус-отрицательный фактор - dd. 9. жена имеет резус - отрицательный фактор - dd муж имеет резус - отрицательный фактор - dd гаметы dd и dd дети dd dd dd dd 100% детей имеют резус-отрицательный фактор dd. 71. Профилактика наследственных болезней человека. Используемые методы генетики. Примеры.1. Преэмбриональный: — мероприятия по улучшению среды обитания и уменьшению контакта с мутагенами: физическими (рентгеновское облучение и др.), химическими (лекарственные препараты, алкоголь, никотин, наркотики и др.), биологическими (например, вирусные заболевания — краснуха, СПИД и др.); — применение антимутагенов (витамины, аминокислоты, радио-протекторы и др.); — химический скрининг с использованием специальных тест-систем (контроль за содержанием мутагенов в продуктах питания, лекарствах и др.); — планирование семьи (см. выше); — медико-генетическое консультирование (см. выше); — пропаганда здорового образа жизни (вред алкоголя, никотина, наркотиков). 2. Эмбриональный. При подозрении на наследственные болезни и с целью их ранней диагностики: — определение генотипа и кариотипа плода на ранних сроках беременности с использованием инвазивных и неинвазивных методов; — обследование беременной женщины (цитогенетический анализ, определение альфа-фетопротеина и хорионического гонадотропина, как маркеров некоторых наследственных забо-леваний). 3. Постэмбриональный: — массовое скринирование новорожденных на наследственные болезни с использованием скрининг-тестов (скрининг-диагностика). Скрининг-диагностика — бесплатное тотальное обследование всех новорожденных на фенилкетонурию, врожденный гипотиреоз, муковисцидоз. Применяется для ди-агностики заболеваний, которые имеют высокую распростра-ненность в популяциях и приводят к ранней инвалидизации. При раннем выявлении и лечении симптомы заболеваний не проявляются. Профилактика возникновения наследственных заболеваний проводится как на уровне отдельных семей, так и на уровне популяций 72. Медико-генетическое консультирование, его этапы и значение. Основной целью медико-генетического консультирования (МГК) является предупреждение рождения ребенка с тяжелыми наследственными заболеваниями. МГК может проводиться на разных этапах онтогенеза: плод, ребенок, взрослый: а) обследование вступающих в брак; б) обследование беременных (пренатальная диагностика с ис-пользованием инвазивных и неинвазивных методов обследования); выявление гетерозиготных родителей; в) обследование ребенка после рождения. Наиболее эффективным является проспективное консультирование — риск рождения больного ребенка определяется до наступления беременности или в ранние ее сроки (показания — кровное родство родителей, отягощенная наследственность, воздействие вредных факторов на родителей до наступления беременности). Ретроспективное консультирование проводится после рождения больного ребенка относительно здоровья будущих детей. МГК состоит из нескольких этапов и имеет определенную специфику для каждого типа наследственных заболеваний: моногенных, хромосомных, мультифакториальных. 73. Пренатальная диагностика (просеивающие, инвазивные и неинвазивные методы). Пренатальная диагностика проводится до 22 недели беременности и является одним из методов первичной профилактики наследственных болезней. Методы делятся на три группы: просеивающие, неинвазивные, инвазивные (с последующей лабораторной диагностикой). Для каждого метода есть свои показания и противопоказания, разрешающие возможности, осложнения после проведения процедур. Выбор метода строго индивидуализирован в соответствии с конкретной ситуацией в семье и состоянием здоровья беременной женщины. Просеивающие методы позволяют выявить женщин, имеющих повышенный риск рождения ребенка с наследственной патологией (возраст матери — 35 лет и старше, повторные спонтанные прерывания беременности и др.). К этим методам относятся: определение концентрации альфа-фетопротеина (АФП) в сыворотке крови беременной (выявляют врожденные дефекты нервной трубки); уровня хорионического гонадотропина (повышен при синдроме Дауна) и несвязанного эстриола (уменьшен при синдроме Дауна); ультразвуковое обследование (УЗИ). Неинвазивные методы: обследование плода без оперативного вмешательства с помощью ультразвукового обследования (УЗИ). Проводится с 6 до 23 недели с целью выявления врожденных пороков развития (редукция конечностей, отставание в росте, анэнцефалия и др.). Инвазивные методы: хорион- и плацентобиопсия (получение небольших кусочков ворсин хориона и кусочков плаценты с 7 по 16 неделю беременности трансабдоминально или трансцервикально под контролем УЗИ), получение амниотической жидкости и клеток плода на 15-18 неделе беременности биопсия кожи плода, кордоцентез (взятие крови из пуповины под контролем УЗИ с 18-22 недели беременности). Полученный материал подвергается цитогенетическому, биохимическому, молекулярно-генетическому исследованию. Результаты используются в пренатальной диагностике хромосомных и генных болезней, определении пола, выявлении пороков развития. 74. Методы молекулярной генетики (секвенирования, полимеразных цепных реакций и др.). Полимера́зная цепна́я реа́кция (ПЦР) — экспериментальный метод молекулярной биологии, позволяющий добиться значительного увеличения малых концентраций определённых фрагментов нуклеиновой кислоты (ДНК) в биологическом материале (пробе).Помимо амплификации ДНК, ПЦР позволяет производить множество других манипуляций с нуклеиновыми кислотами (введение мутаций, сращивание фрагментов ДНК) и широко используется в биологической и медицинской практике, например, для диагностики заболеваний (наследственных, инфекционных), для установления отцовства, для клонированиягенов, выделения новых генов. Секвенирование ) — определение их аминокислотной или нуклеотидной последовательности.В результате секвенирования получают формальное описание первичной структуры линейной макромолекулы в виде последовательности мономеров в текстовом виде. Размеры секвенируемых участков ДНК обычно не превышают 100 пар нуклеотидов В результате секвенирования перекрывающихся участков ДНК, получают последовательности участков генов, целых генов, тотальной мРНК и даже полных геномов организмов 75. Генная инженерия. Выделение и синтез генов, клонирование генов.Генная инженерия-целенаправленное изменение генетической программы клетки с использованием методов молекулярной генетики. Выделение генов - получение определенных фрагментов ДНК с помощью рестриктазы. Синтез генов: 1)химический – синтез определенных последовательностей нуклеотидов, соответствующих данному гену. 2) ферментативный – с помощью фермента обратной транскриптазы(ревертазы) на матрице мРНК синтезируют комплементарную ДНК. 76. Возможности молекулярно-генетических методов и их значение в современной генетике. 1. Идентифицирование мутаций в гене. 2. Диагностирование моногенного заболевания путем определения нуклеотидной последовательности генов и выявления мутантных генов. 3. Осуществление генетического анализа полиморфизма ДНК родителей и детей. 4. Определение индивидуальной изменчивости ДНК человека по вариабельным точкам ДНК, молекулярный анализ которых позволяет проводить идентификацию личности человека. 5. Выделение и синтез генов. 77. Значение генетики для медицины. Лечение, диагностика и профилактика наследственных заболеваний.Медико-генетическое консультирование: а) обследование вступающих в брак; б) обследование беременных; в) обследование ребенка после рождения. Профилактика наследственных заболеваний: 1) Преэмбриональный период 2) Эмбриональный период 3) Постэмбриональный период |