Итог(генетика паразитология). Итог 2 Генетика как наука
 Скачать 1.56 Mb.
|
|
Генетика человека. Особенности проведения генетического анализа у человека. Менделирующие признаки человека. Особенности человека как объекта генетического анализа: 1. малое число потомков. 2. позднее половое созревание. 3. редкая смена поколений. 4. большая продолжительность жизни. 5. сложный кариотип (большое количество хромосом и групп сцепления). 6. невозможность проводить эксперименты. 7. невозможность создания одинаковых условий для исследуемых. Генетика человека имеет как основные специфические методы исследования: клинико-генеалогический - метод родословных, основан на прослеживании какого-либо нормального или патологического признака в ряду поколений с указанием родственных связей между членами родословной близнецовый используется в генетике человека для изучения закономерностей наследования признаков в парах одно- и двуяйцевых близнецов. Позволяет выявить наследственный характер признака, определить пенетрантность аллеля, оценить эффективность действия на организм некоторых внешних факторов цитогенетический используется в диагностике хромосомных заболеваний. биохимический позволяют выявить продукты нарушенного метаболизма популяционно-статистический применяется при изучении наследственных болезней, чередования нормальных и патологических генов, генотипов и фенотипов в популяциях различных местностей, стран и городов иммунологический используются для выявления возбудителей инфекционных и паразитарных заболеваний, определения гормонов, беременности, видовой принадлежности белков дерматоглифики - это изучение папиллярных узоров пальцев, ладоней и стоп. На этих участках кожи имеются крупные дермальные сосочки, а покрывающий их эпидермис образует гребни и борозды. Дерматоглифические узоры обладают высокой степенью индивидуальности и остаются неизменными в течение всей жизни. Поэтому их используют для определения зиготности близнецов, для идентификации личности в криминалистике и установления отцовства в судебной медицине. онтогенетический позволяет устанавливать по фенотипу носительство рецессивных аллелей в гетерозиготном состоянии и хромосомных перестроек Молекулярно-генетический - выделение молекул ДНК из отдельных хромосом, либо митохондрий, с последующим изучением структуры этих молекул, выявлении изменений в определенных участках гена. Это позволяет проводить молекулярную диагностику наследственной патологии. Полученные этими методами данные позволяют получить более полные представления о геноме человека. Менделирующими признаками называются те, наследование которых происходит по закономерностям, установленным Грегором Менделем. Особенности основных типов наследования патологических признаков: 1. Аутосомно-доминантный прослеживается в каждом поколении у больных родителей больной ребенок болеют и мужчины, и женщины вероятность наследования 50-100% 2. Аутосомно-рецессивный не в каждом поколении проявляются в потомстве у здоровых родителей встречается и у мужчин, и у женщин вероятность наследования 25-50-100% 3. X-сцепленный доминантный сходен с аутосомным-доминантным, но мужчины передают признак только дочерям 4. X-сцепленный рецессивный не в каждом поколении болеют преимущественно мужчины у здоровых родителей с вероятностью 25% больные сыновья женщины с патологическим признаком рождаются в семьях, где отец болен, а мать носительница 5. Y-сцепленный (голландрический) прослеживается в каждом поколении болеют только мужчины у больного отца все сыновья больные 15. Генетика человека. Генеалогический метод генетики человека: сущность, этапы. Построение родословной и ее анализ. Генеалогический метод — составление и анализ родословных с целью установления закономерностей наследственной передачи нормальных и патологических признаков. Сущность Генеалогического метода состоит в выяснении родственных связей и в прослеживании признака или болезни среди всех родственников. В Генеалогическом методе условно можно выделить два этапа — составление родословных и генеалогический анализ, т. е. анализ родословных Для составления родословной пробанда (лицо, с к-рого начинают обследование) необходимы сведения о возможно большем числе родственников — носителей наследственного признака или болезни по материнской и отцовской линиям. Первым этапом генеалогического анализа (анализа родословной) является установление наследственного характера признака. В каждой родословной должны быть прослежены также особенности наследования определенного признака. При анализе признака необходимо учитывать возможные его модификации как результат взаимодействия контролирующего его гена и окружающей среды. После установления наследственной природы анализируемого признака переходят к установлению типа наследования. Для решения этого вопроса используют различные методы статистической обработки данных родословной. Выбор метода обработки генеалогических данных во многом определяется способом сбора материала. Анализ родословных предшествует клиническому и лабораторному обследованию больных и их родственников. Г. м. дает возможность определить тип наследования патол, признака или болезни и тем самым нередко уточнить ее форму, поскольку для каждой наследственной болезни характерным является передача преимущественно по определенному типу. Генеалогический метод помогает проследить особенности наследования на протяжении ряда поколений, отметить влияние внешних факторов, кровных браков на проявляемость мутантного гена и степень выраженности его свойств. Построение родословной и ее анализ. Для построения родословной, прежде всего, необходимо собрать максимально подробную семейную информацию относительно интересующего вопроса. Сбор генеалогической информации о наличии среди родственников консультируемого тех или иных заболеваний может проводиться разными методами: методом опроса, очного или заочного анкетирования, на основе личного обследования членов семьи.Обычно родословная собирается по одному или нескольким интересующим исследователя признакам или болезням. Сбор семейной информации осуществлять по определенной системе: начинать от пробанда, далее переходить к его сибсам (родным братьям и сестрам), затем - к родственникам по линии матери (ее родители, братья и сестры, племянники и племянницы) и в той же последовательности - к родственникам по линии отца. Аналогичным образом собирать информацию о родственниках по линии супруга и потомстве с указанием исходов всех состоявшихся беременностей. Такой способ сбора информации позволяет пополнить родословную сведениями по восходящему, нисходящему и боковым направлениям и получить информацию о 3-4 поколениях родственников. После сбора генеалогической информации о конкретной семье, врач-генетик (или медицинская сестра) приступает к графическому изображению родословной. Принципы составления родословной: Родословная строится снизу вверх и начинается с пробанда, который должен быть четко обозначен стрелкой. Лица мужского пола обозначаются квадратиками, лица женского пола – кружочками. Символы, изображающие больных или обладателей анализируемых признаков, затушевываются или заштриховываются, причем, разные заболевания обозначаются по-разному. При изображении супружеской пары кружочки, как правило, располагаются с левой стороны. Линия, соединяющая предполагаемые центры квадратика и кружочка, является линией брака. Братья и сестры (сибсы) располагаются в родословной в порядке рождения слева направо, начиная от старшего. Дети одной супружеской пары располагаются на одном уровне, объединяются общей чертой, которая вертикальной линией соединяется с линией брака их родителей. Далее последовательно изображаются родственники по линии матери пробанда, затем – его отца. Аналогичным образом происходит изображение родственников по линии супруга. В тех случаях, когда супруг не обследован на наличие анализируемого признака и его родословная не приводится, желательно не изображать его вообще. Внесение такого значка в родословную не дает никакой информации, а только затрудняет ее восприятие. Лица одного поколения должны занимать один уровень в родословной. Поколения обозначаются римскими цифрами слева от родословной. Нумерация поколений производится сверху вниз, поэтому поколение I – самое старшее из всех поколений, включенных в родословную, и оно занимает самый верхний уровень в ней. Лица одного поколения нумеруются арабскими цифрами последовательно слева направо, причем цифры располагаются под символами. Возраст индивида указывается арабскими цифрами, расположенными над символами. Если родословная очень обширная, то разные поколения можно располагать не горизонтальными рядами, а концентрическими. Как правило, в нижней части родословной приводится расшифровка использованных условных обозначений. Это обеспечивает возможность правильной трактовки генеалогической картины семьи любым специалистом. При необходимости идентифицировать конкретного члена родословной его обозначают двумя цифрами, включающими номер поколения и порядковый номер в ряду поколения (например, II-4 или IV- 5). Все необходимые и дополнительные сведения, которые не могут быть условно отображены в графическом виде, записываются внизу под родословной. Там же указывается дата составления родословной. 1 — особь мужского пола, не имеющая изучаемого признака 2 — особь женского пола, не имеющая изучаемого признака 3 — пол неизвестен 4 — брак мужчины и женщины 5 — близкородственный брак 6 — дети одной родительской пары (сибсы) 7 — монозиготные близнецы женского или мужского пола 8 — особь мужского пола, имеющая изучаемый признак, 9 — дизиготные близнецы одного или разного пола, 10—выкидыш 11— аборт, 12 — мертворожденный, 13 — бездетный брак 14 - гетерозиготная носительница рецессивного аллеля Х-хромосомы (гетерозиготность устанавливается при анализе родословной) 15 — рано умершие 16 — пробанд 17 — особь женского пола, имеющая изучаемый признак. Графическое изображение одной из родословных, включающей в себя представителей 4-х поколений. 16. Генетика человека. Близнецовый метод генетики человека: сущность и возможности. Моно- и дизиготные близнецы. 1. Сущность.Близнецовый методоснован на изучении фенотипа и генотипа близнецов для определения степени влияния среды на развитие различных признаков. Этот метод в 1876 г. предложил английский исследователь Ф. Гальтон для разграничения влияния наследственности и среды на развитие различных признаков у человека. Близнецами называют одновременно родившихся детей. Они бывают монозиготными (однояйцевыми) и дизиготными (разнояйцевыми). Монозиготные близнецы развиваются из одной зиготы (1), которая на стадии дробления разделилась на две (или более) части. Поэтому такие близнецы генетически идентичны и всегда одного пола. Монозиготные близнецы характеризуются большой степенью сходства (конкордантностью) по многим признакам. Дизиготные близнецы развиваются из двух или более одновременно овулировавших и оплодотворенных разными сперматозоидами яйцеклеток (2). Поэтому они имеют различные генотипы и могут быть как одного, так и разного пола. Возможности.Близнецовый метод : - позволяет определить степень проявления признака у пары, влияние наследственности и среды на развитие признаков. Все различия, которые проявляются у однояйцевых близнецов, имеющих одинаковый генотип, связаны с влиянием внешних условий. Большой интерес представляют случаи, когда такая пара была по каким-то причинам разлучена в детстве и близнецы росли и воспитывались в разных условиях. - позволяет изучитьразнояйцевых близнецов и проанализировать развитие разных генотипов в одинаковых условиях среды. - позволяет установить, что для многих заболеваний значительную роль играют условия среды, при которых происходит формирование фенотипа. Например, такие признаки как группа крови, цвет глаз и волос определяются только генотипом и от среды не зависят. Некоторые заболевания, хотя и вызываются вирусами и бактериями, в некоторой степени зависят от наследственной предрасположенности. Такие заболевания, как гипертония и ревматизм, в значительной степени определяются внешними факторами и в меньшей степени – наследственностью. Таким образом, близнецовый метод позволяет выявить роль генотипа и факторов среды в формировании признака, для чего изучаются и сравниваются степени сходства (конкордантность) и различий (дискордантность) монозиготных и дизиготных близнецов. 2. Близнецы — два или более потомка, рождённых в результате одной беременности через непродолжительное время друг за другом, у человека и тех млекопитающих, самки которых обычно рождают одного детёныша. Близнецы бывают однояйцевыми и разнояйцевыми. Обычно выделяют два основных типа близнецов: • Монозиготные (гомозиготные), имеющие 100% общих генов. • Дизиготные (гетерозиготные), имеющие 50% общих генов. • Иногда бывают гетерозиготные близнецы от разных отцов, имеющие 25% общих генов. Однояйцевые, или монозиготные близнецы появляются, когда оплодотворенная яйцеклетка делится на два плодных яйца, из которых развиваются два эмбриона. Такие близнецы всегда одного пола, у них одна группа крови и одинаковые внешние признаки. Однояйцевые близнецы могут развиваться как в одном плодном пузыре, так и в отдельных.Возникновение монозиготной двойни связывают также и с оплодотворением яйцеклетки, имевшей два или более ядра. Каждое ядро соединяетсяс ядерным веществом сперматозоида, в результате чего образуются зародышевые зачатки. Описаны яйцеклетки и с тремя ядрами. Они обладают одинаковыми генотипами. Монозиготные идентичные близнецы всегда одного пола и обладают очень большим портретным сходством.Монозиготные двойни формируются вследствие разделения одного плодного яйца на различных стадиях его развития и составляют 1/3 от всех двоен. В отличие от дизиготных близнецов частота распространенности монозиготных близнецов является величиной постоянной, составляющей 3-5 на 1000 родов. Дизиготные близнецы возникают при оплодотворении двух отдельных яйцеклеток. Созревание двух и более яйцеклеток может происходить как в одном яичнике, так и в двух. Дизиготные близнецы могут быть как одно, так и разнополыми и находятся в той же генетической зависимости, что и родные братья и сестры.Одной из основных причин образования дизиготных близнецов является мощная гормональная стимуляция яичников. Высокий уровень ФСГ может вызывать созревание и овуляцию одновременно нескольких фолликулов в одном или обоих яичниках или формирование в одном фолликуле двух яйцеклеток. Чаще всего две яйцеклетки исходят из одного фолликула.Более часто встречаются дизиготные двойни (в 66-75% всех двойней). Частота рождения дизиготных (разнояйцовых) близнецов варьирует от 4 до 50 на 1000 родов. 17. Генетика человека. Популяционно-статистический метод генетики человека. Закон Харди- Вайнберга. Условия идеальной популяции. 1. Популяционно-статистическим методом является статистическая обработка получаемых данных. Этим методом можно рассчитать частоту встречаемости в популяции различных аллелей гена и разных генотипов по этим аллелям, выяснить распространение в ней различных наследственных признаков, в том числе заболеваний. Он позволяет изучать мутационный процесс, роль наследственности и среды в формировании фенотипического полиморфизма человека по нормальным признакам, а также в возникновении болезней, особенно с наследственной предрасположенностью. Этот метод используют и для выяснения значения генетических факторов в антропогенезе, в частности в расообразовании. При статистической обработке материала, получаемого при обследовании группы населения по интересующему исследователя признаку, основой для выяснения генетической структуры популяции является закон генетического равновесия Харди — Вайнберга. 2. Закон Харди-Вайнбергагласит, что в идеальной популяции существует постоянное соотношение частот аллелей и генотипов( т.е.в условиях идеальной популяции частоты генов и генотипов остаются постоянными от поколения к поколению). Закон описывается уравнением: 3. Идеальная популяция-это достаточно большая, панмиктическая (панмиксия — свободное скрещивание) популяция. Условия идеальной популяции: - бесконечно большое число особей; - свободное скрещивание (панмиксия); - отсутствие миграций; - отсутствиее мутаций; - отсутствие естественного отбора; Понятие идеальной популяции используют как модель для математических расчетов в генетике популяций. Природные популяции называют реальными. Они являются объектом изучения популяционной генетики. 18. Генетика человека. Цитогенетический метод в генетике человека: сущность и возможности. 1. Цитогенетический метод. Сущность. Основан на изучении хромосом человека в норме и при патологии. В норме кариотип человека включает 46 хромосом — 22 пары аутосом и две половые хромосомы. Использование данного метода позволило выявить группу болезней, связанных либо с изменением числа хромосом, либо с изменениями их структуры. Такие болезни получили название хромосомных. Материалом для кариотипического анализа чаще всего являются лимфоциты крови. Кровь берется у взрослых из вены, у новорожденных — из пальца, мочки уха или пятки. Лимфоциты культивируются в особой питательной среде, в состав которой, в частности, добавлены вещества, «заставляющие» лимфоциты интенсивно делиться митозом. Через некоторое время в культуру клеток добавляют колхицин. Колхицин останавливает митоз на уровне метафазы. Именно во время метафазы хромосомы являются наиболее конденсированными. Далее клетки переносятся на предметные стекла, сушатся и окрашиваются различными красителями. Окраска может быть а) рутинной (хромосомы окрашиваются равномерно), б) дифференциальной (хромосомы приобретают поперечную исчерченность, причем каждая хромосома имеет индивидуальный рисунок). Рутинная окраска позволяет выявить геномные мутации, определить групповую принадлежность хромосомы, узнать, в какой группе изменилось число хромосом. Дифференциальная окраска позволяет выявить хромосомные мутации, определить хромосому до номера, выяснить вид хромосомной мутации. В тех случаях, когда необходимо провести кариотипический анализ плода, для культивирования берутся клетки амниотической (околоплодной) жидкости — смесь фибробластоподобных и эпителиальных клеток. |