биология. EKZAMEN_BIO (Восстановлен). Краткий обзор 1) единство химического состава, 2) обмен веществ, 3) самовоспроизведение (репродукция), 4) наследственность
 Скачать 1.8 Mb.
|
|
Вопрос 110. Виды геномных мутаций .Механизмы их возникновения Краткий ответ: Геном человека — совокупность наследственного материала, заключенного в клетке человека. Человеческий геном состоит из 23 пар хромосом, находящихся в ядре, а также митохондриальной ДНК. Двадцать две аутосомные хромосомы, две половые хромосомы Х и Y, а также митохондриальная ДНК человека содержат вместе примерно 3,1 млрд пар оснований. В ходе выполнения проекта «Геном человека» была определена последовательность ДНК всех хромосом и митохондриальной ДНК. Полное секвенирование выявило, что человеческий геном содержит 20 000—25 000 генов. Ген – участок молекулы ДНК, несущий информацию об одном белке, а следовательно об одном признаке. Полный ответ: базовые регуляторные элементы генома Также в отдельную группу элементов генома принято выделять регуляторные участки. В эту группу входят как базовые элементы, такие как промоторы, так и не менее важные дополнительные регуляторные элементы энхансеры, сайленсеры, инсуляторы. В геноме человека их насчитывается несколько сотен тысяч, что составляет порядка 10% генома. Геномные мутации характеризуются изменением числа хромосом. У человека известны полиплоидия (в том числе тетраплоидия и триплоидия) и анеуплоидия. Полиплоидия — увеличение числа наборов хромосом, кратное гаплоидному (Зn, 4n, 5n и т.д.). Причины: двойное оплодотворение и отсутствие первого мейотического деления. У человека полиплоидия, а также большинство анеуплоидий приводят к формированию леталей. Анеуплоидия — изменение (уменьшение — моносомия, увеличение — трисомия) числа хромосом в диплоидном наборе, т.е. не кратное гаплоидному (2n+1, 2n-1 и т.д.). Механизмы возникновения: нерасхождение хромосом (хромосомы в анафазе отходят к одному полюсу, при этом на каждую гамету с одной лишней хромосомой приходится другая — без одной хромосомы) и «анафазное отставание» (в анафазе одна из передвигаемых хромосом отстаёт от всех других). Трисомия — наличие трёх гомологичных хромосом в кариотипе (например, по 21-й паре, что приводит к развитию синдрома Дауна; по 18-й паре — синдрома Эдвардса; по 13-й паре — синдрома Патау). Моносомия — наличие только одной из двух гомологичных хромосом. При моносомии по любой из аутосом нормальное развитие эмбриона невозможно. Единственная совместимая с жизнью моносомия у человека — по хромосоме X — приводит к развитию синдрома Шерешевского—Тернера (45,Х0) Вопрос 111. Генетическая мозаичность клеток организма. Механизмы возникновения. Краткий ответ: 1-Мозаицизм (генетический мозаицизм, хромосомный мозаицизм, «мозаичная форма», «мозаичный кариотип») — наличие в тканях (растения, животного, человека) генетически различающихся клеток. 2-генетический мозаицизм-сочетание в тканях индивидуума клеточных линий с различным хромосомным набором. При этом смесь клеток с нормальным и аномальным кариотипами может быть представлена во всех тканях организма или ограничена клетками какой-либо одной ткани. Полный ответ: Многоклеточный организм, клеточные популяции которого различны по генетической конституции, именуется мозаик. Понятие мозаицизма связано с понятиями трисомии и анеуплоидии. Может возникать в результате: 1)перераспределения (кроссинговер) в соматических клетках, 2)соматических мутаций в зиготе или на ранних стадиях дробления; 3)Сегрегации (процесс продольного расщепления хромосом на хроматиды (дочерние хромосомы) в митозе с последующим их расхождением к разным полюсам)хромосом при делении клеточного ядра (митозе). Вопрос 112. Лайонизация. Механизм и биологическое значение. Кратко: Лайонизация – процесс инактивации одной из двух Х-хромосом в клетках женского организма, с образованием неактивного гетерохроматина (полового хроматина). Этот процесс обеспечивает дозовую компенсацию генов в женских клетках, чтобы с двух Х-хромосом не образовывалось вдвое больше РНК, чем в клетках мужского организма, имеющих только одну Х-хромосому. Механизм. На неактивной Х-хромосоме экспрессируется специальный ген (XIST). Продукт экспрессии этого гена (Белок-некодирующая РНК) накапливается и распределяется по Х-хромосоме, образуя вокруг нее оболочку. Это происходит на уровне низкого ацетилирования гистонов и их замещения на другие гистоны. Хромосома инактивируется. Полный ответ: Лайонизация (lyonisation) [по имени М. Лайон] — гипотетический механизм компенсации дозы генов X-хромосомы, выражающийся в инактивации одной из двух Х-хромосом у женщин. Согласно гипотезе М. Лайон (1962 г.), по имени которой назван этот механизм, инактивация X-хромосомы происходит в раннем эмбриогенезе, осуществляется случайным образом (инактивированной может быть либо отцовская, либо материнская X-хромосома), затрагивает целиком всю X-хромосому и характеризуется устойчивостью, передаваясь клеточным потомкам. Фенотипическое проявление Х-сцепленных признаков у женщин сильно зависит от случайнойинактивации одной из Х-хромосом. На ранней стадии развития эмбриона в каждой соматической клетке инактивируется одна Х-хромосома, которая может быть с равной вероятностью отцовской или материнской. Инактивация устойчива, поэтому все потомство исходной клетки наследует те же активную и неактивную Х-хромосомы. Таким образом, организм каждой женщины мозаичен, причем в среднем половина клеток экспрессирует отцовскую Х-хромосому, а половина - материнскую. Если одна из Х-хромосом несет мутантный ген, то примерно половина клеток будет иметь нормальный фенотип, а другая половина - измененный. Это соотношение может стать иным, если вероятность выживания одного из клонов выше. У гетерозиготной женщины наличие и степень тяжести болезни определяется соотношением клеток с активными мутантными и нормальными Х-хромосомами в каждой ткани. В каждой клетке женского организма неактивную Х-хромосому можно выявить как плотное скопление хроматина - тельце Барра . Неактивная Х-хромосома реплицируется позднее, и ее ДНК метилирована в большей степени. Полагают, что метилирование ДНК играет роль в поддержании инактивации Х-хромосомы. Ген XIST транскрибируется только с неактивной Х-хромосомы и также необходим для инактивации, однако молекулярный механизм этого явления не изучен. Случайный характер инактивации Х-хромосомы - важнейший фактор, определяющий проявление многих Х-сцепленных болезней у женщин. Выявление фенотипических изменений у гетерозигот зависит от того, насколько тщательно проведено обследование, и иногда от возраста обследуемого. Например, недостаточность орнитинкарбамоилтрансферазы у гетерозигот может протекать бессимптомно, иногда выявляют незначительную непереносимость белков, но у других больных периодически возникает гипераммонийная кома , которая может привести к летальному исходу. У гетерозиготных женщин иногда выявляются симптомы болезни при миопатии Дюшенна ,гемофилии A и болезни Фабри . У гемизиготных мужчин симптомы болезни более устойчивы и выражены сильнее, чем у гетерозиготных женщин. Иногда биохимические нарушения происходят только в некоторых клетках, приводя к мозаицизму, например при хориоидеремии и некоторых формах Х-спепленного глазного альбинизма . Если при этом изменен продукт клеточной секреции, то степень проявления дефекта, например активность фактора свертывания VIII пригемофилии A , зависит от соотношения пораженных и нормальных клеток во всей ткани. Вопрос №113 В чём заключаются трудности и преимущества изучения генетики человека? Изучение генетики человека связано с биологическими и социально-этическими трудностями. Биологические: 1) позднее половое созревание 2) малочисленное потомство у одной пары родителей 3) в основном моноплодная беременность (исключение - близнецы) 4) большой срок беременности 5) медленная смена поколений (20 - 25 лет) 6) особенности кариотипа (большое число хромосом и др.) 7) фенотипический полиморфизм (многообразие фенотипов). Социально-этические: 1) невозможность направленных скрещиваний в интересах исследователя (невозможность применения гибридологического метода) 2) отсутствие точной регистрации наследственных признаков (проводится не всегда и не везде) 3) невозможность создания одинаковых условий жизни для всех людей. Однако у человека есть и преимущества перед другими генетическими объектами: 1) способность воспринимать информацию и абстрактно мыслить 2) высокая численность популяций, доступных для изучения 3) возможность регистрации наследственных признаков в течение длительного времени 4) использование гибридизации соматических клеток для генетического анализа. Антропогенетика (генетика человека) - раздел генетики, изучающий наследственность и изменчивость у человека. Из генетики человека выделяется медицинская генетика, исследующая механизмы развития наследственных болезней, возможности их лечения и профилактики. Вопрос 114. Клинико-гениалогический метод. Кратко: Клинико-генеалогический метод включает три основных этапа: клиническое обследование, составление родословной и генеалогический анализ. При составлении родословных принято использовать унифицированные символы. При составлении родословной желательно получить сведения о максимальном количестве родственников 3-4 поколений. Далее, внизу под родословной записывается легенда (данные о состоянии здоровья родственников, причинах и возрасте смерти и др.) и указывается дата составления этого документа. Использование клинико-генеалогического метода предполагает плательное клиническое обследование всех членов родословной с целью выявлена у них стертых или атипичных признаков заболевания. Сбор анамнестических данных проводится по определенной схеме: 1. Сведения о пробанде — анамнез заболевания, включающий начальные признаки и возраст их манифестации, последующее течение болезни; если это ребенок - сведения о раннем психомоторном и последующем умственном и физическом развитии. 2. Данные о сибсах (братьях и сестрах) и родителях пробанда — возраст, здоровы или больны, проведение аналогии с заболеванием пробанда в случае болезни. 3. Сведения о родственниках со стороны матери (родители, их дети, внуки). 4. Сведения о родственниках со стороны отца (родители, их дети, внуки). Полученные данные записываются в этой последовательности в медико-генетическую карту. При составлении родословных необходимо учитывать наличие и характер профессиональных вредностей (особенно для родителей, имеющих детей с врожденными пороками развития или хромосомной патологией), факторов, влияющих на возникновение патологии плода и новорожденного (прием лекарственных препаратов, заболевания матери, воздействие химических и радиационных мутагенов), время их действия (до или во время беременности). Заключительный этап - анализ родословной. Полный ответ: Клинико-генеалогический метод включает три основных этапа: клиническое обследование, составление родословной и генеалогический анализ. При составлении родословных принято использовать унифицированные символы. Составление родословной начинается с пробанда (от англ. probe - зондирование), т.е. с лица, первым попавшего в поле зрения исследователя. Чаще всего им оказывается больной или носитель признака. Однако им может быть и любой родственник больного, обратившийся за медико-генетической консультацией. Всех детей одной супружеской пары называют сибсами (от англ. аббревиатуры SIBS: Sisters - BrotherS). Если общим у братьев и сестер является только один из родителей, их называют полусибсами. В родословной сибсы располагаются в порядке рождения горизонтально слева направо, начиная со старшего. При составлении родословной желательно получить сведения о максимальном количестве родственников 3-4 поколений. Чаще всего родословная бывает представлена последовательными, соединенными между собой горизонтальными рядами, однако, втом случае, если членов родословной оказывается очень много, эти ряды могут быть представлены в виде концентрических окружностей. Все члены одного поколения располагаются строго в одном ряду. Ряды поколений обозначают римскими цифрами. Представители одного поколения нумеруются арабскими цифрами, последовательно — слева направо. Таким образом, каждый член родословной имеет свой шифр двоичной системы, например- 1-1,II-1, II-2 и т.д. Необходимо указывать возраст всех членов родословной, так как некоторые заболевания проявляются в различные периоды жизни. Супруги родственников пробанда, если они здоровы, могут не изображаться. При рассмотрении нескольких признаков прибегают к буквенным или штриховым изображениям внутри символов. Далее, внизу под родословной записывается легенда (данные о состоянии здоровья родственников, причинах и возрасте смерти и др.) и указывается дата составления этого документа. Использование клинико-генеалогического метода предполагает плательное клиническое обследование всех членов родословной с целью выявлена у них стертых или атипичных признаков заболевания. Иногда это оказывается возможным только с помощью дополнительных параклинических методов исследования (например, рентгенологических, биохимических, электрофизилогических, морфологических и других). При невозможности обследования всех членов родословной сбор информации о наличии в семье пробанда заболеваний или признаков, указывающих на таковое, можно проводить разными методами. Например, путем опроса или анкетирования. К сожалению, в настоящее время составление родословных представляет собой сложную задачу, вследствие того, что люди зачастую имеют скудные, отрывочные или неточные сведения о своих родственниках и состоянии их здоровья. Все это затрудняет постановку диагноза. Сбор анамнестических данных проводится по определенной схеме: 1. Сведения о пробанде — анамнез заболевания, включающий начальные признаки и возраст их манифестации, последующее течение болезни; если это ребенок - сведения о раннем психомоторном и последующем умственном и физическом развитии. 2. Данные о сибсах (братьях и сестрах) и родителях пробанда — возраст, здоровы или больны, проведение аналогии с заболеванием пробанда в случае болезни. 3. Сведения о родственниках со стороны матери (родители, их дети, внуки). 4. Сведения о родственниках со стороны отца (родители, их дети, внуки). Полученные данные записываются в этой последовательности в медико-генетическую карту. Чем больше родственников пробанда будет непосредственно опрошено или обследовано, тем выше шансы на получение более достоверных и полезных сведений, так как наследственные заболевания в семье часто скрываются или неправильно диагностируются. Необходимо внимательно анализировать сообщения об инфекциях и травмах, характер течения которых может указывать на сопутствующее наследственное заболевание или предрасположенность к нему. Важно учитывать генетическую гетерогенность и варьирующую экспрессивность наследственных заболеваний. При сборе анамнестических данных необходимо выяснять акушерский анамнез у женщин: как протекала беременность, на каком фоне она наступила, подробности о всех случаях спонтанных абортов, мертворождений, наличии бесплодных браков и ранней детской смертности, что наиболее важно при подозрении на хромосомную патологию. Следует отмечать девичьи фамилии женщин и место жительства семьи и предков, национальность, что помогает выявить кровно-родственные браки, которые увеличивают вероятность рождения детей с АР наследственным заболеванием. Если родители пробанда родом из одного небольшого по числу жителей населенного пункта (особенно изолированного геофафически), можно предположить, что они имеют общих предков, а, следовательно, и общие патологические гены (случайный инбридинг). При составлении родословных необходимо учитывать наличие и характер профессиональных вредностей (особенно для родителей, имеющих детей с врожденными пороками развития или хромосомной патологией), факторов, влияющих на возникновение патологии плода и новорожденного (прием лекарственных препаратов, заболевания матери, воздействие химических и радиационных мутагенов), время их действия (до или во время беременности). Заключительный этап - анализ родословной - требует хорошего знания критериев типов наследования, которые представлены в наших статьях. Кроме того, необходимо учитывать возможность фенокопий наследственных заболеваний. Вопос 115. Современные методы цитогенетики. Краткий обзор: Цитогенетика - раздел генетики, изучающий закономерности наследственности во взаимосвязи со строением и функциями органоидов, в особенности хромосом. Методы цитогенетики включают в себя анализ G-бэндинга, флуоресцентную in situ гибридизацию, сравнительную геномную гибридизацию и другие. Часто задачей цитогенетического анализа является определение патологического кариотипа. Полный ответ: Цитогенетический метод исследования – анализ, с помощью которого можно установить имеющиеся изменения в хромосомном аппарате. В первую очередь выясняются аномалии в самом наборе хромосом, а также наличие разнообразных структурных перестроек. Такое цитогенетическое исследование чаще всего применяется для своевременной диагностики врожденных и опасных приобретенных заболеваний. К стандартным процедурам цитогенетического анализа крови относится кариотипирование. С его помощью выявляют нарушения в количестве и структуре хромосом. Для анализа кариотип, забор клеток крови держат в питательной среде на протяжении 3 суток. Затем происходит фиксация полученного материала и изучение под микроскопом. На данных этапах нужно тщательно проследить за качеством специальных окрашивающих препаратов и уровнем подготовки персонала. Существует также цитогенетическое исследование плода, его назначают при различных подозрениях на генетические отклонения или при неправильном раннем внутриматочном развитии. Цитогенетическое исследование костного мозга назначают пациентам с различными видами злокачественных заболеваний в органах системы кроветворения. Во время этого анализа оценивается не менее 20 клеток. На ранних сроках беременности может потребоваться цитогенетическое исследование хориона. Его проводят на 10-14 неделе беременности с целью исключения хромосомных болезней плода, таких как синдром Дауна, болезнь Хантера, b-талассемия и еще около 50 различных отклонений и заболеваний. |