Генный уровень. Наименьшей (элементарной) единицей наследственного материала является ген
 Скачать 4.49 Mb.
|
Популяционно-статистический метод:Метод заключается в изучении генетических закономерностей в популяции. Теоретической основой данного метода является основной закон генетики популяций – закон Харди-Вайнберга. Метод позволяет установить: Частоту встречаемости аллелей одного гена в популяции, т.е. генные частоты. По частоте встречаемости гены можно разделить на две группы: а) гены, имеющие универсальное распространение, т.е. встречающиеся в разных популяциях с одинаковой частотой, б) гены, имеющие локальное распространение. Например, ген, определяющий серповидно-клеточную анемию, распространен в странах Средиземноморья и на Африканском континенте. Ген, определяющий врожденный вывих бедра, распространен у малых народов Севера. Гены, определяющие нарушение строения гемоглобина, распространены в среднеазиатских популяциях. Изучение генных частот в разных популяциях лежит в основе современной геногеографии. Генотипическую структуру популяции, т.е. частоты встречаемости генотипов. Исследование генотипических частот позволяет решить две основные задачи: а) изучить распространенность наследственных заболеваний, б) определить частоту гетерозиготного носительства патологического гена в популяции. Факторы, влияющие на генофонд популяции, в частности, интенсивность мутационного процесса и стабилизирующего естественного отбора. Прогнозировать изменение генных и генотипических частот в популяции, снижение или рост заболеваемости и грамотно обосновать необходимость проведения соответствующих профилактических мероприятий в данном регионе. Биохимические методы: Биохимический метод является основным в диагностике многих моногенных болезней, приводящих к нарушению обмена веществ. Объектами биохимической диагностики являются биологические жидкости: кровь, моча, пот, амниотическая жидкость и т.д. С помощью данного метода можно определить в биологических жидкостях активность ферментов или содержание некоторых продуктов метаболизма. Практически во всех случаях биохимическая диагностика включает 2 уровня: первичный и уточняющий. Целью первичного уровня диагностики является исключение здоровых индивидов из дальнейшего обследования, для этого используют 2 вида программ диагностики: массовые и селективные. Массовые просеивающие программы применяют для диагностики у новорожденных таких заболеваний как фенилкетонурия, врожденный гипотериоз, муковисцедоз, галактоземия. Например, для диагностики фенилкетонурии кровь новорожденных берут на 3-5 день после рождения. Капли крови помещают на хроматографическую или фильтровальную бумагу и пересылают в лабораторию для определения фенилаланина. Селективные диагностические программы предусматривают проверку биохимических аномалий обмена у пациентов с подозрением на генные наследственные болезни. В селективных программах могут использоваться простые качественные реакции (например, тест с хлоридом железа для выявления фенилкетонурии или тест с динитрофенилгидрозином для выявления кетокислот в моче) или более точные методы. Например, с помощью тонкослойной хроматографии мочи и крови можно диагностировать наследственные нарушения обмена аминокислот и мукополисахаридов. С помощью электрофореза гемоглобинов диагностируется вся группа гемоглобинопатий. На сегодняшний день в нашей стране внедрена программа обязательного селективного скрининга на определение наследственных болезней обмена веществ, с проведением 14ти тестов анализов мочи и крови: на белок, кетокислоты, цистин и т.д. На втором этапе, применяя методы тонкослойной хроматографии мочи и крови, можно выявить более 140 наследственных болезней обмена веществ, такие как болезни углеводного обмена, лизосомальные болезни накопления, болезни обмена металлов, аминоацидопатии и т.д. Цитогенетический метод:Цитогенетический метод, основанный на изучении количества и структуры хромосом в норме и при патологии. Основными показаниями для цитогенетического исследования являются: 1) пренатальная диагностика пола плода в семьях, отягощенных заболеваниями, сцепленными с Х-хромосомой; 2) недифференцированная олигофрения (слабоумие); 3) привычные выкидыши и мертворождения; 4) множественные врожденные пороки развития у ребенка; 5) бесплодие у мужчин; 6) нарушение менструального цикла (первичная аменорея); 7) пренатальная диагностика при возрасте матери старше 35 лет. Объектами для цитогенетического исследования служат метафазные хромосомы, которые можно изучать с помощью прямых и непрямых методов. Прямые – это методы получения препаратов делящихся клеток без культивирования, их используют для изучения клеток костного мозга и клеток опухолей. Непрямые методы – это методы получения препаратов хромосом из культивированных в искусственных питательных средах, например, при культивировании лимфоцитов периферической крови человека. С помощью непрямых методов возможно проводить: кариотипирование – определение количества и качества хромосом; генетический пол организма; диагностику геномных мутаций и хромосомных аберраций. Например, синдром Дауна (трисомия по 21-й хромосоме), синдром Патау (трисомия по 13-й хромосоме), синдром Эдвардса (трисомия по 18-й хромосоме), синдром «кошачьего крика» (делеция 5-й хромосомы), синдром Вольфа-Хиршхорна (частичная моносомия 4-й хромосомы). Для изучения половых хромосом, в частности Y-хромосомы, используют специальную окраску акрихиниприт (флюоресцирующая) и исследование проводят в ультрафиолетовом свете. Y-хроматин – это сильно светящаяся точка, обнаруживается в ядрах клеток мужского организма, и число Y-телец соответствует числу Y-хромосом в кариотипе. Окончательный диагноз хромосомной болезни выставляется только после исследования кариотипа. Цитогенетический метод применяют для пренатальной диагностики наследственных заболеваний. Для этого проводят амниоцентез, получают амниотическую жидкость с клетками кожи плода, затем клеточный материал исследуют для дородовой диагностики хромосомных аберраций и геномных мутаций, а также пола плода. Обнаружение изменение количества и структуры хромосом дает возможность своевременного прерывания беременности с целью предупреждения потомства с грубейшими аномалиями развития. Дерматоглифический метод:Дерматоглифика— это изучение рельефа кожи на пальцах, ладонях и подошвенных поверхностях стоп. В отличие от других частей тела здесь имеются эпидермальные выступы — гребни, которые образуют сложные узоры. Таким образом, выделился один из разделов дерматоглифики — дактилоскопия (изучение узоров на подушечках пальцев). Другие разделы дерматоглифики — пальмоскопия (рисунки на ладонях) и плантоскопия (изучение дерматоглифики подошвенной поверхности стопы). В диагностике наследственных заболеваний дерматоглифика применяется потому, что физические признаки, каковыми являются особенности кожного рисунка, у большинства больных с наследственной хромосомной патологией имеют своеобразные отличия. Обследуя родителей, можно заподозрить наследственное заболевание у их детей. Сам метод чрезвычайно прост. Черная типографская краска тонким слоем раскатывается валиком на стекле. Ладонная поверхность кисти прижимается к стеклу, а затем делается отпечаток на белой бумаге. Полученный отпечаток кожного рисунка больного и его родственников оценивается качественно и количественно. На формирование дерматоглифических узоров могут оказывать влияние некоторые повреждающие факторы на ранних стадиях эмбрионального развития. Так, при внутриутробном действии вируса коревой краснухи у ребенка наблюдаются некоторые отклонения в узорах, сходные с таковыми при болезни Дауна. Многие вопросы наследственной обусловленности дерматоглифики и влияния факторов среды на развитие этих структур в эмбриональном периоде остаются невыясненными. В последние годы метод дерматоглифики стали использовать в клинической генетике. Этот метод применяется в качестве дополнительного для подтверждения диагноза хромосомных синдромов у людей с изменениями кариотипа. Менее показательны данные дерматоглифического анализа при заболеваниях генной природы. Типы наследования:Аутосомное наследование - это наследование признаков, гены которых расположены в неполовых хромосомах - аутосомах. Аутосомное наследование может быть доминантным или рецессивным. а) Аутосомный доминантный тип наследования характеризуется: • оба пола наследуют признак в равной степени; • признак встречается в каждом поколении родословной; • соотношение членов родословной с признаком и без признака (больных и здоровых) близко к 1:1; • если признак отсутствует у родителей, то дети также будут лишены этого признака (рис. 22).  Рис. 22. Пример родословной с аутосомно-доминантным типом наследования По аутосомно - доминантному типу наследуются хорея Хантингтона, полидактилия (многопалость), брахидактилия (короткопалость, вызванная отсутствием дистальных фаланг), глаукома (заболевание, сопровождающееся повышением внутриглазного давления) и др. б) Аутосомный рецессивный тип наследования характеризуется: • оба пола наследуют признак в равной степени; • признак встречается не в каждом поколении родословной; • у родителей, не имеющих признака, могут быть дети, несущие признак; • часто признак проявляется у детей, родители которых являются кровными родственниками; • если оба родителя имеют признак, то все дети также будут иметь этот признак (рис. 23).  Рис. 23. Пример родословной с аутосомно-рецессивным типом наследования Признак с данным типом наследования проявляются только гомозигот. Аутосомно-рецессивный тип наследования характерен для гидроцефалии (заболевание, которое характеризуется аномальным увеличением количества спинно - мозговой жидкости внутри желудочков мозга и в подоболочечных пространствах), серповидно-клеточной анемии (заболевание, при котором эритроциты приобретают серповидную форму), муковисцидоза, фенилкетонурии и др. Сцепленное с полом наследование - это наследование признаков, гены которых расположены в половых хромосомах (X или Y). а) X - сцепленный доминантный тип наследования (рис. 24) характеризуется: • женщины наследуют признак чаще, чем мужчины; • если признак есть только у супруги, его наследуют либо все дети (мать гомозиготна), либо половина детей независимо от их пола (мать гетерозиготна); • если признак есть только у супруга, он наследуется всеми дочерями. Иногда трудно отличить X - сцепленный доминантный тип от аутосомно - доминантного типа наследования. В этом случае обращают внимание на семьи, в которых передача признака происходит через отцов (признак наследуют все дочери). По Х - сцепленному доминантному типу наследуется витамин D - резистентный рахит.  Рис. 24. Пример родословной с Х-сцепленным доминантным типом наследования б) X - сцепленный рецессивный тип наследования (рис. 25) характеризуется: • мужчины наследуют признак чаще, чем женщины; • в браке, где оба супруга лишены признака, могут родится дети, имеющие его, при этом он наследуется 50 % сыновей. Рецессивный ген, содержащийся в X - хромосоме, у мужского пола проявляется всегда, так как в Y-хромосоме нет аллельного ему гена (такое явление называется гемизиготностью). По данному типу наследуется гемофилия (нарушение свёртывания крови), дальтонизм (нарушение цветового зрения).  Рис. 25. Пример родословной с X-сцепленным рецессивным типом наследования в) Y- сцепленное наследование (голандрическое) отличается прямой передачей признака от отца всем сыновьям и проявлением этого признака в каждом поколении у потомков мужского пола (рис. 26). Возможно, так наследуется признак “волосатых ушей” (гипертрихоз ушной раковины).  Рис. 26. Пример родословной с голандрическим типом наследования Классификация наследственных заболеваний:  Фенелкетонурия |