биология. Навчально-методичний посібник 2022-2023 (1). Навчальнометодичний посібник для студентів фармацевтичних факультетів спеціальності Фармація, промислова фармація
 Скачать 2.45 Mb.
|
|
5. Близнюковий метод застосовують для визначення: A. Генотипу організму B. Фенотипу організму C. Гетерозиготності пробанду D. Генетичної структури популяції E. Ступеня впливу спадковості й середовища на розвиток нормальної або патологічної ознаки 6. Яким буде коефіцієнт спадковості, якщо мінливість у популяції обумовлена спадковістю? A. 0 B. 0,3 C. 0,5 D. 1 E. 2 7. Як називається особа, родовід якої вивчається? A. Фігурант B. Пробанд C. Особистість D. Хворий E. Особина 8. Сибси – це: A. Організми, які досліджуються B. Нащадки C. Рідні брати та сестри D. Батьки E. Викидні 9. Хвороба Вільсона-Коновалова виникає під час порушення обміну: A. Міді B. Фенілаланіну C. Галактози D. Гангліоліпідів E. Гуаніну 10. Назвіть хвороби вуглеводного обміну. A. Альбінізм та муковісцидоз B. Галактоземія та алкаптонурія C. Цистинурія та амовратична ідіотія D. Таласемія та серповидно- клітинна анемія E. Фруктоземія та галактоземія 80 Протокол практичного заняття Дата_______ Робота №1. Складання та аналіз родоводу. Використовуючи генетичну символіку складіть та проаналізуйте родовід за легендою. Чоловік хворий на дальтонізм одружений із здоровою двоюрідною сестрою, брат якої також хворий. Батьки подружжя здорові. Їхні матері – рідні сестри. Дід чоловіка хворий, баба – здорова. У подружжя четверо дітей: одна дочка і син хворі, дві дочки – здорові. Хвора дочка у шлюбі із здоровим чоловіком народила двох хворих синів та здорову дочку. Спрогнозуйте, які діти можуть народитися від шлюбу хворого сина із здоровою жінкою. Родовід: Прогноз: Робота №2. Вплив спадковості та середовища на розвиток ознак. Застосовуючи формулу обчислення коефіцієнта спадковості: % подібності МБ – % подібності ДБ H = ------------------------------------- 100 – % подібності ДБ і формулу обчислення впливу середовища: Е = 100% - Н, або(1 - Н), заповніть таблицю: 81 № п/п Нормальні та патологічні ознаки Подібність, % Н (спадк.) Е (серед.) МБ ДБ 1. Колір очей 95 28 2. Групи крові 100 30 3. Візерунки пальців 92 40 4. Клишоногість 32 3 5. „Вовча паща” 33 5 6. Шизофренія 70 13 7. Бронхіальна астма 47 24 8. Алкоголізм 54 18 9. Цукровий діабет 65 18 10. Туберкульоз 37 15 11. Кір 98 94 12. Коклюш 97 97 Визначте роль спадковості та середовища у прояві цих ознак, розділивши їх за групами: 1. Ознаки, що повністю залежать від генотипу__________________________ 2. Ознаки, що визначаються спадковістю ______________________________ 3. Ознаки, що визначаються середовищем______________________________ 4. Мультифакторіальні (середовище та спадковість) _____________________ Робота № 3. Аналіз порушення амінокислотного обміну у людини як результат генних мутацій. На схемі позначте хвороби, до яких призводить порушення обміну амінокислот. Дата і підпис викладача___________________________________________ Фенілаланін Тирозин ДОФА Гомогентизинова к-та СО 2 +Н 2 О меланін 82 Питання для обговорення: 1. В одному пологовому будинку народились одностатеві близнюки. За свідченням лікаря вони мали одну плаценту. Чи можна стверджувати, що вони гомозиготні? 2. Вивчено чотири покоління однієї родини за патологічною ознакою (шестипалість). У трьох поколіннях є індивідууми з цією аномалією, у четвертому – немає. Чи можна стверджувати, що в майбутньому поколінні ця ознака не повториться? 3. У хворого виявлена підвищена чутливість до пеніциліну (на місці введення виникає почервоніння, набряк, а потім порушення серцево-судинної системи). Чи можна віднести це захворювання до спадкової патології? Які профілактичні дії треба зробити? Терміни для запам’ятовування: Антропогенетика, медична генетика, пробанд, монозиготні близнюки, дизиготні близнюки, мультифакторіальні хвороби, ДНК-аналіз, спадкові хвороби, молекулярні хвороби, фенілкетонурія, алкаптонурія, альбінізм, галактоземія, амавротична ідіотія, муковісцидоз, вітамін D-резистентний рахіт, хвороба Вільсона-Коновалова, серпоподібно-клітинна анемія, гемофілія. ЗАНЯТТЯ №10. 1. Тема: ОСНОВИ ГЕНЕТИКИ ЛЮДИНИ. МЕТОДИ ГЕНЕТИКИ ЛЮДИНИ: ЦИТОГЕНЕТИЧНИЙ ТА ПОПУЛЯЦІЙНО- СТАТИСТИЧНИЙ. ХРОМОСОМНІ ХВОРОБИ. МЕДИКО- ГЕНЕТИЧНЕ КОНСУЛЬТУВАННЯ. 2. Актуальність теми. Цитогенетичний метод є одним з основних в роботі медико-генетичних консультацій. За його допомогою виявляють хромосомні хвороби. 3. Мета заняття. Знати, як визначити генетичну структуру різних груп населення. Вміти використовувати можливості цитогенетичного методу та знати заходи послаблення дії мутагенних факторів. 4. Завдання для самостійної роботи під час підготовки та проведення заняття. 4.1. Теоретичні питання до заняття: 1. Цитогенетичний метод. 2. Характеристика популяційно-статистичного методу. Закон Д.Харді і В.Вайнберга. 3. Генетичні основи хромосомних хвороб. 83 4. Медико-генетичне консультування. 5. Профілактика спадкових хвороб. Цитогенетичний метод Заснований на мікроскопічному дослідженні структури та кількості хромосом. Цитогенетичний метод дозволяє: − Вивчити каріотип організму − Вивчити типи хромосомних мутацій − Діагностувати хромосомні хвороби − Визначити стать організму при фенотипових порушеннях. Цитогенетичний метод включає: • метод статевого хроматину; • метод метафазної пластинки (каріотипування). Метод статевого хроматину використовують для вивчення числа статевих хромосом у інтерфазних клітинах. У 1949 р. М.Барр та Ч.Бертрам у ядрах нейронів кішки виявили невелике яскраво забарвлене тільце. Пізніше вчені довели, що воно міститься тільки у ядрах клітин самки. У самців його нема. Це тільце назвали статевий хроматин, або тільце Барра. Статевий хроматин – це спіралізована Х-хромосома, яка інактивується у ембріогенезі до розвитку статевих залоз. В нормі у жінок 20-60 % клітин у ядрі містять одне тільце статевого хроматину. Кількість грудочок статевого хроматину завжди на одну менше від числа Х-хромосом. Частіше за все статевий хроматин виділяють у епітеліальних клітинах слизової оболонки щік (букальний зіскоб), а також у нейтрофілах у вигляді виросту ядра (барабанна паличка). Виділення статевого хроматину використовують для діагностики хвороб, викликаних порушенням кількості Х-хромосом, експрес-діагностики статі навіть за залишками тканин. Наприклад: у жінки з каріотипом 45,Х0 (синдром Шерешевського-Тернера, моносомія-Х) та в нормі у чоловіків ХУ ядра клітин не містять статевого хроматину. При синдромі трисомії-Х у жінки утворюється дві грудочки, у чоловіків з каріотипом 47 (ХХY) – одна грудочка хроматину, з каріотипом 48, ХХХY – дві. У-хроматин (синонім F-тільце) – це ділянка У-хромосоми, яка при зафарбовуванні ядра флюоресцентними барвниками інтенсивно світиться і відрізняється від інших хромосом. Для визначення У-статевого хроматину мазки слизової оболонки щоки чоловіка забарвлюють акрихіном і роздивляються у люмінесцентний мікроскоп. Кількість У-тілець дорівнює кількості У-хромосом у каріотипі. 84 Метод метафазної пластинки (каріотипування) дає змогу вивчити число та структуру хромосом. Він використовується для діагностики багатьох спадкових хвороб, вивчення хромосомних аномалій у клітинах. Метод складається з наступних етапів: а) Отримання хромосом. Для того щоб приготувати метафазну пластинку частіше за все беруть клітини периферичної крові (лімфоцити). Фракцію лімфоцитів отримують в результаті центрифугування крові, додають їх до поживного середовища і культивують 2 доби при t37С. Для стимуляції мітозу додають фітогемаглютинін, а щоб зупинити мітоз на стадії метафази – колхіцин (руйнує нитки веретена поділу). Після цього клітини обробляють гіпотонічним розчином. Клітинні мембрани розриваються, і хромосоми вільно лежать на деякій відстані одна від одної (метафазні пластинки). б) Фарбування хромосом. Препарат фарбують барвниками в залежності від мети дослідження, потім накривають накривним скельцем, дивляться під мікроскопом (або роблять мікрофотографії). в) Аналіз хромосом. Вивчають хромосоми: довжину, форму, розташування центромери та ін. Складають каріограму. Каріограма – це розташування по порядку кожної пари хромосом за розміром: від більшої до меншої, окремо виносять статеві хромосоми. Хромосомні хвороби – це велика група спадкових хвороб, причиною яких виступають хромосомні або геномні мутації. 1. Хромосомні хвороби, які виникли у результаті порушення кількості аутосом: Трисомія-21 (хвороба Дауна). Каріотип 47,ХХ,+21; 47,ХY,+21. Причиною патології є трисомія по 21-й хромосомі. Частота зустрічальності 1:500-700.Характерні ознаки хвороби Дауна: • психічна відсталість, виражена у різній мірі; • порушення будови внутрішніх органів (серця, крупних судин, ШКТ, суглобів); • вкорочені кінцівки, вузька грудна клітина; • маленький череп, аномалії будови обличчя (плоске, широке перенісся); • очні щілини вузькі, з косим розрізом, присутня нависаюча складка верхньої повіки – епікант. Трисомія-13 (синдром Патау). Каріотип 47,ХХ,+13; 47,ХY,+13. Частота 1:5000. При цій аномалії спостерігається: • розщеплення твердого та м'якого піднебіння, незрощення губи; 85 • мікроцефалія • недорозвинення або відсутність очей (мікрофтальмія або анофтальмія); • неправильно сформовані вуха; • деформація кисті та стоп, зустрічається полідактилія та синдактилія (зрощення пальців); • вади внутрішніх органів – серця, нирок, травної та нервової системи. Зазвичай, тривалість життя цих людей не перевищує 1 рік (85%– до 6 місяців, 5% – до 3 років). Трисомія-18 (синдром Едвардса). Каріотип 47,ХХ,+18; 47,ХY,+18. Частота 1:8000-11000. Характерні ознаки цього синдрому: • порушення серцево-судинної системи, вади нирок, аномалії опорно- рухового апарату; • вузький лоб, широка виступаюча потилиця; досить низько розташовані вуха; • недорозвиненість нижньої щелепи; • пальці рук широкі та короткі (стиснуті). Смерть наступає до 2–3 місяців після народження, до року доживає 10%. 2. Хромосомні хвороби, які виникли у результаті порушення структури аутосом: Синдром «крик кішки». Каріотип 46,XX,5p-; 46,XY,5p-. Частота 1:45000. Виникає при делеції короткого плеча 5-ої хромосоми. У дітей спостерігається порушення будови гортані, тому вони у ранньому дитинстві мають особливий «нявкаючий» тембр голосу. Присутня відсталість у психомоторному розвитку та недоумкуватість, схильність до інфекцій верхніх дихальних шляхів. Більшість дітей доживає до підліткового віку. Хронічний мієлолейкоз – злоякісна пухлина кровотворної тканини(хвороба філадельфійської хромосоми). Довге плече 22-ої хромосоми транслокується на коротке плече 9-ої хромосоми. Захворювання спостерігається переважно у зрілому віці. Синдром Дауна – транслокація 21 хромосоми на 13-15 або 21, 22 пари. Фенотип див. вище. Із всіх хворих – транслокація у 4%. 3. Хромосомні хвороби, які виникають у результаті порушення кількості статевих хромосом: Цитологічні механізми: відбувається нерозходження статевих хромосом. P ♀ XX ×♂ XY G XX 0 X Y F 1 XXX; X0; XXY; Y0 letal P ♀ XX × ♂ XY G X XУ 0 F 1 XXY; X0 86 Моносомія-Х (синдром Шерешевского-Тернера). Каріотип 45,Х0. Частота 1:2500-5000. Фенотип жіночий. Це єдина сумісна з життям моносомія у людини. При цьому синдромі спостерігається: • недорозвинення яєчників (стерильність); • вади нирок, серця; • диспропорція тіла: більше розвинена верхня частина (широкі плечі і вузький таз), нижні кінцівки вкорочені; зріст 135-145 см; • коротка шия зі складками (“шия сфінкса”), низький зріст, волосся на потилиці; «антимонголоїдний» розріз очей; • інтелект від нормального до розумової відсталості Експрес-діагностика: визначення статевого хроматину з подальшої верифікації каріотипуванням (статевий хроматин у таких жінок відсутній). Трисомія-Х (супержінка). Каріотип 47,ХХХ. Частота 1,4:1000. Фенотип жіночий. При цьому синдромі часто зустрічаються: • невеликі відхилення у фізичному розвитку (чоловіча будова тіла); • порушення функції яєчників, передчасний клімакс; • зниження інтелектуального розвитку, хоча може бути практично нормальний інтелект. У цих жінок у соматичних клітинах є два тільця статевого хроматину. Синдром Клайнфельтера. Каріотип 47,ХХY. Частота 1:500-1000. Фенотип чоловічий. Характерна особливість: • недорозвиненість сім’яників та відсутність сперматогенезу (стерильність); • євнухоподібний тип будови тіла: вузькі плечі, широкий таз, відкладання жиру за жіночим типом, слабко розвинена мускулатура; • незначний ріст волосся на обличчі або його відсутність. При експрес-діагностиці у соматичних клітинах виявляється грудочка статевого хроматину. При збільшенні числа Х-хромосом 48, ХХХY, відхилення посилюються, спостерігається розумова відсталість. Полісомія за Y-хромосомою (суперчоловік). Каріотип 47, ХYY. Частота 1:1000. Фенотип чоловічий. При цьому синдромі: • статеві залози розвиваються нормально; • високий зріст; аномалії зубів та кісткової системи; • неадекватна поведінка, агресивність. Під час проведення експрес-діагностики, у соматичних клітинах виявляється подвійний У-хроматин. При каріотипі 48, ХYY спостерігається безпліддя, розумова відсталість, асоціальна поведінка. 87 Популяційно-статистичний метод За допомогою цього методу вивчають генетичну структуру популяції у одному або деяких поколіннях. Цим методом можна: • розрахувати частоту проявлення у популяції домінантних та рецесивних генів та різноманітні генотипи по цим алелям (генетичну структуру популяцій); • вияснити розповсюдження у популяції спадкових хвороб. Це важливо для профілактичної та соціальної медицини; • вивчити швидкість мутаційного процесу і його причини (роль факторів зовнішнього середовища у виникненні та розповсюдженні мутацій). Для того, щоб визначити генетичну структуру популяції, застосовують закон Харді-Вайнберга. Закон стверджує, що в ідеальної популяції частота генів та генотипів постійна із покоління в покоління. Математична модель ідеальної популяція характеризується: − великою кількістю особин − наявністю панміксії (вільне схрещування); − відсутністю мутацій; − відсутністю природного добору − відсутністю міграцій. Математично закон Харді-Вайнберга можна записати формулою: p+q=1; (p + q) 2 = p 2 + 2pq + q 2 =1, де: p – частота домінантного алелю А; q – частота рецесивного алелю а; p 2 – частота домінантних гомозигот; 2pq– частота гетерозигот; q 2 – частота рецесивних гомозигот; Наприклад, гени резус-негативного фактору зустрічаються частіше у європейців, і їх співвідношення у популяції складає 15% Rh - : 85% Rh + .Так як несумісність генотипу матері Rh - та плоду Rh + призводить до важких патологій, було розроблено програму їх профілактики. Медико-генетичне консультування (МГК) МГК – найбільш розповсюджена форма профілактики спадкових захворювань. МГК – це вид спеціалізованої медичної допомоги, що спрямована на попередження появи у родині дитини із спадковою патологією. Медико-генетичне консультування проходить у медико- генетичних центрах. Складається з трьох етапів: 1. Постановка діагнозу (визначення типу спадковості, від кого успадковане, генетична причина). Використовують методи: генеалогічний, цитогенетичний, біохімічний, ДНК-аналіз. 88 2. Прогноз ризику здоров’я дитини. Ризик розраховують за законами Менделя та Моргана або за емпіричними таблицями ризику (їх використовують для розрахунку ризику для полігенних хвороб та хвороб зі спадковою схильністю і складною пенетрантністю). Генетичний ризик коливається від 0 до 100 %. Низький 5% – сім’я може мати дитину, середній: 6-20% – сім’я може мати дитину тільки під спостереженням лікаря-генетика, високий: більше 20% – потрібно використати додаткові заходи планування вагітності та пренатальної діагностики. 3. Висновки та пояснення прогнозу генетичного ризику. Конкретна допомога сім’ї з генетичною патологією. 4.2. Матеріали для самоконтролю: 1. Цитогенетичний метод ґрунтується на: A. Статистичному аналізі генів у популяції B. Якісних реакціях виявлення продуктів обміну в крові C. Мікроскопічному дослідженні хромосом D. Визначенні послідовності нуклеотидів в ДНК E. Селекції клітин 2. За допомогою якого методу |