Наследственные заболевания. Вордовский документ. Биология. Наследственные заболевания. (1). Проектная работа
 Скачать 0.97 Mb.
|
|
Г   осударственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение города Москвы "Технический пожарно-спасательный колледж имени Героя Российской Федерации В.М. Максимчука"ПРОЕКТНАЯ РАБОТА: Наследственные заболевания Преподаватели: Биологии Васильева А.Ю. Информатики Каплин В.Л. Группа:1кЧС50 Докладчики: Ершова Е.А., Федотов А.С. Г. Москва 2021 год. Оглавление: Актуальность.......................................................................1 Цели и Задачи......................................................................1 Наследственные заболевания.............................................1 Классификация наследственных заболеваний................12 Причины появления наследственных заболеваний..........2 Диагностика наследственных заболеваний.......................5 ДНК тест. Его этапы. Дороговизна...................................10 Терапия и лечение................................................................4 CRISPR...................................................................................2 ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................1 ЛИТЕРАТУРА ТЕСТ Введение Актуальность. В наше время наследственные заболевания составляют существенную часть (2-5%). Эти болезни поражают человека чаще всего в молодом возрасте (18-25 лет) и чаще всего имеют негативные последствия: от каких-либо ограничений жизнедеятельности до смерти. Современная медицина научилась лечить очень малую часть наследственных заболеваний, другая их часть не лечится вовсе, но купируется медикаментозно. Также ввиду загрязнения окружающей среды, нездорового образа жизни и неправильной пищи, молекулы ДНК мутируют, пробуждая неактивные наследственные заболевания или ускоряя течение уже активных. Цель: обобщить и систематизировать знания о наследственных заболеваниях. Исследовать наследственные заболевания. Задачи: -Определение наследственных заболеваний. -Классифицировать наследственные заболевания. -Выявить причины появления наследственных заболеваний. -Узнать о лечении наследственных заболеваний. -Понять, какая становится жизнь у людей с наследственными заболеваниями. -Рассказать, что такое ДНК тест и в какие этапы он проходит. -Выяснить причины дороговизны ДНК теста. -Сделать вывод. Наследственные болезни Наследственные болезни — заболевания человека, обусловленные хромосомными и генными мутациями. Во всех случаях говоря о наследственных заболеваниях, мы подразумеваем нарушение строения ДНК в клетках (как первопричина - нарушение строения ДНК в половой клетке). Нередко ошибочно термины «наследственная болезнь» и «врожденная болезнь» употребляются как синонимы, однако врожденными болезнями называют те заболевания, которые имеются уже при рождении ребенка. Таковы, например, пороки развития, связанные с воздействием на эмбрион и плод, химических соединений, лекарственных средств, принимаемых матерью, а также внутриутробных инфекций. Однако далеко не все наследственные болезни относят к врожденным, поскольку многие из них проявляются уже после периода новорожденности (например, хорея Гентингтона клинически обнаруживается после 40 лет). Наследственные и врожденные болезни являются причиной госпитализации детей почти в 30% случаев и даже больше (с учетом болезней неизвестной природы, которые в значительной степени могут быть вызваны генетическими факторами). Мутация — стойкое (то есть такое, которое может быть унаследовано потомками данной клетки или организма) изменение генома. Геном — это совокупность наследственного материала, заключённого в клетке организма. Геном содержит биологическую информацию, необходимую для построения и поддержания организма. При наследственных заболеваниях могут иметь место генетические нарушения различного характера и локализации. Эти болезни могут быть связаны с нарушениями ядерной (хромосомной) или митохондриальной ДНК. Они могут развиться в результате генных (точечных) мутаций (транзиции, трансверсии, мутации сдвига рамки считывания), либо довольно грубых изменений структуры хромосом или мтДНК(делеции, дупликации, инверсии, транслокации, транспозиции), а также вследствие геномных мутаций (изменения числа хромосом). Соответственно, наследственные заболевания классифицируют как генные, хромосомные, митохондриальные наследственные болезни, т.е. болезни, при которых проявление патологической мутации как этиологического фактора практически не зависит от влияния окружающей среды, которая в этом случае определяет лишь степень выраженности симптомов болезни. Причины появления В основе наследственных заболеваний лежат мутации: хромосомные, генные и митохондриальные. Они могут быть обусловлены мутациями, передаваемыми в семьях по наследству, или мутациями, вновь возникшими в клетках зародышевой клетки, в зиготе или на очень ранних этапах развития, также мутации в структуре ДНК возможны из-за неблагоприятной окружающей среды, и в очень редких случаях из-за сильнейшего стресса организма  Классификация Хромосомные болезни — наследственные заболевания, обусловленные изменением числа или структуры хромосом (геномными или хромосомными мутациями соответственно). Хромосомные болезни возникают в результате мутаций в половых клетках одного из родителей. Из поколения в поколение передаются не более 3—5 % из них. Хромосомными нарушениями обусловлены примерно 50 % спонтанных абортов и 7 % всех мертворождений. Все хромосомные болезни принято делить на две группы: аномалии числа хромосом и нарушения структуры хромосом. Генные болезни — это большая группа заболеваний, возникающих в результате повреждения ДНК на уровне гена. Термин употребляется в отношении моногенных заболеваний Большинство генных патологий обусловлено мутациями в структурных генах, осуществляющих свою функцию через синтез полипептидов — белков. Любая мутация гена ведет к изменению структуры или количества белка. Особенности клинических проявлений генных болезней 1. В патологический процесс обычно вовлекаются различные органы и системы органов. 2. Заболевание протекает длительное время с прогрессированием. 3. Признаки заболевания могут начать проявляться в разные периоды онтогенеза: от эмбрионального до пожилого. 4. Очень часто имеет место умственная отсталость. 5. Больные, как правило, нетрудоспособны, продолжительность их жизни снижена Митохондриальные заболевания — группа наследственных заболеваний, связанных с дефектами в функционировании митохондрий, приводящими к нарушениям энергетических функций в клетках эукариот, в частности, человека. ВСЕ болезни человека условно можно разделить на три группы Первая группа — собственно наследственные болезни, т.е. болезни, при которых проявление патологической мутации как этиологического фактора практически не зависит от влияния окружающей среды, которая в этом случае определяет лишь степень выраженности симптомов болезни. К болезням первой группы относятся все хромосомные и генные наследственные болезни с полным проявлением, например болезнь Дауна, гемофилия. К болезням второй группы относят так называемые мультифакториальные болезни, в основе которых лежит взаимодействие генетических и средовых факторов. К болезням этой группы относятся гипертоническая болезнь, атеросклероз, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, сахарный диабет, аллергические заболевания, многие пороки развития, определенные формы ожирения. Генетические факторы, представленные определенной полигенной системой, обусловливают генетическую предрасположенность, которая может быть реализована при воздействии неблагоприятных или вредных факторов окружающей среды (физического или умственного переутомления, нарушения режима и сбалансированности питания и т.п.). Для одних из них влияние окружающей среды имеет большее, для других — меньшее значение. К мультифакториальным болезням относят также состояния, при которых роль генетического фактора может играть один единственный мутантный ген, но проявляется это состояние также только при определенных условиях. Примером такого состояния может служить дефицит глюкозо-6-фосфат — дегидрогеназы. Болезни третьей группы связаны исключительно с воздействием неблагоприятных или вредных факторов окружающей среды, наследственность в их возникновении практически не играет никакой роли. К этой группе относят травмы, ожоги, острые инфекционные болезни. Однако генетические факторы могут оказывать определенное влияние на течение патологического процесса, т. е. на темпы выздоровления, переход острых процессов в хронические, развитие декомпенсации функций пораженных органов. Клинический принцип классификации наследственных болезней основывается на отнесении болезней к той или иной группе в зависимости от системы или органа, наиболее вовлеченных в патологический процесс. Так, различают наследственные болезни: • Нервные • Нервно-мышечные - нейрогенетика • Эндокринные • Кожные • Глазные - офтальмогенетика • Опорно-двигательного аппарата • Дыхательной • Сердечно-сосудистой системы - кардиогенетика • Печени • Желудочно-кишечного тракта • Почек • Крови • Психические • Мочеполовой системы • Легких Классификация по принципу соотношения наследственности и среды в развитии заболевания: 1. Собственно наследственные болезни. а) Моногенные заболевания. Решающая роль одного гена. Среда влияет только на выраженность гена или проявляемость. Пенетрантность - проявляемость данного гена в популяции особей, обладающих данным геном. Высокая пенетрантность, средняя и низкая Экспрессивность - степень выраженности действия гена у конкретного больного. б) Хромосомные болезни обусловлены наличием патологического гена или хромосомных мутаций. 2. Наследственные болезни (обусловлены патологической мутацией). Решающая роль генетического фактора. Для проявления действия гена нужно воздействие определенного фактора среды (особенности питания при подагре). 3. Болезни с наследственной предрасположенностью (мультифакториальные). Возникают при воздействии неблагоприятных факторов внешней среды, но реализация их действия зависит от генотипа (ИБС, гипертоническая болезнь, язвенная болезнь, аллергические заболевания, большинство злокачественных новообразований). 4. Болезни, частота возникновения которых зависит от факторов (особо опасные инфекции). Генетически определяются тяжесть течения и исход заболевания. Наследственные болезни можно также классифицировать на следующие группы: генные болезни, хромосомные болезни, болезни с наследственной предрасположенностью, генные болезни соматических клеток, болезни генетической несовместимости матери и плода. Классификация генных болезней. 1. Генетический принцип в зависимости от типа наследования: - аутосомные (доминантные и рецессивные) -Х-сцепленные (доминантные и рецессивные) -У-сцепленные (голандрическое наследование) -митохондриальные 2. Патогенетический принцип классификации. Наследственные болезни обмена веществ. К этой группе относятся болезни, обусловленные недостаточностью ферментов, участвующих в метаболизме веществ, а также недостаточностью транспортных белков, белков каналов и рецепторов, белков иммунной системы. Научной группой ВОЗ разработана и рекомендована к практическому применению следующая классификация наследственных заболеваний обмена веществ: 1) наследственные нарушения обмена аминокислот (фенилкетонурия и др.); 2) наследственные нарушения обмена углеводов (болезнь, галактоземия и др.); 3) наследственные нарушения обмена липидов (болезни Ниманна - Пика, болезнь Гоше и др.); 4) наследственные нарушения обмена стероидов (адреногенитальный синдром и др.); 5) наследственные нарушения обмена пуринов и пиримидинов (синдром Леша — Найяна и др.); 6) наследственные нарушения обмена соединительной ткани (мукополи-сахаридозы, синдром Марфана и др.); 7) наследственные нарушения обмена в эритроцитах (анемия Минковского — Шоффара и др.); 8) наследственные нарушения всасывания в пищеварительном тракте (муковисцидоз, целиакия, непереносимость лактозы и др.). 1. Моногенные наследственные болезни - заболевания, обусловленные нарушением деятельности и поражением одного определенного гена (генные мутации). Это разнородная группа заболеваний, обусловленных мутациями на генном уровне. 2. Наследственные формы тугоухости. Изолированные (моносинаптические) формы тугоухости наследуются по аутосомно-рецессивному (около 80%) или аутосомно- доминантному типу. 3. Наследственные остеохондродисплазии. Проявляются в виде различных скелетных аномалий (деформация и истончение костей), задержкой роста, карликовостью. 4. Наследственные заболевания нервной системы. Примеры: миодистрофия Дюшенна (Х- сцепленный рецессивный тип наследования) клинически проявляется снижением мышечного тонуса, искривлением позвоночника, слабостью дыхательной мускулатуры; различные формы мозжечковых атаксий. 5. Наследственные глазные болезни. Проявляются в виде эмбриональных нарушений развития глаза (микрофтальмия или анофтальмия), поражением роговицы (помутнение), радужной оболочки (аниридия), хрусталика (катаракта), а также зрительного нерва. Наследственные болезни человека: Генные 1) Моногенные: Аутосомно-доминантные Аутосомно-рецессивные X-сцепленные Y-сцепленные 2) Полигенные: 3)Мультифакториальные Хромосомные - изменение числа хромосом Моносомия Трисомия Хромосомные перестройки  Моногенное заболевание — это патология, при которой нарушается цепочка из аминокислот в пределах гена. Она может прерваться в одном или нескольких его участках. Аутосомно-доминантное наследование — это вид наследования, при котором генетическая обусловленная болезнь проявляется в случае, если у человека есть хотя бы один соответствующий ей “дефектный” ген, причём этот ген не содержится в половых (X и Y) хромосомах.  Болезнь Генгтингтона (хорея Гентингтона) — аутосомно-доминантное генетическое заболевание нервной системы, характеризующееся постепенным началом обычно в возрасте 30-50 лет и сочетанием прогрессирующего хореического гиперкинеза и психических расстройств. Простыми словами у людей с такой болезнью без тренировок клетки мозга постепенно отмирают, что неизбежно приводит к смерти. Аутосомно-рецессивное наследование — это свойственный диплоидным эукариотам тип наследования признака, контролируемого аллелями рецессивного аутосомного гена.  Болезнь Тея - Сакса — редкое наследственное заболевание с аутосомно-рецессивным типом наследования, поражающее центральную нервную систему (спинной и головной мозг, а также менингеальные оболочки). Относится к группе лизосомных болезней накопления. X-сцепленное наследование — один из видов сцепленного с полом наследования. Такое наследование характерно для признаков, гены которых расположены на X-хромосоме и проявляющиеся только в гомозиготном состоянии.  Гемофилия А — генетическое заболевание, вызванное врождённым дефицитом белка фактора свёртывания крови VIII. Наиболее часто встречающаяся форма гемофилии (около 80% случаев). Y-сцепленное наследование — так как только мужчины имеют Y- хромосому, Y-сцепленные гены могут передаваться только от отца к сыну. Y-сцепленное наследование также называется голандрическое наследование.  Пигментный ретинит — наследственное, дегенеративное заболевание глаз, вызывающее сильное ухудшение зрения и часто слепоту. Полигенные заболевания обусловлены как наследственными факторами, так и факторами внешней среды. Кроме того, они связаны с действием многих генов, поэтому их называют также мультифакториальными.  Сахарный диабет — группа эндокринных заболеваний, связанных с нарушением усвоения глюкозы и развивающихся вследствие абсолютной или относительной недостаточности гормона инсулина, в результате чего развитие чего развивается гипергликемия — стойкое увеличение содержания глюкозы в крови. Заболевание характеризуется хроническим течением, а также нарушением всех видов обмена веществ: углеводного, жирового, белкового, минерального и водно-солевого. Мультифакториальные — это заболевания, возникающие при неблагоприятном сочетании ряда факторов: генетических особенностях (генетической предрасположенности) и влияния “внешней среды” - вредных привычек, образа жизни, профессиональной деятельности и других.  Гипертоническая болезнь — заболевание сердечно-сосудистой системы, характеризующееся повышением артериального давления. Проявления зависят от преимущественного поражения сосудов мозга (головные боли, головокружение, раздражительность), сердца, почек, глазного дна. Хромосомные болезни — изменение числа хромосом. Хромосомные болезни — группа болезней, в основе развития которых лежат нарушения числа или структуры хромосом, возникающие в гаметах родителей или в ранних стадиях дробления зиготы (оплодотворения яйцеклетки).   Моносомия относится к генетическим аномалиям, для которых характерно изменение кариотипа. В норме у человека определяется 23 хромосомы, каждая из которых имеет гомологичную пару. Если одна из них лишается своей пары, то развивается моносомия. Синдром кошачьего крика — хромосомная мутация, вызываемая отсутствием фрагмента 5-ой хромосомы.  Трисомия — это наличие дополнительной (лишней) хромосомы в кариотипе человека. Подобное нарушение возникает по самым разным причинам. Заболевания, вызванные трисомией, относятся к генетически обусловленным. Младенцы, как правильно, имеют слишком маленькие размеры для своего гестационного возраста, иногда уши неправильной формы, заячью губу или волчью пасть.   Хромосомные перестройки — тип мутаций, которые изменяют структуру хромосом. Хромосомные перестройки играют роль в эволюционном процессе и видообразовании, в нарушении фертильности, в онкологических и врождённых наследственных заболеваниях человека.  Диагностирование. Диагностика наследственных болезней основывается на данных осмотра и обследования, генеалогического анализа, параклинических и лабораторно-генетических методов. ход постановки должен быть двухэтапным: 1. Общее клиническое обследование в соответствие с характером клинической картины (анамнез, осмотр, врачебные методы, лабораторные анализы, инструментальные исследования). 2. При подозрении на конкретную наследственную болезнь необходимо провести специализированное дифференциально-диагностическое обследование вместе с врачом генетиком с использованием диагностических атласов, компьютерных диагностических программ, лабораторно- генетических методов. Биохимический метод используется для обнаружения наследственных дефектов метаболизма. Конечная цель – выявление первичных продуктов действия мутантных генов. При биохимической диагностике используют как классические методы - электрофорез, хроматография, спектроскопия, так и современные высокоточные – масс- спектрометрия, магнитно-резонансная спектрометрия, бомбардировка быстрыми нейтронами. Прямая ДНК-диагностика. Данная диагностика предполагает непосредственное выявление мутации в исследуемом гене. В настоящее время большинство протоколов прямой ДНК- диагностики базируется на полимеразной цепной реакции. Метод ПЦР заключается в циклическом синтезе in vitro строго заданных, ограниченных участков ДНК. Это позволяет в течении 3-5 часов получить огромное число копий искусственно синтезированных молекул нужной последовательности. По сути, метод ПЦР как бы «имитирует» на ограниченном участке гена естественный процесс репликации ДНК. Косвенная ДНК-диагностика. Непрямая «косвенная» ДНК-диагностика используется при заболеваниях, ген которых достаточно точно картирован, то есть локализован в конкретном узком участке определенной хромосомы. Сущность метода заключается в анализе наследования у больных и здоровых членов семьи полиморфных генетических маркеров, сцепленных с геном болезни. В качестве таких маркеров выступают участки ДНК, существующие в виде аллельных вариантов и различающиеся у разных лиц по структуре. Благодаря этому возможно дифференцировать материнское и отцовское происхождение конкретного варианта маркера при анализе ДНК пациента. Генеалогический ДНК-тест исследует определенные части генома тестируемого человека. Результаты дают информацию о генеалогических связях и происхождении человека. Эти данные сравниваются с данными представителей современных или исторических этнических групп. Генные болезни встречаются чаще, чем хромосомные. Диагностика этих заболеваний обычно начинается с анализа клинических и биохимических данных, родословной пробанда, типа наследования. Моногенные болезни могут иметь аутосомно-доминантными, аутосомно-рецессивный и Х-сцепленный типы наследования. Аутосомно-доминантный тип наследования характеризуется следующими признаками: • больные в каждом поколении; • больной ребенок у больных родителей; • болеют в равной степени мужчины и женщины; • проявление болезни наблюдается по вертикали и горизонтали; • вероятность наследования 100 % (если хотя бы один родитель гомозиготен), 75 % (если оба родителя гетерозиготны) и 50 % (если один родитель гетерозиготен). Доминантно наследуемые болезни характеризуются резко отличающимися друг от друга проявлениями и сроками начала болезни. Для большинства болезней этого типа характерны такие патологические состояния, которые не наносят серьезного ущерба здоровью человека и в большинстве случаев не влияют на его способность иметь потомство, например, шестипалость, веснушки, курчавые волосы, нейрофиброматоз, ахондроплазия, синдром Марфана и др. Признаки аутосомно-доминантного типа наследования будут проявляться только при полном доминировании. При неполном доминировании у потомков будет проявляться промежуточная форма наследования, больные могут быть не в каждом поколении. Аутосомно-рецессивный тип наследования характеризуется следующими признаками: • больные не в каждом поколении; • больной ребенок (гомозигота) рождается у здоровых родителей (гетерозигот); • болеют в равной степени мужчины и женщины; • проявление болезни наблюдается по горизонтали; • вероятность наследования 25 % (если оба родителя гетерозиготны), 50 % (если один родитель гетерозиготен, а второй гомозиготен по рецессивному признаку) и 100 % (если оба родителя рецессивные гомозиготы). Вероятность наследования болезни аутосомно-рецессивного типа составляет 25 %, т. к. вследствие тяжести заболевания большинство больных не доживают до детородного возраста или не вступают в брак. правильному анализу данного типа наследования способствуют указания на родственный брак (двоюродный брат и сестра), данные биохимических исследований дефектов обмена веществ (выявление энзимопатий). Так наследуются фенилкетонурия, серповидно-клеточная анемия, муковисцидоз, галактоземия, болезнь Вильсона-Коновалова, адреногенитальный синдром, мукополисахаридозы и др. Х-сцепленный рецессивный тип наследования характеризуется следующими признаками: • больные появляются не в каждом поколении; • больной ребенок рождается у здоровых родителей; • болеют преимущественно мужчины; • проявление болезни наблюдается преимущественно по горизонтали; • вероятность наследования у 25 % всех детей, в том числе у 50 % мальчиков; • здоровые мужчины не передают болезни. Так наследуются гемофилия, дальтонизм, умственная отсталость с ломкой Х-хромосомой, мышечная дистрофия Дюшенна, синдром Леша-Найхана и др. Х-сцепленный доминантный тип наследования сходен с аутосомно-доминантным, за исключением того, что мужчина передает этот признак только дочерям. Примером такого заболевания является особая форма рахита, устойчивая к лечению витамином D. Голандрический тип наследования (У - сцепленный) характеризуется следующими признаками: • больные во всех поколениях; • болеют только мужчины; • у больного отца больны все его сыновья; • вероятность наследования у мальчиков 100 %. Так наследуются некоторые формы ихтиоза, обволошенность наружных слуховых проходов и средних фаланг пальцев, некоторые формы синдактилии (перепонки между пальцами ног) и др. Полигенные болезни. Причиной развития моногенных болезней является поражение генетического материала на уровне молекулы ДНК, в результате чего повреждается только один ген. К моногенным болезням относится большинство наследственных болезней обмена (таких, как фенилкетонурия, галактоземия, муковисцидоз, адреногенитальный синдром, гликогенозы, мукополисахаридозы и многие другие). Моногенные болезни наследуются в соответствии с законами Менделя и по типу наследования могут быть разделены на аутосомно-доминантные, аутосомно-рецессивные и сцепленные с Х-хромосомой. Болезни с наследственным предрасположением (мультифакториальные) являются полигенными, и для их проявления требуется влияние определенных факторов внешней среды. Виды мультифакториальных признаков. 1) высокая частота среди населения; 2) выраженный клинический полиморфизм; 3) сходство клинических проявлений у пробанда и ближайших родственников; 4) возрастные отличия; 5) половые отличия; 6) различная терапевтическая эффективность; 7) несоответствие закономерностей наследования простым менделевским моделям. Генные и хромосомные болезни полностью определяются патологической наследственностью, т. е. мутациями. Вместе с тем известен широкий круг заболеваний, таких как гипертоническая болезнь, некоторые формы сахарного диабета, бронхиальная астма, язвенная болезнь желудка, атеросклероз, шизофрения, врожденные пороки развития и многие другие, возникновение которых во многом зависит от факторов внешней среды. Y-сцепленных болезней невелико, однако микроделеции в гене фактора азооспермии (AZF1), расположенном на длинном плече Y-хромосомы, выявляют у 18% мужчин с тяжелой формой олигоспермии или азооспермии. Хромосома Y содержит относительно небольшое число генов. К началу 2002 г. в ней картировано немногим более 35 генов, из них только 7 вызывают наследственные болезни, в том числе пигментный ретинит, несколько форм азооспермии, дисхондростеоз и гонадобластому, нарушение дифференцировки пола и др.  ДНК тест. Дороговизна Стоимость исследования. Проведение генетического теста включает несколько этапов, которые требуют специализированного оборудования стоимостью несколько миллионов долларов и участия нескольких специалистов. Основной вклад в цену исследования вносят реагенты и расходные материалы, которые закупаемые в основном в США. Кроме этого, существенной статьей расходов лаборатории являются контрольные процедуры – использование внутренних и внешних контрольных образцов, аудиты независимых экспертов и технических специалистов по обслуживанию оборудования.  ДНК-тест Самые сложные и дорогие тесты, которые охватывают весь исследовательский процесс, состоят из таких рабочих этапов: Сбор и получение лабораторией биообразца для исследования. Выделение из образца клеток и их синтез путем полимеразной цепной реакции. На этой стадии создается необходимое для тестирования количество молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты. Секвенирование – определение последовательности генов в молекуле ДНК. Необходимые для исследования участки генов подкрашиваются флуоресцентной краской. Подкрашенные участки генов подвергаются воздействию направленного лазерного луча, что позволяет точно из визуализировать и исследовать. Расшифровка полученных данных и написание врачебных рекомендаций.  Этап 1. Сдача биоматериала. В качестве исходного биоматериала в лабораторию чаще всего поступает кровь или слюна. Слюна собирается в специальный комплект, которые содержит консервант, позволяющий сохранять ДНК до года при комнатной температуре. Кровь собирается из пальца или из вены в специальные пробирки с консервантом ЭДТА. Этот консервант не дает крови свернуться, но не защищает ДНК от разрушения, поэтому кровь необходимо доставлять в лабораторию в течение пары дней после сдачи.  Этап 2. Выделение ДНК. В крови и слюне кроме ДНК содержится много других химических соединений – белков, жиров, полисахаридов, неорганических веществ. Все они могут помешать дальнейшему проведению анализа, поэтому ДНК необходимо очистить. Принцип очистки ДНК заключается в том, что после разрушения всех клеточных структур в образце ДНК сорбируют на специальные мембраны, которые затем промывают очищающими растворами. После промывок ДНК снимают с мембран в специальный буфер, в котором ДНК и хранится для последующего   Этап 3. Контроль качества выделенной ДНК. Для генетического исследования должна быть высокого качества – без примесей других соединений и следов деградации. Поэтому после выделения ДНК проверяется несколькими способами, чтобы оценить ее количество и качество. Около 5% образцов не проходят контроль качества – в этом случае мы просим клиентов повторно сдать образец. Чаще всего непрохождение контроля качества связано с деградацией ДНК из-за несоблюдения правил при сборе (например, человек поел сразу перед сдачей или доставка крови в лабораторию заняла больше 7 дней).  Этап 4. Амплификация и фрагментация ДНК. Некоторые генетические исследования проводятся с помощью микрочипов, которые позволяют проанализировать более 600 тыс. генетических вариантов. Для того, чтобы начать такой анализ, необходимо амплифицировать образец – то есть увеличить количество ДНК в образце в несколько раз путем копирования. Это делается с помощью специальных ферментов – полимераз, которые выделены из бактериальных клеток. После амплификации ДНК представляет собой длинные молекулы, которые с относительно низкой эффективностью будут в последующем участвовать в необходимых процессах. Поэтому после амплификации ДНК разрезают на короткие фрагменты с помощью ферментов.  Этап 5. Гибридизация ДНК с микрочипом. На чипе можно разглядеть 24 прямоугольника – по одному на каждый образец, который можно проанализировать на таком чипе. А каждый прямоугольник состоит из нескольких миллионов сфер, на которые нанесены синтетические фрагменты ДНК (поэтому чипы называются beadchips). Синтетические фрагменты ДНК на чипе произведены таким образом, чтобы отделять из смеси фрагментов генома человека только те участки, которые содержат необходимые для исследования генетические варианты. Поэтому в ходе анализа на чипе всегда анализируют одни и те же 600 тыс. участков генома, которые отвечают за заболевания, предрасположенности, происхождение и многое другое. Чтобы чип смог отделить необходимые фрагменты, проводят гибридизацию. Это процесс, при котором синтетические молекулы на чипе "ищут" при определенной температуре похожие на них фрагменты в образце от клиента.  Этап 6. Сканирование микрочипа. После завершения гибридизации промываем чип несколькими растворами при разных температурах, в результате чего "прилипшие" к чипу фрагменты ДНК начинают светиться. В зависимости от цвета этого свечения можно узнать, какой именно нуклеотид находится в определенной позиции в геноме человека. Однако разглядеть это свечение глазом невозможно – для этого применяется специальный сканер, который работает как флуоресцентный микроскоп очень высокого разрешения – светит на чип высокомощными лазерами и фотографирует поверхность.  Этап 7. Обработка изображений, контроль качества и определение первичной последовательности ДНК. Полученные изображения чипа обрабатываются нашими биоинформатиками так, чтобы извлечь информацию о последовательности ДНК конкретного клиента. На этом этапе также проводится и контроль качества данных – по специальным внутренним контрольным точкам оценивают качество проведенного анализа перед началом интерпретации.  Этап 8. Интерпретация результатов. В зависимости от заказанного исследования, обнаруженные генетические варианты интерпретируются биостатистиками и врачами-генетиками для выявления рисков заболеваний, определения склонностей и предрасположенностей или для исследования происхождения человека.  Лечение и профилактика Лечение: Симптоматическая терапия наследственных болезней. В большинстве случаев, наследственной патологии, где пока невозможна патогенетическая терапия (исправление структуры патологических молекул), состояние больных может облегчить симптоматическая терапия. В последние годы разрабатываются перспективные методы лечения и диагностики наследственных заболевания - биологическая инженерия и биотехнология, задачей которых является создание новых генетических структур на разных уровнях: генном, геномном, клеточном, тканевом, органном и популяционном. Генная инженерия — это введение в клетку нормального гена и последующее получение клона клеток с измененными наследственными свойствами. Хромосомная инженерия — совокупность методик, позволяющих осуществлять манипуляции с хромосомами. Метод гаплоидов основан на выращивании гаплоидных растений с последующим удвоением хромосом. Первичная профилактика наследственных болезней — это комплекс мероприятий, направленных на предупреждение зачатия больного ребенка. Реализуется это планированием деторождения и улучшением среды обитания человека. Профилактика наследственных заболеваний сводится к медико-генетическому консультированию и пренатальной диагностике. Она позволяет снизить риск рождения ребенка с заболеваниями, обусловленными генетикой. Терапия наследственных заболеваний - комплекс средств и методов коррекции и предотвращения наследственных заболеваний. Включает методы метаболомики, генотерапии, диетотерапии Метаболомика — это «систематическое изучение уникальных химических „отпечатков пальцев“ специфичных для процессов, протекающих в живых клетках» — конкретнее, изучение их низкомолекулярных метаболических профилей. Генотерапия — совокупность генноинженерных(биотехнологических) и медицинских методов, направленных на внесение изменений в генетический аппарат соматических клеток человека в целях лечения заболеваний. Диетотерапия - лечебный метод, заключающийся в терапии различных заболеваний специальной диетой; то же, что и лечебное питание. Диетотерапия — это использование питания для лечения различных заболеваний. В основу диетотерапии положена теория сбалансированного питания.  Заключение Этим докладом мы обратили исследовали и обратили ваше внимание на наследственные заболевания и их актуальность, на течение этих болезней, их лечение и классификацию. Теперь вы знаете, как можно замедлить течение болезни, воспрепятствовать её появлению, как проверить, есть ли такая болезнь у вас. Мы считаем, что цель и задачи доклада мы выполнили. Литература https://style.rbc.ru/health/5a2fff849a79472273148c31; http://emk64.ru/wp-content/uploads/Genetika-518-19-26-Lektsiya-7-11.02.2020.pdf; https://ru.wikipedia.org/wiki/; ТЕСТ Вопрос 1. Насколько этапов делится ДНК-тест? 1) 6 2) 5 3) 8 4) 7 Вопрос 2. Мутация — это … 1) это введение в клетку нормального гена и последующее получение клона клеток с измененными наследственными свойствами. 2) стойкое (то есть такое, которое может быть унаследовано потомками данной клетки или организма) изменение генома. 3) совокупность генноинженерных (биотехнологических) и медицинских методов, направленных на внесение изменений в генетический аппарат соматических клеток человека в целях лечения заболеваний. 4) совокупность наследственного материала, заключённого в клетке организма. Вопрос 3. Чем обусловлено появление наследственных заболеваний? 1) Мутациями 2) Геномом 3) Повышением температуры 4) Ухудшением состояния иммунитета Вопрос 4. На сколько условных групп можно разделить наследственные заболевания? 1) 3 2) 4 3) 5 4) 7 Вопрос 5. В какой стране, в основном, закупается большая часть реагентов и расходных материалов? 1) Япония 2) Канада 3) Китай 4) США Вопрос 6. К какой группе относят мультифакториальные болезни? 1) Первой 2) Второй 3) Третьей Вопрос 7. На каком этапе ДНК-теста проводится выделение ДНК? 1) 1-ый этап 2) 2-ой этап 3) 5-ый этап 4) 6-ой этап Вопрос 8. Биохимический метод … 1) предполагает непосредственное выявление мутации в исследуемом гене 2) исследует определенные части генома тестируемого человека 3) используется при заболеваниях, ген которых достаточно точно картирован, то есть локализован в конкретном узком участке определенной хромосомы 4) используется для обнаружения наследственных дефектов метаболизма Вопрос 9. Что НЕ является особенностью клинических проявлений генных болезней? 1) В патологический процесс обычно вовлекаются различные органы и системы органов 2) Больные, как правило, нетрудоспособны, продолжительность их жизни снижена 3) Заболевание протекает длительное время с прогрессированием 4) Чаще всего заболевания связаны с раковыми клетками Вопрос 10. Геном — это … 1) совокупность наследственного материала, заключённого в клетке организма 2) совокупность методик, позволяющих осуществлять манипуляции с хромосомами 3) исследует определенные части генома тестируемого человека 4) совокупность генноинженерных (биотехнологических) и медицинских методов, направленных на внесение изменений в генетический аппарат соматических клеток человека в целях лечения заболеваний Ответы: 1) 3 2) 2 3) 1 4) 1 5) 4 6) 2 7) 2 8) 4 9) 4 10) 1 |