ЗАЧЕТИК ПО ГЕНЕТИКЕ 1 курсик ИДЕАЛЕН. Вопросы для подготовки к обобщающему занятию по генетике
 Скачать 0.69 Mb.
|
|
Функционирование лактозного оперона кишечной палочки. Лактозный оперон E coil включ след элементы: 3 гена, кодирующих белки ферменты: B-галактозидазу, пермеазу и трансацетилазу, участвующие в метаболизме лактозы и транспорте её в клетку, и регуляторной области. Регуляторная область, в свою очередь, состоит из промотора, оператора- последовательности нуклеотидов для связи белка репрессора, а также последовательности нуклеотидов для связь белка активатора. Активность генов контролируется регуляторным геном Lac1. При выращивании E.coli на среде, содержащей только глюкозу геи- регулятор лак-оперон синтезирует активный белок-репрсссор, который, взаимодействуя с оператором, «выключает» транскрипцию структурных генов, кодирующих ферменты, участвующие в метаболизме и транспорте лактозы в клетку. Если клетки E.coli перенести на среду, содержащую только лактозу, то проникая внутрь клеток небольшая часть ее превращается в аллолактозу, которая связываясь с белком -репрессором, инактивирует его. В результате РНК- полимераза осуществляет транскрипцию полицистронной мРНК для синтеза всех ферментов, необходимых для транспорта и метаболизма лактозы. В данном случает осуществляется негативная регуляция генов оперона. При этом аллолактоза служит ИНДУКАТОРОМ генов лак-оперона, кодирующего белки, участвующие в транспорте и метаболизме лактозы. При культивировании кишечной палочки на среде, содержащей как лактозу, так и глюкозу клетки Е coli, используют для гликолиза в основном глюкозу. Указанная особенность метаболизма обусловливается наличием у Е coli механизма положительной регуляции активности генов lac оперона. Репарация генетического материала, виды репарации. Главным антимутационным барьером рассматривается репарация, сформировавшаяся в ходе эволюции. Её сущность - в устранении из наследственного материала клетки изменённого участка. Эксцизионная репарация - удаление повреждённых азотистых оснований из ДНК и последующее восстановление нормальной структуры молекулы по комплементарной цепи. Ферментативная система удаляет короткую однонитевую последовательность двунитевой ДНК, содержащей ошибочно спаренные или поврежденные основания, и замещает их путём синтеза последовательности, комплементарной оставшейся нити. Фоторепарация (фотореактивация) - является наиболее простым механизмом репарации ДНК. Заключается в расщеплении ферментом (дезоксирибо-пиримидинфотолиазой), активируемым видимым светом, циклобутановых димеров, возникающих в ДНК под действием ультрафиолетового излучения. Пострепликативная репарация - пострепликативная репарация «включается» тогда, когда эксцизионная репарация «не справляется» с устранением всех повреждений, возникших в ДНК до её репликации. При репликации во второй спирали ДНК возникают бреши - однонитевые пробелы, соответствующие изменённым нуклеотидам первой спирали. Бреши заполняются участками цепи с нормальной последовательностью нуклеотидов уже в ходе пострепликативной репарации при участии ДНК-полимеразы. Позднее была обнаружена и темновая репарация, т. е. свойство клеток ликвидировать повреждения ДНК без участия видимого света. Темновая репарация осуществляется комплексом из пяти ферментов: узнающего химические изменения на участке цепи ДНК; осуществляющего вырезание поврежденного участка; удаляющего этот участок; синтезирующего новый участок по принципу комплементарности взамен удаленного фрагмента; соединяющего концы старой цепи и восстановленного участка. При световой репарации исправляются повреждения, возникшие только под воздействием ультрафиолетовых лучей, при темновой — повреждения, появившиеся под влиянием жесткой радиации, химических веществ и других факторов. Темновая репарация обнаружена как у прокариот, так и в клетках эукариот. У последних она изучается в культурах тканей. Вопрос о том, почему одни повреждения репарируются, а другие нет, остается открытым. Если репарация не наступает, то клетка либо гибнет, либо наступает мутация. Цитоплазматическая наследственность. Крисс-кросс» наследование (или крест-накрест) – это наследование сцепленных с полом признаков, в результате которого признаки отцов передаются дочерям, а признаки матерей – сыновьям. Внеядерное (цитоплазматическое) наследование проявляется в однородительском типе передачи – гибриды прямого и обратного скрещиваний похожи на мать – матроклинное наследование. Цитоплазматическое наследование. При ядерном наследовании результаты F1 зависят от локализации гена в аутосоме или половой хромосоме. Анализ расщеплений в F2 служит основой для предположения о числе генов, типе их взаимодействия и характере наследования. В настоящее время в связи с развитием молекулярной генетики практическое значение реципрокного скрещивания снизилось. Генетика человека. Определение. Генетика человека, или антропогенетика – это самостоятельная наука, которая изучает явления наследственности и изменчивости у людей, особенности наследования признаков в норме и их изменения под действием условий окружающей среды, наследственные заболевания (медицинская генетика), генетическую структуру популяций человека (популяционная генетика человека). Генетика человека является теоретической основой современной медицины и современного здравоохранения. Известно несколько тысяч собственно генетических (наследственных) заболеваний, которые почти на 100 % зависят от генотипа особи. К наиболее тяжелым из них относятся: кислотный фиброз поджелудочной железы, фенилкетонурия, галактоземия, различные формы кретинизма, гемоглобинопатии, синдромы Дауна, Тёрнера, Клайнфельтера. Человек, как специфический объект генетического анализа. Характеристика, как объекта исследования: 1. невозможность проводить гибридологический анализ по морально-этническим соображениям. 2. 46 хромосом в кариотипе. 3. Пары 22 аутосомных хромосом и две половые хромосомы – для м. У, для ж. Х. при этом у женщин 23 группы сцепления, у мужчин 24. 4. редкая смена поколений, т.к. долгое детство и позднее половое созревание. 5. продолжительность жизни исследователя соизмерима с объектом 6. невозможность проводить статистический анализ, т.к. одна беременность = одному ребенку, искл. близнецы 7. генотипический полиморфизм и фенотипизм в пределах одного вида. 8. невозможно создать одинаковые условия жизни 9. социальные признаки (музыкальные способности, речь, коммуникационные связи, изобразительные способности.) 10. возможно существование людей с отклонениями от нормы, благодаря поддержке других особей Решение недостатков: 1. возможность выбрать пару, соответствующую целям исследования 2. можно выбрать достаточное количество семей с данным признаком. 3. можно подобрать для исследования на длительное время семью, с интересующими признаками 4. хорошо изучена фенотипическая изменчивость (физиология, анатомия, иммунология, биохимия) 5. разработка методов работы с ДНК, методов гибридизации соматических клеток человека, кариотипирование хромосом, т.е. определять положение генов в хромосоме Медико-генетическое консультирование. Основные этапы медико- генетического консультирования. Медико-генетическое консультирования – этоконсультация пар с целью определить наследственное заболевание, предупредить его появление у потомка, или смягчить симптомы заболевания. Термин был применен Ш. Ридом, как служба помощи семьям наследственно отягощенным. В США проводить стали в 1910 год у Ч. Дейвенпортом, В России 1929 Давиденковым С.Н. Проводится МГК врачом-генетиком. Основные этапы МГК: (Установление) верификация наследственного заболевания и определение типа его наследования путем клинико-генеалогического метода, дерматолгифического, цитогенетического, генетики соматических клеток, иммунологического, биохимического, метода сцепленных генов. Проводится генетический прогноз, путем установления генотипов членов семьи с расчетом риска возникновения заболевания. При необходимости применяют пренатальную диагностику – это дородовая диагностика плода с целью обнаружения патологии, к этому относится определение отцовства, определение пола плода, УЗД, амниоцентез, биопсия хориона. Выделяют: Теоретический - расчёты менделеевского риска, при моногенном заболевании. Эмпирический – таблицы для мультифакториальных заболеваний и хромосомных синдромов. Модификационный генетический риск – если отец имеет заболевание Хантингтона, но дожил до преклонного возраста и не было проявлений, то для сына риска нет. Низкий – 5%, Средний – 6-20%, Высокий – более 20% Официальное заключение с рекомендациями. Совет должен быть объективным; морально-этнические трудности решаются на законодательном уровне, если есть высокий риск генетического заболевания плода и необходима стерилизация или искусственное оплодотворение; необходимо донести генетическую информацию таким образом, чтобы пациент понял; метод работы врача – убеждение. Окончательное решение принимают консультирующиеся. Методы генетики человека: генеалогический, близнецовый, цитогенетический, популяционно-статистический, биохимический, дерматоглифики, ультразвуковой диагностики и амниоцентеза. Генеалогический– основан на составлении генеалогического древа, с целью определения типа наследования признака или заболевания. Этапы: анамнез пробанда построение родословной анализ родословной и выводы Устанавливает: 1. наследственный признак или нет 2. тип и характер наследования 3. генотипы лиц родословной 4. пенетрантность и экспрессивность гена 5. вероятность рождения ребенка с данным признаком Исследуемый, с которого начинается родословная – пробанд; сиблинг – потомок брачной пары; сибсы – родные братья и сестры, кузены – двоюродные братья, сестры и т.д.; единоутробные - одна мать, отцы разные; единокровные – отец один, разные матери; сводные – в семье дети от разных браков, без общих потомков. Типы наследования: 1 Аутосомно-доминантный 2 Аутосомно-рецессивный 3 Х-сцепленный рецессивный 4 Х-сцепленный доминантный. 5 У-сцепленный (голандрический тип). Близнецовый метод – это метод, основанный на изучении степени наследственной обусловленности исследуемых признаков, близнецы подходят, чтобы изучать данный вопрос. Монозиготные(однояйцевые) – из одной оплодотворенной клетки; дизиготные (разнояйцовые, двуяйцовые) – два сперматозоида оплодотворяют две яйцеклетки (реже более). Метод позволяет установить: наследственный характер признака, пенетрантность аллеля, оценить эффективность действия на организм внешние факторы – лекарственные препараты, воспитание, обучение) Для данного метода выделяют процент сходства – конкордантность, и различия – дискордантность. Формулы расчета: Формула Хольцингера. Н=КМБ(сходство монозиготных)%-КД(сходство дизиготных)Б% / 100%-КДБ%, следовательно Н=1-0,7 – наследственные признаки, Н=04-0,7 – мультифакториальные, Н=0-0,4 – зависят от среды. Формула Гершензона. Н/С=(100-б)-(100-а)/100-а, Н-значение наследственности, С-значение среды, а -конкордантность монозиготных, б-конкордантность дизиготных. Цитогенетический метод – основан на исследовании под микроскопом хромосомного набора соматических клеток. Для видимости хромосом клетку стимулируют и вводят в митоз, после на стадии метафазы, ее дальнейшее развитие приостанавливают. Идиограмма – графическое изображение распределение гаплоидного набора или диплоидного набора хромосом согласно Денверской классификации. Кариограмма – графическое изображение диплоидного набора хромосом, расположенных парами по порядку убывания или возрастания размеров. Метафазная хромосома строение. состоит из хроматид, соединены центромерой. Различают - метацентрические – равноплечие, субметацентрические – неравноплечие, акрометацентричные – резко неравноплечие. обозначают р – короткое плечо, q- длинное плечо. Правило постоянства хромосом, Правило непрерывности хромосом, Правило парности хромосом, Правило индивидуальности хромосом. Кариотип человека содержит 46 хромосом, где 44- аутосомы, 2 – гоносомы. Цитогенетический метод включает: Кариотипирование – цитогенетический метод, позволяющий выявить отклонения в структуре и числе хромосом, которые могут стать причиной бесплодия, хромосомного заболевания, рождения больного ребенка: кариотипирование без дифференциальной окраски хромосом (рутинное окрашивание) кариотипирование с дифференциальной окраской хромосом Этапы кариотипирования: Культивирование соматических клеток, форменных элементов крови на искусственной питательной среде с ФГА (фитогемагглютинин) Добавление колхицина, для остановки митотического деления на фазе метафаза. Обработка гипотоническим раствором хлорида натрия, клетка разрывается, а хромосомы лежат свободно в плазме крови. Окрашивание хромосом с дифференциальной окраской – применение флюорохмов с основными красителями: G-окрашивание, Q-окрашивание, R-окрашивание, С-окрашивание, Т-окрашивание, разделяют согласно Парижской номенклатуры; без дифференциальной диагностики – рутинная окраска – основные красители азур-эозин, краситель Романовского-Гимзы, основной фуксин, орсеин, разделяют соответственно Денверской классификации. Изучение под микроскопом и фотографирование Анализ кариотипа- составление идиограммы или кариограммы Метод определение полового хроматина Половой хроматин – тельце Барра – представляет собой темной пятно в виде спирализованной Х-хромосомы в неделящейся соматической клетке, в норме обнаруживается у женского пола. Под микроскопом определяют ее в клетке. Данные методики просты и доступны, особенно определение в буккальном мазке с окраской ацетоорсеином. Методика обнаружения: просят пациента обкусать губу зубами и протереть салфеткой шпателям делают соскоб и наносят беловатый налет на предметное обезжиренное стекло после окрашивают ацетоорсеином и исследуют под микроскопом Следовательно, при обнаружении у женщин двух, или у мужчин, говорит о трисомии по Х-хромосоме у женщины, синдроме Клайнфельтера у мужчины; при обнаружении трех Х-хромосом у женщины, или у мужчины, говорит о синдроме Клайнфельтера у мужчин, полисомия по Х-хромосоме у женщины; В норме у женщины одно тельце Барра, у мужчин его нет! Обнаружение У-хромосомы(F-тельца). Буккальный мазок окрашивают акрихинином и проводят люминесцентную микроскопию, т.к. ярко флюоресцирует длинное плечо хромосомы. FISH-метод - идентификация с помощью ДНК-зондов половые хромосомы – красный – Х-хромосома, зеленый – У-хромосома. Данный метод важен для подтверждения синдрома Якоба (полисомия по У-хромосоме) Биохимический метод - Популяционно-статистический метод - Наследственные болезни. Их классификация. Наследственные болезни – это болезни, которые возникают из-за нарушения наследственного аппарата - хромосомные и генные мутации; проявление патологического действия мутации как причинного фактора практически не зависит от среды, но она при этом может менять выраженность симптомов болезни и тяжесть ее течения. Классификация хромосомных заболеваний: геномные мутации: нарушение числа аутосом – Синдром Дауна, Синдром Патау, Синдром Эдвардса; нарушение числа гоносом – Синдром Шерешевского-Тернера, Синдром Клайнфельтера, Кариотип УО, Полисомия по Х-хромосоме, Полисомия по У-хромосоме; нарушение структуры хромосом: Синдром Крика кошки, Синдром Филадельфийской хромосомы, Синдром Мартин-Белл, Транслокационная форма синдрома Дауна. Генные Болезни: - нарушения аминокислотного обмена (фенилкетонурия, алкаптонурия, альбинизм); - нарушения углеводного обмена (галактоземия, фруктоземия, врожденный сахарный диабет): - нарушения липидного обмена (болезнь Тея-Сакса, атеросклероз); - нарушения транспортных белков (гемоглобинопатии, болезнь Вильсона- Коновалова); - нарушения минерального обмена (наследственная форма рахита); Хромосомные болезни. Причины. Классификация. Наследственные болезни, связанные с изменением числа аутосом: болезнь Дауна, синдром Эдвардса, Патау. Причины, клиника, диагностика. Наследственные болезни, связанные с изменением числа половых хромосом: синдром Клайнфельтера, синдром Шерешевского-Тернера, трисомии по X- хромосоме, полисомии по Y-хромосоме, кариотип YO. Причины, клиника, диагностика. Болезни, обусловленные хромосомными аберрациями: синдром "крика кошки", синдром "филадельфийской" хромосомы, транслокационная форма болезни Дауна, синдром Мартина-Белла. Причины, клиника, диагностика. Понятие о молекулярных болезнях, их причинах, методах диагностики и скрининге. Основные генные болезни человека: нарушения аминокислотного обмена (фенилкетонурия, алкаптонурия, альбинизм); нарушения углеводного обмена (галактоземия, фруктоземия, врожденный сахарный диабет): нарушения липидного обмена (болезнь Тея-Сакса, атеросклероз); нарушения транспортных белков (гемоглобинопатии, болезнь Вильсона- Коновалова); нарушения минерального обмена (наследственная форма рахита); аномалии структурных белков (синдром Элерса-Данлоса). 49. Болезни экспансии, вызываемые "динамическими" мутациями. |