Генетика. кр номер 2. Закон чистоты гамет и его цитологическое обоснование. Второе правило Менделя. Особенности расщепления по фенотипу и генотипу. 3
Скачать 1.62 Mb.
|
25. Хромосомные болезни человека, связанные с не расхождением половых хромосом, методы их диагностированияХромосомные болезни – клинические синдромы, обусловленные изменением числа или структуры хромосом. 1) Синдром Клайнфельтера, Кариотип 47 (ХХУ) Характерные признаки: Рождается мальчик, Недоразвитие семенников, Отсутствие сперматогенеза. Развивается астенический тип телосложения: узкие плечи, широкий таз, жироотложение по женскому типу, слаборазвитая мускулатура, скудная растительность на лице или полное отсутствие. 2) Синдром Шерешевского-Тернера (моносомия по X хромосоме) наблюдается у женщин. Он проявляется в замедлении полового созревания, недоразвитии половых желез, бесплодии. В ядрах клеток слизистой оболочки полости рта у таких женщин отсутствует тельце Барра. Они имеют малый рост, тело диспропорционально — более развита верхняя часть тела, плечи широкие, таз узкий — нижние конечности укорочены, шея короткая со складками, "монголоидный" разрез глаз. 26.Хромосомные болезни человека, связанные с нерасхождением аутосом, метод их диагностированияХромосомные болезни — наследственные заболевания, обусловленные изменением числа или структуры хромосом (геномными или хромосомными мутациями). Хромосомные болезни возникают в результате мутаций в половых клетках одного из родителей. Синдром Патау (трисомия по 13 паре хромосом) связана с нерасхождением хромосом при мейозе у одного из родителей. Синдром Дауна – трисомия по 21 паре хромосом, сопровождается слабоумием, задержкой развития Синдром Эдвардса – трисомия по 18 паре хромосом, нижняя челюсть и ротовое отверстие маленькое, глазные щели узкие, короткие; ушные раковины деформированы. Основным методом диагностики хромосомных заболеваний является цитогенетическое исследование (кариотипирование – микроскопический анализ хромосом, который позволяет выявлять количественные и грубые структурные хромосомные аномалии). 27.Хромосомные абберации и связанные с ними болезни, метод диагностированияХромосомные мутации или аберрации. В основе изменения структуры хромосомы лежит нарушение её целостности - уменьшение или увеличение их размеров, изменение положения их частей. I. Разрывы хромосом происходят в ходе кроссинговера, когда они обмениваются гомологичными участками. При нарушении кроссинговера хромосомы могут обмениваться неравноценными участками хромосом. Это ведет к появлению новых групп сцепления, где отдельные участки могут выпадать (делеция), или удваиваться (дупликация), или перемещаться (транслокация). При таких перестройках изменяется число генов в группе сцепления. II. Разрывы хромосом могут возникать также под влиянием различных мутагенных факторов, главным образом физических (ионизирующие и другие виды излучения), некоторых химических соединений, вирусов. III. Нарушение целостности хромосомы может сопровождаться поворотом ее участка, находящегося между двумя разрывами, на 180° (инверсия). У человека среди наиболее часто встречающихся хромосомных аберраций, проявляющихся развитием глубокой патологии, выделяют аномалии, касающиеся числа и структуры хромосом. Нарушения числа хромосом могут быть выражены отсутствием одной из пары гомологичных хромосом (моносомия) или появлением добавочной, третьей, хромосомы (трисомия). Примером таких аномалий являются синдромы — синдром Дауна (21-трисомия), синдром Эдвардса (трисомия по 18-й хромосоме), синдром Патау (трисомия по 13 паре хромосом), синдром Клайнфелтера (XXY), синдром Шерешевского — Тернера (моносомия по X хромосоме). К другим хромосомным аберрациям относятся такие нарушения, при которых общее число хромосом может оставаться нормальным, а изменяется структура самой хромосомы: транслокации (обмен сегментами между хромосомами), делеции (отсутствие части хромосомы), кольцевые хромосомы и т. д. Перспективным методом профилактики хромосомной патологии является антенатальная диагностика, т. е. исследование клеток амниотической жидкости на 16—18-й неделе беременности или клеток хориона в более ранние сроки. Внедрение антенатальной диагностики в широкую практику с охватом контингентов повышенного риска позволит значительно сократить частоту рождения детей с хромосомными заболеваниями, в первую очередь с болезнью Дауна. В зависимости от того, включает данный участок область центромеры или нет, различают перицентрические и парацентрические инверсии. Фрагмент хромосомы, отделившийся от нее при разрыве, может быть утрачен клеткой при очередном митозе, если он не имеет центромеры. Такой фрагмент может прикрепляться к какой-то негомологичной хромосоме — транслокация. Нередко две поврежденные негомологичные хромосомы взаимно обмениваются оторвавшимися участками — реципрокная транслокация. Присоединение фрагмента к своей хромосоме в другом месте — транспозиция. Иногда негомологические структуры хромосом объединяются в одну — робертсоновская транслокация. 28. Наследственные болезни человека, вызванные генными мутациями. Объяснение. Примеры.Генные болезни вызываются генными (точковыми) мутациями - это изменения числа и/или последовательности нуклеотидов в структуре ДНК (Генные вставки, выпадение пары нуклеотидов, перемещения, замещения нуклеотидов, Генные дупликации) в пределах отдельных генов, приводящие к изменению количества или качества соответствующих белковых продуктов. Передаются из поколения в поколения. Эффекты генных мутаций разнообразные. Большая часть мелких генных мутаций фенотипически не проявляется, поскольку они рецессивны. Но известен ряд случаев, когда изменение одного основания в определённом гене оказывает влияние на фенотип. Одним из примеров служит СЕРПОВИДНОКЛЕТОЧНАЯ АНЕМИЯ - заболевание, вызываемое у человека заменой основания в одном из генов, ответственных за синтез гемоглобина. Другой пример: Фенилкетонурия Гликогеновая болезнь Болезнь Гоше Подагра Болезнь Марфана Мукополисахаридоз Гемолитическая анемия Серповидноклеточная анемия. Болезнь Коновалова-Вильсона Муковисцедоз Альбинизм (глазо-кожный) 29. Понятие о строении оперона, функции оперона.Оперон - функциональная единица организации генетического материала прокариот (бактерий и архей), в которой цистроны (гены, единицы транскрипции), кодирующих совместно или последовательно работающие белки, объединяются под одним (или несколькими) промоторами. Такая функциональная организация позволяет эффективнее регулировать экспрессию (транскрипцию) этих генов. На работу данного оперона влияет самостоятельный ген регулятор, синтезирующий соответствующий регуляторы белок. Этот ген не обязательно располагается рядом с опероном. Один ген регулятор может регулировать транскрипцию нескольких оперонов. Ген регулятор так же имеет свой собственный промотор и терминатор. Регуляторные белки бывают двух типов: белок репрессор и белок активатор. Они присоединяется к специфическим нуклеотидным последовательностям ДНК оператора, что-либо препятствует транскрипции генов, либо способствует ей. Оперон состоит из структурной и управляющей зон, промотора и терминатора. Генетическая информация снимается со всего оперона в виде одной молекулы и-РНК. На рибосомы же попадает лишь та её часть, которая соответствует информативной зоне. Промотор-участок оперона, который узнает фермент РНК полимераза и прочно связывается с ней. Далее оператор - участок, который выполняет диспетчерскую функцию, то есть либо разрешает, либо ингибирует транскрипцию. С ним может связаться репрессор-регуляторный белок, который при связывании с оператором запрещает ход транскрипции. Белок репрессор кодируется геном регулятором, который не входит в состав оперона. В состав оперона прокариоты входят структурные гены и регуляторные элементы (не путать с геном регулятором). Структурные гены колируют белки, осуществляющие последовательные этапы биосинтеза какого-либо вещества. Этих генов может быть один, два или несколько. Они тесно сцеплены друг с другом, и в ходе транскрипции работают как один ген: на них синтезируется одна общая молекула иРНК, которая потом расщепляется на несколько иРНК, соответствующих отдельным генам. Регуляторными элементами являются: промотор - участок связывания фермента, осуществляющего транскрипцию ДНК - РНК полимеразы. Является местом начала транскрипции. Представляет собой короткую последовательность из нескольких десятков нуклеотидов ДНК, с которой специфически связывается РНК полимераза. Так же про мотор определяет, какая из двух цепей будет служить матрицей для синтеза иРНК; оператор - участок связывания регуляторного белка; терминатор - участок в конце оперона, сигнализирующий о прекращении транскрипции. 30. Регуляция деятельности оперона бактериальной клетки в реакциях синтезаВ биохимических реакциях синтеза роль регуляторов активности репрессоров выполняют конечные продукты синтеза. Если клетка полностью использует образующийся при синтезе продукт, то в отсутствии лишних молекул этого продукта белки-репрессоры неактивны в отношении оператора. Структурные гены доступны для РНК- полимеразы, осуществляющей синтез и-РНК для синтеза ферментов. Как только потребности клетки в синтезируемом продукте будут удовлетворены полностью и в цитоплазме появятся неиспользованные молекулы, они соединяются с белками репрессорами. Такой комплекс проявляет повышенную активность относительно операторов, блокируя их. Синтез ферментов прекращается. РЕГУЛЯЦИЯ СИНТЕЗА ФЕРМЕНТОВ В БАКТЕРИАЛЬНОЙ КЛЕТКЕ Регулирующая деятельность оператора заключается в том, что он, в зависимости от условий существования клетки, то "открывает" то "закрывает" доступ ферменту РНК-полимеразе к структурным генам оперона ("открыт"-"закрыт"), и сам контролируется специальными белками-репрессорами. Эти белки проявляют строгую специфичность, взаимодействуя только с определёнными операторами, а их структура закодирована в специальных генах - р е г у л я т о р а х (в состав оперона эти гены не входят). 31. Регуляция деятельности оперона бактериальной клетки в реакциях расщепленияВ биохимических реакциях расщепления индуктором (побудителем деятельности оперона) является само расщепляемое вещество (субстрат реакции). В отсутствии субстрата реакции белки-репрессоры активны относительно оператора, соединяются с ним, и информация со структурных генов на синтез ферментов для расщепления субстрата не снимается. И, наоборот, если к питательной среде, на которой растет клетка, добавляется субстрат, то последний вступает во взаимодействие с репрессорами, делая их неактивными относительно оператора. При этом открывается доступ к структурным генам оперона, и снимается информация на синтез ферментов. 32. Значение генетики для медициныГенетика – это наука о наследственности и изменчивости живых организмов и методах управления ими; это наука, изучающая наследственность и изменчивость признаков. Наследственность – способность организмов порождать себе подобных; свойство организмов передавать свои признаки и качества из поколения в поколения; свойство организмов обеспечивать материальную и функциональную преемственность между поколениями. Изменчивость – свойство организма приобретать новые признаки в процессе индивидуального развития; появление различий между организмами по отдельным признакам; это существование признаков в различных формах. 1. Изучение общих закономерностей наследования признаков в ряду поколений. 2. Изучение роли наследственных факторов в определении клинической картины болезней. 3. Изучение, выявление и профилактика наследственных болезней. 4. Разработка путей предотвращения воздействия негативных факторов среды на наследственность человека. 5. Исследует особенности появления и развития нормальных и патологических свойств, возникающих у человека. |