Генные мутации. Роль генных мутаций в создании генетического полиморфизма и возникновении наследственной патологии у человека. Генные болезни.

Генные мутации(точковые)- связаны с изменением последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК.Это приводит к изменению строения молекул белков и появлению новых признаков и свойств.Генные мутации происходят под влиянием мутагенных факторов(биологических,физических,химических)или спонтанно(случайно).Вследствии генной мутации образуются новые аллели,это имеет важное эволюционное значение.

Болезни:ферментопатия,фенилкетунория,гемоглобинопатия(серповидноклеточная анемия),коллагеноз.

22.Хромосомные мутации, их классификация. Роль хромосомных мутаций в развитии патологических состояний человека.

Хромосомные мутации -это перестройки участка хромосом.Различают 5 основных типов хром-ых мутаций:

Делеция(потеря участка хром-м),дупликация(удвоение участка хром-м),инверсия(поворот участка хром-м на 180 градусов),транслокация(обмен участками негомологичных хром-м)слияние 2х хром-м в одну. Хром-ые мутации вызывают резкие изменения в организме и в гомозиготном состоянии часто приводят к гибели.

Болезни:Синдром Вольфа(делеция короткого плеча(р)4 хром-мы-46,4р-(кариотип);синдром «кошачьего крика»(делеция короткого плеча(р)5 хром-мы:46,5р-;хронический миелолейкоз(делеция длинного плече(q)21или22 хром-мы:46,21q,46,22q.

Геномные мутации. Хромосомные болезни, механизмы возникновения и наиболее характерные клинические проявления.

Геномные мутации- это изменение количества числа хромосом.Они могут быть при нерасхождении хро-м в мейозе.Геномные мутации могут буть предствлены гаплоидами(с хром-ой мутацие),анеуплоидами(с лишней или недостаточной хром-ой),полиплоидами(с кратным увеличением наборов хром-м).

Болезни:

1)связанные 1-22 парами

-синдром Патау(трисомия по 13паре хром-м:47,13+

-синдром Эдварса на 18 паре:47,18+

-синдром Дауна по 21паре:47,21+

2)связанные с половыми хром-ами

-синдром Шершевского-Тернера(моносомия 045,Х0)

-синдром трипло-Х(трисомия 047,ХХХ)

-синдром Кляинфельтера(варианты разные хром-м 47,ХХУ;48ХХУУ)

Особенности человека как объекта генетических исследований. Методы генетики человека: генеалогический, цитогенетический, близнецовый, популяционно-статистический, биохимический. Методы генетики соматических клеток, молекулярно-генетические методы.

Генеалогический метод

В основе этого метода лежит составление и анализ родословных. При составлении родословных исходным является человек — пробанд, родословную которого изучают. Обычно это или больной, или носитель определенного признака, наследование которого необходимо изучить. С помощью генеалогического метода может быть установлена наследственная обусловленность изучаемого признака, а также тип его наследования (аутосомно-доминантный, аутосомно-рецессивный, X-сцепленный доминантный или рецессивный, Y-сцепленный). При анализе родословных по нескольким признакам может быть выявлен сцепленный характер их наследования, что используют при составлении хромосомных карт. Этот метод позволяет изучать интенсивность мутационного процесса, оценить экспрессивность и пенетрантность аллеля. Он широко используется в медико-генетическом консультировании для прогнозирования потомства. Однако необходимо отметить, что генеалогический анализ существенно осложняется при малодетности семей.

Родословные при аутосомно-доминантном наследовании. Для аутосомного типа наследования в целом характерна равная вероятность встречаемости данного признака как у мужчин, так и у женщин. Это обусловлено одинаковой двойной дозой генов, расположенных в аутосомах у всех представителей вида и получаемых от обоих родителей, и зависимостью развивающегося признака от характера взаимодействия аллельных генов.

Родословные при аутосомно-рецессивном наследовании. Рецессивные признаки проявляются фенотипически лишь у гомозигот по рецессивным аллелям. Эти признаки, как правило, обнаруживаются у потомков фенотипически нормальных родителей — носителей рецессивных аллелей. Вероятность появления рецессивного потомства в этом случае равна 25%. Если один из родителей имеет рецессивный признак, то вероятность проявления его в потомстве будет зависеть от генотипа другого родителя. У рецессивных родителей все потомство унаследует соответствующий рецессивный признак

Родословные при доминантном Х-сцепленном наследовании признака. Гены, расположенные в Х-хромосоме и не имеющие аллелей в Y-хромосоме, представлены в генотипах мужчин и женщин в разных дозах. Женщина получает две свои Х-хромосомы и соответствующие гены как от отца, так и от матери, а мужчина наследует свою единственную Х-хромосому только от матери. Развитие соответствующего признака у мужчин определяется единственным аллелем, присутствующим в его генотипе, а у женщин он является результатом взаимодействия двух аллельных генов. В связи с этим признаки, наследуемые по Х-сцепленному типу, встречаются в популяции с разной вероятностью у мужского и женского пола.

При доминантном Х-сцепленном наследовании признак чаще встречается у женщин в связи с большей возможностью получения ими соответствующего аллеля либо от отца, либо от матери. Мужчины могут наследовать этот признак только от матери. Женщины с доминантным признаком передают его в равной степени дочерям и сыновьям, а мужчины — только дочерям. Сыновья никогда не наследуют от отцов доминантного Х-сцепленного признака.

Родословные при рецессивном Х-сцепленном наследовании признаков. Характерной особенностью родословных при данном типе наследования является преимущественное проявление признака у гемизиготных мужчин, которые наследуют его от матерей с доминантным фенотипом, являющихся носительницами рецессивного аллеля. Как правило, признак наследуется мужчинами через поколение от деда по материнской линии к внуку. У женщин он проявляется лишь в гомозиготном состоянии, вероятность чего возрастает при близкородственных браках.

Близнецовый метод

Этот метод заключается в изучении закономерностей наследования признаков в парах одно- и двуяйцевых близнецов. Он позволяет выявить наследственный характер признака, определить пенетрантность аллеля, оценить эффективность действия на организм некоторых внешних факторов (лекарственных препаратов, обучения, воспитания).

Суть метода заключается в сравнении проявления признака в разных группах близнецов при учете сходства или различия их генотипов. Монозиготные близнецы, развивающиеся из одной оплодотворенной яйцеклетки, генетически идентичны, так как имеют 100% общих генов. Поэтому среди монозиготных близнецов наблюдается высокий процент конкордантных пар, в которых признак развивается у обоих близнецов. Сравнение монозиготных близнецов, воспитывающихся в разных условиях постэмбрионального периода, позволяет выявить признаки, в формировании которых существенная роль принадлежит факторам среды. По этим признакам между близнецами наблюдается дискордантность, т.е. различия. Напротив, сохранение сходства между близнецами, несмотря на различия условий их существования, свидетельствует о наследственной обусловленности признака.

Сопоставление парной конкордантности по данному признаку у генетически идентичных монозиготных и дизиготных близнецов, которые имеют в среднем около 50% общих генов, дает возможность более объективно судить о роли генотипа в формировании признака. Высокая конкордантность в парах монозиготных близнецов и существенно более низкая конкордантность в парах дизиготных близнецов свидетельствуют о значении наследственных различий в этих парах для определения признака. Сходство показателя конкордантности у моно- и дизиготных близнецов свидетельствует о незначительной роли генетических различий и определяющей роли среды в формировании признака или развития заболевания. Достоверно различающиеся, но достаточно низкие показатели конкордантности в обеих группах близнецов дают возможность судить о наследственной предрасположенности к формированию признака, развивающегося под действием факторов среды.

Популяционно-статистический метод

С помощью популяционно-статистического метода изучают наследственные признаки в больших группах населения, в одном или нескольких поколениях. Существенным моментом при использовании этого метода является статистическая обработка получаемых данных. Этим методом можно рассчитать частоту встречаемости в популяции различных аллелей гена и разных генотипов по этим аллелям, выяснить распространение в ней различных наследственных признаков, в том числе заболеваний. Он позволяет изучать мутационный процесс, роль наследственности и среды в формировании фенотипического полиморфизма человека по нормальным признакам, а также в возникновении болезней, особенно с наследственной предрасположенностью. Этот метод используют и для выяснения значения генетических факторов в антропогенезе, в частности в расообразовании.

При статистической обработке материала, получаемого при обследовании группы населения по интересующему исследователя признаку, основой для выяснения генетической структуры популяции является закон генетического равновесия Харди — Вайнберга. Он отражает закономерность, в соответствии с которой при определенных условиях соотношение аллелей генов и генотипов в генофонде популяции сохраняется неизменным в ряду поколений этой популяции (см. разд. 10.2.3, т.2). На основании этого закона, имея данные о частоте встречаемости в популяции рецессивного фенотипа, обладающего гомозиготным генотипом (аа), можно рассчитать частоту встречаемости указанного аллеля (а) в генофонде данного поколения. Распространив эти сведения на ближайшие поколения, можно предсказать частоту появления в них людей с рецессивным признаком, а также гетерозиготных носителей рецессивного аллеля. (рА. + qa)2, где р и q — частоты встречаемости аллелей А и а соответствующего гена. Раскрытие этой формулы дает возможность рассчитать частоту встречаемости людей с разным генотипом и в первую очередь гетерозигот — носителей скрытого рецессивного аллеля: p2AA + 2pqAa + q2аа.

Цитогенетический метод(25 вопрос)

Цитогенетический метод основан на микроскопическом изучении хромосом в клетках человека. Применение цитогенетического метода позволяет не только изучать нормальную морфологию хромосом и кариотипа в целом, определять генетический пол организма, но, главное, диагностировать различные хромосомные болезни, связанные с изменением числа хромосом или с нарушением их структуры. Кроме того, этот метод позволяет изучать процессы мутагенеза на уровне хромосом и кариотипа. Применение его в медико-генетическом консультировании для целей пренатальной диагностики хромосомных болезней дает возможность путем своевременного прерывания беременности предупредить появление потомства с грубыми нарушениями развития. Непременным требованием для изучения хромосом является наличие делящихся клеток.

Дэнверская номеклатура основана на разделении хром-м по размеру(крупные,средние,мелкие),по форме (метацинтрические,субметацинтрические,акроцинтрические).Эта номеклатура позволяет установить наследственные заболевания геномными мутациями.

Парижская номеклатура хро-м основа на дифференциальном окрашивании хром-м с выявлением участков эу- и гетерохроматина.Позволяет установить наследственные заболевания,вызванные хром-ыми и геномными мутациями.

 

Биохимический метод

В отличие от цитогенетического метода, который позволяет изучать структуру хромосом и кариотипа в норме и диагностировать наследственные болезни, связанные с изменением их числа и нарушением организации, наследственные заболевания, обусловленные генными мутациями, а также полиморфизм по нормальным первичным продуктам генов изучают с помощью биохимических методов.

26.Половой хроматин. Экспресс-метод определения полового хроматина.

Половой хроматин -max спирализованная х-хромосома,обнаруживается в интерфазных соматических клетках у женщин и находится в оболочке ядра.Позволяет диагносировать заб-я,связанные с изменением кол-ва половых хром-м.

Амниоцентез- метод получения клеток плода.