Методы генетики соматических клеток

- Целью данной группы методов является изучение процессов наследственности и изменчивости соматических клеток, что позволяет судить о генетических закономерностях организма в целом. Соматические клетки человека получают из различных органов и тканей (клетки крови, кожных покровов и слизистых, костного мозга, эмбриональные клетки). Чаще всего для исследования берут фибробласты и лимфоциты. (для: культивирования, клонирования, селекции сом. клеток, гибридизация сом. клеток).

Метод позволяет установить:

- локализацию гена в хромосоме;

- группы сцепления;

- механизм взаимодействия генов;

- мутантное действие тех или иных веществ;

- заболевание в дородовый период.

Популяционно-статистический метод

Метод заключается в изучении генетических закономерностей в популяции. Теоретической основой данного метода является основной закон генетики популяций – закон Харди-Вайнберга.

Метод позволяет установить:

1. Частоту встречаемости аллелей одного гена в популяции, т.е. генные частоты. По частоте встречаемости гены можно разделить на две группы:

а) гены, имеющие универсальное распространение, т.е. встречающиеся в разных популяциях с одинаковой частотой,

б) гены, имеющие локальное распространение.

Например, ген, определяющий серповидно-клеточную анемию, распространен в странах Средиземноморья и на Африканском континенте. Ген, определяющий врожденный вывих бедра, распространен у малых народов Севера. Гены, определяющие нарушение строения гемоглобина, распространены в среднеазиатских популяциях. Изучение генных частот в разных популяциях лежит в основе современной геногеографии.

2. Генотипическую структуру популяции, т.е. частоты встречаемости генотипов. Исследование генотипических частот позволяет решить две основные задачи:

а) изучить распространенность наследственных заболеваний,

б) определить частоту гетерозиготного носительства патологического гена в популяции.

3. Факторы, влияющие на генофонд популяции, в частности, интенсивность мутационного процесса и стабилизирующего естественного отбора.

4. Прогнозировать изменение генных и генотипических частот в популяции, снижение или рост заболеваемости и грамотно обосновать необходимость проведения соответствующих профилактических мероприятий в данном регионе.

Методы моделирования

Различают два вида моделирования: б иологическое и математическое.

Теоретической основой для биологического моделирования является закон гомологических рядов наследственной изменчивости, открытый Н.И.Вавиловым. Исходя из этого закона, можно предположить, что мутации, имеющиеся у человека, должны вызывать такие же фенотипические изменения признаков у других представителей класса млекопитающих. Следовательно, для изучения определенных наследственных болезней человека можно использовать экспериментальных животных. Описаны и изучены многие генные мутации у животных, имеющие сходство с соответствующими аномалиями у человека. Так, гемофилия А и В встречается у собак и обусловлена генами, расположенными в Х-хромосоме. У кроликов и крыс можно вызвать эпилептоидные припадки (сходные с эпилепсией у человека) путем воздействия на них сильным звуковым раздражителем. Наследственная глухота обнаружена у морских свинок. У хомяков и крыс встречаются такие заболевания, как сахарный диабет, ахондроплазия, мышечная дистрофия и др.

Математическое моделирование. Наибольшее применение эти методы нашли в популяционной генетике, где моделируются различные процессы, влияющие на генофонд популяции (например, дрейф генов, миграционные процессы). Кроме того, с помощью математических методов изучается взаимодействие наследственных факторов и среды в развитии отдельных признаков, анализируется сцепление большого числа генов и т.д.

 

 

Вопрос 3

Семейство Бабочницы, Psychodidae.

Род Москиты, Phlebotomus.

 

Москит

Название: Тип Членистоногие, Arthropoda, Класс Насекомые, Insecta, Отряд Двукрылые, Diptera, Семейство Бабочницы, Psychodidae, Род Москиты, Phlebotomus, Вид Москит, Phlebotomus pappatasii.

Морфологические особенности:

Ø длина 1,3-3,5 мм

Ø светло-жёлтой, серой, коричневой окраски

Географическое распространение: субтропики, Средняя Азия, Закавказье, Крым, Молдавия.

Экологическая характеристика: неспецифический эктопаразит, временный, многохозяйный.

Цикл развития: яйцо → личинка → куколка → имаго; метаморфоз осуществляется при температуре + 25⁰С, личинки развиваются в гниющем мусоре, навозе, опавших листьях; развитие занимает 46 дней; окрылённые москиты – недалеко от места выплода; нападают ночью и в сумерки в наиболее жаркое время года.

Заболевание: переносчики вирусов лихорадки паппатачи, возбудителей кожного и висцерального лейшманиоза; укус вызывает сильный зуд, лихорадку.

Профилактика: личная (антимоскитные сетки, репелленты), общественная (очистка территорий от разлагающегося мусора, контактные инсектициды).

 

Семейство Мошки, Simuliidae.

Название: Тип Членистоногие, Arthropoda, Класс Насекомые, Insecta, Отряд Двукрылые, Diptera, Семейство Мошки, Simuliidae

Морфологические особенности:

Ø длина 2-6 мм

Ø ротовой аппарат короткий и очень мощный, предназначен для прокалывания кожи и слизывания крови

Ø крылья прозрачны, без пятен

Ø конечности короткие и толстые

Географическое распространение: повсеместно, особенно в Африке и тропической Америке.

Экологическая характеристика: специфический переносчик микрофиллярий.

Цикл развития: яйцо → личинка → куколка → имаго; на дне водоёмов с быстрым течением и чистой водой самка откладывает яйца, из которых выходят малоподвижные личинки; через 2-3 недели – куколка; через неделю – мошка; развитие идёт синхронно.

Заболевание: переносчик возбудителя онхоцеркоза (укус в бёдра и бока)

Профилактика: механическая очистка дна зон быстрого течения рек и ручьёв; применение инсектицидов.

БИЛЕТ № 20

Антропоэкосистемы. Экологическая и мед характеристика натурценозов, агроценозов и урбаценозов.

2) Цитоплазматическая наследственность: определение, классификация и примеры.

Паразитизм. Взаимодействия паразита и хозяина на уровне особей. Пути морфофизиологической адаптации к паразитическому образу жизни.

Вопрос 1

1) Натурценозы характеризуются большим разнообразием диких видов растений и животных. Они соответствуют различным ландшафтным зонам: тундре, лесотундре, тайге, смешанным и широколиственным лесам, степям, пустыням, субтропикам и тропикам.

Экологическая характеристика:

· Большое разнообразие видового состава растений и животных.

· Экологический гомеостаз поддерживается за счет саморегуляции.

· Естественный круговорот веществ и использование солнечной энергии.

Медико-биологическая характеристика:

В натурценозы люди попадают при изучении природных условий, ресурсов, инженерно-геологической обстановки в осваиваемом районе. На этом этапе освоения природы люди подвергаются опасности заражения природно-очаговыми заболеваниями, страдают от нападения гнуса, клещей и неблагоприятных погодных условий, что приводит к возникновению болезней органов дыхания, адаптационных синдромов со стороны сердечно-сосудистой системы, неврозов, увеличению травматизма.

Примеры: смена лесного ландшафта на луго-полевой в средней полосе России привела к изменению состава мышевидных грызунов и появлению новых природных очагов туляремии

Агроценозы. Под влиянием сельскохозяйственного производства возникают искусственные экологические системы – агроценозы (поля, сенокосы, пастбища, сады, парки, лесные посадки).

Экологическая характеристика:

· Число видов животных и растений ограничено, но их численность порой огромна. Обычно это всего лишь несколько сельскохозяйственных культур, сорняки и вредители сельскохозяйственных растений, небольшое число видов домашних животных. Они находятся под контролем искусственного отбора.

· В отличие от природных биогеоценозов, искусственные экологические системы для нормального функционирования нуждаются в том, чтобы человек сам поддерживал их гомеостаз, т.е. управлял ими (уничтожение вредных и охрана полезных видов).

· Круговорот веществ искажен, т.к. человек изымает те или иные вещества, вносит удобрения.

· Для сохранения агроценозов нужны затраты дополнительной энергии: техника и физическая сила.

Медико-биологическая характеристика:

В агроценозах прогрессивно увеличиваются потери сельскохозяйственных угодий в связи с вымыванием плодородного гумусного слоя, ветровой эрозией почв, ростом протяженности оврагов, подвижных песков. Почва насыщается ядохимикатами и минеральными удобрениями, водоемы загрязняются хозяйственно-бытовыми сточными водами.

В агроценозах могут создаваться благоприятные условия для циркуляции возбудителей инфекционных и паразитарных заболеваний (аскаридоз, трихоцефалез).

Урбаноценозы – антропоэкосистемы городов и поселков.

Экологическая характеристика:

· Бедность видового состава фауны и флоры.

· Большие скопления людей.

· Преобладание синантропных видов животных.

· Незамкнутый круговорот веществ, в который вовлекаются металлы, пластмассы, не разрушаемые природными редуцентами.

· Искусственное поддержание гомеостаза, который направлен на сохранение популяции людей.

· Использование дополнительных источников энергии.

Медико-биологическая характеристика:

При строительстве городов наблюдается полное или частичное разрушение экологических систем на месте строительства города, изменяется геологическая среда: исчезает естественный микрорельеф, происходит изменение состояния и свойств горных пород, изменяется уровень грунтовых вод, наблюдается безвозвратный забор воды и кислорода, создаются техногенные отложения.

Изменяется климат: в городах снижается интенсивность солнечной радиации, повышается среднегодовая температура на 1-2°, появляется амплитуда температур – в центре города температура выше на 2-8°, чем на периферии, увеличивается количество туманов, осадков, значительно изменяется ветровой режим.

Изменяется воздушная среда: химический состав атмосферного воздуха, его оптические свойства, тепловые характеристики. Загрязнения воздуха связаны с выбросами газообразных веществ и твердых пылевых частиц. Запыленность и задымленность воздуха в городах снижают количество ультрафиолетовых лучей, доходящих до земной поверхности, зимой на 30%. Длительность солнечного освещения сокращается на 5-15%. Климатические изменения в сочетании с загрязнением атмосферного воздуха приводят к образованию над городами смога, в состав которого входят окись углерода, окись азота, окислы серы и многие другие опасные для людей соединения. У попавших под смог людей развиваются заболевания органов дыхания. Увеличивается количество микроорганизмов в воздухе (в 200 раз по сравнению с сельской местностью), возрастает заболеваемость людей инфекционными болезнями.

Вопрос 2

2) Цитоплазматической называется наследственность, обусловленная молекулами ДНК или РНК, находящимися в цитоплазме автономно или в составе органелл. Гены цитоплазмы получили название плазмагенов, их совокупность называют плазмон.

Соответственно различают цитоплазматическую наследственность пластидную, митохондриальную, центриолярную.

Пластидная наследственность

В растениях – это ген пестролистности. (Имеются белые участки, лишенные хлорофилла.)

У хламидомонады – ген, определяющий устойчивость к стрептомицину.