Количественная и качественная специфика проявления генов.

Качественные признаки имеют 2-3 контрастных проявления, например голубой и карий цвет глаз, тогда как количественные (удойность коров, урожайность пшеницы)не имеют чётко выраженных границ.

Пенетрантность (от лат. penetro — проникаю, достигаю), количественный показатель фенотипической изменчивости проявления гена. Измеряется (обычно в %) отношением числа особей, у которых данный ген проявился в фенотипе, к общему числу особей, в генотипе которых этот ген присутствует в необходимом для его проявления состоянии (гомозиготном — в случае рецессивных генов или гетерозиготном — в случае доминантных генов). Проявление гена у 100% особей с соответствующим генотипом называется полной П., в остальных случаях — неполной П. Неполная П. свойственна проявлению многих генов человека, животных, растений и микроорганизмов. Например, некоторые наследственные болезни человека развиваются только у части лиц, в генотипе которых присутствует аномальный ген; у остальных же наследственное предрасположение к болезни остаётся нереализованным.

ЭКСПРЕССИВНОСТЬ

(от лат. expressio — выражение), степень фенотипич. проявления одного и того же аллеля определённого гена у разных особей. Термин «Э.» введён Н. В. Тимофеевым-Ресовским в 1927. При отсутствии изменчивости признака, контролируемого данным аллелем, говорят о постоянной Э., в противном случае — об изменчивой (вариабельной) Э. Аллели разл. генов могут характеризоваться разл. степенью Э., напр. аллели системы групп крови АВО у человека практически имеют постоянную Э., а аллели, определяющие окраску глаз,— изменчивую Э.

Плейотропия— явление множественного действия гена. Выражается в способности одного гена влиять на несколько фенотипических признаков.

генокопии- сходные фенотипы, сформировавшиеся под влиянием разных неаллельных генов.

 

Кривоголовка 12-перстной к-ки. Ancilostoma duodenale.

Кривоголовка американская. Necator americanus.

Тип: круглые черви (Nemathelmintes).

Класс: собственно круглые черви (Nematoda).

Семейство: Анкилостомиды.

Вид: Ancilostoma duodenale. Necator americanus

Медицинское значение: анкилостомоз и некатороз (анкилостомидозы).

Заражение:

· алиментарное – личинки вместе с овощами, ягодами и грязны­ми руками заносятся в рот.

· активное парентеральное – личинки активно внедряются ч/з кожу, при ходьбе босиком по почве.

Морфология паразита:

Нематоды длиной 1-2 см бледно-розового цвета. Головной конец имеет ротовую капсулу с 4 хитиновыми зубцами у анкилостомы и 2 режущие пластинки полулунной формы у некатора.

Раздельнополые. У самцов на хвостовом конце есть колоколовидное расширения кутикулы (половая бурса, или сумочка). Яйца анкилостом и некатора по строению не различимы: овальные, бесцветные, прозрачные, с закругленными концами внутри 4-8 бластомеров (зародышевых клеток). В фекалиях, находившихся в тепле в течение суток в яйцах развиваются личинки.

Жизненный цикл.

Паразитируют в тонком кишечнике человека. Яйца выделяются с испражнениями. При попадании яиц в теплую, влажную рыхлую почву личинки развиваются в течение 10-15 дней и затем несколько месяцев они могут жить в почве.

Личинки вместе с овощами, ягодами или грязны­ми руками заносятся в рот.

Личинки некатора, иногда и анкилостомы активно внедряются через кожу, при ходьбе босиком, лежания раздетым на траве…

Проникнув в организм, личинки мигрируют по току крови в легкие, откуда через просвет альвеол и бронхов попадают в глотку и затем в 12-персную к-ку, где превращаются во взрослую форму, прикрепляется к стенке и выделяет антикоагулянты и питается кровью. Могут менять места присасывания. Срок жизни анкилостомид не­сколько 5-15 лет.

Клиническая картина.

· Меняя места прикрепления появляются длительно кровоточащие ранки → анемия.

· В период миграции: недомогание, t, тошнота, кашель…

· В хронической стадии: общая слабость, головны­е боли, головокружения, боль в животе, снижение аппетита, расстройство стула.

Диагноз.

· При исследовании испражнений обнаруживают яйца, ставят диагноз: общий анкилостомидоз, так как вид анкилостомиды определить по яйцам невозможно.

· Яйца анкилостомид обнаруживаются в фекалиях методами обогащения.

Профилактика.

· Выявление и лечение больных

· Не ходить босиком по почве.

· Санитарное благоустройство хозяйств и приусадебных участков.

· Соблюдение правил личной гигиены.

· Испражне­ния обезвреживают хлорной известью из расчета 200 г х/из на 1 кг испражнений.

· Санитарно-просветительская работа

· Тщательное мытье овощей, ягод

Билет 44

Моногибридное скрещивание - скрещивание по организмов, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков(например жёлтая и зелёная окраска семян у гороха).

1 закон Менделя- Закон единообразия гибридов первого поколения: При скрещивании гомозиготных родительских форм, отличающихся по одной паре альтернативных признаков, все гибриды первого поколения будут единообразны как по генотипу так и по фенотипу. По фенотипу все гибриды первого поколения характеризуются доминантным признаком, по генотипу всё первое поколение гибридов гетерозиготное.

2 закон Менделя- Закон расщепления: При скрещивании гетерозиготных гибридов первого поколения в потомстве наблюдается преобладания рдного из признаков в отношении 3:1 по фенотипу и 1:2:1 по генотипу

Условия выполнения закона расщепления при моногибридном скрещивании

Расщепление 3: 1 по фенотипу и 1: 2: 1 по генотипу выполняется приближенно и лишь при следующих условиях:

1. Изучается большое число скрещиваний (большое число потомков).

2. Гаметы, содержащие аллели А и а, образуются в равном числе (обладают равной жизнеспособностью).

3. Нет избирательного оплодотворения: гаметы, содержащие любой аллель, сливаются друг с другом с равной вероятностью.

4. Зиготы (зародыши) с разными генотипами одинаково жизнеспособны.

 

 

Канцерогенез — сложный патофизиологический процесс зарождения и развития опухоли. (син. онкогенез).

Из всех предложенных до ныне теорий канцерогенеза, мутационная теория заслуживает наибольшего внимания. Согласно этой теории, опухоли являются генетическими заболеваниями, патогенетическим субстратом которых является повреждение генетического материала клетки (точечные мутации, хромосомные аберрации и т. п.). Повреждение специфических участков ДНК приводит к нарушению механизмов контроля за пролиферацией и дифференцировкой клеток и в конце концов к возникновению опухоли^[1].

Выделяют следующие стадии формирования опухоли ^[5]

1. Гиперплазия ткани
2. Доброкачественная опухоль
3. Дисплазия
4. Рак in situ(преинвазивный)- злокачественная опухоль на начальных стадиях развития
5. Инвазивный рак

Вторая стадия (формирование доброкачественной опухоли) может отсутствовать.

Рак in situ прорастает базальную мембрану. Опухолевые клетки разрушают и замещают собой предсуществующий эпителий. В дальнейшем раковые клетки врастают в лимфатические и кровеносные сосуды с последующим переносом опухолевых клеток и образованием метастазов.

Дисплазия —общее название последствий неправильного формирования в процессе эмбриогенеза и постнатальном периоде отдельных частей, органов или тканей организма

Гиперплазия — увеличение числа структурных элементов тканей путём их избыточного новообразования.

Злока́чественное новообразова́ние — заболевание, характеризующееся появлением бесконтрольно делящихся клеток, способных к инвазии в прилежащие ткани и метастазированию в отдаленные органы. Болезнь связана с нарушением пролиферации и дифференцировки клеток вследствие генетических нарушений.

Опухоли — патологические образования, возникающие вследствие нарушения механизмов контроля деления, роста и дифференцировки клеток.

Другие теории канцерогенеза:

Классическая мутационная теория, описанная выше, дала, по крайней мере, три альтернативных ветви. Это видоизменённая традиционная теория, теория ранней нестабильности и теория анеуплоидии.

Первая представляет собой возрожденную идею Лоренса Леба (Lawrence A. Loeb) из Вашингтонского университета, высказанную им ещё в 1974 г. По оценкам генетиков, в любой клетке за время её жизни случайная мутация возникает в среднем всего в одном гене. Но, как считает Леб, иногда по тем или иным причинам (под действием канцерогенов или оксидантов либо в результате нарушения системы репликации и репарации ДНК) частота мутаций резко возрастает. Он полагает, что у истоков канцерогенеза лежит возникновение огромного числа мутаций — от 10 000 до 100 000 на клетку. Однако он признаёт, что подтвердить или опровергнуть это очень трудно. Таким образом, ключевым моментом новой версии традиционной теории канцерогенеза остается возникновение мутаций, обеспечивающих клетке преимущества при делении. Хромосомные перестройки в рамках этой теории рассматриваются лишь как случайный побочный продукт канцерогенеза.

В 1997 г. Кристоф Лингаур и Берт Фогельштейн обнаружили, что в злокачественной опухоли прямой кишки очень много клеток с изменённым числом хромосом. Они предположили, что ранняя хромосомная нестабильность обусловливает появление мутаций в онкогенах и генах-онкосупрессорах. Они предложили альтернативную теорию канцерогенеза, согласно которой в основе процесса лежит нестабильность генома. Этот генетический фактор вместе с давлением естественного отбора может привести к появлению доброкачественной опухоли, которая иногда трансформируется в злокачественную, дающую метастазы.

В 1999 г. Питер Дюсберг из Калифорнийского университета в Беркли создал теорию, согласно которой рак является следствием исключительно анеуплоидии, а мутации в специфических генах вовсе ни при чем. Термин «анеуплоидия» использовался для описания изменений, вследствие которых клетки содержат число хромосом, не кратное основному набору, но в последнее время его стали применять в более широком смысле. Теперь под анеуплоидией понимают также укорочение и удлинение хромосом, перемещение их крупных участков (транслокации). Большинство анеуплоидных клеток сразу же погибают, но у немногих выживших доза тысяч генов оказывается не такой, как у нормальных клеток. Слаженная команда ферментов, обеспечивающих синтез ДНК и её целостность, распадается, в двойной спирали появляются разрывы, ещё больше дестабилизирующие геном. Чем выше степень анеуплоидии, тем нестабильнее клетка и тем больше вероятность, что в конце концов появится клетка, способная расти где угодно. В отличие от трёх предыдущих теорий, гипотеза изначальной анеуплоидии полагает, что зарождение и рост опухоли в большей степени связаны с ошибками в распределении хромосом, чем с возникновением в них мутаций.

В 1875 году Конгейм (J.Cohnheim) высказал гипотезу о том, что раковые опухоли развиваются из эмбриональных клеток, оказавшихся ненужными в процессе эмбрионального развития. В 1911 году Рипперт (V.Rippert) предположил, что измененная окружающая среда позволяет эмбриональным клеткам ускользать от контроля со стороны организма над их размножением. В 1921 году Роттер (W.Rotter) высказал предположение о том, что примитивные зародышевые клетки «поселяются» в других органах в процессе развития организма. Все эти гипотезы о причинах развития раковых опухолей долго оставались забытыми и только в последнее время на них стали обращать внимание

 

Ядовитые животные. Ядовитость широко распространена в природе. Ядовитым называют организм, в котором вырабатываются или накапливаются вещества, способные при попадании в другой организм вызывать нарушения его жизнедеятельности или смерть.

Среди животных ядовитость встречается у представителей почти всех систематических групп — от простейших до млекопитающих.

Ядовитые вещества животного происхождения называют зоотоксинами. Они служат либо для защиты от нападений хищников, отпугивая или вызывая их гибель, либо для нападения на жертву. Ядовитые животные подразделяются на группы первично- и вторичноядовитых. Первичноядовитые животные вырабатывают токсины в специализированных железах либо накапливают в тканях ядовитые метаболиты.

Первичная ядовитость является видовым признаком. Вторичноядовитые аккумулируют экзогенные яды из окружающей среды. Токсичность этих животных проявляется только при поедании их другими животными. К ним относятся насекомые, личинки которых питаются на ядовитых растениях, а также двустворчатые моллюски и рыбы, накапливающие в своем теле токсины синезеленых водорослей (рис. 23.1)..

Первичноядовитые животные по способам применяемого яда делятся на активно- и пассивноядовитых.

Активноядовитые имеют специальные органы, вырабатывающие токсины. Если у таких животных есть приспособления для введения яда в тело жертвы минуя пищеварительный тракт, то их называют вооруженными. Это ядовитые змеи, жалящие насекомые и т. п. (рис. 23.2).

У невооруженных ядовитых животных ядовитые органы лишены ранящих приспособлений. Таковы большинство ядовитых земноводных, некоторые насекомые, рыбы. Ядовитые секреты этих животных обладают как местным контактным действием, раздражая кожные покровы и слизистые оболочки, так и общим эффектом, наступающим после их всасывания в кровь.

Ядовитые метаболиты в организме пассивноядовитых видов накапливаются в различных органах

МЕХАНИЗМЫ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

Большинство активноядовитых животных вырабатывают яды, представляющие собой смеси токсических полипептидов и литических ферментов. Таковы яды змей и пауков. Их токсины по происхождению связаны с пищеварительными ферментами слюнных желез, обладающих повышенной литической активностью. Они действуют только при попадании их в кровь. При введении их в пищеварительную систему они расщепляются и теряют токсический эффект.

Невооруженные активноядовитые животные в большинстве случаев имеют яды небелковой природы. Поэтому они наиболее эффективно действуют при попадании в пищеварительную систему.

Хищнический образ жизни ядовитых животных сопровождается обычно возникновением вооруженной формы ядовитого аппарата, а токсины обладают нейротропным действием, направленным в первую очередь на обездвиживание жертвы (змеи, скорпионы, осы).

Нередко нейротоксины обладают строгой специфичностью действия, соответствующей пищевой специализации животного.

Так, яд наездников парализует практически лишь гусениц, которыми питаются личинки этих хищников. В яде скорпионов возникли видоспецифичные нейротоксины, избирательно действующие на млекопитающих, насекомых и ракообразных.

У невооруженных ядовитых животных яды в основном обладают отпугивающим действием. Химическая природа их разнообразна, что свидетельствует о разных путях их происхождения. Это стероиды, органические кислоты и т. п. Такие яды встречаются у амфибий, жуков, некоторых многоножек и др.

В процессе эволюции ядовитости параллельно с видоизменением токсинов, органов, их вырабатывающих, и механизмов введения в тело жертвы эволюционируют также и механизмы резистентности животных — производителей токсинов к собственным ядам. Наиболее известный из них — особое строение ядопродуцирующих желез, стенки которых препятствуют распространению токсинов по организму.

Нередко яды вырабатываются вместе с их ингибиторами и поэтому в таком виде не проявляют специфической активности.

При попадании в организм другого вида концентрация ингибиторов токсинов резко падает и ферменты активируются. Существуют и гуморальные антитоксические механизмы. Так, в крови некоторых змей циркулируют пептиды, инактивирующие токсическое действие ядов, а у ряда ядовитых амбифий и рыб мембраны клеток не имеют рецепторов к собственным токсинам, при этом клетки становятся нечувствительными к ним.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЯДОВ

Зоотоксины ряда видов животных используют как ценное сырье для фармацевтической промышленности и применяют для изготовления многих лекарственных препаратов. Некоторые токсины — источники химических реактивов. Важной областью применения зоотоксинов является производство сывороток, служащих для лечения отравлений.

Многие зоотоксины применяют в медико-биологических научных исследованиях, в результате которых выявляются их не известные ранее свойства. Так, в последние годы стало известно, что некоторые компоненты ядовитых секретов жаб обладают противоопухолевым свойством, яды иглокожих подавляют синтез нуклеиновых кислот и регулируют активность фермента АТФазы, а также транспорт Са2+ через мембраны клеток.

 

Билет 45

Особенности наследуемых признаков. Типы взаимодействия аллельных генов:

1)Доминирование- это тип взаимодействия аллельных генов, при котором один ген полностью подавляет действие другого(А>а)

2)Неполное доминирование- это тип взаимодействия аллельных генов, при котором проявление рецессивного гена несколько ослабляет проявление доминантного гена(А=а)

3)Кодоминирование- это тип взаимодействия аллельных генов, при котором они оба проявляются, не ослабляя эффектов другого.(например 4(AB) гр крови у человека IAIB)

4)Сверхдоминирование – это явление, при котором в гетерозиготном состоянии доминантный ген проявляется намного сильнее чем в гомозиготном(Aa>AA)

5)Летальные гены- гены, которые в гомозиготном состоянии приводят к гибели организма чаще всего в эмбриональном периоде.

6) Аллельное исключение - такой вид взаимодействия аллельных генов в генотипе организма, при котором происходит инактивация одного из аллелей в составе хромосомы. Таким образом, даже процесс формирования элементарного признака зависит от взаимодействия, по меньшей мере, двух аллельных генов, и конечный результат определяется конкретным сочетанием их в генотипе.

Типы взаимодействия неаллельных генов:

1)Комплементарность- тип взаимодействия неаллельных генов, при котором для проявления определённого состояния признака необходимо присутствие чаще всего двух доминантных генов разных пар, например у тыквы при скрещивании растений со сферическими(AAbb) и длинными (ааВВ) плодами в первом поколении проявляются растения с дисковидными плодами(AaBb)

2)Эпистаз- тип взаимодействия неаллельных генов, при котором один неаллельный ген подавляет развитие признака другого, например, у кур окраска оперения определяется одним доминантным геном, а другой доминантный ген подавляет развитие окраски, в рез-те чего большинство кур белые.

3)Полимерия- явление, при котором неаллельные гены оказывают одинаковое влияние на развитие признака, например, у чел цвет кожи опред как мин 4 прарми неалл генов, чем больше домин аллелей в генотипе, тем темнее кожа.

Взаимодействие аллельных генов. Аллельные гены вступают в отношения типа доминантности — рецессивности. Это означает, что в генотипе существуют гены, реализующиеся в виде признака,—доминантные, и гены, которые не смогут проявиться в фенотипе,— рецессивные. В сериях множественных аллелей эти отношения приобретают достаточно сложный характер. Один и тот же ген может выступать как доминантный по отношению к одной аллели и как рецессивный по отношению к другой. Например, ген гималайской окраски у кроликов доминантен по отношению к гену белой окраски и рецессивен по отношению к гену сплошной окраски «шиншилла».

Взаимодействие неаллельных генов. Известно много примеров, когда гены влияют на характер проявления определенного неаллельного гена или на саму возможность проявления этого гена.

Гетерохронность — асинхронность фаз развития отдельных органов и функций.

Онтогенез, или индивидуальное развитие организма, осуществляется на основе наследственной программы, получаемой через вступившие в оплодотворение половые клетки родителей. В ходе реализации наследственной информации в процессе онтогенеза у организма формируются видовые и индивидуальные морфологические, физиологические и биохимические свойства, иными словами — фенотип. Ведущая роль в формировании фенотипа принадлежит наследственной информации, заключенной в генотипе организма. При этом простые признаки развиваются как результат определенного типа взаимодействия соответствующих аллельных генов.

Наряду с этим результат реализации наследственной программы, заключенной в генотипе особи, в значительной мере зависит от условий, в которых осуществляется этот процесс. Факторы внешней по отношению к генотипу среды могут способствовать или препятствовать фенотипическому проявлению генетической информации, усиливать или ослаблять степень такого проявления

Совокупность внутриорганизменных факторов, влияющих на реализацию наследственной программы, обозначают как среду 1-го порядка. Особенно большое влияние на функцию генотипа факторы этой среды оказывают в период активных формообразовательных процессов, прежде всего в эмбриогенезе. С другой стороны, выделяют понятие окружающей среды, или среды 2-го порядка, как совокупности внешних по отношению к организму факторов.

Критические периоды: зигота, имплантация, роды.

Периоды наибольшей чувствительности к повреждающему действию разнообразных факторов получили название критических, а повреждающие факторы — тератогенных.

Причиной нарушения развития зачатка является большая чувствительность его в данный момент к действию патогенного фактора, чем у других органов.

П.Г. Светлов установил два критических периода в развитии плацентарных млекопитающих. Первый из них совпадает с процессом имплантации зародыша, второй — с формированием плаценты. Имплантация приходится на первую фазу гаструляции, у человека — на конец 1-й —начало 2-й недели. Второй критический период продолжается с 3-й по 6-ю неделю. По другим источникам, он включает в себя также 7-ю и 8-ю недели. В это время идут процессы нейруляции и начальные этапы органогенеза.

Действие тератогенных факторов во время эмбрионального (с 3 до 8 нед) периода может привести к врожденным уродствам. Чем раньше возникает повреждение, тем грубее бывают пороки.

Факторы, оказывающее поврежденное воздействие, не всегда представляют собой чужеродные для организма вещества или действия. Это могут быть и закономерные действия среды, обеспечивающие обычное нормальное развитие но в других концентрациях с другой силой, в другое время (кислород, питание, температуру, соседние клетки, гормоны, индукторы, давление, растяжение, электрический ток и проникающее излучение).