Распространение генотипов по группам крови системы МN в популяции австралийских аборигенов

Группа крови	Генотип	Число	Частота (%)
М МN N	L^ML^M L^ML^N L^NL^N
Всего

Работа 5. Определите соотношения генотипов в студенческой группе (микропопуляции):

1)по способности свертывать язык в трубочку (наследуется по доминант­ному типу);

2)по наличию приросшей мочки уха (наследуется по рецессивному типу).
Алгоритм выполнения работы:

1) Определите общую численность студенческой группы;

2) Определите число гомозиготных носителей рецессивного признака;

3) На основании этих данных рассчитайте частоту и число доминантных гомозигот и гетерозигот. Расчет выполните на основании формулы Харди-Вайнберга.

4) Полученные результаты оформите в виде таблицы:

Признак	Частота доми­нант­ных го­мозигот	Число доми­нант­ных го­мозигот	Часто­та ге­теро­зигот	Чис­ло гете­рози­гот	Частота рецес­сивных гомози­гот	Число рецес­сивных гомози­гот	Всего
1.Способность свертывать язык в трубоч­ку
2.Приросшая мочка уха

Работа 6. Для закрепления материала по анализу генетической структуры популяций решите следующие задачи.

Задача 1 (97). В районе с население 280 000 человек при полной реги­страции случаев болезни Шпильмайера-Фогта (юношеская форма амавро-тической семейной идиотии) обнаружено 7 больных. Болезнь наследуется по аутосомно-рецессивному типу (генотип ss). Определите частоту рецессивного гено­типа, вычислив число больных на 1 млн. населения.

Задача 2 (100). Группа особей состоит из 30 гетерозигот Аа. Вычисли­те частоту (р) нормального аллеля А и частоту (q) мутантного аллеля а, выразив частоты в долях единицы и процентах от общего числа аллелей (А + а) в данной группе особей.

Задача 3 (106). Галактоземия (болезнь, связанная с отсутствием фер­мента, расщепляющего молочный сахар) встречается с частотой 7:1000 000 и наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Определите число гетеро­зигот в популяции.

Задача 4 (107). В районе с населением 50 000 человек зарегистрирова­но 4 больных алькаптонурией (наследование аутосомно-рецессивное). Оп­ределите количество гетерозигот по алькаптонурии в данной популяции.

 

Задание для внеаудиторной работы студентов.

А) Вопросы для подготовки к занятию:

1. Близнецовый метод изучения наследственности, его возможности и значение.

2. Понятие конкордантности и дискордантности.

3. Определение коэффициента Хольцингера.

4. Популяционно-статистический метод. Его возможности и значение.

5. Генетические характеристики популяции.

6. Закон Харди-Вайнберга и возможности его применения в медицинской генетике.

Б) Определите генетическую структуру популяции по одной из форм фруктозурии (наследуется по аутосомно-рецессивному типу), в которой частота больных составляет 7 на 1000000 населения.

 

Литература:

Основная:

1. Биология. В 2 кн. Кн. 1: Учеб. Для медиц. Спец. Вузов / В. Н. Ярыгин, В.И. Васильева, И.Н. Волков, В.В. Синельщикова; Под ред. В.Н. Ярыгина - М., Высш. Шк., 2007. Разд. 6.4.3.2- 6.4.3.4

2. Биология. В 2 кн. Кн. 1: Учеб. Для медиц. Спец. Вузов / В. Н. Ярыгин, В.И. Васильева, И.Н. Волков, В.В. Синельщикова; Под ред. В.Н. Ярыгина - М., Высш. Шк., 2001. Разд. 6.4.3.2- 6.4.3.4.

3. Лекции по биологии.

Дополнительная:

1. Биология (под редакцией Н. Чебышева). М., ВУНМЦ, 2001.

2. Бочков Н.П. Клиническая генетика. М., Гэотар-Мед, 2002.

3. Биология. В 2 кн. Кн. 1: Учеб. Для медиц. Спец. Вузов / В. Н. Ярыгин, В.И. Васильева, И.Н. Волков, В.В. Синельщикова; Под ред. В.Н. Ярыгина - М., Высш. Шк., 1997.

Тема 3. Диагностика хромосомных болезней. Принципы медико-генетического консультирования.

Цель: Познакомиться с генетическим основами хромосомных болезней че­ловека и их диагностикой, с принципами медико-генетического консуль­тирования, овладеть навыками составления кариограммы человека в норме и при патологии.

В результате изучения материала студенты должны:

Знать:

1. Классификацию хромосомных и геномных мутаций;

2. Механизмы возникновения хромосомных болезней;

3. Генетическую характеристику основных синдромов;

4. Принципы классификации хромосом;

5. Медико-генетические аспекты брака;

6. Принципы, этапы и возможности медико-генетического консультирования.

Уметь:

1. Составлять индивидуальные хромосомные комплексы по Денверской классификации;

2. Анализировать хромосомные комплексы здоровых людей и с хромосомными болезнями;

3. Прогнозировать вероятность рождения больных детей в случае возникновения хромосомных или геномных мутаций в гаметогенезе.

 

Вопросы для обсуждения

1. Дайте классификацию хромосомных и геномных мутаций.

2. Всегда ли мутации приводят к развитию хромосомных болезней? Ответ поясните.

3. Каковы последствия генеративных и соматических мутаций для организма?

4. Каковы механизмы хромосомных и геномных мутаций?

5. Почему анеуплоидии по половым хромосомам наблюдаются чаще, чем по аутосомам?

6. Почему практически каждая хромосомная болезнь характеризуется комплексом клинических признаков, а не отдельными симптомами?

7. Дайте генетическую характеристику основных синдромов.

8. Как осуществляется профилактика наследственных болезней на уровне семей?

9. Чем отличается проспективное медико-генетическое консультирование от ретроспективного?

10. Назовите принципы и этапы медико-генетического консультирования.

11. Какое заключение может дать врач-генетик беременной женщине, отец которой страдал гемофилией?

 

Краткая характеристика темы

Хромосомные мутации представляют собой видимые изменения структуры хромосом. Они делятся на внутрихромосомные и межхромо­сомные (таблица 1).

К внутрихромосомным мутациям относятся делеции (утрата части хромосомы), дупликации (удвоение участка хромосомы), инверсии (пово­рот участка хромосомы на 180°).

Межхромосомные мутации включают транслокации, при которых участок одной хромосомы перемещается (транслоцируется) на другую, не­гомологичную ей хромосому. Выделяют несколько типов транслокаций:

• Реципрокные, при которых происходит взаимный обмен участками двух негомологичных хромосом;

• Нереципрокные, при которых участок одной хромосомы (или целая хромосома) перемещается на негомологичную хромосому;

• Робертсоновские, при которых происходит слияние двух акроцентрических негомологичных хромосом в области центромеры с образовани­ем одной мета- или субметацентрической хромосомы.

Особое положение занимают транспозиции - изменения локализации небольших участков генетического материала, включающих один или не­сколько генов. Транспозиции могут происходить как между негомологич­ными хромосомами, так и в пределах одной хромосомы. Поэтому транспо­зиции занимают промежуточное положение между внутрихромосомными и межхромосомными перестройками.

Геномные мутации связаны с нарушением числа хромосом в кариоти-пе и могут быть двух видов: полиплоидными и гетероплоидными (анеуп-лоидными). Полиплоидия представляет собой увеличение числа хромосом в кариотипе, кратное гаплоидному набору. Гетероплоидия представляет собой изменение числа отдельных хромосом:

• Моносомия (2n-1);

• Полисомия (трисомия, тетрасомия и т.д.), когда одна из хромосом может быть повторена трижды и более раз (2п + 1,2...).

Все перечисленные виды мутаций могут возникать как в генератив­ных, так и в соматических клетках, однако значение их для организма раз­лично.

Хромосомные аномалии, возникающие в генеративных клетках, передаются по наследству и часто являются причиной либо гибели эм­бриона или плода, либо хромосомных болезней человека. При этом все клетки организма будут иметь аномальный хромосомный набор, и для ди­агностики такого заболевания достаточно цитогенетического анализа ка­риотипа. В среднем около 50% спонтанных абортов и 7% всех мертворождений обусловлены хромосомными нарушениями, среди которых наиболее частыми являются полиплоидии и моносомии по аутосомам. На 1000 новорожденных младенцев - 7 имеют различные хромосомные болезни (Боч­ков Н.П., 1997).

Типы хромосомных мутаций

Если хромосомные нарушения возникают в соматических клетках на ранних стадиях пренатального развития (дробление зиготы, бластула и т.д.), то развивается мозаичный организм, часть клеток которого несет нормальный хромосомный набор. Диагностика мозаичных форм хромо­сомных болезней отличается большой сложностью, так как требует изуче­ния кариотипа большего числа клеток.

Хромосомные нарушения, возникающие в соматических клетках в постнатальном периоде, по наследству не передаются и в норме элиминируются иммунной системой организма. Однако в некоторых случаях (активация онкогенов при транслокациях, делениях) хромосомные анома­лии являются причиной злокачественного роста. Например, транслокация между 9-ой и 22-ой хромосомами вызывает хронический миелоидный лейкоз. Имеются также экспериментальные данные о накоплении клеток с хромосомными мутациями в процессе старения.

Все хромосомные болезни человека можно разделить на 2 большие группы:

1. Хромосомные болезни, обусловленные аномалиями числа хро­мосом:

1.1.полиплоидией;

1.2.числовыми аномалиями аутосом;

1.3.числовыми аномалиями половых хромосом.

2. Хромосомные болезни, обусловленные изменениями структуры
хромосом.

Среди всех хромосомных заболеваний приблизительно 25% прихо­дится на аутосомные трисомии; 35% - на патологию половых хромосом; 40% - на сбалансированные и несбалансированные перестройки хромосом. Фенотипическое проявление подавляющего числа хромосомных болезней характеризуется многочисленными пороками развития различных систем органов, задержкой общего физического и умственного развития, сниже­нием жизнеспособности, что связано с нарушением генного баланса орга­низма.

Хромосомные болезни человека, обусловленные полиплоидией, среди живорожденных встречаются крайне редко. Опубликовано 60 случа­ев полной триплодии у детей (кариотип - 69, XXX или 69, XXY), макси­мальная продолжительность жизни которых составила 7 дней. Триплоидия сопровождается не только многочисленными пороками развития, но и приводит к утрате жизнеспособности. Большинство триплоидных зароды­шей погибает в начале 2-го месяца внутриутробного развития. Основным механизмом триплодии является нерасхождение хромосом в анафазе I или II мейотического деления при овогенезе.

Болезни, обусловленные гетероплоидией по аутосомам и поло­вым хромосомам, встречаются наиболее часто и составляют 60% от всех хромосомных патологий. Основным механизмом их возникновения явля­ется нерасхождение гомологичных хромосом в анафазе мейоза при овоге­незе. Цитогенетическая характеристика этих болезней представлена в таб­лице 2.

Таблица 2.