Лекционный материал по дисциплине "Генетика человека с основами медицинской генетики"
методическая разработка

Лекция №1 Генетика человека. Цитохимические основы наследственности.

Составила: преподаватель Денисова Л.Г.

Введение

       Важнейшей задачей развития науки в течение всего периода существования человечества являлось изучение процессов функционирования живых организмов, в первую очередь - человеческого.

. В настоящее время всё больше внимания уделяется генетической патологии.

      Медицинские работники постоянно сталкиваются с наследственными заболеваниями. Так, около 5% новорожденных имеют подобные нарушения. Перинатальная и младенческая смертность на 30% обусловлены генетической патологией.

      Подобными проблемами занимается медицинская генетика.

      Кроме того, задачами этого раздела генетики человека является исследование проявлений наследственных нарушений на молекулярном, клеточном и органном  уровнях, разработка методов дородовой диагностики, позволяющих предупредить рождение тяжело больного ребенка, а также определение подходов к генотерапии, т.е. коррекции генетических нарушений путём замещения аномальных генов на нормальные.   

Генетика – наука, изучающая явления наследственности и изменчивости организма человека на всех уровнях его организации.

Наследственность – это свойство организма повторять в ряду поколений сходные признаки, типы обмена веществ и индивидуальное  развитие, т.е. производить себе подобных.

Изменчивость – способность организмов реагировать на воздействие факторов среды, благодаря которым у потомства появляются новые признаки, обеспечивающие в эволюции естественный отбор.

Наследование – конкретный способ передачи наследственной информации от одного поколения организмов другому.

Наследуемость - способ организма наследовать признаки родителей.

Медицинская генетика – изучает роль наследственных факторов в возникновении патологических симптомов и признаков в организме человека,  закономерности передачи методы диагностики, профилактики и лечения  наследственных болезней.

Задачи м/г:

1. Изучает роль наследственности в патологии человека.
2. Изучает закономерности передачи наследственных болезней от поколения к поколению.
3. Разрабатывает методы диагностики, лечения и профилактики всех форм наследственной патологии

Основные положения м/г:

1. м/г является частью общей наследственной изменчивостью человека.
2. В развитии наследственных болезней участвуют генотип и внешняя среда.
3. В процессе эволюции человечество накопило огромное количество разнообразных мутаций.
4. Наследственная отягощенность современного человека состоит из накопленных в процессе эволюции патологических наследственных изменений в половых клетках.
5. Появляются новые виды наследственной патологии – экологические болезни.
6. Отмечается увеличение  числа больных наследственными заболеваниями в популяции, благодаря прогрессу медицины и общества.

История развития науки, вклад зарубежных и отечественных ученых.

Первый действительно научный вклад в понимание механизмов наследования признаков внес австрийский исследователь Грегор Иоганн Мендель.

В 1866 г. Мендель опубликовал результаты экспериментов проводимых на горохе.  В 1900 г К.Ландштейнер описал систему групп крови АВ0. К концу XIX в. Были открыты хромосомы, изучены митоз и мейоз. В 20-е годы XX века в результате менделевской теории была преувеличена роль наследственности в формировании наследственной отягощенности. Появились евгенические идеи об обреченности и вырождении семей с наследственной патологией. Евгеника ставила своей целью освобождение человечества от людей с наследственной патологией. Такие идеи быстро распространились более чем в 30 странах и приняли форму жестких законов о стерилизации  лиц, родивших детей с наследственной патологией. С 1907 до 1960 года в США было насильственной стерилизовано более 100000 человек, в Германии за год стерилизовано 80000 человек. В настоящие время одним из основных методов профилактики наследственной и врожденной патологии является медико-генеалогическое консультирование.

Биотехнология – это использование живых организмов (преимущественно бактерий, таких как кишечная палочка, дрожжеподобные грибы), и их биологически-активных процессов в производстве необходимых для человека веществ.

1. Получение интерферона (белка выработанного в организме человека в ответ на внедрение вируса). Обычно его получают из лейкоцитов крови человека(в 1 литре крови – 2 дозы препарата), а рекомбинантные штаммы кишечной палочки являлись дешевым и доступным материалом позволяет получить из 1 л массы 150-200  доз препарата.
2. Гормон роста – необходим для лечения карликовости, ожогов, вырабатывается в организме передней долей гипофиза, раньше его получали из гипофиза трупов, в настоящие время используются рекомбинантные штаммы бактерий. По биологической активности этот гормон не уступает гормону гипофиза.
3. Производство безлактозного молока. Лактоза – это молочный сахар, который для большинства людей является полезным, но некоторые люди не способны его расщепить из-за отсутствия определенного фермента. Заболевание, связанное с нарушением обмена лактоз называется – галоктоземия. 
4. С помощью метода биотехнологии получают не только продукты, но и ряд витаминов, лекарственных препаратов, антибиотиков, незаменимые аминокислоты (фенилалонин,  метионин, лизин) при нарушенном обмене фенилалонина, у ребенка развивается фенилкетонурия, которая может привести к умственной отсталости при отсутствии необходимых диет.
5. Получили рекомбинантный инсулин, который ранее получали из поджелудочной железы свиней, он является чужеродным, что могло привести к серьезным осложнениям, аллергическим реакциям до анафилактического шока.    

Цитохимические основы наследственности.

Клетка является основой строения любого организма, а при размножении – связующим звеном двух поколений.

Клетка – это функциональная единица в многоклеточном организме, в котором клетки специализируются на выполнении определенных функций, объединены в ткани и органы, функционально связные системы (Рис. 5.17.).  

В зависимости от структурных особенностей клетки  делятся на:

Прокариотические – без ядра, но молекула ДНК замкнута в кольцо.

Эукариотические – их особенностью является наличие ядра с ядерной оболочкой и цитоплазмы с органоидами.

Различают: соматические ( от лат. Soma – тело) – клетки тела и генеративные ( от лат. Geteratio – зарождение) – половые клетки.

Основные компоненты эукариотической клетки:

1. Клеточная мембрана
2. Цитоплазма с органоидами. Органоиды – это постоянные компоненты клетки, выполняющие свои специфические функции.
3. Обособленное ядро

Строение ядра.

      Ядро является важнейшей структурной частью эукариотических клеток. Состоит из хроматина. Хроматин состоит из ДНК и белков. Ядра имеют обычно шаровидную или яйцевидную форму. Ядро несет в себе генетическую (наследственную) активность.

    Ядрышки – самая плотная структура ядра, являющаяся производным хромосомы, а именно одним из ее локусов. Локус – это область локализации определенного генетического элемента на хромосоме.

     Хромосомы являются основными носителями наследственной, передаваемой из поколения в поколение. В хромосоме различают первичную перетяжку- центромеру, две теломеры и два плеча. Центромера - определяет движение хромосомы, к ней приклепляется веретено деления при митозе. Место  расположения центромеры в каждой пере хромосом одинаково и постоянно. В зависимости от места расположения центромеры,  различают (рис.III.1. и рис. III.2.):

1.Акроцентрические или палочкообразные хромосомы (центромера находится у края).

2.Субметацентрические (плечи разной длины).

3.Метоцентрические (плечи равной длины).

     Также у хромосомы имеются плечи:

p-верхнее короткое плечо

q-нижнее длинное плечо

Концевые участки хромосом, богатые структурным гетерохроматином, называется теломерами они препятствуют слипанию концов хромосом.  

Некоторые хромосомы могут иметь дополнительные перетяжки, которые называются вторичными. Если вторичная перетяжка распологается близко к концу хромосомы, то отделяемый ею участок называется спутником, соединенным с остальной частью хромосомы тонкой нитью хроматина. Форма и размеры спутника постоянны для данной хромосомы. У человека спутники имеются у пяти пар хромосом (13-15я и 21-22я пары).

Каждый вид имеет постоянное число хромосом. Хромосомы образуют пары (гомологичные). Они абсолютно подобно друг другу, имеют одинаковые размеры и форм, совпадает расположение центромер. Каждая пара хромосом имеет свои особенности и индивидуальность. В соматических клетках содержится диплоидный набор (2n), в половых- гаплоидный (п). У мужских  и женских особей одного вида обнаруживается отличие в одной паре хромосом. Эта пара  половых хромосом- гетерохромосомы. Остальные пары одинаковы у обоих полов и называются аутосомы.

Кариотип - диплоидный набор хромосом клетки, характеризующейся определенным числом, величиной, формой.

Кариотип  изображают в виде идиограммы(кариограммы) - схемы, на которой хромосомы  располагаются в ряд по мере убывания  их длины. Хромосомы являются носителями наследственной информации, которую составляют многочисленные гены, расположенные в хромосоме в линейном порядке  и занимают определенное место. Генетическая информация, необходимая для развития организма, содержится только в полном комплекте всего гаплоидного набора.

Выделяют 7 групп хромосом по внешнему виду(Рис. 2.5.):

A – самые урупные метоцентрические 3 пары (1-3)

B – 2 пары крупных субметацентрические (4-5)

C – 7 пар среднего размера субметацентриечские (6-12)

D – 3 пары средние акроцентрические (13-15)

E – 3 пары мелнькие субметацентрические (16-18)

F – 2 пары маленькие метацентрические ( 19-20)

G – 2 пары маленькие акроцентрические ( 21-22)

Строение молекул ДНК и РНК.

ДНК- это носитель наследственной информации полимерные химические вещества (нуклеиновые кислоты).     Нуклеиновые кислоты  являются полимерными соединениями. Основной единицей этого полимера является нуклеотид, состоящий из: сахара, (дезоксирибоза в ДНК и рибоза в РНК), азотистого основания и остатка фосфорной кислоты. Азотистые основания, входящие в состав нуклеиновых кислот- аденин,  гуанин, тимин, цитозин и урацил. ДНК содержит только 4 типа азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин и тимин. Состав РНК включает также аденин, гуанин и цитозин, но вместо тимина она содержит урацил.                 

      Работа биохимика Эдвина Чаргаффа выявили одну замечательную особенность: какой бы длины не была бы молекула ДНК и к какому бы организму она не относилась, но в ней всегда содержание аденина равна содержанию тимина, а гуанина- цитозина. Это равенство получило название «правило Чаргаффа». Таким образом, в любой молекулы ДНК:  А=Т и Г=Ц. Меняется только количественное соотношение этих пар.

     Такое строение молекулы ДНК обеспечивает ее уникальную способность к самовоспроизведению (репликация), самовосстановлению (репарации), хранению и реализации наследственной информации.  У человека основное количество ДНК расположено в ядрах клеток. Вместе с белками ДНК  образует хромосомы.  В хромосомах двойная спираль ДНК, в свою очередь, накручена на белках- гистонах. Эти структуры еще несколько раз укладываются в спираль.

     Репликация ДНК- это процесс, в результате которого молекула ДНК удваивается и образует две её копии.

          Основное значение процесса репликации заключается в обеспечении передачи вновь образовавшимся молекулам ДНК наследственной информации.  К настоящему времени уже хорошо известно, что именно ДНК несет в себе информацию об особенностях строения и функционирования живого организма.

         Главная роль в функционировании любого живого организма принадлежит белкам. Структура и свойства этих сложных молекул обеспечивают многообразие живой материи.

         Белки являются большими полимерными соединениями, состоящими из аминокислот. Однако уникальная структура каждой белковой молекулы, ее аминокислотный состав определяется  процессом биосинтеза белка, в результате которого реализуется информация о последовательности аминокислот, записанная в ДНК

     Как известно в состав ДНК входит последовательность из 4 нуклеотидов, белковые молекулы включают 20 аминокислот. Наследственная информация, закодированная с помощью нуклеотидов, «переписывается» в первичную структуру белка с помощью различных типов РНК:

       Матричных или информационных РНК (мРНК, иРНК), главной задачей которых  является перенос информации с ДНК к месту образования белка -рибосоме.

       Рибосомных РНК (рРНК), входящие в рибосому, с помощью которой происходит синтез первичной структуры белка.

       Транспортных РНК (РНК), которые доставляют аминокислоты к месту синтеза белка.

   Генетический код - это способ записи последовательности аминокислот в белке с помощью трёх нуклеотидов. Одну аминокислоту может кодировать последовательность из 3 нуклеотидов (кодон или триплет).  

  Ген - это определенный участок хромосомы, отвечающий за какой-либо признак.

                              Свойства гена:                                                                      

1.Аллельность. Обычно гены представлены в природе несколькими вариантами- аллелями, которые расположены в одинаковых локусах гомологичных хромосом.

2.Дискретность. Разные признаки определяются разными генами, расположенными на разных хромосомах.

3.Дозированность. Ген определяет проявление признака в определённых пределах, в которых признак может изменяться под влиянием условий внешней среды.   4.Специфичность. Конкретный ген контролирует возникновение определённого признака или их группы. Достаточно часто один ген обеспечивает формирование сразу нескольких признаков (плейотропное действие гена).

5.Стабильность. Обычно ген наследуется в ряду поколений в неизменном виде.

Митотический цикл. Митоз (Показать видео)

Митоз — основной способ деления эукариотических клеток, при котором сначала происходит удвоение, а затем равномерное распределение между дочерними клетками наследственного материала.

Митоз представляет собой непрерывный процесс, в котором выделяют четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Перед митозом происходит подготовка клетки к делению, или интерфаза. Период подготовки клетки к митозу и собственно митоз вместе составляют митотический цикл. Ниже приводится краткая характеристика фаз цикла.

Интерфаза состоит из трех периодов: пресинтетического, или постмитотического, — G1, синтетического — S, постсинтетического, или премитотического, — G2.

Пресинтетический период (2n 2c, где n — число хромосом, с — число молекул ДНК) — рост клетки, активизация процессов биологического синтеза, подготовка к следующему периоду.

Синтетический период (2n 4c) — репликация ДНК.

Постсинтетический период (2n 4c) — подготовка клетки к митозу, синтез и накопление белков и энергии для предстоящего деления, увеличение количества органоидов, удвоение центриолей.

Профаза (2n 4c) — демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления, «исчезновение» ядрышек, конденсация двухроматидных хромосом.

Метафаза (2n 4c) — выстраивание максимально конденсированных двухроматидных хромосом в экваториальной плоскости клетки (метафазная пластинка), прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим — к центромерам хромосом.

Анафаза (4n 4c) — деление двухроматидных хромосом на хроматиды и расхождение этих сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки (при этом хроматиды становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами).

Телофаза (2n 2c в каждой дочерней клетке) — деконденсация хромосом, образование вокруг каждой группы хромосом ядерных мембран, распад нитей веретена деления, появление ядрышка, деление цитоплазмы (цитотомия). Цитотомия в животных клетках происходит за счет борозды деления, в растительных клетках — за счет клеточной пластинки.

Митотический цикл, митоз: 1 — профаза; 2 — метафаза; 3 — анафаза; 4 — телофаза.

Биологическое значение митоза. Образовавшиеся в результате этого способа деления дочерние клетки являются генетически идентичными материнской. Митоз обеспечивает постоянство хромосомного набора в ряду поколений клеток. Лежит в основе таких процессов, как рост, регенерация, бесполое размножение и др.

Выделяют три типа нарушения митоза:

1. Изменение структуры хромосом. При этом возможно появление разрывов хромосом, наличие отдельных мелких хромосомных  фрагментов. Подобная патология возникает под действием радиации, некоторых химических веществ, вирусов, а также в раковых клетках. В некоторых случаях отдельные хромосомы могут отстать от других в анафазе и попасть не в свою клетку. Это приводит к изменению количества хромосом в дочерних клетках- анеуплодии.

2. Повреждение веретена деления. Это нарушает его функцию распределения хромосом между дочерними клетками. В результате возможно появление клеток, содержащих значительный избыток хромосом. Подобное действие характерно для многих противоопухолевых препаратов. Таким образом, тормозится деление клеток опухолей.

3. Нарушение цитотомии, т.е отсутствие деления цитоплазмы клетки в периоде телофазы. Вследствие этого образуется двуядерные клетки.

     Патология митоза может приводить к появлению мозаицизма. Мозаицизм - (mosaicism) - состояние, при котором не все клетки человека содержат одинаковые хромосомы и в его организме могут присутствовать две или более генетически различные клеточные популяции.

Мейоз (показать видео)

Мейоз — это особый способ деления эукариотических клеток, в результате которого происходит переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное. Мейоз состоит из двух последовательных делений, которым предшествует однократная репликация ДНК.

Первое мейотическое деление (мейоз 1) называется редукционным, поскольку именно во время этого деления происходит уменьшение числа хромосом вдвое: из одной диплоидной клетки (2n 4c) образуются две гаплоидные (1n 2c).

Интерфаза 1 (в начале — 2n 2c, в конце — 2n 4c) — синтез и накопление веществ и энергии, необходимых для осуществления обоих делений, увеличение размеров клетки и числа органоидов, удвоение центриолей, репликация ДНК, которая завершается в профазе 1.

Профаза 1 (2n 4c) — демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления, «исчезновение» ядрышек, конденсация двухроматидных хромосом, конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер. Конъюгация — процесс сближения и переплетения гомологичных хромосом. Пару конъюгирующих гомологичных хромосом называют бивалентом. Кроссинговер — процесс обмена гомологичными участками между гомологичными хромосомами.

Профаза 1 подразделяется на стадии: лептотена (завершение репликации ДНК), зиготена (конъюгация гомологичных хромосом, образование бивалентов), пахитена (кроссинговер, перекомбинация генов), диплотена (выявление хиазм, 1 блок овогенеза у человека), диакинез (терминализация хиазм).

Мейоз: 1 — лептотена; 2 — зиготена; 3 — пахитена; 4 — диплотена; 5 — диакинез; 6 — метафаза 1; 7 — анафаза 1; 8 — телофаза 1;
9 — профаза 2; 10 — метафаза 2; 11 — анафаза 2; 12 — телофаза 2.

Метафаза 1 (2n 4c) — выстраивание бивалентов в экваториальной плоскости клетки, прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим — к центромерам хромосом.

Анафаза 1 (2n 4c) — случайное независимое расхождение двухроматидных хромосом к противоположным полюсам клетки (из каждой пары гомологичных хромосом одна хромосома отходит к одному полюсу, другая — к другому), перекомбинация хромосом.

Телофаза 1 (1n 2c в каждой клетке) — образование ядерных мембран вокруг групп двухроматидных хромосом, деление цитоплазмы. У многих растений клетка из анафазы 1 сразу же переходит в профазу 2.

Второе мейотическое деление (мейоз 2) называется эквационным.

Интерфаза 2, или интеркинез (1n 2c), представляет собой короткий перерыв между первым и вторым мейотическими делениями, во время которого не происходит репликация ДНК. Характерна для животных клеток.

Профаза 2 (1n 2c) — демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления.

Метафаза 2 (1n 2c) — выстраивание двухроматидных хромосом в экваториальной плоскости клетки (метафазная пластинка), прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим — к центромерам хромосом; 2 блок овогенеза у человека.

Анафаза 2 (2n 2с) — деление двухроматидных хромосом на хроматиды и расхождение этих сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки (при этом хроматиды становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами), перекомбинация хромосом.

Телофаза 2 (1n 1c в каждой клетке) — деконденсация хромосом, образование вокруг каждой группы хромосом ядерных мембран, распад нитей веретена деления, появление ядрышка, деление цитоплазмы (цитотомия) с образованием в итоге четырех гаплоидных клеток.

Биологическое значение мейоза. Мейоз является центральным событием гаметогенеза у животных и спорогенеза у растений. Являясь основой комбинативной изменчивости, мейоз обеспечивает генетическое разнообразие гамет.

Понятия гаметогенеза

Гаметогенез – это процесс образования половых клеток. Протекает он в половых железах – гонадах (в яичниках у самок и в семенниках у самцов). Гаметогенез в организме женской особи сводится к образованию женских половых клеток (яйцеклеток) и носит название овогенеза. У особей мужского пола возникают мужские половые клетки (сперматозоиды), процесс образования которых называется сперматогенезом.

Гаметогенез – это последовательный процесс, которых складывается из нескольких стадий – размножения, роста, созревания клеток. В процесс сперматогенеза включается также стадия формирования, которой нет при овогенезе.

Стадии гаметогенеза

1. Стадия размножения. Клетки, из которых в последующем образуются мужские и женские гаметы, называются сперматого-ниями и овогониями соответственно. Они несут диплоидный набор хромосом 2n2c. На этой стадии первичные половые клетки многократно делятся митозом, в результате чего их количество существенно возрастает. Сперматогонии размножаются в течение всего репродуктивного периода в мужском организме. Размножение овогоний происходит главным образом в эмбриональном периоде. У человека в яичниках женского организма процесс размножения овогоний наиболее интенсивно протекает между 2 и 5 месяцами внутриутробного развития.

К концу 7 месяца большая часть овоцитов переходит в профазу I мейоза.

Если в одинарном гаплоидном наборе количество хромосом обозначить как n, а количество ДНК – как c, то генетическая формула клеток в стадии размножения соответствует 2n2c до синтетического периода митоза (когда происходит репликация ДНК) и 2n4c после него.

2. Стадия роста. Клетки увеличиваются в размерах и превращаются в сперматоциты и овоциты I порядка (последние достигают особенно больших размеров в связи с накоплением питательных веществ в виде желтка и белковых гранул). Эта стадия соответствует интерфазе I мейоза. Важное событие этого периода – репликация молекул ДНК при неизменном количестве хромосом. Они приобретают двунитчатую структуру: генетическая формула клеток в этот период выглядит как 2n4c.

3. Стадия созревания. Происходят два последовательных деления – редукционное (мейоз I) и эквационное (мейоз II), которые вместе составляют мейоз. После первого деления (мейоза I) образуются сперматоциты и овоциты II порядка (с генетической формулой n2c), после второго деления (мейоза II) – сперматиды и зрелые яйцеклетки (с формулой nc) с тремя редукционными тельцами, которые погибают и в процессе размножения не участвуют. Так сохраняется максимальное количество желтка в яйцеклетках. Таким образом, в результате стадии созревания один сперматоцит I порядка (с формулой 2n4c) дает четыре спермати-ды (с формулой nc), а один овоцит I порядка (с формулой 2n4c) образует одну зрелую яйцеклетку (с формулой nc) и три редукционных тельца.

4. Стадия формирования, или спермиогенеза (только при сперматогенезе). В результате этого процесса каждая незрелая спермати-да превращается в зрелый сперматозоид (с формулой nc), приобретая все структуры, ему свойственные. Ядро сперматиды уплотняется, происходит сверхспирализация хромосом, которые становятся функционально инертными. Комплекс Гольджи перемещается к одному из полюсов ядра, формируя акросому. К другому полюсу ядра устремляются центриоли, причем одна из них принимает участие в формировании жгутика. Вокруг жгутика спирально закручивается одна митохондрия. Почти вся цитоплазма сперматиды отторгается, поэтому головка сперматозоида ее почти не содержит.

Амитоз — прямое деление интерфазного ядра путем перетяжки без образования хромосом, вне митотического цикла. Описан для стареющих, патологически измененных и обреченных на гибель клеток. После амитоза клетка не способна вернуться в нормальный митотический цикл.

Клеточный цикл — жизнь клетки от момента ее появления до деления или смерти. Обязательным компонентом клеточного цикла является митотический цикл, который включает в себя период подготовки к делению и собственно митоз. Кроме этого, в жизненном цикле имеются периоды покоя, во время которых клетка выполняет свойственные ей функции и избирает дальнейшую судьбу: гибель или возврат в митотический цикл.

Ессентукский филиал

ФГБОУ ВО Ст ГМУ

Минздрава России

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

для преподавателей

к теоретическому занятию

по дисциплине

ОП. 05 «Генетика человека с основами медицинской генетики»

со студентами 1 курса специальности «Лечебное дело»

Тема №2. «Закономерности наследования признаков».

        Лекция №2. «Закономерности наследования признаков».        

РАССМОТРЕНО И ОДОБРЕНО

на заседании ЦМК общепрофессиональных дисциплин

протокол №____

от «_____» ____________ 20____ г.

Председатель:  _______________ Белякова Н.А.

Ессентуки, 2016 г.

Учебные и воспитательные цели: 

1. Познакомить студентов с сущностью законов наследования признаков у человека.
2. Научить различать типы наследования менделирующих признаков у человека.
3. Познакомить с наследованием групп крови и резус-фактора.
4. Развить умение обобщать, сравнивать, анализировать, делать выводы по изложенной теме.
5. Способствовать воспитанию личностных качеств студентов.
6. Сформировать:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии; проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения возложенных на него профессиональных задач, а также для своего профессионального и личностного развития.        

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК 12. Организовывать рабочее место с соблюдением требований охраны труда, производственной санитарии, инфекционной и противопожарной безопасности.

ПК 2.2. Определять тактику ведения пациента.

Время – 90 мин

Распределение учебного времени лекции:

Вводная часть –  15 мин:

Рассматриваемые вопросы – 60 мин:

1. Сущность законов наследования признаков у человека. – 10 мин.
2. Типы наследования менделирующих признаков у человека. – 10 мин.
3. Хромосомная теория Т. Моргана. – 10 мин.
4. Механизм наследования групп крови системы АВ0 и резус системы. – 20 мин.
5. Причины и механизм возникновения резус конфликта матери и плода – 10 мин.

Заключение –  15 мин:

Литература для подготовки лекции:

1. Рубан Э.Д. Генетика человека с основами медицинской генетики. –  Ростов-на-Дону: Феникс, 2013.

2. Савченко А.Ю., Рождественский А.С., Литвинович Е.Ф., Захаров Н.С., Шестериков А.А.  Основы медицинской и клинической генетики. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2008.

3. Гайнутдинов  И.К., Рубан Э. Д. Медицинская генетика. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2009.

Литература для студентов:

1. Рубан Э.Д. Генетика человека с основами медицинской генетики. –  Ростов-на-Дону: Феникс, 2013.

2. Савченко А.Ю., Рождественский А.С., Литвинович Е.Ф., Захаров Н.С., Шестериков А.А.  Основы медицинской и клинической генетики. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2008.

3. Гайнутдинов  И.К., Рубан Э. Д. Медицинская генетика. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2009.

Второе теоретическое занятие проводится в форме лекции. В содержание лекционного материала входят основные термины и понятия закономерностей наследования признаков у человека. В ходе лекции используются наглядные пособия плакаты, использование презентации «Закономерности наследования признаков».  Данное занятие предусматривает междисциплинарные связи с основами гигиены и экологии человека, здоровым человеком и его окружением, основами микробиологии и иммунологии, анатомии и физиологии человека, фармакологии и др. дисциплинами. В заключении проводится фронтальный опрос с целью выявления степени усвоения и закрепления нового материала.

Текст лекции.

Лекция №2. Закономерности наследования признаков.

Составила: преподаватель Денисова Л.Г.

Основные понятия генетики.

        Признак- это внешнее проявление действия гена. Он возникает как результат функционирования соответствующего белка. Признаками могут быть, например: рост, цвет глаз и кожи, длина пальцев и т.д.
      Гены, отвечающие за различные проявления одного и того же признака и разложенные в одинаковых  местах  гомологичных хромосом, называются аллельными или аллелями.
     Если оба аллельных гена одинаковы по функции, т.е. определяют одно и тоже проявление признака, то такой организм называется гомозиготным.
      Когда действие обоих аллелей различается, то констатируется гетерозиготность данной особи.
     Если функция одного аллельного гена не зависит от другого из этой пары, и он приводит к появлению признака, то такой ген называют доминантным. Он как бы «подавляет» проявление другого аллеля.
      Ген, действие которого проявляется в отсутствии доминантного аллеля только в гомозиготном состоянии, получил  название рецессивного.

       Генотип- это совокупность генов организма, проявляющихся во внешних признаках. Он формируется в момент образования зиготы и не меняется в течении жизни.
     Фенотип- это сочетание всех внешних признаков организма, его структура и функции. Он является результатом сложного взаимодействия между генотипом и внешней средой.

   Законы Менделя.

1 закон Единообразие 1 го поколения гибридов.

2 закон Расщепления.

3 закон Независимого комбинирования.

  Моногибридное скрещивание. Закономерности наследования признаков при моногибридном скрещивании.

          При моногибридном скрещивании родительские особи анализируются по одной паре альтернативных (взаимоисключающих) признаков.  Альтернативные признаки обуславливаются парой аллельных генов. Аллели представляют собой видоизменения одного и того же гена. Аллельные гены  находятся в одних и тех же участках (локусах) гомологичных хромосом. В генетических схемах гены принято обозначать буквами, причем аллельные гены обозначаются одной и той же буквой  алфавита, а неаллельные гены, которые  определяют развитие разных пар альтернативных признаков, разными буквами. При этом доминантные аллели обозначаются- А,В,С, а рецессивные – а, в, с.  

       Так, если гены, отвечающие за цвет глаз, обозначать буквой «А», то гены, обуславливающие другой признак, например - форму волос,  нужно обозначить другой буквой, например «В». Причем аллельные  гены, обуславливающие   карий и голубой цвет глаз, нужно будет  обозначать соответственно «А» и «а». Аллели гена «В», отвечающие за курчавые и гладкие волосы, нужно будет обозначить соответственно «В» и «в».

        В связи с тем, что в клетках организма находятся по две гомологичные хромосомы, то и аллелей одного гена всегда два.  Организмы, у которых в гомологичных хромосомах находятся одинаковые аллели одного гена, называются гомозиготными  и обозначаются АА или аа. Те организмы, у которых в гомологичных хромосомах находятся разные аллели гена, называются гетерозиготными и обозначаются Аа.

Схема анализа поколений при моногибридном скрещивании

(1 и 2 законы Менделя)

Алгоритм решения генетических задач.

      1.При решении задач составляются схемы, в которых используется генетическая символика, предложенная Менделем:

Р - родители

×- знак скрещивания

G- гаметы

F1,2,3- поколения (дети, внуки и тд.)

♀-женский пол

♂-мужской пол

      2. Приступая к решению задачи, нужно кратко записать условие задачи. Оно включает в себя следующее:

1.Сведения о признаках и определяющих их аллельных генах.

2.Сведения о генотипах родителей и других особей, упомянутых в условии задачи.                    

      3. После этого приступают к записи генотипов родителей, учитывая их гомо- и гетерозиготность.

      4. Затем записывают типы гамет, которые образуются у каждого из родителей, помня, что благодаря мейозу в каждую гамету попадает только один из двух аллелей гена.

      5.Затем записывают генотипы потомства, как результат случайной или равновероятной встречи гамет родителей. Под генотипами выписывают фенотипы потомства.

      6.Если по условию задачи требуется определить вероятность рождения ребенка с генетическим обусловленным признаком, то мы можем высчитать эту вероятность, приняв все потомство за 100%, потомство с генетически обусловленным признаком за -  х, затем составить пропорцию и рассчитать процент особей, несущих анализируемый признак. В любом случае запись решения задачи должна отражать логику решения.

     При решении подобных задач следует помнить, что вероятность рождения организма с определенным генотипом (или фенотипом) не зависит от того, какое потомство уже было у родителей.    

Полигибридное скрещивание. Закономерности наследования признаков при полигибридном скрещивании.

      При дигибридном скрещивании генетическому анализу подвергаются две пары аллельных генов, при полигибридном- 3 и более пар аллельных генов. При этом в потомстве появляются такие комбинации признаков, которые отсутствовали у родителей. Мендель установил, что во втором поколении при скрещивании гетерозигот, по каждой паре признаков происходит независимое от других пар расщепление по фенотипу в отношении 3:1.

      При дигибридном скрещивании генотип каждого организма включает две пары аллельных генов, причем организм может быть гомозиготным (ААВВ, ААвв, ааВВ, аавв), гетерозиготным (АаВв), гетерозиготным по одному гену и гомозиготными по другому(ААВв, ааВв, АаВВ, Аавв). В зависимости от этого разные организмы могут образовывать разное количество типов гамет.

      При записи возможных типов гамет следует помнить следующее:

1. В гамету попадает гаплоидный набор генов: от каждой пары аллельных генов по одному
2. При образовании гамет гены из разных аллельных пар свободно комбинируются.

Запись генотипов особей первого поколения облегчается составление решетки Пеннета, в которой по горизонтали записывается тип мужских гамет, а по вертикали-женских гамет. В местах пересечения горизонтальных и вертикальных линий, идущих от гамет родителей, записываются генотипы потомков.

Характерное для дигибридного скрещивания при условии полного доминирования в обеих аллелях расщепление фенотипов 9: 3: 3: 1. По решетке Пеннета можно судить о характере расщепления потомства  при разнообразных генотипах родителей.

       F2

Схема анализа поколений при дигибридном скрещивании.(3 закон Менделя)

                                   Генетика групп крови у человека.

Сществование групп крови стало известно в начале XX века (1900-1902 г.), благодаря австрийскому ученому Карлу Ландштейнеру, который установил, что при смешивании крови двух разных людей в одном случае эритроциты склеиваются, а в другом – нет.

Через 20 лет стало известно, что группы крови  передаются по наследству и их наследование происходит в строгом соответствии с законами генетики. Родители передают ребенку не готовую группу крови , а каждый по одному гену, ответному за ее формирование. От взаимодействия этих генов зависит какая будет группа крови у ребенка: такая как у отца, такая как у матери, или новый вариант.

     В диплоидном организме за один признак обычно отвечают только два аллельных гена.

Однако, исследуя большое число особей одного вида, можно обнаружить много типов аллелей одного гена, контролирующих формирование соответствующего признака. Такое состояние получило название множественного аллелизма. Таким образом, множественные аллели - это разновидности одного гена, отвечающие за фенотипические проявление одного признака.

Наследование групп крови.

         Существует несколько систем определения групп крови. Наиболее известная из них – система АВ0. Группы крови в ходящие  в эту систему, определяются сочетанием расположенных на эритроцитах антигенов А или В. Выделяют 4 группы крови системы АВ0:

1 группа назыается нулевой и обозначается 00, что указывает на наличие двух одинаковых генов, определяющих признак  группы. Антигены А и В  на эритроцитах отсутствуют.

2 группа  обозначается А, обнаруживаются только антигены типа А.

3 группа обозначается В характерезуется наличием на эритроцитах антигена В

4 группа обозначается АВ – определяется при наличии у человека одновременно А и В антигенов.

Система АВ0 определяется тремя аллельными генами которые расположены на длинном плече 9-й хромосомы обозначаются I А , I В , I0   при этом  I0  является рецессивным, I А и I В – доминантными генами.

1 группа: гомозиготная по гену  I0 (I0 I0)

2 группа: I А  обнаруживается как при гомозиготности I А I А организма, так и геторозиготности  I А I0

3группа: I В  так же возникает при двух вариантах генотипа человека: гомо- I В I В или гетерозиготная I В I0 .

4 группа: формируется при одновременном наличии в организме обоих доминантных аллельных генов: гетерозиготная по доминантным генам (I А I В).

                                        Наследование  резус-фактора.

Кроме антигенов А, В, 0 на поверхности у эритроцитов людей расположены антигены групп системы резус. Резус – фактор был открыт в 1940 году К. Ландштейнером и А. Винером.

Резус фактор- это липопротеид, расположенный на мембранах эритроцитов.

Если  на эритроцитах находится Rh,   то  это говорит о резус-положительной принадлежности крови (Rh+) у 85% людей. Если данный антиген отсутствует  резус-фактор (15% населения Земли) регистрируется резус-отрицательность (rh-).

Человек с отрицательным резусом будет гомозиготным по рецессивному аллелю (dd). Если же регистрируется Rh+ принадлежность крови, то возможна как гомозиготность по доминантному гену (DD), так и гетерозиготность (Dd).

                                                        Резус-конфликт.

Если  у беременной женщины и ее мужа резус-фактор отрицательный, то бояться  за ребенка не чего. Но если у женщины кровь резус – отрицательная, а у ее мужа резус – положительная, тогда возможен резус – конфликт между матерью и плодом, т.к. у плода кровь может быть как у отца, т.е. резус – положительная. При 1 беременности количество антител невелико и неопасно для плода.

Во время беременности мать и плод едины и не смотря на то что кровь их не смешивается, многие продукты обмена веществ поступают к матери и наоборот, преодолевая плацентарный барьер.

Если в кровоток матери начинают поступать эритроциты плода содержащие резус – фактор, а в ее кровотоке такого фактора нет, что означает поступление чужеродного белка в ее организм. Включается биологический защитный механизм – он начинает вырабатывать против него «оружие» -антитела.

Чем дальше развивается беременность, тем больше накапливается количество эритроцитов содержащих резус – фактор в крови женщины, и соответственно возрастает количество враждебных им антител.

Антитела через плаценту проникают в кровь плода. Они нацелены на разрушение резус – положительных эритроцитов, и под их воздействием эритроциты плода начинают распадаться и гибнуть. В крови накапливаются токсичные продукты распада, в частности билирубин, оказывающий вредное действие  на весь организм плода и особенно на его мозг. Что приводит к развитию у новорожденного к гемолитической желтухи, которая может привести к гибели ребёнка. Ребенка может спасти экстренная замена крови ( переливание крови).

                                                   Типы наследования признаков у человека.
          Аутосомно-доминантный тип наследования у человека имеет следующие характеристики:
        1. Ген расположен на аутосоме, поэтому и мужчины и женщины могут иметь данный признак с одинаковой вероятностью.

         2. Признак является доминантным, соответственно проявляется как в гомозиготном, так и в гетерозиготном состоянии.

         3. Риск для потомства больного человека обычно составляет 50%.

         4. Редко встречаются браки двух гетерозиготных носителей аномального аутосомно-доминантного гена. Вероятность рождения больного ребёнка у таких родителей составляет 75%.

Примеры заболеваний:

1. Астигматизм, ирахнодактели (короткопалость), арахнодактелия (паучьи пальцы) синодактелия (сросшиеся пальцы), полидактелия ( многопалость).
2. Этот тип характеризуется вариабильным возрастом начала заболевания (с момента рождения, спустя годы, иногда 40-50 лет)

        Аутосомно-рецессивный тип наследования.

         1. Ген расположен на аутосоме, следовательно, мужчины и женщины могут иметь данный признак с одинаковой вероятностью.

         2. Действие аутосомно-рецессивного гена реализует  во внешнем признаке, только если он находится в гомозиготном состоянии.

         3. В большинстве случаев рождения ребёнка с аутосомно-рецессивным заболеванием происходит от здоровых родителей, если они оба являются гетерозиготными носителями аномального гена.

        4. Дети с аутосомно-рецессивными заболеваниями чаще регистрируются в семьях, в которых родители состоят в родственном браке, так как у них значительно выше вероятность совпадения наследственной информации, в том числе - аномальных генов.

        5. В браке пациента с аутосомно-рецессивным заболеванием со здоровым человеком, который не является его родственником, все дети обычно здоровы.

Примеры заболеваний:

Альбинизм, галоктоземия, фенилкетонурия, серповидно-клеточная анемия. Этот тип характеризуется проявление заболеваний в раннем возрасте, тяжелым течением, летальностью. В основном болезни детского возраста.

          Сцепленные с полом типы наследования.

       Гены признаков, характеризующих сцеплённым с полом наследованием, располагаются на половых хромосомах.

        а) Чаще встречается Х - сцепленный рецессивный тип наследования.

         1. При этом рецессивный патологический ген расположен в Х-хромосоме.

         2. Если женщина, являющаяся гетерозиготным носителем аномального гена, вступают в брак со здоровым мужчиной, то половина её сыновей будут больны, а половина дочерей окажутся тоже гетерозиготами.

       3.У больного мужчины и женщины, не имеющей аномального гена, все её дети будут здоровы, но дочери станут носительницами, так как от своего отца они обязательно унаследуют его Х-хромосому.

      4. Рождение больной девочки возможно в случае заболевания отца и гетерозиготного носительства соответствующего аномального гена у матери.

Примеры заболеваний:

Дальтонизм, гемофелия, мышечная дистрофия, наследственная анемия.        

     б) Сцепленный с Х-хромосомой доминантный тип наследования регистрируется только при некоторых заболеваниях.

     1. В этом случае аномальный ген также расположен в Х-хромосоме, но является доминантным.

     2. Единственное отличие от аутосомно-доминантного типа наследование выявляется при анализе потомства больного отца.

     3. Если в семье больна мать, то заболевание обнаруживается 50% детей не зависимо от их пола.

     4. При патологических состояниях, передающихся в соответствии с Х- сцепленным доминантным типом наследования, мужчины часто имеют более тяжёлое нарушения состояния здоровья, так как у них отсутствует компенсирующее  влияние нормального аллеля.

Примеры заболеваний:. Д-резистентный рахит (устойчивый).

Голандрический тип. У-хромосома содержит 19 генов, большенство их которых отвечают за формирование  мужских половых органов и только не многочисленные признаки контролируемые этими генами передаются отцами всем его сыновьям.  А Х-хромосома включает более 400 генов ответных за различные признаки организма. Примеры заболеваний: некоторые примереры ихтиоза (перепонка между пальцами; повышенная волосатость средных фоланг пальцев, спены; мохнатые уши).

                                            Сцепленное наследование и кроссинговер.

       Наряду с признаками, наследуемыми независимо, были обнаружены признаки, наследуемые совместно или сцеплено. Это объясняется тем, что развитие признаков, которые наследуются сцеплено, контролируются генами, находящимися в одной хромосоме. Признаки, гены которых, находятся в одной хромосоме, называются сцепленными.

             Сцепление генов бывает полным, если гены находятся в одной хромосоме и всегда передаются вместе. Полное сцепление встречается редко. Чаще встречается неполное (частичное) сцепление генов. Нарушение сцепления объясняется кроссинговером. Кроссинговер - обмен одинаковыми участками гомологичных хромосом, в которых расположены аллельные гены. Он происходит во время первого деления мейоза, когда гомологичные хромосомы сближаются друг с другом при конъюгации.

                                        Наследование  признаков, сцепленных с полом.

            Сцепленными с полом признаками называются такие, гены которых расположены не в аутосомах, а в гетеросомах X или У.  Х-хромосома не полностью гомологична У-хромосоме. Очевидно, что в У- и Х-хромосомах есть какие-то участки, гомологичные друг другу и содержащие аллельные гены и признаки таких генов должны менделировать.

           Но как в Х-, так и У-хромосоме имеются негомологичные участки. В таких участках Х-хромосомы содержатся гены, аллельных которым в У-хромосоме нет (например, ген классической гемофилии) и наоборот, в негомологичном участке У-хромосомы содержатся гены, у которых нет аллелей в Х-хромосоме (например, ген, определяющий развитие волос на краю ушной раковины -гипертрихоз).

           В случае если ген сцеплен с У-хромосомой, он может передаваться из поколения в поколение только мужчинам.

           Если ген сцеплен с Х-хромосомой, он может передаваться от отца только дочерям, а от матери в равной степени распределяться между дочерями и сыновьями.        

           Если ген сцеплен с Х-хромосомой и является рецессивным, у женщин он может проявляться только в гомозиготном состоянии. У мужчин второй X-хромосомы нет, поэтому такой ген проявляется всегда.

  Лекция № 3. Методы диагностики и изучения наследственности человека.

Составила: преподаватель Денисова Л.Г.

Принципы клинической диагностики

Чтобы не пропустить наследственную патологию, выделяют признаки:

1. Существенные
2. Наиболее очевидные
3. Неспецефические
4. Данные антропометрии

Существенные признаки, указывают на НП:

• Малая подвижность плода
• Мало и многоводие
• Избыточное развитие в пренатальном периоде (внутриутробная макроскопия)
• Пренатальная гипоплазия (несоответствие размеров и массы плода, или новорожденного гестационному сроку)
• Симптомы прерывания беременности
• Нарушения течения беременности

Вышеперечисленные признаки могут встречаться не только при наследственной патологии, поэтому подробная беседа, позволяет правильно использовать информацию.

Наиболее очевидные признаки это врожденные пороки развития:

1. Изолированные (в 1 органе)
2. Системные (в пределах 1 системы органов)
3. Множественные (в органах 2 х и более систем)

Неспецифические признаки эмбрионального развития:

1. Кожа – пигментные пятна, ихтиоз, депигментация);
2. Мышцы – гипертрофия гипотрофия;
3. Череп – гидроцефалия, микроцефалия, макроцефалия, анэнцефалия;
4. Глаза – страбизм (косоглазие), птоз (опущение верхнего века), второй или третий ряд ресниц, антимонголоидный разрез глаз;
5. Зубы – врожденный избыток зубов, отсутствие нескольких зубов
6. Шея – кривошее, крыловидные складки.
7. Конечности и суставы – поли-, брахи-, арахно-,синодаклелии, переразгибание суставов;
8. Грудная клетка и позвоночник – воронкообразная грудная клетка, сколиоз, кифоз, дополнительные соски.

Данные антропометрии.

Антропометрические показатели пациента сравниваются с контрольными данными, если они выходит за пределы допустимых вариаций, то является диагностическими признаками:

1. Нарушение роста скелета
2. Диспропорциональность развития отдельных частей скелета.

Методы диагностики:

1. Цитогенетический
2. Биохомический
3. Популяционно-статистический - позволяет рассчитывать частоту встречаемости генов и генотипов в популяциях.
4. Дерматоглифика
5. Методы пренотальной диагностики
6. Биологическое моделирование
7. Близнецовый
8. Млекулярно-генетические методы
9. Клинико-генеалогический метод

Биохимический – этот метод используют для диагностики многих моногенных болезней (заболевания обмена веществ) фенилкетонурия, врожденный гипотериоз, галактоземия, болезнь Дюшена, Мрфона, подагра.

Показания: судороги, гипо-, гипертонус мышц, специфический запах мочи и пота,  умственная отсталость , нарушение физического развития, остановка роста, гиперпигментация кожи, непереносимость отдельных пищевых продуктов, нарушение пищеварения, желтуха, нарушение походки и координации движения.

Исследуемый материал: моча, кровь, сыворотка крови, пот, амниотическая жидкость.

Цитогенетический метод  включает 2 вида: 

1. Кариотипирование – это определение количества и качества хромосом с целью диагностики хромосомных болезней вызванных геномными мутациями и хромосомными оберациями. Показания: недефиренцированная олигофрения,  существенная задержка умственного и физического развития ребенка, нарушение репродуктивной функции неясного генеза (нарушение менструального цикла, первичная аменорея, бесплодие), пренатальная диагностика риск по возрасту мать старше 35 отец 45; привычные выкидыши и мертворождение; множественные и врожденные пороки развития ребенка; подозрения на хромосомные заболевания по клинической симптоматики. Исследуемый материал: клетки периферической крови (лимфоциты),  клетки полученные при биопсии хориона, клетки абортусов (выкидыши), клетки мертворожденных, клетки полученные при амниоцентезе, фибробласты кожи
2. Экспресс- диагностика пола – это определение Х и У хроматина с целью диагностики хромосомных болезней вызванных количественными аномалиями половых хромосом, для выявления Х- хроматина (тельца Барра), материалом является клетки слизистой оболочки  ротовой полости, вагинального эпителия, волосеной луковице  ( материал получают путем соскоба). Готовят, материл, и просматривают в обычном световом микроскопе. У женщин обнаруживается одна глыбка х-хроматин, а у мужчин ее нет. Этот метод позволяет определить количество хромосом в кариотипе, их на одну больше, чем количество глыбок х-хроматина. Для выявления  у-хроматина (F-тельца) мазки окрашиваются флюоресцирующими красителями и просматривают  в люминесцентном микроскопе. У-хроматин выглядит  светящейся точкой, число светящихся точек соответствует числу у-хромосом, что позволяет выделить числовую аномалию или норму.

Дерматоглифика – это изучение папиллярных  узоров кожи пальцев, ладоней и стоп. На этих участках кожи имеются дермальные сосочки, а покрывающий их эпидермис образует гребни и борозды. Эти узоры обладают высокой степенью индивидуальности и остаются неизменными в течение всей жизни. Используют для: идентификации личности; определение зиготности близнецов; диагностики некоторых геномных мутации синдром Дауна Патау; реже хромосомных мутаций.

Молекулярно-генетические метод (ДНК – диагностика)  - используются для диагностики: 

1. Более 300 наследственных заболеваний
2. Различных инфекционных заболеваний
3. Для определения   отцовства или степени родства
4. Подбора донора

ДНК-диагностика – позволяет осуществить точную доклиническую диагностику до развития симптомов заболевания, определить структурные особенности ДНК. Может  быть проведена на самых ранних этапах развития эмбриона не зависимо от биохимический и клинических проявлений болезни, что может стать решающим фактором в вопросе о сохранении  конкретной беременности. ДНК может быть выделено из любой ядросодержащей клетки организма, но чаще используют периферическую кровь, ворсины хориона, волосеные луковицы. Достаточно одной капли крови для диагностики, выделенное ДНК может долго хранится.

Близнецовый метод – позволяет определить относительную роль генетических и средовых факторов в развитии конкретного признака или заболевания. Данные этого метода используются для разработки эффективных мероприятий по предупреждению развития мультифакториальных заболеваний (заболевания с наследственной предрасположенностью: сахарный диабет, гипертония, язва желудка, эпилепсия) среди близнецов.

Монозиготные близнецы - развиваются из 1-й оплодотворенной яйцеклетки в результате ее разделения на двое клеток, которые имеют одинаковые генотипы. Различие их признаков зависит от факторов внешней среды.

Дизиготные близнецы – рождаются, когда образуется одновременно 2 яйцеклетки, оплодотворенные 2-мя сперматозоидами. У них различные генотипы, чем и обусловлено различие их признаков.

Конкордантность – парная сходность близнецов, в отношении какого-либо признака(заболевания. Если 1 близнец из пары имеет признак(болезнь), а другой нет(здоров), то такие пары близнецов называются дискордантными. 

Биологическое моделирование - метод изучения болезней человека на животных, которые могут болеть этими заболеваниями. Выявляются мутагенные факторы, способные вызвать конкретные заболевания; возможность передачи по наследству наследственных заболеваний и отрабатывать лекарственные препараты.

На мутантных линиях животных имеющих сходные нарушения моделируют такие заболевания как: гемофилия -  на собаках;

• эпилепсия - на кролика;
• сахарный диабет - на крысах;
• расщелина твердого неба и губы - на мышах.

Клинико-генеалогический – это метод изучения родословных и проследование передачи признаков (болезни) в семье, или в роду с указанием на родственные связи между членами родословной.

Метод позволяет:

1. Установить наследственный характер заболевания.
2. Определить тип и характер наследственного заболевания
3. Установить зиготность лиц родословной
4. Оценить прогноз заболевания
5. Рассчитать генетический риск для потомства
6. Выбрать адекватные и определенные методы дородовой диагностики    

Этапы методов:

1. Сбор данных обо всех родственниках обследуемого;
2. Графическое изображение родословной с помощью определенных стандартных символов;
3. Анализ и выводы полученных данных.

Родословная – генеалогическая карта, на которой символами обозначены все родственники пробанда и родственные связи между ними.

Составление родословной – сбор сведений в семье начинается с пробанда это здоровый, больной или носитель изучаемого заболевания. Дети одной родительской пары называются сибсами. Если сибсы имеют только одного общего родителя, они называются полусибсами. Различают: единоутробных (общая мать) и единокровных (общий отец)- полусибсов.

Для анализа наглядного представления собранной информации используют графические изображения родословной. Для этого используют стандартные символы и примеры. Графическое изображение родословной должно изображаться» легендой родословной» которая включает:

1. Описание состояние здорового члена родословной информация о котором важна для понимания характера наследования заболевания , или особенностей его клинического проявления.
2. Возраст начала и характер течения заболевания у пораженных.
3. Причину смерти и возраст на момент смерти члена родословной.
4. Описание методов диагностики и идентификация заболеваний, перечень источников медицинской и других сведений.

Генеалогический анализ родословной. 

Его целью является установление генетических закономерностей. Первая задача при анализе родословной – установление наследственного характера заболевания (признака). После того как установлен наследственный характер заболевания необходимо установить тип наследования. 

Символы, используемые в генетике человека:

                  В схему родословной обязательно включаются:

1. Данные клинического и лабораторного исследования пробанда и диагноз.

2. Результаты личного осмотра врачом родственников пробанда.

3. Данные опроса родственников.

4. Сведения о родственниках из других городов.

5. Заключение о типе наследования.

     На основании тщательного анализа родословной устанавливают тип наследования анализируемого признака, определяют генотипы пробанда и рассчитывают  вероятность заболевания. С больным проводят разъяснительную работу о возможности появления заболевания у него и в последующих поколениях.

    Алгоритм анализа родословной:

 1.Дать название схемы.

 2.Определить тип наследования.

 3.Определить генотипы всех членов родословной.

 4.Обосновать медико-генетический прогноз, исходя из типа наследования.

Типы наследования признаков у человека. Анализ родословных.

         1.  Аутосомно-доминантный тип наследования. 

     Аутосомно-доминантный тип наследования характеризуется следующим:

1. Мутагенный ген проявляется в гетероизиготном состоянии.

2. Заболевание поражает одинаково женский и мужской пол.

3. Половина детей могут быть больными.

4. Патологическая наследственность прослеживается в родословной по  вертикали.    

5. Один из родителей больного ребенка, как правило, болен.

 2. Аутосомно-рецессивный тип наследования.

     Аутосомно — рецессивный тип наследования характеризуется следующим:

1. Мутагенный ген проявляется в гомозиготном состоянии.

2. Заболевание одинаково поражает мужской и женский пол.

3. Родители фенотипически здоровы, но являются гетерозиготными носителями мутагенного гена.

4. Вероятность рождения больного ребенка 25%.

5. Патологическая наследственность прослеживается  в родословной по горизонтали.

6. Вероятность рождения больных детей возрастает при кровном родстве.

   3. X-сцепленный  рецессивный тип наследования.

   Х-сцепленный, рецессивный тип наследования характеризуется

следующим:

1. Болеют приемущественно лица мужского пола  
2. Больна половина мальчиков в семье, а половина девочек является        

 носительницами мутанного гена.

3. Больны родственники мужского пола пробанда со стороны матери.

 4.  X-сцепленный  доминантный тип наследования.

X-сцепленный доминантный тип наследования характеризуется следующим :

 1. Болеют одинаково лица мужского и женского пола.

 2. Один из родителей больного ребенка болен.

 3. Патологическая наследственность прослеживается в родословной по вертикали и горизонтали.

5. У - сцепленный тип наследования.

 1. Болеют лица мужского пола.

 2. Болен только отец.

 3. Патололгическая наследственность прослеживается в родословной по

     вертикали.

Наследование, сцепленное с полом (с У- хромосомой)

Лекция №4. «Методы пренатальной диагностики».

Составила: преподаватель Денисова Л.Г.

Вопросы:

1. Массовые, скринирующие методы выявления наследственных заболеваний.
2. Методы пренатальной диагностики.
3. Неинвазивные методы пренатальной диагностики.
4. Инвазивные методы пренатальной диагностики.

Вопрос 1. Массовые, скринирующие методы выявления наследственных заболеваний.

Метод массового обследования населения в определенной местности для активного выявления лиц с какой-либо патологией или факторами риска ее развития, является скрининг-тест.  Его осуществляют с целью ранней диагностики заболевания или предрасположенности к нему, что необходимо для оказания своевременной лечебно-профилактической помощи.

Пренатальная диагностика (ПД) – это дородовое определение врожденной или наследственной патологии у плода. Все беременные (без специальных показаний) должны обследоваться для исключения наследственной патологии просеивающими методами (ультразвуковое обследование, биохимическое исследование сыворотки беременных).

Задачи ПД как одного из разделов медико-генетической службы включают:

1. Предоставление будущим родителям исчерпывающей информации о степени риска рождения больного ребенка.
2. В случае высокого риска предоставление информации о возможности прерывания беременности и последствиях принятого родителями решения - родить больного ребенка или прервать беременность.
3. Обеспечение оптимального ведения беременности и ранней диагностики внутриутробной патологии.
4. Определение прогноза здоровья будущего потомства.

Особое внимание должно быть уделено проведению специальных методов дородовой диагностики по строгим показаниям для исключения конкретных наследственных заболеваний, уже имеющихся в данной семье.

Показания для проведения ПД являются:

1. Наличие в семье точно установленного наследственного заболевания;
2. Возраст матери старше 35 лет, отца старше 40 лет;
3. Наличие у матери Х-сцепленного рецессивного патологического гена;
4. Беременные имеющие в анамнезе: спонтанные аборты; мертворождение неясного генеза; детей с множественными пороками развития и с хромосомной патологией
5. Наличие структурных перестроек хромосом у одного из родителей (особенно транслокацией и инверсией);
6. Гетерозиготность обоих родителей при аутосомно-рецессивных заболеваниях;
7. При осложненном течении беременности (угрозе выкидыша, многоводии);
8. При различных мутагенных или тератогенных (уродство) воздействиях (инфекционные заболевания, прием лекарственных препаратов, рентреновское исследование и др.);
9. В случае хронических заболеваний беременной женщины (сахарного диабета, гипотиреоза, эпилепсии и т.д.);
10. Если беременная из зоны повышенного радиационного фона, с тератогенным воздействием.

Вопрос 2. Методы пренатальной диагностики.

Методы ПД:

1. Инвазивные методы (объектом исследования является сам плод):

• Биопсия хориона
• Амниоцентез
• Кордоцентез
• Фетоскопия

2. Неинвазивные методы (объектом исследования является беременная женщина)

• Ультразвуковое исследование плода
• Электрокардиография
• Биохимические методы – определение уровня в сыворотке крови беременной женщины: альфа-фетопротеина; хорионического гонадотропина; несвязанного эстриола.

Вопрос 3. Неинвазивные методы пренатальной диагностики.

Определение α-фетопротеина (АФП)  в сыворотке крови беременной женщины.

АФП – это белок плода, альфаглобулин. В начале беременности он вырабатывается желточным мешочком эмбриона, с 13-й недели – печенью плода. Его содержание меняется в течении беременности. Обычно уровень АФП для выявления пороков развития плода определяют на 14-20-й неделе. При заболевании плода уровень АФП меняется примерно в 2 раза по отношению к средней концентрации для данного срока беременности.

1. Повышение этого белка регистрируется при следующих дефектах плода:

• Анэнцефалии (отсутствие головного мозга)
• Спинно-мозговой грыже
• Черепно-мозговой грыже
• Дефектах передней брюшной стенки
• Аномалиях почек
• Некоторых эмбриональных опухолях
• Гидроцефалии (водянке головного мозга)

2. Снижение концентрации АФП в сыворотке обнаруживается при хромосомной патологии, синдроме (Дауна, Эдвардса, Патау и др. хромосомных нарушений у плода.

Нужно помнить, что патологические изменения уровня АФП могут возникнуть под влиянием:

1. Акушерских осложнений – двойнях, тяжелых токсикозах, плацентарных нарушениях.
2. При заболеваниях матери (хр.гепатита, опухоли печени, цирроз и др.).

Определение хорионического гонадотропина.

Хорионический гонадотропин, представляет собой гликопротеид, выделяемый клетками плаценты. Для оценки его содержания применяют иммуноферментный метод. Максимальной концентрации ХЧГ достигает на 8-10-й недели беременности. Затем его уровень постепенно снижается. Если плод имеет хромосомное заболевание содержание ХЧГ остается высоким до момента родов. Обычно его концентрация оказывается в 2 раза выше по сравнению  со средней для данного срока беременности. Вероятность ложноположительных результатов невелика.

Ультразвуковой скрининг беременных.

Это использование ультразвука для получения изображения плода и его оболочек. По общему мнению, она безопасна, поэтому продолжительность исследования не ограничена, а в случае необходимости. Ее можно применять повторно. Она основана на том, что ее высокочастотные звуковые волны проникают через ткани организма и отражаются от границы сред с различными акустическими свойствами. Ультразвук не проникает через костную ткань и полые органы, заполненные воздухом.

УЗИ в течении беременности используется для обнаружения врожденных пороков развития и нарушений функционального плода, плаценты, пуповины, оболочек. Сроки проведения УЗИ: 10-13, 20-22, 30-32 недели беременности.

Применение этого метода исследования в конце первого триместра беременности дает возможность выявить очень грубые дефекты и для измерения так называемой «толщены воротникового пространства» у плода.

Толщина воротникового пространства – это расстояние между кожей и мягкими тканями, которые окружают шейный отдел позвоночника плода. Утолщение этой области ассоциируется с хромосомной патологией у плода, т.е. при его толщине более 2,5 мм риск рождения ребенка с трисомией 21-й, 18-й, 13-й хромосомы увеличивается в 12 раз. Всем пациентам у которых обнаружено такое увеличение рекомендуется исследование кариотипа плода, так удается предупредить более 70% случаев рождения детей с хромосомными синдромами.

УЗИ на 20-22й неделе позволяет выявить разнообразные пороки развития конечностей, нервной системы, почек и т.д. в этот период обнаруживается до 70% всех возможных ВПР.

Если повторное УЗИ подтверждает наличие тяжелого дефекта развития у плода, то можно прервать данную беременность и не допустить рождения ребенка-инвалида.

Вопрос 4. Инвазивные методы пренатальной диагностики.

Подтверждающая инвазивная, ПД проводится только по строгим показаниям:

• Вероятность рождения больного ребенка должна превышать риск осложнений после процедуры;
• Наличие согласия семьи на проведение исследования и прерывание беременности при обнаружении заболевания у плода.

Диагностический амниоцентез.

        Это прокол плодного пузыря. Он применяется для получения околоплодной жидкости. Эта жидкость содержит различные химические вещества, клетки плода и его оболочек, при исследовании  которых можно диагностировать заболевание.

        Амниоцентез обычно проводится  на 15-18й неделе, когда количество околоплодных вод несколько больше, чем в другие сроки беременности. Процедуру проводят под контролем ультразвука, прокалывая пузырь через переднюю брюшную стенку.

        Для исследования обычно получают 15-20 мл. жидкости. Полученный материал используют для:

1. Кариотипирования
2. Биохимического исследования
3. ДНК – диагностики

Возможны осложнения со стороны плода или матери:

• Гибель плода в следствии разрыва плодного пузыря с последующим спонтанным абортом
• Инфецирование полости матки, приводящее к амниониту (воспаление амниона, приводит к образованию спаек и перетяжек, затрудняющих развитие плода) и выкидышу.

Поскольку амниоцентез представляет небольшую операцию необходимо получить согласие женщины.

Кордоцентез.

Заключается в получении крови плода из пуповины. Проводят с 20 по 23ю неделю беременности.  Риск осложнений составляет около 2%. Кровь плода получают из пуповины под контролем УЗИ путем прокола передней брюшной стенки женщины.

Кордоцентез применяют для:

1. Выявления хромосомных болезней
2. Иммунодефицитов
3. Инфекций
4. ДНК – диагностики генных болезней

Результаты исследования при кордоцентезе имеют очень высокую степень достоверности.

Фетоскопия.

Это метод визуального наблюдения плода в полости матки через эластический зонд-фетоскоп, оснащенный оптической системой.

        Фетоскопия проводится на 18-24й неделе беременности и характерезуется 6-8% риском осложнений. Современные ультразвуковые методы исследования позволяют выявить многие ВПР  без вмешательства в полость матки. Поэтому в фетоскопия применяется редко, в основном для биопсии тканей плода. Такое исследование обычно используется для диагностики тяжелых кожных заболеваний (ихтиоз (чешуйки кожи), буллезный эпидермолиз(образованием пузырей и эрозий на коже и слизистых оболочках). 

Биопсия хориона.

        Биопсию хориона проводят с 9 до 13й недели беременности. При этом получают небольшое количество ворсин, которые при этом сроке беременности  покрывают околоплодную оболочку. Доступ к хориону возможен как через шейку матки, так и сквозь переднюю брюшную стенку.

Процедуру проводят под контролем ультразвукового обследования, отсасывания или отщипывания нескольких ворсин. Ворсины хориона содержат живые, активно делящиеся клетки, которые имеют такой же набор наследственного материала как и плод. Исследование этих клеток позволяют оценить в них состав хромосом, провести анализ генов наследственных заболеваний.

Если биопсия ворсин проводилась до 9 недель беременности, то возможны осложнения:

• Самопроизвольное прерывание беременности
• Гибель плода
• Внутриматочноле инфицирование

С помощью этого метода можно выявить все виды мутаций (генные, геномные, хромосомные).

Ошибочные ответы могут быть при попадании в анализ клеток матери или хромосомный мозаицизм (наличие в тканях генетически различающихся клеток), присутствующий только в ворсинах хориона, а не у плода.

Лекция № 5. Виды изменчивости и мутаций у человека.

Составила преподаватель Денисова Л.Г.

         Изменчивость - свойство живых организмов изменить наследственные задатки. Благодаря открытиям Менделя достигнут огромный прогресс в понимании механизмов наследственной передачи свойств живых организмов.

Формы изменчивости:

А) Наследственная с изменением генотипа - Мутационная   возникновение новых аллелей  

Б) Ненаследственная не связана с изменением генотипа - Модификационная возникает под действием внешней среды в пределах нормы реакции  

Мутационная теория.

Одна из основ генетики, зародилась в трудах де Фриза 1901-1903гг.  

Мутация – это  скачкообразные изменения генетического материала, которые происходят под влиянием внешней или внутренней среды. 

Основные положения мутационной теории.

1.Мутации возникают внезапно, как дискретные изменения признаков, не направлено.

2.Новые формы устойчивы.

3.Мутации представляют собой качественные изменения признака.

4.Сходные мутации могут возникать неоднократно.

5.Свойство генов - способность к мутациям.

Процесс образования мутации называется - мутагенез. Первое объяснение механизма мутационных изменений было предложено в 1953 г. Русским ученым Тимофеевым-Рессовским на основе анализа радиоактивного мутагенеза у дрозофилы. Мутация рассматривалась как результат перестройки атомов сложной молекулы гена. Многие повреждающие агенты (мутагены) приводят к разрушению участков ДНК, а устранение этих повреждений организмом приводит к образованию мутаций.

Факторы,  вызывающие мутации называются – мутагенами. К факторам вызывающим мутации относятся: радиоактивное облучение, химические соединение тяжёлых металлов, ультрафиолетовые облучения, яды, наркотические вещества, канцерогены.

Виды мутагенов:

1. Эндомутагены – продукта метаболизма собственного организма.
2. Экзомутагены – внешние факторы: а) химические; б) биологические (различные виды м/о); в) физические (УФО); г) супермутагены – факторы повышающие чистоту мутации в 100-ни, десятки тысяч раз (яд-колхецин – блокирует деление клеток на стадии метафазы); д) антимутагены – вещества которые снижают частоту мутаций и используются как радиопротекторные препараты.

Классификация мутаций.

1. Мутации (по отношению к клеткам):А) соматические – происходит в соматических клетках и по наследству не предаются; Б) генеративные – возникают в половых клетках и предаются по наследству.
2. По причине: А) Спонтанные – происходят в природе без видимых причин. Б) Индуцированные – происходят под влиянием экзо - или эндомутагенов.
3. Мутации по исходу для организма: А) отрицательные: летальные - происходят изменения не совместимые с жизнью; полулетальные - снижают жизнеспособность организма. Б) нейтральные – не влияют на процессы жизнеспособности и продолжительности жизни. В) положительные – повышают жизнеспособность и жизнедеятельность организма, но встречаются крайне редко и играют важную роль в  прогрессивной эволюции.
4. По изменению фенотипа: А) аморфные – признак после мутации исчезает полностью (альбеносы) ; Б) Гипоморфные – произошло уменьшение выраженности признака в результате мутации ( карликовость ); В) гиперморфные – увеличение выраженности признака в результате мутации (гигантизм); Г) антиморфные – замена одного признака на другой в результате мутации; Д) неоморфные- появление нового признака в результате мутации.
5. Мутации   (по характеру генома):. а) Генные мутации - изменение в чередовании пары нуклеотидов в ДНК (замена одного нуклеотида другим, вставка лишней пары, выпадение пары нуклеотидов). б) Хромосомные мутации перемещение генетического материала, приводящие к изменению структуры хромосом в пределах кариотипа. В такие перестройки  могут вовлечены, как участки одной хромосомы, так и не гомологичных хромосом (выпадение части хромосомы, изменение чередование генов вследствие поворота,  перемещение части одной хромосомы на другую не гомологичную ей). в) Геномные мутации - это результат изменения числа хромосом, приводящие к изменению генома (гаплоидного набора хромосом).

1. Полиплоидия-это краткое увлечение путём добавление целых наборов (3п-триплоид, 4п-тетраплоид т.д.). Это явление широко распространяется в природе у растений. Полиплоиды фенотипически отличаются от диплоидных форм. Их клетки более крупные, они более стойки к неблагоприятным условиям, более продуктивны.

2. Гетероплоидия - это изменения числа хромосом при гаметогенезе (возникновение половых клеток с лишними хромосомами или недостатком их).

                     2n-1=45 хромосом (моносомия)

                     2n+1=47 (трисомия)

                     2n+2=48 (полисомия)

                                Изменение генов.

     Гены могут подвергаться изменениям - мутациям и рекомбинациям:

а) Трансверсия - перемещение основания из одной полинуклеотидной цепи ДНК в другую

 (А на Т).

б) Трансцизия - замена одной комплектной пары на другую. (А-Т на Ц-Г).

в) Инверсия - перемещение большого участка ДНК или хромосомы на 180 градусов.

г) Делеция - выпадение одной, нескольких, или многих пар оснований.

д) Дупликация - увлечение в большее число раз, какого либо фрагмента ДНК.

                                    Ненаследственная изменчивость.

       Модификационная изменчивость - это форма изменчивости, не связанная с изменением генотипа, возникает под влиянием окружающей среды. Различные признаки организма не одинаково регулируют на изменение среды. Одни слабее, другие сильнее.

       Пределы изменения признаков называют нормой реакции. Чем шире норма реакции, тем больше приспособленность организма к окружающей среде. Норма реакции складывалась исторически, в результате естественного отбора.

Генная инженерия.

Это раздел молекулярной биологии и генетики, предметом которой является создание с помощью лабораторных приемов организмов и структур с новой заданной генной программой. Получают рекомбинантные ДНК и РНК, выделяют гены из организма, или клетки и осуществляют  с ними различные манипуляции, вводя их в другие организмы.

Векторы – это модифицированные плазмидные, фаговые, вирусные, дрожжевые, бактериальные ДНК или РНК которые обеспечивают проникновение экзогенной ДНК в клетки хозяина.

Плазмиды – молекулы ДНК, находящиеся в бактериях, которые передают признаки в другие клетки. Существуют плазмиды вне генома клетки.

Трансгенные организмы – организмы, геном которых был изменен путем внедрения чужеродного гена или генов.

Генетически модифицированные продукты (ГМП) – продукты, получившиеся из  трансгенных организмов, это означает что некий продукт несет в себе чужеродный ген или гены (помидоры кубической формы).

Генная терапия -  процесс исправления генетических нарушений, под средством внедрения нормальных генов, в поврежденную ткань дефективными генами.

Клонирование – процесс получения идентичных копий при помощи бесполого размножения отдельных клеток, органа, организма. Такие организмы похожи не только внешне, но и генетический код одинаков.

Клон клеток – чистая линия клеток полученная в лабораторных условиях в результате митотического деления 1 исходной клетки в настоящие время перспективным является вопрос получения тканей и органов для трансплантации.

Тансгенные животные – это животные, получившиеся в результате искусственного введения чужеродных гекнов, в оплодотворенную клетку и ранний зародыш млекопитающих с последующей их трансплантацией в организм псевдобеременной самки.

Стволовые клетки – клетки многоклеточного организма, которые сохраняют способность развиваться в клетках различного типа.  

Лекция №6. Хромосомные болезни.

Составила преподаватель: Л.Г. Денисова

Наследственные болезни – это патологические состояния, в основе которых лежат изменения наследственного материала.

Особенности наследственной патологии:

1.Ранняя манифестация: 25% -проявляются сразу после рождения(врожденные); 70% - к 3-му году жизни; 90% - к концу пубертатного периода.

2.Хроническое течение с постоянным ухудшением общего состояния и нарастания негативных симптомов у пациентов

3.Относительная резистентность к терапии

4.Множественность поражения

5.Клинический полиморфизм

6.Семейный характер заболевания

Классификация наследственных болезней:

1.Моногенные (генные) болезни – это заболевания, вызванные изменениями в пределах одного гена, т.е. генными мутациями. Они передаются из поколения в поколение и наследуются по законам Менделя.

2.Хромосомные болезни – это заболевания, возникающие в результате хромосомных и геномных мутаций, т.е. связаны с количественными или качественными аномалиями хромосом.

3.Мультифакториальные болезни – это болезни с наследственной предрасположенностью, и для их проявления требуется влияние факторов внешней среды.

4.Генетические соматические болезни – это группа болезней, возникающие в результате мутаций в соматических клетках. К ним относятся:

- аутоиммунные заболевания

- отдельные пороки развития

- некоторые опухоли

5.Болезни генетической несовместимости матери и плода -  развиваются в результате иммунологической реакции организма матери на антигены плода.

Хромосомные болезни — наследственные заболевания, обусловленные изменением числа или структуры хромосом. К хромосомным относятся болезни, обусловленные геномными мутациями или структурными изменениями отдельных хромосом. Хромосомные болезни возникают в результате мутаций в половых клетках одного из родителей. Из поколения в поколение передаются не более 3—5 % из них. Хромосомными нарушениями обусловлены примерно 50 % спонтанных абортов и 7 % всех мёртворождений.

Все хромосомные болезни принято делить на две группы: аномалии числа хромосом и нарушения структуры хромосом.

В настоящее время у человека известно более 700 заболеваний, вызванных изменением числа или структуры хромосом. Около 25 % приходится на аутосомные трисомии, 46 % — на патологию половых хромосом. Структурные перестройки составляют 10,4 %. Среди хромосомных перестроек наиболее часто встречаются транслокации и делеции.

Кариотип при патологии:

1. Количественные изменения в половых хромосомах:

47 ххх – синдром трисомии по Х хромосоме;

47 хху – синдром Клайнфейтера;

47 хуу – синдром поли У;

45 х0 – синдром Шерешевского – Тернера (моносомия).

2. Количественные изменения в аутосомах:

47 хх(ху) + 21 – синдром Дауна;

47 хх (ху) + 13 – синдром Патау;

47 хх(ху) +18 – синдром Эдвардса .

3. Качественные изменения хромосом:

46 хх(ху) 5р – синдром Кошачьего крика;

46 хх(ху) 4р – синдром Вольфа;

46 хх(ху) 13q  - синдром Орбели.

Синдром Клайнфельтера- 47 XXY полисомия по X-хромосомам у мальчиков (47, XXY)

Признаки:

    -евнухоидное телосложение (широкий таз, отложение жира и оволосенение по        

      женскому типу)

    -высокий рост

    -диспропорция тела (длинные конечности, высокая талия)

    -аномалия развития половых орган

    -бесплодие, вследствие нарушения спермотогинеза

    -эмоционально-волевые нарушения

Клиническая картина проявляется с момента полового созревания

Синдром Шерешевского Тёрнера отсутствие одной Х-хромосомы у женщин (45 ХО) вследствие нарушения расхождения половых хромосом

Признаки:

     -низкий рост (115-130)

     -короткая шея

     -крыловидные кожные складки на шее в виде капюшона (птенигиум)

     -мужской тип телосложения (коренастость)

     -интеллект сохранен

     -на коже пигментные пятна, преимущественно на лице

     -воронкообразная грудина

     -широкая грудная клетка

     -недоразвитие вторичных половых признаков

     -бесплодие

Синдром Трисомии по X-хромосомам- 47 XXX включает трисомию (кариотип 47, XXX), тетрасомию (48, ХХХХ), пентасомию (49, ХХХХХ)

Признаки:

       -недоразвитие гениталий

       -возможно бесплодие

       -нерегулярный менструальный цикл и вторичная анемия

       -нервно-психические расстройства (с возрастом увеличивается риск возникновения

        психозов)

       -врожденные пороки сердца  

Синдром поли У- 47 XYY как и полисомия по X-хромосоме, включает трисомию (кариотии 47, XYY), тетрасомию (48, ХYYY), пентасомию (49, ХYYYY)

Признаки:

      -высокий рост

      -длинные конечности

      -грубые черты

      -аномалия развития половых органов

      -социально опасны (отличаются агрессивностью, жестокостью, склонностью к насилию, убийствам, немотивированным поступкам) 50% людей с данным синдромом в основном в местах лишения свободы или стоят на учете в психиатрической клинике.

Синдром Дауна- 47 XX(XY)+21 трисомия по 21-й хромосоме

Признаки:

        -дети рождаются с нормальной массой тела

        -лицо плоское лунообразное

- голова маленькая, круглой формы со скошенным затылком

       -косой разрез глаз

       -черты лица схожи у больных

       -маленькие, низко расположенные ушные раковины

       -широкая переносица

       -рот полуоткрыт, кончик языка выступает изо рта

       -низкий рост

       -пороки развития внутренних органов

       -полиэндокринные нарушения

       -нарушение физического и психического развития

       -брахидактилия

       -умственная отсталость, дебильность, идиотия

Продолжительность жизни ограничена (30-40 лет)

Синдром Патау- 47XX(XY)+13 трисомия по 13-й хромосоме

Признаки:

       -аномалия лица и черепа

• Запавшие переносья
• Низкий скошенный лоб
• Узкие глазные щели
• Широкое основание носа

       -полидактилия

       -врожденные пороки внутренних органов (сердца, почек, матки, кишечника, ЦНС)

Продолжительность жизни: 1-3 года(на первом году жизни погибает до 95% детей)

Синдром «Кошачьего крика»

Признаки:

       -внутриутробный порок развития гортани, аномалия развития голосовых связок

       -плач детей напоминает кошачье мяуканье

       -масса тела низкая

       -умственное и физическое недоразвитие

       -синдактилия

       -пороки развития внутренних органов (сердца, почек, ЦНС)

Продолжительность жизни 3-6 лет

Синдром Эдвардса- 47XX(XY)+18 Трисомия по 18-й хромосоме,

Признаки:

-нижняя челюсть и ротовое отверстие маленькие,

-глазные щели узкие и короткие,

-ушные раковины деформированы;

60% детей умирают в возрасте до 3 месяцев, до года доживают лишь 10%, основной причиной служит остановка дыхания и нарушение работы сердца.

Синдром Вольфа — Хиршхорна (4р-) — синдром, вызванный генетическим заболеванием. Впервые описан в 1965 году. обусловлен делецией короткого плеча 4-й хромосомы.

Популяционная частота заболевания - около 1 случая на 100 000. Дети с синдромом Вольфа- Хиршхорна обычно рождаются у молодых родителей, доношенные, но со значительно сниженным весом (около 2000 г). Для таких детей характерна резкая задержка физического и психомоторного развития. У них наблюдаются умеренно выраженная микроцефалия, клювовидный нос, выступающее надпереносье, деформированные, низко расположенные ушные раковины, вертикальные складки кожи впереди ушных раковин, гипотония мышц, значительное снижение реакции на внешние раздражения, судорожные припадки. Отмечаются также расщелины верхней губы и нёба, деформации стоп, аномалии глазных яблок, эпикант и маленький рот с опущенными уголками. Из внутренних органов чаще поражаются сердце (пороки развития) и примерно в половине случаев - почки (гипоплазия и кисты). Большинство детей с синдромом 4р- умирает на 1-м году жизни. Максимальный известный возраст пациента с этим синдромом - 25 лет.

Синдром Орбели (13q-) обусловлен делецией длинного плеча 13-й хромосомы, Описан в 1962 г. Популяционная частота синдрома не установлена. Дети с синдромом Орбели рождаются с низким весом (2200 г). Клинически синдром проявляется аномалиями развития всех систем организма. Характерны микроцефалия, отсутствие носовой вырезки (лоб непосредственно переходит в нос), эпикант, антимонголоидный разрез глаз, широкая спинка носа, высокое нёбо, низко расположенные деформированные ушные раковины. Отмечаются поражения глаз (микрофтальмия, иногда анофтальмия, косоглазие, катаракта, ретинобластома), опорно-двигательного аппарата (короткая шея, гипо- или аплазия первого пальца кисти и пяточной кости, синдактилии кистей и стоп), атрезии прямой кишки и заднепроходного отверстия. Часты пороки развития сердца, почек, головного мозга. Для всех детей с синдромом Орбели характерна глубокая олигофрения, возможны потеря сознания, судороги. Большинство больных с синдромом 13q- погибают на 1-м году жизни.

Лекция № 7. Генные болезни.

Составила преподаватель: Л.Г. Денисова

Генные болезни — это большая группа заболеваний, возникающих в результате повреждения ДНК на уровне гена. Термин употребляется в отношении моногенных заболеваний,

Патологический процесс, возникающий в результате мутаций одного гена, проявляется одновременно на молекулярном, клеточном и органном уровнях у любого индивида. Изменения структуры гена приводят либо к отсутствию кодирующего белка, либо к патологическому изменению его свойств.

В результате мутации гена на молекулярном уровне возможны следующие варианты:

• синтез аномального белка

• выработка избыточного количества генного продукта;
• отсутствие выработки первичного продукта;
• выработка уменьшенного количества нормального первичного продукта.

Не заканчиваясь на молекулярном уровне в первичных звеньях, патогенез генных болезней продолжается на клеточном уровне. При различных болезнях точкой приложения действия мутантного гена могут быть как отдельные структуры клетки — лизосомы, мембраны, митохондрии, пероксисомы, так и органы человека.

Клинические проявления генных болезней, тяжесть и скорость их развития зависят от особенностей генотипа организма, возраста больного, условий внешней среды (питание, охлаждение, стрессы, переутомление) и других факторов.

Особенностью генных (как и вообще всех наследственных) болезней является их гетерогенность. Это означает, что одно и то же фенотипическое проявление болезни может быть обусловлено мутациями в разных генах или разными мутациями внутри одного гена. Впервые гетерогенность наследственных болезней была выявлена С. Н. Давиденковым в 1934 г.

Общая частота генных болезней в популяции составляет 1-2 %. Условно частоту генных болезней считают высокой, если она встречается с частотой 1 случай на 1000 новорожденных, средней — 1 на 10000 — 40000 и далее — низкой.

Моногенные формы генных заболеваний наследуются в соответствии с законами Г. Менделя. По типу наследования они делятся на аутосомно-доминантные, аутосомно-рецессивные и сцепленные с Х- или Y-хромосомами.

Примеры заболеваний:

1.Болезнь Вольмана – это наследственное нарушение обмена липидов, сопровождающееся накоплением липидов в печен, селезенке, надпочечниках, лимфатических узлах.

2.Болезнь Тея-Сакса (амавротическаяидиотия) – нарушение обмена липидов, при котором липиды накапливаются в нервных клетках.

3.болезнь Вильсона Коновалова – нарушение обмена меди, сопровождающееся накоплением ее в печени и мозге.

4.Серповидноклеточная анемия – нарушение обмена гемоглобина (эритроциты имеют аномальную серповидную форму)

5.Подагра – нарушение обмена мочевой кислоты, в результате чего ураты накапливаются в различных тканях. Прежде всего в хрящах и суставах. Болеют преимущественно мужчины, часто сочетается с наклонностью к ожирению. Признаки проявляются в зрелом и пожилом возрасте. Основные симптомы: чаще болезнь протекает в виде рецидивирующего острого артрита, чаще других поражается плюсне – фаланговый сустав большого пальца ноги. Могут поражаться почки.

Рекомендуется ограничивать прием пищи, содержащей большое количество пуринов (мясо, бобовые, шоколад и др.)

6.Альбинизм – заболевание, характеризующееся нарушением пигментного обмена (меланина).

Различают полный и частичный альбинизм:

При полном альбинизме пигментация отсутствует. Кожа альбиносов чувствительна к солнечным лучам (возможны тяжёлые ожоги). Глаза у альбиносов – розово – красные вследствие просвечивания кровеносных сосудов радужной оболочки. Так как отсутствует пигмент в фоторецепторах сетчатки. Поэтому альбиносы плохо видят днем (дневная слепота), им присуща светобоязнь (фотофобия).

Частичный альбинизм характеризуется отсутствием пигмента в отельных частях тела. Степень и форма депигментации может варьировать (белая прядь; белые пятна на коже).

7.Гемофилия –наследственное заболевание, характеризующееся нарушением свертываемости крови у больного.

8.Болезнь Марфана – это заболевание обусловлено наследственным пороком развития соединительной ткани и характеризуется поражением опорно-двигательного аппарата, глаз и внутренних органов. Основные клинические симптомы: череп узкий, близко посаженные глаза; общая гипотония, слабое развитие мышечной ткани, недоразвитие подкожной клетчатки; разболтанность суставов, диспропорция в росте туловища и конечностей, кисти и стопы длинные, с тонкими «паукообразными» пальцами. Умственное развитие больных не страдает. Слабо проявляются адаптационно-компенсаторные возможности организма. Прогноз для жизни, как правило, не благоприятен. Средняя продолжительность 0 лет (определяется, прежде всего поражением ССС).

9.Фенилкетонурия – это заболевание обусловлено нарушением обмена незаменимой аминокислоты – фенилаланина и характеризуется прогрессирующим слабоумием. В результате накапливается в сыворотке крови в больших количествах продукты нарушенного обмена (фенилпировиноградная кислота). Избыток финилаланина и его производных оказывает повреждающее действие на функцию печени, нервную систему, обмен белков и др. веществ в организме. Фенилпировиноградная кислота является нейротропным ядом.

          Новорожденный ребенок выглядит здоровым, но после рождения он начинает получать с молоком матери фенилаланин, который постепенно накапливается в организме ребенка. Первые клинические проявления становятся заметными у ребенка в первые недели-месяцы жизни. Фенилпировиноградная кислота (ФПК) выделяется с мочой и потом – от больного исходит специфический «мышиный» запах. Кожа и волосы начинают терять пигментацию, глаза становятся голубыми, ребенок становится вялым. С 4-х месяцев становится заметно отставание физического и психологического развития.

Повышается возбудимость и тонус мышц, отмечается тремор конечностей, судорожные эпилептиформные припадки. Позже присоединяются нарушения высшей нервной деятельности, умственная отсталость, эмоциональная неустойчивость.

Диагностика заболевания осуществляется биохимическим исследованием: в моче определяется ФПК, в крови – высокие содержание фенилаланина. В последнее время разработаны достоверные и достаточно дешевые методы скринирующего лабораторного обследования(массовое обследование новорожденных на наличие наследственных дефектов обмена веществ (фенилкетонурию и врожденный гипотиреоз). Используется кровь, которая наносится на бланк – направление из специальной фильтровальной бумаги. У доношенных новорожденных ее берут на 3 – 5 суток, после рождения, а у недоношенных – на 10-е сутки. Забор крови проводят из боковой поверхности пятки или большого пальца стопы новорожденного. Нельзя прокалывать кожу в центре пятки, т.к. это может вызвать остеомиелит пяточный кости. Бланки с кровью отправляют в биохимическую лабораторию медико-генетической консультации. Если выявляются изменения показателей, то ребенок проходит дальнейшее обследование для подтверждения диагноза. Если диагноз подтвержается- назначается лечение необходимо начинаттьспервых недель жизни, и постоянно следить за содержанием фенилаланина в крови. Используют такие продукты, как:

    - для грудных детей – «Лофеналак», «Аденилак», «Фенил-40»

    - для детей старше – «Фенил- фри», «Тетрафен», «Фенил-100» и др.

Ранее назначение диеты и ее регулярное соблюдение совпадает обеспечивают практически нормальное развитие ребенка. После этого объем обычных продуктов питания постепенно увеличивается и пациенты переводятся на вегетарианское питание с возможным использованием в пищу заменителя белка.  Мозг взрослого человека устойчив к высоким концентрациям ФПК.

10. Болезнь Дюшена - это прогрессирующая мышечная дистрофия, самая распространенная и тяжелая среди всех мышечных дистрофий. Прогрессирующее нарастание мышечных дистрофических изменений проводит к постепенному обездвиживанию больного. Поражается, прежде всего, нижние конечности. Первые симптомы появляются на 1-2-м году жизни. Дети позднее начинают ходить, не бегают, не могут влезть на стул и т.п. позже развивается специфическая «утиная» походка. Отмечается псевдогипертрофия икроножных мышц при нарастании диффузной мышечной атрофии (замещается мышечная ткань на жировую или соединительную ткань). Процесс носит восходящий характер: кроме ног, мышечная слабость распространяется на мышцы спины, грудной клетки, верхние конечности. К 13-15-ти годам больные, как правило, полностью обездвижены. Смерть наступает в конце второго десятилетия, чаще всего от острой сердечной недостаточности или от пневмонии.

11. Галактоземия- это наследственное заболевание, связанное с нарушением обмена углеводов. Заболевание развивается после рождения ребенка при вскармливании его молоком, с которым поступает лактоза (молочный сахар)- источник неметаболируемой галактозы. В крови и в тканях накапливаются токсичные продукты (в клетках печени, мозга, хрусталике). Основные симптомы заболевания:

  - ранние симптомы: желтуха новорожденного; рвота и понос, приводящие к обезвоживанию организма

  - позжеувеличиваются печень и селезенка, появляется асцит; формируется катаракта,помутнение хрусталика глаз), нарушается функция печени и постепенно развивается умственная отсталость. При тяжелой форме смерть развивается через несколько месяцев. Основное лечение – диетотерапия – исключение из пищи лактозы. Раннее лечение обеспечивает нормальное развитие детей. Если больных не лечить, то они погибают в первые месяцы жизни от сопутствующих инфекции или печеночной недостаточности; у выживших больных развивается катаракта, цирроз печени, умственная отсталость.

12. Врожденный гипотиреоз – это заболевание возникает в результате внутриутробного порока развития щитовидной железы или из-за генетического дефекта в синтезе тиреоидных гормонов. Основные симптомы: дети рождаются с большой массой тела, что связано с отском ткани. Они плохо растут, медленно прибавляют массу тела, отстают в нервно-психологическом развитии, отмечаются запоры. Кожа сухая, бледная, шелушащаяся, холодная на ощупь, скудный рост волос на голове. Лечение проводят с помощью заместительной терапии, препаратами щитовидной железы. При своевременной диагностике и правильной терапии, прогноз для больных благоприятный.

Лекция № 8. Мультифакториальные болезни.

Составил преподаватель: Л.Г. Денисова

Полигенные болезни (ранее — заболевания с наследственной предрасположенностью) обусловлены как наследственными факторами, так и, в значительной степени, факторами внешней среды.

Распространение полигенных наследственных заболеваний.

Эта группа болезней в настоящее время составляет 92 % от общего числа наследственных патологий человека. С возрастом частота заболеваний возрастает. В детском возрасте процент больных составляет не менее 10 %, а в пожилом — 25-30 %.

Распространение мультифакториальных болезней в разных популяциях человека может значительно варьировать, что связано с различием генетических и средовых факторов. В результате генетических процессов, происходящих в человеческих популяциях (отбор, мутации, миграции, дрейф генов), частота генов, определяющих наследственную предрасположенность, может возрастать или уменьшаться вплоть до полной их элиминации.

Общие признаки:

1.Неподчинение законам Менделя

2.Высокая частота среди населения

3.Более раннее начало и некоторое усиление клинических проявлений в последующих поколениях.

4.Сходство клинических проявлений болезни у ближайших родственников и пробанда.

5.Клиническое разнообразие.

6.Различная терапевтическая эффективность.

7.Возрастные и половые отличия.

Особенности полигенных заболеваний

Клиническая картина и тяжесть течения мультифакториальных болезней человека в зависимости от пола и возраста очень различны. Вместе с тем, при всем их разнообразии, выделяют следующие общие особенности:

• Высокая частота заболеваний в популяции. Так, шизофренией болеют около 1 % населения, сахарным диабетом — 5 %, аллергическими заболеваниями — более 10 %, гипертонией — около 30 %.
• Клинический полиморфизм заболеваний варьирует от скрытых субклинических форм до ярко выраженных проявлений.
• Особенности наследования заболеваний не соответствуют менделевским закономерностям.
• Степень проявления болезни зависит от пола и возраста больного, интенсивности работы его эндокринной системы, неблагоприятных факторов внешней и внутренней среды, например, нерационального питания и др.

Кроме того, они связаны с действием многих генов, поэтому их называют также мультифакториальными. Полигенные заболевания тесно связаны с врождёнными дефектами метаболизма, часть из которых может проявляться в виде метаболических заболеваний. 

Метаболические заболевания — состояние, в котором нормальные метаболические процессы нарушены, чаще всего вследствие отсутствия определённого фермента, или его недостаточности.

• Более полное определение: группа заболеваний, связанных с нарушениями метаболизма. Причиной заболевания могут быть наследственные нарушения, заболевания эндокринных органов, или иные нарушения в работе метаболически важных органов (например, печени).

         К наиболее часто встречающимся мультифакториальным болезням относятся: 

 Примеры заболеваний:

1.Кожные заболевания (псориаз)

2.Заболевание дыхательной системы (бронхиальная астма, туберкулёз)

3.Заболевание выделительной системы (мочекаменная болезнь, энурез)

4.Заболевание ЦНС (шизофрения, эпилепсия)

5.Заболевание ССС (гипертоническая болезнь, ревматоидный артрит, атеросклероз)

6. Заболевание эндокринной системы (сахарный диабет)

7.Заболевание пищеварительной системы (язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, неспецифический язвенный колит).

Генетическое прогнозирование полигенных болезней

Генетический прогноз при мультифакториальных заболеваниях зависит от следующих факторов:

• чем ниже частота болезни в популяции, тем выше риск для родственников пробанда;
• чем сильнее степень выраженности болезни у пробанда, тем больше риск развития болезни у его родственников;
• риск для родственников пробанда зависит от степени родства с пораженным членом семьи;
• риск для родственников будет выше, если пробанд относится к менее поражаемому полу.

Полигенная природа болезней с наследственной предрасположенностью подтверждается с помощью генеалогического, близнецового и популяционно-статистического методов. Достаточно объективен и чувствителен близнецовый метод. С помощью близнецового метода показана наследственная предрасположенность к некоторым инфекционным заболеваниям (туберкулез, полиомиелит) и многим распространенным болезням (ишемическая болезнь сердца, ревматоидный артрит, сахарный диабет,язвенная болезнь, шизофрения и др.).

Лекция №9 Лечение и профилактика наследственных болезней.

    Составила преподаватель: Л.Г. Денисова

           1.Принципы лечения наследственных болезней;

При лечении наследственных болезней (при соблюдении индивидуального характера помощи) применяют три основных подхода:

  этиотропный, патогенетический и симптоматический.  

   Этиотропный подход направлен на устранение причины заболевания. С этой целью разрабатываютс, апробируются и частично могут быть применены методы коррекции генетических дефектов, называемые генной терапией. В общем виде целью генной терапии является внесение в клеточный геном пораженных органов нориально экспрессируемого «здорового» гена, выполняющего функцию мутантного («больного») гена. Непременным условием генной терапии конкретной наследственной патологии является наличие клонированного (и нормального!) гена, ответственного за развитие заболевания (как правило, моногенного).

Конечная задача-внедрение нормального гена в геном клеток поражённого орагана. Эта конструктивно и технически непростая и пока ещё дорогостоящая процедура выполняется преимущественно при помощи трансфекции- введения в геном клетки вектора, содержащего нужный и здоровый ген человека. В качестве векторов обычно применяют модифицированные (дефективные по репликации) вирусы (ретро-, адено- и др.). Процедуру трансфекции обычно выполняют ex vivo: при культивировании клеток больного человека; при успешном внедрении вектора с нужным геном в геном культивируемых клеток последние вводят тем или иным способом в нужный орган пациента. В качестве клеток-мишеней для генной терапии применяют только соматические (но не половые)клетки- носители патогенных генов. В настоящее время апробированы и утверждены сотни генотерапевтических протоколов для лечения моногенных и многофакторных заболеваний ,(например, тяжелого комбинированного иммунодефицита, семейной гиперхолестеринемии, муковисцидоза, некоторых мышечных дистрофий, различных онкологических и инфекционных заболеваний).  

               Патогенетическая терапия- разрыв звеньев патогенеза. Для достижения этой цели применяют несколько методов.

              Заместительная терапия- введение в организм дефицитного вещества (не синтезирующегося в связи с аномалией гена, который контролирует продукцию данного вещества; например, инсулина при СД, соответствующих ферментов при гликогенозах и агликогенозах, антигемофильного глобулина человека при гемофилии).

               Коррекция метаболизма путём:- ограничения попадания в организм вещест, метаболически не усваивающихся (например, фенилаланина или лактозы);- выведения из организма метаболитов, накапливающихся в нём в избытке (например, фенилпировиноградной кислоты или холестерина);- регуляции активности ферментов (например, подавление активности креатинфосфокиназы [КФК] при  отдельных видах миодистрофий, активация липопротеинлипазы [ЛПЛаза] крови при гиперхолестеринемии).

                Хирургическая коррекция дефектов (например, создание шунта между нижней полой и воротной венами у пациентов с «гепатотропными» гликогенозами).

                Симптоматическая терапия наследственных болезней направлена на устранение симптомов, усугубляющих состояние пациента (например, применение веществ, снижающий вязкость секретов экзокринных желёз при муковисцидозе; хирургическое удаление дополнительных пальцев и/или перемычек кожи между ними при поли- и синдактилии; выполнение пластических операций при дефектах лица, пороках сердца и крупных сосудов).

             2. Особенности ухода за больными с наследственной патологией;

         Особенности ухода за больными с наследственной патологией индивидуальны для каждого вида заболевания. Общие аспекты состоят в том, что медицинскую помощь лицам с наследственными болезнями в поликленических условиях оказывают в 5-6 раз чаще, чем людям без такой патологии. В детских больницах общего профиля от 10 до 20% пациентов состовляют дети с наследственной  патологией, что в 5-10 раз выше частоты таких больных в популяции. Более частое обращение к врачу людей с наследственной патологией вполне понятно, так же как и и более длительная их госпитализация. Во-первых, сама болезнь требует большого объема медицинской помощи, а иногда и постоянного лечения. Во-вторых, наследственная болезнь не исключает ожог, травму, инфекционные заболевания. Напротив, они возникают чаще, протекают тяжелее и длительнее в связи с меньшими возможностями поддержания биохимического, иммунного и гормонального гомеостаза у больных с наследственной патологией.

             Тяжесть и прогредиентность течения болезни создают, как показывают      наблюдения, психологическую напряженность даже в очень дружных семьях.  Супруги или родственники выясняют (или подозревают), кто виноват в рождении больного ребенка. Члены семьи имеют разное мнение о передаче ребенка в инернате (отказе от ребенка), особенно если он жил с родителями. Постоянныйи уход за больным ребенком требует больших материальных затрат, моральных и физических сил, что так или иначе ведет к конфликтам. К тревоге за больного ребенка присоединяется страх за возможную болезнь у других детей.

             3. Виды профилактики наследственных болезней;

              Профилактические методы включают:

-генетическое обследование;

-медико-генетическое консультирование;

- пренатальную диагностику.

             4. Медико-генетическое консультирование как профилактика наследственных заболеваний. Перспективное и ретроспективное консультирование. Показания к медико-генетическому консультированию.

              Медико-генетическое консультирование- специализированный вид медицинской помощи- является наиболее распространенным видом профилактики наследственных болезней. Суть его заключается в определении прогноза рождения ребенка с наследственной патологией, объяснении вероятности этого события консультирующимся и помощи семье в принятии решения о дальнейшем деторождении.

                Задачами медико-генетического консультирования являются:

-ретро-  и перспективное консультирование семей и больных с наследственной и врожденной патологией;

-перенатальная диагностика врожденных и наследственных заболеваний ультразвуковыми, цитогенетическими, биохимическими и молекулярно-генетическими методами;

-помощь врачам различных специальностей в постановке диагноза наследственногоили врожденного заболевания, если для этого требуются специальные генетические методы исследования;

-объяснение пациенту и его семье в доступной форме о величине риска иметь больное потомство и оказание им помощи в принятии решения;

-ведение территореального регистра семей и больных с врожденной и наследственной патологией и их диспансерное наблюдение;

-пропаганда медико-генетических знаний среди населения.

          В связи с вышеизложенным, необходимо пропагандировать обязательное медико-генетическое консультирование в целях профилактики рождения неполноценного ребенка по следующим показаниям показаниям:

          1.наличие наследственной патологии у супругов и их ближайших

             родственников;

          2.отягощенный акушерской анамнез (мертворождения,привычное      

              невынашивание, рождение детей с пороками развития и наследственными        

               заболеваниями);

           3.указание на воздействие мутагенных и антенатально повреждающих    

              факторов (инфекции, медикаменты, ксенобиотики, радиация, вредные

              привычки) в первом триместре беременности;

            4.возраст матери старше 35 лет;            

            5.гинекологические заболевания у матери (нарушения менструального

               цикла, порок развития гениталий, нарушение половой дифференцировки).

        Следует иметь в виду, что пренатальная диагностика помимо определения полового хроматина и кариотипирования включает проведение ультразвукового исследования, амниоцентеза и хориоц ентеза оптимально в сроки 16-20 недель беременности, а также определение альфа-фетопротеина в сыворотке крови беременных женщин. Если диагностируется хромосомная патология плода или врожденные пороки развития, то проводится перинатальный консилиум и решается вопрос о прерывании беременности по медицинским показаниям.

Вопросы к зачету по дисциплине

Генетика человека с основами медицинской генетики.

1. Понятия Генетика, Наследственность, Медицинская генетика.
2. Понятие о клетке и органоидах.
3. Дайте определение митоза. Назовите и охарактеризуйте его фазы.
4. Нарушения митоза.
5. Дайте определение мейоза. Назовите и охарактеризуйте его основные фазы.
6. Дайте определение гаметогенеза. В чем заключается его биологическая роль.
7. Дайте характеристику основным видам хромосом.
8. Дайте определение Кариотипа, Кариограмма. Кариотип при патологии.
9. Генетическая роль ДНК и РНК. Генетический код и его свойства.
10. Основные понятия генетики и их обозначения (признак, доминантность, рецессивность, аллели, гетеро-, гомозиготные организмы, генотип и фенотип).
11. Наследование групп крови.
12. Наследование резус-фактора.
13. Резус - конфликт и его действие на плод.
14. Типы наследования признаков у человека (Аутосомно-доминантный тип).
15. Типы наследования признаков у человека (Аутосомно-рецессивный тип).
16. Типы наследования признаков у человека (Х - сцепленный рецессивный). Понятие кроссинговер.
17. Типы наследования признаков у человека (Х - сцепленный доминантный тип).
18. Типы наследования признаков у человека (У - сцепленный тип).
19. Понятие изменчивость. Мутационная теория и основные положения мутационной теории.
20. Понятие мутации. Виды мутаций и факторы вызывающие мутации.
21. Классификация мутаций.
22. Изменение генов. Ненаследственная изменчивость.
23. Методы изучения наследственности человека. Клинико - генеалогический метод.
24. Пренатальная диагностика, показания для ее проведения. Методы пренатальной диагностики.
25. Определение а-фетотропина в сыворотке крови беременной женщины.
26. Определение хорионического гонадотропина.
27. Ультразвуковой скрининг беременных.
28. Диагностический амниоцентез
29. Кордоцентез. Фетоскопия.
30. Биопсия хориона.

Задачи для зачета по дисциплине

«Генетика с основами медицинской генетики».

1. Голубоглазый брюнет женился на кареглазой блондинке. Какие могут родиться дети, если оба родителя гетерозиготны?
2. Мужчина правша с положительным резус-фактором женился на женщине левше с отрицательным резусом. Какие могут родиться дети, если мужчина гетерозиготен только по второму признаку?
3. У матери и у отца 3 группа крови (оба родителя гетерозиготны). Какая группа крови возможна у детей?
4. У отца первая группа крови, у матери — вторая. Какова вероятность рождения ребенка с первой группой крови?
5. Голубоглазая женщина с 3 группой крови (ее родители имели третью группу крови) вышла замуж за кареглазого мужчину со 2 группой крови (его отец имел голубые глаза и первую группу крови). Какие могут родиться дети?
6. Мужчина-гемофилик, правша (его мать была левшой) женился на женщине левше с нормальной кровью (ее отец и мать были здоровы). Какие могут родиться дети от этого брака?
7. Мужчина с карими глазами и 3 группой крови женился на женщине с карими глазами и 3 группой крови. У них родился голубоглазый ребенок с 1 группой крови. Определите генотипы всех лиц, указанных в задаче.
8. Если родители имеют 0 (I) и АВ (IV) группы крови. Какие варианты групп крови будут у их детей.
9. Ели родители будут гетерозиготами по А и по В группе крови, какую группу крови унаследуют их дети?
10. Ели женщина имеет rh- а мужчина гомозиготен по Rh+ группе крови, какой резус будет у их детей?
11. Ели женщина имеет rh- а мужчина гетерозеготен по Rh+ группе крови, какой резус будет у их детей?
12. У человека свободная мочка уха (А) доминирует над несвободной, а подбородок с треугольной ямкой (В) – над гладким подбородком. У мужчины – не свободная мочка уха и подбородок с треугольной ямкой, а у женщины – свободная мочка уха и гладкий подбородок. У них родился сын с несвободной мочкой уха и гладким подбородком. Какова вероятность рождения ребенка со свободной мочкой уха и гладким подбородком?
13. У человека доминирует способность владеть правой рукой (А) лучше, чем левой, а карий цвет глаз (В) доминирует над голубым. В брак вступили кареглазый мужчина-правша и голубоглазая женщина – правша. Мать мужчины была голубоглазой левшой, и отец женщины был левшой. Какова вероятность рождения ребенка – левши?
14. У человека черные волосы (А) и большие глаза (В) – признаки доминантные. У светловолосой женщины с большими глазами и черноволосого мужчины с маленькими глазами родились четверо детей. У одного ребенка волосы светлые и глаза маленькие. Какова вероятность рождения ребенка с черными волосами и большими глазами?
15. У человека косолапость (А) доминирует над нормальными строением стопы, а нормальный обмен углеводов (В) – над диабетом. Женщина, нормальная по этим признакам, вышла замуж за мужчину с косолопастью, больного диабетом. Родились двое детей, у одного развилась косолапость, а у другого – диабет. С какой вероятностью может родиться ребенок нормальный по этим двум признакам?
16. У матери густые брови(А) и гладкий подбородок, а у отца обычные брови и ямка на подбородке (В). У сына густые брови и ямка на подбородке. Какие могут быть генотипы и фенотипы у других детей?
17. У человека близорукость (А) доминирует над нормальным зрением, а карие глаза над голубыми. Единственный ребенок близоруких кареглазых родителей имеет голубые глаза и нормальное зрение. Какие могут быть варианты рождения детей в этой семье?
18. У человека ген длинных ресниц доминирует над геном коротких ресниц. Женщина с длинными ресницами, у отца которой ресницы были короткими, вышла замуж за мужчину с короткими  ресницами. Какова вероятность рождения ребенка с длинными ресницами?
19. Ген диабета рецессивен по отношению к гену нормального состояния. У здоровых супругов родился ребенок, больной диабетом. Каково вероятность рождения здорового ребенка?
20. У человека ген дальнозоркости доминирует над геном нормального зрения. В семье муж и жена страдают дальнозоркостью, однако матери обоих супругов имели нормальное зрение. Какова вероятность рождения ребенка с нормальным зрением и страдающего дальнозоркостью?
21.  У человека ген тонких губ рецессивен по отношению к гену толстых губ. В семье у женщины тонкие губы, а у мужчины – толстые. У отца мужчины губы были тонкие. Какова вероятность рождения ребенка с тонкими губами?

СБОРНИК ЗАДАЧ ПО МЕДИЦИНСКОЙ ГЕНЕТИКЕ

СОДЕРЖАНИЕ:

1. Пояснительная записка         
2. Основные закономерности наследственности                                                
3. Наследственность и патология. Генные болезни.                                        
4. Наследственность и патология. Методы изучения наследственности человека.         
5. Медико-генетическое консультирование.         
6. Приложение 1.Составление родословных.                                    
7. Приложение 2. Наследственные заболевания.        
8. Приложение 3. Алгоритм решения задач по генетике.
9. Приложение 4. Тематический план дисциплины «Медицинская генетика».                            

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

              Предложенные задачи по генетике применяются на занятиях по медицинской генетике для студентов отделений "Сестринское дело", "Лечебное дело».      

             Профессии фельдшера и медицинской сестры требуют глубокого знания генетики  человека, поэтому  в данном пособии подобраны задачи по антропогенетике и медицинской  генетике.

            Данные задачи могут быть использованы на семинарах, практических занятиях и  лекциях. Предлагаемые задачи помогут преподавателю создать необходимое мотивационное пространство, позволят использовать на занятии элементы проблемного обучения, деловой игры.

           Создание мотивационного пространства возможно с помощью предложенных задач. Эти задачи позволяют проводить уроки с элементами проблемного обучения. В приложении к задачнику  дан необходимый для решения задач справочный материал с описанием наследственных болезней, уродств и аномалий, а также подробно разъяснена методика составления родословной семьи на примере решения одной из задач.

         В заключение можно сказать, что, решая задачи по генетике, студенты освоят требуемый Государственным образовательным стандартом объем знаний.

Занятие № 1. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ГЕНЕТИКИ

Законы Менделя. Моногенное наследование как механизм передачи потомству качественных характеристик. Моно- и дигибридное скрещивание. Взаимодействие аллельных генов. Множественные аллели. Решение задач.

1. Голубоглазый мужчина, родители которого имели карие глаза, женился на кареглазой женщине, у отца которой глаза были голубые, а у матери – карие.

     Какое потомство можно ожидать от этого брака, если известно, что ген

     карих глаз доминирует над геном голубых?

2. У человека умение владеть преимущественно правой рукой доминирует над умением владеть преимущественно левой рукой. Мужчина правша, мать которого была левшой, женился на женщине правше, имевшей трех братьев и сестер, двое из которых – левши.

     Определите возможные генотипы женщины и вероятность того, что дети,

     родившиеся от этого брака, будут левшами.

3. Миоплегия передается по наследству как доминантный признак.

     Определите вероятность рождения детей с аномалиями в семье, где отец

     гетерозиготен, а мать не страдает миоплегией.

4. Фенилкетонурия наследуется как рецессивный признак

     Какими могут быть дети в семье, где родители гетерозиготны по этому

     признаку?

5. У человека ген полидактилии доминирует над нормальным строением кисти.

а) Определите вероятность рождения шестипалых детей в семье, где оба родителя гетерозиготны.

б) В семье, где один из родителей имеет нормальное строение кисти, а второй – шестипалый, родился ребенок с нормальным строением кисти. Какова вероятность рождения следующего ребенка тоже без аномалии? У человека ген, вызывающий одну из форм наследственной глухонемоты, рецессивен по отношению к гену нормального слуха.

     Какое потомство можно ожидать от брака гетерозиготных родителей?

6. От брака глухонемой женщины с нормальным мужчиной родился глухонемой ребенок. Определите генотипы родителей.

7. Одна из форм  гемералопии  наследуется  как доминантный признак.

а) Какова вероятность рождения детей, страдающих гемералопией, от гетерозиготных больных родителей?

б) Какова вероятность рождения детей с анализируемой аномалией в семье, где один из родителей страдает ночной слепотой,  а другой  нет,  если  известно,   что  оба  cyпругa гомозиготны?

8. Галактоземия наследуется как аутосомный рецессивный признак. Успехи современной медицины позволяю предупредить развитие болезни и избежать тяжелых последствий нарушения обмена.

Какова вероятность рождения больных детей в семье, где один из супругов гомозиготен по гену галактоземии, но развитие болезни у него было предотвращено диетой, а второй гетерозиготен по галактоземии?

9. Болезнь Вильсона наследуется как рецессивный аутосомный признак.

     Какова вероятность рождения больных детей в семье, где один из супру-

     гов страдает анализируемым заболеванием, а другой здоров, здоровы бы

     ли также его родители, братья и сестры?

10.  Аниридия наследуется как аутосомный доминантный признак.

      Какова вероятность рождения здоровых детей в семье, где один из роди-

      телей страдает аниридией, а другой нормален, если известно, что у боль-

      ного родителя эту аномалию имел только отец?

11.  Гипофосфатемия наследуется как аутосомный рецессивный признак.

      Какова вероятность рождения детей больными в семье, где один из роди-

      телей гетерозиготен, а другой гомозиготен по этому признаку?

12.  Детская  форма  амавротической  семейной   идиотии (Тэй – Сакса) наследуется как аутосомный рецессивный признак и заканчивается обычно смертельным исходом к 4 – 5  годам.  Первый ребенок  в семье  умер  от  анализируемой болезни в то время, когда должен родиться второй.

     Какова вероятность того, что второй ребенок будет страдать той же болез-

     нью?

13.  Плече-лопаточно-лицевая форма миопатии наследуется как доминантный

      аутосомный признак.

      Какова вероятность заболевания детей в семье, где оба родителя страдают

      этой аномалией, но один из них гомозиготен, а другой гетерозиготен?

14.  Альбинизм наследуется у человека как аутосомный рецессивный приз-

       нак. В семье, где один из супругов альбинос, а другой нормален, роди-

       лись разнояйцовые близнецы, один из которых нормален в отношении

       анализируемой болезни, а другой альбинос. Какова вероятность рожде-

       ния следующего ребенка альбиносом?

15.  Парагемофилня наследуется как рецессивный аутосомный признак.

      Какова вероятность рождения детей с этой аномалией в семье, где оба

      супруга страдают парагемофилией?

16.  Одна из форм агаммаглобулинемии, сочетающаяся с почти полным от-

       сутствием лимфатической ткани, наследуется как аутосомный рецессив-

       ный признак (В. П. Эфроимсон, 1968). В семье у здоровых родителей ро-

       дился ребенок с признаками данной формы агаммаглобулинемии. Какова

       вероятность рождения следующего ребенка здоровым?

17.  Ахондроплазия передается как доминантный аутосомный признак. В се-

       мье, где оба супруга страдают ахондропла-зией, родился нормальный ре-

       бенок. Какова вероятность того, что следующий ребенок будет тоже нор-

       мальным?

18.  Отсутствие малых коренных зубов наследуется как доминантный ауто-

               сомный признак. Какова вероятность рождения детей с аномалией в се-

               мье, где оба родителя гетерозиготны по анализируемому признаку?

19.  Семейная гиперхолистеринемия наследуется доминантно-аутосомно. У

       гетерозигот наблюдается повышенное содержание в крови, а у гомозигот

       развиваются ксантомы кожи и сухожилий, атеросклероз. Какова вероят-

       ность рождения детей с аномалией  (и степень ее развития) в семье, где

      оба родителя имели повышенное содержание холестерина в крови?

20.  Женщина, имеющая повышенное содержание цистеина в моче, выходит   замуж за здорового мужчину. Каков прогноз в отношении здоровья детей в этом браке, а также внуков при условии, что их дети вступят в брак с лицами, имеющими повышенное содержание цистеина в моче? Известно, что мочекаменная болезнь (цистинурия) развивается в гомозиготном состоянии.

21. Акаталазия обусловлена редким рецессивным аутосомным геном, у гетерозигот активность каталазы снижена. Определите вероятные фенотипы детей в семье родителей, имеющих пониженную активность.

22. Мать со  II группой крови имеет ребенка с I группой крови. Установите возможные группы крови отца.

23. У матери I группа крови, у отца IV. Могут ли дети унаследовать группу крови одного из своих родителей?

24. У мальчика I группа крови, а у его сестры IV. Определите группы крови родителей.

Занятие № 2. НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ И ПАТОЛОГИЯ. 

               ГЕННЫЕ БОЛЕЗНИ

Белки, нуклеиновые кислоты: строение, функции.  Генетический код. Биосинтез белка. Причины и классификация генных болезней. Решение задач.

1. Полипептид состоит из следующих аминокислот: валин – аланин – глицин - лизин – триптофан – валин – серии – глутаминовая кислота.

Определите структуру участка ДНК, кодирующего указанный полипептид.

2. Полипептид состоит из следующих аминокислот: аланин - цистеин - гистидин - лейцин  - метионин - лизин

            Определите структуру участка ДНК, кодирующего эту полипептидную цепь.

3.  Аспарагин - глицин - фенилаланин - треонин - аминокислоты,  последовательно  составляющие   полипептид.

Определите структуру участка ДНК, кодирующего данный полипептид.

4. Первые 10 аминокислот в цепи В инсулина: фенилаланин - валин - аспарагиновая кислота - глутамин - лейцин - цистеин - глицин - серии - гистидин.

         Определите структуру участка ДНК, кодирующего эту часть цепи инсулина.

5. Начальный  участок цени А инсулина представлен следующими пятью аминокислотами: глицин - изолейцин - валин - глутамин - глутамин.

Определите структуру участка ДНК, кодирующего эту часть цепи инсулина.

6. Одна из цепей рибонуклеазы поджелудочной железы состоит из следующих 14 аминокислот: глутамин – глицин - аспарагиновая кислота - пролин – тирозин - валин – пролин – валин – истидин - фенилалин - аспарагин – алалин – серии – валин.

Определите структуру участка ДНК, кодирующего эту часть цепи рибонук-    леазы.

7. Участок молекулы ДНК, кодирующий часть полнпептнда,  имеет следующее строение:  АЦЦАТАГТЦЦААГГЛ

Определите последовательность аминокислот в полипептиде.

8. При одной из форм синдрома Фанкони (нарушение образования костной ткани) у больного с мочой выделяются аминокислоты, которым соответствуют следующие триплеты иРНК: ААА, ЦГУ, ГАА, АЦУ, ГУУ, УУА, УГУ, УАУ.

Определите, выделение каких аминокислот с мочой характерно для синдрома Фанкони.

9. У человека, больного цистинурией (содержание в моче большего, чем в норме, числа аминокислот), с мочой исцеляются аминокислоты, которым соответствуют следующие триплеты и-РНК: УЦУ, УГУ, ГЦУ, ГГУ, ЦАГ, ЦГУ, ААА. У здорового человека в моче обнаруживается аланин, серии, глутаминовая кислота и глицин.

а) Выделение каких аминокислот с мочой характерно для больных цистинурией?

б) Напишите триплеты, соответствующие аминокислотам, имеющимся в моче здорового человека.

10.  Как изменится структура белка, если из кодирующего его участка ДНК - ААТАЦАТТТАААГТЦ удалить пятый и 13-й слева пуклеотпды?

11.  Какие изменения произойдут в строении белка, если в кодирующем его участке ДНК - ТААЦАААГААЦАААА между 10-м и 11-м нуклеотидами включить цитозин, между 13-м  и   14-м - тимин,   а  на  конце  прибавить  еще   один  аденин?

12. Участок молекулы  ДНК,  кодирующий  полипептид, имеет в норме следующий порядок азотистых оснований: ААААЦЦААААТАЦТТАТАЦАА. Во время репликации третий слева аденин выпал из цепи.

Определите структуру полипептидной цепи, кодируемой данным участком ДНК, в норме и после выпадения аденина.

13. Четвертый пептид в нормальном гемоглобине (гемоглобин А) состоит из следующих аминокислот: валин - гистидин - лейцип - треонин - пролин - глутаминовая кислота - глутаминовая кислота - лизин.

а) У больного с симптомом сплепомегални при умеренной анемии обнаружили следующий состав четвертого пептида: валин - гистидин - лейцин — треонин - пролин - лизин - глутаминовая кислота - лизин.

Определите изменения, произошедшие в ДНК, кодирующей четвертый пептид гемоглобина, после мутации.

б) У больного серповидноклеточной анемией состав аминокислот четвертого пептида гемоглобина следующий: валин - гистидин - лейцин - треонин - пролин - валин - глутаминовая кислота - лизин.

Определите изменения в участке ДНК, кодирующем четвертый пептид гемоглобина, приведшие к заболеванию.

14. Если кареглазый (доминант) мужчина – левша (рецессив) женился на голубоглазой  женщине, лучше владеющей правой рукой, чем левой, и у них родился голубоглазый ребенок левша, то, что можно сказать о генотипе матери, отца и ребенка?

15. Если отец глухонемой (рецессивный признак) с белым локоном надо лбом (доминантный признак), мать здорова и не имеет белой пряди, а ребенок родился глухонемой и с белым локоном надо лбом, то можно ли сказать, что он унаследовал признаки отца?

    16. Мать имеет свободную мочку уха (доминантный признак) и гладкий  подбородок, а отец – несвободную мочку уха и треугольную ямку на подбородке (доминантный признак). Сын имеет свободную мочку уха и треугольную ямку на подбородке, а дочь имеет те же признаки, что у матери. Напишите возможные генотипы родителей и детей?

17. Отец с курчавыми волосами (доминантный признак) и без веснушек, а мать с прямыми  волосами и с веснушками (доминантный признак) имеют троих детей. Все дети имеют  веснушки и курчавые волосы. Напишите генотипы родителей и детей.

18. Если женщина с веснушками и волнистыми волосами, отец, который не имел веснушек  и  имел прямые волосы, выходит замуж за мужчину с веснушками и прямыми волосами (оба его  родителя имели такие же признаки), то какие дети у них могут быть?

19. У человека близорукость (М) доминирует над нормальным зрением, а карие  глаза  (В)  над голубыми.

а) Единственный ребенок близоруких кареглазых родителей имеет голубые глаза и нормальное зрение. Установить генотипы всех троих членов семьи.

б) У голубоглазой и близорукой женщины от брака с кареглазым мужчиной с нормальным зрением родился кареглазый близорукий ребенок. Можно ли установить генотипы родителей?

в) Голубоглазый близорукий мужчина, мать которого имела нормальное зрение,  женился  на кареглазой женщине с нормальным зрением. Первый ребенок от этого брака -  кареглазый близорукий. Установить генотипы родителей и детей, если второй ребенок  голубоглазый и близорукий.

20. У человека наличие в эритроцитах антигена резус-фактор (фенотип Rh+) обусловлено доминантным геном - Д. Его аллель d обуславливает отсутствие этого антигена (фенотип  Rh-). Ген I группы крови (IО) рецессивен в отношении генов II группы (IА) и третьей ( IВ). Два последних аллеля кодоминантны, и их сочетание (IАIВ) обуславливает IV группу крови.

а) Генотип мужа ddIAIO, жены DdIBIB. Какова вероятность рождения резус-положительного ребенка IV группы?

б) Резус-положительная женщина II группы, отец которой имел резус-отрицательную кровь I группы, вышла замуж за резус-отрицательного мужчину I группы. Какова вероятность того, что ребенок унаследовал оба признака отца?

в) Мужчина, имеющий резус-отрицательную кровь IV группы, женился на женщине, имеющей резус-положительную кровь III группы. Отец жены имел резус-отрицательную кровь I группы. В семье имеются два ребенка: первый имеет резус-отрицательную кровь III группы, второй резус-положительную кровь I группы. Судебно-медицинская экспертиза установила, что один из этих детей внебрачный. По какой из двух пар аллелей исключается отцовство?

г) В брак вступают женщина с отрицательным резус-фактором и I группой крови и мужчина с положительным резус-фактором и IV группой крови. Определите вероятность иммунного конфликта у детей и возможную группу крови при этом, если известно, что у матери мужа кровь была резус-отрицательная.

21. Двоюродные брат и сестра вступили в брак. Жена была способна свертывать язык в трубочку. У мужа эта особенность отсутствовала. От этого брака родился ребенок, не способный свертывать язык, больной фенилкетонурией. Определить генотипы членов семьи.

22. Два разнополых близнеца, из которых дочь обладала белым локоном надо лбом (как и мать), были глухонемыми. Родители близнецов имели нормальный слух (а, следовательно, и речь). Что можно сказать о генотипах родителей и детей.

23. У одной из сестер-близнецов с III группой крови наблюдался признак матери - врожденное отсутствие резцов. У второй сестры аномалия развития зубов отсутствовала, группа ее крови - II. У обоих родителей была IV группа крови. Относятся сестры к однояйцевым близнецам или разнояйцевым близнецам? Определить генотипы членов семьи.

24. В брак вступают кареглазые, имеющие веснушки люди (признаки доминантные), у них родилась голубоглазая и без веснушек дочь. Определите вероятность рождения следующего ребенка, похожего на родителей.

25. Женщина с вьющимися волосами (неполное доминирование), имеющая карие глаза, выходит замуж за голубоглазого мужчину с вьющимися волосами. Возможно ли в этой семье рождение кареглазых детей с прямыми волосами?

Занятие № 3. НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ И ПАТОЛОГИЯ – ГЕННЫЕ

БОЛЕЗНИ. ХРОМОСОМНЫЕ БОЛЕЗНИ.

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ ЧЕЛОВЕКА

Генные болезни. Типы наследования. Популяционный метод. Цитогенетический метод. Хромосомные болезни. Профилактика. Решение задач. Расчет генетического риска.

1. Определите, какое потомство можно ожидать в браках:

а) женщина с трисомией по Х-хромосоме (47,+Х), мужчина с синдромом Дауна (47,+21);

б) здоровая женщина (46,ХХ) и мужчина с синдромом Клайнфельтера (47,ХХУ).

2. Классическая гемофилия передается как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой, признак.

Девушка, имеющая нормальное зрение, отец которой обладал цветовой слепотой, выходит замуж за нормального мужчину, отец которого также страдал цветовой слепотой. Какое зрение ожидать у детей от этого брака?

3. Нормальные в отношении зрения мужчина и женщина имеют: 

а) сына, страдающего дальтонизмом и имеющего нормальную дочь;

б) нормальную дочь, имеющую одного нормального сына и одного сына дальтоника;

в) еще нормальную дочь, имеющую пятерых нормальных сыновей. Каковы генотипы родителей, детей и внуков?

           4. Ангидрозная эктодермальная дисплазия у людей передается как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой признак

а) Юноша, не страдающий этим недостатком, женится  на девушке, отец которой лишен потовых желез, а мать и ее предки  здоровы.   Какова   вероятность   того,   что   дети   or этого брака будут страдать отсутствием потовых желез?

б) Нормальная   женщина   выходит   замуж   за   мужчину, больного  ангидрозной  эктодермальной  дисплазией.   У  них рождаются больная девочка  и  здоровый  сын.  Определите вероятность рождения следующего ребенка без аномалии.  

7. Гипертрихоз наследуется как признак, сцепленный с Х-хромосомой.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  

Какова вероятность рождения детей с этой аномалией в семье, где отец обладает гипертрихозом?

8. Кареглазая женщина, обладающая нормальным зрением отец которой имел голубые глаза и страдал цветовой слепотой, выходит замуж за голубоглазого мужчину, имеющее нормальное зрение.

Какого потомства можно ожидать от этой пары, если известно, что ген карих глаз наследуется как аутосомно-доминантный признак, а ген цветовой слепоты рецессивен и сцеплен с Х-хромосомой?

9. Потемнение зубов может определяться двумя доминантными генами, один из которых расположен в аутосоме другой в Х-хромосоме. В семье родителей, имеющих темные зубы, родились дочка и мальчик с нормальным цветом зубов

Определите вероятность рождения в этой семье следующего ребенка тоже без аномалий, если удалось установить что темные зубы матери обусловлены лишь геном, сцепленным с Х-хромосомой, а темные зубы отца — аутосомным геном по которому он гетерозиготен.

10. У человека классическая гемофилия наследуется как сцепленный с Х-хромосомой рецессивный признак. Альбинизм обусловлен аутосомным рецессивным геном. У одной супругой пары, нормальной по этим двум признакам, родился с обеими аномалиями.

Какова вероятность того, что у второго сына в этой семье явятся также обе аномалии одновременно?

11. Мужчина, страдающий дальтонизмом и глухотой, женился на женщине, .нормальной по зрению и хорошо слышащей. У них родились сын глухой и дальтоник и дочь - дальтоник, но с хорошим слухом.

Определите вероятность рождения в  этой семье дочери обеими  аномалиями,  если   известно,   что  дальтонизм   и глухота передаются как рецессивные признаки, но дальтонизм- Х-сцепленный признак, а глухота – аутосомный.

12. Альбинизм у ржи наследуется как аутосомный рецессивный признак. На обследованном участке 84000 растений обнаружено 210 альбиносов.

Определите частоту гена альбинизма у ржи.

          13. Альбинизм у кукурузы наследуется как аутосомный рецессивный признак. У некоторых сортов кукурузы растения-альбиносы встречаются с частотой 25:10000.

Определите частоту гена альбинизма у этих сортов кукурузы.

          14. На одном из островов было отстреляно 10000 лисиц, из них оказалось 9991 рыжая и 9 белых особей. Рыжий цвет доминирует над белым.

Определите процентное соотношение рыжих гомозиготных, рыжих гетерозиготных и белых лисиц.

          15.  Альбинизм  общий  наследуется  как  рецессивный аутосомный  признак.  Заболевание  встречается  с  частотой 1:20000 (А. Мюнтцинг; 1967; К. Штерн, 1965).

Вычислите количество гетерозигот в популяции.

          16. Алькаптонурия наследуется как аутосомный рецессивный признак. Заболевание встречается с частотой 1 :  100000 <В. П. Эфроимсон, 1968).

Вычислите количество гетерозигот в популяции.  

          17. Глухонемота связана с врожденной глухотой, которая препятствует нормальному усвоению речи. Наследование аутосомнo-рецессивное. Средняя частота заболевания колеблется по разным странам. Для европейских стран она равна приблизительно 2:10000. Определите возможное число гетерозиготных по глухоте людей в районе, включающем 8 000 000 жителей.

Одна из форм фруктозурии проявляется субклинически. Дефекты обмена снижаются при исключении фруктозы из пищи.  Заболевание наследуется аутосомно-рецессивно и встречается с частотой 7:1 000 000. Определите число гетерозигот в популяции.  

18. В анафазе митоза у человека не разошлась :

а) одна пара хромосом;

б) две пары хромосом.

Определите количество хромосом в дочерних клетках.

         19. При хроническом миелолейкозе в 21-й хромосоме человека возникоет нехватка. Индивид, получивший данную хромосому, заболевает лейкозом. Определите вероятность рождения здоровых детей от этого индивида.

Занятие № 4. НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ И СРЕДА.

МЕДИКО-ГЕНЕТИЧЕСКОЕ КОНСУЛЬТИРОВАНИЕ

Генеалогический метод изучения генетики человека. Цели и задачи медико-генетического консультирования. Проспективное и ретроспективное консультирование. Планирование семьи.

1. Составьте родословную по данным анамнеза. Пробанд – больная шизофренией женщина. Ее брат и сестра здоровы. Отец пробанда здоров. Со стороны отца имеются следующие родственники: больной шизофренией дядя и две здоровые тетки, одна из них имеет троих здоровых детей, вторая - здорового сына. Дед и бабка со стороны отца здоровы. Сестра бабки болела шизофренией. Мать пробанда, дядя, дед и бабка с материнской стороны здоровы. У дяди два здоровых ребенка. Составив родословную, определите по какой линии передается предрасположение к болезни?

2. Составьте родословную больного эпилепсией мужчины. Родители  пробанда, его брат и сестра – здоровы. Две тетки по линии матери здоровы: обе замужем и имеют по  одному здоровому ребенку. Дед и бабка по материнской линии здоровы. По отцовской  линии: дед, бабушка и тетки здоровы. Дети дяди (сын и дочь) - здоровы. У тетки – сын больной эпилепсией. Составив родословную, определите, по какой линии передается предрасположенность к болезни?

3. Пробанд – здоровая замужняя женщина, обратившаяся в медико-генетическую консультацию по вопросу о прогнозе заболевания у потомства в связи со случаями маниакально-депрессивного психоза в семье. Ее родители, брат и сестра здоровы. Сестра имеет здорового ребенка. По материнской линии - тетка, две ее дочери, дед и бабка здоровы. По отцовской линии имеются здоровые тетка и дядя. Двоюродный брат от тетки пробанда здоров, двоюродная сестра от дяди болеет маниакально-депрессивным психозом. Этой же болезнью страдала сестра бабки по отцовской линии. Сама бабка и дед здоровы. Муж пробанда, две сестры его, племянница и родители мужа здоровы. Дед и бабка тоже  были здоровы. Составьте родословную, определите, через кого из поколения дедов  передается ген предрасположенности к болезни.

4. Составьте родословную семьи со случаями атаксии Фридрейха (рецессивно наследуемое, прогрессирующее расстройство координации движений). Здоровые муж и жена – двоюродные сибсы – здоровы. Брат мужа и две сестры жен здоровы. Общий дядя супругов тоже здоров. Их общая бабка была здорова, а дед страдал атаксией. Все  родственники со стороны отца мужа, в том числе: два дяди, двоюродная сестра, дед и бабка здоровы. Все родственники со стороны матери жены, в том числе две тетки, двоюродный брат, дед и бабка здоровы.

а) Составив родословную, отметьте тех членов семьи, гетерозиготность которых по гену атаксии не вызывает сомнения.

б) Подтверждает ли родословная рецессивный характер наследования болезни?

5. Составьте родословную семьи со случаем врожденной катаракты. Пробанд - мужчина, страдающий катарактой, которая была также у матери и деда по материнской линии. Дядя, тетка со стороны матери и три двоюродных брата от дяди здоровы. Отец пробанда, тетка по отцовской линии, а также дед и бабка со стороны отца – здоровы. Жена пробанда, ее сестра, два ее брата и родители жены здоровы. Из двух детей пробанда, сын здоров, а дочь страдает врожденной катарактой.

а) Составив родословную (четыре поколения), определите тип  наследования  болезни  в этой семье.

б) Укажите генотипы тех членов семьи, у которых генотип может быть установлен достоверно.

6. Составьте родословную семьи со случаями  прогрессирующей  миопатии Дюшенна (атрофия скелетной мускулатуры с быстрым развитием и тяжелым течением). Пробанд – больной миопатией мальчик. По данным собранного у родителей анамнеза, сами  родители и две сестры пробанда здоровы. По отцовской линии два дяди, тетка, дед и бабка пробанда здоровы. Две двоюродные сестры от дяди и двоюродный брат от тети пробанда здоровы. По линии матери пробанда один из двух дядей (старший) болел миопатией. Второй дядя (здоровый) имел двух здоровых сыновей и здоровую дочь. Тетя пробанда имела больного сына. Дед и бабка здоровы.

а) Составив родословную, отметьте тип наследования болезни в этой семье.

б) Укажите гетерозиготных членов родословной.

7. Сборник «Воспоминания о Рахманинове» (1967) не только раскрывает специфику жизни и творчества композитора, но и позволяет подробно восстановить его родословную. Прадедом  Сергея  Васильевича  был   Герасим   Иевлевич Рахманинов. Сын его Александр Герасимович женился на Марии Аркадьевне, урожденной Бахметьевой. Рано овдовев, Мария Аркадьевна вторично вышла замуж за М. Ф. Мамановича. Сыновья ее как от первого, так и от второго брака – Аркадий Александрович Рахманинов и Ф. М. Маманович – унаследовали любовь матери к музыке и были очень талантливы. Аркадий Александрович был женат на Варваре Васильевне, урожденной Павловой. У них было девять детей: Василий, Мария, Варвара, Юлия, Анна, Александр. Имена еще  троих  в сборнике  не  упоминаются.   Василий Аркадьевич женился на Любови Петровне – дочери генерала Петра Ивановича Бутакова и Софьи Александровны, урожденной Литвиновой. У Василия Аркадьевича и Любови Петровны было шесть детей: Елена, Владимир, Сергей (будущий композитор), Софья, Варвара и Аркадий. Сестра Василия Аркадьевича – Мария Аркадьевна вышла замуж за Андрея Ивановича Трубникова. У них было две дочери – Ольга и Анна. Вторая тетка С. В. Рахманинова – Варвара Аркадьевна – была замужем за Александром Александровичем Сатиным. У Сатиных было пять детей: Александр, Наталья, Софья, Владимир и Мария. Наталья Александровна в 1902 г. стала женой Сергея Васильевича. Юлия Аркадьевна – третья тетка композитора – была замужем за Ильей Матвеевичем Зилоти. Они имели дочь Варвару и двух сыновей: Александра и Дмитрия. Александр Ильич Зилоти был всего на 10 лет старше своего двоюродного брата Сергея, но в период обучения его в Московской консерватории был уже профессором и учителем будущего композитора. Александр Ильич Зилоти впоследствии много помогал С. В. Рахманинову в пропаганде его творчества. Он был женат на Вере Павловне Третьяковой — дочери Павла Михайловича – основателя Третьяковской галереи. Из детей Александра Ильича и Веры Павловны в «Воспоминаниях» названы Александр, Лев, Вера, Оксана и Кариена. Еще одна тетка С. В. Рахманинова – Анна Аркадьевна – была замужем за Григорием Филипповичем Прибытковым. Их сын Аркадий с женой Зоей Николаевной имели трех дочерей – Зою, Елену и Татьяну. Из других ближайших родственников в «Воспоминаниях» упоминается дядя С. В. Рахманинова Александр Аркадьевич и его дочь Лидия. У Сергея Васильевича и Натальи Александровны было две дочери: Ирина и Татьяна. Ирина Сергеевна была замужем за Петром Григорьевичем Волконским, у них была дочь Соня. Татьяна Сергеевна вышла замуж за Бориса Юльевича Конюс. Из их детей упоминается лишь сын Александр.

Составьте родословное дерево семьи Рахманиновых по этим данным.

8. Н. П. Кончаловская в книге «Дар бесценный» (1974) описывает родословную своего деда Василия Ивановича Сурикова. Казачий род Суриковых испокон веков нес караульную службу. Сыну Петра Сурикова, есаулу Петру Петровичу, в одной из стычек с иногородцами выбили глаз стрелой из лука. С той поры прозвали его Петром Кривым. У Петра Кривого было три сына: Иван, Матвей и Степан. У каждого из них тоже были сыновья: Василий Иванович, Василий Матвеевич и Александр Степанович. У Василия Ивановича Сурикова был сын Иван, а у этого Ивана – сын Василий, которому и суждено было стать художником. Отец художника Иван Васильевич Суриков служил регистратором   в  суде.   Его   жена – казачка   Прасковья   Федоровна Торгошина – обладала большой фантазией, сама придумывала узоры для вышивки ковров и шалей, умела вязать кружева. По   линии   отца   у   будущего   художника   было  два   дяди – Марк и другой, как и Васин отец, Иван. По линии матери у Василия было три родных дяди: Иван Федорович, Гаврила Федорович и Степан Федорович и один двоюродный дядя – Иван Александрович Торгошин. У Ивана Васильевича и Прасковьи Федоровны  были еще дети – родные брат  и сестра Васи – Екатерина и Александр. Кроме них у Васи была еще двоюродная сестра Таня – дочь Степана Федоровича, и две троюродные сестры – дочери Ивана Александровича Торгошина. Сестра будущего художника  Катя  вышла  замуж  за казака Сергея Васильевича  Виноградова.  Василий  Иванович Суриков – художник – женился на Елизавете де Шарет. У них было две дочери – Оля и Лена. Отец жены художника капитан Август   де   Шарет   был   известным   революционером.   Его жена – Мария – дочь  эмигрировавшего  во  Францию декабриста  Александра  Свистунова.   В семье  Августа   и   Марии де  Шарет   был   сын   Михаил   и   четыре   дочери,   старшая из которых Соня, а младшая Елизавета. Составьте родословное дерево семьи художника.

9. Пробанд – нормальная женщина – имеет пять сестер, две из которых однояйцовые близнецы, две – двуяйцовые близнецы. Все сестры имеют шесть пальцев на руке. Мать пробанда нормальна, отец – шестипалый. Со стороны матери все предки нормальны. У отца два брата и четыре сестры – все пятипалые. Бабушка по линии отца шестипалая. У нее было две шестипалые сестры и одна пятипалая. Дедушка по линии отца и все его родственники нормально пятипалые.

Определите вероятность рождения в семье пробанда шестипалых детей при условии, если она выйдет замуж за нормального мужчину.

10. Ш. Ауэрбах (1969) приводит такую родословную по шестипалости. Две шестипалые сестры Маргарет и Мэри вышли замуж за нормальных мужчин. В семье Маргарет было пятеро детей: Джеймс, Сусанна и Дэвид были шестипалыми, Элла и Ричард – пятипалыми. В семье Мэри была единственная дочь Джейн с нормальным строением рук. От первого брака Джеймса с нормальной женщиной родилась шестипалая дочь Сара, от второго брака также с нормальной женщиной у него было шесть детей: одна дочь и два сына нормально пятипалые, две дочери и один сын – шестипалые. Элла вышла замуж за нормального мужчину. У них было два сына и четыре дочери – все пятипалые. Дэвид женился на нормальной женщине. Единственный их сын Чарльз оказался шестипалым. Ричард женился на своей двоюродной сестре Джейн. Две, их дочери и три сына были пятипалыми.

Определите вероятность рождения шестипалых детей в случаях:

а) Брака нормальной дочери Джеймса с одним из сыновей Ричарда.

б) Брака Сары с сыном Дэвида.

Приложение 1

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ НАСЛЕДСТВЕННЫХ БОЛЕЗНЕЙ,

АНОМАЛИЙ И ПОЯСНЕНИЕ МЕДИЦИНСКИХ ТЕРМИНОВ,

ИСПОЛЬЗОВАННЫХ В ЗАДАЧНИКЕ

Агаммаглобулинемия – отсутствие или резкое снижение содержания белковой фракции гамма-глобулинов в плазме крови. Имеет несколько форм. При одной из них болезни Брутона – резко понижается устойчивость к бактериальным инфекционным заболеваниям (пневмонии, отитам, сепсису). Дефицит гамма-глобулинов наследуется как рецессивный, аутосомный или рецессивный, сцепленный с полом признак.

Акаталазия (акаталаземия) обусловлена отсутствием каталазы в крови и тканях. У половины носителей генов в юношеском возрасте развиваются язвы па деснах, у других акаталаземия проходит бессимптомно. Наследование болезни трактуется как аутосомно-рецессивное.

Альбинизм общий обусловлен инактивацией тирозиназы, вследствие чего меланоциты не способны образовывать меланин. В этих случаях кожа имеет молочно-белый цвет, волосы очень светлые, вследствие отсутствия пигмента в сетчатке просвечивают кровеносные сосуды, глаза имеют красновато-розовый цвет, повышенная чувствительность к свету. Наследуется по аутосомно-рецессивному типу.

Иногда альбинизм является составной частью сложных синдромов, например галактоземии.

Альбинизм глазной (альбинизм глазного дна) включает ряд морфологических изменений глаза и нарушений его функции: снижения зрения, расстройства цветового зрения и др. При этом пигментация радужной оболочки, а также кожи и волос не изменена. Наследуется как рецессивный признак, сцепленный с Х-хромосомой.

Алькаптонурия сопровождается выделением с мочой гомогентизиновой кислоты, подщелоченная моча при этой аномалии быстро темнеет. Проявляется окрашиванием хрящевых тканей, в пожилом возрасте развивается артрит. Аутосомно-рецессивный тип наследования.

Амавротичсская семейная идиотия имеет несколько форм. Детская форма Тея – Сакса обнаруживается на первом году жизни и заканчивается летальным исходом в возрасте 4 – 5  лет вследствие изменений в нервных клетках, главным образом коры больших полушарий и мозжечка. Рецессивно-аутосомное наследование.

Ангидрозная эктодермальная дисплазия характеризуется комплексом признаков: отсутствием потоотделения и части зубов, скудным оволосением, нарушением терморегуляции. Наследуется как рецессивный, сцепленный с полом признак.

Ангиокератома – заболевание кожи, характеризующееся появлением преимущественно на тыле пальцев кистей и стоп тёмнокрасных узелков с гиперкератозом на поверхности. Заболевание связано с нарушением обмена фосфата и липидов. Сопровождается почечной недостаточностью, помутнением роговицы глаз, повышением артериального давления. Наследуется как рецессивный, сцепленный с полом признак.

Ангиоматоз сетчатой оболочки - часть системного заболевания глаз и головного мозга. Выражается в резком расширении и. новообразованиях сосудов сетчатки и в дегенерации нервных элементов. Наследуется по аутосомно-доминантному типу с пенетрантностыо 50%.

Анемия. Существует ряд форм анемий, обусловленных различными нарушениями в ферментативных системах крови. В настоящее пособие включены задачи по четырем формам, наследственная обусловленность которых выяснена достаточно полно.

Анемия микроцитариая, или анемия Кули, или талассемия обусловлена расстройством синтеза нормального и взрослого гемоглобина. Кроме нарушения морфологии эритроцитов (мишеневидная форма) наблюдается в различной степени выраженная желтуха, изменения в скелете и др. Гомозиготы в 90 – 95% случаев гибнут в раннем возрасте, у гетерозигот талассемия проходит субклинически. Наследование аутосомное с неполным доминированием.

Анемия серповидиоклеточная обусловлена мутацией гена нормального гемоглобина на S-гемоглобин. Аномальная молекула гемоглобина при низких напряжениях кислорода в клетке переходит в состояние геля, эритроциты принимают форму серпа или полумеся ца. Выражена гипоксия, нарушен внутриклеточный метаболизм. Гомозиготы редко доживают до половой зрелости, у гетерозигот клиническая картина выражена неясно. Наследуется аутосомно с неполным доминированием.

Носители гена талассемии и серповидноклеточной анемии устойчивы к малярии.

Анемия примахииовая, или фавизм, связана с дефицитом глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы. Р. Григлевский (1970) указывает, что этот дефект не имеет существенного значения для функционирования эритроцита в нормальных физиологических условиях. После приема фенацетина, сульфамидных и некоторых других препаратов происходит гемолиз эритроцитов, вследствие чего развивается гемолитическая анемия. Наследуется как доминантный, сцепленный с Х-хромосомой признак.

Метгемоглобинемия наследственная обусловлена нарушением восстановления метгемоглобина в гемоглобин. В свою очередь, она имеет две формы. Одна связана с мутацией нормального гемоглобина в гемоглобины Бостон, Чикаго и некоторые другие. Наследуется по аутосомно-доминантному типу и характеризуется тяжелыми патологическими состояниями организма. Другая форма связана с дефицитом фермента диафоразы в эритроцитах, наследуется по аутосомно-рецессивному типу, в большинстве случаев не дает ярко выраженной клинической картины.

Аниридия характеризуется отсутствием радужной оболочки. Обычно двустороннее заболевание. Сопровождается помутнением роговицы и хрусталика, понижением зрения, иногда катарактой, светобоязнью и др. Наследуется по аутосомно-доминантному типу.

Арахнодактилия, или синдром Марфана, характеризуется сочетанием различных скелетных, глазных и висцеральных аномалий: длинные и тонкие конечности с очень длинными и тонкими пальцами, вывих хрусталика, аневризм аорты, выделение с мочой отдельных аминокислот, астеническая конституция. Аутосомно-доминантное наследование с пенетрантностыо 30 %.

Афибриногенемия – полное отсутствие в плазме одного из ее белков – фибриногена. Характеризуется кровоточивостью желудочно-кишечного тракта, мочеполовых путей и пр. Клинические проявления сводятся к развитию кровотечений, главным образом после травмы, операций. Тяжелые кровотечения часто заканчиваются смертью. Наследование аутосомно-рецессивное.

Ахондроплазня, или хондродистрофия плода начинает развиваться в раннем эмбриональном периоде. Характеризуется непропорционально короткими конечностями при нормально развитом туловище, карликовым ростом, нос часто седловидной формы. Подавляющая часть детей гибнет внутриутробно, родившиеся жизнеспособны. Наследуется как доминантный аутосомный признак.

Близорукость имеет много проявлений и наследуется различно. Довольно широко распространена рабочая, пли школьная, близорукость, развивающаяся в юношеском возрасте и не прогрессирующаяся в дальнейшем. А. А. Малиновский (1970) указывает, что две формы этой близорукости наследуются независимо друг от друга как доминантные аутосомные признаки. При наличии генов умеренной и высокой близорукости фенотипически выявляется только высокая. Таким образом, ген высокой близорукости оказывается эпи-статическим по отношению к гену умеренной.

Брахидактилия, или короткопалость. Проявляется различно. Часто укорачиваются вес пальцы за счет определенных фаланг. Есть формы брахндактилии, когда укорачиваются фаланги только отдельных пальцев рук и ног или только кости пястья и плюсны. Наследуется по аутосомно-доминантному типу. В большинстве случаев короткопалые ниже ростом, чем их братья и сестры с нормальными кистями конечностей.

Ван дер Хеве синдром включает три важнейших признака: повышенную ломкость костей, голубую склеру и глухоту. Наследование аутосомно-доминантное. Однако каждый из трех признаков, определяемых этим геном, имеет свою пенетрантность. Поэтому совпадение всех трех аномалий колеблется от 7 до 44%. Данные по пенетрантности каждого признака также "Колеблются. Меньше всего пенетрирует глухота – от 26 до 60 %; хрупкость костей – от 29 до 63%; голубая склера – около 100%..

Вильсона болезнь, или гепато-церебральная дистрофия, связана с нарушением синтеза белка церулоплазмина, транспортирующего медь, которая в избытке откладывается в печени, мозге, почках, роговице и ряде других органов. Развивается цирроз печени, происходят дегенеративные изменения ткани мозга, нарушается перенос глюкозы, аминокислот, мочевой кислоты и фосфата в почечных канальцах. Наследуется как аутосомно-рецессивный признак. Заболевание, как правило,  начинается  в возрасте   10 – 15 лет.  

Вывих бедра врожденный наследуется как аутосомный доминантный признак. Экспрессивность изменчива, средняя пенетрантность составляет 25%. У девочек вывих бедра встречается в 6 раз чаще, чем у мальчиков.

Галактоземия обусловлена неспособностью использовать галактозу вследствие пониженной активности галактоза-1-фосфат-уридилтран-сферазы. Выражается комплексом признаков: желтуха, исхудание, цирроз печени, катаракта, слабоумие и др. Наследуется как аутосомно-рецессивный признак.

Гемералопия – ночная, или куриная, слепота. Неспособность видеть при сумеречном или ночном освещении. Обычно является составной частью каких-либо синдромов. Чаще наследуется как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой признак. Имеется аутосомно-рецессивный тип наследования. К. Штерн (1965) приводит случай аутосомно-доминантного наследования ночной слепоты.

Гемоглобин – основной белок, содержащийся в эритроцитах и выполняющий транспортную функцию. Наиболее широко распространен гемоглобин А — нормальный гемоглобин. Однако известно множество замещений аминокислот как в α-, так и в β-цепи. Г. Харрис (1973) приводит 26 вариантов замещений в α-цепи и 31 вариант – в  β-цепи. Замещение хотя бы одной аминокислоты меняет первичную структуру белка, пространственное расположение его частей и соответственно функцию гемоглобина. Полиморфизм гемоглобинов, видимо, имеет приспособительное значение. Так, выяснено, что гемоглобин S не может быть использован малярийным плазмодием, следовательно, носителя S гемоглобина устойчивы к малярии. Вместе с тем гемоглобины с замещенными аминокислотами вызывают аномалии и заболевания различной тяжести, вплоть до летальных исходов: гомозиготы по S-гемоглобину, гомозиготы по F-гемоглобину (см. Анемия серповидноклеточная и талассемия).

Гемофилия – не свертываемость крови. Она связана с отсутствием различных факторов свертывания крови, участвующих в образовании плазматического тромбопластина. В задачи включена лишь классическая гемофилия, обусловленная резким снижением антигемофильного глобулина. Наследуется как рецессивный, сцепленный с полом, признак. Есть виды гемофилии, которые наследуются по аутосомно-доминантному и аутосомно-рецессивному типам. В настоящее время различают четыре вида гемофилии.

Гипертрихоз выражается в вырастании волос на крае ушной раковины. Наследуется как сцепленный с Y-хромосомой признак.

Гиперхолестеринемия связана с дефектом обмена холестерина. Биохимический анализ крови показывает повышенное содержание холестерина, витамина D и каротина. У гомозигот на коже в области локтевых, коленных и межфаланговых суставов развиваются узелковые ксантомы – доброкачественная опухоль. В связи с поражением сердечно-сосудистой системы рано развивается стенокардия и инфаркт миокарда. Наследуется через аутосомы как доминантный признак (в гомозиготном состоянии проявление заболевания резко усиливается)

Гипоплазия эмали выражается в резком истончении эмали, сопровождается изменением цвета зубов. Наследуется как доминантный, сцепленный с полом признак.

Гипофосфатемия – заболевание костной системы, напоминает рахит. Обусловлена пониженной активностью щелочной фосфатазы печени. С мочой выделяется фосфоэтаноламин, содержание кальция в крови иногда повышается. Наследуется по аутосомно-рецессивному типу.

Глаукома связана с нарушением оттока внутриглазной жидкости через угол передней камеры, что ведет к различным патологическим изменениям и, в конечном итоге, к потере зрения. Существует много форм, различных по характеру проявления и типу наследования. Часть наследуется по аутосомно-доминантному типу, часть – по аутосомно-рецессивному, имеются формы с неполной пенетрантностью. Встречаются не наследственные формы фенокопии.

Глухонемота связана с врожденной глухотой, которая препятствует усвоению речи. Различают глухоту звуковоспринимающего и звукопроводящего типа. Наследственно обусловлено около половины всех заболеваний, другая половина – фенокопии. Наследственные формы чаще передаются рядом неаллельных аутосомных рецессивных генов. Имеются аутосомно-доминантные и рецессивные, сцепленные с Х-хромосомой формы.

Группы крови. К настоящему времени известно более ста различных антигенов крови человека, которые объединяются в несколько систем. Наиболее полно изучена система АВ0, представляемая минимум тремя состояниями гена (тремя аллелями) одного локуса. Системы Кель-Келлано, Лютеран, Кидд, Джей, Райт, Люис и ряд других определяются парой аллельных генов. Существуют системы, определяемые несколькими парами генов из разных локусов, например резус-фактор. Распространение тех или иных генов среди различных популяций на земном шаре разнообразно. Некоторые авторы пытались связать антигенный полиморфизм с защитными реакциями организма. Удалось установить корреляцию между группами крови и некоторыми терапевтическими и инфекционными заболеваниями.

Дальтонизм (ахроматопия), или частичная цветовая слепота. Различают слепоту на красный цвет – протанопию, зеленый – дейтеранопию и синий цвет – тританопию. Наследуется как рецессивный, сцепленный с полом признак. Есть формы, наследуемые по аутосомно-рецессивному типу.

Дегенерация роговицы – изменения в различных участках тканей роговицы, которые ведут к потере зрения. Имеется несколько форм заболевания, отличающихся по характеру морфологических изменений, срокам наступления дегенерации и типу наследования. Большинство форм наследуется по аутосомно-доминантному типу, реже встречаются аутосомно-рецессивные.

Ихтиоз врожденный характеризуется резкими изменениями кожных покровов. Простой и эпидерматический ихтиоз наследуются по аутосомно-доминантному типу. Есть формы ихтиоза, передающиеся как аутосомно-рецессивные признаки. Большинство этих форм летальны. Ген одной из форм ихтиоза сцеплен с Х-хромосомой и передается как рецессивный признак.

Катаракта – помутнение хрусталика, имеет много форм. Врожденные катаракты наследуются как по аутосомно-доминантному, так и по аутосомно-рецессивному типу. Встречаются фенокопии врожденных катаракт. Поздние катаракты наследуются по аутосомно-доминантному типу.

Миопатия – прогрессивная атрофия мускулатуры – имеет несколько форм. Плече-лопаточно-лицевая форма относится к поздним формам и сопровождается характерным поражением лицевой мускулатуры. Наследуется как аутосомно-доминантпый признак. Миопатия Дюшенна чаще наследуется как рецессивный, сцепленный с полом, реже как аутосомпо-рсцсссивный признак

Миоплегия - периодически повторяющиеся параличи, связанные с потерей мышечными клетками калия. Существует несколько форм. Начинающаяся в возрасте 20 – 40 лет наследуется по аутосомно-доминантному н аутосомно-рецессивному типу. Другая форма начинается в детском возрасте и наследуется по аутосомно-доминантному типу

Мозжечковая атаксия доминантная обусловлена атрофией мозжечка и пирамидных путей спинного мозга. Начинается после 20 лет и характеризуется прогрессирующим снижением интеллекта. Наследуется по аутосомно-доминантному типу.

Существует ряд других форм атаксии с различными типами наследования.

Нейрофиброматоз – опухоли, связанные с нервными стволами, преимущественно туловища. Характеризуется появлением на коже светло-коричневых пятен Может сопровождаться расстройством чувствительности, иногда болями. При внутримозговой локализации симптомы осложняются. Наследуется как доминантный аутосомный признак

Отосклероз обусловлен заболеванием косточек среднего уха Экспрессивность признака (степень потери слуха) зависит от расположения очагов поражения Наследование аутосомно-доминантное с пенетрантностыо 30%.

Парагемофилия – одна из форм несвертываемости крови, обусловленная недостатком проакселерина. Характеризуется сильными кровотечениями при мелких травмах, склонностями к кожным и носовым кровотечениям. Наследуется как аутосомно-рецессивный признак.

Пельгеровская аномалия сегментирования ядер лейкоцитов обусловлена нарушением созревания сегментоядерных лейкоцитов. У гомозигот сегментация ядер отсутствует, у гетсрозигот сегментация необычная. Наследуется как аутосомно-домипантный признак с неполным доминированием.

Пигментный ретинит характеризуется прогрессирующим сужением поля зрения, что приводит к усиливающейся ночной слепоте, а затем к полной потере зрения. Существует ряд наследственных форм, передающихся по аутосомно-доминантному, аутосомно-рецессивному типу и как рецессивный признак, сцепленный с полом.

Подагра обусловлена нарушением обмена мочевой кислоты, в результате чего концентрация се в организме повышена. Происходит отложение уратов  в  различных тканях,  проявляется  приступами артритов и образованием почечных камней. Клиническая картина выражена не всегда. Передастся как аутосомно-доминантный признак с пенетрантностыо 20 % у мужчин и почти полным не проявлением у женщин.

Полидактилия – шестипалость. Степень выраженности признака может сильно варьировать. Шесть пальцев может быть на всех конечностях или только на одной, двух, трех. Иногда бывает по семь пальцев. Наследуется по аутосомно-доминантному типу.

Рахит, резистентный к витамину D (фосфат-диабет). Клиническая картина сходна с рахитом. Характерно искривление длинных трубчатых костей, голеностопные и коленные суставы деформированы. При отсутствии лечения дети утрачивают способность ходить. Отмечается необычно низкая концентрация неорганического фосфора в крови. Наследуется по доминантному типу, сцепленному с полом.

Резус-фактор – один из множества антигенных свойств крови (см. Группы крови). В простейшем варианте резус-положительность доминирует над резус-отрицательностью. Однако ряд исследований показывает, что резус-фактор определяется рядом тесно сцепленных генов, что обусловливает большое разнообразие вариантов резус-несовместимости. В связи с тем, что не все подробности наследования резус-фактора выяснены, задачи ограничены простейшим вариантом.

Ретинобластома – злокачественная опухоль глаза, связанная с нервными элементами сетчатки. Начинается, как правило, в возрасте до 3 лет, бессимптомно и постепенно приводит к потере зрения. При несвоевременном лечении может привести к смерти. Наследуется по аутосомно-доминантному типу с пенетрантностыо около 60 %. Поражается один или оба глаза. Двустороннее поражение встречается у 50 % больных.

Синдактилия – сращение пальцев. Степень выраженности признака варьирует. Наследуется по аутосомно-доминантному типу.

Синдром – комплекс признаков заболевания, связанных единством происхождения. В большинстве случаев это обусловлено плейотропным действием гена. Иногда пенетрантность (степень пробиваемости гена в признак) и экспрессивность (степень выраженности наследственно-обусловленного признака), составляющие синдром симптомов, различны. Например, при синдроме Ван дер Хеве (см. Ван дер Хеве синдром) почти всегда выражен признак голубой склеры, а признаки хрупкости костей и глухоты проявляются примерно в 60 % случаев. Наиболее разнообразные симптомы характеризуют, например, синдром Фанкони (см. Фанкони синдром).

Слепота – термин, обозначающий, по существу, результат многих и разнообразных заболеваний глаз (см. Гемералопия, Глаукома, Катаракта, Дальтонизм). В связи с тем, что ряд заболеваний глаз, ведущих к слепоте, наследуется по аутосомно-рецессивному типу, в некоторых     задачах     не     уточняется     характер     заболевания.

Спленомегалия – собирательный термин, обозначающий преимущественно хроническое увеличение селезенки, обусловленное различными причинами. Этиология и механизм развития ряда заболеваний, сопровождающихся спленомсгалией, окончательно не выяснены.

Талассемия,  или  анемия  Кули (см.   Анемия).  

Фанкони синдром. В настоящее время различают семь форм этого синдрома. Описываемая форма – Фанкони (семейный цистинозовый диабет, аминокислотный диабет, цистиноз) наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Связан с нарушением обмена цистина, кристаллы которого откладываются в тканях. Возникают нарушения в деятельности почечных канальцев с их дегенерацией, происходят рахитоподобные изменения в костях и развивается комплекс других симптомов. Смерть наступает от сердечной и почечной недостаточности.

 Фенилкетонурия связана с отсутствием фермента, превращающего феиилаланин в тирозин. В результате нарушения в крови резко повышено содержание фенилаланина, но уменьшено содержание тирозина. Фенилаланин превращается в фенилпировиноградную кислоту, выделяющуюся с мочой. Развивается слабоумие - следствие поражения центральной нервной системы. Перевод младенца на диету, лишенную фенилаланина, предупреждает развитие заболевания. Наследуется по аутосомно-рецессивному типу.

Фруктозурия имеет две формы. Одна из форм связана с недостаточностью фермента фруктокиназы печени и сопровождается повышенным выделением фруктозы в моче при отсутствии клинически выраженных симптомов. Аутосомно-рецессивное наследование. Частота аномалии 7:1000 000. Вторая форма вызвана недостаточностью ряда ферментов печени, почек и слизистой оболочки кишечника. В результате в крови и тканях накапливается фруктоза и продукты ее обмена, что ведет к ряду нарушений, в том числе к торможению физического и умственного развития. При ранней диагностике и раннем диетическом лечении возможно предотвращение тяжелых последствий. Наследуется также по аутосомно-рецессивному типу, не сцеплена с предыдущей формой фруктозурии.

Цистинурия характеризуется повышенным содержанием в моче цистина и некоторых других аминокислот. Обычно протекает бессимптомно у гетерозигот, у гомозигот образуются цистиновые камни в почках. Наследование аутомосно-рецессивного тина.

Черепно-лицевой дизостоз – группа скелетных аномалий (главным образом черепа): черепные швы зарастают рано, большой родничок долго не зарастает и т. п. Наследуется как аутосомно-доминантный признак с пенетрантностыо 50 %.

Шизофрения – группа психических заболеваний, различающихся как по характеру проявления и  течения, так и по  типу  наследования. Экспрессивность различна. Некоторые формы наследуются по аутосомно-рецессивному типу, некоторые — по аутосомио-домииантному. Пенетрантность гена различна, видимо как у разных форм шизофрении, так и в зависимости от гомо- или гетерозиготности организма.

Эллиптоцитоз характеризуется изменением формы значительной части эритроцитов – они приобретают овальную форму. В ряде случаев отмечена аномалия без патологических изменении или с легкой анемией в первые месяцы жизни. В гомозиготном состоянии, видимо, развивается тяжелая гемолитическая анемия. Наследование аутосомно-доминантное.

Эпидермолиз буллезный врожденный наследуется по аутосомно-доминаитному и аутосомно-рсцсссивному типу. Заболевание начинает проявляться в раннем детском возрасте и характеризуется образованием пузырей на голенях, в области коленных и локтевых суставов. Образованию пузырей обычно предшествуют механические травмы. Оба пола болеют одинаково часто.

Приложение 2.

АНАЛИЗ РОДОСЛОВНЫХ

Не все методы генетики применимы к анализу наследования тех или иных признаков у человека. Однако по исследованию фенотипов нескольких поколений родственников можно установить характер наследования признака и генотипы отдельных членов семей, определить вероятность проявления и степень риска для потомства по тому или иному заболеванию. Метод анализа родословных, получивший название генеалогического, занимает ведущее положение в генетических исследованиях человека. Он служит основой и для проведения медико-генетических консультаций.

Составление родословных таблиц имеет свои правила. Лицо, по отношению к которому составляется таблица, называется пробандом. На рисунке пробанд указывается стрелкой. Братья и сестры носят название сибсов. В таблице сибсы обозначаются: женщины – кружками, мужчины – квадратами. Каждое поколение исследуемых лиц располагается в одну строчку. Об общем виде таблиц можно судить из рисунков к задаче 197, методы составления родословных изложены в решении задачи 193. Схема условных обозначений, принятых в СССР, показана на рис. 14. Нужно иметь в виду, что в некоторых семьях может встретиться несколько наследственных дефектов. Поэтому указанные на рис. 14 условные обозначения наследуемых свойств приходится изменять и дополнять в зависимости от числа анализируемых признаков – каждый признак, аномалию или заболевание целесообразно обозначить своим условным знаком.

В связи с тем, что сам процесс составления родословных требует определенных навыков, задачи в разделе распределены следующим образом: первые четыре требуют просто составления родословных таблиц по имеющимся данным без какого-либо анализа. В качестве пятой задачи этого типа преподаватель может предложить каждому учащемуся составить свою собственную родословную. Вторая группа задач требует анализа уже составленных родословных с целью установления характера наследования признака.  Для решения третьей группы задач необходимо составление родословных по предложенным данным, установление характера наследования признака и вероятности проявления его у потомков пробанда.

Задача

А. Г. Галачьян (1967) приводит такие генеалогические  сведения   о  семье  А.   С.   Пушкина.   Отец  поэта – Сергей Львович Пушкин был женат на своей троюродной племяннице Надежде Осиповне, урожденной Ганнибал. У них кроме Александра был еще сын Лев и дочь Ольга.  Отец Сергея   Львовича – Лев   Александрович – состоял   в   браке трижды. От одной жены, урожденной Воейковой, у него было три сына:  Николай,  Петр и Александр, от другой жены, урожденной Чичериной, кроме Сергея еще был сын Василий и две дочери: Анна и Елизавета. У Льва Александровича была сестра Мария. Отец Льва Александровича и Марии Александровны – Александр Петрович Пушкин – состоял в браке с Головиной, а отец Александра Петровича – Петр Петрович Шишкин – был  женат на  Есиповой.  Петр  Петрович  кроме Александра имел четырех сыновей: Ивана, Леонтия, Илью Федора и дочь Аграфену. Федор Петрович состоял в браке с Корневой и имел сына Александра, у которого, в свою очередь, было два сына – Юрий и Михаил и две дочери – Надежда и  Мария.  Мария  Александровна  Пушкина была замужем за Осипом Ганнибалом, а их дочь Надежда Осиповна была женой Сергея Львовича Пушкина и, следовательно, дочерью Александра Сергеевича Пушкина.

Составить родословную семьи Пушкиных по этим данным можно следующим образом. При составлении родословных иногда целесообразно наметить хотя бы несколько начальных строчек для размещения поколений. В конкретном примере с родословной к. С. Пушкина это особенно важно, так как отец и мать А.С. Пушкина принадлежат к разным поколениям: мать – двоюродная племянница отца. Составлять схемы лучше всего, начиная с пробанда, в нашей задаче – с  А.С. Пушкина.

На нижней строчке заготовленной схемы мы должны, поместить в один ряд Александра Сергеевича Пушкина, его брата Льва, сестру Ольгу и соединить их одним «коромыслом»:

Строчкой выше слева нанесем кружок, соответствующий положению матери поэта. Отца же мы должны поместить права и строчкой выше Надежды Осиповны, так как он ей дядя. Кружок, обозначающий Надежду Осиповну, и квадрат, обозначающий Сергея Львовича, соединяется брачной линией, и поскольку это родственный брак, линия должна быть двойной. От брачной линии опускается вниз вертикальная линия к общему «коромыслу» их детей:

Дальше можем вести сначала линию отца. У Сергея Львовича был брат Василий и две сестры – Анна и Елизавета. Ставим соответствующие значки и соединяем их одним «коромыслом». Над ними помещаем Льва Александровича, чуть левее его жену Чичерину, соединяем их линией, обозначающей брачные связи, от которой опускаем вертикальную линию к «коромыслу» их детей:

Лев Александрович был женат дважды. Второй его брак можно изобразить на схеме, отведя брачную линию в другую сторону и соединив его кружочком, обозначающим Воейкову. От этой второй брачной линии тоже опускается вертикальная линия к «коромыслу» их трех сыновей:

У Льва Александровича была сестра Мария. Ее мы должны поместить на одном уровне с братом, например, справа от Воейковой, и соединить Льва с Марией одним «коромыслом». Затем еще строчкой выше нанести значки, обозначающие их родителей – Александра Петровича и его жену Головину, соединить их брачной линией, от которой опустить вертикаль к «коромыслу» детей:

У Александра Петровича было четыре брата и одна сестра. Всех их надо расположить в одну строчку, соединить одним «коромыслом», а строчкой выше отмстить место их родителей – Петра Петровича Пушкина и его жены Есиповой. Все соединить соответствующими линиями. Для удобства оставления остальной части родословной положение квадрата, обозначающего Федора Петровича, можно отнести влево.

Дальше таким же образом достраиваем часть схемы  линии Надежды Осиповны. Слева от Федора Петровича Пушкина отмечаем место его жены Корневой, соединяем брачной линией и опускаем вертикальную линию к их сыну Александру. В связи с тем, что в тексте ничего не сказано о жене Александра Федоровича Пушкина, можно в родословной ее не вычерчивать, а вертикальную линию с «коромыслом» детей Александра Федоровича вести прямо от обозначающего его квадрата. Александр Федорович – двоюродный брат Льва Александровича и Марии Александровны. Поэтому его место в родословной должно быть на одной линии с ними. Дети Александра Федоровича – Юрий, Михаил, Надежда и Мария – троюродные братья и сестры Сергея Львовича – отца поэта. Поэтому тоже должны быть на одной линии с Сергеем Львовичем.

Мария Александровна была замужем за Осипом Ганнибалом, следовательно, вправо от обозначающего ее кружка наносим квадрат, обозначающий ее мужа, соединяем их брачной линией, от которой опускаем вертикальную линию к их дочери Надежде Осиповне – жене Сергея Львовича и матери Александра Сергеевича. (Схема родословной представлена ниже).

Приложение 3

АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПО ГЕНЕТИКЕ

1. Внимательно прочитав условие задачи, записать его, выделив доминантные и рецессивные признаки и  используя принятую генетическую символику и сокращения (фенотипы записать обязательно!).

2. Внести  в условие известные гены: там, где проявляется доминантный признак – один ген (А_), а где рецессивный – оба (аа).

3. Уточнить генотипы членов семьи, на основании знаний о том, что генотип родителей формируется из генов, полученных ими от родителей.

4. Зная генотипы родителей, выяснить, какие гаметы они дают.

     В гаплоидной гамете находится по одному гену из каждой пары аллелей.

5. Заполнить решетку Пеннета, найти в ней интересующие нас генотипы или фенотипы и вычислить в процентах вероятность их появления.

6. Дать ответ на вопрос задачи.

Приложение 4

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ДИСЦИПЛИНЫ

«МЕДИЦИНСКАЯ ГЕНЕТИКА»

Раздел 1. История развития, основные достижения

и проблемы современной генетики

Студент должен иметь представление:

• об историческом развитии науки;
• о вкладе отечественных  ученых в развитие медицинской генетики;

Студент должен знать:

• основные достижения в области генной инженерии, биотехнологии, клонирования.

Содержание

Генетика – область биологии, изучающая наследственность и изменчивость. Механизмы наследственности и изменчивости. Молекулярная генетика, ее основные задачи.

Раздел 2. Молекулярные  и цитологические основы наследственности

      Студент должен иметь представление:

• о химическом составе клетки;
• о структуре клетки.

Студент должен знать:

• генетическую роль нуклеиновых кислот;
• свойства генетического кода;
• механизмы реализации наследственной информации;
• строение и функции хромосом;
• механизм и стадии митоза, мейоза.

Студент должен уметь:

• пользоваться кодовыми таблицами по составу аминокислот;
• решать задачи по молекулярной биологии.

Содержание

   ДНК- носитель наследственной информации, Строение и функции РНК. Генетический код и его свойства. Репликация ДНК. Репарация ДНК. Синтез белка.

   Строение и типы метафазных хромосом человека. Понятие кариотипа. Современные методы цитологического анализа хромосом. Понятие о гетеро- и эухроматине. Половой хроматин. Основные типы деления эукариотических клеток. Клеточный цикл, его периоды. Биологическое значение митоза. Биологическое значение мейоза. Развитие сперматозоидов и яйцеклеток человека.

Раздел 3. Закономерности наследования признаков

Студент должен иметь представление:

• об истории открытия законов наследования.

Студент должен знать:

• сущность законов Менделя;
• типы наследования менделирующих признаков
• отклонения от законов Менделя
• виды взаимодействия аллельных и неаллельных генов
• сущность хромосомной теории
• наследование признаков, сцепленных с полом.

Студент должен уметь:

• решать задачи на моно-, ди-, полигибридные скрещивания;
• решать задачи по наследованию групп крови и резус-фактора.

Содержание

           Сущность законов Менделя. Типы наследования менделирующих признаков у человека. Генотип. Фенотип. Множественные аллели. Наследование групп крови. Количественная и качественная специфика проявления генов в признаках. Хромосомная теория Т. Моргана. Сцепленные гены, кроссинговер. Карты хромосом человека.

Раздел 4. Методы  изучения наследственности человека

Студент должен иметь представление:

• о методах молекулярной биологии и генной инженерии.

Студент должен знать:

• сущность генеалогического, цитогенетического, близнецового, популяционно-статистического методов, область их применения.

Студент должен уметь:

• анализировать и составлять родословные схемы.

 Содержание

Генеалогический метод. Методика составления родословных, их анализ. Особенности родословных при аутосомно-доминантном, аутосомно-рецессивном, сцепленном с полом наследовании. Близнецовый метод. Роль наследственности и среды в формировании признаков. Цитогенетический метод. Основные показатели для цитогенетического исследования. Кариотипирование- определение количества и качества хромосом. Популяционно-статистический метод. Методы пренатальной диагностики.

Раздел 5. Наследственность и среда

Студент должен иметь представление:

• о динамике генетического груза у человека.

Студент должен знать:

• основные виды изменчивости;
• значение и механизмы комбинативной изменчивости;
• причины мутационной изменчивости;
• виды мутаций;
• сущность и область применения близнецового метода.

Студент должен уметь:

• владеть методами статистического анализа количественных признаков;
• владеть алгоритмом решения задач.

Содержание

Роль генотипа и внешней среды в проявлении признаков. Роль близнецового метода в выявлении роли наследственности и среды в формировании признаков человека.

Норма реакции генетически детерминированных признаков. Фенокопии. Комбинативная изменчивость. Мутационная изменчивость. Экзо-и эндомутагены. Классификация мутаций. Мутагенез, его виды.

Раздел 6. Наследственность и патология

Студент должен иметь представление:

• о мультифакториальных (полигенных) заболеваниях;
• о заболеваниях, обусловленных структурными аномалиями хромосом.

Студент должен знать:

• классификацию наследственных болезней;
• основные признаки и механизмы возникновения синдрома Дауна, синдрома Эдвардса, синдрома Патау;
• клинические синдромы при аномалиях половых хромосом (синдром Шерешевского-Тернера, Клайнфельтера);
• особенности генных мутаций и их фенотипические проявления у человека;
• причины и диагностику, лечение фенилкетонурии, галактоземии, болезни Гоше, болезни Тея-Сакса,  мукополисахаридозов;
• Особенности ухода за больными с нарушениями обмена гормонов;

Студент должен уметь:

• владеть алгоритмом решения задач;
• делать раскладку аномальных кариотипов по фотографиям;
• составить примерное меню для больных, страдающих нарушениями обмена веществ.

Содержание

Наследственные болезни и их классификация.

Хромосомные болезни. Количественные и структурные аномалии аутосом. Болезнь Дауна, синдром Эдвардса, синдром Патау. Клинические синдромы при аномалиях половых хромосом (синдромы Шерешевского-Тернера, Клайнфельтера).

Причины моногенных заболеваний. Энзимопатии. Нарушения обмена аминокислот. Нарушения обмена углеводов, липидов. Мукополисахаридозы. Нарушения обмена гормонов. Особенности ухода за больными.

Раздел 7. Медико-генетическое консультирование

Студент должен иметь представление:

• о евгенике

Студент должен знать:

• цели и задачи медико-генетического консультирования;
• показания к медико-генетическому консультированию;
• сущность основных методов исследования наследственности человека;
• сущность методов генетики соматических клеток;
• сущность методов пренатальной диагностики.

Студент должен уметь:

• проводить опрос пациентов;
• на основании проведенных исследований выделять пациентов группы риска.

Содержание

Mедико-генетическое консультирование как профилактика наследственных заболеваний. Проспективное и ретроспективное консультирование. Показания к медико-генетическому консультированию.  Массовые, скринирующие методы выявления наследственных заболеваний. Неонатальный скрининг на гипотиреоз, фенилкетонурию.

Литература

1. Крестьянинов В.Ю., Вайнер Г.Б. Сборник задач по генетике с решениями. Саратов: «Лицей», 1998 г.

2. Хелевин Н.В., Лобанов А.М., Колесова О.Ф. Задачник по общей и медицинской генетике: Учеб. пособие для студентов биол. и мед. спец. вузов – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1984 г.

3. Топорнина Н.А., Стволинская Н.С. Генетика человека: Практикум для вузов. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001 г.

4. Примерная программа по биологии с основами медицинской генетики для специальности «Фармация». М.: 2002 г.

Банк тестовых заданий по дисциплине

«Генетика человека с основами медицинской генетики»

Специальность Сестринское дело, Лечебное дело.