При проведении косвенных методов ДНК-диагностики исследованных болезней осуществляют те же этапы подготовительных операций, что и при осуществлении прямых методов ДНК-диагностики. Методами ДНК-диагностики широко пользуются в зоотехнической практике.

Вопрос 51
Генотерапия — совокупность генноинженерных (биотехнологических) и медицинских методов, направленных на внесение изменений в генетический аппарат соматических клеток человека в целях лечения заболеваний. Это новая и бурно развивающаяся область, ориентированная на исправление дефектов, вызванных мутациями (изменениями) в структуре ДНК, или придания клеткам новых функций.

Ретровирусные векторные системы. Ретровирусы относятся к группе вирусов, РНК-геном которых в инфицированных клетках конвертируется в ДНК. Геном ретровирусов включает три структурных гена, обозначенные как gag, pol и env, фланки- рованых элементами, названными длинными терминальными повторами (LTR, viral long terminal repeat). В LTR содержатся регуляторные элементы, выполняющие важные функции в жизненном цикле ретровируса. Эти повторы необходимы для интеграции ДНК копии генома вируса с геномом хозяина. Они определяют, где начало и где конец вирусного генома. LTR также служат энхансер-промоторными последовательностями, т.е. они контролируют экспрессию генов вируса. Большой геном ретровирусов облегчает генетические манипуляции.

После инфицирования клетки-мишени копия ретровирусной ДНК интегрируется с ее геномом строго определенным образом. Практически все инфицированные клетки способны экс- прессировать гены, привнесенные вирусом. Мощные транскрипционные энхансеры существенно повышают уровень экспрессии генов, клонированных в клетках различных типов. С их помощью можно переместить до 8 т.п.о., что в большинстве случаев более чем достаточно для синтеза крупномолекулярных белков. Весьма удобным для исследователя является то обстоятельство, что ретровирусные векторы можно размножать, достигая их высокой концентрации в небольшом объёме - более 10⁹ вирусных частиц/см³. В опытах по инфицированию ретровирусами мозга, печени, мышц, глаз или клеток панкреатических островков грызунов показана устойчивая экспрессия трансгенов в течение более 6 мес. [9]. Ранние этапы жизненного цикла ретровирусов и векторов на их основе показаны на рис. 1.

Векторы на основе ретровирусов с самого начала их разработки предназначались для введения через неповрежденные клетки за счет механизмов слияния, обеспечиваемых поверхностными белками оболочки вируса. Чувствительность дыхательного эпителия к ретровирусным инфекциям подразумевает возможность ингаляционного пути введения в организм человека векторных конструкций на основе ретровирусов. 

Вопрос 52
Изменчивость – универсальное свойство живого изменять свои признаки под действием среды.

---

Различают изменчивость наследственную и ненаследственную. Под наследственной изменчивостью понимают способность к изменениям самого генетического материала, а под ненаследственной - способность организмов реагировать на условия окружающей среды, изменяться в пределах нормы реакции, заданной генотипом.

Наследственную изменчивость в свою очередь подразделяют на комбинативную и мутационную. Комбинативная изменчивость представляет собой результат перекомбинации генов и перекомбинации хромосом, несущих различные аллели, и выражается в появлении разнообразия организмов - потомков, получивших новые комбинации дискретных единиц генетического материала, уже существовавших у родительских форм. Мутационная изменчивость — изменчивость, вызванная действием на организм мутагенов, вследствие чего возникают мутации.

Принято также выделять онтогенетическую изменчивость. Онтогенетическая изменчивость - это реализация нормы реакции организма во времени, в ходе его индивидуального развития. По этому критерию она относится к ненаследственной изменчивости. Существует ряд факторов, несомненно указывающих и на изменения самого генетического материала в ходе онтогенеза, что приближает онтогенетическую изменчивость к наследственной.

Ген, имеющийся в генотипе в необходимом для проявления количестве (1 аллель для доминантных признаков и 2 аллеля для рецессивных) может проявляться в виде признака в разной степени у разных организмов (экспрессивность) или вообще не проявляться (пенетрантность). Причины:

1) модификационная изменчивость (воздействие условий окружающей среды)

2) комбинативная изменчивость (воздействие других генов генотипа).

Экспрессивность – степень фенотипического проявления аллеля. Например, аллели групп крови АВ0 у человека имеют постоянную экспрессивность (всегда проявляются на 100%), а аллели, определяющие окраску глаз, – изменчивую экспрессивность. Рецессивная мутация, уменьшающая число фасеток глаза у дрозофилы, у разных особей по разному уменьшает число фасеток вплоть до полного их отсутствия.

Пенетрантность – вероятность фенотипического проявления признака при наличии соответствующего гена. Например, пенетрантность врожденного вывиха бедра у человека составляет 25%, т.е. болезнью страдает только 1/4 рецессивных гомозигот. Медико-генетическое значение пенетрантности: здоровый человек, у которого один из родителей страдает заболеванием с неполной пенетрантностью, может иметь непроявляющийся мутантный ген и передать его детям.

Норма реакции.

Предел проявления модификационной изменчивости организма при неизменном генотипе — норма реакции. Норма реакции обусловлена генотипом и различается у разных особей данного вида. Фактически норма реакции — спектр возможных уровней экспрессии генов, из которого выбирается уровень экспрессии, наиболее подходящий для данных условий окружающей среды. Норма реакции имеет пределы или границы для каждого биологического вида (нижний и верхний) — например, усиленное кормление приведет к увеличению массы животного, однако она будет находиться в пределах нормы реакции, характерной для данного вида или породы. Норма реакции генетически детерминирована и наследуется. Для разных признаков пределы нормы реакции сильно различаются. Например, широкие пределы нормы реакции имеют величина удоя, продуктивность злаков и многие другие количественные признаки), узкие пределы — интенсивность окраски большинства животных и многие другие качественные признаки.

---

Тем не менее, для некоторых количественных признаков характерна узкая норма реакции (жирность молока, число пальцев на ногах у морских свинок), а для некоторых качественных признаков — широкая (например, сезонные изменения окраски у многих видов животных северных широт). Кроме того, граница между количественными и качественными признаками иногда весьма условна.
Классификация изменчивости.
Комбинативная изменчивость представояет собой изменения генотипа потомков в результате перекомбинации родительских генов.

Механизмы комбинативной изменчивости:

1) независимое расхождение хромосом в анафазу І мейоза.

2) Кроссенговер

3) Случайное слияние гамет

4) Случайный подбор родительских пар

Вопрос 53

Генные мутации-это качественное (то есть такое, которое может быть унаследовано потомками данной клетки или организма) изменение генотипа, происходящее под влиянием внешней или внутренней среды. Термин предложен Гуго де Фризом. Процесс возникновения мутаций получил название мутагенеза.

Классификация мутаций.

Мутации бывают геномные , хромосомные и генные .

При геномных мутациях у организма-мутанта происходит внезапное изменение числа хромосом, кратное целому геному. Если через 2n обозначить число хромосом в исходном диплоидном геноме, то в результате геномной мутации, называемой полиплоидизацией , происходит образование полиплоидных организмов, геном которых представлен 4n, 6n и т.д. хромосомами. Различают аллополиплоидию , в результате которой происходит объединение при гибридизации целых неродственных геномов, и аутополиплоидию , для которой характерно адекватное увеличение числа хромосом собственного генома, кратное 2n.

При хромосомных мутациях происходят как изменение числа отдельных хромосом в геноме (анеуплоидия), так и крупные перестройки структуры отдельны

Вопрос 57
Клеточная медицина и клеточные технологии.

Будущее медицины сегодня напрямую связывают с развитием клеточных технологий. Эта технология позволяет, не меняя поврежденный орган, "обновлять" его клеточный состав. Такое "обновление" структурно-функциональных элементом органа, позволяет решать те же задачи, что и органная трансплантация. Вместе с тем, эта технология намного расширяет возможности трансплантационного лечения, делая его доступным для широкого круга разных категорий пациентов. Основой для развития клеточных технологии являются стволовые клетки, способные в зависимости от микроокружения превращаться в клетки разных органов и тканей. Одна такая клетка может дать множество функционально активных потомков. В настоящее время в мире активно разрабатываются подходы к наращиванию стволовых клеток, а также интенсивно исследуются возможности их генетической модификации. Список болезней, при лечении которых клеточные технологии уже используются или их применение планируется в ближайшем будущем, быстро растет. В этот список, по-видимому, войдут все болезни, медикоментозное лечение которых малоэффективно. Обогащенным источником стволовых клеток являются фетальные ткани. Относительно высоко содержание этих клеток в пуповинной крови. Будучи трансплантированными, аллогенные стволовые клетки способны приживляться и дифференцироваться в зависимости от микроокружения. Эти клетки способны значительно повысить адаптивные возможности организма за счет усиления процессов физиологической и репаративной клеточной регенерации (Сухих Г.Т., 1998). При соблюдении определенных условий аллогенная клеточная трансплантация может не вызывать иммунных реакций, направленных на отторжение донорских клеток. Это подразумевает возможность применения трансплантационных клеточных технологий без использования иммуносупрессорной терапии. Представляется важной с медицинской точки зрения способность низкодифференцированных клеток тормозить, а в некоторых случаях реверсировать развитие грубоволокнистой соединительной ткани. Такое торможение создает важные дополнительные предпосылки для эффективного восполнения клеточных потерь организма новыми функционально-полноценными клетками (Favcett J.W., 1998; Моисеев и соавт., 1998)

---

Трансплантация низкодифференцированных клеток незрелой кроветворной ткани во взрослый организм может способствовать восстановлению кровотока в ишеминизированных органах и тканях. Этот эффект объясняется наличием в этой ткани незрелых предшественников эндотелиальных клеток, способных генерировать рост новых кроветворных сосудов (Murohara et al.,2000; Fuch et al., 2001) . В неврологии трансплантационная клеточная технология была впервые применена при лечении болезни Паркинсона (Lindvall et al., 1994). Весьма обнадеживающие результаты применения клеточной технологии получены при лечении болезни Хагинтона (Dunnett et al ., 1997). Значительный опыт в лечении травматических поражений головного и спинного мозга накоплен в Новосибирском центре иммунотерапии и клеточной трансплантации.

Предметом исследования и клинического применения является противоопухолевая активность низкодифференцированных кроветворных клеток. Важным компонентом этой активности является способность этих клеток прямо супрессировать опухолевый рост (Seledtsov et al., 1995; 1997).

Имеются данные об антиатеросклеротической активности низкодифференцированных клеток. Одно из проявлений этой активности - снижение сывороточного уровня атерогенных липопротеинов (Рунович и соавт., 2000). Результатом трансплантации низкодифференцированных клеток, полученных из донорской незрелой кроветворной ткани является значительное повышение регенераторных и адаптивных возможностей организма. Вызываемое этими клетками "обновление" организма, по-видимому, может препятствовать развитию процессов, ведущих к старению организма (Сухих Г.Т., 1998). Отсюда перспективность и целесообразность использования клеточных технологий в лечении целого ряда заболеваний, обусловленных старением организма.

Вопрос 58
Генные болезни – это большая группа заболеваний, возникающих в результате повреждения ДНК на уровне гена

Большинство генных патологий обусловлено мутациями в структурных генах

мутации могут возникать на этапах редупликации днк рекомбинции днк и репарации днк

частота мутации увеличивается под влиянием мутагенов

химические мутагены — вещества, вызывающие мутации,

физические мутагены — ионизирующие излучения, в том числе естественного радиационного фона, ультрафиолетовое излучение, высокая температура и др.,

биологические мутагены — например, ретровирусы, ретротранспозоны.

по классификации генный болезней

болезни аминокислотного обмена - Фенилкетонория - неусвоение фенилаланина

углеводного обмена - гликогеновая болезнь - нарушение синтеза/распада гликогена

липидный обмен- болезнь Гоше накопление сложных липидов в нервной ткани

пуриновый обмен пиримидиновый обмен - подагра снижение выведения солей мочевой кислоты

обмена соединительной ткани - болезнь морфана (ака арахнодактилия) нарушение синтеза гликопротеина(фибрилин1)

---

циркулирующих белков -гемаглобинпатия -нарушение синтеза гемоглобина
Вопрос 60
Оперон — функциональная единица генома у прокариот, в состав которой входят цистроны (гены, единицы транскрипции), кодирующие совместно или последовательно работающие белки и объединенные под одним (или несколькими) промоторами. Такая функциональная организация позволяет эффективнее регулировать экспрессию (транскрипцию) этих генов.

Концепцию оперона для прокариот предложили в 1961 году французские ученые Жакоб и Моно, за что получили Нобелевскую премию в 1965 году.

Опероны по количеству цистронов делят на моно-, олиго- и полицистронные, содержащие, соответственно, только один, несколько или много цистронов (генов).

Характерным примером оперонной организации генома прокариот является лактозный оперон, триптофановый, пиримидиновый и bgl опероны у Escherichia coli

Начинается и заканчивается оперон регуляторными областями — промотором в начале и терминатором в конце, кроме этого, каждый отдельный цистрон может иметь в своей структуре собственный промотор и/или терминатор.

---

Смотрите также файлы

• лекция ТДАО 3.pdf

• лекция ТДАО 5.pdf

• лекция ТДАО 4.pdf

• ПОГРЕШНОСТЬ БАЗИРОВАНИЯ.docx

• № 129 Накл пласкость.doc