Файл: Molekulyarnaya_Biologia_RK2_teoria.docx

1.ГЕННЫЕ МУТАЦИИ(классификация)

По характеру действия генные мутации могут быть доминант­ными или рецессивными. Чаще мутантный ген обладает рецессив­ным эффектом. Нормальный аллель подавляет при этом дейст­вие измененного гена. По характеру влияния мутантных генов на контроль биосинтеза белков и ферментов выделяют пять типов мутаций: гипоморфные, гиперморфные, антиморфные, неоморф-ные и аморфные.

Генные мутации могут представлять дефекты репликации, спирализации, репарации ДНК, посттрансляционные нарушения синтеза структурных белков и т. д. Все изменения химической структуры

генов не исправленные механизмами

репарации называют генными мутациями.

Различают 3 группы генных мутаций:1.Замена одних оснований на другие (20% всех генных мутаций). Транзиция – замена пурина на пурин или пиримидина на пиримидин А-Г, Т-Ц.Трансверсия – замена пурина на пиримидин, и наоборот А-Т, А-Ц, Г-Ц, Г-Т. Мутация замены оснований приводят к

появлению мутантных кодонов, которые могут быть с измененным смыслом - миссенс эффект и бессмысленных - нонсенс-кодон.Если замена приходится на третий нуклеотид, мутация может не проявится вследствие вырожденности кода. Миссенс-мутация может быть:1) Приемлемая – (гемоглобин Хикари) 2) Частично-приемлемая мутация (появление S-гемоглобина – серповидно клеточной анемии). 3) Неприемлемая миссенс мутация –образование метгемоглобина.Нонсенс-кодон – его появление

приводит к преждевременной терминациии синтеза белка

2.Сдвиг рамки считывания (вследствие изменения количества нуклеотидов)- вызывается делециями, инсерциями, изменением числа тринуклеотидных повторов и включением транспозонов.

3. Инверсия (изменение порядка нуклеотидов в пределах гена)-повтор участка ДНК на 180, что приводит к нарушению последовательности амк.

2.Микроцитогенетические синдромы

В эту группу входят синдромы, обусловленные незначительными делециями и дупликациями участка хромосом. Частота-1: 50000. Клиника:зависит от протяженности делеций и дупликаций, или от родительской принадлежности( хром. Имбритинг

Синдром Пра́дера — Ви́лли — редкая генетическая аномалия. При синдроме Прадера — Вилли отсутствуют или не экспрессируются примерно 7 генов из 15хромосомы унаследованной от отца.)

Для синдрома Прадера — Вилли характерны:

до рождения: низкая подвижность плода;часто — неправильное положение плода;ожирение; склонность к перееданию;пониженный мышечный тонус (гипотонус); пониженная координация движений;маленькие кисти и стопы, низкий рост;повышенная сонливость;страбизм (косоглазие);сколиоз (искривление позвоночника);пониженная плотность костей;сниженная функция половых желёз (гипогонадизм); в результате, как правило, бесплодие;речевая задержка, задержка психического развития; отставание в освоении навыков общей и мелкой моторики.более позднее половое созревание.

Внешние признаки: у взрослых выражена переносица; лоб высокий и узкий; глаза, как правило, миндалевидные; губы узкие.Диагностика

Синдром диагностируется путём генетического анализа, рекомендуемого для новорождённых с пониженным мышечным тонусом (гипотонусом). Иногда вместо диагноза «синдром Прадера — Вилли» врачи ошибочно ставят диагноз «синдром Дауна» (поскольку синдром Дауна встречается намного чаще).

Лечение Синдром Прадера — Вилли является врождённой генетической аномалией; в настоящее время специфические способы его лечения не разработаны.

Однако некоторые лечебные мероприятия повышают качество жизни людей с синдромом.

В частности, младенцы с гипотонусом должны получать массаж и другие виды специальной терапии.

Рекомендуется использование специальных методик развития ребёнка, занятия с логопедом и дефектологом.

Рекомендуется приём «гормонов роста», заместительная гормональная терапия (с применением гонадотропинов).

Гипогонадизм обычно проявляется в микропении и неопущении яичек у мальчиков (крипторхизм); врачи могут порекомендовать подождать, пока яички опустятся сами, а также порекомендовать хирургическое вмешательство либо гормонотерапию.

Для коррекции повышенного веса применяется диета с ограничением количества жиров и углеводов. Из-за ожирения, сопутствующего синдрому, нужно пристально следить за количеством и качеством пищи, поглощаемым человеком с синдромом Прадера-Вилли (обычно люди с таким синдромом способны много съесть, не наедаясь).

Возможным осложнением может стать апноэ (задержка дыхания во сне).

3. Классификация генных болезней

В основе лежат 3 принципа:1.Генетический – все болезни делятся на аутосомно-доминантные, аутосомно

рецессивные, Х-сцепленные и У сцепленные и митохондриальные.2. Клинический – учитывает орган или

систему органов вовлеченных патологический процесс (нервные, эндокринные, глазные, психические и т.д.) 3. Патогенетический – зависит от поражения основного патогенетического звена.

В зависимости от функциональной значимости первичных продуктов генные болезни делятся:

1. Энзимопатии (Фенилкетонурия,Галоктоземия,Дефекты эритроцитов приводящие к гемолитической анемии ).

2. Гемоглобинопатии.

3. Коллагенозы-в основе лежат дефекты синтеза и распада коллагена, важного компонента соединительной ткани (синдром Марфана, синдром Элерса Данло, несовершенныйостеогенез). .

4. Генные болезни с невыясненным биохимическим дефектом.

5. Болезни накопления-лизосомные.

6. Митохондриальные.

7. Пероксисомные.

Генетическая гетерогенность — распространенный и важный феномен. В клинике представление о генетической гетерогенности имеет существенное значение для диагностики, лечения и медицинского консультирования. Выяснение механизмов гетерогенности заболевания необходимо и для понимания возможных путей модификации генома человека. Гетерогенность устанавливают с помощью трех подходов — клинического, биохимического и генетического 

4) Синдром Клайнфельтера.

Это заболевание вызвано врожденной аномалией половых хромосом, при которой у пациента имеется одна лишняя Х-хромосома, реже лишних Х-хромосом бывает несколько. Хромосомная формула у таких людей может быть представлена как XXY (XXXY, XXXXY). В норме набор половых хромосом у мужчин описывается как ХY.
Заболевание впервые описано Кляйнфельтером в 1942 г. как первичный мужской гипогонадизм (доктор Harry Klinefelter собрал 9 случаев клинических наблюдений за пациентами мужского пола, общим у которых был высокий рост, слабое оволосение тела, яички маленького размера, бесплодие, общий женоподобный вид и гинекомастия).

После детального изучения этот симптомокомплекс был расширен следующими признаками:
– Гинекомастия,Неполная маскулинизация (недостаточное развитие по мужскому типу)
– Снижение либидо, Остеопороз (разрежение костной ткани), Тауродонтизм (особая патология зубов), Венозная патология, Проблемы психического развития, Аутоиммунные системные проявления, Низкий уровень энергетики, Низкая самооценка, Трудности общения Лечение синдрома Клайнфелтера.

Несколько сгладить проявление синдрома Клайнфельтера можно с помощью инъекций аналога мужского полового гормона метилтестостерона, которые врачи рекомендуют начинать делать в возрасте 10 – 11 лет. Проводят заместительную терапию андрогенами (сустанон, тестэнат). Вначале назначаются большие дозы, при достижении положительного эффекта, дозу снижают. Бесплодие у таких больных неизлечимо.

5.Частота и причины распространения генных болезней

Частота: высокая, 1:10000 новорожденных;средняя, 1:10000-40000 новорожденных;низкая, 1:40000 и более новорожденных.

Причины:Миграции (эмиграции и иммиграции):Обусловлены социальными и экономическими причинами. При миграции смешанных браках возникает поток генов и изменяется генотипический состав.Дрейф генов – это случайное изменение частоты аллелей в популяциях (эффект Райта). Приводит к снижению или увеличению численности популяции. Эффект родоначальника или эффект основателя по Майру-один или несколько человек могут привести к распространению определенных генов (Китайские эмигранты в Америке, секта амишей). Отбор – обусловлен смертностью и плодовитостью с различными генотипами,что приводит к различной концентрации аллелей в популяциях.Отбор зависит от условий окружающей среды и элиминация особи зависит от их приспособленности к данным условиям (неприспособлены дети с миопатией Дюшенна, гемофилией, ахондроплазией,нейрофиброматоз). Изоляци– приводит куменьшению численности популяции (географическая, религиозная, социальная). Возрастает степень родства брачных партнеров, т.е.инбридинг-приводит к повышению числа гомозигот и повышению вероятности рождения детей с аутосомно-доминантны- ми и аутосомно-рецессивными патологиями. Кровнородственные браки Различают: Инцестные или запретные браки.Это браки между родственниками 1-ой степени (отец-дочь, брат-сестра).Кровнородственные связи(двоюродные братья и сестры, дяди тети, племянники).

6.Хромосомные болезни. Син­дром Дауна.

Хромосомные синдромы (болезни) - это группа, врожденных патологических состояний, проявляющихся различными аномалиями развития и обусловленных нару­шениями числа или структуры хромосом в соматических клетках (аутосомные синдро­мы) или половых клетках (гоносомные синдромы).

Син­дром Дауна. Хромосомная формула: 47,ХХ+21 или 47,ХУ+21. Хотя 60-70% случаев трисомии-21 заканчивается гибелью во внутриутробном периоде, в 30% случаев рож­даются дети с синдромом Дауна. Он встречается в соотношении 1:550-700. Основной причиной является нерасхождение хромосом, причем 80% - материнского, 20% - от­цовского. Причины такой разницы неясны. Синдром Дауна характеризуется разнооб­разными клиническими проявлениями. Оказание лечебной помощи (оперативное вме­шательство, проведение специального и общеукрепляющего лечения), постоянное внимание и забота, полноценное питание, специальные методы обучения приводит к тому, что люди с трисомией - 21 способны вести самостоятельную жизнь, обучаются несложным профессиям, даже создают семьи. В ряде случаев синдром Дауна развивает­ся из-за транслокации 21 хромосомы или ее фрагмента на 15, реже - на 21, 22 или У -хромосому. Еще реже встречается мозаичный вариант. Клиника: характерное уплощенное лицо, монголоидный разрез глаз, эпикант, короткий нос с плоской спинкой, деформированы ушные раковины, присутствие длинной попереч.сладки на ладонях и двух кожных складок на мизинце, пороки сердца(53%), пороки жел-киш тракта(15%), аномалии почек(6%), мышечная гипотония, снижение роста, избыточный вес у взрослых. Важный симптом – олигофрения.

7)Хромосомные мутации (аберрации) характеризуются изменением структуры отдельных хромосом. При них последовательность нуклеотидов в генах обычно не меняется, но изменение числа или положения генов при аберрациях может привести к генетическому дисбалансу, что пагубно сказывается на нормальном развитии организма.

Различают внутрихромосомные, межхромосомные и изохромосомные аберрации.

Внутрихромосомные аберрации — аберрации в пределах одной хромосомы. К ним относятся делеции, инверсии и дупликации.

Делеция — утрата одного из участков хромосомы (внутреннего или терминального), что может стать причиной нарушения эмбриогенеза и формирования множественных аномалий развития (например, делеция в регионе короткого плеча хромосомы 5, обозначаемая как 5р-, приводит к недоразвитию гортани, ВПР сердца, отставанию умственного развития). Этот симптомокомплекс обозначен как синдром кошачьего крика, поскольку у больных детей из-за аномалии гортани плач напоминает кошачье мяуканье.

Инверсия — встраивание фрагмента хромосомы на прежнее место после поворота на 180°. В результате нарушается порядок расположения генов.

Дупликация — удвоение (или умножение) какого-либо участка хромосомы (например, трисомия по короткому плечу хромосомы 9 приводит к появлению множественных ВПР, включая микроцефалию, задержку физического, психического и интеллектуального развития).

Межхромосомные аберрации — обмен фрагментами между негомологичными хромосомами. Они получили название транслокаций. Различают три варианта транслокаций: реципрокные (обмен фрагментами двух хромосом), нереципрокные (перенос фрагмента одной хромосомы на другую), робертсоновские (соединение двух акроцентрических хромосом в районе их центромер с потерей коротких плеч, в результате образуется одна метацентри-ческая хромосома вместо двух акроцентрических).

Изохромосомные аберрации — образование одинаковых, но зеркальных фрагментов двух разных хромосом, содержащих одни и те же наборы генов. Это происходит в результате поперечного разрыва хроматид через центромеры (отсюда другое название — центрическое соединение).

8) Некоторые генные болезни генетики и клиники. Нейрофибраматоз.В общем виде рабочая классификация генных и генетически детерминированных признаков (болезней) по генетическому принципу может быть представлена в следующем виде: 
1. Болезни, обусловленные наследуемой мутацией единственного гена -моногенные болезни. Частота их среди новорожденных 1-2 %. Число генных болезней очень велико, значительно более 6000 нозологических форм. Они наследуются по аутосомно-доминантному, аутосомно-рецессивному и Х-сцепленному типам. В их основе лежит мутация гена, или точковая мутация, или замена одного из нуклеотидных оснований на другое, что влечет за собой изменение аминокислотной структуры синтезируемого белка, выпадении его функции. При некоторых генных мутациях имеет место делеция, т.е. полное отсутствие гена и, соответственно, белка, синтезируемого под контролем таких генов.

2. Болезни, связанные с мутациями нескольких генов - это полигенно наследуемые, мультифакториальные или многофакторные заболевания. Мультифакториальные болезни обусловлены совокупностью факторов наследственного предрасположения (полигенные мутации затрагивают мутации многих генов, но это мутации как бы слабого эффекта) - реализуются в болезнь лишь при воздействии неблагоприятных факторов внешней среды. Среди нескольких генов одна генная мутация может быть доминирующей (эффект главного гена, по Morton), но чаще речь идет о суммарном (аддитивном) влиянии нескольких генов как условия развития заболевания.

Решающую роль в развитии многофакторных болезней играют неблагоприятные факторы внешней среды. Их наследование не подчинено законам Менделя, так как наследуется предрасположенность (диатез), но не само заболевание. Именно эти заболевания доминируют в структуре хронической патологии человека.

Мультифакториальные заболевания (МФЗ) - основная группа заболеваний, которой страдает все человечество: ишемическая болезнь сердца, атеросклероз, бронхиальная астма, язвенная болезнь желудка и 12-перстной кишки и многие другие.

3. Болезни, обусловленные хромосомными и генными мутациями соматических клеток (лимфоцитов, фибробластов, миоцитов). Они не наследуются, генные мутации возникают под влиянием различных мутагенных воздействий внешней среды, но могут проявляться как хроническая нервно-психическая и соматическая патология. В эту же группу относятся болезни, возникающие в результате сочетания наследуемых мутаций генов половых и приобретенных мутаций соматических клеток (мутации онкогенов, генов иммунопатологических состояний), но при таком сочетании прослеживается семейная склонность к заболеваниям (онкологическим, врожденным порокам, тканевым дисплазиям).

Нейрофиброматоз – это заболевание, характеризующееся образованием опухолей на нервных тканях, и, вызывающее различные кожные и костные аномалии. Болезнь является аутосомно-доминантным, встречается с одинаковой частотой у мужчин и женщин у 1 из примерно 3500 новорожденных.

Причины нейрофиброматоза

В 50% случаев заболевание является наследственным, в 50% – результатом спонтанной мутации.

НФ1 обладает полной (100%) пенетрантностью, т.е. больны все носители патологического гена, но экспрессия гена, т.е. степень выраженности вызванных генным дефектом нарушений, очень вариабельна, даже в одной семье могут наблюдаться как минимально выраженные, так и тяжелые случаи. Риск наследования ребенком патологического гена составляет 50% при наличии НФ1 у одного из родителей и 66,7% - у обоих.

9)Хромосомные мутации (аберрации) характеризуются изменением структуры отдельных хромосом. При них последовательность нуклеотидов в генах обычно не меняется, но изменение числа или положения генов при аберрациях может привести к генетическому дисбалансу, что пагубно сказывается на нормальном развитии организма.

Различают внутрихромосомные, межхромосомные и изохромосомные аберрации.

Внутрихромосомные аберрации — аберрации в пределах одной хромосомы. К ним относятся делеции, инверсии и дупликации.

Делеция — утрата одного из участков хромосомы (внутреннего или терминального), что может стать причиной нарушения эмбриогенеза и формирования множественных аномалий развития (например, делеция в регионе короткого плеча хромосомы 5, обозначаемая как 5р-, приводит к недоразвитию гортани, ВПР сердца, отставанию умственного развития). Этот симптомокомплекс обозначен как синдром кошачьего крика, поскольку у больных детей из-за аномалии гортани плач напоминает кошачье мяуканье.

Инверсия — встраивание фрагмента хромосомы на прежнее место после поворота на 180°. В результате нарушается порядок расположения генов.

Дупликация — удвоение (или умножение) какого-либо участка хромосомы (например, трисомия по короткому плечу хромосомы 9 приводит к появлению множественных ВПР, включая микроцефалию, задержку физического, психического и интеллектуального развития).

Межхромосомные аберрации — обмен фрагментами между негомологичными хромосомами. Они получили название транслокаций. Различают три варианта транслокаций: реципрокные (обмен фрагментами двух хромосом), нереципрокные (перенос фрагмента одной хромосомы на другую), робертсоновские (соединение двух акроцентрических хромосом в районе их центромер с потерей коротких плеч, в результате образуется одна метацентри-ческая хромосома вместо двух акроцентрических).

Изохромосомные аберрации — образование одинаковых, но зеркальных фрагментов двух разных хромосом, содержащих одни и те же наборы генов. Это происходит в результате поперечного разрыва хроматид через центромеры (отсюда другое название — центрическое соединение).

10). Син­дром Дауна. Хромосомная формула: 47,ХХ+21 или 47,ХУ+21. Хотя 60-70% случаев трисомии-21 заканчивается гибелью во внутриутробном периоде, в 30% случаев рож­даются дети с синдромом Дауна. Он встречается в соотношении 1:550-700. Основной причиной является нерасхождение хромосом, причем 80% - материнского, 20% - от­цовского. Причины такой разницы неясны. Синдром Дауна характеризуется разнооб­разными клиническими проявлениями. Оказание лечебной помощи (оперативное вме­шательство, проведение специального и общеукрепляющего лечения), постоянное внимание и забота, полноценное питание, специальные методы обучения приводит к тому, что люди с трисомией - 21 способны вести самостоятельную жизнь, обучаются несложным профессиям, даже создают семьи. В ряде случаев синдром Дауна развивает­ся из-за транслокации 21 хромосомы или ее фрагмента на 15, реже - на 21, 22 или У -хромосому. Еще реже встречается мозаичный вариант. Клиника: характерное уплощенное лицо, монголоидный разрез глаз, эпикант, короткий нос с плоской спинкой, деформированы ушные раковины, присутствие длинной попереч.сладки на ладонях и двух кожных складок на мизинце, пороки сердца(53%), пороки жел-киш тракта(15%), аномалии почек(6%), мышечная гипотония, снижение роста, избыточный вес у взрослых. Важный симптом – олигофрения.

11) Генетика — наука о закономерностях наследственности и изменчивости. Датой «рождения» генетики можно считать 1900 год, когда Г. Де Фриз в Голландии, К. Корренс в Германии и Э. Чермак в Австрии независимо друг от друга «переоткрыли» законы наследования признаков, установленные Г. Менделем еще в 1865 году.

Наследственность — свойство организмов передавать свои признаки от одного поколения к другому.

Изменчивость — свойство организмов приобретать новые по сравнению с родителями признаки. В широком смысле под изменчивостью понимают различия между особями одного вида.

Признак — любая особенность строения, любое свойство организма. Развитие признака зависит как от присутствия других генов, так и от условий среды, формирование признаков происходит в ходе индивидуального развития особей. Поэтому каждая отдельно взятая особь обладает набором признаков, характерных только для нее.

Фенотип — совокупность всех внешних и внутренних признаков организма.

Ген — функционально неделимая единица генетического материала, участок молекулы ДНК, кодирующий первичную структуру полипептида, молекулы транспортной или рибосомной РНК. В широком смысле ген — участок ДНК, определяющий возможность развития отдельного элементарного признака.

Генотип — совокупность генов организма.

Локус — местоположение гена в хромосоме.

Аллельные гены — гены, расположенные в идентичных локусах гомологичных хромосом.

Гомозигота — организм, имеющий аллельные гены одной молекулярной формы.

Гетерозигота — организм, имеющий аллельные гены разной молекулярной формы; в этом случае один из генов является доминантным, другой — рецессивным.

Рецессивный ген — аллель, определяющий развитие признака только в гомозиготном состоянии; такой признак будет называться рецессивным.

Доминантный ген — аллель, определяющий развитие признака не только в гомозиготном, но и в гетерозиготном состоянии; такой признак будет называться доминантным

Насле́дственность — способность организмов передавать свои признаки и особенности развития потомству. Носителями наследственной информации у организмов являются гены. Типы наследования: а) аутосомное(доминантное, рецессивное, промежуточное); б) сцепленное с полом(X-сцепленноедоминантное, рецессивное, промежуточное; Y-сцепленное).

Аутосомно-доминантное наследование — тип наследования, при котором одного мутантного аллеля, локализованного в аутосоме, достаточно, чтобы болезнь (или признак) могла быть выражена. Для этого типа наследования характерны следующие особенности: 
• проявление признака в каждом поколении; 
• проявление признака вне зависимости от пола; 
• одинаковые соотношения фенотипов самок и самцов в F1 и в F2 прямого и обратного скрещивания.

По аут.-дом. типу наследуются такие признаки как карий цвет глаз, курчавые волосы, способность свертывать язык в трубочку, ахондроплазия-недоразвитие трубчатых костей в связи с нарушением их роста в длину, многопалость конечностей-полидактилия.

Аутосомно-рецессивное наследование — тип наследования признака или болезни, при котором мутантный аллель, локализованный в аутосоме, должен быть унаследован от обоих родителей.

Аутосомно-рецессивный тип наследования характеризуется: 1) проявлением заболевания у гомозигот по патологической мутации; 2) передачей заболевания от здоровых родителей детям с вероятностью 25%. При этом родители больных являются здоровыми гетерозиготными носителями мутаций в гене, и сегрегация их потомства в соответствии с менделевскими закономерностями составляет 1:2:1. В этом случае 25%-ый риск возникновения заболевания отражает вероятность для потомков унаследовать мутантный ген от обоих родителей. По аут-рец. типу у человека наследуется голубой цвет глаз, гладкие волосы, неспособность свертывать язык в трубочку, нарушение обмена фенилаланина при фенилкетонурии, альбинизм-отсутствие пигмента в коже, радужке и волосах.

12) Фенилкетонурия развиваются клинические проявления: тремор, припадки, микроцефалия, умственное отсталость, «мышиный запах». Симптомы: повышенная возбудимость, гиперрефлексия, мышечный гипертонус, эписиндром, псих-невр расстройтва. Моча и пот имеет спец.запах. Причина: недостаточность фермента фенилаланингидроксилазы, ведет к нарушению перевода фенилаланина в тирозин. Частота- 1:10000

13) Формы взаимодействия аллельных генов.

Полное доминирование - один ген подавляет другой, гомозиготы и гетерозиготы фенотипически неразличимы, пример: ген карего глаза у человека подавляет ген голубой окраски.

Неполное доминирование – доминантный ген не полностью подавляет рецессивный ген, у гетерозигот фенотипически проявляется промежуточная окраска.

Сверхдоминирование – ген в гетерозиготном состоянии проявляет себя сильнее, чем в гомозиготном. Например: мух-дрозофилы, гомозиготные по рецессивному гену а, погибают, особи, гомозиготные по доминантному гену А, живут нормально, но гетерозиготы Аа живут дольше и более плодовиты.

Кодоминирование – в этом случае гены одной аллельной пары равнозначны, ни один не подавляет действие другого, если они оба находятся в генотипе, то оба проявляют свое действие. Пример: наследование групп крови у человека.

Множественные аллели. Множественными называются аллели, которые представлены в популяциях более чем двумя аллельными состояниями. В этом случае помимо доминантного и рецессивного генов имеются промежуточные аллели, которые по отношению к доминантному ведут себя как рецессивные, а по отношению к рецессивному - как доминантные.

Аллельное исключение – в этом случае у гетерозигот в одних клетках активна одна аллель, в других -другая аллель. Пример: инактивация одной из двух Х хромосом. В одних клетках выключается отцовская, в других - материнская.

14) Синдром Элерса-Данло

Заболевание соединительной ткани.Клиническая характеристика:

• Гиперрастяжимость соединительной ткани из за нарушения синтеза коллагена (кожа щек, локтей, колени, в области ключицы), кровоточивость.

Суставы – разгибание мизинца на 90 градусов и более, коленного сустава на 10 градусов и более

.

15) Формы взаимодействия неаллельных генов: новообразование при взаимодействии 2 доминантных генов, комплементарность, эпистаз, полимерия, действие генов -модификаторов, плейотропия.

Новообразование при взаимодействии 2 доминантных генов и комплементарность. Чаще их объединяют в одно. В первом случае каждый доминантный аллель контролирует развитие самостоятельного признака, но в случае образования генного комплекса образуется новый признак. Пример: форма гребня у кур. При скрещивании двух гетерозигот фенотипическое расщепление 9:3:3:1. Другим примером является развитие слуха у человека. Для нормального слуха в генотипе человека должны присутствовать два гена Д и Е. Ген Д отвечает за нормальное развитие улитки, ген Е - за нормальное развитие слухового нерва. У гомозигот по рецессиву (dd) будет недоразвитие улитки, а при генотипе ее - слуховой нерв. Люди с генотипами Д-ее, dd Е и ddee будут глухими.

Эпистаз. Ген называется эпистатическим, если его присутствие подавляет эффект другого гена, находящегося в негомологичной хромосоме. Подавляемый ген называется гипостатическим. Существует 2 разновидности эпистаза: -) эпистаз по доминантному гену и эпистаз по рецессивному гену. В первом случае при взаимодействии двух доминантных неаллельных генов один из них подавляет другой.

В 1908 г. Нильсон — Эле открыл эффект полимерии. Суть его заключается в том, что развитие признаков обеспечивается активностью ряда однозначно действующих генов

Действие генов - модификаторов. Существуют гены, которые могут усиливать или ослаблять действие других генов. Такие гены называются генами — модификаторами. Они могут иметь собственное фенотипическое проявление, но могут также менять эффект других неаллельных генов. Например: переходные формы окраски млекопитающих. Гены -модификаторы могут находиться на соседних локусах одной хромосомы и влиять на функциональную активность соседних генов. В этом случае говорят об эффекте положения. Эффект положения был открыт в 1925 году Стертевантом. Его смысл заключается в изменении действия доминантного гена (как правило, в ослаблении) при перемещении гена в другое место. Примером эффекта положения является наследование резус-фактора у человека. Он определяется тремя генами, расположенными на одной хромосоме и тесно сцепленными. Каждый из них имеет доминантную и рецессивную аллель (C,D;E и с, d, е).

Плейотропия. В этом случае одни ген может определять развитие нескольких признаков. Например, синдром Марфана у человека. Такие люди отличаются высоким ростов, длинными конечностями, «паучьими» (тонкими длинными) пальцами, дефектом хрусталика.

16)Шершевского- Тернера

Частота-1:2000-5000 Клиника- недоразвитие пол.органов и вторичных пол.органов, низкий рост, врожденные пороки развития, скудное оволосение, недорозвитие мол.желез, недостаток эстрогенов, короткая шея с крыловидными складками, оттеки стоп, колени, рук. В школьном возрасте отставание в росте, развитие вторичных пол.признаков, пороки развития внурт.оргпнов, пороки почек и сердца, гиперплазии ногтевых пластин, высокого неба,укорочение метокарпальных костей, микрогнатии, воронкообразной грудной клетки.

17) . Типы наследования

Аутосомный рецессивный тип наследования – когда аномалия обусловлена одним рецессивным геном, локализованным в аутосоме. Аутосомно-рецессивные мутантные гены проявляют свой видимый эффект только в гомозиготном состоянии, когда животное получит его от каждого из родителей. Частота рецессивных аномалий повышается в популяциях, где применяют родственное спаривание. Правило наследования аутосомно-рецессивных признаков: 1) от фенотипически нормальных, но гетерозиготных родителей рождаются потомки с аномальными признаками с частотой 3:1. 2) все родители аномальных животных – гетерозиготные – носители рецессивно - мутантного гена. 3) если один из родителей аномальный, а другой нормальный, то потомство будет нормальным. 4) аномалии с одинаковой частотой проявляются у особей женского пола. Аутосомный доминантный тип наследования – проявляется в гетерозиготном состоянии. Для него характерно: 1) прямое наследование по поколениям. Аномалия передаётся от поколения к поколению без пропусков. 2) каждый аномальный потомок имеет аномального родителя. 3) вероятность рождения аномального потомка, если аномальный один из родителей, равна 50%. 4) проявляется у особей мужского и женского пола, т.к. ген локализован в аутосоме. Сцепленный с Х-хромосомой тип наследования – гены, локализованные в х-хромосоме, могут проявлять доминантный и рецессивный эффект. Для него характерно: 1) от аномальных отцов все дочери будут аномальными, а сыновья нормальными. 2) аномальными потомки будут только тогда, когда этот признак имеется у одного из родителей. 3) аномалии проявляются в каждом поколении. Если аномалии у матери, то вероятность рождения аномального потомка 50% независимо от пола. 4) поражаются самцы и самки. Летальные гены – мутационные гены, вызывающие гибель особи до достижения ею половозрелого возраста. Бывают доминантными, рецессивными, сцепленные с полом. Обычно проявляют своё действие в гомозиготном состоянии, в гетерозиготном состоянии понижают жизнеспособность. Пенетрантность – способность гена проявиться фенотипически, выражается в % и бывает полный и неполный. Полный – у всех особей популяции, имеющих данный ген, он проявляется в виде признака. Неполный – у некоторых особей ген имеется, но внешне себя не проявляет. Экспрессивность – степень проявления признака, т.е. один и тот же признак у разных особей выражен с разной интенсивностью.

18)Синдром Патау (47,ХХ +13 или 47,ХУ+13). Встреча­ется с частотой 1:6000 новорожденных. Различают 3 формы: трисомная (75%), транс­локационная (20%), мозаичная (5%). Характеризуется комплексом нарушений, затрагивающих практически все системы, особенно ЦНС. Продолжительность жизни резко снижена. Обычно дети погибают в течение нескольких дней или недель жизни. Но в развитых странах отмечена тенденция к увеличению продолжительности жизни таких детей до 5, а иногда до 10 лет. Но все дети с синдромом Патау - глубокие идиоты. Нулесомии и моносомии по аутосомам детальны. Клиника: Многоводие, врожд.пороки развития головного мозга и лица, размеры черепа уменшены - микроцефалия, лоб скошенный, глазные щели узкие-анофталия, деформация ушных раковин, расщелена верхней губы и неба, пороки внутр.органов( дефекты прегородок сердца,аномалии пол.органов, кисты почек), полидактилия стоп и кистей), глубокая идиотия. Большинство умирает до года.

19. .Методы лаб диагностики

Генеологический метод.

1865 г. Ф. Гальтон Суть метода: составление родословной и последующий ее анализ.

Задачи метода: Установление наследственного характера признака; Определение типа наследования болезни ;Определение прогноза потомства в семьях, где есть или предполагается рождение ребенка с наследственной патологией. Этапы метода: Составление родословной; Генеалогический анализ.

Близнецовый метод.

1875 г. Ф. Гальтон Суть метода: изучение фенотипа и генотипа близнецов для определения степени влияния среды на развитие различных признаков.Задачи метода:

1. Сравнение однояйцевых (монозиготных) близнецов с разнояйцевыми (дизиготными);

2. Сравнение партнеров в монозиготных парах между собой;

3. Сравнение данных анализа близнецовой выборки с общей популяцией

Популяционно- статистический метод.

Суть метода: Изучение распространения отдельных генов или хромосомных аномалий в человеческих популяциях. Задачи метода: Изучение роли наследственности и среды в возникновении болезней с наследственной предрасположенностью. Изучение закономерности мутационного процесса.

Биохимический метод.

Суть метода: изучение характера биохимических реакций в организме.

Позволяет обнаружить нарушения в обмене веществ, вызванные мутациями генов.

Наследственные болезни обмена веществ:

-углеводного обмена -сахарный диабет (мультифакториальное наследование)

-аминокислотного -фенилкетонурия -(аутосомно-рецессивное наследование)

-липидного и др. -болезнь Тея-Сакса (аутосомно-рецессивноенаследование)

Цитогенетический метод.

Суть метода: микроскопическое исследование структуры и количества хромосом

Цитологи Д. Тио и А. Левана в 1956 г. первыми установили, что у человека 46 хромосом.

47, XXY – синдром Клайнфельтера;45, X0 синдром Шерешевского-Тернера;

45, 0Y – летальный исход;

47, трисомия по 21 хромосоме– синдром Дауна.

20) . Фенилкетонурия (А-Р): недостаток фенилаланилгидроксилазы  накопление в тканях фенилпировиноградной, фенилуксусной и др. кетокислот  поражение ЦНС, нарушение функций печени, обмена белков, липо - и гликопротеинов, метаболизма гормонов  повышенная возбудимость и гипертонус мышц, гиперрефлеския; мышиный запах мочи и пота; задержка психомоторного развития (фенилпировиноградная олигофрения). Коррекция: диетотерапия (исключение фенилаланина в течении 10 лет с момента обнаружения заболевания)

Алкаптонурия (А-Р): недостаток оксидазы гомогентизиновой кислоты  нарушение обмена тирозина и фенилаланина  тяжелые остеоартриты, голубоватая окраска ушей (моча таких больных при хранении темнеет)
Галактоземия (А-Р): недостаток галактокиназы или др. ферментов  метаболизма галактозы  галактоземия и галактозурия  катаракта, гепатомегалия, отставание в умственном развитии

Гепатоцеребральная дистрофия (болезнь Вильсона-Коновалова, А-Р): недостаток церрулоплазмина  отложения меди в печени, радужке, мозге  цирроз печени, зеленое кольцо по периферии роговицы (Кайзера-Фляйшера), стволовые и мозжечковые расстройства

Муковисцидоз ( кистозный фиброз) аутосомно-рецессивное заболевание, частота 1:2500 новорожденных, в основе заболевания лежат поражения экзокринных желез и железистых клеток организма, в результате выделяется густой секрет с измененным составом. Клиника: избыточное заполнение густым миконием, нарушение полостного пищеварение, ведет к диарее, гипотрофии, отстование в развитии, цирроз печени, гепатит, нарушение дренажной функции бронхов, дых и сердечная недостаточность,