1.Содержание предмета медицинская генетика: его цели и задачи, используемые методы

МГ - изучает роль наследственности и изменчивости, возникновение патологий человека; реализация генетических механизмов применительно к человеку на всех уровнях живого

Задачей -выявление, изучение, профилактика и лечение наследственных болезней, разработка путей предотвращения воздействия негативных факторов среды на наследственность человека.

Уровни: Молекулярно-генетический, Клеточный, Организменный, Популяционный

Основывается - на анализе генома, изучении вариабельности генов и взаимодействия их со средой, управление экспрессией генов.

Методы

• Клинико-генеалогичекий- прослеживание признака или болезни в ряду поколений с указанием типа родственных связей по отношению к пробанду

• Биохимический(онтогенетический)- для диагностики ферментопатии, опред-ся в биологических жидкостях

• Близнецовый- изучение ген-х закономерностей на близнецах. оценить соотносительную роль наследственности и среды в развитии признака.

• Метод ДНК диагностики - анализировать фрагменты ДНК, находить и изолировать отдельные гены, их сегменты и устанав-ть в них опр. послед-ти нуклеотидов (основа методики- Секвенирование ДНК)

• Популяционно-статистический- определяется генетическая структура популяции (частоты генов и генотипов в популяциях); частоты фенотипов; исследуются факторы среды, изменяющие генетическую структуру популяции.

• Цитогенетический (кариологический анализ) - отклонения в структуре и числе хромосом, т.е. диагностика хромосомных синдромов.

Разделы

1. Клиническая генетика

2. Персонализированная медицина

3. Молекулярная медицина

4. Нутри и токсигенетика

5. Онкогенетика

6. Иммуногенетика

7. Популяционная генетика

Особености человека как объекта генетики

1)невозможность экспериментальных браков (гибриологический метод)

2)человек существо малорепродуктивное

3)сложный геном

4)различные типы взаимодействие генов

5) одинаковая продолжительность жизни

2.Понятие гена, особенности молекулярного строения гена человека

Структурно-функциональная единица наследственности – ген.

Ген – функциональный участок молекулы ДНК, который характеризуется специфичной последовательностью нуклеотидов и контролирует синтез полипептидной цепи, молекул т-РНК или р-РНК.

У прокариот ген имеет цистронное строение, то есть любой участок молекулы ДНК несёт генетическую информацию. Информационная емкость-21-23000генов. 4 пары генов,нет Н-генов.

У эукариот ген имеет сложное мозаичное строение и различают смысловые участки – экзоны и участки не несущие генетической информации – интроны. 5 пар генов

Наличие интронов – это один из антимутационных барьеров эукариот. В связи с особенностями строения гена схема реализации генетической информации у про и эукариот различна.

---

Свойства гена:

• ген дискретен в своём действии, то есть, обособлен в своём действии от других генов;

  • специфичен в своём проявлении, то есть, отвечает за отдельный признак;

  • один ген может влиять на проявление многих признаков- плейотропное или множественное действие;

  • разные гены могут влиять на проявление одного и того же признака –множественные  ген или полигены;

  • может взаимодействовать с другими генами, приводит к появлению новых признаков, осуществляется через взаимодействие веществ, которые синтезируются под контролем этих генов;

  • действие гена может изменяться при изменении его местоположения 

  • может усиливать степень проявления признак при увеличении числа доминантных аллелей.

3.Принцип кодирования генетической информации в клетках организма человека, свойства генетического кода, их биологический смысл.

Ген.код-последовательность нуклеотидов ДНК,определяющая последовательность аминокислот в полипептиде(4-х сигнальный). Содержит информацию о 20 различных аминокислотах. Заменимые и незаменимые. Валин-фенилаланин.

Явление соответствия порядка нуклеотидов в молекуле ДНК порядку аминокислот в молекуле белка- коллинеарность.

Свойства генетического кода

Триплетность	Каждая аминокислота кодируется 3 нуклеотидами (кодон или триплет).
Линейность	Триплеты следуют один за другим. Каждый нуклеотид входит в состав только одного кодона. Триплеты не накладываются др на др.
Без запятых	Считывание генетической информации происходит по 3 нуклеотида в одном направление, без вставок между нуклеотидами.
Вырожденность	1) наличие избыточных триплетов, для кодирования аминокислот, то есть одна аминокислота может кодироваться несколькими триплетами от 2 до 6, искл- АК метионин кодируется только триплетом АУГ. 2) наличие "нонсенс" кодонов. Из 64 триплетов 61-является смысловой и 3 нонсенс кодона (УАА, УАГ, УГА)- кодоны терминаторы
Универсальность	У всех живых организмов одни и те же аминокислоты кодируются одинаковыми триплетами.
псевдоуниверсальность
Специфичность (однозначность)	определенный триплет кодирует строго определённую АК

4.Этапы реализации генетической информации у человека, их краткая характеристика. Понятие альтернативного сплайсинга.

У прокариот транскрипция и трансляция не разделены во времени и пространстве, у эукариот разделены: транскрипция и процессинг протекают в ядре, трансляция в цитоплазме.

ПРОКАРИОТЫ: ДНК(транскрипция)=иРНК(трансляция)-белок

ЭУКОРИОТЫ:ДНК-делется на экзоны-кодирующие участки 30% и интроны- 80%) (транскрипция)-про-иРНК(процесинг)-иРНК(трансляция)-белок

Транскрипция –синтез и-РНК по принципу комплементарности по матрице ДНК. Основной фермент – РНК-полимераза. Основаная функция РНК полимеразы-отвечает за формирование фосфодиэфирных связей.

---

Процессинг (созревание) –преобразование про-и- РНК, содержащей и экзоны и интроны, в зрелую и-РНК, содержащей только экзоны.

Этапы процесинга:

1.распад незрелой иРНК на интроны и экзоны при участии ферментов рестриктаз; 2.сплайсинг – сшивание экзонов при участии ферментов лигаз;

3.(копирование) присоединение к молекуле и-РНК функционально активных групп: шапочки (5"), необходимой для связывания с рибосомой и полиаденинового хвоста ("3), защищающего молекулу и-РНК от преждевременного разрушения;

4.образование информосомы: комплекса и-РНК с белком-переносчиком, выносящим и-РНК из ядра.

Альтернативный сплайсинг – различная последовательность сшивания экзонов одного гена, в результате один ген может кодировать несколько полипептидов.

Трансляция – биосинтез белка на рибосомах, находящихся на стенках гранулярной ЭПС. В состав белков всех живых организмов может входить 20 различных типов аминокислот, применительно к человеку эти АК делятся на незаменимые и заменимые.

Белок синтезируется в АК.

5.Геном, особенности его молекулярной организации у человека. Методы изучения.

Геном-генетический материал,заключённый в ядре(гаплоидном наборе хромосом)-в классическом наборе хромосом

В молекулярной генетике: Геном-сумарная длина молеклулы ДНК (сумарное содержание генов) в гаплойдном наборе хромосом. Единица генома- ген. Генетическая матрица ядра- геном.

Особенности: 
1)Величина информативной емкости генома (количество генов) у прокариот- 2-3 тыс, у чел- 30 тыс генов 
2)Отличаются по объему генома- суммарной длине мол ДНК, у чел-187см 
3)Избыточность ДНК у эукариот (20 процентов идет на построение генов) 
4)Наличие повторяющихся геном и наличие дуплицируемых генов: 
-Уникальные по частоте- структурные гены 
-Умеренно-повторяющиеся- гистоновы, т-РНК ир-РНк 
-Нетранскрибируемые (высота повтора относительно коротких участков) 
5)у эукар -5 классов генов, У про- 4 класса 
6) Для генома характерно наличие мобильных генетических элементов- участков ДНК способных передвигаться как по длине хромосомы, так и прыгать с хромосомы на хромосому.
Геном изучают молекулярно-генетическими методами (ДНК-диагностика). Геном человека был расшифрован в 2000г. в ходе выполнения международной научной программы «Геном человека», объединившей около 20 стран, в том числе и РФ. Выяснилось, что человек и шимпанзе имеют на 99% идентичный геном. Максимальные отличия генома человека от заключены в генах иммунной системы, гемостаза, аппоптоза и генах, кодирующих межклеточные сигналы ЦНС. В геноме человека очень много последовательностей ретро-вирусов (РНК-содержащих), отвечающих за канцерогенез. Все фенотипические различия между людьми обусловлены 0,1% различием в геномах, то есть геномы любых людей, за исключением монозиготных близнецов, идентичны на 99,9%.

---

6.Генетический аппарат клеток человека, его характеристика.

Совокупность компонентов клетки человека, обеспечивающих хранение, передачу и реализацию генетической информации, составляет генетический аппарат.

Хранение генетической информации осуществляют структуры клетки:

• ядерная ДНК – 46 линейных молекул ДНК, упакованных в форме хроматина или хромосом в ядре;

• 50% материнского и 50% отцовского происхождения;

• содержит около 30 000 пар кодирующих белки генов, локализованных в 23 парах молекул ДНК (25% ядерного генома);

• 22 пары аутосом и 1пара половых хромосом (XY и XX);

• соматические клетки имеют идентичный генетический материал; отличаются по количественному и качественному составу.

• содержит 13 структурных генов;

Передача от клетки к клетке осуществляется во время митоза. В аппарат передачи входят:

- реплиосома – комплекс белков, обеспечивающих репликацию(копирование);

- белковые факторы, необходимые для репарации(восстановление);

- центриоли, участвующие в образовании веретена деления и ответственные, за точное и равное распределение хромосом в митозе;

Реализация генетической информации, закодированной в структурных генах, протекает в несколько этапов с участием:

- аппарата транскрипции – белковых факторов, распознающих ген-мишень и обеспечивающих синтез mРНК;

- аппарата трансляции – рибосом, являющихся местом трансляции и синтеза полипептида;

- молекул mРНК – переводчиков генетического кода;

- белковых факторов – регуляторов трансляции и созревания белков.

Реализация:

- на молекулярном уровне - синтез определенного белка,

- на клеточном  –образованием определенной клеточной структуры/метаболической цепи

- на уровне организма – наличием определенного фенотипического разнообразия

Транскрипция –синтез и-РНК по принципу комплементарности по матрице ДНК.

Трансляция – биосинтез белка на рибосомах, находящихся на стенках гранулярной ЭПС.

7.Кариотип человека, его характеристика. Методы изучения (классические и современные).

- Хромосомный комплекс ядер соматических клеток, который характеризуется: числом, формой и размером хромосом. Тио и Леван 1956год. Основное свойство-видовая специфичность.

Свойства кариотипа или правила хромосом:

1) видового постоянства. Для каждого вида характерно определенное число. У человека 46 хр, шимпанзе– 48, собаки - 78.

2) парности – каждая хромосома имеет себе пару (гомологичные), одна материнская, другая отцовского происхождения.

3) индивидуальности - одна пара отличается от другой формой, размерами и набором генов.

4) непрерывности - в основе появления новых хромосом лежит явление редупликации ДНК.

В ядрах соматических клеток содержится диплоидный набор хромосом (у чел – 46 хромосом), в ядрах гамет (половых клеток) – одинарный или гаплоидный (23).

---

В функциональном плане делятся на половые и аутосомы. Аутосомы-контролируют соматические признакм(цвет волос, группа крови). Половые-вторичные признаки.В кариотипе 46 хромосом, из них 44 аутосомы и 2 половые.

Химический состав хромосом: 40% - ДНК, 50% белки – гистоны (структурная и регуляторная функции), 10% - кислые белки (ферменты репарации, редупликации, транскрипции), липиды и микроэлементы. Во время интерфазы хромосомы максимально декомпактизированы, переплетены между собой и изучать их невозможно. Изучение на стадии метафазы митоза, когда хромосомы максимально компактизированы.

В зависимости от размеров и соотношения плеч все делятся на метацентрические (p=q), субметацентрические (p меньше q) и акроцентрические (p значительно меньше q). p – короткое плечо, q – длинное плечо

1. центральная перетяжка

2. вторичная перетяжка

3. спутник

4. хроматида

5. теломеры (концевые участки)

Значение центрамерного импульса=(Lp\Lxp)*100%

Кариотип -цитогенетического метода (кариологический анализ результатом является становление идеограммы), используя для характеристики хромосом Денверскую номенклатуру. Согласно ей все хромосомы располагают парами, аутосомы в зависимости от размеров от большего к меньшему, на последнем половые хромосомы. Материалом для кариотипирования - любая клетка организма, за исключением эритроцитов (не имеют ядер), часто лейкоциты.

8.Понятие о половом хроматине. Использование теста полового хроматина.

– это не активная Х-хромосома, переведенная в состояние гетерохроматина. В норме у человека функционирует только одна Х –хромосома, все остальные переводятся в половой хроматин. У женщин в норме только 1 глыбка (ХХ-1=1)полового хроматина (тельце Бара), у мужчин отсутствует(ХУ-1=0).

Процесс инактивации Х-хромосомы -лайонизация, осуществляется на 14-15 день внутр/у и носит случайный характер, то есть в каких то клетках женского организма остаётся активной материнская Х –хромосома, в других – отцовская

Гены Х хр условно делят:

1.Гены цвета ощущения

2.Гены печеночных ферментов детоксикации

3.Гены хр опред-т темп строения

4.Гены интелекта (объем памяти, скорость мышления)

Тест полового хроматина используют в судмедэкспертизе, для предварительной диагностики хромосомных синдром, связанных с изменением числа половых хромосом (синдром трипло-Х – 47,ХХХ; синдром Клайнфельтера - 47,ХХУ и синдром Шерешевского-Тёрнера - 45,Х).

Белки гистоны- регуляция генной активности, структурная функция.

Эухроматин-полностью компактизирован, генетически активный хроматин, с которого осуществляется процес транскрипции, по длине плечей хромосомы,отражается на фенотипе.а= т

Гетерохроматин-не полностью компактезированный, генетически не активный., г =ц, центромеры и теломеры,не проявляется.

1)структурный (постоянный)

2)факультативный (временно неактивный)-тельце Бара

---

Смотрите также файлы

• Диплом1.doc

• Техническое задание.doc

• Диплом.doc

• спич.doc

• help.doc