21. Генные мутации. Роль генных мутаций в создании генетического полиморфизма и возникновении наследственной патологии у человека. Генные болезни.

Генные мутации – это мутации, в результате которых изменяются отдельные гены и появляются новые аллели.

Замена, выпадение или вставка нуклеотидов, инверсия последовательности нуклеотидов.

Генные болезни.

• Энзимопатии – наследственные нарушения ферментных систем: дефекты обмена углеводов, липидов и липопротеидов, аминокислот, витаминов, пуриновых и пиримидиновых азотистых оснований, биосинтеза гормонов, дефекты ферментов эритроцитов.

• Гемоглобинопатии – дефекты белков крови.

• Коллагеновые болезни – дефекты структурных белков.

• Генные болезни с невыясненным первичным биохимическим дефектом.

22. Хромосомные мутации, их классификация. Роль хромосомных мутаций в развитии патологических состояний человека.

Хромосомные мутации – перестройки хромосом. Участки хромосом могут изменить свое положение, потеряться или удвоиться.

• Дупликация – удвоение участка хромосомы.

• Инверсия – изменение структуры хромосомы, вызванное поворотом на 180 градусов одного из ее внутренних участков.

• Делеция – хромосомные перестройки, при которых происходит потеря участка хромосомы.

• Транслокация – перенос участка хромосомы на гомологичную хромосому.

Изменения структуры хромосом сопровождаются нарушением процесса конъюгации гомологов в мейозе и их последующего расхождения. Конъюгация и последующее расхождение структур, образованных измененными хромосомами, приводит к появлению новых хромосомных перестроек. В результате гаметы, получая неполноценный наследственный материал, не способны обеспечить формирование нормального организма нового поколения.

Иногда мутации оказываются совместимыми с жизнью клетки и обеспечивают возможность эволюции структуры хромосом, лежащей в основе биологической эволюции.

23. Геномные мутации. Хромосомные болезни, механизмы возникновения и наиболее характерные клинические проявления.

Геномные мутации – это мутации, которые приводят к добавлению либо утрате одной, нескольких или полного гаплоидного набора хромосом. Связаны с изменением числа хромосом.

Хромосомные болезни – таблица в тетради

24. Особенности человека как объекта генетических исследований. Методы генетики человека: генеалогический, цитогенетический, близнецовый, популяционно-статистический, биохимический. Методы генетики соматических клеток, молекулярно-генетические методы.

• У человека не может быть произведено искусственного направленного скрещивания в интересах исследователя.

• Низкая плодовитость делает невозможным применение статистического подхода при оценке немногочисленного потомства одной пары родителей.

• Редкая смена поколений при значительной продолжительности жизни дает возможность одному исследователю наблюдать не более 3-4 последовательных поколоений.

• Изучение генетики человека затрудняется наличием в его геноме большого числа групп сцепления генов (23 у женщин и 24 у мужчин).

Генеалогический – в его основе лежит анализ и составление родословных. С его помощью может быть установлена наследственная обусловленность изучаемого признака, тип наследования. Позволяет изучать интенсивность мутационного процесса, оценить экспрессивность и пенетрантность аллеля.

Цитогенетический – основан на микроскопическом изучении хромосом в клетках человека в норме и при патологии. Диагностика хромосомных болезней, связанных с изменением количества и структуры хромосом. Материалом служат делящиеся клетки, чаще всего лимфоциты. В качестве экспресс-метода, выявляющего изменение числа половых хромосом, используют метод определения полового хроматина в неделящихся клетках слизистой оболочки щеки. Половой хроматин, или тельце Барра, образуется в клетках женского организма одной из двух Х-хромосом. При увеличении количества Х-хромосом в кариотипе организма в его клетках образуются тельца Барра в количестве на единицу меньше числа Х-хромосом. При уменьшении числа Х-хромосом тельце Барра отсутствует.

Близнецовый – используется, чтобы выявить степень выявления среды и генотипа на проявление признака. Позволяет выявить наследственный характер признака, определить пенетрантность аллеля, оценить эффективность действия на организм некоторых внешних факторов. (коэффициент Хольцингера – в тетради)

Популяционно-статистический – изучает наследственные признаки в больших группах населения. Можно рассчитать частоту встречаемости в популяции аллелей гена и разных генотипов по этим аллелям. Используют для выяснения значения генетических факторов в антропогенезе, в частности, в расообразовании. Закон генетического равновесия Харди-Вайнберга отражает закономерность, в соответствии с которой при определенных условиях соотношение аллелей генов и генотипов в генофонде популяции сохраняется неизменным в ряду поколений этой популяции.

(pA+qa)2=1

p и q – частоты встречаемости аллелей А и а соответствующего гена. Раскрытие этой формулы дает возможность рассчитать частоту встречаемости людей с разным.

Биохимический - изучение наследственных заболеваний, обусловленных генными мутациями. Обнаружение дефектов ферментов, структурных и транспортных белков, вызывающих врожденные болезни обмена веществ. Дефекты ферментов устанавливают путем определения содержания в крови и моче продуктов метаболизма, являющихся результатом функционирования данного белка. Дефицит конечного продукта свидетельствует о дефекте фермента или о его дефиците в организме.

Методы генетики соматических клеток.

• Культивирование – позволяет получить достаточное количество клеточного материала для цитогенетических, биохимических, иммунологических и других исследований.

• Клонирование – получение потомков одной клетки.

• Селекция – используется для отбора мутантных клеток с определенными свойствами и других клеток с интересующими исследователя характеристиками.

• Гибридизация – основана на слиянии совместно культивируемых клеток разных типов, образующих гибридные клетки со свойствами обоих родительских видов.