26. Регуляция экспрессии генов в процессе биосинтеза белка у прокариот.

Экспрессия генов— это процесс, в которомнаследственная информацияот гена преобразуется в функциональный продукт —РНКилибелок. Экспрессия генов может регулироваться на всех стадиях процесса: и во времятранскрипции, и во времятрансляции, и на стадии пост-трансляционных модификаций белков.

Регуляция генов дает клеткам контроль над структурой и функцией и является основой дифференцировки клеток, морфогенеза и адаптации. Регуляция генов также является субстратом для эволюционных изменений, так как контроль за временем, местом и количественным фактором экспрессии гена может иметь эффект на функции генов в целом организме.

Механизм регуляции экспрессии генов у прокариот рассматривается на уровне оперона, а у эукариот – транскриптона.

Оперон включает в себя следующие гены:

структурные. Они кодируют необходимые для клетки белки с ферментативными или структурными функциями, а также кодирующие рРНК и тРНК.

ген-регулятор. Он может находиться на некотором расстоянии от структурных генов и непосредственно не входит в состав оперона. Этот ген обеспечивает синтез особого белка репрессора, функция которого – контроль за состоянием структурных генов. Регуляторные белки обладают очень сильным сродством к гену-оператору и легко связываются с ним.

Ген-оператор. Он управляет функционированием структурных генов оперона, т.е. включает или выключает их. Если этот ген свободен, то транскрипция структурных генов разрешена, если он связывается с регуляторным белком, то работа этих генов прекращается. К оператору непосредственно примыкает промотор.

Теория генетической регуляции белкового синтеза была разработана французскими генетиками Жакобо и Моно в 1961 году.

Объектом изучения служил лактозный оперон кишечной палочки. Лактозный оперон состоит из промотора, оператора и 3 структурных генов, располагающихся друг за другом.

Структурные гены детерминируют (кодируют, контролируют) синтез ферментов, которые необходимы для одного метаболического цикла расщепления лактозы до глюкозы. При этом каждый ген определяет синтез одного белка фермента.

Все гены оперона функционируют совместно, поэтому одновременно синтезируются все 3 фермента, или не синтезируется ни одного.

Может быть 2 состояния оперона:

А) оперон включен.

Лактоза поступает в клетку и соединяется с белком-репрессором, отсоединяя его от оператора.

Операторный участок разблокирован, поэтому РНК-полимераза через него проходит и осуществляет транскрипцию с этих структурных генов.

Образуется иРНК, а затем белки ферменты, расщепляющие лактозу.

Б) оперон выключен.

При отсутствии метаболита белок репрессор соединяется с оператором, блокируя транскрипцию.

Промотор регулирует РНК-полимеразу.

РНК-полимераза не может двигаться и не идет транскрипция.

27. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АППАРАТ ЭУКАРИОТИЧЕСКОЙ КЛЕТКИ. РОЛЬ ЯДРА И ЦИТОПЛАЗМЫ В НАСЛЕДСТВЕННОСТИ. ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕНОМА И ПЛАЗМОНА ЧЕЛОВЕКА. ОСОБЕННОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ ЧЕРЕЗ ЦИТОПЛАЗМУ.

Генетический аппарат клеток эукариот:

Геном – генетический материал ядра в гаплоидном наборе хромосом. Функциональная единица – ген(структурные, регуляторные, гены тРНК, гены рРНК, гистоновые гены).

Геном человека — совокупность наследственногоматериала, заключенного в клеткечеловека. Человеческий геном состоит из 23 пархромосом, находящихся вядре, а такжемитохондриальной ДНК. Двадцать двеаутосомныехромосомы, двеполовые хромосомыХ и Y, а также митохондриальная ДНК человека содержат вместе примерно 3,1 млрдпар оснований^.

В ходе выполнения проекта «Геном человека» была определена последовательность ДНК всех хромосом и митохондриальной ДНК. В настоящее время эти данные активно используется по всему миру вбиомедицинскихисследованиях. Полное секвенирование выявило, что человеческий геном содержит 20—25 тыс. активныхгенов, что значительно меньше, чем ожидалось в начале проекта (порядка 100 тыс.) — т.е. только 1,5 % всего генетического материала кодируетбелкиилифункциональные РНК. Остальная часть является некодирующей ДНК, которую часто называютмусорной ДНК.

Особенности:

-Большой объем наследственного материала(у человека 187 см – длина молекулы ДНК). -Одновременно может идти транскрипция от 1 до 10% генов.

-Значительная часть нуклеотидных последовательностей не транскрибируется вообще – молчащая ДНК.

-Экзонно-интронная организация генов.

-Генные повторы.

Характеризуя генетический материал клетки в целом, необходимо отметить, что ядерный геном не охватывает всего его объема, так как часть ДНК расположена в цитоплазме, в виде кольцевых фрагментов – плазмид.

Плазмиды– широко распространенные в генетических клетках внеклеточные генетические элементы, способные существовать и размножаться автономно от ядерных ДНК. Внеклеточная ДНК представлена генетическим материалом органелл – митохондрий и пластид. Наследственный материал органелл находится в их матриксе в виде нескольких копий кольцевых молекул ДНК, не связанных с гистонами.=>

Плазмон– генетический материал цитоплазмы, определяет цитоплазматическую наследственность. Функциональная единица – плазмоген. Был введен Корренсом 1908.

Б.Л.Астауров, основываясь на резко различной чувствительности ядра и цитоплазмы к ионизирующим излучениям, показал решающую роль ядра в определении признаков многоклеточных организмов. Он облучал яйцеклетки бабочек шелкопряда рентгеновскими лучами так, чтобы инактивировать их ядра, в то время как цитоплазма при данных дозах облучения полностью сохраняла способность обеспечивать дальнейшее развитие организма. Затем эти яйцеклетки осеменяли, и ядра зиготы образовывались путем слияния ядер двух спермиев. В результате из таких яиц развивались только самцы (андрогенез), имевшие в случае межвидовых гибридов признаки исключительно отцовского вида.

Таким образом, можно заключить, что по крайней мере у ядерных организмов факторы наследственности распределены в клетке не случайно: они сосредоточены в ядре. Хотя позже и было установлено, что небольшая часть наследственного материала содержится и в цитоплазме, это не поколебало вывод о том, что ядро — основной хранитель наследственной информации.

Цитоплазматические гены не подчиняются менделевским закономерностям наследования. Цитоплазматическое наследование признаков осуществляется по материнской линии(т.к. митохондрии сперматозоида теряются после оплодотворения). Мутации в ДНК митохондрий могут вызвать наследственные заболевания, а также являются одной из основных причин старения и болезней, связанных со старостью.

28. КАРИОТИП: ПОНЯТИЕ, ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКА У ЧЕЛОВЕКА. ПРАВИЛА ХРОМОСОМ. ИДИОГРАММА И ДЕНВЕРСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ХРОМОСОМ ЧЕЛОВЕКА.

Кариотип– хромосомный комплекс соматических клеток определенного вида растений или животных с присущими ему морфологическими особенностями(число, форма, размер хромосом). Каждый род хромосом в кариотипе представлен двумя гомологами, унаследованными от родителей с их половыми клетками.

В 1956 году Ю. Тио и А. Леван изучили кариотип человека.

Мужской: 44 аутосомы и две половые ХУ.

Женский: 44 аутосомы и две половые ХХ.

Правила хромосом:

Видовое постоянство числа хромосом – поддерживается митозом и мейозом.

Парность хромосом – гомологичные хромосомы.

Правило индивидуальности – хромосомы разных пар различаются по форме, размеру и содержанию генетической информации=>негомологичные.

Правило непрерывности – хромосомы способны к самоудвоению=>хромосома происходит от хромосомы.

Изучение кариотипа – кариологический анализ, лежит в основе цитогенетического метода – изучение препаратов метафазных хромосом. Материалом для кариотипирования служит клетка с высокой митотической активностью(клетки костного мозга, фибробласти кожи, лимфоциты крови, клетки амнеотической жидкости плода).

Этапы:

Получение клеток и помещение их на нейтральную среду с добавлением стимуляторов митоза – ФГА.

Остановка митоза на стадии метафазы путем добавления ингибиторов митоза – колхицин.

Приготовление микропрепарата и добавление в культуру клетки гипотонического раствора, для получения раздельно лежащих хромосом.

Препарат фиксируют, высушивают, окрашивают.

Фотографирование препарата, вырезание хромосом.

Составление идиограммы – схематичное обощение кариотипа.

Идиограмма – совокупность морфологических особенностей хромосом, как основного и постоянного признака вида.

Полученную идиограмму сравнивают с эталоном.

ДЕНВЕРСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ХРОМОСОМ(1960 ГОД):

Группа	Величина хромосом	Положение центромеры	число	в 2n
1-А 2-B 3-C 4-D 5-E 6-F 7-G	Самые крупные Крупные Средние Средние Относительно маленькие Маленькие Самые маленькие	Мета и субмета Субметацентрические Субметацентрические Акроцентрические Мета и субмета Метацентрические Акроцентрические	6 4 16 6 6 4 4

29. ГЕНЕТИКА, ЕЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МЕТОДЫ. РАЗДЕЛЫ ГЕНЕТИКИ. РОЛЬ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ УЧЕНЫХ.

Генетика – наука которая изучает законы функционарования генетической материала. Произошла от греческого слова geneticus- имеющий отношение к рожденнию. Предмет изучения генетики.:

Наследственность- свойства организмов передавать свои признаки и особенности развития в ряду покаления, т.е наследственность обеспечивает материальную и функциональную преемственность м/у родителями и потомством. Понятие наследственность следует дифференцировать от понятия наследования.

Наследование- это процесс передачи генетического материала от родителей к потомству, закономерности которого изучает генетика.

Изменчивость- свойство организмов как бы альтернатива наследственности- способность изменять наследственные зачатки или их проявления в ряду поколения. Причины и законы изменчивости является предметом изучения генетики.

Объектом изучения генетики являются все живые организмы начиная от вирусов до человека. По объекту изучения генетику делят на г микроорганизмов, г растений, г животных, г человека.

Все 4 раздела объединяет раздел общая генетика. Общая г – изучает общее для все живых организмов, законы, функционирование и организация генетического материала. Общая генетика изучает на 3 различных уровнях – это молекулярногенетический уровень, клеточный, организменный.

МЕТОДЫ:

Совокупность методов исследования наследственных свойств организма (его генотипа) называется генетический анализ.

В зависимости от задачи и особенностей изучаемого объекта генетический анализ проводят на популяционном, организменном, клеточном и молекулярном уровнях.

Основу генетического анализа составляет гибридологический анализ, основанный на анализе наследования признаков при скрещиваниях.

Гибридологический анализ, основы которого разработал основатель современной генетики Г. Мендель, основан на следующих принципах.

1. Использование в качестве исходных особей (родителей), форм, не дающих расщепления при скрещивании, т.е. константных форм.

2. Анализ наследования отдельных пар альтернативных признаков, то есть признаков, представленных двумя взаимоисключающими вариантами.

3. Количественный учет

4. Индивидуальный анализ потомства от каждой родительской особи.

5. На основании результатов скрещивания составляется и анализируется схема скрещиваний.

Гибридологическому анализу обычно предшествует селекционный метод. С его помощью осуществляют подбор или создание исходного материала, подвергающегося дальнейшему анализу (например, Г. Мендель, который по существу является основоположником генетического анализа, начинал свою работу с получения константных – гомозиготных – форм гороха путём самоопыления);

Цитогенетические методы.

Цитогенетические методы заключаются в цитологическом анализе генетических структур и явлений на основе гибридологического анализа с целью сопоставления генетических явлений со структурой и поведением хромосом и их участков (анализ хромосомных и геномных мутаций, построение цитологических карт хромосом, цитохимическое изучение активности генов и т. п.). Частные случаи цитогенетического метода – кариологический, кариотипический, геномный анализ.

Для изучения структуры хромосом и других носителей наследственной информации используются методы световой микроскопии и методы электронной микроскопии.

Молекулярно-генетические – биохимические и физико-химические – методывключают разнообразные, направленные на изучение структуры и функции генетического материала и направлен на выяснение этапов пути «ген – признак» и механизмов взаимодействия различных молекул на этом пути.

Мутационные методы позволяет (на основе всестороннего анализа мутаций) установить особенности, закономерности и механизмы мутагенеза, помогает в изучении структуры и функции генов. Особое значение мутационный метод приобретает при работе с организмами, размножающимися бесполым путём, и в генетике человека, где возможности гибридологического анализа крайне затруднены.

Генеалогический метод (метод анализа родословных). Позволяет проследить наследование признаков в семьях.

Близнецовый метод, заключающийся в анализе и сравнении изменчивости признаков в пределах различных групп близнецов, позволяет оценить относит, роль генотипа и внешних условий в наблюдаемой изменчивости.

Методы биотехнологии включают методы клеточной инженерии, а также методы генной инженерии, описанные в соответствующей лекции.

В генетическом анализе используют и многие другие методы:

онтогенетический,

иммуногенетический,

сравнительно-морфологические и сравнительно-биохимические методы,

разнообразные математические методы

30.ГЕН КАК СЛОЖНАЯ ДИСКРЕТНАЯ ЕДИНИЦА НАСЛЕДСТВЕННОСТИ. КЛАССИФИКАЦИЯ ГЕНОВ И ИХ ФУНКЦИИ. СВОЙСТВА ГЕНОВ В ОТНОШЕНИИ ПРИЗНАКОВ (ДИСКРЕТНОСТЬ, СПЕЦИФИЧНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ И ДР.). РАССМОТРЕТЬ НА ПРИМЕРАХ.

Ген – участок молекулы ДНК, обеспечивающий синтез определенной белковой молекулы, детерминирующей определенный признак, свойство или функцию. По химической природе ген является полинуклеотидом и он определяет возможность синтеза полипептидной цепи, тРНК или рРНК.

Свойства:

1.

Аллельность. Аллель – форма существования гена.

2.

Дискретность. Определяется тем, что ген контролирует присутствие или отсутствие отдельной биохимической реакции, от которой зависит развитие или подавление определенного признака.

3

Стабильность. В отсутствие мутации ген передается из поколения в поколение в неизменном виде.

4

Лабильность (мутабильность). Способность гена к мутации под действием экзо- и эндогенных факторов.

5

Специфичность. Один ген обусловливает один признак.

6

Плейотропия. Ген может детерминировать развитие нескольких признаков. Пример: ген белых глаз и плодовитости у дрозофилы; синдром Марфана у человека; сердечно-сосудистая система, зрение, опорно-двигательная система).

7

Экспрессивность. Степень выраженности признака или степень фенотипического проявления гена.

8

Пенетрантность. Частота проявления гена в признак среди его носителей в %.

9

Число особей с признаком/число особей с таким геном

Пример: подагра – неполная пенетрантность.

10

Взаимодействие генов в системе генотипа.

11

Полимерия. За один признак отвечает несколько генов.

12

Дозированность. Степень выраженности признаков зависит от дозы генов.

Классификация генов и их функций:

В зависимости от локализации генов в структурах клетки различают ядерные и митохондриальные гены. По своему функциональному назначению гены могут быть разделены на 2 группы.

Первая группа представлена генами, кодирующими белки;

вторая группа – генами, контролирующими синтез РНК.

СРЕДИ ГЕНОВ, КОДИРУЮЩИХ БЕЛКИ, РАЗЛИЧАЮТ:

- гены домашего хозяйства, продукты которых необходимы для обеспечения функции любого типа клеток.

- гены терминальной дифференцировки, т.е. гены, обеспечивающие специализированные функции клеток.

- гены транскрипционных факторов, контролирующие особые ядерные белки, способные соединяться с регуляторными областями многих других S-генов, вызывая либо активацию, либо подавление транскрипции.

Гены:

Ядерные:

- БЕЛОК-КОДИРУЮЩИЕ:

А) Гены «домашнего хозяйства»

Б) Гены транскрипционных факторов

В) Гены терминальной дифференцировки

- РНК-КОДИРУЮЩИЕ

А) – тРНК

- рРНК

- ядерная РНК

Б) Регуляторная РНК

2) МИТОХОНДРИАЛЬНЫЕ.

По влиянию на физиологические процессы клетке различают летальные, условно летальные, супервитальные гены, гены – мутаторы, гены – антимутаторы.

31.ГЕНОТИП И ФЕНОТИП. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ФЕНОТИПИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ В СИСТЕМЕ ГЕНОТИПА. АНАЛИЗИРУЮЩЕЕ СКРЕЩИВАНИЕ, ЕГО ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗИГОТНОСТИ ГЕНОТИПОВ (РАССМОТРЕТЬ НА ПРИМЕРАХ).

Генотип – совокупность всех генов организма. Формируется в момент оплодотворения при слиянии геномов мужской и женской гамет. Это совокупность всех генов в диплоидном наборе.

Фенотип – совокупность всех внешних и внутренних признаков организма. В процессе развития организм меняет свои характеристики, поэтому под фенотипом надо понимать совокупность свойств на всем протяжении онтогенеза.

Генотип + Внешняя среда = Фенотип

Уже на стадии транскрипции контроль экспресии отдельных генов осуществляется путем взаимодействия генетических и негенетических факторов. Следовательно, даже в формировании элементарных признаков организма – полипептидов – принимают участие генотип как система взаимодействующих генов и среда, в которой он реализуется.

Среда первого порядка – совокупность внутриорганизменных факторов (межклеточное взаимодействие, гормоны и др.).

Среда второго порядка – совокупность внешних по отношению к организму факторов.

Классификация признаков:

- морфологические (форма носа, цвет волос).

- физиологические (ЧСС, АД).

- иммунологические (группа крови).

- биохимические (набор ферментов, уровень их активности).

Каждый конкретный признак детерминируется парой аллелей гена, такие признаки называют альтернативными. Пример: праворукость – леворукость, карие глаза – голубые глаза. Для генетических исследований важно узнать генотип особей, обладающих доминантным фенотипом. Для установления генотипа особей, которые не различаются по фенотипу, применяют анализирующие хромосомы – хромосомы гибридной особи с особью, гомозиготной по рецессивным аллелям, т.е. имеющий генотип аа (фенотип ее всегда известен). Анализизирующее скрещивание – один из основных методов, позволяющих установить генотип особи, поэтому что широко используется в генетике и селекции.

Таким образом, анализирующее скрещивание – это скрещивание особей с доминантным фенотипом и неизвестных генотипом с особью с рецессивным фенотипом.

Скрещивание гетерозиготной особи (с неизвестным генотипом) с особью, гомозиготной по рецессивному аллелю, называется анализирующим скрещиванием

34.Генотип как система взаимодействующих генов. Взаимодействие неаллельных свободно комбинирующихся генов. Комплементарность и эпистаз. Молекулярный механизм рецессивного эпистаза (наследование «бомбейской» группы крови).

Генотип – совокупность генов данного организма, полученных от родителей. Генотип характеризует особь, а не вид. Термин вел В. Йогансен в 1909.

Генотип – единая система взаимодействующих генов ,проявление каждого зависит от генотипической среды, в которой он находится. На разных этапах развития особи в активном состоянии находятся разные гены, поэтому генотип функционирует, как изменчивая подвижная система.

Неаллельные – гены, которые находятся в разных парах негомологичных хромосом (свободнокомбинирующиеся) или в разных локусах одной хромосомы.

НГ могут взаимодействовать между собой, при этом один ген может обуславливать несколько признаков, либо один признак обуславливаться несколькими генами.

Выделяют 4 формы: комплементарность, эпистаз, полимерия, эффект положения.

Комплементарность– форма взаимодействия неаллельных свободнокомбинирующихся генов, при которой их одновременное присутствие обуславливает проявление нового признака, при отсутствии хотя бы одного признак не проявляется.

Пример: наследование глухонемоты. Нормальный слух и речь А_В_, глухонемота при отсутствии хотя бы одного гена.

Доминантный эпистаз – один доминантный ген подавляет действие другого доминантного гена из другой аллельной пары (подавляющий – эпистатический, супрессор, подавляемый гипостатический)

Рецессивный эпистаз – рецессивный ген подавляет действие доминантного из другой аллельной пары. Наследование бомбейской группы крови.

Н-

Антиген

IAФ1А-антиген – 2 гр.

IBФ2В-антиген – 3 гр.

I00Н-антиген – 1 бомбейская группа крови.

Бомбейская группа крови – пример рецессивного эпистаза.

Есть предшественники А или В – антигена -------Н-антиген, кот вырабатывается в орг чел под возд Н-трансферазы.

Если в генотипе есть ген Н – то образовывается Н-антиген и наследование крови идет обычное.

Если человек рецесс. гомозигота – Н-антиген не образуется

Вне зависимости от генотипа по системе АВ0 (Н) – 1 бомбейская группа крови.

35. Взаимодействие неаллельных генов. Взаимодействие типа "эффект положения" (наследование групп крови Rh - системы).

Эффект положения – это ситуация, когда функциональность генов зависит от их положения, относительно друг друга.

Так наследуется резус-фактор (РФ) – он определен 3 генами в коротком плече 1 хромосомы.

Гены располагаются последовательно друг за другом, наследуются сцепленно.

C_D_Eцис-положение (РФ +) транс-положение (РФ -)

C	d		E
c	d		e
C		d	e
c		d	E

Сцепление генов нарушает кроссинговер.

Полное сцепление встречается крайне редко - для муж. тутового шелкопряда, дрозофиллы.

У человека – в У-хромосоме есть псевдоаутосомные районы, вступающие в кроссинговер c Х-хромосомой.

Если между генами расстояние больше 50 морганид – они наследуются независимо.

36. МОНОГЕННОЕ И ПОЛИГЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ. ПОЛИМЕРИЯ, ЕЕ ФОРМЫ. ПРИМЕРЫ ПОЛИГЕННЫХ ПРИЗНАКОВ У ЧЕЛОВЕКА И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ НАСЛЕДОВАНИЯ (ГЕНЕТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ).

Моногенный тип наследования – наследование, при котором признак определяется только одним геном.

Полигенное наследование – тип наследования признаков, обусловленных действием многих генов, каждый из которых оказывает лишь слабое действие. Полимерия.

Несколько неаллельных генов влияют на степень проявления одного и того же признака.

Полимерия бывает:

Количественная (коммулятивная) – гены оказывают обобщенное воздействие на признак. Чем больше генов – сильнее призак.

У ЧЕЛОВЕКА – ПИШМЕНТАЦИЯ КОЖИ (негры – А1,А2..; белые – а1,а2…, мулаты – А1,а1,А2,а2…)

1908 Нильсон Эле, зерна пшеницы.

Пигментация тела, масса тела, рост, уровень давления.

Белый а1а1а2а2

Мулат А1А1а2а2 А1а1А2а2

Темный мулат А1А1А2а2 А1а1А2А2

Светлый мулат А1а1а2а2 а1а1а2А2

Качественная – дублирующее действие генов по отнош к призн.

Наличие как минимум 1 гена доминантного УЖЕ дает наличие признака в той или иной степени.

ФОРМА СТРЮЧКА У ПАСТУШЬЕЙ СУМКИ – треугол А1,А2, яйцевидная а1, а2.

(Пример: форма стручка у пастушьей сумки определяется двумя генами Аи В

Если есть 1 доминантный ген – сердцевидная.

Если нет доминантного – листовидная.)

37. ГЕНЕТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ И НАСЛЕДОВАНИЕ ПОЛА У ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ. ПОЛОВОЙ ХРОМАТИН, ЕГО ЗНАЧЕНИЕ В МЕДИЦИНСКОЙ ПРАКТИКЕ.

Наиболее распространенный метод определения пола – СИНГАМНЫЙ (пол опр на момент оплодотворения)

Тип дрозофиллы, млекопит, человек, 2 домные растения, рыбы.

Пол зависит от муж.особи

1⁰ соотношение полов – это соотношение полов на момент зачатия. Теоретически - 1:1, на практике 100жен.:500муж.

2⁰ соотношение – 100жен.:105-120муж.

3⁰ соотношение – на период окончания полового созревания 1:1

Тип ИКС-0 (НАСЕКОМЫЕ, ЖУКИ, ПАУКИ, КРУГЛЫН ЧЕРВИ)

Пол зависит от муж.особи

Тип ZW (ПТИЦЫ, БАБОЧКИ, ЗЕМНОВОДНЫЕ, НЕК. РЫБЫ)

Пол зависит от ЖЕН.особи

ТИП ГАПЛОИДНО-ДИПЛОИДНЫЙ (ПЧЕЛЫ, ШМЕЛИ, ОСЫ)

Пол зависит от кол-ва хромосом

Гетерохроматин:

1) постоянный (конститутивный) – расположен в теломерах и центромерах

2) факультативный (временный) – временно переведенный в неактивное состояние эухроматин. Пример: половой хроматин.

У женщин 1 глыбка, у мужчин глыбки полового хроматина нет. Число глыбки всегда на 1 меньше, чем число Х-хромосом.

Применение: выявление пола плода, диагостика хромосомных заболеваний, связанных с изменениями числа половых хромосом, в большом спорте – как секс-контроль.

38. НЕЗАВИСИМОЕ КОМБИНИРОВАНИЕ И СЦЕПЛЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ, ИХ ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ. СЦЕПЛЕНИЕ ГЕНОВ И КРОССИНГОВЕР. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ХРОМОСОМНОЙ ТЕОРИИ.

НЕЗАВИСИМОЕ КОМБИНИРОВАНИЕ ЭТО 3 ЗАКОН МЕНДЕЛЯ.

Справедлив для генов разных пар Х.

При скрещивании чистых линий отличающихся по 2 парам альтернативных признаков, во втором поколении наблюдается независимое комбинирование признаков и соответствующих им генов.

Р АаВв х АаВв

АВ Ав АВ Ав

аВ ав аВ ав

Ф 9А_В_ 3ааВ_ 3А_ вв 1аавв

СЦЕПЛЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ – СОВМЕСТНОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ ГЕНОВ, ЛОКАЛИЗОВАННЫХ В ОДНОЙ ХРОМОСОМЕ.

Существует 2 формы:

1. Полное – не происходит перекомбинация родительских генов и все потомство наследует признаки только исходных родительских форм

Редко, только у самцов дрозофилы и самок тутового шелкопряда.

2. Неполное – происходит перекомбинация родительских генов, обусловлена кроссинговером и связана с образованием кроссинговерных гамет.

Кроссинговер – обмен идентичными участниками между гомологичными Х, приводит к рекомбинации наследственных задатков и формированию новых сочетаний генов в группах сцепления (одиночный, двойной, множественный).

Частота кроссинговера прямо пропорциональна расстоянию между генами и обратно пропорциональна силе сцепления.

Для каждой пары генов одной Х частота кроссинговера величина постоянная, составление генетических карт – отрезок, на котором располагаются гены относительно др. и указывается расстояние между генами (на основе экспериментальных исследований).

Цитологические карты Х - рисунок каждой Х.

ХРОМОСОМНАЯ ТЕОРИЯ.

переоткрытие в 1900 г. закономерностей наследования, установленных ранее Г. Менделем

Основы хромосомной теории заложили работы немецкого биолога Т. Бовери (1902–1907) и американского цитолога У. Сеттона (1902–1903), которые независимо друг от друга предположили, что гены расположены в хромосомах, и связали закономерности Менделя, описывавшие поведение наследственных факторов, с поведением хромосом во время мейоза и при оплодотворении

Детальная разработка хромосомной теории была произведена Т.Х. Морганом и его учениками (начиная с 1910 г.). Изучая наследование окраски глаз у плодовой мушки дрозофилы, цвет глаз – признак, сцепленный с полом, и что по характеру его наследования ген, определяющий этот признак, должен находиться в половой хромосоме (Х-хромосоме).

Морган обнаружил, что сцепленное наследование признаков может нарушаться в результате кроссинговера во время мейоза. На основании детального исследования сцепления Морган и его сотрудники разработали методы определения взаимного положения различных генов на хромосомах и построения генетических карт хромосом.

Положения теории Моргана:

1. каждая Х представляет собой уникальную группу сцепления генов, число групп сцепления равно количеству хромосом.

2. гены в Х расположены в линейном порядке и занимают определенное место – локус.

3. между гомологичными Х во время мейоза возможен кроссинговер, который нарушает сцепление генов и обеспечивает их перекомбинацию.

4. частота кроссинговера является функцией расстояния между генами, т.е. чем больше расстояние, тем больше вероятность кроссинговера.

5. частота кроссинговера зависит от силы сцепления между генами, т. е. чем сильнее сцеплены гены, тем меньше вероятность кроссинговера..

Хромосомная Теория Наследственности, с одной стороны, строго соответствовала открытым Менделем закономерностям наследования признаков, поведению Х в ходе митоза, при мейозе и оплодотворении. С другой стороны, был обнаружен особый тип наследования признаков (сцепленное).

39. АУТОСОМНЫЕ И СЦЕПЛЕННЫЕ С ПОЛОМ ПРИЗНАКИ, ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ НАСЛЕДОВАНИЯ. РАССМОТРЕТЬ НА ПРИМЕРАХ.

Это наследственные заболевания – болезни, в осн кот лежит патологическая наследственность, получ организмом чз половые клетки родителей.

Моногенные и полигенные.

МОНОГЕННЫЕ: 4500 видов, 3 % населения, наследуются согласно законам Менделя, наци заболевания (расовая и этническая предрасположенность) – муковисцедоз (кистозный фиброз) – для белой расы, но в рецессивном состоянии он обеспечивает защиту от туберкулеза.

Фактор риска – муж >45 лет – сперматогенез!

Аутосомно-доминантные:

От пола не зависит, от больных родителей могут родиться здоровые дети, встречается в каждом поколении (передача болезни по вертикали), при типичном браке Аа*аа – 50% риска больного ребенка. Больные дети рождаются только от больных родителей.

ГЕН НАХОДИТСЯ В 1 ИЗ 44 АУТОСОМ в доминант состоянии.

КАРИЙ ЦВЕТ ГЛАЗ, СИНД.МОРФАНА, НЕЙРОФИБРОМАТОЗ, ПРАВОРУКОСТЬ.

Аутосомно-рецессив (осн тип наследования моноген заболеваний):

Независимо от пола, передача по горизонтали, чем реже встречается мут.ген в популяции – тем чаще родители явл кровными родственниками, идет накопление среди СИБСОВ (братья, сестры), больные дети могут родиться от клинич.здоровых родителей Аа*Аа – 25%

ФЕНИЛКЕТОНУРИЯ, ГОЛУБЫЕ ГЛАЗА

Х-сцеплен доминан:

От больного муж – все дочери больные, а сыновья здоровы, передача по вертикали, от бол жен – больные дети обоих полов. Чаще болеют девочки.

ТЕМНАЯ ЭМАЛЬ ЗУБОВ, НЕ ЛЕЧАЩИЙСЯ РАХИТ

Х-сцеплен рецес:

Болеют только мужчины! КРИС-КРОСС – дед по матер линии и внук болеют 1 заболеванием. Дочери больных мужчин – носительницы гена, здоровые муж не передают болезнь.

ГЕМОФИЛИЯ, ДАЛЬТОНИЗМ, МИОПАТИЯ ДЮШЕНА

У-сцеплен:

Все мужчины во всех поколениях, голандрическое наследование.

ГИПЕРТРИХОЗ УШНОЙ РАКОВИНЫ, НЕК ФОРМЫ СИНДЕКТИЛИИ (сращение пальцев), ихтиоз.

41. КЛИНИКО-ГЕНЕАЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД, ЕГО СУЩНОСТЬ, ЭТАПЫ И НАЗНАЧЕНИЕ. ПРИНЦИП СОСТАВЛЕНИЯ РОДОСЛОВНЫХ, ИХ АНАЛИЗ. ТИПЫ НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ У ЧЕЛОВЕКА. РАССМОТРЕТЬ НА ПРИМЕРАХ.

Составление и анализ родословных

1865 – Гальтон

Прослеживание признака (болезней в ряду поколений c указанием типа родственных связей по отношению к пробанду – относит. кого составляют)

Этапы:

Сбор генеалогич анамнеза и клинич анамнеза (возраст, профессия, нац, место жительства)

Составление родословной

Анализ родословной – характер признака – фенокопия или мутация и т.д., тип и вариант наследования

Опр генотипов всех членов родословной и зиготности

Опр пенетрантности гена

Медико-генетич прогноз (степень риска рождения больных детей c патологией)

Аутос-рецесс: болезнь а, норма А, аутосом-домин: бол А, норма а

ПРИНЦИПЫ РОДОСЛОВНЫХ:

Применяется в коневодстве, селекции ценных линий крупного рогатого скота и свиней, при получении чистопородных собак, при выведении новых пород пушных животных.

44.МОЛЕКУЛЯРНО — ГЕНЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД : СУТЬ И НАЗНАЧЕНИЕ.

Более 500 заболеваний

Предрасположенность к вирусам, использование любых тканей и клеток c ДНК

Проведение анализа на любой стадии онтогенеза

ПРЯМАЯ: использ для уже известных заболеваний; наследст заболевания, имеющие клонированные гены c известной последовательностью нуклеотидов

Мутации в гене

Высокая точность, нед надобности в анализе всей семьи

КОСВЕННАЯ: если мутации в гене не выявлены, использование маркеров, находящихс рядом c изучаемым геном, точная!

В основе всей диагностики – ПОЛИМЕРАЗНАЯ ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ (ПЦР) – селективная амплиификация (клонирование) фрагмента ДНК ин витро.

Полимеразная цепная реакция . 1993 г. Кэрри Мюмме.

Модель репликации ДНК: выделение ДНК Денатурация ДНКотжиг, гибридизация праймеров c матричной ДНК, амплификация – получение множест копий участков ДНКдостраивание (удлинение, элонгация), электрофорез ДНК – распределение ДНК в спец геле.

МЕТОДИКИ:

Гибридизация ДНК с использованием ДНК-зондов.

Секвенирование – точная последовательность генов (точковые мутации, делеции и инверсии)

Значение:

определение моногенных мультифакториальных заболеваний.

восприимчивость человека к инфекционным заболеваням.

диагностика онкопатологий.

установление отцовства

криминалистика.

применение ферментов-рестриктаз для изучения фрагментов ДНК.

46 .Определение и основные формы изменчивости в зависимости от реакции генотипа. Характеристика форм ненаследственной изменчивости (рассмотреть на примерах у человека).

Изменчив – фундаментальное свойство живого, способность организма приобретать новые/утрачивать старые качества, свойства и признаки, противоположна наследственности

В зависимости от реакции генотипа бывает: ненаследственная (модификации, морфозы) и наслед (мутацион. и комбинативная).

МОДИФИКАЦИИ:

Изменение степени выраженности признака в пределах нормы реакции под возд факторов окр среды/ в зависимости от этапов индивид развития

Носит адаптивное значение

Помогают орг приспособиться к конкретным условиям среды

Массовый характер

Предсказуемы

Норма реакции – это пределы, в кот возможно варьирование признака при опр генотипе:

Однозначная – признак не зависит от среды – Rh, группа крови

Узкая – признак зависит от окр среды – пигментация, интеллект

Широкая – лабильные признаки – масса тела человека

интенсивность модификации пропорциональна Fиtвоздействия

Т, когда признак подвержен модификации со стороны среды – модификац период:

Короткий – рост 12-16, интеллект до 3, общение 1,5-3, географич кретинизм 12-15, ПРИКУС 1,5-3

Большой – пигментация кожи, масса тела.

ГЕНЕТИЧ ОСНОВА – изменение Функц генов/типа их взаимодействия

Типы не исследованы, механизм не известен

ВИДЫ:

сезонные (изменение признака в ходе сезона, у чел – обмен вв, загар, колво витаминов, динамика психологич функций)

Онтогенетические (зубы, острота зрения, пигментация волос)

Экологические (формирование дефинитивного фенотипа в опр эколог условиях):

Адаптивные типы у человека: формирование до 3 лет

Арктический (много жир ткани, низкорослость, мало волос, развиты легкие,много Hb)

Экваториальный

Умеренных широт

Высокогорный

Урбанизированный (плохо со слухом и зрением, низкая скорость психомоторных реакций)

МОРФОЗЫ:

изменение признака, выходящее за пределы нормы реакции под возд факторов окр среды

Возникают только в эмбрионал период

Фенотипически определяются врожденными пороками развития

ГЕН ОСНОВА – полное подавление Ф активности гена в эмбрион период

ТЕРАТОГЕНЫ:

Физические – радиация, уф, рентген – Т тела >38

Биологические – вирусы(краснуха, герпес, цитомегаловирус) – синдром краснушного поражения плода – триада Грега=катаракта+глузота+порок сердца, умственная отсталость, токсоплазма, возбудитель сифилиса

Химические – лекарства, пестициды, никотин – недопустимы до 2 месяцев беременности.

Фенокопии по фенотипическому проявлению копируют признаки другого генотипа. Чаще всего они копируют хромосомные синдромы.

Пример: умственная отсталость – фенокопия при недостатке иода в рационе беременной женщины или при хромосомных синдромах.

Водянка мозга – следствие радиации или при синдроме Дауна.

Дефинитивные фенокопии – от образования зиготы до полового созревания особи.

47.ФОРМЫ НАСЛЕДСТВЕННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ, ИХ БИОЛОГИЧЕСКОЕ И ЭВОЛЮЦИОННОЕ ЗНАЧЕНИЕ. МУТАЦИИ, ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ (МУШИНСКИЙ, 1972). ЗНАЧЕНИЕ И ПРИМЕРЫ У ЧЕЛОВЕКА.

К формам наследственной изменчивости относят изменения признаков орг-ма, которые определяются генотипом и сохраняются в ряду поколений:

КОМБИНАТИВНАЯ возникает на основе полового размножения, обеспечивает фенотипическое разнообразие потомства.

Механизмы: -кроссинговер(рекомбинация генов)

-случайное расхождение Х и хроматид в мейозе

-случайная встреча половых гамет, а вследствие этого и сочетания хромосом во время оплодотворения

Сочетание генов = 64*10¹²

РЕЗУЛЬТАТ: каждый человек за искл монозиготных близнецов – фенотипи и генотип индивидуальность

ЭВОЛ ЗНАЧЕНИЕ: вторичное генетическое разнообразие популяции за счет новых комбинаций генов, которые могут закрепляться в ходе ест отбора.

МЕД ЗНАЧЕНИЕ: появление заболеваний за счет неудачных комбинаций генов/нарушения регуляторной связи между ними.

Мутационная – Это внезапное стойкое скачкообразное изменение в структуре генотипа, передающееся по наследству.

Мутагены бывают физические (Ра, иониз излуч, УФ, радио- и ЭМП, высокие/низкие температцры), химические (колхицин,винкамин,нитро-производ мочевины, пестициды,пищ добавки, лекарства,) и биологические (вирусы, продукты обмена, антигены микроорганизмов, , специфич послед ДНК - транспозоны).

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МУТАЦИОННОЙ ТЕОРИИ В 1901—1903 ГОДАХ РАЗРАБОТАЛ ГУГО ДЕ ФРИЗ:

1. Мутации возникают внезапно, скачкообразно.

2. В отличие от ненаследственных изменений мутации представляют собой качественные изменения, которые передаются из поколения в поколение.

3. Мутации проявляются по-разному и могут быть как полезными, так и вредными, как доминантными, так и рецессивными.

4. Вероятность обнаружения мутаций зависит от числа исследованных особей.

5. Сходные мутации могут возникать повторно.

6. Мутации ненаправленны (спонтанны), то есть мутировать может любой участок хромосомы, вызывая изменения как незначительных, так и жизненно важных признаков.

ЭВОЛЮЦ ЗНАЧЕНИЕ: это единственный фактор, поставляющий новые аллели в популяцию, создание первичного генетического разнообразия, возможность естественного отбора.

МЕД ЗНАЧЕНИЕ: наследст болезни(онко- и т.д.), бесплодие

УРОВНИ:1)молекулярно-генетический – генные, цитоплазматические, динамические

2) клеточный- геномные, хромосомные

3)тканевый- соматические (онкопатологии) , генеративные (в гаметах, наследст забол)

3)онтогенетический- морфологические, физиологические, иммунологические, биохимические; доминантные и рецессивные, прямые и обратные

4)популяционно-видовой – нейтральные , полезные , вредные(летальные , полулетальные)

Мутации обуславливают у человека наследственные патологии:

1)Моногенные, молекулярные, генные болезни ( подчиняются закону Менделя)

2)Хромосомные мутации (Болезнь Дауна, синдром Патау, синдром Эдвардса, синдром Тернера)

3)мультифакториальные или с наследственной предрасположенностью.(Псориаз, сах.диабет, шизофрения)

4)соматические мутации ( самопроизвольные аборты)

5)заболевания, связанные с несовместимостью матери и плода по резус фактору( гомолитическая болезнь новорожденных)

6)мутации с невыясненным генетическим эффектом (аходроплазия)

По происхождению: спонтанные и индуцированные.

48. ГЕННЫЕ МУТАЦИИ, ИХ ТИПЫ И МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ, ЗНАЧЕНИЕ В ПАТОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА.

Это любое химическое изменение структуры ДНК вне зависимости от локализации и влияния на жизнедеятельность.

Изменение структуры гена (структуры ДНК)

МУТАЦИИ-ЗАМЕНЫ:	Сдвиг рамки считывания Frame-Shiftмутации
Миссенс (70%) – замена одного смыслового кодона другим в белке изменяется только 1 АК Серповидно-клеточная анемия(в b-цепиHbглутамин.кисвалин), синд. Морфана	C места мутации в белке изменяется вся АК последовательность
Нонсенс (5%) – смысловой кодон меняется на 1 из 3 стоп-кодонов белок или совсем не синтез/синтез аномально коротким и дефектным Миопатия Дюшена	Делеция – выпадение нуклеотида дубликация АТГ ААГ АТТГ ААГ Вставка; фенилкетонурия, ферментопатии, галактозамия (не расщепление лактазой сахара галактозы)
Самиссенс (25%) – связаны со свойст вырожденности ген кода, нуклеотид последоват кодона меняется, НО он будет кодир ТУ ЖЕ АК (человек здорово, но возможны патологии в потомстве)	ОСНОВА МОНОГЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ПРОИСХОДЯТ ВО tсперматогенеза
Механизмы: транзиция (пурины и пиримидины меняются мж собой – А<>Г, Т<>У) Трансверсия А,Г <> Т,У	15% мутаций не под действием мутагенов, а как ошибки в ходе репликации ДНК

49. ПОНЯТИЕ О МОНОГЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ (ГЕМОГЛОБИНОПАТИИ, ФЕРМЕНТОПАТИИ И ДР.)

Гемоглобинопатии (гемоглобинозы) представляют собой группу наследственных заболеваний, связанных с нарушением строения или продукции гемоглобина. Имеется большое количество дефектов гемоглобина, которым соответствуют клинические проявления болезни. Многие гемоглобинопатии ограничены определенными географическими районами. Они встречаются у жителей Африки, побережья Средиземного моря, Юго - Восточной Азии, островов Тихого океана.

Диагностика Г. осуществляется с помощью спец. методов исследования, среди которых основное место занимает изучение строения клеток красной крови (эритроцитов) и гемоглобина. В республиках Закавказья и Средней Азии встречается талассемия - наследственная форма гемоглобинопатии у детей, характеризующаяся образованием уродливых, неполноценных форм эритроцитов и ускоренным разрушением их.

Лечение этого вида Г. сложно и осуществляется под постоянным контролем врача. При этом применяются препараты фолиевой кислоты и витамина 812, проводится переливание крови и эритроцитарной массы, иногда удаление селезенки.

50. ФЕНИЛКЕТОНУРИЯ: МОЛЕКУЛЯРНО — ГЕНЕТИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ И ФЕНОТИПИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ. ВОЗМОЖНОСТИ ДИАГНОСТИКИ, ТЕРАПИИ И ПРОФИЛАКТИКИ ФКУ.

ФЕРМЕНТОПАТИИ: НАСЛЕДСТВЕННЫЕ БОЛЕЗНИ ОБМЕНА (НБО), в их основе – мутации в гене опр фермента, аут-рец тип наследования.

Патогенез связан либо c нехваткой конеч продук метаболизма, либо c появл побочных, либо 2 мехма

ФЕНИЛКЕТОНУРИЯ: появляется 1 на 6-8тыс детей, типичная для белой расы, аут-рец

Нарушение метаболизма АК фенилаланина

Мутация в гене фермента ФЕНИЛАЛАНИНГИДРОКСИЛАЗА  побочные прод метаболизма (ФПК –фенилпировиноглад кисл, ФМК-фенилмолочная кисл, ФУК – фенил уксусн кис)

И нехватка норм продуктов – меланина

Признаки: ребенок рождается практич здоровым, заболевание развивается постепенно, 1 признаки к 3-4 мес, клиника не может точно определить

Задержка психомоторного развития c формир умствен отсталости (проградиентное течение)

Поражения кожи, повыш мышеч тонус, измен пигментн обмена – белые волосы и кожа

Диагностика: c 92 года в РФ – скрининг новорожденных (неонатальный) Терапия, диета c огранич содержанием фенилаланина до 14 лет, спец белковые смеси

51. ГЕНОМНЫЕ МУТАЦИИ (ПОЛИПЛОИДИЯ, АНЕУПЛОИДИЯ), МЕХАНИЗМ ИХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ, ЗНАЧЕНИЕ В ПАТОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА. ХРОМОСОМНЫЕ СИНДРОМЫ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ ГЕНОМНЫМИ МУТАЦИЯМИ У ЧЕЛОВЕКА.

ГМ – это мутации, связан c измен числа хромосом

Полиплоидия	Анеуплоидия
Увелич колич хромосом, кратно гаплоид набору 3п, 4п,5п	Изменение числа хромосом, не кратно гаплоид набору
Автополиплоидия – внутривидовая (рыб,насекомых,ракообразных.митоз.)	Хромосомные синдромы!
Аллоплоидия – мужвидовая, капустно-редичный гибрид Карпеченко	НАРУШЕНИЕ РАСХОЖДЕНИЯ ХРОМОСОМ В МЕЙОЗЕ

У млекопит и человека полиплоидия несовместима c жизнью – причина мертворождения и спонтанных абортов.

МЕХЗМ: нарушение процессов оплодотворения (проникновение >2 сперматозоидов)

Среди растений – полиплоидия распространена – все культурные растения

изменение числа хромосом не кратное n-анеуплоидия или гетероплоидия

2n-1 полная моносомия

2n+1трисомия

2n-2

2n+2тетрасомия

2n-1-1двойная моносомия

2n+1+1двойная трисомия

Моносомии несовместимы с жизнью,кроме синдрома тернера

Синдром-совокупность или комплекс симптомов

СИНДРОМ ТЁРНЕРА

45хр=44А+1Х(жен) полового хроматина нет. 45,Х

Фен:низкий рост,короткая шея с крыловидными складками,бесплодие,половой инфантилизм,деградация локтевых и лучезапястных суставов, щитообразная грудная клетка,диспропорция телосложения,недоразвитие вторичных половых признаков,неуравновешенная психика, первичная аменорея (нет менструации)

СИНДРОМ КЛАЙНФЕЛЬТЕРА(1:500)

47хр=44А+ХХY47, ХХУ

47хр=44А+ХYY(жен) 1 глыбка полового хроматина

Фен:высокий рост,евнухоидизм,гинекомастия,бесплодие,гипогнадизм, интеллект норм или отсталый, телосложение по женскому типу

ТРИСОМИЯ ПО Х-ХРОМОСОМЕ

47хр=ХХХ,(жен) 2 глыбки полового хроматина

Фен:высокий рост,длинные конечности,диспропорции тела,узкий таз,широкие плечи,деформации иелких костей стопы и кисти,саблевидные лопатки,интеллект норм

СИНДРОМ ПАТАУ(1:5-7 тыс)

47хр=47, ХХ, +13

47хр=47, ХУ, +13 (трисомия по группе Д)

Фен:множественные дисморфии лица,мозгового черепа и скелета,расщелина твердого и мягкого неба,микроцефалия-уменьш. Объем голов.мозга,олигофрения,полидактилия(много пальцев), синдактилия,узкие глазные щели,низко расположенные ушные раковины, ВПР внутренних органов. Смерть до года.

СИНРДОМ ЭДВАРДСА(1:10 000)

47, ХХ, +16

47,ХY, +16 (трисомия по группе Е)

У женщин чаще

Фен:черепно-мозговые дизморфии-узкий лоб,плоский затылок,рот маленький,отсутствие глазных яблок,ВПР внутренних органов. Живут максимум 4 мес, долихоцефалия

СИНДРОМ ДАУНА(1:550-700)

47,ХХ+21

47,ХY+21 (трисомия по 21 паре)

Соотношение полов 1:1

Повышается вероятность с возрастом матери, после 45 повышается в 30,40 раз., риск повторного рождения 1%

Фен:черепно-лицевые дизморфии,плоское переносье, выступающие скулы,большой язык,слюноотделения, ВПР внутренних органов, нарушение интеллекта,дибилизм, у мужчин повышенная агрессивность. Живут долго, аркообразное небо, аномалии зз, бороздчатый язык, 2⁰ иммунодефицит, мужчины бесплодны, жен – слабая репродукт функция, 2 пика смертности – до 5 лет, до 40-45.

32.Моногибридное скрещивание. Первый и второй законы Менделя. Исключения из законов. Закон "чистоты гамет". Менделирующие признаки человека. Примеры. Дигибридное скрещивание. Третий закон Менделя. Исключения из закона. Менделирующие признаки человека. Примеры

Моногибридное скрещивание — скрещивание форм, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков. При этом скрещиваемые предки являются гетерозиготными по положению аллеля в хромосоме.

Моногибридное наследование представляет собой пример наследования единственного признака (гена), различные формы которого называют аллелями. При моногибридном скрещивании сравнивают только один характерный признак.

Закон единообразия гибридов первого поколения, или первый закон Менделя, утверждает, что потомство первого поколения от скрещивания устойчивых форм, различающихся по одному признаку, имеет одинаковый фенотип по этому признаку. При этом все гибриды могут иметь фенотип одного из родителей (полное доминирование), как это имело место в опытах Менделя, или, как было обнаружено позднее, промежуточный фенотип (неполное доминирование). В дальнейшем выяснилось, что гибриды первого поколения могут проявить признаки обоих родителей (кодоминировапие). Этот закон основан на том, что при скрещивании двух гомозиготных по разным аллелям форм (АА и аа) все их потомки одинаковы по генотипу (гетерозиготны — Аа), а значит, и по фенотипу.

Закон расщепления, или второй закон Менделя, гласит, что при скрещивании гибридов первого поколения между собой среди гибридов второго поколения в определ. соотношениях появляются особи с фенотипами исходных родительских форм и гибридов первого поколения. Так, в случае полного доминирования выявляются 75% особей с доминантным и 25% с рецессивным признаком, т. е. два фенотипа в отношении 3:1 (рис. 1). При неполном доминировании и кодомииировании 50% гибридов второго поколения имеют фенотип гибридов первого поколения и по 25% — фенотипы исходных родительских форм, т. е. наблюдают расщепление 1:2:1. В основе второго закона лежит закономерное поведение пары гомологичных хромосом (с аллелями А и а), к-рое обеспечивает образование у гибридов первого поколения гамет двух типов, в результате чего среди гибридов второго поколения выявляются особи трёх возможных генотипов в соотношении 1АА:2Аа:1аа. Конкретные типы взаимодействия аллелей и дают расшепления по фенотипу в соответствии со вторым законом Менделя.

Дигибридное скрещивание.

Дигибридным называют скрещивание двух организмов, отличающихся друг от друга по двум парам альтернативных признаков. Для дигибридного скрещивания Мендель брал гомозиготные растения гороха, отличающиеся по окраске семян (желтые и зеленые) и форме семян (гладкие и морщинистые).

Скрещивая растение с желтыми и гладкими семенами с растением с зелеными и морщинистыми семенами, Мендель получил единообразное гибридное поколение F1 с желтыми и гладкими семенами.

Желтая окраска (А) и гладкая форма (В) семян — доминантные признаки, зеленая окраска (а) и морщинистая форма (в) — рецессивные признаки.

Закон независимого комбинирования (наследования) генов (третий закон Менделя): при скрещивании двух гетерозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга в соотношении 3:1 и комбинируются во всех возможных сочетаниях.

Исключения : Закон независимого комбинирования не соблюдается в том случае, если гены, контролирующие изучаемые признаки, сцеплены, т.е. располагаются по соседству друг с другом на одной и той же хромосоме и передаются по наследству как связанная пара элементов, а не как отдельные элементы.

ЗАКОН ЧИСТОТЫ ГАМЕТ

Закон не смешивания каждой пары в гаметах гибридного организма. В его основе лежит цитологический механизм мейоза

Менделирующими признаками называются те, наследование которых про исходит по закономерностям, установленным Г. Менделем. Менделирующие признаки определяются одним геном моногенно (от греч.monos-один) то есть когда проявление признака определяется взаимодействием аллельных генов, один из которых доминирует (подавляет) другой. Менделевские законы справедливы для аутосомных генов с полной пенетрантностью (от лат.penetrans-проникающий, достигающий) и постоянной экспрессивностью (степенью выраженности признака).

Если гены локализованы в половых хромосомах (за исключением гомологичного участка в Х- и У-хромосомах), или в одной хромосоме сцеплено, или в ДНК органоидов, то результаты скрещивания не будут следовать законам Менделя.

Общие законы наследственности одинаковы для всех эукариот. У человека также имеются менделирующие признаки, и для него характерны все типы их наследования: аутосомно-доминантный, аутосомно-рецессивный, сцепленный с половыми хромосомами (с гомологичным участком Х- и У-хромосом).

Типы наследования менделирующих признаков:

I. Аутосомно-доминантный тип наследования. По аутосомно-доминантному типу наследуются некоторые нормальные и патологические признаки:

1) белый локон над лбом;

2) волосы жесткие, прямые (ежик);

3) шерстистые волосы - короткие, легко секущиеся, курчавые, пышные;

5) способность свертывать язык в трубочку;

7) полидактилия (от греч.polus – многочисленный, daktylos- палец) – многопалость, когда имеется от шести и более пальцев;

II. Аутосомно-рецессивный тип наследования.

Если рецессивные гены локализованы в аутосомах, то проявиться они могут при браке двух гетерозигот или гомозигот по рецессивному аллелю.

По аутосомно-рецессивному типу наследуются следующие признаки:

1)волосы мягкие, прямые;

2)кожа тонкая;

3)группа крови Rh-;

5)неумение складывать язык в трубочку;

7)галактоземия - накопление в крови галактозы, которая тормозит всасывание глюкозы и оказывает токсическое действие на функцию печени, мозга, хрусталика глаза;

8)альбинизм.

Частота рецессивных наследственных болезней особенно повышается в изолятах и среди населения с высоким процентом кровнородственных браков.

33.Аллельные гены. Множественный аллелизм, его происхождение, примеры. Наследование групп крови АВО (Н) – системы у человека.

Аллельные гены – гены, отвечающие за контрастные признаки.

Множественный аллелизм — это существование в популяции более двух аллелей данного гена. В популяции оказываются не два аллельных гена, а несколько.

Множественный аллелизм для генов, контролирующих системы несовместимости, выступает как фактор отбора, препятствующий образованию зигот и организмов определенных зигот. Примером множественного аллелизма является серия множественных аллелей s1, s2, s3, обеспечивающих самостерильность многих растений. Двенадцать различных состояний одного локуса у дрозофилы, обусловливающих разнообразие окраски глаз (w — белые, we — эозиновые, wa — абрикосовые, wch — вишневые, wm — пятнистые и т. д.); серия множественных аллелей окраски шерсти у кроликов («сплошная», гималайская, альбинос и т. д.); аллели IA, Iв, I°, определяющие группы крови у человека, и т. д. Серия множественных аллелей — результат мутирования одного гена.

Обусловленность признака серий множественных аллелей не меняет соотношения фенотипов в гибридном потомстве. Во всех случаях в генотипе присутствует только одна пара аллелей, их взаимодействие и определяет развитие признака.

Группа крови — описание индивидуальных антигенных характеристик эритроцитов, определяемое с помощью методов идентификации специфических групп углеводов и белков, включённых в мембраны эритроцитов животных.

В плазме крови человека могут содержаться агглютинины α и β, в эритроцитах — агглютиногены A и B, причём из белков A и α содержится один и только один, то же самое — для белков B и β.

По системе AB0, которая предложена ученым Карлом Ландштейнером в 1900 году, существует четыре группы крови:

• первая - α и β

• вторая - A и β

• третья - α и B

• четвёртая - A и B

Наследование групп крови:

Наследование группы крови контролируется аутосомным геном. Локус этого гена обозначают буквой I, а три его аллеля буквами А, В и 0. Аллели А и В доминантны в одинаковой степени, а аллель 0 рецессивен по отношению к ним обоим. В итоге существует четыре группы крови. Им соответствуют следующие сочетания аллелей и формируются следующие генотипы:

1. Первая группа крови (I) - 00

2. Вторая группа крови (II) - АА ; А0

3. Третья группа крови (III) - ВВ ; В0

4. Четвертая группа крови (IV) – АВ

• Если оба родителя имеют первую группу крови, то дети будут иметь первую группу крови

• Если родители имеют первую и вторую, то дети буду иметь вторую (генотип второй группы крови гомозиготен) или вторую и первую (генотип второй группы крови гетерозиготен) группы крови

• Если родители имеют первую и третью, то дети – третья (генотип третей гетерозиготен) или третья и первая (генотип третей группы крови гетерозиготен)

• Если родители имеют первую и четвёртую, то дети – вторую и третью

• Если родители – вторая и третья, то дети – четвёртую (оба родителя гомозиготны) или четвёртую и третью (генотип второй группы крови гетерозиготе) или четвёртую и вторую (генотип третей группы крови гетерозиготен) или первую, вторую, третью и четвёртую (оба родителя гетерозиготны)

• Если родители – вторую и четвёртую, то дети – вторая и четвёртая (генотип второй гомозиготен) или вторую, третью и четвёртую (генотип второй гетерозиготен)

• Если родители – третью и четвёртую, то дети – третью и четвёртую (генотип третей гомозиготен) или вторую, третья и четвёртую (генотип третей гетерозиготен)

• Если родители – четвёртую, то дети – вторую, третью и четвёртую

40. Человек – объект генетических исследований. Классификация наследственных болезней человека, краткая их характеристика.

Изучение генетикой человека связано с рядом особенностей:

• Запрещены экспериментальные браки

• В семьях рождается малое количество потомков

• Позднее половое созревание

• Редкая смена поколений

• Сложный кариотип человека

• Невозможность создания одинаковых условий жизни

Несмотря на эти трудности генетика человека изучена гораздо лучше, чем других организмов.

Наследственные болезни.

Наследственные болезни могут быть вызваны нарушениями в отдельных генах, хромосомах или хромосомных наборах.

Хромосомные болезни возникают при изменении структуры хромосом:

- удвоении или выпадении участка хромосомы,

- повороте участка хромосомы на 180 0,

- перемещении участка хромосомы на негомологичную хромосому.

Впервые связь между аномальным набором хромосом и резкими отклонениями от нормального развития была обнаружена в случае синдрома Дауна.

Симптомы этого заболевания:

низкий рост, короткопалые, характерный разрез глаз, аномалии многих внутренних органов, специфическое выражение лица, умственная отсталость.

Индивидуальное течение наследственной болезни у каждого больного, даже при самой строгой оценке на идентичность мутаций как этиологического фактора, не вызываемой сомнений. Не бывает двух одинаковых больных, страдающих одним и тем же заболеванием. Для наследственных заболеваний в той же мере характерен клинической полиморфизм, как и для ненаследственных. Полиморфизм наследственных болезней выражается в разном времени появления симптомов или начала заболевания, разной степени выраженности болезненных проявлений, неодинаковых сроках летальных исходов. Вариации в проявлении наследственных болезней не ограничены только клиническими характеристиками. Они выражаются также в колебаниях значений биохимических, иммунологических и других показателей, которые входят в общее понятие фенотипа.

Генные болезни. Как видно из самого определения, этологическим фактором генных болезней являются генные мутации. У человека примерно 75 тысяч генов, и каждый ген вследствие мутации может обуславливать другое строение белка. Следовательно, количество наследственных болезней генной природы очень велико.

Хромосомные болезни. Все хромосомные болезни можно разделить на две большие группы: вызванные геномными мутациями, т.е. изменением числа хромосом (полиплоидии, анеуплоидии) при сохранении структуры последних, и обусловленные хромосомными мутациями, т.е. изменением структуры хромосомы (транслокации, делеции, инверсии).

Болезни с наследовательным предрасположением. Они отличаются от генных болезней тем, что для своего проявления нуждаются в действии факторов внешней среды и представляют собой наиболее обширную группу наследственной патологии, весьма многообразную по нозологическим формам.

42.Близнецовый метод ( неполный ) - это изучение пар близнецов путем установления внутрипарного сходства (конкордантности) и различия (дискордантности) между ними.

Близнецы - это дети, выношенные и рожденные одной матерью одновременно. Они могут быть монозиготные и дизиготные. Монозиготные (однояйцевые, МБ) развиваются из одной зиготы (явление полиэмбрионии). Они одного пола и имеют одинаковый генотип. Дизиготные близнецы (двуяйцевые, ДБ) развиваются из двух зигот (явление полиовуляции); имеют разные генотипы; могут быть одного или разного пола.

В генетических исследованиях важно установить зиготность близнецов (моно- или дизиготные). Для этого используют полисимптомный метод - ряд критериев и четко наследуемых признаков (цвет глаз, волос, группы крови и др.), которые меньше всего подвержены влиянию среды. После установления зиготности сопоставляют близнецов одной пары по изучаемому (качественному или количественному) признаку.

Исследуемый признак может встречаться у обоих близнецов данной пары (пара конкордантна), либо у одного из близнецов (пара дискордантна). Близнецы в течение жизни могут находиться в одинаковых или разных условиях: изменчивость в группе МБ обусловлена средой, а у ДБ генотипом и средой.

Близнецовый метод используется для изучения соотносительной роли наследственности и среды в развитии признака (расчет коэффициента наследуемости), установления наследственного характера признака, выявления причин различной пенетрантности генов, оценки эффективности влияния внешних факторов на человека (лекарственных препаратов, методов обучения и воспитания).

43. Цитогенетический метод - метод микроскопического изучения наследственных структур клетки - хромосом. Он включает кариотипирование и определение полового хроматина.

а) Кариотипирование проводится для получения метафазных хромосом.

Кариотип - это диплоидный набор хромосом в соматических клетках на стадии метафазы, характерный для данного вида. Кариотип, представленный в виде диаграммы, называется идиограмма, кариограмма или хромосомный комплекс. Для кариотипирования наиболее удобным источником клеток являются лимфоциты (клетки периферической крови). Вначале получают достаточное количество делящихся клеток (стимуляция ФГА), а затем метафазные пластинки (для остановки деления на стадии метафазы используют колхицин) с раздельно лежащими хромосомами (гипотонический раствор). Препараты окрашивают и фотографируют, хромосомы вырезают и раскладывают. Для систематизации хромосом используют две стандартные классификации: Денверскую и Парижскую. В основу Денверской классификации положены два принципа: длина хромосом и их форма ( метацентрические, субметацентрические, акроцентрические), при этом используется метод сплошной окраски хромосом. По этой классификации все хромосомы разделены на семь групп, каждая пара хромосом имеет свой номер. Недостатком классификации является трудность в идентификации хромосом внутри группы. Парижская классификация основывается на дифференциальном окрашивании метафазных хромосом. Каждая хромосома имеет свой индивидуальный рисунок, четкую дифференциацию по длине на светлые и темные полосы - диски (сегменты). Разработана система обозначения линейной дифференциации хромосом (номер хромосомы, плечо, район, сегмент).

б) Определение Х-полового хроматина.

Половой хроматин (тельце Барра) - компактная темная глыбка, которая имеется в интерфазном ядре соматических клеток нормальных женщин. Половой хроматин представляет спирализованную Х-хромосому. Инактивация одной из Х-хромосом является механизмом, выравнивающим баланс генов в мужском и женском организме. Согласно гипотезе Марии Лайон, инактивация Х-хромосомы происходит на ранних стадиях эмбриогенеза (14 день), она носит случайный характер, причем инактивируются только длинные плечи Х-хромосомы. По числу глыбок полового хроматина можно судить о числе Х-хромосом (формула n+1, где n - число телец Барра). При любом числе Х-хромосом в активном состоянии будет только одна Х-хромосома.

Цитогенетические методы используются для диагностики хромосомных болезней (изменение числа и структуры хромосом), определения пола, изучения хромосомного полиморфизма членов популяций.

45. 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.

Еще в конце 20-х годов С.Н.Давиденков в России, впервые в мире организовал медико-генетическую консультацию при Институте нервно-психиатрической профилактики. Он четко сформулировал задачи и методы медико-генетического консультирования. В США медико-генетические консультации (кабинеты) начали организовываться в 40-х годах, но действительно интенсивное развитие такой помощи в разных странах (в том числе в России и Германии) началось в 60-70-х годах. К этому времени уже отмечался большой прогресс в изучении хромосомной патологии и наследственных болезней обмена веществ. Термин "медико-генетическая консулътация" определяет два понятия:

1) консультация врача-генетика как врачебное заключение;

2) структурное подразделение в каком-либо звене здравоохранения (при больнице, при объединении, поликлинике и др.).

Показаниями для медико-генетического консультирования являются:

1) рождение ребенка с врожденным пороком развития;

2) установленная или подозреваемая наследственная болезнь в семье в широком смысле слова;

3) задержка физического развития или умственная отсталость у ребенка;

4) повторные спонтанные аборты, выкидыши, мертворождения;

5) близкородственные браки;

6) неблагополучное протекание беременности.

В принципе каждая супружеская пара должна пройти медико-генетическое консультирование до планирования деторождения (проспективно) и безусловно после рождения больного ребенка (ретроспективно).

При выявлении моногенной болезни врач должен предоставить больному или его семье соответствующую генетическую информацию и провести медико-генетическое консультирование. Основа всего - постановка правильного диагноза с обязательным использованием доступных биохимических и молекулярно-генетических методов. Достоверность диагноза играет решающую роль для интерпретации характера передачи наследуемых признаков и расчета риска заболевания у родственников. Важно учитывать возможность новой мутации, неполную пенетрантность , изменчивую экспрессивность и соответствие между генотипом и фенотипом. Членам семьи следует рассказать о возможностях пренатальной и ранней диагностики, а также выявления гетерозигот.

С осознанием роли генов в развитии болезней возросла потребность в медико-генетическом консультировании. Если человека интересует, какова вероятность развития наследственного заболевания у него самого или у его детей, он спрашивает об этом у лечащего врача. Следовательно, всем врачам следует знать принципы медицинской генетики. Первую консультацию часто проводят специалисты в области медицинской генетики, после чего их рекомендации подтверждает и дополняет лечащий врач.

Риск иметь ребенка с наследственным заболеванием повышен, если:

- у родителей уже есть больной ребенок или болен один из близких родственников;

- один или оба родителя входят в группу риска, например из-за гетерозиготности по мутантному гену;

- матери 35 или более лет, что повышает риск аутосомной трисомии .