- •Часть III.
- •Часть III. Генетика и медицина.
- •1.Мутации. Мутагены и антимутагены.
- •1.1. Мутации и мутагены.
- •1.1.1.Физические мутагены.
- •1.1.2.Биологические мутагены.
- •1.1.3. Химические мутагены.
- •1.2.Антимутагены.
- •2. Наследственные болезни. Фенокопии.
- •2.1.Классификация болезней.
- •2.2. Признаки наследственного характера патологии.
- •2.2.1. Врожденный характер клинических проявлений заболевания.
- •2.2.3. Асимметрия частей тела.
- •2.2.4. Наличие сходных признаков у родственников пациента.
- •2.2.5. Наличие менделевского наследования в семье.
- •2.2.6. Хронический характер течения патологического процесса.
- •2.2.7. Плейотропное действие генов.
- •2.2.8. Устойчивость к традиционным методам лечения.
- •2.3.Практическая диагностика наследственных болезней
- •2.4.Сложности при постановке диагноза.
- •2.4.1. Клиническое сходство наследственных и ненаследственных болезней.
- •2.4.2. Клинический полиморфизм наследственных болезней.
- •2.5.Изучение генома человека.
- •3.1.Цитогенетические методы.
- •3.1.1. Классическая цитогенетика.
- •3.2.Молекулярно-генетические методы.
- •3.2.1.Этап выделения днк.
- •3.2.2. Этап проведения пцр.
- •3.2.4. Этап секвенирования днк.
- •3.2.5.Этап анализа полиморфизма длины рестрикционных фрагментов (пдрф).
- •3.2.6. Метод серийного анализа генетической экспрессии (днк-микрочиповая технология, sage)
- •Часть IV.
- •Часть IV. Генетика и медицина.
- •4. Молекулярная и предиктивная медицина.
- •4.1 Молекулярная медицина.
- •4.2.Предиктивная медицина – задачи и проблемы.
- •4.3.Профилактика наследственной патологии в России.
- •4.4.Методы пренатальной диагностики.
- •4.5.Уровни лечения наследственных болезней.
- •4.6. Практические подходы к лечению хореи Гентингтона.
- •5.Животные (анимальные) модели.
- •5.1. Изучение механизмов старения и канцерогенеза.
- •5.1.1.Трансгенные животные с дополнительными копиями генов гормона роста человека или животных.
- •5.1.2.Мыши с генетическим ожирением (ob/ob).
- •5.1.3.Мыши с ускоренным старением (sam).
- •5.1.4.Мыши с мутацией гена klotho (kl/kl).
- •5.1.5.Мыши с нокаутными генами p53 и rb («gene knockout»).
- •5.1.6.Трансгенные мыши с геном рака молочной железы человека.
- •5.1.7.Генетические модификации, замедляющие старение у мышей.
- •5.2.Изучение психических болезней человека.
- •5.2.1.Модель кататонии.
- •5.2.2.Модель болезни Альцгеймера.
- •6.Причины старения.
- •6.1.Прогерии.
- •6.2.Гены-кандидаты долголетия у человека.
- •6.3.Молекулярные механизмы старения.
- •6.3.1.Метилирование и деметилирование днк.
- •6.3.2.Гликозилирование белков.
- •6.3.3.Частота мутаций.
- •6.3.4.Репарация днк.
- •6.3.5.Ацетилирование гистонов.
- •6.3.6.Окислительный стресс.
- •6.3.7.Нарушения в мтДнк.
- •6.4.Клеточное старение.
- •7.Тестирование лекарственных препаратов.
- •7.1.Традиционный цитогенетический анализ.
- •7.1.1. Анафазный метод.
- •7.1.2.Методика учета частоты мутаций и статистическая обработка.
5.1.2.Мыши с генетическим ожирением (ob/ob).
У этих мышей снижена продолжительность жизни, повышена скорость старения коллагена и иммунной системы (тимуса). Обогащенная жиром диета увеличивает у таких мышей частоту спонтанных опухолей молочной железы. Животные с такой мутацией (ob/ob) умирают от почечной недостаточности или от осложнений атеросклероза.
5.1.3.Мыши с ускоренным старением (sam).
Линия SAM создана на основе линии AKR/J. Для мышей исходной линии (AKR/J) характерна высокая частота лейкозов (до 80%). Этот признак унаследовали и мыши линии SAM. В этой линии выделяют 2 сублинии животных - SAMP, живущие 12-15 месяцев, и мыши SAMR (контроль), доживающие до 23 месяцев. Гены, отвечающие за ускоренное старение у мышей линии SAM, находятся в 4, 14, 16 и 17 хромосомах. Животные SAMP нормально развиваются до 4 месяцев, а затем начинают проявляться признаки старения: потеря шерсти, кожные изъязвления, снижение локомоторной активности, ухудшение памяти и способности к обучению, нарушается циркадный ритм женской половой системы, поражается сердце, появляется катаракта, увеличивается продукция активных форм кислорода. Существует несколько гипотез, объясняющих ускоренное старение у этих животных. У SAMP повреждаются гены митохондриальной ДНК (мтДНК), поэтому нарушается работа ЭТЦ (электронно-транспортной цепи) в митохондриях. Из-за дефектов компонентов дыхательной цепи активно теряются электроны, и образуются свободные радикалы, повреждающие органические молекулы клетки. Другие причины высокого уровня радикалов у этих мышей связаны с нарушением работы цитохрома Р 450 и повышением активности моноаминоксидазы b (МАО b), которая снижает уровень естественного антиоксиданта дофамина.
5.1.4.Мыши с мутацией гена klotho (kl/kl).
Ген назван в честь греческой богини Клото, ткущей нить жизни. Аутосомная рецессивная мутация приводит к изменениям, похожим на признаки старения у человека (снижение массы тела, бесплодие, атеросклероз, атрофия тимуса и кожи, остеопороз, эмфизема легких, снижение уровня гормона роста). Признаки начинают проявляться с 3-4 недели жизни мышей, а гибнут они в 8-15 недель. Непосредственная причина смерти неясна.
Аналогичный ген есть у человека, называется он также и находится в длинном плече 13 хромосомы (13q 12). Белок этого гена у человека и мыши идентичен на 86%. Однако, у людей не описано ни одного случая ускоренного старения из-за мутации в этом гене. С другой стороны, обнаружено, что определенные SNP (однонуклеотидные замены) в этом гене могут быть связаны с долгожительством (выживанием после 75 лет). Интересно, что у людей этот ген не работает как раз в тех органах, которые больше всего поражаются у мышей (желудок, кожа, кости, легкие).
Введение этого гена с помощью аденовируса крысам линии OLETF с высокой частотой развития атеросклероза, который приводит к гипертонии, ожирению и гипергликемии, снизило поражение эндотелия сосудов и артериальное давление. Можно ли использовать этот ген для генотерапии атеросклероза?