1.5. Подведение итогов занятия преподавателем и проверка правильности выполнения работы каждым студентом.

1.6. Место и время занятия: учебная комната, 2 академических часа.

1.7. Оснащение занятия: таблицы, схемы.

8. Литература основная (1) и дополнительная (II):

(I) 1. Медична біологія /За ред. В.П.Пішака, Ю.І.Бажори. - Вінниця: Нова книга, 2004, 2009. - 656 с.

2. Медицинская биология ( под. ред Пишака В.П.) , Винница, 2004.

3. Биология (под ред. Ярыгина В.Н.). М., Медицина, 2004,

с.66-83.

4. Слюсарев А.А., Жукова С.В. Биология с общей генетикой, Киев, Вища школа, 1987, с. 64-75.

5. Руководство к лаб. занятиям по биологии (под ред. В.А. Королева), Киев, Вища школа, 1986, с.38-46.

6. Биология с общей генетикой. Пехов А. П., М., Медицина, 1993.

(II) 7. Инге-Ветчанов А.В. Генетика с основами селекции, М.,

1989.

8. Козлова С.И. Наследственные синдромы и медико-генетическое консультирование, М., 1997.

9. Бердышев Г. Д., Криворучко И. Ф. Медицинская генетика, Киев, 1997.

Занятие 10. Хромосомные и молекулярные болезни. Методы их диагностики (цитогенетический и биохимический). Амниоцентез.

1.1. Значение темы: По данным мировой статистики ежегодно среди 4-5 % новорожденных отмечаются значительные наследственные дефекты. В связи с повышением фона ионизирующей радиации и загрязнением окружающей среды мутагенами, количество таких наследственных изменений у человека возрастает, ВОЗ регистрирует возникновение 3-4 новых наследственных аномалий в течение года. Выявление генетической природы, ранняя диагностика и профилактика наследственных заболеваний — важная задача настоящего и будущего медицины.

Определенный интерес представляют также знания в области популяционной генетики человека, т.к. можно определять и прогнозировать распространенность в популяциях области, города, села наследственных болезней. Так, в Швеции, пораженные фенилкетонурией, лица встречаются с частотой 1:40000. Эти данные важны для социальной гигиены и профилактической медицины.

1.2. Цели занятия: Общая — Изучить цитогенетический, биохимический методы медицинской генетики и амниоцентез.

1.3. Конкретные цели. Уметь:

1.3.1. Анализировать фотокариограммы больных с различными хромосомными нарушениями.

1.3.2. Определять пол и нарушения в половых хромосомах по коли-честву глыбок Х-полового хроматина.

Основные теоретические сведения

Наследственные болезни – это заболевания, обусловленные нарушениями генетического аппарата клетки. Их классификация:

1. хромосомные заболевания – связанны с изменением числа или структуры хромосом. Примеры: синдромы Клайнфельтера, Шерешевского- Тернера, Дауна.

2. молекулярные заболевания – происходят изменения отдельных генов. Примеры: фенилкетонурия, галактозаемия, мукаполисахаридоз.

3. мультифакториальные болезни с наследственной предрасположенностью. Примеры: гипертоническая болезнь, атеросклероз, шизофрения.

Цитогенетический метод является одним из основных в генетике человека. Он заключается в микроскопическом изучении хромосом. Обычно хромосомы в клетках наблюдают во время митоза на стадии метафазной пластинки.

В 1956 году шведские ученые Дж. Тийо и А. Леван впервые определили, что нормальный кариотип человека состоит из 46 хромосом, из них 22 пары

аутосом и одна пара — половые хромосомы. В дальнейшем было установлено, что при некоторых наследственных заболеваниях меняется количество аутосом и половых хромосом (болезнь Дауна, синдромы: Патау, Эдвардса, Шерешевского-Тернера, Клайнфельтера, Трисомии-Х), а также структура хромосом (укорочение 21-й хромосомы — миелолейкоз, делеция плеча в 5 паре – синдром "кошачьего крика").

Все эти наследственные заболевания диагностируют с помощью цитогенетического метода. Для этого исследуют клетки костного мозга, лимфоциты периферической крови, различные клетки эмбрионов. С помощью специальной методики клетки культивируют, затем хромосомы окрашивают и микроскопируют.

Кариотипирование обязательно в следующих случаях:

1)врожденные пороки развития у детей; 2) привычные выкидыши или мертворождения у женщины; 3) подозрение на передачу семейной транслокации; 4) подтверждение диагноза, установленного методом исследования полового хроматина; 5) пренатальная диагностика в случае пожилого возраста матери и когда предполагается передача семейной транслокации.

Наряду с изучением митотических хромосом ценную информацию получают и при наблюдении интерфазных клеток. В частности, мужчин и женщин различают по наличию в интерфазном ядре так называемого тельца Барра, или полового хроматина. Он есть у женщин и отсутствует у мужчин. Половой хроматин представляет собой результат гетерохроматизации одной из двух Х-хромосом, инактивируемой у женщин. Исследования полового хроматина в клетках соскоба слизистой оболочки рта широко применяется для определения генетического пола пациентов в практике медицинской генетики, а также спортивной медицине.

Биохимические методы используются для диагностики наследственных заболеваний, связанных с изменением структуры гена. При этом нарушаются различные виды обмена веществ: аминокислотного, углеводного, липидного, стероидного и др. Для диагностики генных заболеваний используют методы бумажной хроматографии, высоковольтного электрофореза, различные микробиологические тесты. Причем исследования необходимо проводить в раннем детском возрасте, т.к. от этого зависит успех лечения.

Бумажная хроматография, высоковольтный электрофорез, тонкослойная хроматография используются для определения аминокислотного состава мочи и сыворотки крови. Микробиологические тесты используются для диагностики нарушений обмена аминокислот (цистеина, лизина, тирозина, фениланина). На среду высевают штамм определенных бактерий и добавляют мочу или кровь больного. Если в биологических жидкостях содержится данная аминокислота, то бактериальные клетки будут расти, а если нет – роста не будет.

Амниоцентез — изучение околоплодной жидкости в 16-18 недель беременности. Это перспективный метод, применяемый в клинике. Амниоцентез представляет собой манипуляцию, которую проводят по согласию женщины в клинике. Чаще через переднюю брюшную стенку специальной иглой, после предварительного определения места локализации плаценты с помощью ультразвука, входят в полость матки и получают 8-10 мл околоплодной жидкости. В ней содержатся разнообразные клетки: покровов плода, слизистой

его ротовой полости, мочевыводящих путей, пуповины, а также амниотической оболочки. При этом можно установить кариотип плода, определить его пол, провести биохимическое изучение околоплодной жидкости для диагностики болезней обмена веществ (фенилкетонурия, галактоземия, мукополисахаридозы) Внутриутробная диагностика применяется в тех случаях, когда имеется высокий риск рождения больного ребенка.

ДНК-диагностика позволяет исследовать с абсолютной точностью заболевания на уровне молекулярного дефекта (фенилкетонурию, муковисцидоз, гемофилию). Суть анализа состоит в следующем: ДНК выделяют из биологического материала путем лизиса клеток и очищают от белковых компонентов. Затем с помощью ДНК-полимеразы осуществляется амплифкация, то есть ДНК многократно реплицируется. Синтез можно проводить в определенных, интересующих исследователя границах – с двух олигонуклеотидных праймеров (затравок). Наращивание цепей идет в прямом и обратном направлении, в результате чего получают комплементарную двойную спираль участка ДНК (в границах праймеров). Протекает реакция в специальных амплификаторах с автоматическим режимом смены температур, что очень важно для разъединения, а затем синтеза двойной спирали молекулы. С помощью ДНК-диагностики можно проводить эффективную пренатальную диагностику гемофилии, миодистрофии Дюшена, фенилкетонурии, муковисцидоза.

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) — это метод, имитирующий естественную репликацию ДНК. При этом достаточно небольшого объема материала ворсинок хориона или других клеток плода, чтобы через несколько дней дать ответ о наличии или отсутствии у будущего ребенка мутантного аллеля в гомо- или гетерозиготном наборе.