Предмет и методы антропогенетики и медицинской генетики

ПЛАН. 

1.   Введение 

2.   Предмет  и методы антропогенетики и  медицинской генетики. 

3.   Организация  наследственного аппарата клеток  человека (уровни организации: генный, хромосомный, геномный). 

4.   Мутационный  процесс и наследственные заболевания  человека: 

а) механизм генных мутаций. Болезни обмена веществ и молекулярные болезни человека. Наследование генных аномалий; 

б) хромосомные мутации, их разнообразие и проявление в форме  синдромов; 

в) геномные мутации  и их последствия. 

5.   Факторы,  вызывающие мутации наследственного  аппарата. 

6.   Значение  диагностики и лечение от наследственных  болезней. 

7.   Медико-генетическое  консультирование в профилактике  наследственных заболеваний. 

1.Введение. 

Заглядывая в будущее, можно с уверенностью сказать  о по истине фантастических перспективах преобразования живых организмов на основе знаний закономерности наследственности. 

Генетика в основе своей – наука о наследственности. Она имеет дело с явлениями  наследственности, которые были объяснены  Менделем и его ближайшими последователями. Очень важной проблемой является изучение законов, по которым наследуются  болезни и различные дефекты  у человека. В некоторых случаях  элементарные знания в области генетики помогают людям разобраться, имеют  ли они дело с наследуемыми дефектами. Знание основ генетики даёт уверенность  людям, страдающим недугами, не передающимися  по наследству, что их дети не будут  испытывать аналогичных страданий. 

Развитие генетики для изучения проблем человека связана с ее общими научными успехами и с тем, что эти успехи начинают занимать большое место в идущей научно-технической революции. Развитие генетики имеет важное значение для познания явлений жизни и в том числе для медицины. Генетика – это фундамент медицины. Задача состоит в том, чтобы генетическая программа каждого человека была бы полноценной и высокоактивной во всех клетках человека. Важнейшей является и проблема генетической  информации людей. Генетическая информация людей – это самое драгоценное естественное достояние страны, которое нужно беречь несравнимо  в большей степени,  чем нефть, руды, газ, каменный уголь и другие ресурсы. В России разрабатывается система генетической службы, которая позволит следить за процессами, идущими в наследственности людей, прогнозировать эти процессы. Эта работа выполняется в Институте общей генетики Академии наук Российской  Федерации. 

В данном реферате поставлена цель проанализировать работы, посвященные исследованию наследственных заболеваний человека. 

Учитывая, что данная проблема  широко исследуется в  современной науке и касается очень многих вопросов, в реферате поставлены следующие задачи: 

· Определение  предмета и методов антропогенетики и  медицинской генетики. 

· Исследование организации  наследственного аппарата клеток человека (уровней организации: генного, хромосомного, геномного). 

·     Изучение  мутационных процессов и наследственных заболеваний человека. 

·     Выяснение  факторов, вызывающих мутации наследственного  аппарата. 

·     Определение  значения диагностики наследственных заболеваний и  роли медико-генетических консультаций в профилактике наследственных заболеваний. 

2.Предмет и методы  антропогенетики и медицинской  генетики. 

Формирование, эволюция и становление вида Homo sapiens происходили, как и у всех обитателей нашей планеты, под влиянием обычных факторов микроэволюции, при ведущем участии естественного отбора, действующего на элементарный эволюционный материал – мутации и их комбинации. 

Наследственность  человека подчиняется тем же биологическим  закономерностям, что и наследственность всех живых существ. У человека, как  и у других организмов, размножающихся половым путём, встречаются доминирующие и рецессивные признаки. В формировании каждого фенотипического свойства или признака человека также участвует  как наследственность, так и среда. 

Наследственность  человека изучает наука антропогенетика (от греч. антропос – человек). Часть антропогенетики, занимающаяся изучением наследственных болезней, нормальных и патологических свойств крови, наряду с генетикой патогенных микроорганизмов продуцентов антибиотиков входит в состав медицинской генетики. 

Современная антропогенетика  вооружена рядом методов, позволяющих  проследить некоторые закономерности передачи признаков по наследству. Это способствует установлению диагноза, позволяет бороться с болезненными состояниями и даёт возможность  произвести генетическую консультацию лицам, в ней нуждающимся. 

Существуют разнообразные  методы, изучающие наследственность человека. Это генеалогический, близнецовый  и популярно-статический методы, предложенные в конце прошлого столетия Ф. Гальтоном. В наши дни пользуются так же цитологическими, онтогенетическими, дерматоглифическими, молекулярно- генетическими, а так же другими методами.  

Генеалогический метод позволяет преодолеть сложности, возникающие в связи с невозможностью скрещивания и малоплодностью человека. Если есть родословные, то можно, используя суммарные данные по нескольким семьям определить тип наследования (доминантный, рецессивный, сцеплённый с полом, аутосомный) признака, а также его моногенность или полигенность. 

Так, доминантный  признак «габсбургская губа» (толстая выпяченная нижняя губа) прослеживается в династии Габсбургов, начиная с XV в. Аналогичное наследование легко выявляется для признака брахидактилия или короткопалость, вследствие недоразвития (срастания) концевых фаланг. По доминантному типу наследуя такой дефект, как ахондроплазия – карликовость, связанная с резким укорочением конечностей и др. 

Близнецовый метод  используется для выяснения степени  наследственной обусловленности исследуемых  признаков. Явление полиэмбрионии  известно у некоторых животных. Оно  характеризуется появлением нескольких идентичных, или однояйцовых близнецов (ОБ) – многозиготных близнецов. Наряду с такими ОБ существуют разнояйцовые близнецы (РБ), рождающиеся при оплодотворении одновременно созревающих яйцеклеток. Если ОБ как результат кланового размножения одной оплодотворённой яйцеклетки всегда идентичны по полу и очень похожи, часто практически неразличимы, то РБ могут иметь как одинаковый, так и разный пол. Встречаются РБ, сильно различающиеся по внешним признакам, как различаются особи, возникшие в результате самостоятельных случаев оплодотворения. В этом случае РБ представляют результат расщепления при скрещивании. 

Близнецовый метод  основан на трёх положениях: 

1.   ОБ имеют идентичные генотипы, а РБ различные генотипы. 

2.   Среда, в  которой развиваются близнецы  и под действием которой появляются  различия признаков у ОБ, может  быть одинаковой и неодинаковой  для одной и той же пары  ОБ. 

3.   Все свойства  организма определяются взаимодействием  только двух факторов: генотипа  и среды.                                                 

ОБ и РБ обычно сравнивают по ряду показателей на большом материале. На основе полученных данных вычисляют показатели конкордантности (частоты сходства) и дискордантности (частоты различий).  

Цитогенетический  метод. Довольно большое число трудно отличимых друг от друга (в пределах групп) хромосом создавали трудности  в  применении цитологического метода и в развитии цитогенетики человека. Разработка методов дифференциальной окраски упростила проблему идентификации  всех хромосом человека. Благодаря  культивированию клеток человека в  vitro можно получать достаточно большой материал для описания цитологических особенностей исследуемого индивидуума. Для этого обычно используют кратковременную культуру лейкоцитов периферической крови. 

Цитологический метод  приобрёл большое значение в связи  с возможностями, которые открыла  гибридизация соматических клеток. Получение  гибридов между соматическими клетками человека и мыши позволяет в значительной степени преодолеть проблемы, связанные  с невозможностью скрещиваний и  картировать многие гены, контролирующие метаболизм клетки. 

Популяционный метод, или методы генетики популяций широко применяются в исследованиях  человека. Он даёт информацию о степени  гетерозиготности и полиморфизма человеческих популяций, выявляет различия частот аллей между разными популяциями. Так, хорошо изучено распространение аллей системы групп крови АВО. Различную концентрацию конкретных аллей локуса 1 связывают с известными данными о чувствительности разных генотипов к инфекционным болезням. Это помогает понять направление эволюции и отбора, действовавшего в разных регионах, в истории человечества. 

Популяционный метод  позволяет определить адаптивную ценность конкретных генотипов. Многие признаки и соответственно обусловливающие  их гены адаптивно нейтральны и проявляются  как естественный полиморфизм человеческих популяций (например, многие морфологические  признаки: цвет глаз, волос, форма ушей и т.д.). Другие признаки возникли как  адаптивные по отношению к определенным условиям существования; например, темная пигментация кожи негров предохраняет от  действия солнечной радиации. Известны примеры условно адаптивных аллелей. К их числу относится  такая генетическая аномалия, как  серповидноклеточная  анемия.  Рецессивная аллель, вызывающая в гомозиготном состоянии это наследственное заболевание, выражается в замене всего одного аминокислотного остатка β -цепи молекулы гемоглобина. 

В популяциях человека так же, как и в популяциях других организмов, в гетерозиготном состоянии  содержится значительный генетический груз, т. е. рецессивные аллели, приводящие к развитию различных наследственных болезней. Повышение степени инбридинга в популяциях должно приводить к  повышению частоты гомозиготации рецессивных аллелей. Эта закономерность должна предостерегать от заключения близкородственных браков. 

Большой удельный вес  в решении проблем генетики человека и медицинской генетики имеет  онтогенетический метод, согласно которому развитие нормальных и патологических признаков рассматривается в  ходе индивидуального развития. 

Изучение и возможное  предотвращение последствий генетических дефектов человека – предмет медицинской  генетики. 

3. Организация наследственного  аппарата клеток человека (уровни  организации: генный, хромосомный,  геномный). 

        Ген – участок ДНК, кодирующий  синтез одной полипептидной цепи  аминокислот (одной молекулы белка)  размеры гена определяются числом  пар нуклеотидов. Есть гены  размером в 59 пар нуклеотидов  (п. н.) – у фага Т-4, 4 – в  несколько тысяч п. н. (большинство  генов человека). Учёные считают,  что в генотипе человека насчитывается  около 1 миллиона генов. 
 
 
 

Хромосома  - (в  переводе – «окрашенное тельце») сложное образование внутри ядра, состоит из: ДНК, белков, РНК, липидов, углеводов. В одной хромосоме размещается (локализуется) много генов. Хромосомы имеют разную форму. Форма хромосомы определяется положением центромеры (первичной перетяжки, к которой присоединяются нити веретена деления в митозе). Если центромера делит хромосому пополам, то у неё образуются равные плечи, поэтому такую хромосому называют «равноплечей» или метацентрической.  
 
 
 

 Если центромера немножко смещена в сторону одного плеча – это «неравноплечая» или субметацентрическая хромосома. 
 
 
 

 Если центромера делит хромосому так, что одно плечо короче другого на 75%, то её называют «резко неравноплечая» или – акроцентрическая. 
 
 
 

 Если же центромера располагается в одном конце хромосомы, то хромосому называют телоцентрической. 

Совокупность хромосом ядра, их число, форма и структура  называется кариотипом. У человека кариотип 2n=46 был установлен в 1956г. двумя  учёными: Дж. Тийо и А. Леваном. Кариотип человека изображают в виде идеограммы – схемы, на которой хромосомы располагают в ряд по мере убывания их длинны, и по одной из каждой пары. Все хромосомы объединены в 7 групп, обозначаемых буквами римского алфавита. Распределены хромосомы на идеограмме с учётом размеров хромосом и локализации центромерного участка, и каждая хромосома имеет свой номер (арабская цифра). 

Группа А – 1   2   3  

Группа В – 4   5 

Группа С – 6   7   8   9   10   11   12 

Группа D – 13   14   15 

Группа Е – 16   17   18 

Группа F – 19    20 

Группа G – 21   22                                     половые хромосомы Х y (23)