Шпаргалки по "Генетике"

 

Результаты использования  близнецового метода

 

 

 

Близнецовые исследования сыграли значительную роль при изучении генетики поведения, многих инфекционных и мультифакториальных заболеваний.

 

С помощью близнецового метода была показана высокая доля наследственности в формировании таких  признаков как продолжительность жизни человека, развитие одаренности, чувствительность к лекарственным препаратам и т.п. С помощью близнецового метода было выявлено значение генотипа и внешней среды в развитии многих инфекционных болезней. Так, при заболевании корью и коклюшем ведущее значение имеют инфекционные факторы, а при туберкулезной инфекции и заболевании менингитом существенное влияние оказывает генотип.

 

 

Близнецовый метод позволил доказать основной закон генетики развития: индивидуальные свойства каждого организма формируются, складываются в онтогенезе под контролем генотипа и среды. Закон взаимодействия наследственности с физической и социальной средой относится к любым признакам человека, к особенностям строения его тела, физиологическим функциям, патологии. Ему подчиняется и развитие таких сложных признаков, как тип высшей нервной деятельности, особенности психики, способности и склонности. Социальная среда, наставники, тренировки и упражнения не сформируют выдающегося художника, певца, математика, спортсмена из ребенка, не имеющего соответствующих наследственных задатков. Однако эти задатки не смогут полностью проявиться без соответствующих условий. Необходимым условием их развития является социальная среда – воспитание, обучение, опытное руководство и систематический труд.

 

 В последние годы, несмотря на возможности близнецового  метода для понимания роли  наследственности и среды, он  не имеет столь широкого практического  применения в медицине, как ранее.  Это обусловлено появлением более  точных современных методик, дающих однозначный ответ относительно генетической предрасполроженности к конкретному заболеванию.

55)

1. Классификация наследственных заболеваний по характеру метаболических расстройств.
2. Классификация по органно-системному принципу.
3. Классификация по типам наследования.

 

Наследственные заболевания обусловлены нарушениями в процессах хранения, передачи и реализации генетической информации. С развитием генетики человека, в том числе и генетики медицинской, выяснилась наследственная природа многих заболеваний и синдромов, считавшихся ранее болезнями с неустановленной этиологией. Роль наследственных факторов подтверждается более высокой частотой ряда заболеваний в некоторых семьях по сравнению с населением в целом. Изучением наследственных заболеваний человека занимается преимущественно медицинская генетика.

В основе наследственных заболеваний  лежат мутации — преимущественно хромосомные и генные, соответственно чему условно говорят о хромосомных болезнях и собственно наследственных (генных) болезнях. Мутация ведёт к нарушению синтеза определенного полипептида (структурного белка или фермента). В зависимости от того, какова роль этого полипептида в жизнедеятельности организма, у больного возникают нарушения (изменения фенотипа) локального или системного порядка.

Наиболее  рациональна классификация наследственных заболеваний по характеру метаболических расстройств:

– нарушения  обмена аминокислот (примеры: фенилпировиноградная олигофрения, тирозиноз, алкаптонурия);

– нарушения  обмена липидов (болезнь Нимана —  Пика, болезнь Гоше); нарушения обмена углеводов (галактоземия, фруктозурия);

– нарушения  минерального обмена (гепатоцеребральная дистрофия);

  нарушения билирубинового обмена (синдром Криглер — Нацжара,  синдром Дубинина — Джонсона).

Однако  поскольку биохимические механизмы  большинства наследственных заболеваний  пока неизвестны, и, следовательно, патогенетическая классификация ещё не может быть полной, её дополняют классификацией по органно-системному принципу:

– наследственные заболевания крови (гемолитическая болезнь новорождённых, гемоглобинопатии);

– эндокринной системы (адреногенитальный  синдром, диабет сахарный);

– наследственные заболевания с  преимущественным поражением почек (фосфат-диабет, цистиноз); соединительной ткани (болезнь Марфана, мукополисахаридозы);

– наследственные заболевания с  преимущественным поражением нервно-мышечной системы (прогрессирующие мышечные дистрофии) и т.д.

В зависимости от того, где локализован  патологический (мутантный) ген — в аутосоме или в половой хромосоме — и каковы его взаимоотношения с нормальным аллелем, т. е. является ли мутация доминантной (нормальный ген подавляется патологическим) или рецессивной (патологический ген подавляется нормальным), различают следующие основные типы наследования:

– аутосомно-доминантный,

– аутосомно-рецессивный,

– сцепленный с полом (или ограниченный полом).

Тип наследования устанавливается  путём анализа родословной. При  составлении последней учитываются распространение в семье изучаемого заболевания и родственного отношения между больными. Построение и анализ родословной составляют предмет клинико-генеалогического исследования.

При заболеваниях, наследуемых по аутосомно-доминантному типу, мутантный ген проявляется уже в гетерозиготном состоянии; больные мальчики и девочки рождаются с одинаковой частотой; патологическая наследственность прослеживается в родословной "по вертикали"; по крайней мере один из родителей больного также болен.

По аутосомно-доминантному типу наследуются, например, арахнодактилия, ахондроплазия, брахидактилия, геморрагическая телеангиэктазия Ослера, гипербилирубинемия, нейрофиброматоз Реклингаузена, пельгеровская аномалия лейкоцитов, полидактилия, птоз наследственный, пурпура тромбоцитопеническая идиопатическая, эктопия хрусталика и др.

При заболеваниях, наследуемых по аутосомно-рецессивному типу, мутантный  ген проявляется лишь в гомозиготном состоянии; больные мальчики и девочки рождаются с одинаковой частотой; родители больных фенотипически здоровы, но являются гетерозиготными носителями мутантного гена; патологическая наследственность прослеживается в родословной семьи "по горизонтали"; вероятность рождения больных детей возрастает в случае кровного родства родителей. Если один из родителей гомозиготен по патологическому рецессивному гену, а другой является его гетерозиготным носителем, то в половине случаев дети могут оказаться больными, и создаётся впечатление наследования заболевания по доминантному типу. Такое явление носит название псевдодоминирования. От истинного доминирования оно отличается тем, что больные с рецессивной мутацией в браке со здоровыми людьми всегда будут давать здоровое потомство, а здоровые в браке с гетерозиготными носителями с определенной частотой (25%) будут иметь больных детей. По аутосомно-рецессивному типу наследуются агаммаглобулинемия, алкаптонурия, альбинизм, амавротическая идиотия, гепатоцеребральная дистрофия, дистония мышечная деформирующая, муковисцидоз, серповидноклеточная анемия и др.

Из заболеваний, сцепленных с полом  или ограниченных полом, для клиники  особое значение имеют болезни, обусловленные  рецессивными мутациями в Х-хромосоме (этот тип наследования называется также Х-хромосомным). Женщины с такого типа мутацией, как правило, фенотипически здоровы, поскольку рецессивному патологическому гену противостоит у них нормальный аллель другой Х-хромосомы. У мужчин же мутантный ген представлен в единственном числе и определяет патологию фенотипа. При болезнях, передающихся по Х-хромосомному типу, действие мутантного гена проявляется только у гетерогаметного пола (т. е. у мужчин); в отягощенных семьях заболевает половина сыновей, а половина дочерей — носители мутантного гена (кондукторы); родители клинически здоровы. Болезнь часто обнаруживается у сыновей сестёр больного (пробанда) или у его двоюродных братьев по материнской линии. Больной отец не передаёт дефектный ген сыновьям.

По Х-хромосомному типу наследуются  гемофилия А, гемофилия В, периодический  паралич, пигментный ретинит, фосфат-диабет, цветовая слепота и др.

Перечисленные типы наследования предусматривают  главным образом моногенные заболевания (определяемые мутацией одного гена). Однако патологическое состояние может зависеть от двух и более мутантных генов. Ряд патологических генов обладает сниженной пенетрантностью. При этом присутствие их в геноме, даже в гомозиготном состоянии, необходимо, но недостаточно для развития болезни. Т. о., не все типы наследования болезней человека укладываются в перечисленные схемы.

Поскольку всякий фенотип, как нормальный, так и патологический, детерминируется не только генотипом и является результатом взаимодействия генотипа и среды, постольку наследственной патологии присущ значительный клинический полиморфизм: в пределах одной нозологической единицы могут встречаться различные клинические синдромы, степень тяжести заболевания также варьирует в широких пределах. Большая вариабельность клинических проявлений и течения Н. з. наблюдается порой даже у членов одной семьи. Для объективной оценки соотносительной роли наследственных факторов и среды в этиологии и патогенезе Н. з. важно изучать особенности их клинической картины и течения у однояйцевых и разнояйцевых близнецов.

Нозологическая принадлежность наследственного  заболевания устанавливается на основе всестороннего клинического (в том числе клинико-генеалогического) и лабораторного обследования. Большую  диагностическую ценность имеют  биохимические, электрофизиологические, цитоморфологические, иммунологические и др. лабораторные методы, часто позволяющие идентифицировать не только заболевание, но и гетерозиготное носительство мутантного гена. Иногда диагностику облегчает плейотропный эффект генов, т. е, множественность зависящих от них фенотипических проявлений. В частности, действие патологического гена может проявиться не только в заболевании, но и в ряде других, обычно индифферентных для организма признаков, по которым в сомнительных случаях и устанавливается присутствие гена-"виновника".

Благодаря прогрессу медицинской  генетики и расширению представлений  о характере наследования различных  заболеваний и влиянии факторов внешней среды на проявляемость  мутантных генов стали намного  яснее пути лечения и профилактики наследственных заболеваний. Основные принципы лечения: исключение или ограничение продуктов, превращения которых в организме в отсутствии необходимого фермента приводят к патологическому состоянию; заместитительная терапия дефицитным ферментом или нормальным конечным продуктом извращённой реакции; индукция дефицитных ферментов. Большое значение придаётся фактору своевременности терапии, которую следует начинать до развития у больных выраженных нарушений. Некоторые биохимические дефекты могут с возрастом частично компенсироваться. В перспективе большие надежды возлагаются на генную инженерию, под которой подразумевается направленное вмешательство в структуру и функционирование генетического аппарата — удаление или исправление мутантных генов, замена их нормальными.

Важнейшей задачей медицинской  генетики остаётся профилактика Н. з., осуществляемая в основном через медико-генетические консультации.

Медико-генетическое консультирование и оценка генетического риска

 

А. При проведении пренатальной диагностики беременной оказывают  психологическую поддержку, подробно сообщают ей об этапах обследования и  его результатах.

 

1. Беременной разъясняют  диагноз, прогноз заболевания  и методы его лечения. 

 

2. Объясняют особенности  наследования заболевания и степень  генетического риска. 

 

3. Сообщают о том,  как можно снизить генетический  риск.

 

4. Предоставляют супругам  информацию, необходимую для решений  относительно дальнейшего обследования  и сохранения беременности.

 

5. Помогают выбрать  метод лечения для больного  родственника и наиболее эффективный  метод снижения генетического  риска. 

 

Б. Медико-генетическое консультирование включает несколько этапов.

 

1. Диагностика заболевания  и оценка степени риска. Врач должен установить следующее.

 

а. Диагноз.

 

б. Причину заболевания.

 

в. Возможность повторных случаев  заболевания в семье.

 

г. Наиболее эффективные методы диагностики  и лечения.

 

Точная диагностика дает ответы на первые два вопроса. Расчет генетического риска позволит оценить возможность повторных случаев заболевания. Методы диагностики и лечения устанавливают в зависимости от отношения беременной к диагнозу и генетическому риску.

 

2. Медико-генетическое консультирование  начинают с подробного сбора анамнеза, прежде всего семейного. Составляют и анализируют родословную. Тщательно обследуют больного члена семьи и выясняют особенности течения заболевания. Обследуют других членов семьи и назначают необходимые исследования. На основании полученных данных устанавливают диагноз. Постановка точного диагноза крайне важна для выбора тактики ведения беременности. Кроме того, в обязанности врача-генетика входит исследование плода после прерывания беременности и обследование новорожденных с пороками развития.

 

56)

 

Трансформация у бактерий

 

Трансформация –  направленный перенос и встраивание в генетический аппарат клетки небольшого фрагмента  чужеродной ДНК. Она происходит без  участия вирусов – бактериофагов. Наблюдается лишь у немногих бактерий. Посредством генетической рекомбинации часть трансформирующей молекулы ДНК может обмениваться с частью хромосомной ДНК донора. Трансформацию используют также в экспериментах  для определения порядка генов, расстояний между ними в молекулах ДНК и построения генетических карт. Известно, что бактерия Pneumococcus pneumonie имеет несколько форм.  Вирулентность ее определяется наличием мукополисахаридной капсулы на поверхности клетки, которая защищает бактерию от воздействия со стороны  организма – хозяина. Капсула – слой полипептидов или полисахаридов, липидов или гетерополисахаридов и до 90% воды, расположенных поверх клеточной стенки и выполняющий функции осмотического барьера, защиты от высыхания и механических повреждений. В результате размножившиеся бактерии убивают зараженное животное. Бактерии этого штамма (S-штамм) образуют гладкие колонии. Авирулентные  формы не имеют защитной капсулы и образуют шероховатые колонии (R-штамм). Микробиолог Ф. Гриффитс в 1928 году инъецировал мышам культуру живого пневмококка R-штамма вместе с S-штаммом, убитым высокой температурой равной 65 градусов Цельсия. (см. рисунок).