Медицинская генетика изучает наследственность и изменчивость с точки зрения

Медицинская генетика

Генетика – это наука о наследственности и изменчивости организмов. Она раскрывает сущность того, каким образом каждая живая форма воспроизводит себя в следующих поколениях, и как в этих условиях возникают наследственные изменения, которые передаются потомкам.

Медицинская генетика изучает закономерности наследственности и изменчивости с точки зрения патологии. Она выявляет причины возникновения наследственных болезней, разрабатывает меры по профилактике действия мутагенных факторов на организм человека. При их действии на половые клетки здоровых людей происходят нарушения структуры генотипа (мутации), проявляющиеся у потомства наследственными болезнями.

Задачами медицинской генетики является изучение характера наследственных болезней на молекулярном, клеточном уровнях и на уровне целостного организма, а также дальнейшая разработка и усовершенствование методов генной инженерии с целью повышения производства лекарственных веществ (инсулин, интерферон и др.) и генотерапии (замещение патологических генов их нормальными аллелями), интенсивное развитие методов пренатальной (дородовой) диагностики, позволяющих предотвратить рождение ребенка с тяжелой наследственной патологией.

Особый раздел медицинской генетики – клиническая генетика, исследующая вопросы патогенеза, клиники, диагностики, профилактики и лечения наследственных болезней.

В последние годы на фоне общего снижения заболеваемости и смертности увеличился удельный вес врожденных и наследственных болезней. В связи с этим роль генетики в практической медицине значительно возросла. Без знаний медицинской генетики нельзя эффективно проводить диагностику, лечение и профилактику наследственных и врожденных заболеваний.

Генетика – это наука с более чем вековым стажем. Важнейшие открытия в этой области касаются расшифровки структуры ДНК, понимания строения гена, хранения, кодирования и передачи наследственной информация в живой клетке. Основы биосинтеза, механизмы репликации (удвоения) ДНК теперь проходят в программе “Общая биология” средней школы. Изучение основ генетики – это тоже школьная программа. Поэтому предполагается, что читатель знаком с основными генетическими понятиями. Тем не менее, для лучшего понимания текста, следует напомнить основные генетические определения.

Наследственность – это свойство живых организмов сохранять генетическую информацию и признаки предков и передавать их в ряду поколений.

Наследование – это процесс воспроизведения признаков предков в последующих поколениях.

Хромосома – это ДНК плюс белки (гистоновые и не гистоновые). Хромосома – это сильно скрученнная (спирализованная) во время деления клетки молекула ДНК и потому хорошо видимая под световым микроскопом в виде темной палочки при соответствующем окрашивании, дословно хромосома переводится как окрашенное тельце.

В каждой клетке (кроме эритроцитов и половых клеток) человеческого организма имеется 46 хромосом, т.е. 46 молекул ДНК. Длина одной молекулы ДНК около 4 см, соответственно длина 46 молекул ДНК около 2 метров.

Гомологичные хромосомы – одинаковые по размерам и форме, по составу генов, но разные по происхождению: одна – от матери, другая – от отца.

Ген – это участок молекулы ДНК, кодирующий первичную структуру белковой цепочки.

Аллельные гены – гены, которые локализованы в гомологичных хромосомах, в одинаковых локусах (местах) и кодируют один и тот же признак или его вариации.

Гомозигота – организм, в котором данная пара аллельных генов одинакова: АА или аа.

Гетерозигота – организм, в котором пара аллелей неодинакова: Аа.

Доминантный ген – преобладающий, который подавляет проявление других аллелей, обозначается прописной буквой латинского алфавита.

Рецессивный ген – он проявляется только в гомозиготном состоянии, обозначается строчной буквой латинского алфавита.

Генотип – совокупность генов данного организма. Однако часто под генотипом понимают одну или две пары аллелей (гомозиготы и гетерозиготы).

Фенотип – совокупность признаков данного организма (внешних и внутренних). Он развивается в результате взаимодействия генотипа с внешней средой. В фенотипе реализуются не все генотипические возможности, а лишь часть их, для которых были конкретные оптимальные условия. Фенотип – это частный случай реализации генотипа в конкретных условиях.

Генетика человека изучает закономерности наследования нормальных и патологических признаков в зависимости от генотипа и факторов внешней среды, эта область генетики называется медицинской генетикой. Задачей медицинской генетики является выявление, лечение, профилактика наследственных заболеваний, а так же прогнозирование потомства с наследственной патологией.

Генетика человека имеет ряд особенностей:

1) на людях запрещены экспериментальные браки;

2) у людей рождается малое количество потомков (в среднем, 1 – 2 ребенка в семье, для сравнения вспомните, например, плодовитость крыс и мышей);

3) у людей наблюдается позднее половое созревание и большая продолжительность смены поколений (25 – 30 лет);

4) у человека сложный кариотип – много хромосом и групп сцепления;

5) невозможность создания одинаковых условий жизни исследуемых.

Несмотря на перечисленные трудности, генетика человека изучена сегодня лучше, чем генетика многих других организмов.

медико-биологических наук о человеке

Среди биологических дисциплин генетика занимает особое положение. Она изучает универсальные для всех живых существ законы наследственности и изменчивости, раскрывая сущность того, каким образом любая живая форма воспроизводит себя в следующих поколениях. Генетика человека не только изучает закономерности наследственности и изменчивости у человека на всех уровнях его организации и сосуществования (молекулярном, клеточном, организменном, популяционном), но и стремится найти способы управления ими.

Днем рождения генетики как науки принято считать 1900 год, когда три ботаника: голландец Г.де Фриз, немец К.Корренс и австриец К.Чермак независимо друг от друга подтвердили важнейшие закономерности наследования признаков в потомстве, установленные за 35 лет до них чешским естествоиспытателем Г.Менделем.

Историю генетики условно можно подразделить на три основных эпохи:

1. Эпоха классической генетики (1900 -1930 годы). В этот период была создана теория гена, хромосомная теория наследственности, разработано учение о взаимодействие генов, фенотипе и генотипе.

2. Эпоха неоклассической генетики (1930 — 1953 годы). В этот период была открыта возможность искусственного получения изменений в генах и хромосомах (экспериментальный мутагенез); обнаружено, что ген – это сложная система, дробимая на части; обоснованы принципы генетики популяций и эволюционной генетики; создана биохимическая генетика и доказано, что молекулы ДНК являются основой для записи генетической информации.

3. Эпоха синтетической генетики (с 1953 года по настоящее время). В этот период была раскрыта структура ДНК; показана ее генетическая значимость; установлено точное число хромосом у человека; возникла новая дисциплина — клиническая цитогенетика; получила дальнейшее развитие теория гена и мутаций; получены новые данные в области биохимической, эволюционной, экологической, иммунологической, онкологической генетики; создана технология рекомбинантных ДНК (генная инженерия). Биологические свойства человека в этот период становятся центральным объектом генетических исследований. Их объединение с молекулярной генетикой и молекулярной медициной обеспечило синтетический подход к проблеме наследственности.

Современная генетика тесно взаимодействует с фундаментальными науками – физикой, химией, математикой, биологией, экологией и другими науками. Благодаря этой взаимосвязи в середине прошлого века появились такие самостоятельные специализированные разделы генетики, как генетика человека, популяционная генетика, цитогенетика, иммуногенетика, онкогенетика, фармакогенетика. Относительно недавно в обиход нашей жизни стали входить такие понятия и термины, как геном, молекулярная цитогенетика, экологическая генетика, молекулярная медицина.

Медицинская генетика является составной частью генетики человека. Она изучает закономерности наследственности и изменчивости с точки зрения патологии человека. Особый раздел медицинской генетики составляет клиническая генетика, исследующая вопросы патогенеза, клиники, диагностики, профилактики и лечения наследственных болезней.

Задачами медицинской генетики являются:

1. Изучение роли генетических и внешних факторов в развитии наследственной патологии.

2. Изучение характера наследования и проявления патологических генов.

3. Разработка принципов классификации, диагностики, и профилактики наследственных заболеваний.

4. Изучение характера наследственной патологии на молекулярном, клеточном, организменном и популяционном уровне.

5. Выявление распространения наследственных болезней и врожденных пороков развития.

6. Совершенствование методов генной инженерии с целью генотерапии и получения новых лекарственных веществ.

7. Широкое и повсеместное внедрение медико-генетического консультирования.

8. Разработка методов профилактики наследственных болезней.

Человек, как объект генетических исследований, чрезвычайно сложен. Это связано, в первую очередь, с особенностями его генетической организации и сложным характером экспрессии многих признаков. Кроме того, у человека, по сравнению с другими представителями животного и растительного мира, достаточно большой геном, состоящий из около 35 тысяч генов, имеющих около 3,3 млрд. пар нуклеотидов. Общая длина молекул ДНК в каждой клетке человека составляет около двух метров.

Из общего количества генов человека в настоящее время идентифицированы более 20 тысяч и около их половины картированы на индивидуальных хромосомах.

Дата добавления: 2016-10-26 ; просмотров: 1330 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Тема 1. Краткая история медицинской генетики

Введение

Медицинская генетика представляет собой область знаний о наследственности и изменчивости человека, имеющих непосредственное отношение к проблемам и задачам медицины. Предметом ее изучения являются, в первую очередь, генетические основы патологических состояний человека. Причиной появления наследуемых заболеваний и аномалий развития индивидуумов служат изменения генов и хромосом, возникающие под воздействием мутагенных факторов (мутагенов) внешней среды.

Возрастающее значение медицинской генетики определяется прежде всего тем обстоятельством, что активное вмешательство человека в окружающую среду приводит к ее интенсивному загрязнению и повышению уровня мутационной изменчивости организмов.

Особенности современного этапа генетического изучения человека связаны с широким использованием молекулярно – генетических, биохимических, цитогенетических и других новейших методов исследования.

Это привело к значительному прогрессу в знаниях о наследственности и изменчивости человека.

Раздел «Медицинская генетика» является составной и основной частью общей генетики и генетики человека, которые изучаются в старшей, а более углубленно в профильной школе.

Предложенный курс является основой для школьной «генетики» и для подготовки детей в ВУЗы, поэтому он включен в план курсовой подготовки учителей биологии.

В курсе изложены основные положения медицинской генетики. Рассмотрены химические основы генетических явлений, молекулярные механизмы генетических процессов, наследственность и патология с подробным описанием генных, хромосомных и мультифакториальных болезней, объяснены причины их возникновения. Раскрыта роль медицинской генетики в профилактике врожденной и наследственной патологии, приведены конкретные указания по медико–генетическому консультированию.

Помимо теоретической части, после каждой темы имеется список контрольных вопросов и заданий, позволяющих анализировать усвоение полученной информации.

Учебно-тематический план

№	Темы	Всего часов	Из них
теоретич.	практич.
Краткий курс медицинской генетики
Менделирующие признаки человека
Генетика пола
Взаимодействие генов
Изменчивость
Методы изучения наследственности человека
Наследственные болезни и их классификация
7.1	Хромосомные болезни
7.2	Генные болезни
7.3	Мультифакториальные болезни
Достижения генетики в диагностике и профилактике заболеваний
Итоговый контроль
Всего

Тема 1. Краткая история медицинской генетики

Медицинская генетика человека изучает закономерности наследственности изменчивости с точки зрения патологии. Она выявляет причины возникновения наследственных болезней, разрабатывает меры по профилактике действия мутагенных факторов на организм человека.

Задачами медицинской генетики являются:

1. Изучение характера наследственных болезней на молекулярном, клеточном уровнях и уровне целостного организма;

2. Дальнейшая разработка и усовершенствование методов генной инженерии с целью получения лекарственных веществ (инсулин, интерферон и др.) и генотерапии (замещение патологических генов их нормальными аллелями)

3. Интенсивное развитие методов пренатальной (дородовой) диагностики, позволяющих предотвратить рождение ребенка с тяжелой наследственной потологией.

Особый раздел медицинской генетики – клиническая генетика, исследующая вопросы патогенеза, клиники, диагностики, профилактики и лечения наследственных болезней.

Первые представления о передаче патологических наследственных признаков отражены в Талмуде (собрание догматических, религиозно-этических и правовых положений иудаизма, сложившихся в IV в. до н. э. — V в. н. э.), в котором указана опасность обрезания крайней плоти у новорожденных мальчиков, старшие братья которых или дяди по материнской линии страдают кровотечениями.

В XVIII в. описано наследование доминантного (полидактилия — много-пальность) и рецессивного (альбинизм у негров) признаков. В начале ХIХ в. несколько авторов одновременно описали наследование гемофилии.

Особого внимания заслуживает книга лондонского врача Адамса, вышедшая в 1814 г. под названием «Трактат о предполагаемых наследственных свойствах болезней, основанных на клиническом наблюдении». Через год она была переиздана под названием «Философский трактат о наследственных свойствах человеческой расы». Это был первый справочник для генетического консультирования. В ней сформулированы несколько принципов медицинской генетики: «Браки между родственниками повышают частоту семейных (то есть рецессивных) болезней» или «Не все врожденные болезни являются наследственными, часть из них связана с внутриутробным поражением плода (например, за счет сифилиса)». Мотульски А. Г. (1959) справедливо назвал Адамса «забытым основателем медицинской генетики».

В середине XIX в. в России над проблемами наследственных болезней работал В. М. Флоринский. Он изложил свои взгляды по усовершенствованию человеческого рода. Однако ряд положений был противоречив и неверен. В то же время В. М. Флоринский поднял и осветил некоторые вопросы медицинской генетики. В своих трудах он правильно оценил значение среды для формирования наследственных признаков, подчеркнул вред родственных браков, показал наследственный характер многих патологических признаков (глухонемота, альбинизм, заячья губа, пороки развития нервной трубки). Однако книга не нашла отклика среди медиков и биологов того времени, так как ученые еще не были подготовлены к восприятию этих идей.

В последней четверти XIX в. наибольший вклад в становление генетики человека внес английский биолог Ф. Гальтон (двоюродный браг Ч. Дарвина). Он первым поставил вопрос о наследственности человека как предмете для изучения, обосновал применение геналогического, близнецового и статистического методов для ее изучения и заложил основы для будущего развития генетики человека. Принципиальная ошибка Ф. Гальтона заключается в том, что во всех евгенических мероприятиях он рекомендовал не столько избавиться от патологических генов человека, сколько повысить количество «хороших» генов в человеческих популяциях путем предоставления преимущественных условий для размножения более одаренных, гениальных людей.

Существенный вклад в изучение генетики человека внес выдающийся английский клиницист А. Гаррод, хорошо знавший биологию и химию. Он первым обнаружил взаимосвязь между генами и ферментами и, применив эти знания к изучению патологических признаков, открыл врожденные нарушения обмена веществ.

Работы Адамса и других исследователей того времени не привлекли внимания широкого круга специалистов потому, что наследственность тогда в основном изучалась на растениях. Наблюдения над человеком не учитывались. Между тем, если бы результаты исследований по генетике человека были известны Менделю и другим ученым, изучавшим наследование на ботаническом материале, то открытие законов генетики и их признание могли бы произойти гораздо раньше.

В 1865 г. чешский ученый Г. Мендель глубоко и последовательно с математическим описанием в опытах на горохе сформулировал законы доминирования для первого поколения гибридов, расщепления и комбинирования наследственных признаков в потомстве гибридов. Этот важнейший вывод доказал существование наследственных факторов, детерминирующих развитие определенных признаков. Работа Г. Менделя оставалась непонятой 35 лет.

В 1900 г. три ботаника независимо друг от друга, не зная работы Г. Менделя, на разных объектах повторили его открытие: Де Фриз из Голландии -в опытах с энотерой, маком и дурманом, Корренс из Германии с кукурузой, Чермак из Австрии — с горохом. Поэтому 1900 г. считается годом рождения генетики. С него начался период изучения наследственности, отличительной чертой которого стал предложенный ранее Г. Менделем гибридологический метод, анализ наследования отдельных признаков родителей в потомстве.

В 1905 г. В. Бэтсон предложил термин «генетика», а в 1909 г. В. Иогансен предложил термин «ген» (от греческого genes — рождающий, рожденный) для обозначения наследственных факторов. Совокупность всех генов у одной особи ученый назвал генотипом, совокупность признаков организма — фенотипом.

В 1908 г. Г. Харди и В. Вайнберг показали, что менделевские законы объясняют процессы распределения генов в популяциях (от лат. populus -население, народ). Ученые сформулировали закон, который описывает условия генетической стабильности популяции.

В России в 1919 г. Ю. А. Филипченко организовал первую кафедру генетики в Ленинградском университете. В это время работал молодой Н. И. Вавилов, сформулировавший один из генетических законов -закон гомологических рядов наследственной изменчивости.

Н. К. Кольцов, Ю. А. Филипченко и некоторые другие ученые в рамках евгенической программы проводили работы по генетике одаренности, изучая родословные выдающихся личностей. В этих исследованиях были допущены некоторые методические ошибки. Однако по сравнению с генетическими исследованиями в других странах в период расцвета евгеники подходы наших ученых были во многом верными. Так, Н. К. Кольцов и Ю. А. Филипченко правильно поставили вопрос о значении социальной среды в реализации индивидуальных способностей. Они полностью отвергли насильственный путь улучшения природы человека. В период проведения евгенических исследований в СССР были собраны интересные родословные выдающихся личностей (А. С. Пушкина, Л. Н. Толстого, А. М. Горького, Ф. И. Шаляпина и др.).

Конец 20 — начало 30-х годов характеризуются довольно большими успехами в развитии генетики. К этому времени стала общепризнанной хромосомная теория наследственности. Т. Морган и его ученики экспериментально доказали, что гены расположены в хромосомах в линейном порядке и образуют группы сцепления.

Теоретическая и экспериментальная работы С. С. Четверикова (1926, 1929) положили начало современной генетике популяций. Большой вклад в изучение этого раздела внесли труды Р. Фишера (1931), С. Райта (1932), Н. П. Дубинина и Д. Д. Ромашова (1932), Дж. Е. Холдейна (1935) и др.

В ряде стран начала развиваться медицинская генетика. В нашей стране особого упоминания заслуживает Медико-генетический институт, который функционировал с 1932 по 1937 г. При нем был организован центр близнецовых исследований, в котором широко изучались количественные признаки у человека и болезни с наследственным предрасположением (диабет, гипертоническая болезнь, язвенная болезнь и др.). Правильное применение разных методов исследования (клинико-генеалогического, близнецового, цитогенетического, популяционно-статистического) позволило коллективу занять передовые рубежи генетики.

В 20-30-х годах работал талантливый клиницист и генетик С. Н. Да-виденков (1880-1961), который внес свой вклад в изучение наследственных нервных болезней, а также первым в нашей стране начал проводить медико-генетическое консультирование и разрабатывать методику этого вида медицинской помощи.

К концу 30 — началу 50-х годов интерес к генетике человека снизился.

В это время в СССР медико-генетические исследования были практически прекращены. В течение этого периода вышла только книга С. Н. Давиденкова «Эволюционно-генетические проблемы в невропатологии» (1947). Возобновились исследования лишь в начале 60-х годов.

С 1959 по 1962 г. количество публикаций, конференций, симпозиумов по генетике человека быстро возросло. Стало ясно, что наследственные болезни по своей природе гетерогенны, различны не только с клинической, но и с генетической точки зрения. Один и тот же фенотип болезни может быть обусловлен мутационным изменением различных белков (генокопия).

После того как было установлено, что ДНК является носителем наследственной информации, ученые направили усилия на изучение молекулярной природы и генетической значимости ее отдельных компонентов.

Исследование ДНК проводилось многими учеными. Весь накопленный комплекс биологических и физико-химических знаний привел к тому, что в 1953 г. Д. Уотсон и Ф. Крик открыли двухцепочечную спиральную (пространственную) структуру молекулы ДНК. Затем бурно начала развиваться молекулярная и биохимическая генетика человека, а также иммуногенетика.

Развитие цитогенетики человека является ярким примером значения фундаментальных исследований для практического здравоохранения. Так, в 1956 г. А. Леван и Дж. Тио установили, что у человека хромосомный набор состоит из 46 хромосом, а через три года были открыты хромосомные болезни. Очередным переломным моментом в цитогенетике человека была разработка методов дифференциальной окраски хромосом.

Следующим шагом в развитии современной генетики явилось картирование (определение места положения) генов в хромосомах человека. Успехи цитогенетики, генетики соматических клеток обеспечили прогресс в изучении групп сцепления (групп генов, наследующихся совместно). В настоящее время у человека известно 24 группы сцепления. Работы по изучению сцепления генов дают новые практические возможности в диагностике наследственных болезней и медико-генетическом консультировании.

Таким образом, в истории медицинской генетики можно выделить несколько основных этапов:

1) открытие законов Г. Менделя и изучение наследственности на уровне целостного организма;

2) изучение генетики на хромосомном уровне и открытие сцепленного наследования Т. Морганом и его учениками;

3) начало развитию современной генетики популяции дали теоретические и экспериментальные работы С.C. Четверикова;

4) развитие молекулярной генетики началось с построения пространственной структуры молекул ДНК Д. Уотсоном и Ф. Криком.

В настоящее время наследственность изучается на всех уровнях: молекулярном, клеточном, организменном и популяционном.

lektsia_1_2012

КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

С ОСНОВАМИ МЕДИЦИНСКОЙ ГЕНЕТИКИ»

ЛЕЧЕБНОЕ ДЕЛО (ФО), СЕСТРИНСКОЕ ДЕЛО(СД)

Томленова Елена Николаевна

Раздел. №1. Генетика человека с основами медицинской генетики – теоретический фундамент современной медицины.

Основные понятия дисциплины и её связь с другими науками.

История развития генетики

История развития генетики человека

Предмет и задачи медицинской генетики

Наследственность и изменчивость

Понятие медицинской генетики и основные положения

Задачи медицинской генетики

Контрольные вопросы по теме

1.Зарождение учения о наследственности

Наследственность как свойство всех организмов интересовала людей с древних времен. Но только в 19в это явление стали объективно изучать. Действительно научный вклад внес Грегор Мендель – основатель научной генетики. В 1866г он опубликовал результаты экспериментов, в которых показал, что наследственность передается через половые клетки от одного поколения к другому, не смешиваясь, не растворяясь. Его опыты заложили основу концепции гена, которая сохраняет свое ведущее место до настоящего времени.

Законы Менделя заново переоткрыли и приняли в 1900г Хьюго де Фриз из Голландии, Корренс из Германии, Чермак из Англии. Этот год считается годом рождения генетики как науки.

Во второй половине 19в развитие генетики привело к формированию нового взгляда на природу человека и его заболеваний. Утвердилось понятие о патологической наследственности, появились работы, описывающие наследственные заболевания, передающиеся в нескольких поколениях.

В работе английского врача Адамса указывается, что наследственная патология может обнаруживаться не сразу после рождения, может проявляться в любом возрасте и на возникновение наследственной патологии могут оказывать влияние факторы внешней среды.

В России в середине 19в над проблемами генетики работал Флоринский В.М., который указывал на значение среды в формировании наследственных признаков, вред близкородственных браков, наследственный характер пороков развития, глухонемоты, альбинизма.. В конце 19в англичанин Ф.Гальтон англичанин подтверждал эти понятия.

В 1900г Ландштейнер описал систему групп крови АВО, наследование которых подтвердилось работами Гиршфельда и Дунгерна

В 1924г Берштейн установил, что система АВО контролируется серией множественных аллелей одного локуса.

В первом десятилетии 20в было обнаружено наследование нарушений обмена веществ.

В 1902г английский врач Гэррод изучая наследственные болезни, сделал вывод, что нарушение обмена веществ наследуется по законам Менделя – им создано направление генетики – биохимическая генетика человека. В настоящее время выявлено более 800 форм наследственных дефектов обмена веществ, разработаны методы их ДЗ, а для некоторых эффективные способы лечения.

В 1908г Харди и Вайнберг независимо друг от друга пришли к выводу, что законы Менделя дают возможность объяснить распределение частоты генов из поколения в поколение.

К концу 19в были открыты хромосомы, изучены митоз и мейоз. Было определено, что именно хромосомы являются носителями наследственной информации (хромосомная теория наследственности 1910-1920г.г.)

1919г организована кафедра генетики Ю.А.Филипченко в Петроградском университете, а в то же время Вавилов Н.И. сформулировал важнейший генетический закон – об основах селекции и закон гомологических рядов в наследственной изменчивости.

В первые десятилетия XX века роль наследственности в формировании поведения человека и наследственной отягощенности населения была даже существенно преувеличена.

Концепция вырождения семей с наследственной патологией стала ведущей для объяснения отягощенности общества потомством таких больных. Диагноз наследственной болезни считался приговором больному и его семье. На этой почве сформировалось направление (или даже наука) об улучшении породы человека — евгеника.

Целью евгенического движения стало освобождение человечества от лиц с наследственной патологией путем насильственной стерилизации и ограничения репродуктивной свободы.

Такие идеи быстро распространились более чем в 30 странах мира и приняли жестокую форму законов о стерилизации лиц, родивших детей с наследственной патологией. До 1960г в США было насильственно стерилизовано более 100 000 человек. В Германии за год стерилизовано 80 000. В целом евгеника сыграла отрицательную роль в развитии генетики и медико-биологической науки.

В нашей стране медицинская генетика успешно развивалась в 20-30-х годах. В 1921 г. Ю. А. Филипченко организовал бюро по евгенике при Российской Академии наук, впоследствии реорганизованное в лабораторию генетики, ставшую в 1933 г. институтом генетики, который возглавил Н. И. Вавилов. Огромная роль в развитии медицинского направления в генетике принадлежит основоположнику клинической генетики С. Н. Давиденкову одновременно генетику и невропатологу.

Наряду с огромным вкладом в изучение генетики нервных болезней он на несколько десятилетий определил разработку общегенетических проблем.

Он первым в мире поставил вопрос о необходимости составления каталога генов человека, сформулировал понятие о генетической гетерогенности наследственных болезней, организовал медико-генетическую консультацию. С 1930-1937 гг. медицинская генетика развивалась в Медико-биологическом институте. Однако в период сталинских репрессий генетика была объявлена «лженаукой».

В 1944г было установлено, что передача наследственной информации связана с ДНК

1953г – Дж.Уотсон и Ф.Крик создали модель структуры ДНК. С этого момента началось углубленное изучение молекуляроной, биохимической и иммуногенетики человека.

Генетические исследования у нас в стране возобновились только в начале 60-х годов. При этом в мире, начиная с 50-х годов XX века, наступает наиболее бурный период развития генетики человека.

С 1956г начало научного направления — цитогенетики, т.е. изучение хромосом, Леван и Тио, а также Форд и Хамертон независимо друг от друга установили, что количество хромосом у человека 46.

В 1959 г. была открыта хромосомная природа болезней, и цитогенетика на несколько лет стала ведущим направлением. В этот период сформировалась клиническая генетика как результат слияния цитогенетики, менделевской генетики и биохимической генетики, а человек стал главным объектом общегенетических исследований.

К настоящему времени обнаружено около 1000 вариантов патологических изменений хромосом у человека и уже возможна ДНК диагностика более 100 наследственных патологий. В расчете на 1000 родившихся новорожденных эти заболевания встречаются у 6-7 детей.

В настоящее время основным способом профилактики наследственной и врожденной патологии является медико-генетическое консультирование (первая МГК в 1929г в Ленинграде, профессор Давиденков). Категорически запрещена насильственная стерилизация и любое другое вмешательство, нарушающее права человека. Решение о дальнейшем деторождении семья принимает самостоятельно.

Разработаны методы профилактики наследственных болезней: МГК, преконцепционная профилактика, пренатальная диагностика, скрининг новорожденных. Это снижает частоту рождения детей с врожденной патологией на 60-70%.

2. Предмет и задачи медицинской генетики.

Генетика (genesis – происхождение) – наука, изучающая явления наследственности и изменчивости организма человека на всех уровнях его организации.

Генетика человека с основами медицинской генетики – наука, изучающая наследственность и изменчивость с точки зрения патологии человека.

Наследственность – свойство организма повторять в ряду поколений сходные признаки, типы обмена веществ и индивидуальное развитие, т.е. производить себе подобных. При этом наследственность означает не полное повторение родительских особей, а лишь их чрезвычайное сходство между собой и отличие от индивидов, принадлежащих к другим близким биологическим индивидам.

Наследственности сопутствует феномен изменчивость — явление, отражающее индивидуальные, семейные и иные различия между особями одного вида, благодаря которым у потомства появляются новые признаки, обеспечивающие естественный отбор.

В совокупности наследственность и изменчивость живых организмов составляют предмет изучения генетики.

Генетика не только изучает закономерности Н и И у человека, но и стремится найти способы управлять ими.

Генетика прошла несколько этапов, в результате чего появились современные классические знания о генетических основах живого организма, Г можно считать теоретическим фундаментом современной медицинской науки.

Генетика занимает лидирующую роль в фундаментальной биологии. Наряду с физиологией, биохимией, морфологией.

Понимание наследования и возможных изменений как нормальных, так и патологических признаков человека необходимо при изучении физиологии, гистологии, биохимии, педиатрии, терапии, хирургии, неврологии, дерматовенерологии, офтальмологии, отоларингологии, патофизиологии и других клинических дисциплин для исследования этиологии, патогенеза, влияния на передачу наследственных признаков факторов внешней среды, продуктов питания, лекарственных препаратов. Значение генетики для медицины трудно переоценить.

Достижения практической генетики внедряются в ежедневную работу практической медицины.

Прикладным разделом МГ является клиническая генетика.

МГ – изучает роль наследственных факторов в возникновении патологических симптомов и признаков в организме человека, закономерности передачи наследственных болезней, а также болезней с наследственной предрасположенностью.

Достижения медицины и МГ направлены на борьбу с болезнями и на улучшение здоровья людей.

Важнейшей задачей МГ является изучение процессов функционирования организма. Достижения в генетике обусловлены анализом законов природы и типом наследования мутационных изменений у человека.

Основные положения медицинской генетики:

Наследственные болезни возникают в результате общей наследственной изменчивости человека.

Популяции человека отягощены огромным грузом мутаций

В развитии наследственной патологии играет роль генотип и внешняя среда

Наследственность современного человека отягощена накоплением патологических мутаций в процессе эволюции и вновь возникшими наследственными изменениями в половых клетках

Резко изменилась среда обитания человека, планирование семьи и границы браков. Человек сталкивается с новыми условиями среды, испытывает нагрузки социального и экологического характер. Увеличились масштабы миграции, расширился круг потенциальных партнеров

Современная МГ обладает большими возможностями в ДЗ, профилактике и лечении наследственной патологии, основываясь на данных цитогенетики, биохимической генетики, клинической и молекулярной генетики, а т.ж. популяционной и экологической генетики.

Медицинская генетика включает в себя:

Офтальмогенетику и др.

Выявлено, в течение жизни человека примерно у 70% людей проявляются те или иные наследственные заболевания. С наследственными и врожденными заболеваниями рождаются около 5% детей. Известно более 10 000 наследственных признаков, половину из которых составляют наследственные болезни.

Т.О. у большинства людей в течение жизни проявляется хотя бы 1 генетически обусловленное отклонение от нормы, снижающее работоспособность и продолжительность жизни человека.

Наиболее важными направлениям в исследованиях считаются изучение молекулярной природы генетических изменений, анализ их закономерностей, оценка их распространенности, изучение роли мутагенных факторов окружающей среды.

Интенсивное изучение наследственных болезней увеличило их число до 10 000 (только в 1966г было изучено 1500 НБ). Для более 3900 из этих недугов изучена локализация мутантных генов в хромосомах и проведен молекулярный анализ. Эти достижения легли в основу разработки новых методов ДЗ, профилактики и генотерапии наследственных болезней.

Прикладным разделом МГ является Клиническая генетика. Она с успехом осваивает методы медицинской генетики:

Задачи и направления медицинской генетики:

Изучение роли генетических и внешних факторов в развитии наследственной патологии, а так же характера наследования и проявления патологических генов

Изучение молекулярной природы генетических изменений и анализа закономерностей их наследования

Изучение характера наследственной патологии на клеточном, молекулярном, организменном и популяционном уровнях

Разработка систематики, ДЗ и профилактики НЗ

Выявление распространения НБ и ВПР. Оценка из в различных популяциях человека

Выявление мутагенных факторов внешней среды и разработка их нейтрализации

Совершенствование методов генной инженерии с целью генотерапии и получения новых лекарственных веществ

Широкое и повсеместное применение МГК

Развитие методов преконцепционной профилактики и пренатальной диагностики.

Дайте понятие генетика.

Назовите положения медицинской генетики

В чем суть наследственности и изменчивости

Что такое наследственные болезни с точки зрения эволюции?

Назовите достижения медицинской генетики

Назовите примеры значения медицинской генетики.

Что изучает медицинская генетика?

Какова связь с другими дисциплинами?

Что является объектом изучения клинической генетики?

Введение ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ МЕДИЦИНСКОЙ ГЕНЕТИКИ

Генетика (от трем, genesis — происхождение) — наука, изучающая явления наследственности и изменчивости организма человека на всех уровнях его организации.

Генетика человека с основами медицинской генетики — наука, изучающая наследственность и изменчивость с точки зрения патологии человека.

Наследственность — это свойство организма повторять в ряду поколений сходные признаки, типы обмена веществ и индивидуальное развитие, т. е. производить себе подобных. При этом наследственность означает не полное повторение родительских особей, а лишь их чрезвычайное сходство между собой и отличие от индивидов, принадлежащим к другим близким биологическим индивидам.

Наследственности сопутствует феномен изменчивости — явления, отражающие индивидуальные, семейные и иные различия между особями одного вида, благодаря которым у потомства появляются новые признаки, обеспечивающие в эволюции естественный отбор. В совокупности наследственность и изменчивость живых организмов составляют предмет изучения генетики.

Генетика не только изучает закономерности наследственности и изменчивости у человека на всех уровнях его организации и сосуществования, раскрывая сущность этих законов, но и стремится найти способы управления ими.

Генетика прошла несколько этапов развития, в результате чего появились современные классические знания о генетических основах организации живого организма. Генетику можно считать теоретическим фундаментом современной медицинской науки.

Развитие генетики человека неразрывно связано с обще- биологическими концепциями, такими как эволюционное развитие, онтогенез, законом Менделя о закономерности признаков, хромосомной теории наследственности, информационной роли ДНК, достижениями теоретической и клинической медицины. Генетика занимает лидирующую роль в фундаментальной биологии.

Наряду с физиологией, биохимией, морфологией генетика человека является теоретическим фундаментом современной медицинской науки. Понимание наследования и возможных трансформаций как нормальных, так и патологических признаков человека необходимо при изучении физиологии, гистологии, биохимии, педиатрии, терапии, хирургии, неврологии, дерматовенерологии, офтальмологии, оториноларингологии, патофизиологии и других клинических дисциплин для исследования этиологии, патогенеза моногенных и полигенных заболеваний, влияния на передачу наследственных признаков многочисленных факторов окружающей среды, продуктов питания, лекарственных препаратов. Значение генетики для медицины огромно.

Достижения общей генетики постоянно внедряются в ежедневную работу практической медицины.

Прикладным разделом медицинской генетики яшгястся клиническая генетика, которая с успехом осваивает методы медицинской генетики.

Медицинскому специалисту необходимы знания о распространенности наследственных болезней, причинах их возникновения и методах медико-генетического консультирования.

Медицинская генетика — изучает роль наследственных факторов в возникновении патологических симптомов и признаков в организме человека, закономерности передачи наследственных болезней, методы диагностики, профилактики и лечения наследственных болезней, а также болезни с наследственной предрасположенностью и является важным разделом современной генетики.

Современные достижения медицины и генетики направлены на борьбу с болезнями и на улучшение здоровья людей. Эволюция жизни на Земле невозможна без наследственности и изменчивости

Важнейшей задачей развития медицинской генетики в течение всего периода существования человечества являлось изучение процессов функционирования организма человека.

Достижения в генетике человека обусловлены анализом законов природы и типом наследования мутационных изменений у человека.

В результате столетнего пути развития генетики сложились основные положения медицинской генетики.

1. Наследственные болезни возникают в результате общей наследственной изменчивости человека.
2. Популяции человека отягощены огромным «грузом» мутаций.
3. В развитии наследственной патологии играет роль генотип и внешняя среда.
4. Наследственность современного человека отягощена накоплением в процессе эволюционного развития патологических мутаций и вновь возникшими наследственными изменениями в половых клетках.
5. Резко изменилась среда обитания человека, планирование семьи и границы браков. Человеку приходится сталкиваться с новыми условиями среды, испытывать большие нагрузки социального и экологического характера. Увеличились масштабы миграции населения, расширился круг потенциальных партнеров.
6. Современная медицинская генетика обладает большими возможностями в диагностике, профилактике и лечении наследственной патологии, основываясь на данных цитогенетики, биохимической генетики, клинической и молекулярной генетики, а также популяционной и экологической генетики.

В настоящее время медицинская генетика интенсивно развивается и является важнейшей частью теоретической медицины.

Последние двадцать лет основное направление исследований направлено в область изучения молекулярных основ строения и функционирования геномов. Установлены полные нуклеотидные последовательности геномов организма человека, на основе чего возникли самостоятельные дисциплины — геномика и ее перспективные направления — функциональная геномика, протсомика и биоинформатика. Изучается геном человека, цитогенетика, биохимическая генетика, им- муногенстика, онкогенетика, клиническая и популяционная генетика и экологическая генетика.

Медицинская генетика включает также иммуногенетику, изучающую генетические факторы и механизмы иммунного ответа, генетику онтогенеза — изучающую и выявляющую генетический контроль процессов раннего эмбрионального развития, онкогенетику, выявляющую генетику опухолевого процесса.

В последние годы стали выделять разделы различных медицинских специальностей, посвященные изучению наследственных болезней: нейрогенетику, офтальмогенетику и другие.

Значение генетики для медицины огромно. Она как часть теоретического фундамента медицины расширяет и углубляет биологическое мышление медицинского работника. Для будущего медицинского работника знание основных положений наследственности и изменчивости человека необходимо для понимания новых методов диагностики, профилактики и лечения наследственной патологии. Достижения медицинской генетики внедряются во все этапы медицинской помощи.

Наследственные болезни занимают существенное место в работе медицинского работника.

Выявлено, что наследственная изменчивость весьма высока — в течение жизни человека приблизительно у 70% людей проявляются те или иные наследственные болезни. С наследственными и врожденными заболеваниями рождается около 5% детей. Известно более 10 000 наследственных признаков, половину которых составляют наследственные болезни. Таким образом, у большинства людей в течение жизни проявляется хотя бы одно серьезное генетически обусловленное отклонение от нормы, снижающее работоспособность и продолжительность жизни человека.

Наиболее важными направлениями в исследованиях медицинской генетики являются изучение молекулярной природы генетических изменений, анализ их закономерностей наследования, оценка их распространенности в различных популяциях человека, изучение роли мутагенных факторов окружающей среды.

Интенсивное изучение наследственных болезней в клиниках многих стран увеличило их число почти до 9000 (в 1966 г. было изучено только около 1500 наследственных болезней). Для более чем 3900 из этих недугов изучена локализация мутантных генов в хромосомах и проведен молекулярный анализ продуктов их деятельности. Эти достижения поставили на новую основу разработку методов диагностики наследственных болезней, их профилактику и генотсрапию. Прикладным разделом медицинской генетики является клиническая генетика, которая с успехом осваивает методы медицинской генетики — клинико-генеалогический, близнецовый, биохимический, цитогенетический.

Задачами медицинской генетики и наиболее важными направлениями в исследованиях являются:

? изучение роли генетических и внешних факторов в развитии наследственной патологии, а также характера наследования и проявления патологических генов;
? изучение молекулярной природы генетических изменений и анализа закономерностей их наследования;
? изучение характера наследственной патологии на клеточном, молекулярном, организменном и популяционном уровне;
? разработка систематики, диагностики и профилактики наследственных заболеваний;
? выявление распространения наследственных болезней и врожденных пороков развития и оценка их распространенности в различных популяциях человека;
? выявление мутагенных факторов внешней среды и разработка методов их нейтрализации;

? совершенствование методов генной инженерии с целью генотерапии и получения новых лекарственных веществ;
? широкое и повсеместное внедрение медико-генетического консультирования;
? развитие методов пренатальной диагностики.

1. Дайте определение понятию генетика.
2. Что изучает медицинская генетика?
3. Назовите основные положения медицинской генетики.
4. В чем состоит суть явлений наследственности и изменчивости?
5. Что такое наследственные болезни с эволюционной точки зрения?
6. Назовите достижения медицинской генетики.
7. Приведите основные примеры значения медицинской генетики.

Медицинская генетика представляет собой область знаний о наследственности и изменчивости человека, имеющих непосредственное отношение к проблемам и задачам

Название	Медицинская генетика представляет собой область знаний о наследственности и изменчивости человека, имеющих непосредственное отношение к проблемам и задачам
страница	1/5
Дата	04.03.2013
Размер	1.6 Mb.
Тип	Документы

Введение

Это привело к значительному прогрессу в знаниях о наследственности и изменчивости человека.

^ Учебно-тематический план

№	Темы	Всего часов	Из них
№	Темы	Всего часов	теоретич.	практич.
1	Краткий курс медицинской генетики	1	1
2	Менделирующие признаки человека	2	1	1
3	Генетика пола	2	1	1
4	Взаимодействие генов	2	1	1
5	Изменчивость	1	1
6	Методы изучения наследственности человека	1	1
7	Наследственные болезни и их классификация	3	3
7.1	Хромосомные болезни	1	1
7.2	Генные болезни	1	1
7.3	Мультифакториальные болезни	1	1
8	Достижения генетики в диагностике и профилактике заболеваний	1	1
9	Итоговый контроль	1	Всего	14	10	4

Тема 1. Краткая история медицинской генетики

Задачами медицинской генетики являются:

Н. К. Кольцов, Ю. А. Филипченко и некоторые другие ученые в рамках евгенической программы проводили работы по генетике одаренности, изучая родословные выдающихся личностей. В этих исследованиях были допущены некоторые методические ошибки. Однако по сравнению с генетическими исследованиями в других странах в период расцвета евгеники подходы наших ученых были во многом верными. Так, Н. К. Кольцов и Ю. А. Филипченко правильно поставили вопрос о значении социальной среды в реализации индивидуальных способностей. Они полностью отвергли насильственный путь улучшения природы человека. В период проведения евгенических ис¬следований в СССР были собраны интересные родословные выдающихся личностей (А. С. Пушкина, Л. Н. Толстого, А. М. Горького, Ф. И. Шаляпина и др.).

Конец 20 — начало 30-х годов характеризуются довольно большими успехами в развитии генетики. К этому времени стала общепризнанной хромосомная теория наследственности. Т. Морган и его ученики экспери¬ментально доказали, что гены расположены в хромосомах в линейном порядке и образуют группы сцепления.

В ряде стран начала развиваться медицинская генетика. В нашей стране особого упоминания заслуживает Медико-генетический институт, который функционировал с 1932 по 1937 г. При нем был организован центр близ¬нецовых исследований, в котором широко изучались количественные приз¬наки у человека и болезни с наследственным предрасположением (диабет, гипертоническая болезнь, язвенная болезнь и др.). Правильное применение разных методов исследования (клинико-генеалогического, близнецового, цитогенетического, популяционно-статистического) позволило коллективу за¬нять передовые рубежи генетики.

К концу 30 — началу 50-х годов интерес к генетике человека снизился.

Таким образом, в истории медицинской генетики можно выделить несколько основных этапов:

1) открытие законов Г. Менделя и изучение наследственности на уровне целостного организма;

2) изучение генетики на хромосомном уровне и открытие сцепленного наследования Т. Морганом и его учениками;

^ Тема 2. Менделирующие признаки человека

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;

6) габсбургская губа — нижняя челюсть узкая, выступающая вперед, нижняя губа отвислая и полуоткрытый рот;

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

8) синдактилия (от греч. syn — вместе)-сращение мягких или костных тканей фаланг двух или более пальцев;

9) брахидактилия (короткопалость) – недоразвитие дистальных фаланг пальцев;

10) арахнодактилия (от греч. агаhna – паук ) – сильно удлиненные «паучьи» пальцы

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;

3)группа крови Rh-;

4)неощущение горечи вкуса фенилкарбамида;

5)неумение складывать язык в трубочку;

6)фенилкетонурия – блокируется превращение фенилаланина в тирозин, который превращается в фенилпировиноградную кислоту, являющуюся нейротропным ядом (признаки – судорожные синдромы, отставание в психическом развитии, импульсивность, возбудимость, агрессия);

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

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

III. Менделирующие признаки, сцепленные с полом (неполно).

Х и У-хромосомы имеют общие гомологичные участки. В них локализованы гены, детерминирующие признаки, наследующиеся одинаково как у мужчин, так и у женщин (подобно признакам, сцепленным с аутосомами).

Гены, локализованные в гомологичных участках Х- и У-хромосом, обусловливают развитие некоторых болезней.

1)пигментная ксеродерма — заболевание, при котором под влиянием ультрафиолетовых лучей на открытых частях тела появляются пигментированные пятна. Вначале они в виде веснушек, затем в виде более крупных папиллом различной величины и, наконец, опухолей. Для большинства больных пигментная ксеродерма заканчивается летально

2)болезнь Огучи – в слое палочек и колбочек, пигментом эпителии наблюдаются дегенеративные изменения (болезнь чаще встречается в Японии).

3)спастическая параплегия – спастика и слабость нижних конечностей, возникающая в результате дегенерации пирамидных путей в области грудного и поясничного отделов спинного мозга, изредка в стволе головного мозга, изредка в стволе головного мозга.

4)эпидермолиз буллезный – образование пузырей после механических травм кожи.

5)полная (общая) цветовая слепота – полное отсутствие цветового зрения. ложенных на Наследование групп крови. Большое значение для медицинской практики имеет изучение групп крови, которые зависят от антигенов, распоповерхности эритроцитов.

Антигены – это высокомолекулярные вещества, в ответ на введение которых в организме вырабатываются антитела (гамма-глобулины – одна из фракций белков крови, которая синтезируется лимфоцитами). Следует отметить, что на собственные антигены организм с нормальной иммунной системой антител не вырабатывает.

В настоящее время хорошо изучены группы крови систем: АВ0, Rh, МN, Р, Даффи, Льюис, Лютеран, Келл, Кидд и др. В систему входят группы крови, которые детерминируются (определяются) аллелями одного гена.

Множественные аллели — количество аллелей в природе больше двух. Одним из примеров множественных аллелей у человека являются группы крови системы АВ0.

В зависимости от антигенов, которые находятся на поверхности эритроцитов, все люди земного шара делятся на четыре группы. У одних людей на поверхности эритроцитов нет антигенов А и В — это 0 (I) группа, у других есть антиген А -А(П) группа, у третьих есть антиген В — В (III) группа, а у четвертых есть антигены А и В — АВ (IV) группа.

В процессе длительной эволюции живые организмы приспособились к сохранению постоянства своего антигенного состава и не допускают вмешательства других антигенов. Поэтому у людей 0(1) группы крови, не имеющей на поверхности антигенов А и В, есть антитела α и β против антигенов А и В; у людей А (II) группы крови есть антитела β против антигена В; у людей В(Ш) группы есть антитела α против антигена А; у АВ (IV) группы нет антител против антигенов А и В.

Четыре группы крови (системы АВ0) определяются аллельными генами, которые располагаются в девятой паре хромосом человека. Обозначаются аллельные гены разными буквами алфавита (IА, IВ, I°), как исключение из правил генетики. 0(I), А(П) и В(Ш) группы наследуются как менделирующие признаки. Гены IА и IВ по отношению к гену I° ведут себя доминантно.

Аллельные гены IА и IВ у лиц IV группы ведут себя независимо друг от друга: ген IА детерминирует антиген А, а ген IВ — антиген В. Такое взаимодействие аллельных генов называется кодоминированием (каждый аллель детерминирует свой признак). Наследование АВ(IV) группы крови не следует закономерностям, установленным Менделем.

Группы крови А(II) и В(Ш) системы АВ0 наследуются по аутосомно-до-минантному типу, а 0(I) группа — по аутосомно-рецессивному типу.

Рассмотрим, как наследуются группы крови системы АВ0.

1). Если гомозиготная женщина А(П) группы крови выйдет замуж за мужчину с 0(I) группой, то все дети будут А(П) группы крови.

F — IА I° — 100 % А(II) группы

2). Женщина А(П) группы крови гетерозиготная вышла замуж за мужчину с 0(I) группой крови. Вероятность рождения детей будет: 50 % с 0(I) группой и 50 % с А(П) группой крови.

3) Если женщина В(Ш) группы крови гомозиготная, а мужчина 0(I) группы, то все дети будут В(Ш) группы гетерозиготные.

F — IВ I° — 100 % В(Ш) группа

4) Женщина В(Ш) группы крови гетерозиготная, а мужчина 0(I) группы крови. Вероятность рождения детей от этого брака составит: 50 % В(Ш) группы крови гетерозиготных на 50% 0(I) группы крови.

5)Если женщина А(II) группы крови вышла замуж за мужчину В(Ш) группы крови (оба гомозиготные), то от этого брака все дети будут АВ (IV) группы крови.

P -♀ IА IА × IВ IВ♂

F — IА IВ- 100 % АВ (IV) группа крови

6)Женщина А(II) группы крови вышла замуж за мужчину В(Ш) группы (оба гетерозиготные). От этого брака равновероятно рождение детей 0(I), А(II), В(Ш), АВ (IV) группы крови, так как происходит случайная встреча гамет родителей свободная комбинация генов.

F — IА IВ , IВ I° , IА I° , I° I°.

Кроме антигенов А, В, 0 на поверхности эритроцитов у людей расположены антигены групп системы резус. Если на эритроцитах находится антиген Rh, то такие люди относятся к группе Rh+ (их около 85 %), а если отсутствует данный антиген, то они относятся к группе Rh¯ (их около 15 %).

Группы крови Rh+ и Rh¯ системы резус детерминируются генами, которые локализованы в первой паре хромосом человека. Группа крови Rh+ может быть гомозиготная (DD) и гетерозиготная (Dd), группа Rh¯ — только гомозиготная (dd).

Группы крови резус-системы наследуются как менделирующие признаки. Проследим, какие могут быть последствия для детей, если мать имеет резус-отрицательную группу крови.

Женщина с группой крови Rh¯ вышла замуж за мужчину, у которого группа крови Rh+ гомозиготная.

От этого брака все дети будут резус-положительные гетерозиготные, так как ген D полностью доминирует над геном d и F — — единообразно. Во время беременности Rh+ эритроциты плода могут попасть в кровь матери, и материнский организм начнет выработку антител против этих эритроцитов. С каждой последующей беременностью увеличивается риск иммунизации и возрастает вероятность гемолитической болезни новорожденных и ее тяжести.

Если женщина с группой Rh¯ вступает в брак с мужчиной гетерозиготным (что чаще встречается), то вероятность рождения детей от этого брака будет равна 50 % Rh+ гетерозиготных и 50 % Rh¯.

^ Практическая работа «Определение групп крови».

Целевая установка: усвоить правила определения и составления схем наследования групп крови индивидуумов.

Оснащение занятия: таблицы — моногибридное скрещивание, наследование групп крови человека; динамические пособия на магнитах «Генетика групп крови», «Наследование резус-фактора».

1. Составьте генотипическую схему наследования и определите вероятность рождения детей с разными группами крови системы АВ0 у родителей, один из которых имеет первую, а другой -четвертую группу крови.

2. Аналогичным способом определите вероятность рождения детей с разными группами крови в браке мужчины со второй (А) группой крови и женщины с третьей (В) группой крови, отцы которых имели первую (0) группу крови.

3. В семье, где муж имеет вторую группу крови системы АВ0, а жена четвертую группу крови, родились два ребенка, один из которых имеет вторую, а другой — третью группу крови. Определите вероятные генотипы родителей и их детей.

4. У женщины установлена первая группа крови системы АВ0,а у мужчины — четвертая группа крови. Можно ли исключить спорное отцовство, если у ребенка обнаружена первая группа крови?

Вопросы и задания

1. В семье признак рыжих волос наследуется как рецессивный. Какое будет потомство, если поженятся кузены (двоюродные брат и сестра) с рыжими и темными (брюнет) волосами.

2. Если две сестры — однояйцовые близнецы — выйдут замуж за двух братьев — однояйцовых близнецов — и у них будут дети, будут ли эти дети похожи друг на друга как идентичные близнецы?

3. Мужчина с полидактилией (лишние пальцы) женится на нормальной (пятипалой) женщине. Они имеют пятерых детей с полидактилией. Один из них женится на нормальной (пятипалой) женщине, и они имеют несколько детей. У многих ли их детей будет полидактилия?

4. Если кареглазый мужчина-левша женится на голубоглазой женщине, лучше владеющей правой рукой, чем левой, и у них родится голубоглазый ребенок-левша, то что можно сказать о генотипе отца и матери?

5. На одного резус-отрицательного ребенка, имеющего группу крови ММ, претендуют две родительские пары: а) мать резус-отрицательная с группой крови М и отец резус-положительный с группой крови М; б) мать резус-положительная с группой крови N и отец резус-положительный с группой крови М. Какой паре принадлежит ребенок?

6. Если женщина с веснушками и волнистыми волосами, отец которой не имел веснушек и имел прямые волосы, выходит замуж за мужчину с веснушками и прямыми волосами (оба родители его имели такие же признаки), то какие дети у них могут быть?

7. В брак вступают женщина с отрицательным резус-фактором и I группой крови и мужчина с положительным резус-фактором и IV группой крови. Определите вероятность иммунного конфликта у детей и возможную группу крови при этом, если известно, что у матери мужа кровь была резус-отрицательная.

8. Детская форма амавротической семейной идиотии наследуются аутосомно-рецессивно и заканчиваются обычно смертельным исходом к 4-м — 5-ти годам. В семье здоровых родителей первый ребенок умер от этой болезни. Каков прогноз в отношении здоровья следующего ребенка?

9. В семье у кареглазых родителей четверо детей с разными группами крови, один из них голубоглазый. Какова вероятность рождения следующего ребенка кареглазым с первой группой крови?

10. Женщина, имеющая нос нормального размера и карие глаза, выходит замуж за голубоглазого мужчину с большим носом. Первый сын родился голубоглазым и с большим носом. Какова вероятность рождения в этой семье кареглазых детей с маленьким носом?

^ Тема 3. Генетика пола

В хромосомном наборе у женщин имеется 22 пары аутосом и две одинаковые половые хромосомы XX; у мужчин 22 пары аутосом и половые хромосомы X и V (неодинаковые). В процессе мейоза каждая из пары гомологичных хромосом уходит в разные гаметы. Так как у женщин 23 пары гомологичных хромосом, то во все гаметы попадает 22 аутосомы и одна Х-хромосома (гаметы одинаковы), поэтому женский пол гомогаметный. У мужчин образуется два типа гамет: 22+Х и 22+Y, поэтому мужской пол гетерогаметный. Вероятность рождения девочек так же, как и мальчиков, составляет 50 %.

P — ♀22×2 + XX × 22×2 + XY♂

F — 22×2 + XX 22×2 + XY

50% девочки 50% мальчики

Пол будущего ребенка определяется сочетанием половых хромосом в момент оплодотворения. Если яйцеклетку оплодотворяет сперматозоид с Х- хромосомой, то рождается девочка, а если яйцеклетку оплодотворяет сперматозоид с Y-хромосомой, то рождается мальчик. Признаки организма, связанные с полом, подразделяют на три категории.

1)признаки, сцепленные с половыми хромосомами. Это признаки, развитие которых обусловлено генами, расположенными в одной из половых хромосом. Х — хромосома по размерам значительно больше, чем Y — хромосома.

В Х-хромосоме есть большой участок, которого нет в Y-хромосоме, в нем расположены рецессивные гены (гемофилии, дальтонизма, миопатии и доминантные (рахита, не поддающиеся лечению витамином D, темной эмали зубов). Гены этого участка полностью сцеплены с полом, передаются исключительно через Х-хромосому. Доминантные гены из этого участка одинаково проявляются у обоих полов; рецессивные — у женщин только в гомозиготном состоянии, а у мужчин — в гемизиготном состоянии.

Рассмотрим наследование, сцепленное с полом, на примере гемофилии. У мужчин ген гемофилии находится в гемизиготном состоянии (один из пары), и поэтому гемофилия у мужчин всегда проявляется. У женщин, если и есть, этот ген в гетерозиготном состоянии, он не проявляется, так как доминантный ген нормальной свертываемости его подавляет. В брак вступают здоровая женщина-носительница и здоровый мужчина:

H-ген нормальной свертываемости крови

F — XH XH , XH Xh , XH Y, Xh Y

XH XH — девочка здоровая

XH Xh — девочка носитель

XH Y — мальчик здоровый

Xh Y — мальчик больной

В непарном участке У-хромосомы, кроме генов, детерминирующих пол, расположено небольшое число генов, которые могут встречаться только у лиц мужского пола и передаются от отца всем сыновьям (голандрические гены): волосатость ушей, перепонки между пальцами ног, ихтиоз (кожа в виде рыбьей чешуи).

В парном сегменте (гомологичном для Х- и У-хромосом) локализованы гены, детерминирующие пигментную ксеродерму, болезнь Огучи, спасти¬ческую параплегию, эпидермолиз буллезный, общую цветовую слепоту и другие. Их «называют неполно или частично сцепленными с полом. Они могут передаваться как с Х-, так и с У-хромосомой;

2) признаки, контролируемые полом. Развитие этих признаков обусловлено генами, расположенными в аутосомах обоих полов, но степень проявления их (экспрессивность) разная у мужчин и женщин (особенно у гетерозигот, так как происходит сдвиг доминантности). Изменение доминирования гена обусловлено половыми гормонами. Например: а) у мужчин ген облысения доминантный, а у женщин — рецессивный и проявляется только в гомози¬готном состоянии, поэтому лысых мужчин значительно больше, чем женщин; б) пенетрантность гена подагры у мужчин 80 %, а у женщин 12 %, значит, подагрой чаще болеют мужчины;

3) признаки, ограниченные полом. Развитие этих признаков обусловлено генами, расположенными в аутосомах обоих полов, но проявляются они только у одного пола (гены удойности и жирности молока имеются у коров и быков, но проявляются только у коров).

^ Практическая работа: решение задач по теме «Генетика пола»

Целевая установка: усвоить правила символической записи генотипов и гамет индивидуумов, а также составления схем наследования моногенных признаков, сцепленных с половыми хромосомами; изучить особенности наследования таких признаков у человека при решении генетических задач.

Оснащение занятия: таблицы — моногибридное скрещивание, наследование признаков, сцепленных с полом.

1.Составить схему сцепленного с Х-хромосомой наследования на примере рецессивного гена гемофилии. У человека доминантный ген (символ Н) негомологичного участка ЛГ-хромосомы контролирует синтез антигемофилического белка, являющегося одним из компонентов системы свертывания крови. Мутантный рецессивный аллель этого гена (К) обеспечивает синтез дефектного белка, что приводит к возникновению болезни (гемофилии).

2.Условия задачи: у мужчины половые хромосомы ХY. Ген гемофилии локализован в Х-хромосоме и не имеет аллеля в Y-хромосоме, т. е. находится в гемизиготном состоянии. Следовательно, несмотря на то, что признак рецессивный, у мужчин он проявляется:

N — ген нормальной свертываемости крови;

h — ген гемофилии;

Хh Y — мужчина с гемофилией;

ХN Y — мужчина здоров.

3.Решение: у женщин половые хромосомы XX. Признак определяется парой аллельных генов, поэтому гемофилия проявляется только в гомозиготном состоянии:

XN XN — женщина здорова;

ХN Хh — гетерозиготная женщина (носительница гена гемофилии), здорова;

Хh Хh — женщина-гемофилик.

Основные формальные характеристики Х-сцепленного рецессивного наследования следующие. Обычно поражаются мужчины. Все их фенотипически здоровые дочери являются гетерозиготными носительницами, так как от отца в процессе оплодотворения получают Х-хромосому:

Среди сыновей гетерозиготных матерей (ХN Хh ) соотношение пораженных и непораженных 1:1, так как гаметы XN и Хh образуются с равной вероятностью:

Р: ♀ ХN Х h ♂ ХN Y

гаметы: ХN ,Хh ХN ,Y

материнские XN XNXN XNY

гаметы Xh XN Xh Xh Y

Такое наследование получило название крисс-кросс (крест-накрест), т. е. сыновья наследуют фенотипический признак матери, а дочери — отца.

Законы передачи признаков, сцепленных с Х-хромосомами, были впервые изучены Т. Морганом.

^ Вопросы и задания

1. Используя символы соответствующих генов и генотипов составьте генотипическую схему наследования и установите вероятность появления и пол детей с признаками дальтонизма (цветовой слепоты) в семье, где муж страдает дальтонизмом, а жена обладает нормальным восприяти¬ем цвета, но имеет отца с признаками этого заболевания.

2. Если сестра женщины, о которой шла речь в предыдущей задаче, выходит замуж за мужчину с нормальным зрением, то какова вероятность того, что их сын (дочь) будет страдать дальтонизмом?

3. В браке мужчины и женщины, имеющих нормальное зрение, родился ребенок с признаками дальтонизма. Определите генотипы родителей и пол ребенка.

4. Женщина с нормальным зрением имеет брата дальтоника, ее муж не страдает указанным заболеванием. Может ли сын этой женщины также быть дальтоником?

5.Составьте схему наследования и определите вероятность появления и пол детей, страдающих гемофилией, в браке двух здоровых индивидуумов, если известно, что отец жены имел признаки этого заболевания.

6. Считают, что ген человека, контролирующий гипертрихоз (волосатость) ушной раковины, находится в участке хромосомы Y, не имеющем гомологии с участками ЛГ-хромосомы. Составьте схему наследования и определите вероятность гипертрихоза у будущих детей разного пола в семье, где один из супругов имеет указанный признак.

7. Может ли признак, сцепленный с полом, передаваться от отца к сыну? Объясните.

8. Может ли быть мужчина гетерозиготным по признакам, сцепленным с полом? Объясните, напишите формулу генотипа.

9. Мужчина-дальтоник женится на женщине-носительнице гена дальтонизма. Можно ли ожидать в этом браке здорового сына? Может ли в этой семье родиться дочь-дальтоник?

10. Напишите генотип здоровой женщины, если ее отец был гемофиликом, а мать — альбиносом. Альбинизм определяется рецессивным аутосомным геном.

11. У здоровых родителей трое детей. Один сын болен гемофилией и умирает в 14-летнем возрасте. Другой сын и две дочери здоровы. Какова вероятность гемофилии у внуков в этой семье?

12. Определите, какие дети и внуки могут быть у мужчины с перепонками между пальцами ног и женщины, не обремененной этими признаками.

13. У человека встречается наследственное аллергическое заболевание — геморрагический диатез, определяемый рецессивным геном а. Аллели этого гена локализованы в гомологичных участках Х- и Y-хромосом. Определите, какие будут дети и внуки, если родители: а) жена здорова, муж болен, оба гомозиготны; б) муж здоров, жена больна, оба гомозиготны. Сделайте обобщенный вывод по наследованию геморрагического диатеза.

14. Отец и сын в семье — кареглазые гемофилики, а мать — голубоглазая и имеет нормальную свертываемость крови. Можно ли сказать, что сын унаследовал оба признака от отца?

15. Нормальная женщина имеет брата-дальтоника. Может ли ее сын быть также дальтоником?

16. Отсутствие потовых желез у людей передается по наследству как рецессивный признак, сцепленный с полом. Юноша, не страдающий этим заболеванием, женится на девушке, отец которой лишен потовых желез, а мать и предки здоровы. Какова вероятность, что сыновья и дочери от этого брака будут страдать отсутствием потовых желез? Если жены сыновей и мужья дочерей будут здоровы, то будут ли здоровы их дети?

17. Недостаток фосфора в крови связывают с проявлением особой формы рахита, не поддающейся лечению витамином О. В потомстве от браков 14 мужчин с описанным заболеванием и здоровых женщин родились 21 дочь и 18 сыновей. Все дочери страдали недостатком фосфора в крови, а все сыновья были здоровы. Какова генетическая обусловленность этого заболевания? В чем отличие наследования этого заболевания от гемофилии?

19. Нормальные в отношении зрения мужчина и женщина имеют:

1) сына-дальтоника, у которого дочь обладает нормальным зрением;

2) дочь с нормальным зрением имеющую двух сыновей, один из которых дальтоник;

3) дочь с нормальным зрением, пять сыновей которой здоровы. Каковы вероятные генотипы родителей, детей и внуков?

20. Мужчина с голубыми глазами и нормальным зрением, родители которого имели карие глаза и нормальное зрение, женится на здоровой женщине с серыми глазами. Родители женщины имели серые глаза и нормальное зрение, а брат был дальтоником с голубыми глазами. В указанном браке родилась девочка с серыми глазами и нормальным зрением и два голубоглазых мальчика, один из которых оказался дальтоником. Составьте родословную и определите генотипы всех членов этой семьи.

21. Какое потомство может возникнуть в браке между женщиной — носительницей дальтонизма и мужчиной с нормальным зрением при нерасхождении Х-хромосом у женщины? Каков генетический пол потомков?

22. Один из близнецов страдает гемофилией, а второй (мужского пола) здоров, их отец также здоров. Каков вероятный пол близнеца, страдающего гемофилией? Являются ли эти близнецы однояйцовыми? Поясните.

23. Женщина с группой крови А и нормальной свертываемостью крови выходит замуж за здорового мужчину с группой крови В. От этого брака родились три ребенка: Катя — здоровая, с группой крови А; Витя — здоровый, с группой крови О; Глеб — гемофилик, с группой крови А. Известно, что родители жены были здоровы, мать имела группу крови О, а отец — АВ. У мужчины отец и мать также здоровы, их группу крови А и В, соответственно. Объясните, от кого Глеб унаследовал гемофилию. Определите генотипы всех членов семьи.

24. Здоровый мужчина с группой крови АВ женился на здоровой женщине с группой крови 0, отец которой страдал гемофилией. Какие фенотипы можно ожидать в потомстве этих супругов? С какой относительной частотой?

25. В семье, где отец имел гипертрихоз, а мать — полидактилию, родилась нормальная в отношении двух признаков дочь. Какова вероятность того, что следующий ребенок будет без аномалий? Каков пол этого ребенка?

26. Женщина, страдающая катарактой (аутосомно-доминантная форма), с нормальной свертываемостью крови выходит замуж за гемофилика, имеющего нормальное зрение. У них родился сын — гемофилик. Каков прогноз в отношении здоровья детей в этой семье?

Источники:

http://poznayka.org/s67706t1.html
http://studopedya.ru/1-107025.html
http://studfiles.net/preview/3833013/
http://ozlib.com/832576/meditsina/vvedenie_predmet_zadachi_meditsinskoy_genetiki
http://medznate.ru/docs/index-20221.html