Занятие 16 Основы генетики человека. Введение в медицинскую генетику

Занятие 16 Основы генетики человека. Введение в медицинскую генетику

 

Предмет и задачи генетики человека.

Генетика человека изучает закономерности наследования нормальных и патологических признаков в зависимости от генотипа и условий внешней среды.

Целью медицинской генетики является разработка методов диагностики, лечения и профилактики наследственных болезней у человека.

Предметом являются: Предметом генетики человека служит изучение явлений наследственности и изменчивости у человека на всех уровнях его организации и существования.

Задачи генетики:

- определение последовательности нуклеотидов в геноме человека, точной локализации генов и создание банка генов

- диагностика наследственных патологий на ранних стадиях развития, путем усовершенствования методов пренатальной (дородовой) диагностики и экспресс диагностики

- широкое внедрение медико-генетического консультирования

- применение методов генной инженерии в разработке методов генной терапии наследственных болезней

- выявление новых групп тератогенных факторов и разработка методов их нейтрализации

 

Особенности и трудности проведения генетического анализа у человека. Методы генетики человека.

Особенности и трудности генетического анализа у человека:

1) Среди людей не могут быть заранее спланированные браки в интересах генетика – невозможность применить гибридологический метод

2) Низкая плодовитость, что затрудняет применение статистического подхода

3) Медленная смена поколений, что не позволяет генетику наблюдать закономерности наследования признаков более чем в 2-3 поколениях

4) Наличие большого числа групп сцепления

5) Люди характеризуются фенотипическим полиморфизмом, обусловленным действием различных факторов среды

Методы генетики человека

С практической медицинской точки зрения важно обнаружение генетических дефектов на более ранних стадиях онтогенеза, что стимулирует созданию пренатальной и предимплантационной диагностики наследственного материала зародыша.

Происходит совершенствование молекулярно-биологических геномных технологий в биомед. диагностирования, например, использование микрочипов, на которых нанесены короткие отличающиеся друг от друга по составу нуклеотидные последовательности ДНК, зафиксированные в строго определенном порядке на твердой подложке. Такие панели используют для изучения частоты присутствия конкретных аллелей в генофонде популяции или идентификации генных мутаций с целью уточнения диагноза.

К методам генетического анализа, применяемым для изучения закономерностей наследования и изменчивости признаков у человека, относятся генеалогический, близнецовый, цитогенетический, биохимический, популяционно-статистический, генетика соматических клеток.

       Генеалогический – составление и анализ родословных, по которым можно проследить и определить закономерности наследования признаков в ряду поколений. Позволяет выявить генные болезни.

       Близнецовый используется для изучения закономерностей наследования и изменчивости нормальных и патологических признаков и влиянии средовых и генетических факторов у однояйцевых и двуяйцовых близнецов.

       Популяционно-статистический – изучение распределения избранных фенотипических признаков в группах людей. Этим методом вычисляется частота встречаемости различных аллелей. В основе этого метода лежит закон Харди-Вайнберга.

       Цитогенетический – изучение с помощью микроскопа хромосом клеток человека (кариотипа). Позволяет выявить хромосомные аберрации и геномные мутации – хромосомные болезни.

       Генетика соматических клеток – использование клеточных культур в целях изучения наследственности и изменчивости.

       Биохимический – выявление в фенотипе пробанда нормальных или измененных продуктов функциональной активности генов (ферментов, белков).

В силу этических и моральных соображений над людьми эксперименты запрещены, тогда благодаря закону гомологичных рядов наследственности возможно построение моделей патологических состояний человека с помощью животных, имеющих сходные мутации и гены с людьми. Например, у человека, страдающего миопатией Дюшена, и мыши линии mdx имеется мутация в 23-м экзоне гена, который контролирует и у человека, и у мыши образование важного для скелетной и сердечной мышцы белка – дистрофина.

 

3. Генеалогический метод. Принципы построения родословных и используемая символика. Значение метода при определении типов наследования на примере родословных человека.

       Генеалогический – составление и анализ родословных, по которым можно проследить и определить закономерности наследования признаков в ряду поколений.

       Человек- пробанд – тот, родословную которого изучают. Результаты генеалогического анализа оформляют в виде таблиц с использованием унифицированных обозначений.

       С помощью этого метода определяется тип наследования (аутосомно-доминантный, сцепленный с полом…). Также дает возможно оценить экспрессивность и пенетрантность признака. Используют в МГК для прогноза генетического здоровья потомства. Возможно выявление сцепленного наследования, что используется для составления генетических карт хромосом.

       Для составления родословной необходимо собрать всю необходимую информацию о пробанде и его родственниках: узнать возраст, пол, наличие заболеваний, профессию, для женщин – количество беременностей, их исходы, факторы возможные, действовавшие во время беременности.

       Использование генеалогического метода позволило установить характер наследования гемофилии А (генной мутации).

       Родословные при аутосомно-доминантном наследовании:

- равная вероятность наследования признака среди мужчин и женщин (независимое наследование, закон чистоты гамет)

- проявляется признак в каждом поколении (в зависимости от количества детей и генотипов родителей), если хотя бы один родитель является его носителем. Например, при генотипах ААхаа, вероятность рождения ребенка с признаком 100%, при АахАа – 75%, Аахаа – 50%.

- необходимо учитывать тот факт, что признаки обладают неполной пенетрантностью, что затрудняет исследование.

Примеры аутосомно-доминантного наследования – брахидактилия, полидактилия.

       Родословные при аутосомно-рецессивном наследовании:

- рецессивные признаки проявляются фенотипически у гомозигот по рецессиву.

- проявление признака происходит через поколение.

Например, у здоровых родителей-гетерозигот (являются носителями патологического аллеля) может родиться ребенок с патологией в 25% случаях. Такая вероятность рождения детей выше в близкородственных браках.

Примеры – псевдогипертрофическая прогрессирующая миопатия.

       При доминантном Х-сцепленном типе наследования:

- мужчины наследуют доминантный Х-сцепленный признак только от матери

- женщины передают свои признаки и сыновьям, и дочерям в равной степени

Пример – фолликулярный кератоз (потеря ресниц, бровей, волос на голове). Более тяжелое течение у гемизиготных мужчин.

       При рецессивном Х-сцепленном типе наследования:

- преимущественно проявляется у гемизиготных мужчин, а женщины являются носителями рецессивных аллелей.

- как правило, признак наследуется у мужчин через поколение.

Пример – гемофилия А, альбинизм, дальтонизм.

 

Хромосомные болезни.

Хромосомные болезни – большая группа врожденных заболеваний обусловленных изменением структуры отдельных хромосом или их количества в кариотипе. Причиной возникновения хромосомных болезней являются хромосомные и геномные мутации.

Все хромосомные болезни подразделяются на две группы:

1. Болезни, связанные с аномалиями числа хромосом.

2. Болезни, связанные со структурными нарушениями (аберрациями) хромосом.

       Синдром Дауна. Нерасхождение (трисомия) аутосом по 21 паре или роберстоновская транслокация 21 на 15 хромосому. Частота заболевания увеличивается с возрастом матери.

Ребенок с синдромом Дауна малого роста, у него косой разрез глаз, маленькие деформированные ушные раковины. Отстают в физическом развитии, замедленно нервно-психическое развитие.

       Синдром Ангельмана. Делеция участка 15 хромосомы. Задержка умственного и моторного развития, приступы неконтролируемого смеха, хлопанье в ладоши, высовывается язык.

 

Прегаметический уровень

Осуществляется:

1.Санитарный контроль за производством – исключение влияния на организм мутагенов.

2.Освобождение женщин детородного возраста от работы на вредном производстве.

Презиготический уровень

Важнейшим элементом этого уровня профилактики является медико-генетическое консультирование (МГК) населения.

Поводом к проведению проспективного МГК может явиться:

- кровно-родственный брак;

- наличие у одного из супругов или его родственников

наследственного заболевания;

- воздействие на супругов мутагенных факторов.

Пренатальный уровень

Заключается в проведении пренатальной (дородовой) диагностики.

Пренатальная диагностика – это комплекс мероприятий, который осуществляется с целью определения наследственной патологии у плода и прерывания данной беременности.

К методам пренатальной диагностики относятся:

1. Ультразвуковое сканирование (УЗС) – исследование плода с помощью ультразвука.

2. Фетоскопия – метод визуального наблюдения плода в полости матки через эластичный зонд, оснащенный оптической системой.

3. Биопсия хориона. Метод основан на взятии ворсин хориона, культивировании клеток и исследовании их с помощью цитогенетических, биохимических и молекулярно-генетических методов.

4. Амниоцентез – пункция околоплодного пузыря через брюшную стенку и взятие амниотической жидкости. Она содержит клетки плода, которые могут быть исследованы цитогенетически или биохимически в зависимости от предполагаемой патологии плода.

5. Кордоцентез – пункция сосудов пуповины и взятие крови плода. Лимфоциты плода культивируют и подвергают исследованию.

       Неонатальный скрининг новорожденных – это комплекс диагностических процедур, позволяющих на раннем этапе выявить наследственные патологии у малыша.

 

Занятие 16 Основы генетики человека. Введение в медицинскую генетику