Слайд 2
Цель лекции:
изучить основные виды изменчивости, мутагенные и тератогенные
факторы для человека
“Qui scribit, bis legit”
Слайд 3
Актуальность темы
Установлено, что 50% всех зачатий
у человека заканчивается спонтанными абортами и 50% абортированных эмбрионов
имеют хромосомные аномалии. Среди новорожденных в 8% наблюдаются генные мутации.
Медицинские работники должны знать мутагенные и тератогенные факторы для профилактики возникновения генетических пороков.
Слайд 4
Основные вопросы лекции:
1. Изменчивость и ее формы:
1.1. Модификационная изменчивость 1.2. Комбинативная изменчивость
1.3. Мутации
2. Мутагенные
и тератогенные факторы
3. Виды мутаций
4. Естественный и искусственный антимутагенез
Слайд 6
Изменчивость - это свойство
всех живых организмов приобретать новые признаки в процессе индивидуального
развития (онтогенеза).
Слайд 7
По механизмам возникновения изменчивость разделяют на:
ненаследственную (модификационную, фенотипическую)
и наследственную (комбинативную и мутационную).
Слайд 9
Модификационная изменчивость - это ненаследственные изменения фенотипа, происходящие
под влиянием факторов окружающей среды.
Признаки модификационной изменчивости:
Большинство модификаций имеют
массовый адаптивный характер.
Модификации могут исчезать в течение жизни особи, если прекращается действие фактора, который их вызывает.
Определенные модификационные изменения, возникающие преимущественно на ранних этапах онтогененезу могут сохраняться в течение всей жизни особи, но не наследуются.
Слайд 10
Классификация модификационной изменчивости
По характеру изменений в организме
-Морфологические изменения
-Физиологические
и биохимические адаптации
По спектру нормы реакции
-Узкие
-Широкие
По значению
- приспособительные
модификации
- Морфозы - изменения в фенотипе под действием экстремальных факторов окружающей среды (шрамы, травмы , ожоги)
-Фенокопии - изменения фенотипа под действием неблагоприятных факторов окружающей среды, за проявлением подобные мутаций.
По времени действия:Наблюдаются лишь у особей, подвергшихся воздействию определенных факторов окружающей среды; наблюдаются у потомков этих особей (длительные модификации ) в течение определенного количества поколений
Слайд 11
Модификации не наследуются, но наследуется норма реакции (границы,
в которых меняется фенотип при данном генотипе).
У человека
есть:
1) широкая норма реакции (масса тела, пигментация кожи, степень развития скелетных мышц);
2) узкая норма реакции (pH, концентрация K +, Na +, Ca2 + в крови);
3) однозначная норма реакции
(группы крови по системе АВО,
цвет радужной оболочки глаза,
волос).
Слайд 12
Монозиготные близнецы
Для изучения нормы реакции
используют генетически
однородный
материал, который помещают в различные условия внешней среды
Однородным
материалом у человека являются монозиготные близнецы
Слайд 13
Монозиготные близнецы
Такие близнецы всегда одного пола, имеют 100%
одинаковых генов
У дизиготных близнецов 50% генов общих
Слайд 14
Близнецовый метод используется для оценки влияния
наследственности и среды на развитие признаков.
Сопоставляют признак в парах
монозиготных и дизиготных близнецов.
Пара близнецов является конкордантной, если данный признак является у обоих близнецов и дискордантной, если только у одного.
Совпадение значения конкордантности в парах монозиготных и дизиготных близнецов свидетельствует о преобладании факторов внешней среды в развитии данного признака.
Слайд 16
Комбинативная изменчивость обусловлена комбинацией и рекомбинацией наследственных факторов
в генотипе.
Основные механизмы комбинативной изменчивости:
1) кроссинговер (рекомбинация генов
между гомологичными хромосомами в профазе I мейоза); 2) независимое расхождение гомологичных хромосом в анафазе I мейоза;
3) случайное сочетание родительских гамет при оплодотворении.
СИСТЕМЫ
БРАКОВ
1. Рандомизированный брак (панмиксия) - не выборочный брак.
2. Аутбридинг (неродственных брак) - брак между особями, не находящихся в родственных связях.
3. Инбридинг - между особями, которые являющиеся родственниками:
- Инцестный брак - между людьми I степени родства;
- Родственные (кровнородственные) браки - между людьми II, III степеней родства.
4. Асортативни браки - выборочные браки: ·
-Положительные - браки между особями с одинаковыми фенотипами по определенному признаку;
-Отрицательные - браки между особями с различными фенотипами по определенной признаку.
"Человек, который удачно женился получает крылья, неудачно - кандалы" ( Б.Франклин)
Медицинское значение различных систем браков:
В родственных браках среди потомков увеличивается количество гомозигот, в том числе рецессивных. Увеличивается количество наследственных заболеваний, которые наследуются по аутосомно-рецессивному типу.
2. При аутбридингу (неродственных браках) - растет уровень гетерозиготности, что часто приводит к повышению жизнеспособности.
Мутационная изменчивость - это наследственная изменчивость, обусловленная изменением генетического материала на разных генетических уровнях
Термин "мутация" предложенный Г. Де-Фризом.
В зависимости от причины, мутации подразделяют на:
· Спонтанные - возникают в естественных условиях без специального воздействия необычных агентов (например, гемофилия);
· Индуцированные - возникают под воздействием на организм известных факторов окружающей среды (мутагенов)
По локализации мутации разделяют на:
1. Генеративные -
изменения в наследственном материале гамет или клеток, из которых образуются гаметы. Если эти гаметы участвуют в оплодотворении, то такие мутации передаются из поколения в поколение.
2. Соматические - мутации, возникающие в соматических клетках, они передаются только потомкам этих клеток, то есть не выходят за пределы данного организма при половом размножении. Соматические мутации, возникающие в эмбриональном развитии вызывают генетическую мозаичность организма.
Слайд 21
Классификация мутагенов:
1) физические: ионизирующее излучение (радиационный
мутагенез), УФ-облучение, действие экстремальных температур;
2) химические: колхицин, формалин, гербициды,
пестициды, алкоголь, лекарства, консерванты;
3) биологические: вирусы, бактерии, гельминты.
Носители мутаций называются мутантами (организмы, подвергшиеся фенотипического проявления мутации).
Слайд 22
Тератогены (греч. teratos - урод,
чудовище) - факторы среды, вызывающие врожденные пороки развития.
Пороки
развития - стойкие отклонения в строении органа или целого организма, возникающие внутриутробно вследствие нарушений развития эмбриона или плода.
Тератогенез - процесс возникновения врожденных пороков развития
Слайд 23
Тератогени, що спричиняють
вади розвитку у людини
Слайд 25
Алкогольный синдром плода (фенотип)
Слайд 26
Чувствительность к тератогенам зависит от генотипа зародыша и
матери (метаболизм лекарств, устойчивость к инфекциям).
· Чувствительность к тератогенам
изменяется в зависимости от стадии развития в момент их действия. Наиболее чувствительный для индукции врожденных пороков является период с 3 по 8 неделю беременности (период органогенеза).
· Выраженность проявлений аномального развития зависит от дозы и продолжительности действия тератогенного фактора. Для тератогенов характерна определенная специфичность повреждающего действия на клетки и ткани, которые развиваются.
Слайд 28
Spina bifida
-употребление противосудорожных медикаментов;
- высокая степень ожирения;
-пользование горячей
ванной или повышение температуры тела до фебрильных цифр на
ранних сроках беременности;
-сахарный диабет
Развитие пороков невральной трубки зависит еще от некоторых факторов с материнской стороны и включает:
Слайд 29
Дети с односторонней амелией и фокомелией вследствие приема
талидомида
Слайд 30
"Если это не диктуется чрезвычайной необходимостью,
следует избегать назначения каких-либо медикаментов в первом триместре, а
в течение всей беременности использовать минимум лекарственных средств". (Терапевтический справочник Вашингтонского университета)
“Primum non nocere, seu noli nocere, seu cave ne laedas”
Прежде всего- не навреди (больному) или остерегайся, чтобы не навредить
мутационной изменчивости
1. Геномные мутации - изменение числа хромосом в
кариотипе
1.1 . Полиплоидия - увеличение числа хромосом , кратно гаплоидного набора ( n ) . Например, 2n + n = 3n ; 2n +2 n = 4n
1.2 . Гетероплоидия ( анеуплодия ) - изменение числа хромосом на величину , не кратное к гаплоидного набора
Полисомии - увеличение числа хромосом , например , трисомия ( 2n +1).
Моносомии - это отсутствие одной хромосомы в кариотипе ( 2n -1)
Слайд 32
Кариотип больного с синдромом Дауна 47ХУ,21+
Слайд 33
Хромосомные аберрации
изменение
структуры хромосом, количество хромосом в кариотипе при этом не
меняется
Виды:
Делеция
Дупликация
Инверсия
Транслокация
Слайд 34
Делеция (недостаток) -
потеря участка хромосомы
Слайд 35
Действие вируса кори
на хромосомы соматической клетки человека (делеции)
Слайд 36
Делеция хромосом
в лейкоцитах больного асептическим менингитом
Слайд 37
Дупликация - удвоение
фрагмента хромосомы
Инверсия - изменение порядка расположения генов в хромосоме (фрагмент хромосомы поворачивается на 180 º)
Слайд 39
Транслокации - перемещение участка хромосомы другую хромосому (межхромосомные
транслокации)
Слайд 40
Робертсоновские транслокации
- центрическое
соединения между собой длинных плеч акроцентрических хромосом.
Так возникает
транслокационный синдром болезни Дауна (транслокация лишней хромосомы 21 на одну из хромосом группы D или G).
Слайд 41
Кариотип человека с транслокационный формой синдрома Дауна
46,
XY, t (15q21q)
Слайд 42
Генные мутации (трансгенации) - изменение структуры ДНК в
пределах гена. •
Если изменяется только отдельный нуклеотид ДНК,
то мутации называются точечными. Генные мутации не заметны под микроскопом и оказываются за появлением в потомстве измененного признака, которую контролирует мутантный ген.
Слайд 43
Генные мутации (трансгенации) –
Миссенс-мутация - замена нуклеотида
в кодирующей системе гена, которая может вызвать замену аминокислоты
в молекуле белка.
Нонсенс-мутация - замена нуклеотида в кодирующей части гена, ведет к образованию стоп-кодона.
Генные мутации у человека вызывают молекулярные болезни.
Слайд 44
Антимутагенез
1. Естественный антимутагенез:
1) четное количество хромосом в
диплоидному наборе (в гетерозиготы рецессивные гены не проявляются)
2)
повторы некоторых генов, кодирующих рРНК тРНК, гистоновые белки хроматина;
3) триплетность генетического кода
4) вырожденность генетического кода, замена второго нуклеотида в кодоне вызывает 100% мутаций, замена третьего нуклеотида в кодоне вызывает 36% мутаций)? 5) репарация первичной структуры ДНК
Слайд 45
Антимутагенез
2. Искусственный антимутагенез - применение веществ и физических
факторов, которые снижают частоту мутаций:
1) витаминов (С, Е,
А, Р, В9)
2) аминокислот (метионина, глутаминовой кислоты)
3) серотонина, резерпина;
4 ) растительных препаратов (китайского лимонника, жень-шеня, родиолы)
5) физических факторов (дневной свет)