Слайд 2
Особенности человека как объекта генетики.
Что создает трудности:
Нельзя скрещивать по желанию экспериментатора.
Число потомков невелико
Редкая смена поколений
Много признаков
Много хромосом
Слайд 3
Однако большая заинтересованность перевешивает все трудности.
Слайд 4
Основные методы изучения генетики человека.
Генеалогический
Цитогенетический (уже был –
см. выше)
Биохимический
Близнецовый (уже был – см. выше)
Популяционно-статистический
Дерматоглифический
Генетики соматических клеток
ДНК
диагностики
Слайд 5
Краткое напоминание задач близнецового и цитогенетического методов
Слайд 6
Близнецовый метод изучает соотносительную роль генотипа и среды
путем сравнения близнецов
Н =
КМБ - КДБ
100% - КДБ
Н
– показатель наследуемости признака
КМБ – показатель конкордантности в %% у монозиготных близнецов
КДБ – показатель конкордантности в %% у дизиготных близнецов
Слайд 7
Цитогенетический метод изучает хромосомы
Слайд 8
Генеалогический метод – метод анализа родословных
1.
Слайд 9
Генеалогический метод
был предложен в 1883 г.
Ф. Гальтоном. Метод позволяет установить:
1) является
ли данный признак наследственным (по проявлению его у родственников);
2) тип и характер наследования (доминантный или рецессивный, аутосомный или сцепленный с полом);
3) зиготность лиц родословной (гомо- или гетерозиготы);
4) пенетрантность гена (частота его проявления);
5) вероятность рождения ребенка с наследственной патологией (генетический риск).
Слайд 10
Сэр Фрэнсис Гальтон (англ. Francis Galton; 16 февраля
1822 — 17 января 1911)
Кузен Ч.Дарвина
Занимался вопросами наследственности,,
биометрией, дерматоглификой, статистикой и тестированием; первым начал изучение близнецов.
Создал евгенику.
Слайд 11
Символы, используемые при составлении родословных
Слайд 12
Этапы генеалогического метода
родословную начинают строить с пробанда -
лица, с которого начинается исследование семьи.
каждое поколение нумеруется римскими
цифрами слева;
особи одного поколения располагаются на горизонтальной линии и нумеруются арабскими цифрами.
I
II
III
1 2
1 2 3
1 2 3
Слайд 13
Различают 5 основных типов наследования
AD
AR
XD
XR
Y
Слайд 14
Аутосомно-доминантный тип (AD) наследования характеризуется следующими признаками:
1) болеют
в равной степени мужчины и женщины;
2) больные есть в
каждом поколении - наследование «по вертикали».
3) вероятность наследования 100% (если хотя бы один родитель гомозиготен), 75% (если оба родителя гетерозиготны) и 50% (если один родитель гетерозиготен).
Примеры у человека:
Синдром Марфана
Ахондроплазия
Гиперхолестеринемия
Слайд 15
Аутосомно-рецессивный (AR) тип наследования
Характерен пропуск поколений
Равно мужчины и
женщины
«По горизонтали»
Вероятность у детей 25%, если у родителей признак
не проявился
Примеры у человека:
Фенилкетонурия
Муковисцидоз
Адрено-генитальный синдром
Слайд 16
Голандрический тип (Y) наследования
Передается по мужской линии без
пропуска поколений
Пример у человека:
Гипертрихоз ушной раковины
Слайд 17
Х-сцепленный доминантный (XD)
Без пропуска поколений – по вертикали
Женщины
поражены в 2 раза чаще
От отца передается всем дочерям;
от матери 50% сыновей и дочерей.
Примеры у человека:
Рахит, резистентный к витамину Д
Коричневая эмаль зубов
Слайд 18
Х-сцепленный рецессивный (XR)
Передается от деда через мать-носительницу к
внуку
У мужчин проявляется значительно чаще, чем у женщин
Примеры у
человека:
Гемофилия
Дальтонизм
Мышечная дистрофия
Эктодермальная дисплазия
Слайд 19
Митохондриальное (цитоплазматическое) наследование
Передается по материнской линии
пример: митохондриальная миопатия
У
растений также гены хлоропластов.
Слайд 20
Дерматоглифический метод
(тоже предложен Гальтоном)
Метод помогает в диагностике наследственных
синдромов
2.
Слайд 21
Дерматоглифический метод
Изучает особенности гребешковой кожи и основные сгибательные
линии ладоней и подошв
Слайд 22
Три основных вида пальцевых узоров
дуга
петля
завиток
Слайд 24
Особенности дерматоглифики при некоторых синдромах
Синдром Эдвардса – дуги
на всех пальцах
Синдром Дауна – одна сгибательная складка
Синдром Тернера
– все завитки на пальцах
Синдром Рубинштейна-Тэйби – сложный узор на тенаре
Слайд 26
Биохимический метод
Используется для изучения ферментопатий – мутаций, нарушающих
работу ферментов.
В крови и моче больных выявляются определенные
химические соединения.
Слайд 27
Примеры ферментопатий
фенилаланин
тирозин
меланин
гомогентизиновая кислота
малеилацетат
и так далее
фенилкетонурия
альбинизм
тирозиноз
тироксин
гипотиреоз
Алкаптонурия*
* Первое описанное наследственное
нарушение обмена веществ (Арчибальд Гаррод в начале ХХ века)
Слайд 28
Рассмотрим подробнее обмен фенилаланина и развитие фенилкетонурии (АR)
OMIM 261600 и 261630
Слайд 29
Фенилкетоновые тела
Пищевые белки
Слайд 30
При фенилкетонурии (ФКУ) нарушено превращение фенилаланина в тирозин
(классическая форма)
Фенилаланин гидроксилаза
Аутосомно-рецессивное наследование ФКУ
Слайд 31
Дети с рождения должны соблюдать специальную диету с
ограничением по фенилаланину
Слайд 32
Из интернета. Мама взрослого сына с ФКУ цитирует
генетика Байкова:
«В столице удалось сохранить скрининг (поголовное обследование) новорожденных
на ФКУ, а вот в провинции — вообще беда: известны случаи, когда семье предлагают сразу отказаться от ребенка: все равно вырастить его здоровым возможности нет.»
Слайд 33
Неонатальный скрининг – «просеивание» всех младенцев на наличие
биохимических дефекты
Слайд 34
В настоящее время детей тестируют на выявление фенилкетонурии,
муковисцидоза, врожденного гипотиреоза, адреногенитального синдрома и галактоземии
При выборе заболеваний
для неонатального скрининга, в соответствии с рекомендациями ВОЗ, учитывались такие факторы, как тяжесть проявления заболеваний, частота распространения данных заболеваний, а также простота и достоверность применяемых методов диагностики, наличие доступных и эффективных средств лечения.
Слайд 35
4.
Популяционно-статистический метод
Слайд 36
Популяционно-статистический метод генетики
Изучает и сравнивает популяции людей.
Основан на
законе Харди-Вайнберга
Слайд 37
Закон генетической стабильности популяций
Сформулирован в 1908 году независимо
английским математиком Г. Харди и немецким врачом В. Вайнбергом.
Закон утверждает, что если численность панмиктической (свободно скрещивающейся) популяции велика, в ней отсутствуют мутации, миграция и отбор (по изучаемому гену), то частоты генотипов AA, Aa и aa в популяции остаются одинаковыми из поколения в поколение:
p2(AA): 2pq (Aa): q2(aa),
где А и а — аллели аутосомного гена, p — частота аллеля А, q — частота аллеля а.
Слайд 38
Отклонения от равновесия Харди-Вайнберга свидетельствует о действии на
популяцию одного или нескольких факторов:
Отбора
Мутаций
Дрейфа генов
Миграций
Изоляции
Слайд 39
Частота некоторых аутосомно- рецессивных заболеваний в европейской популяции
Слайд 40
Популяции отличаются по частоте встречаемости мутаций генов
Слайд 41
5.
Генетика соматических клеток
Слайд 42
Метод генетики соматических клеток
Клетки выращивают в культуре.
Этим
методом удалось картировать гены человека.
Метод своеобразен:
Анеуплоидная клетка мыши
Клетка
человека
слияние
Гибридная клетка (синкарион)
Слайд 43
В ходе клеточных делений в гибридной клетке утрачиваются
все хромосомы человека, кроме одной (например, № 17)
Посев на
селективную среду, выжить на которой можно только, если есть определенный человеческий ген (например, ген А)
Клетки выжили, значит ген А лежит в хромосоме 17
Это один из методов картирования генов
Слайд 44
Основные методы составления генетических (хромосомных)карт
На основе скрещиваний -
не у человека! (гибридологический метод) - % кроссоверных потомков
– морганида (сентиморган)
На основе родословных
Методами генетики соматических клеток
Методом ДНК зондов (фрагментов ДНК с известной последовательностью)
Методами секвенирование генома
Слайд 45
Опыты Моргана по сцеплению у дрозофилы. Расстояние генов
В и V – 17 морганид
Слайд 46
Родословная, показывающая сцепление гена синдрома «ногтей-надколенника» np с
группой крови В (хромосома 9)
Был кроссинговер
Был кроссинговер
По частоте кроссинговера
определили расстояние между этими генами в хромосоме 1,5%
IВ
np
Слайд 47
Картирование FISH-методом
Флуоресцентная метка
ДНК-зонд
Участок хромосомы, комплементарный зонду
Метафазные хромосомы с
меткой
Слайд 49
ДНК диагностика выявляет генные мутации
подтверждающая, про подозрении на
болезнь
пресимптоматическая, до проявления болезни
носительства, для выявления гетерозиготных носителей
пренатальная
- дородовая.
Принципиально различают прямую и косвенную ДНК диагностику моногенных наследственных болезней.
Прямая, когда ген и его мутации хорошо известны
Косвенная – по тесно сцепленному маркеру – рядом лежащему участку ДНК
Слайд 50
Некоторые термины, использующиеся при анализе ДНК
Клонирование – выделение
гена и его размножение в составе хромосомы бактерии, фага
или плазмиды
Секвенирование – определение последовательности участка ДНК
Полимеразная цепная реакция, ПЦР – метод получения большого числа копий участка ДНК
Генная дактилоскопия – выявление мелких вариаций в строении ДНК
Слайд 51
Схема полимеразной цепной реакции и прибор для ее
проведения
Слайд 52
Пренатальная (дородовая) диагностика
Использует для исследования ткани плода или
зародышевых оболочек
Использует цитогенетические, биохимические, ДНК методы
Различают:
Предимплантационную диагностику;
Биопсию хориона
(взятие ворсин хориона);
Кордоцентез (взятие пуповинной крови);
Амниоцентез (взятие околоплодной жидкости);
Плацентацентез (ткани плаценты);
Биопсию тканей плода (например, кожи)
Неинвазивная –
УЗИ, кровь матери
Инвазивная -
Слайд 54
Биопсия хориона на 8 – 10 неделе беременности
Слайд 56
Предимплантационная диагностика
При экстракорпоральном оплодотворении берутся бластомеры на стадии
морулы и изучаются до имплантации зародыша