Введение в медицинскую генетику. Кариотип человека. Методы молекулярной диагностики
Введение в медицинскую генетику. Кариотип человека. Методы молекулярной диагностики
Генетика человека: наследственность и изменчивость у человека на всех уровнях его организации и существования (молекулярный, клеточный, организменный, популяционный)
Медицинская генетика: роль наследственности в патологии человека, закономерности передачи из поколения в поколение наследственных болезней, методы диагностики, лечения и профилактики наследственной патологии, включая болезни с наследственной предрасположенностью
Клиническая генетика: применение знаний и разработок в области мед. генетики к клиническим проблемам (диагностика, лечение, прогноз и профилактика)
Геномика: структурная и функциональная организация и изменчивость генома
(Томас Родерик, 1989)
Геномная медицина: применение знаний и разработок геномики и молекулярной генетики для диагностики, терапии и профилактики болезней и прогноза состояния здоровья
«рутинное использование генотипического анализа, обычно в форме ДНК-тестирования, с целью улучшения качества медицинской помощи» (A.Beaudet, 1998). Индивидуализированная медицина («boutique medcine», B.Bloom, 1999).
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
Просмотр содержимого документа
«Введение в медицинскую генетику. Кариотип человека. Методы молекулярной диагностики»
Б УХАРСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ ТЕХНИКУМ
ИМЕНИ АБУ АЛИ ИБН СИНО
Введение в медицинскую генетику.
Кариотип человека.
Методы молекулярной диагностики
АЗАМАТОВА ЗЕФИРА ЛЕОНОРОВНА
Предметом изучения дисциплины являются основы медицинской генетики и наследственных заболеваний.
Цель преподавания дисциплины – освещение основ фундаментальной и медицинской генетики, принципов и методов лабораторной диагностики генетических заболеваний, лечения и профилактики редких и широко распространенных наследственных болезней.
Лекции (часы): 6
Практические (семинарские) занятия (часы): -
Лабораторные занятия (часы): 4
Зачет (семестр): 1 семестр
Контрольная работа (месяц): Ноябрь
Предмет и задачи медицинской генетики
Генетика человека
Медицинская
генетика
Геномика
Клиническая
генетика
Геномная медицина
Генетика человека : наследственность и изменчивость у человека на всех уровнях его организации и существования (молекулярный, клеточный, организменный, популяционный)
Медицинская генетика : роль наследственности в патологии человека, закономерности передачи из поколения в поколение наследственных болезней, методы диагностики, лечения и профилактики наследственной патологии, включая болезни с наследственной предрасположенностью
Клиническая генетика : применение знаний и разработок в области мед. генетики к клиническим проблемам (диагностика, лечение, прогноз и профилактика)
Геномика : структурная и функциональная организация и изменчивость генома
(Томас Родерик, 1989)
Геномная медицина : применение знаний и разработок геномики и молекулярной генетики для диагностики, терапии и профилактики болезней и прогноза состояния здоровья
«рутинное использование генотипического анализа, обычно в форме ДНК-тестирования, с целью улучшения качества медицинской помощи» ( A.Beaudet, 1998). Индивидуализированная медицина (« boutique medcine » , B.Bloom, 1999) .
Медицинская генетика — область медицины, наука, которая изучает явления наследственности и изменчивости в различных популяциях людей, особенности проявления и развития нормальных и патологических признаков, зависимость заболеваний от генетической предрасположенности и условий окружающей среды.
Задачей медицинской генетики является выявление, изучение, профилактика и лечение наследственных болезней, разработка путей предотвращения воздействия негативных факторов среды на наследственность человека.
При изучении наследственных болезней в медицинской генетике пользуются всеми методами генетики человека:
цитогенетический (цитологический);
биохимический;
клинико-генеалогический;
близнецовый;
пренатальной диагностики;
популяционно-статистический;
иммунологический.
11000 наследственных болезней, поражающих все органы, системы и функции организма Распространенность НП у детей: 5-5,5% новорожденных Генные болезни - 1% Хромосомные болезни - 0,5% Болезни с наследственной предрасположенностью - 3-3,5% Несовместимость матери и плода - 0,4% Генетические соматические нарушения - ? Причины детской смертности: до 50% в пери- и неонатальной смертности - ВПР, НБ и другие «генетические» причины Генные болезни - 8-10% Хромосомные - 2-3% Мультифакториальные (генетич. предрасположенность) - 35-40%) Негенетические причины - 50% Смена «профиля» НП с возрастом при постоянстве «груза»" width="640"
Значение генетики для медицины
~ 30000 нозологических форм
11000 наследственных болезней, поражающих все органы, системы и функции организма
Распространенность НП у детей: 5-5,5% новорожденных
Генные болезни - 1%
Хромосомные болезни - 0,5%
Болезни с наследственной предрасположенностью - 3-3,5%
Несовместимость матери и плода - 0,4%
Генетические соматические нарушения - ?
Причины детской смертности: до 50% в пери- и неонатальной смертности - ВПР, НБ и другие «генетические» причины
Смена «профиля» НП с возрастом при постоянстве «груза»
Вехи генетики
Фрэнсис Крик и
Джеймс Дью Уотсон
1953
Фрэнсис Коллинз и
Крейг Вентер
2001 / 2003
Грегор Мендель
1865
История генетики: доменделевский период
Гиппократ: «…эпилепсия, как и другие болезни, развиваются на почве наследственности, и действительно, если от флегматика происходит флегматик, от желчного – желчный, от чахоточного – чахоточный, от страдающего болезнью селезенки – страдающий болезнью селезенки, то что может помешать, чтобы болезнь, которою страдают отец и мать, поразила бы также одного из детей»
Патологическая наследственность у человека : 2-я половина XIX в
Фрэнсис Гальтон
«Наследственный талант и характер» (1865)
«Наследственный гений: исследование его законов и следствий» (1869)
«Очерки по евгенике» (1909)
В.М.Флоринский
«Усовершенствование и вырождение человеческого рода» (1865)
Физиологические законы наследственности:
1. Как яичко,так и семенной живчик носят в себе… скрытые задатки всех индивидуальных особенностей того лица, которому они принадлежат»
2. «Сходство детей с родителями может приближаться или отдаляться … вследствие влияния среды, условий питания и развития, упражнения»
3. Влияние матери на форму и признаки плода совершенно равносильно влиянию отца»
…
6. «Потомству передаются не только природные , но и искусственно развитые свойства»
История генетики: основные события и открытия
1865 Опубликована работа о природе наследственности (Мендель)
1867 Открыта ДНК, назвнная «нуклеином» (Мишер)
1900 Переоткрыты законы Менделя (де Фриз, Корренс, Чермак)
1908 Описаны закономерности изменения частот генов и генотипов в популяциях -закон Харди-Вайнберга (Харди, Вайнберг, Кэстл)
1995 Секвенирован первый полный геном - H.Influenza
1996 Секвенирован первый эукариотический геном - дрожжи
1997 Первая успешная попытка клонирования организма из «взрослой» клетки - Долли
2001 Получен черновой сиквенс генома человека
2003 Полностью секвенирован геном человека
Генетика человека в России
Н.К.Кольцов
Гипотеза о молекулярном строении и
Матричной репродукции хромосом (1928)
Организатор и председатель Русккого
евгенического общества (1921-1929)
Евфеника – «учение о хорошем проявлении
Наследственных задатков»
А.С.Серебровский
Термин «генофонд» (1927)
Генетика популяций, структура гена
С.Г.Левит
Основатель превого
медико-генетического
института (1935)
С.Н.Давиденков
Идея создания каталога генов (1925)
Первая в мире медико-генетическая консультация (1929)
Премия Давиденкова РАМН
Н.П.Бочков
Академик РАМН
Основатель и первый директор
Института медицинской генетики
(МГНЦ)
Современные центры генетики человека
Медико-генетический научный центр РАМН, Москва
Институт медицинской генетики СО РАМН, Томск
Ин-т акушерства, гинекологии и перинатологии РАМН, СПБ
Ин-т общей генетики, Москва
Институт цитологии и генетики, Новосибирск
Институт биохимии и генетики, Уфа
(от греч. chroma — цвет, краска + soma — тело) — комплекс одной молекулы ДНК с белками.
Схема строения хромосомы в поздней профазе — метафазе митоза:
1—хроматида;
2—центромера;
3—короткое плечо;
4—длинное плечо
ЦЕНТРОМЕРА (от центр + греч. meros — часть) —
специализированный участок ДНК, в районе которого в стадии профазы и метафазы деления клетки соединяются две хроматиды, образовавшиеся в результате дупликации хромосомы.
Центромера играет важную роль при расположении хромосом в виде метафазной пластинки
В процессе расхождения дочерних хромосом к полюсам клетки, так как при помощи центромеры каждая хроматида соединяется с нитями веретена деления.
Каждая центромера разделяет хромосому на два плеча.
ХРОМАТИДА (от греч. chroma - цвет, краска + eidos - вид) — часть хромосомы от момента ее дупликации до разделения на две дочерние в анафазе, представляет собой нить молекулы ДНК соединенную с белками.
Хроматиды образуются в результате дупликации хромосом в процессе деления клетки.
Хромосомы имеются в ядрах всех клеток.
Каждая хромосома содержит наследственные инструкции - гены.
телоцентрические (палочковидные хромосомы с центромерой, расположенной на проксимальном конце);
акроцентрические (палочковидные хромосомы с очень коротким, почти незаметным вторым плечом);
субметацентрические (с плечами неравной длины, напоминающие по форме букву L);
Гомологичные хромосомы - парные хромосомы, одинаковые по форме, размерам и набору генов.
В клетках тела двуполых животных и растений каждая хромосома представлена двумя гомологичными хромосомами, происходящими одна от материнского, а другая от отцовского организма. Такой набор хромосом называют диплоидным ( двойным )
Половые клетки, образовавшиеся в результате мейоза, содержат только одну из двух гомологичных хромосом. Этот набор хромосом называют гаплоидным ( одинарным).
Осуществляют координацию и регуляцию процессов в клетке путем синтеза первичной структуры белка, информационной и рибосомальной РНК
Видны в некоторых клетках на определенных стадиях клеточного цикла.
Например, в клетках некоторых тканей личинок двукрылых насекомых (политенные хромосомы) и в ооцитах различных позвоночных и беспозвоночных (хромосомы типа ламповых щеток).
Именно на препаратах гигантских хромосом удалось выявить признаки активности генов.
ВИДЫ ХРОМОСОМ:ГИГАНТСКИЕ ХРОМОСОМЫ
Гигантские хромосомы из клеток слюнной железы Drosophila melanogaster. Цифрами обозначены аутосомы, а буквами их плечи (R - правое плечо, L - левое плечо), X - X-хромосома (Мюнтцинг А. Генетические исследования, 1963).
Впервые обнаружены Е.Г. Бальбиани в 1881г , однако их цитогенетическая роль была выявлена Костовым, Пайнтером, Гейтцем и Бауером . Содержатся в клетках слюнных желез, кишечника, трахей, жирового тела и мальпигиевых сосудов личинок двукрылых.
Обнаружены Рюккертом в 1892 году .
По длине превышают политенные хромосомы, наблюдаются в ооцитах на стадии первого деления мейоза, во время которой процессы синтеза, приводящие к образованию желтка, наиболее интенсивны.
Общая длина хромосомного набора в ооцитах некоторых хвостатых амфибий достигает 5900 мкм
ДУБ – 24
ЛЕН – 30
ВИШНЯ – 32
ЯБЛОНЯ – 34
ЯСЕНЬ – 46
КАРТОФЕЛЬ – 48
ЛИПА - 82
ГОРОХ - 14
КРАСНАЯ СМОРОДИНА – 16
БЕРЕЗА – 18
МОЖЖЕВЕЛЬНИК – 22
КОМАР – 6
ОКУНЬ – 28
ПЧЕЛА – 32
СВИНЬЯ – 38
МАКАК-РЕЗУС –42
КРОЛИК - 44
КРОЛИК – 44
ЧЕЛОВЕК – 46
ШИМПАНЗЕ – 48
БАРАН – 54
ОСЕЛ – 62
ЛОШАДЬ – 64
КУРИЦА - 78
Это совокупность числа, величины и морфологии митотических хромосом
Нарушение структуры хромосом происходит в результате спонтанных или спровоцированных изменений:
Генные (точковые) мутации (изменения на молекулярном уровне)
Аберрации (микроскопические изменения, различимые при помощи светового микроскопа):
делеции дупликации транслокации инверсии
делеции
дупликации
транслокации
инверсии
от лат. deletio — уничтожение — хромосомная аберрация (перестройка), при которой происходит потеря участка хромосомы.
Может быть следствием разрыва хромосомы или результатом неравного кроссинговера.
Делеции подразделяют:
на интерстициальные (потеря внутреннего участка)
терминальные (потеря концевого участка).
Делеция белка CCR5-дельта32 приводит к невосприимчивости её носителя к ВИЧ.
Сейчас к ВИЧ устойчиво в среднем 10 % европейцев, однако в Скандинавии эта доля достигает 14-15 %. У финнов и русских доля устойчивых людей еще выше — 16 %, а в Сардинии — всего 4 %.
От лат. duplicatio — удвоение — структурная хромосомная мутация, заключающаяся в удвоении участка хромосомы.
Тип хромосомных мутаций.
В ходе транслокации происходит обмен участками негомологичных хромосом, но общее число генов не изменяется.
Различные транслокации приводят к развитию лимфом, сарком, заболеванию лейкемией, шизофренией.
Это изменение структуры хромосомы, вызванное поворотом на 180° одного из внутренних её участков.
Подобная хромосомная перестройка — следствие двух одновременных разрывов в одной хромосоме.
11000 наследственных болезней, поражающих все органы, системы и функции организма Распространенность НП у детей: 5-5,5% новорожденных Генные болезни - 1% Хромосомные болезни - 0,5% Болезни с наследственной предрасположенностью - 3-3,5% Несовместимость матери и плода - 0,4% Генетические соматические нарушения - ? Причины детской смертности: до 50% в пери- и неонатальной смертности - ВПР, НБ и другие «генетические» причины Генные болезни - 8-10% Хромосомные - 2-3% Мультифакториальные (генетич. предрасположенность) - 35-40%) Негенетические причины - 50% Смена «профиля» НП с возрастом при постоянстве «груза»" width="640"
