Методичка по медицинской Генетике 2020

•LU петля ульнарная

•LR петля радиальная

Провести генетический анализ рисунков ладони, найти и измерить трирадиус, угол t, определить тип рисунка на пальцах.

1.Первый диагностический признак – ладонные складки, наличие на рисунке четырехпальцевой борозды как признак геномных мутаций.

2.На рисунке отмечают ладонные линии и бугры, а также трирадиусы abcdt, пользуясь транспортиром измерить угол atd – второй диагностический признак.

3.Пользуясь ручной лупой, подсчитайте гребневой счет одного из пальцевых узоров, а затем на всех.

Молекулярно-генетические исследования генетики человека

Важнейшим итогом исследования по изучению генома человека явилась разработка удобных и универсальных методов идентификации мутаций, т.е. определение количественных и качественных изменений первичной структуры молекулы ДНК.

Преимущества ДНК-диагностики:

1.Возможность использовать для анализа любые ДНК-содержащие клетки или ткани;

2.Проведение анализа на любой стадии онтогенеза, начиная со стадии зиготы. Принципиально выделяют прямую и косвенную диагностику. Прямую ДНК-

диагностику можно использовать только для наследственных болезней, имеющих клонированные гены с известной нуклеотидной последовательностью. Основной задачей исследования является идентификация мутаций в гене. Такой подход особенно эффективен при наличии точной информации о природе, частоте и локализации наиболее частых мутаций, соответствующих генов, а также о наличии в них особенно легко мутирующих «горячих точек».

Применение только для известных мутаций. Примеры прямой ДНК-диагностики:

1.Мутации delF508 при муковисцидозе;

2.Делеционные мутации при миодистрофии Дюшена-Бекккера;

3.Мутации R408W при фенилкетонурии.

Косвенная ДНК-диагностика. Существует огромное количество болезней, для которых мутации в гене не найдены или отсутствуют частые мутации. Для таких случаев неприменимы прямые методы анализа мутаций и используются только косвенные методы ДНК-диагностики.

Косвенная ДНК-диагностика основана на использовании сцепленных с геном полиморфных маркеров, расположенных вне или внутри гена на близком расстоянии от него.

В качестве маркеров используются обязательно полиморфные сайты рестрикции либо короткие тандемные повороты.

Преимущества данной диагностики:

1.Нужно знать только область искомого гена. Недостатки:

1.Область расположения гена должна быть небольшой, так как рекомбинация может нарушить сцепление признака с маркером. Соответственно маркер должен быть расположен близко к гену.

2.Обязательно наличие родителей пробанда, так как нужно определить мутантные аллели и проследить их передачу пробанду.

3.Информативность исследования не более 70%.

ПЦР (полимеразная цепная реакция).

Принцип метода полимеразной цепной реакции был разработан Кэри Мюллисом в

1983г.

ПЦР (полимеразная цепная реакция) – селективная амплификация (фактически – клонирование) некоего фрагмента ДНК in vitro.

Особенность ПЦР состоит в том, что амплификации подвергается область, находящаяся между участками отжига праймеров, первичная структура которых должна быть известна (или задана) заранее.

ПЦР, являющаяся моделью биологических процессов репликации ДНК, включает три стадии:

1.Денатурацию двухцепочечной молекулы ДНК (расплетение двойной спирали, расхождение нитей ДНК);

2.Гибридизацию (отжиг) праймеров с матричной ДНК (образование двухцепочных «комплексов» праймер-матрица, необходимых для инициации синтеза ДНК);

3.Достраивание (удлинение, элонгация) комплиментарных цепей в направлении от 5/-конца к 3/-концу цепи, начиная с участков присоединения праймеров, при помощи ДНК-полимеразы.

Многократное (циклическое) повторение этих трех стадий приводит к экспоненциальному обогащению смеси молекулами ДНК-мишени, поскольку в каждом новом цикле в качестве матрицы выступает не только исходная ДНК, но и ДНК, синтезированная в предыдущих циклах.

Метод ПЦР обладает сверхчувствительностью, что является как достоинством (можно работать со следовыми количествами матрицы), так и недостатком (высокая вероятность контаминации).

Для повторения материала вспомните основные положения молекулярной биологии, что перенос генетической информации происходит от ДНК через и-РНК (м-РНК) к белку, а синтез определенного белка обуславливает появление определенного признака. Перечислить отличия ДНК от РНК, строение нуклеотида, принципы построения ДНК. Перечислить особенности репликации ДНК, транскрипции РНК, синтеза белка.

Ген и генетический код.

Ген – сложная динамическая система нуклеотидных последствий ДНК, принимающих участие в формировании признаков клетки и организма в целом.

Генетический код – это система записи информации в молекулах и-РНК, которая отражена в последовательности нуклеотидов, определяющих порядок расположения аминокислот в молекулах белков (Таблица 13)

Свойства генетического кода:

1. Триплетность – одну аминокислоту кодирует последовательность из 3 нуклеотидов;

2.Вырожденность – каждая аминокислота зашифрована более чем одним кодоном;

3.Универсальность – у всех организмов на Земле одни и те же триплеты кодируют одинаковые аминокислоты;

4.Однозначность – один триплет кодирует одну аминокислоту;

5.Неперекрывающийся – считывание кодонов идет в одном направлении;

6.Эволюционно заморожен – не изменяется.

Задача 1. Участок кодирующей цепи ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: АТГАЦЦГАГААА. Построить комплементарную цепь ДНК, молекулу и-РНК и полипептидную цепочку. (Таблица 13 и 14)

Пример решения:

ДНК кодирующая цепь АТГ-АЦЦ-ГАГ-ААА Антикодирующая цепь: ТАЦ-ТГГ-ЦТЦ-

ТТТ

и РНК, комплементарная кодирущей цепи: УАЦ-УГГ-ЦУЦ-УУУ

аминокислотная последовательность в белке: тир-три-лей-фен.

Контрольные вопросы

1.В чем трудность изучения генетики человека? Кариотип человека (число,

форма, морфология и структура хромосом, гомологичные хромосомы: аутосомы и гетерохромосомы).

2.Геномные и хромосомные мутации (полиплоидия, анеуплоидия) как причина хромосомных болезней человека.

3.Охарактеризуйте принцип составления родословных?

4.Как определяется тип наследования (доминантный, рецессивный, аутосомный или сцепленный с полом) с помощью родословных?

5.Какова опасность близкородственных браков?

6.Геномные и хромосомные мутации (полиплоидия, анеуплоидия) как причина хромосомных болезней человека.

7.Какие наследственные патологии человека можно выявить цитогенетическим методом?

8.В чем суть дерматоглифического метода?

9.В чем значение молекулярно-генетических методов исследования?

Основная литература

1.Биология с основами медицинской генетики /Акуленко Л.В., Угаров И.В. п/ред. ЯнушевичаО.О., Арутюнова С.Д. – М.:ГЭОТАР-Медиа, 2011 - -368с.

2.Медицинская и клиническая генетика для стоматологов/Янушевич О.О., ГЭОТАР

– Медиа, 2008 – 398 с.

3.Биология: учебник: в 2 т. / под ред. В. Н. Ярыгина. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2015. -

Т. 1. - 736 с. : ил.

4.Биология: учебник: в 2 т. / под ред. В. Н. Ярыгина. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2015. -

Т. 2. - 560 с. : ил.

5.Биология. Руководство к лабораторным занятиям: учебно-методическое пособие / Под ред. Н.В. Чебышева. 2-е изд., испр. и доп. 2013. - 384 с. :ил.

6.Purves, W.K.; Sadava, D.; Orians, G.H.; Heller, H. C. Life: The Science of Biology. 11th ed. - Macmillan Learning, 2017. 1268 pages. ISBN: 978-1-319-01016-4.

7.Biology. Raven, P.; Johnson, G.; Mason K.; Losos J. - 11th ed. McGraw-Hill Companies Inc., 2017. 1408 pages. ISBN: 9781259188138.

СОДЕРЖАНИЕ

Пояснительная записка …………………………………………………………………………….2

1.Законы независимого наследования признаков, открытые Грегором Менделем……..3

2.Взаимодействие генов ………………………………………………………………..……9

3.Определение пола………………………………………………………………………….19

4.Сцепленное наследование признаков………………………………………………..……25

5.Методы изучения наследственности человека……………………………………….......31

Тестовые задания……………………………………………………………………………………43 Список литературы ………………………………………………………………………..………..47

Учебное издание: «Основы медицинской генетики» Учебное пособие Авторы: Логинова Елена Алексеевна, Виноградов Александр Борисович, Афонина Татьяна Дмитриевна Редактор Е.В. Егорова Корректор Е.С. Усанина

Подписано в печать 18.10. 2019. Тираж 100 экз.