Dlya_ekzamena

178.Охарактеризовать полиплоидии как мутации числа хромосом. Механизм их возникновения и распространенность в природе.

Полиплоидия – это увеличение числа гаплоидных наборов хромосом в клетках. В клетках организма вместо диплоидного набора хромосом может содержаться трёх, четырёх, шестиплоидный (до 12n) набор хромосом.

При этом увеличивается доза генов, а значит, изменяется генотип и фено -

ными, а часть нормальными. Такое явление называется – мозаичная фор - ма полиплоидии или мозаицизм.

Накануне митоза происходит репликация ДНК, и клетка вступает в митоз с

удвоенным набором хромосом. Однако в анафазу хромосомы не расходят - ся к полюсам клетки, а остаются в одной клетке.

В результате образуется тетраплоидная клетка, далее в результате ее де - ления в организме образуется группа тетраплоидных клеток.

Зиготическая полиплоидия. Механизм такой же , как и при митотическо полиплоидии, но хромосомы не расходятся при самом первом делении зи - готы. В итоге образуется организм, у которого все клетки будут тетраплоидными.

Мейотическая полиплоидия. Нарушение расхождения хромосом мож быть во время анафазы мейоза 1 или во время анафазы мейоза 2.

После слияния гамет образуется триплоидная или тетраплоидная зигота, из которой разовьется соответствующий организм.

В живой природе полиплоидия встречается у растений и используется в селекции растений. Полиплоидные растения имеют большую массу, в их клетках много питательных веществ, они более устойчивы во внешней среде. Полиплоидия используется в селекции растений для преодоления бесплодия у межвидовых гибридов.

У высших животных и человека полиплоидия встречается чаще в виде мо - заичных форм, но всегда эта мутация приводит к гибели организма на ранних стадиях развития.

179.Охарактеризуйте мутации по происхождению и месту возникно - вения.

По происхождению.

1.Спонтанные мутации. Самопроизвольные мутации или естественные, возникают в обычных природных условиях.

2.Индуцированные (наведённые) мутации. Они возникают при воздей -

ствии на организм мутагенных факторов.

1.физические (ионизирующее излучение, УФЛ, высокая температура и т.п.)

2.химические (соли тяжёлых металлов, азотистая кислота, свобод - ные радикалы, бытовые и промышленные отходы, лекарства).

72

3. биологические (вирусы, продукты жизнедеятельности паразитов).

По месту возникновения.

1.Соматические мутации возникают в соматических клетках и насле - дуются потомками тех клеток, в которых возникли. Из поколения в поколение не передаются.

2.Генеративные мутации возникают в половых клетках и передаются из поколения в поколение.

180. В чем сущность аморфных и неоморфных генных мутаций.

Аморфные и неоморфные генные мутации возникают в результате генной мутации со сдвигом рамки считывания.

181.В какие периоды жизненного цикла клетки происходят изменения в ДНК, ведущие к развитию естественных генных мутаций.

1. во время интерфазы (нарушение репликация ДНК)

2. во время профазы мейоза (нарушение кроссинговера) 3. во время синтеза белка (нарушение транскрипции)

−Химические мутагенные факторы. Существует свыше 2 млн. химических веществ, способных вызывать мутации. Это соли тяжелых металлов,

183.Какие молекулярные механизмы лежат в основе развития генных болезней. Частота встречаемости генных болезней. ???

Механизмы возникновения генных мутаций (замена, вставка, выпадение). ДНК состоит из 2-х полинуклеотидных цепей. Сначала изменение возника -

73

Первичные повреждения ДНК возникают при нарушении механизмов ре - пликации, транскрипции, кроссинговера Генным болезням присуща различная частота встречаемости.

Муковисцидоз встречается с частотой 1 : 3.800 (в РФ) Фенилкетонурия встречается с частотой 1 : 10.000 Галактоземия встречается с частотой 1 : 35.000 – 40.000 Алькаптонурия встречается с частотой 3,5 : 1.000.000

Альбинизм общий встречается с частотой от 1 : 5.000 до 1 : 25.000 Синдром Марфана встречается с частотой от 1 : 3.000 до 1 : 15.000

184.В чем сущность псевдодоминирования. Рассмотреть это явление на примере Notch мутации.

П с е в д од о м и н и р о в а н и е в о з н и к а ет в о в р е м я д ел е ц и и ( х р о м о с о м н о й мутации). При этом происходит потеря участка хромосомы.

Впервые делеция была изучена у мушки дрозофилы , при этом произошла потеря участка Х хромосомы. В гомозиготном состоянии эта мутация летальна, а в гетерозиготном состоянии она проявляется фенотипически

вырезкой на крыле (Notch-мутация).

При анализе этой мутации было выявлено особое явление , ко

пол у ч и л о н аз ва н и е п с е вд од о м и н и р о ва н и е . П р и это м ф е н от и п и ч е с к и

пр о я в л я е т с я р е ц е с с и в н ы й а л л е л ь , т а к к а к у ч а с т о к х р о м о с о м ы с доминантным аллелем был утрачен вследствие делеции.

Аа а

В в В в

185.Представить возможные механизмы формирования структурных мутаций хромосом.

происходит после реплик ации ДНК, то в процесс вовлек ается одна хроматида – это хроматидный разрыв.

2. гипотеза: между негомологичными хромосомами происходит процесс подобный кроссинговеру, т.е. негомологичные хромосомы обмениваются участками.

186. В чем отличие и чем характеризуются сбалансированные и не - сбалансированные структурные мутации хромосом. ???

Мутации могу быть сбалансированными и несбалансированными:

-сбалансированные – система генотипа не изменяется, значит, не меняется и фенотип

- н е с б а л а н с и р о в а н н ы е – и з м е н я е т с я с и с т е м а г е н о т и п а , з н а ч и т , изменяется и фенотип

примеры?

74

187.К чему может приводить перемещение МГЭ в геноме клетки.

МГЭ перемещаются по геному очень редко , одно перемещение на сот тысяч событий в клетке (частота перемещений 1 х 10–5).

В каждом конкретном организме МГЭ положительной роли не играют, т.к. перемещаясь по геному, они изменяют работу генов, вызывают генные и хромосомные мутации. Однако в общебиологическом плане МГЭ играют огромную роль, т.к. они влияют на экспрессию генов эукариот.

МГЭ являются важным механизмом изменчивости и обмена генетически материалом между организмами одного вида и разными видами. Значит, о н и и м е ю т о п р е д е л ё н н о е з н а ч е н и е в с о з д а н и и г е н е т и ч е с к о г о полиморфизма природных популяций.

188.Каков механизм зиготической, митотической и мейотической по - липлоидизации, генетические последствия.

Митотическая полиплоидия . Если нарушается расхождение хромосом в анафазу митоза, то в результате часть клеток в организме будут мутант - ными, а часть нормальными. Такое явление называется – мозаичная фор - ма полиплоидии или мозаицизм.

Накануне митоза происходит репликация ДНК, и клетка вступает в митоз с

Зиготическая полиплоидия. Механизм такой же , как и при митотическо полиплоидии, но хромосомы не расходятся при самом первом делении зи - готы. В итоге образуется организм, у которого все клетки будут тетраплоидными.

Мейотическая полиплоидия. Нарушение расхождения хромосом мож быть во время анафазы мейоза 1 или во время анафазы мейоза 2. Обра - зуются гаметы с диплоидным набором хромосом. После слияния гамет об - разуется триплоидная или тетраплоидная зигота, из которой разовьется соответствующий организм

189.Ионизирующее излучение как мутагенный фактор, механизм му - тагенного действия.

Ионизирующее излучение – это поток заряженных или нейтральных ча-

Первичные процессы ионизации не вызывают больших нарушений в живых тканях. Повреждающее действие излучения связано, по-видимому, со вто - ричными реакциями, при которых происходит нарушение структуры ДНК.

75

190. Приведите примеры анеуплоидий у человека связанных с - расхождением половых хромосом. Фенотипическое проявление и частота встречаемости.

пом телосложения (широкий таз, набухшие молочные железы, бедное ово - лоснение тела). Они бесплодны (нарушен сперматогенез) и имеют лёгкую умственную отсталость Синдром Шерешевского-Тернера. У больных отсутствует одна Х - хромосо-

ма. Болеют только женщины. Их кариотип 45, ХО. Частота рождения 1 : 5000.

Наиболее характерные признаки : низкий рост , широкую кожную склад на шее, низкую линию волос на шее, недоразвитие грудных желёз. Они рано стареют и бесплодны, ибо у них нарушен овогенез.

Трисомия Х (ХХХ); 47 хр. (46 + Х). Частота рождения 1 : 5-7.000

Больные имеют женский фенотип , но в их кариотипе содержится 47 хромосом (три Х-хромосомы).

Ж е н щ и н ы ф е н о т и п и ч е с к и м о г у т б ы т ь н о р м а л ь н ы и с н о р м а л ь н о выраженными половыми функциями. Однако у них бывает небольшая степень умственной отсталости. Изредк а при трисомии наблюдается аменорея (отсутствие менструаций) и бесплодие. По наследству трисомия -Х не передается.

76

Раздел Генетика человека

191. Какие задачи решает медико-генетическое консультирование.

Задачи медико-генетического консультирования:

▪установление точного диагноза наследственной патологии.

▪пренатальная (дородовая) диагностика врожденных и наследственных заболеваний.

▪определение типа наследования заболевания.

▪ оценка величины риска рождения больного ребенка, помощь в приня - тии решения.

▪пропаганда медико-генетических знаний среди населения.

▪выявление гетерозиготных носителей.

192.Чем характеризуется аутосомно-доминантный тип наследования признаков у человека.

А у т о с о м н о - д о м и н а н т н ы й т и п н а с л е д о в а н и я ( к а р и й ц в е т г л а з , праворукость, многопалость, короткопалость).

▪один из родителей больного ребенка, как правило, болен.

▪признак проявляется в каждом поколении, то есть наследуется по вертикали.

▪носителей рецессивного гена нет.

▪признак в равной степени проявляется у обоих полов

▪ген проявляется в признак в гетерозиготном состоянии

▪

193.Чем характеризуется аутосомно-рецессивный тип наследования признаков у человека.

Аутосомно - рецессивный ( голубой цвет глаз , леворукость , пятипало глухонемота, катаракта, муковисцидоз, галактоземия, фенилкетонурия).

▪о ба р од и т ел я м о г у т б ы т ь зд о р о в ы м и ( гет е р о з и гот н ы е н о с и т ел и рецессивного гена).

▪признак проявляется не в каждом поколении, то есть наследуется по горизонтали.

▪вероятность рождения больного ребенка у гетерозиготных родителей

25%.

▪признак в равной степени проявляется у обоих полов.

▪ген проявляется в признак в гомозиготном состоянии, вероятность р о ж д е н и я б ол ь н ы х д ет е й у в ел и ч и в а ет с я п р и бл и з к о р од с т в е н н ы х браках.

194. Чем характеризуется Х-сцепленный рецессивный тип наследо - вания признаков у человека.

Х-сцепленный рецессивный (гемофилия, дальтонизм)

▪признак наследуется гораздо чаще мужчинами

▪у матери ребенка этот признак может отсутствовать (носительница ре - цессивного гена)

▪признак проявляется не в каждом поколении (через 1-2 поколения)

▪в семье рождается половина мальчиков больными, половина девочек являются носительницами мутантно гена.

77

195.Чем характеризуется Х-сцепленный доминантный тип наследо - вания признаков у человека.

Х-сцепл енный доминантный (цилиндроматоз – рак волосистой части головы).

▪в 100% случаев отец больной, и передает заболевание дочерям.

▪больной отец никогда не передает заболевание сыновьям.

196.Чем характеризуется У-сцепленный тип наследования признаков у человека.

У-сцепленный, или голандрический (оволоснение ушной раковины, пере - понки между пальцами, дифференцировка гонад по мужскому типу)

▪признак наследуется только мужчинами

▪признак проявляется в каждом поколении (все мальчики рождаются больными)

▪отец ребёнка обязательно имеет этот признак.

197.В силу каких причин человек является трудным объектом для генетических исследований.

1. у человека известно большое количество хромосом и генов, что обеспечивает большое генетическое разнообразие людей.

2. в генетике человека не используется гибридологический метод, т.к. невозможно подбирать родительские пары для скрещивания.

3. человек поздно достигает половой зрелости 4. у человека малочисленное потомство, а у дрозофилы 1.000 потомков.

5 . д л я ч е л о в е к а х а р а к т е р н а м е д л е н н а я с м е н я е м о с т ь п о к о л е н и й . Например, у дрозофилы каждые 2 недели происходит смена поколения, а у человека только через ≈ 25 лет.

Пункты 3, 4, 5 затрудняют статистический анализ потомства

198.Сущность близнецового метода изучения наследственности че - ловека. Его возможности.

На земле 1,5-2% близнецов. Бывают однояйцевые (монозиготные), и разнояйцевые (дизиготные) близнецы.

Монозиготные близнецы развиваются из одной зиготы, имеют одинаковый генотип. Дизиготные близнецы развиваются из разных зигот и имеют разный генотип.

Если признаки у близнецов совпадают, то говорят о конкордантности признака.

Если признаки не совпадают, то говорят о дискордантности признака. Этот метод позволяет:

-установить в какой мере признак обусловлен наследственностью, а в какой мере он обусловлен влиянием внешней среды

-установить степень пенетрантности (количественного проявления) и

э к с п р е с с и в н о с т и г е н а ( с т е п е н и в ы р а ж е н н о с т и , к а ч е с т в е н н о г о проявления).

199.Сущность дерматоглифического метода изучения наследствен - ности человека. Его возможности.

78

Изучают рисунок на коже ладоней и подошв. За этот рисунок отвечают со - ответствующие гены и на основании этого рисунка можно заподозрить то или иное наследственное заболевание.

200.Цитогенетический метод генетического анализа человека. Его возможности.

Ц и то ге н ет и ч е с к и й м етод о с н о ва н н а и зу ч е н и е х р о м о с о м н а с та д и и метафазы митоза. Для исследований чаще берут лейкоциты крови или фибробласты кожи. Клетки, которые выделили, помещают в питательную среду, добавляют специальные вещества (митогены), которые вызывают митоз. Через 48 часов лейкоциты будут на стадии метафазы митоза. Деление клеток останавливают колхицином, который разрушает нити веретена деления. Далее хромосомы окрашивают и микроскопируют. Для идентификации хромосом используется дифференциальное окрашивание (у каждой хромосомы свой рисунок).

Этот метод применяется в диагностике хромосомных болезней, ибо он позволяет:

▪установить число хромосом и их структуру

▪ус та н о в и т ь ч и с л о тел е ц п ол о во го х р о м ат и н а ( тел е ц Б а р

интерфазных ядрах.

201. Биохимические методы в генетике человека. Их возможности.

Любая мутация отражается либо на наличии определённого белка в орга - низме, либо на его активности. Поэтому по изменению количества или ак - тивности белка можно судить о наличии мутации. В крови новорождённого содержится моносахарид галактоза, который образуется при расщеплении дисахарида молока лактозы на глюкозу и галактозу. Галактоза непосред - ственно не усваивается организмом, она должна быть переведена специ - альным ферментом в усваиваемую форму – глюкоза-1-фосфат.

Наследственная болезнь галактоземия обусловлена нарушением функции гена, контролирующего синтез белка-фермента, превращающего галактозу в усваиваемую форму. В крови больных детей будет очень мало этого фермента и много галактозы, что устанавливается биохимическим анали - зом.

202.Метод генетики соматических клеток в генетическом анализе че - ловека. Его возможности.

И з о р г а н и з м а в ы д е л я ю т с о м а т и ч е с к и е к л е т к и и п о м е щ а ю т и х в питательную среду. В питательной среде клетки живут, функционируют и в ыд ел яют пр од у к т ы фу н кцио н а л ь н о й а к т ив н о с т и ге н о в ( бел ки ) . Эт и продукты изучают и делают выводы о работе соответствующих генов. Кроме того, можно провести гибридизацию клеток (in vitro – в стекле), т.е. соединить соматические клетки различных видов организмов и получить гибридные клетки. Чаще всего проводят гибридизацию клеток человека и мышей.

Полученная гибридная клетка начинает делиться, и при каждом делении

из ядра выталкиваются хромосомы человека и разрушаются в цитоплазме. Наступает момент, когда гибридная клетка будет содержать все хромосо - мы мыши и только 1 (или 2) хромосомы человека. Гены, которые находят - ся в данной (человеческой) хромосоме

79

обеспечивают синтез соответствующих белков, которые выделяются в пи - тательную среду. Эти белки изучают и делают вывод о том, в какой имен - но хромосоме локализованы гены.

Этот метод используется для:

▪построения генетических карт хромосом человека

▪изучения работы генов

▪выявления генных мутаций

▪

203.Популяционно-статистические методы генетического анализа человека. Его возможности.

Он основан на законе Харди - Вайнберга. Математическое выражение за -

кона: (Р+ g)2 = P2 + 2Pg + g2 = 1

Р – частота встречаемости доминантного гена g – частота встречаемости рецессивного гена.

Суммы всех частот аллельных генов (и генотипов) = 1. Этот метод позволяет:

▪рассчитать частоту доминантного и рецессивного гена в популяции

▪рассчитать частоту встречаемости гомозигот и гетерозигот в популяции

▪установить степень пенетрантности и экспрессивности гена.

204.Молекулярно-цитогенетический метод генетического анализа человека (FISH). Его возможности.

В отличие от цитогенетического метода он позволяет обнаружить в карио - типе обследуемого хромосомные аберрации (транслокации, инверсии, де - леции), даже если:

▪их несколько,

▪они произошли в разных хромосомах

▪они захватывают маленький участок хромосомы.

Основу метода составляет процедура флуоресцентной гибридизации in situ. Иначе этот метод называется FISH-методом (fluorescent in situ hybridization). Речь идет о приготовлении ДНК-зондов, представляющих собой определенные по нуклеотидному составу фрагменты ДНК, помечен -

паратов. При этом обычно используют люминесцентный микроскоп, допус -

Методы FISHдиагностики стали широко использовать для исследовани

хромосомных аномалий в интерфазных ядрах, что особенно важно с прак - тической точки зрения, так как метод экономичен и занимает мало време - ни. В норме, если, например, у пациента или плода есть дисомия по 21-й хромосоме, в ядре будут видны две флюоресцирующие цветные точки. При наличии трисомии хромосомы 21 (синдром Дауна) будут видны три точки.