- •Медицинская генетика
- •Оглавление:
- •Глава I: Краткая история медицинской генетики………………………….........6
- •Глава II: Нуклеиновые кислоты
- •2.3: Этапы реализации генетической информации
- •Глава III: Цитологические основы наследственности.
- •Глава IV: Закономерности наследования признаков
- •4.1: Основные понятия и термины современной генетики.
- •4.3: Закономерности наследования
- •Глава V: Особенности наследования признаков при отклонении
- •Глава VI: Генетические, биологические и
- •Глава VII: Медицинские аспекты изменчивости……………………………….95
- •Глава IX: Наследственные болезни человека………………………………..…121
- •Глава X: Профилактика наследственных заболеваний и
- •Глава XI: Значение знаний генетики для практической медицины……...…151
- •11.2: Биологические и социальные аспекты генетической
- •11.3: Достижения генетики в диагностике
- •Введение
- •Краткая история медицинской генетики.
- •Глава II Нуклеиновые кислоты. Генетический код. Программирование синтеза белка в клетке.
- •2.1 Открытие нуклеиновых кислот. Доказательства роли днк.
- •2.2.Строение нуклеиновых кислот.
- •2.3 Этапы реализации генетической информации. Транскрипция. Процессинг.
- •2.4. Генетический код. Свойства кода.
- •2.5 Трансляция. Биосинтез белка.
- •2.6 Репарационные процессы днк.
- •2.7 Задачи по молекулярной генетики:
- •2.8 Алгоритм решения типовых задач
- •Цитологические основы наследственности. Метафазные хромосомы. Кариотип человека.
- •3.1 Наследственное вещество клетки
- •3.2.Правила хромосом. Кариотип человека.
- •Слева — женщины, справа — мужчины; вверху — хромосомные комплексы, внизу — идиограммы
- •3.3. Гетеро-, эухроматин и половой хроматин
- •Глава IV Закономерности наследования признаков при моно- ди- и полигибридном скрещивании.
- •4.1. Основные понятия и термины современной генетики. Влияние генотипической среды и факторов внешней среды на проявление признаков.
- •4.2. Плейотропное (множественное) действие генов.
- •4.3 Закономерности наследования при моногибридном скрещивании
- •I закон: Закон единообразия гибридов I поколения:
- •II закон: Закон расщепления:
- •4.4. Закономерности при ди- и полигибридном скрещивании
- •4.5 Задачи по теме: «Закономерности наследования»
- •4.6 Алгоритм решения типовых задач
- •Глава V Особенности наследования признаков при отклонении от закономерностей законов Менделя
- •5.1 Множественный аллелизм.
- •5.2. Промежуточное наследование
- •5.3. Эпистатическое взаимодействие генов
- •5.4. Комплементарное взаимодействие генов
- •5.5. Полимерное взаимодействие генов
- •5.6. Сцепленное наследование
- •5.7. Нарушение полного сцепления
- •5.8 Задачи по теме: «Особенности наследования признаков при отклонених от закономерностей наследования»
- •5.9 Алгоритмы решения типовых задач
- •1. Определите вероятность заболевания детей в семье, где один из супругов гетерозиготен, а другой нормален в отношении анализируемого признака.
- •2. Определите вероятность заболевания детей от брака двух гетерозиготных родителей.
- •Глава VI Генетические, биологические и социальные аспекты пола.
- •6.1 Генетика и биология пола
- •6.2 Половые генетические аномалии.
- •6.3 Соматические половые аномалии
- •6.4 Задачи по теме «Генетика пола»
- •6.5 Алгоритм решения типовых задач
- •Глава VII Медицинские аспекты изменчивости
- •7.1 Модификационная изменчивость.
- •7.2 Комбинативная изменчивость
- •7.3 Мутационная изменчивость. Классификация мутиций.
- •I. По причинам: спонтанные и индуцированные.
- •II. По мутировавшим клеткам: генеративные и соматические.
- •III. По изменению генетического материала мутации подразделяют на следующие: генные, хромосомные перестройки, геномные.
- •IV. По изменению фенотипа:
- •V. По исходу для организма:
- •Глава VIII Генетика человека
- •8.1 Методы изучения генетики человека.
- •8.2 Графическое изображение родословных
- •8.3 Типы наследования. Критерии наследования
- •8.4. Задачи по теме: «Генетика человека»
- •8.5. Алгоритм решения типовых задач
- •Глава IX Наследственные болезни человека
- •9.1 Классификация Наследственных болезней
- •9.2 Врожденные заболевания
- •9.3 Хромосомные болезни
- •9.4 Синдромы с числовыми аномалиями половых хромосом.
- •9.5 Синдромы с числовыми аномалиями аутосом
- •9.6 Генные болезни
- •Глава X Профилактика наследственных заболеваний и врожденных пороков развития
- •10.1 Медико-генетическое консультирование
- •10.2 Основные принципы консультирования
- •10.3 Этапы консультирования
- •10.4 Методы пренатальной диагностики.
- •Глава IX Значение знаний генетики для практической медицины
- •11.1 Генная и клеточная инженерия. Биотехнология.
- •11.2 Биологические и социальные аспекты генетической экспертизы
- •11.3 Достижения генетики в диагностике и профилактикенаследственной патологии
- •Список литературы
8.2 Графическое изображение родословных
После сбора генеалогической информации переходят к графическому изображению родословной. При этом используют общепринятые условные обозначения:
Одновременно с родословной составляют письменное приложение к ней, называемое легендой.
В легенду можно включить сведения данные клинического и лабораторного обследования, данные личного осмотра врачом пробанда с указанием точной даты осмотра. Тщательно собрав все данные родословной можно приступить к ее анализу. При этом устанавливается:
является ли данный признак или заболевание наследственным или приобретенным.
тип наследования (аутосомно-доминантный, аутосомно-рецессивный, доминантный ген сцеплен с Х- хромосомой, рецессивный ген сцеплен с Х- хромосомой или ген сцеплен с У-хромосомой.) и выяснить по какой линии - материнской или отцовской - идет передача заболевания.
генотип пробанда и его ближайших родственников
генотип супруга или супруги
прогноз потомсва
Близнецовый метод. Основой метода является сравнение пар одно- и двуяйцовых близнецов по интересующему исследователя признаку. При этом имеется в виду, что однояйцовые близнецы генетически одинаковы, так как развиваются из одной зиготы, а разнояйцовые, развиваясь из разных зигот, в генетическом отношении так же разнородны, как обычные братья и сестры. Любые близнецы, как правило, воспитываются в сходных условиях. Поэтому с помощью данного метода устанавливают, в какой мере тот или иной признак обусловлен наследственно и в какой мере его развитие зависит от условий среды. Если параллельное развитие признака в парах однояйцовых близнецов наблюдается чаще, чем в парах разнояйцовых близнецов, это свидетельствует о его наследственной обусловленности. В случае если частота параллельного развития признака существенно не различается в парах одно- и двуяйцовых близнецов, это подтверждает ведущую роль среды в его развитии. Изучение генетически однородных однояйцовых близнецов в случае воспитания их в разных условиях также позволяет выявить степень зависимости формирования различных признаков от среды.
Близнецовым методом подтверждена наследственная обусловленность гемофилии, сахарного диабета, шизофрении. С помощью этого метода обнаружена выраженная предрасположенность к ряду заболеваний: туберкулезу, ревматизму и другим, что означает большую вероятность возникновения этих заболеваний у людей с определенной наследственной конституцией при благоприятных для этого условиях. Наконец, близнецовый метод выявляет третью группу заболеваний, развитие которых практически полностью зависит от факторов среды. К ним относятся корь, скарлатина и многие другие инфекционные болезни. Таким образом, близнецовый метод дает важные сведения, позволяющие в зависимости от соотносительной роли наследственности и условий жизни разрабатывать систему мероприятий по предупреждению заболеваний.
Цитогенетический метод. С помощью цитогенетического метода вопросы наследственности и изменчивости изучаются путем исследования под микроскопом кариотипа человека в норме. С помощью этого метода выявляют также хромосомные и геномные мутации, поэтому он широко применяется в клинике как диагностический. Используют метод также при изучении мутагенного действия различных химических соединений и физических факторов, например, лекарственных препаратов, инсектицидов, пищевых добавок, рентгеновского и радиоактивного излучения. Цитогенетическим методом определяют изменения количества хромосом в кариотипе, что дает возможность распознавать такие хромосомные заболевания, как синдром трисомии Х, моносомии по паре половых хромосом - синдром Шерешевского-Тернера, синдром Клайнфельтера, трисомия по 21-й хромосоме, или синдром Дауна, и др. При хромосомных болезнях, как правило, наблюдаются отставание в интеллектуальном развитии, часто бесплодие и различные нарушения развития органов и систем. Многие гетероплодии у человека несовместимы с жизнью.
Неблагоприятные последствия вызывают и хромосомные мутации. Например, потеря участка одной из 21-х хромосом вызывает тяжелое заболевание крови - хронический миелолейкоз. В настоящее время путем изучения под микроскопом кариотипов клеток околоплодной жидкости выявляют нарушения количества или строения хромосом у развивающегося плода. Это позволяет своевременно поставить диагноз и при необходимости принять меры вплоть до искусственного прерывания беременности.
Биохимический метод. Метод заключается в определении в крови или моче активности ферментов или содержания некоторых продуктов метаболизма. С помощью данного метода выявляют нарушения в обмене веществ, возникающие при различных патологических состояниях и обусловленные наличием в генотипе неблагоприятного сочетания аллельных генов, например вредных рецессивных аллелей в гомозиготном состоянии. При своевременной диагностике таких наследственных заболеваний профилактические меры позволяют избежать серьезных нарушений развития. Например, тяжелое заболевание фенилкетонурия развивается в случае гомозиготности по рецессивному гену, продукт активности которого участвует в обмене аминокислоты фенилаланина. Нарушение расщепления этой аминокислоты способствует накоплению промежуточных продуктов обмена, которые влияют на развивающуюся нервную систему, приводя к умственной отсталости. При своевременной диагностике и назначении лишенной фенилаланина диеты с самого рождения ребенка удается добиться нормального развития его. Биохимическим методом можно установить присутствие в генотипе определенного лица рецессивного неблагоприятного гена в гетерозиготном состоянии, который серьезно не изменяет фенотипа данного организма, но при браке его с другим гетерозиготным организмом в 25% случаев может сформироваться потомство, гомозиготное по аллелю, с выраженными нарушениями фенотипа. Известно, что у гетерозигот по гену фенилкетонурии в крови обнаруживается повышенное содержание фенилаланина. Следовательно, используя этот метод, можно с большей точностью предсказать возможность появления потомства с данным заболеванием.
Популяционно-статистический метод. Невозможность применения гибридологического метода в изучении наследственности и изменчивости у человека делает особо ценным популяционно-статистический метод, при котором проявление и наследование признаков изучается в больших выборках - популяциях людей, в одном или нескольких поколениях. В популяционных исследованиях генетики опираются на открытый в 1908 году закон генетической стабильности популяций. Математик Дж. Харди и врач Г. Вайнберг одновременно пришли к выводу, что при соблюдении определенных условий соотношение аллелей каждого гена в общей совокупности генов (в генофонде) популяции не меняется в ряду поколений. Это проявляется в поддержании постоянного соотношения между разными гено - и фенотипами в ряду поколений организмов данной популяции. Выявление распространенности тех или иных признаков (заболеваний) в популяциях людей и применение закона генетической стабильности дает возможность выяснить характер наследования отдельных признаков, установить роль среды и наследственности в их развитии, определить частоту встречаемости различных аллелей и гетерозигот в популяции.
С помощью описанных методов и на их основе в настоящее время у человека изучено более 2000 нормальных и патологических признаков, более или менее выяснен характер их наследования, разработаны методы выявления и предупреждения ряда наследственных заболеваний.
Иммуногенетический метод. Этот метод применяется у пациентов при подозрении на иммунодефицитные заболевания (например, агаммаглобулинемии - почти полное отсутствие глобулинов в крови), при подозрении на несовместимости антигенов матери и плода, для определения наследственного предрасположения к заболеваниям или установления отцовства.
Для диагностики иммунодефицитных состояний исследуют глобулины, Т - и В - лимфоциты, нейтрофилы и макрофаги. Определяют антигены эритроцитов, лейкоцитов и сыворотки крови. Для пренатальной диагностики можно определять HLA-антигены в лейкоцитах человека. По этим антигенам можно установить адреногенитальный синдром (или врожденная дисфункция коры надпочечников, при которой повышается синтезандрогенов в коре надпочечников. У девочек это проявляется ложным гермафродизмом, а у мальчиков преждевременным половым созреванием).
Иммуногенетические методы достаточно дорогостоящие, но очень эффективные для определения предрасположенности к наследственным заболеваниям или для прогнозирования здоровья будущих детей.
Онтогенетический метод. В генетике человека широко распространен онтогенетический метод. Он основан на изучении закономерности проявления какого-либо признака или заболевания в процессе индивидуального развития.
Выделяют несколько периодов развития человека: пренатальный и постнатальный. Большинство признаков формируется во время пренатального периода. После рождения заканчивается формирование коры головного мозга, постепенно формируется психика ребенка, его способность к обучению. Происходит становление иммунной системы.
В различные периоды развития человека происходит изменение активности генов, при чем может наблюдаться как "включение" и "выключение" генов, так и "усиление" и "ослабление" генов.
В постанальный период, например, происходит включение генов определяющих развитие вторичных половых признаков, развитие наследственных заболеваний (сахарного диабета, близорукости, миопатии Дюшена и т.д.). В этот же период происходит выключение многих генов. Репрессируются активности генов, связанных с выработкой меланина (в результате происходит поседение волос). Не происходит синтеза эластазы (вследствие чего появляются морщины), подавляется выработка гаммаглобулинов (поэтому повышается восприимчивость к бактериальным инфекциям).
С возрастом может меняться проявление доминирования генов, находящихся в гетерозиготном состоянии, что вызывает изменение внешних признаков, особенно в период полового созревания и беременности. С возрастом и рецессивные гены могут оказывать большее влияние на развитии того или иного признака. У гетерозиготного по генотипу человека, например, по фенилкетонурии изменяется психика. В старости у человека меняется соотношение женских и мужских половых гормонов. В результате у мужчин меняется тембр голоса, форма тела, происходит отложение жира по женскому типу, меняется психика - мужчины становятся плаксивыми и впечатлительными. У женщин грубеет голос, меняется фигура.
Наряду со "временем действия генов" выделяют и "поле действия генов". В каждой клетке человека, за исключением зрелых половых клеток содержится одинаковый диплоидный набор хромосом и одинаковый набор генов, но в процессе онтогенеза и формирования органов и тканей, одни из генов блокируются, а другие включаются в работу. Так, например, только в клетках щитовидной железы работают гены, отвечающие за синтез гормона тироксина, а в клетках поджелудочной железы гормона инсулина. В клетках других органов тоже есть такие гены, но они блокированы. У человека в процессе онтогенеза формируется конституция. Конституционные признаки имеют сложную генетическую основу или могут возникать в результате ранней физической нагрузки. Конституционными признаками называют такие признаки структуры, функции или поведения, которые характерны для процессов роста, созревания и старения.
Медицина стала все больше обращать внимание на конституционные болезни. Оказалось, что люди астенического телосложения более склонны к развитию туберкулеза легких, и, наоборот, у полных людей чаще наблюдается атеросклероз и гипертоническая болезнь.