Биотехнологиялық нысандарды зерттеудің классикалық әдістері

1.

Биология-география факультеті
Ботаника кафедрасы
Пән: Зерттеудің биотехнологиялық
әдістері
Тақырыбы: Биотехнологиялық
нысандарды зерттеудің классикалық
әдістері
Қарағанды 2021

2.

Дәріс жоспары:
1. Генеалогиялық әдіс
2. Егіздік әдіс
3. Цитогенетикалық әдіс
4. Биохимиялық әдіс
5. Популяционды-статистикалық әдіс
6. Иммунологиялық әдіс
7. Полимеразалық тізбекті реакция

3.

Әдебиеттер тізімі:
• Методы исследований в биотехнологии:
краткий курс лекций для аспирантов / Сост.:
Б.И. Древко // ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ».
– Саратов, 2014. – 67 с.
• Безгин
В.М.,
Быкова
Н.Н.
Основы
промышленной
иммунобиотехнологии.Курск:Изд-во КГСХА, 2011.
• Клунова С.М., Егорова Т.А. Биотехнология.М.,2010.
• Қ.Х.
Әлмағанбетов,
«Микроорганизмдер
биотехнологиясы», Астана-2008;

4.

Генеалогиялық әдіс
• 1865 ж.
Ф. Гальтон
• Әдістің мәні: ата-тектің шежіресін құрастыру
және оны талдау.
• Әдістің міндеті:
- Белгінің тұқымқуалау сипаттамасын беру;
- Аурудың тұқымқуалау типін анықтау;
- Жанұядағы ұрпақта тұқымқуалайтын
патологиямен туылуы немесе туылуы мүмкін
баланы болжауды анықтау
Әдістің этаптары:
• Шежіре құрастыру;
• Генеалогиялық талдау.

5.

Генеалогиялық әдіс
• Бұл әдіс бойынша туыстық қатынастарды,
туыстар арасындағы аурулардың бірнеше ұрпақ
бойы тұқым қуалау сипатын, оның шыққан тегіне
шежіре құрастыру арқылы зерттеп анықтайды.
Шежіре әдісінің негізгі мақсаты — жиналған
деректер бойынша шежіре үлгісін құрастыру және
оны талдау. Шежіре құрастыруды бастайтын
адамды пробанд деп атайды. Оның ініқарындастарын сибстер деп белгілейді.

6.

• Шежіреде талданатын ұрпақтар:
• І-Ата ұрпағы
• ІІ-Әке ұрпағы
• ІІІ-Өзінің ұрпағы
• ІV-Балалар ұрпағы
• V-Немерелер ұрпағы
• VІ-Шөберелер ұрпағы
• VІІ-Шөпшектер ұрпағы

7.

8.

Егіздік әдіс
1875 ж.
Ф. Гальтон
Әдістің мақсаты: Әртүрлі белгілердің дамуына
ортаның әсер ету дәрежесін анықтау үшін
егіздердің фенотипін және генотипін оқу
Әдістің міндеттері:
1. Біржұмыртқалы (монозиготалы) егіздерді
әртүрлі (дизиготалы) жұмыртқалы егіздермен
салыстыру.
2. Монозиготалы егіздерді бір бірімен салыстыру;
3. Егіздерден алынған анализдерді жалпы
популяциямен салыстыру.

9.

Егіздік әдіс — біркелкі (гомозиготалық) және
әркелкі
(гетерозиготалық)
егіздердің
психологиялық ерекшеліктері мен дамуын
салыстыра зерттеу. Егіздік әдіс адамның
психологиялық
қасиеттері
мен
мінезқұлық ерекшеліктерінің қалыптасуына тегі пен
ортаның ықпал деңгейі туралы мәселені ғылыми
тұрғыдан шешу мақсатында жүргізіледі.

10.

Егіздер деп бір мезгілде екі немесе екіден көп туған
балаларды айтады. Егіздердің пайда болуына қарай
екі топқа бөледі. Бір жұмыртқалы егіздер (БЕ) және
әр түрлі жұмыртқалы егіздер (ӘЕ).
Бір жұмыртқалы егіздер бір аталық жасуша
ұрықтандырған
жұмыртқа
жасушасының
(бластуланың) теңдей екі бөлікке бөлінуінен
дамиды.
Әр түрлі жұмыртқалы егіздер бір уакытта пісіпжетілген екі жұмыртқа жасушасының екі аталық
жасушасының ұрықтануынан пайда болады.
Сондықтан бір жұмыртқалы егіздердің генотипі
біркелкі, барлық белгілері ұқсас, міндетті түрде бір
жынысты (не ұл, не қыз) болады. Әр түрлі
жүмыртқалы егіздердің генотипі әр түрлі, бір
жынысты немесе екі жынысты болуы мүмкін.

11.

Екі типті егіздердің пайда
болу кестесі

12.

Әртүрлі жағдайда өскен
біржұмыртқалы егіздер

13.

«Сиамдық» егіздер

14.

Адам белгілерінің конкорданттылығы
(ұқсастығы)
Конкорданттылық, %
Белгілері
Монозиготалы
егіздер
Дизиготалы
егіздер
Қан топтары
(АВ0)
Көзінің түсі
Өкпе ентікпесі
Гипертония
Қызылша
100
46
99,5
19
70
98
28
4,8
13
94

15.

Цитогенетикалық әдіс
Әдістің мақсаты: Хромосома саны мен құрылысын
микроскоппен зерттеу. Цитологтар Д. Тио и А.
Леван 1956 ж. алғаш рет адамда 46 хромосома
екенін дәлелдеді.
P
♀46; XX X
46; XY♂
G
XX 0
X
Y
F, 47, XXX; 47, XXY; 45, X0; 45, 0Y
47, XXY –Клайнфельтера синдромы;
45, X0 –Шерешевский-Тернер синдромы;
47, трисомия 21 хромосома бойынша – синдром Дауна.

16.

Цитогенетикалық зерттеуді жүргізу этаптары:

17.

Аббревиатура
46, XY
46,XX
Маңызы
Қалыпты еркек
Қалыпты әйел
45,X
47,XXY
46,XY,del (7q)
Тернер синдромы
Клайнфелтера синдромы
7-хромосоманың ұзын иініндегі
делециясы бар ер адам
47,XX,+21
Даун синдромы бар әйел

18.

Популяционды-статистикалық әдіс
• Әдістің мақсаты: Адам популяциясындағы
хромосомалық аномалияның немесе
жекеленген гендердің таралуын оқу.
Әдістің міндеттері:
1. Аурудың көрінуіне тұқымқуалаушылықтың және
ортаның рөлін оқып білу
2. Популяциядағы аллелдер жиілігінің динамикасын
білу
3. Патологиялық аллелді тасымалдаушылардың санын
анықтау және популяциядағы ауру балалардың
туылу мүмкіндігі.

19.

Аллельдер жиілігі әртүрлі популяцияда күшті
көрінуі мүмкін. Мысалы, Қытайда
фенилкетонурияның кездесу жиілігі 16000 адамға 1, Ирландияда – 5000 адамға -1, Жапонияда –19000
-1 , Швецияда –30000 -1 , Туркияда –2600 -1 , АҚШта –10000 -1 .
Жынысты жолмен көбейетін, диплоидтық
ағзалардың популяцияда аллельдердің кездесетін
жиілігін есептеу үшін Харди-Вайнберг теңдеуі
қолданылады.

20.

Жекеленген адам популяциясындағы
АВО жүйесіндегі қан топтарының таралуы
Қан тобының көріну жиілігі ( %)
Популяция
Американдық
индеецтер
Австралиялық
аборигендер
Эскимостар
Немістер
0
А
В
АВ
98,5
1,5
0
0
48,5
51,5
0
0
41,1
36,5
53,8
42,5
3,5
14,5
1,4
6,5

21.

Биохимиялық әдіс
• Әдістің мақсаты: Бұл әдіс арқылы
кейбір тұқым қуалайтын аурулардың зат
алмасу процесінің бұзылуынан болатынын
анықтайды.
Мысалы,
қант
диабеті
алкантонурия
(оксидоза
ферментінің
жетіспеуі)
фенилкетонурия
(кемақыл),
альбинизм (меланин түзілмейді), т.б. Осы
әдісті қолдану нәтижесінде 500 аурудың түрі
анықталды.

22.

Биохимиялық
Медицинада биохимиялық зерттеудің екі типі қолданылады:
жаппай скрининг немесе селективті скрининг.
Жаппай скрининг популяциядағы барлық даралар үшін
қолданылады. Бұл балалардағы аутосомды, тіркес, рецессивті
ауруларды анықтауға көмектеседі (мысалы, фенилкетонурия, туа
пайда болған гипотериоз),
Жаппай скринингтің көмегімен анықталған аурулар келесі
критерийлер бойынша жауап беру керек:
1) Кең ауқымда таралуы (жиілігі – 1:10000 және одан жоғары)
2) Ауыр ағымды, емдеусіз мүгедектікке алып келетін
3) Эффективті емі бар
4) Эффективтік диагностикалау әдістері (жоғарғы сезімталдылық,
қарапайым, арзан, орындауға болады)

23.

Селективті скрининг
қауіпті топқа жататын
даралардың
арасындағы
тұқымқуалайтын
кейбір
ауруларды диагностикалау үшін қолданылады. Мысалы,
туа пайда болатын катарактасы бар даралар тобына
галоктоземияның болуын тестілеу арқылы жүргізген
тиімді
болады,
жиі
обструктивті
бронхитпен
ауыратындарды – муковисцидозға тексеру.
Селективті скрининг екі этаппен жүзеге асырады:
алғашқы диагностика сапалы талдау нәтижесі оң
нәтижемен. Сосын тура дәл диагностикалау әдісін
қолданады.

24.

Полимеразалық тізбекті реакция
Полимеразалық тізбекті реакцияны 1983 жылы Кэри
Бенкс Му́ллис ашқан.
Полимеразалық тізбекті реакция (ПТР) —
биологиялық материалдағы анықталатын нуклеин
қышқылдарындағы (ДНҚ) аз концентрациялы
фрагменттердің
айтарлықтай
ұлғайтылуын
қамтамасыз ететін молекулярлық биологиядағы
эксперименталды әдіс.

25.

Инфекциялық аурулардың диагностикасы- гепатиттің
барлық түрлері.
Онкологиялық
аурулардың
диагностикасы
(лейкемиялар және лимфомалар, сүт безі қатерлі ісігі,
жаңа түзілістер т.б.);
Генетикалық аурулар диагностикасы;
жеке
идентификация
(сот
медицинасы
және
криминалистика,
мүшелер
мен
тіндер
трансплантациясы, генетикалық тест арқылы әкелікті
анықтау );
Тағам патогенділігінің диагностикасы

26.

Сандық ПТР жұқпалы аурулардың белгілері,
генетикалық бұзылыстар және т.б. гендерді немесе
ДНҚ үзінділерін жылдам анықтау үшін қолданылады.
Осы әдісті клиникалық зертханаларға енгізу
инфекциялық ауруларды диагностикалау сапасын
айтарлықтай жақсартты. ПТР-ді қолдану сандық өлшеу
мен вирустың генотиптілігін анықтайды (штаммдарды
сипаттау), мысалы, гепатит В вирусын. Сандық ПТР-де
қатты ісіктерден және тіпті лейкоздың кейбір
түрлерінен ісік жасушаларын анықтау үшін кеңінен
қолданылады
Нақты уақыттағы ПТР азық-түлік қауіпсіздігі, су
сапасы және денсаулық сақтау саласындағы
микробиологиялық жұмыстар үшін де қолданылады.

27.

Қорытынды
ҚР Халықтық Генетикалық регистрілік
мәліметі бойынша елімізде 2 500 –ден 3 500 –
ге дейін туа пайда болатын және
тұқымқуалайтын аурулармен балалар
туылады екен