Медицинская генетика

1.

ПЛАН ЛЕКЦИИ
История развития
Предмет и задачи медицинской генетик
и, основные понятия
Методы исследования

2.

Медицинская генетика
Медицинская генетика раздел генетики
человека, посвященный изучению роли
наследственных факторов в патологии
человека на всех основных уровнях орг
анизации жизни — от популяционного д
о молекулярно-генетического.

3.

Доменделевский период
В. М. Флоринский (1834 – 1899) – акушер-гин
еколог и педиатр. Автор книги «Усовершенств
ование и вырождение человеческого рода» (1
865). Основатель первого Сибирского учебног
о заведения – университета в г. Томске.
Ф. Гальтон (1822 – 1911) – один из основопол
ожников генетики человека и евгенетики. Осно
вные труды: «Наследственный талант и харак
тер» (1865), «Очерки по евгенетике» (1909), «
Наследственный гений: исследование его зако
нов и следствий» (1869)

4.

5.

6.

7.

8.

Менделевский период с 1865 г.
Открытие Г. Менделем (1865)
дискретности (делимости)
наследственных факторов и
разработкой
гибридологического метода,
изучением наследственности,
т. е. правил скрещивания
организмов и учета признаков
в потомстве.

9.

10.

11.

12.

13.

Следующим шагом было установление
химической природы хромосомных гено
в.
Советский генетик Н.К. Кольцов одним и
з первых развил представление об их м
акромолекулярной природе (1927 г.), а
Н.В. Тимофеев-Ресовский с соавторами
в середине 30-х гг. 20 в. вычислил прим
ерный объем гена.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26.

27.

28.

29.

30.

31.

32.

33.

Предмет генетики
Медицинская генетика изучает закономерн
ости наследования и изменчивости призна
ков относительно патологии человека, а им
енно:
причины возникновения наследственных з
аболеваний человека;
характер их наследования в семьях;
распространение в популяциях;
специфические процессы на клеточном и м
олекулярном уровнях.

34.

Генетика исследует два
биологических механизма:
- наследственность
- изменчивость

35.

Наследственность
свойство родителей
передавать свои признаки и
особенности развития
следующему поколению

36.

Наследственность обеспечивает:
Преемственность свойств организма
Передача соответствующего типа
развития организма
Сохранение вида

37.

Единица наследственности - ген
Ген определяет какой-либо
элементарный признак
Гены находятся в хромосомах

38.

Хромосомы
Схема строения хромосомы в метафазе
митоза. 1 — хроматида; 2 —
центромера; 3 — короткое плечо; 4 —
длинное плечо.

39.

40.

41.

Изменчивость
Изменение наследственных задатков,
то есть генов, а также изменение их
проявления в процессе развития
организма

42.

Виды изменчивости:
Генотипическая – передается по
наследству – представлена в виде
мутаций (хромосомных и генных)
Фенотипическая – не передается по
наследству

43.

Изменчивость обеспечивает:
Становление нового вида
Появление новых признаков

44.

Основные понятия генетики
Ген — функционально неделимая единица генетического материала,
участок молекулы ДНК, кодирующий первичную структуру
полипептида, молекулы транспортной или рибосомной РНК. В широком
смысле ген — участок ДНК, определяющий возможность развития
отдельного элементарного признака.
Генотип — совокупность генов организма.
Фенотип — совокупность всех внешних и внутренних признаков
организма.
Локус — местоположение гена в хромосоме.
Аллельные гены — гены, расположенные в идентичных локусах
гомологичных хромосом.

45.

Основные понятия генетики
Гомозигота — организм, имеющий аллельные гены одной
молекулярной формы.
Гетерозигота — организм, имеющий аллельные гены
разной молекулярной формы; в этом случае один из генов
является доминантным, другой — рецессивным.
Рецессивный ген — аллель, определяющий развитие
признака только в гомозиготном состоянии; такой признак
будет называться рецессивным.
Доминантный ген — аллель, определяющий развитие
признака не только в гомозиготном, но и в гетерозиготном
состоянии; такой признак будет называться доминантным.

46.

Кариотип человека- диплоидный набор
хромосом соматической клетки

47.

48.

В половых клетках гаплоидный набор
хромосом
Именно X и Y хромосомы
определяют будущий пол
ребенка

49.

Методы медицинской генетики:
Приемных детей
Близнецовый метод
Генеалогический метод
Цитогенетический метод
Популяционно-статистический
Биохимические методы
Метод дерматоглифики
Молекулярно-цитогенетические и молекулярнобиологические методы

50.

Метод приемных детей
Метод приемных детей позволяет выяснить, что больше влияет
на развитие признака - генетические задатки или определенно
е воздействие среды.
В основе метода лежит сравнение сходства приемных детей с ро
дителями биологическими и теми, которые их воспитывали.
Сходство с биологическими родителями трактуется как свидетел
ьство генетических влияний, сходство с приемными - как показа
тель влияния общей среды.

51.

Схема метода

52.

Генеалогический метод
Пробандчеловек, с
которого
начинается
генетическое
обследование
семьи и
составление
родословной
Составление родословн
ой

53.

Генеалогический метод
(метод анализа родословных)
потомок брачной пары называется сиблингом, родные
братья и сестры – сибсами, кузены – двоюродными
сибсами и т.д.
При близкородственных браках высока вероятность К
обнаружения у супругов одного и того же неблагоприятного
аллеля или хромосомной аберрации
приведем значения К [X–Y] для некоторых пар
родственников при моногамии:
К [родители–потомки]=К [сибсы]=1/2;
К [дед–внук]=К [дядя–племянник]=1/4;
К [двоюродные сибсы]= К [прадед–правнук]=1/8;
К [троюродные сибсы]=1/32;

54.

Аутосомно-доминантный тип
наследования
Полидактилия
Возможность свернуть язык
в трубочку
Брахидактилия (короткопало
сть)

55.

56.

57.

58.

59.

60.

61.

62.

63.

64.

65.

Наследование, сцепленное с полом
X-сцепленное рецессивное
наследование – гемофилия,
дальтонизм
X-сцепленное доминантное
наследование – коричневая
эмаль зубов
Y- сцепленное наследование –
гипертрихоз (повышенное
оволосение ушной раковины),
перепонки между пальцами

66.

Наследование гемофилии

67.

68.

Близнецовый метод
Монозиготные (однояйцевые)
Дизиготные (разнояйцевые)

69.

Близнецовый метод
Монозиготные близнецы
характеризуются большой
степенью сходства
(конкордантностью) по многим
признакам

70.

Близнецовый метод

71.

Близнецовый метод
Наследуемость – это вклад генетических
факторов в изменчивость признака.
Наследуемость выражается в долях единицы
или процентах.
Для вычисления наследуемости признаков
сравнивают степень сходства или различия по
ряду признаков у близнецов разного типа.

72.

Степень различия (дискордантность) по
ряду нейтральных признаков у близнецов
Признаки, контролируемые небол
ьшим числом генов
Частота (вероятность) появления р
азличий, %
Наследуемость, %
однояйцевые
разнояйцевые
Цвет глаз
0,5
72
99
Форма ушей
2,0
80
98
Цвет волос
3,0
77
96
Папиллярные линии
8,0
60
87
<1%
≈ 55 %
95 %
Биохимические признаки
0,0
от 0 до 100
Цвет кожи
0,0
55
Форма волос
0,0
21
Форма бровей
0,0
49
Форма носа
0,0
66
Форма губ
0,0
35
среднее
100 %

73.

Степень сходства (конкордантность) по
ряду заболеваний у близнецов
Частота (вероятность) появле
ния сходства, %
Признаки, контролируем
ые большим числом гено
Наследуемость,
%
в и зависящие от негенет
однояйцевые разнояйцевые
ических факторов
Умственная отсталость
97
37
95
Шизофрения
69
10
66
Сахарный диабет
65
18
57
Эпилепсия
67
30
53
среднее
≈ 70 %
≈ 20 %
≈ 65 %
68
28
56 %
Преступность (?)

74.

Разновидности близнецового метода
1) Классический близнецовый метод
2) Метод контрольного близнеца
3) Метод близнецовых семей
4) Исследование близнецов как пары
5) Сопоставление близнецов с не близнецами
6) Метод разлученных близнецов

75.

Цитогенетический метод
Основан на изучении
хромосом человека в
норме и при патологии
Позволяет выявить
группу болезней,
связанных либо с
изменением числа
хромосом, либо с
изменениями их
структуры

76.

Цитогенетический метод
47 XXY синдром Клайнфельтера
45 XO-синдром ШерешевскогоТернера
47 21,21,21 - синдром Дауна

77.

78.

Синдром Клайнфельтера
Высокий рост
Часто умственная
отсталость
Недоразвитие
половых желез

79.

Синдром Шерешевского-Тернера
Замедление полового
созревания,
недоразвитие половых
желез, бесплодие
Малый рост,
диспропорциональное
тело
Шея короткая со
складками
Монголоидный разрез
глаз

80.

81.

Цитогенетический метод
Синдром Дауна – одна из самых
частых хромосомных болезней
(1:774). Развивается в результате
трисомии по 21 хромосоме.
Болезнь легко диагностируется
по характерным признакам:
укороченные конечности,
маленький череп, плоское,
широкое переносье, узкие
глазные щели с косым разрезом,
наличие складки верхнего века,
умственная отсталость.

82.

Риск рождения
ребёнка с синдром
Дауна и другими
численными
хромосомными
аномалиями растёт
с возрастом
матери.

83.

Популяционно-статистический
Сущность метода заключается в изучении (с помощью методо
в вариационной статистики) частот генов и генотипов в различ
ных популяционных группах, что дает необходимую информац
ию о частоте гетерозиготности и степени полиморфизма у чел
овека.
В частности, в гетерозиготном состоянии в популяциях находи
тся значительное количество рецессивных аллелей, что обусл
авливает развитие различных наследственных заболеваний, ч
астота которых зависит от концентрации рецессивного гена в
популяции и значительно повышается при заключении близко
родственных браков.
Мутации могут передаваться потомству во многих поколениях,
что приводит к генетической гетерогенности, лежащей в основ
е полиморфизма популяций.

84.

85.

БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Эти методы помогают обнаружить целый ряд заболеваний с н
арушениями обмена веществ (энзимопатии). Исследованию п
одлежат кровь, моча, ликвор, пунктаты костного мозга, амниот
ическая жидкость, сперма, пот, волосы, ногти, кал и др.
Разработаны простые качественные биохимические тесты для
экспресс-диагностики гипотиреоза, муковисцидоза, для выявл
ения нарушений обмена билирубина, болезни Тея-Сакса, гепа
толентикулярной дегенерации.

86.

87.

МЕТОД ДЕРМАТОГЛИФИКИ
Сущность метода состоит в анализе кожных узоров (рисунков)
на ладонях и стопах. Метод наиболее информативен при хром
осомных синдромах, когда выявляются дистальный осевой тр
ирадиус, избыток дуг на пальцах, отсутствие дистальной меж
фаланговой складки, радиальные петли на I, IV и V пальцах, ч
етырехпальцевая (обезьянья) складка (при болезни Дауна на
коже ладоней у ребенка отмечается в 40-60% случаев).

88.

МОЛЕКУЛЯРНО-ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ И
МОЛЕКУЛЯРНО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Это большая и разнообразная группа методов исследования
молекулярной структуры ДНК, основные дифференциально-д
иагностические тесты, необходимость разработки которых обу
словлена генетической природой наследственных заболевани
й, их выраженным клиническим полиморфизмом, а также сущ
ествованием генокопий и фенокопий.
Особое место в этой группе занимают методы ДНК-диагностик
и (зондовой). Они позволяют диагностировать заболевание на
уровне первичного молекулярного дефекта - патологического г
ена.

89.

90.

Трудности изучения генетики
человека
Невозможность проведения прямых
экспериментов и направленных скрещиваний
Позднее половое созревание
Малочисленность потомства
Невозможность создания одинаковых
условий для потомства от разных браков
Большое число хромосом