Генетика человека Руководство к занятиям (10)

1.

Ярославский государственный медицинский университет
Министерства здравоохранения Российской Федерации
ФГБОУ ВО ЯГМУ Минздрава России
Кафедра биологии с генетикой
Генетика человека.
Руководство к занятиям
для студентов Лечебного и Педиатрического факультетов
Ярославль2022
1

2.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Занятие 7. Введение в генетику. Закономерности наследования признаков на
организменном
уровне.
Моно-,
дии
полигибридное
скрещивание…………………………………………………..…………………..…3
Занятие 8. Хромосомная теория наследственности Т. Моргана. Формы
взаимодействия генов. Типы наследования
признаков.……………………………………… ………………………………….10
Занятие 9. Наследственность и среда. Виды изменчивости. Мутагенез ……...17
Занятие10. Генетика человека. Группы крови. Этапы формирования
пола.………………………………………………………………………………....26
Занятие 11. Методы изучения наследственности человека…………………….33
Занятие 12. Наследственные болезни человека. Профилактика наследственной
патологии.…………………………………………………………………………..42
Занятие 13. Рубежный контроль «Генетика человека»………..………………..49
2

3.

Занятие № 7
Тема занятия: Введение в генетику. Закономерности наследования
признаков на организменном уровне. Моно-, ди- и полигибридное
скрещивание.
Актуальность и мотивация темы. Знание основных понятий генетики,
закономерностей и типов наследования признаков организма человека
необходимы врачу любой специальности. Одной из основных задач медицины
является прогнозирование степени риска проявления наследственной патологии
у детей, поэтому врачи должны уметь составлять генетические схемы
наследования менделирующих и неменделирующих признаков у человека и
рассчитывать вероятность проявления их в потомстве.
Цель занятия:
Изучить закономерности наследования менделирующих признаков.
Выработать умения решать генетические задачи.
Задачи:
- уметь формулировать законы Г. Менделя;
- уметь определять генотип и фенотип потомков по генотипу родителей, а
также генотип родителей по фенотипу детей на примерах различных задач;
- составлять генетические схемы наследования менделирующих
признаков при моно-, ди- и полигибридном скрещивании.
Вопросы для устного собеседования:
1. Основные понятия генетики: наследственность и изменчивость, ген,
генотип, фенотип, геном, аллель, гетерозиготные и гомозиготные
организмы, доминантные и рецессивные признаки.
2. Уровни организации наследственного материала (генный, хромосомный,
геномный). Понятие о цитоплазматической наследственности.
3. Закономерности наследственности, установленные Г. Менделем.
Гипотеза «чистоты гамет».
4. Моногибридное
скрещивание.
Дигибридное
скрещивание.
Гибридологический анализ.
5. Менделирующие признаки у человека.
3

4.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ ВНЕАУДИТОРНАЯ РАБОТА
Выполните задания, используя символику, предложенную Г. Менделем:
P- генотип родителей,
G- гаметы мужского и женского организмов,
F- генотип потомков
Работа 1. Законы Г.Менделя.
Проведите гибридологический анализ законов единообразия,
расщепления
гибридов 1-го поколения и закона независимого наследования признаков.
Работа 2. Цитологические основы законов Г.Менделя.
Гипотеза «чистоты» гамет – это цитологическая основа законов
Менделя. С Ее помощью можно объяснить расщепление по генотипу и
фенотипу. В таблице представлены положения гипотезы. Заполните таблицу.
Обоснуйте каждое положение.
Таблица 1.
Положения гипотезы чистоты
гамет (по Г. Менделю)
Цитологическое обоснование
(мейоз и оплодотворение)
1. Каждый признак контролируется
парой наследственных задатков
2. При образовании половых клеток,
пары наследственных задатков
разделяются
3. Гаметы генетически чисты, т.к.
содержат
только
один
наследственный задаток из пары
4. При слиянии гамет каждый
организм наследует по одному
наследственному
задатку
от
каждого родителя.
4

5.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ АУДИТОРНАЯ РАБОТА
Работа1. Ниже приведены возможные варианты генотипов родителей.
Заполните таблицу, определите генотипы и фенотипы потомства при условии
полного доминирования. Объясните причину разнообразия потомков.
Таблица 2.
Соотношение генотипов и фенотипов в потомстве при
различных вариантах моногибридного скрещивания в условиях полного
доминирования
Тип наследования
Генотипы
родителей
АА х АА
Аутосомно-доминантный
Аутосомно-рецессивный
Генотипы
больных
потомков ,%
Генотипы
здоровых
потомков ,%
Генотипы
больных
потомков ,%
Генотипы
здоровых
потомков ,%
АА, Аа
аа
аа
АА, Аа
АА – 100%
нет
нет
АА – 100%
АА х Аа
АА х аа
Аа х Аа
Аа х аа
аа х аа
Примеры
признаков
наследственных болезней
и Примеры
признаков
наследственных болезней
и
Работа 3. Решение генетических задач:
1.
Синдактилия (сращение пальцев) обусловлена доминантным геном,
нарушающим разделение пальцев во время эмбриогенеза. Женщина, имеющая
этот дефект, вступала в брак дважды. У обоих мужей пальцы были
5

6.

нормальными. От первого брака родились два сына с нормальным строением
кисти. От второго брака – дочь с синдактилией. Определите генотип женщины.
2.
У человека ген карих глаз доминирует над геном голубых глаз, а
умение владеть преимущественно правой рукой над леворукостью. Обе пары
генов расположены в разных хромосомах. Какими могут быть дети, если а)
родители гетерозиготны, б) отец левша, но гетерозиготен по цвету глаз, а мать
голубоглазая, но гетерозиготна в отношении умения владеть руками?
3.
Отец глухонемой (рецессивный признак) с белым локоном
(доминантный признак), мать здорова и без белой пряди, ребёнок родился
глухонемым с белой прядью. Можно ли утверждать, что он унаследовал эти
признаки от отца?
4.
Синдром Маршалла (близорукость, катаракта, снижение слуха,
задержка умственного развития) – аутосомно-доминантный признак. Какие
могут быть дети у гетерозиготных по генотипу родителей? Какой закон
Менделя проявляется при этом наследовании?
Темы учебно-исследовательской работы студентов:
1. Зарождение и становление генетики как науки. Научные труды Г. Менделя,
А.В.Вейсмана, Х.Де Фриза, В. Иогансена.
2. История развития генетики в СССР.
3. Менделирующие признаки человека: норма и патология.
Словарь терминов
Аллель – вариант (состояние) гена, локализованного в определенном локусе
хромосомы.
Аллельные гены – гены, расположенные в одинаковых (идентичных) локусах
гомологичных хромосом.
Аллели множественные – гены, представленные в популяции более чем двумя
разными вариантами; механизм возникновения - независимые генные мутации
в одном локусе хромосомы. Пример, у человека система групп крови АВ0
кодируется тремя основными аллелями: JA, J B, i. Альтернативные признаки
– качественные взаимоисключающие признаки, контролируемые парой
аллельных генов.
6

7.

Анализирующее скрещивание – скрещивание, проводимое для определения
истинного генотипа организма. Для этого подопытный организм скрещивают с
организмом, являющимся гомозиготным рецессивным по изучаемому
признаку.
Аутосомы – неполовые хромосомы; у человека 22 пары аутосом. Аутосомы,
относящиеся к одной паре, имеют одинаковые размеры и форму у организмов
разных полов одного вида.
Гамета – половая клетка организма (яйцеклетка или сперматозоид).
Гаплоидный набор хромосом – определяется, как правило, в гаметах и
содержит одну из каждой пары аутосом и одну половую хромосому (X или Y).
Гемизиготный генотип – генотип, в котором представлен только один
аллельный ген. В норме это характерно для генов, локализованных в
негомологичных участках половых хромосом. В гемизиготном состоянии
единственный аллель всегда проявляет себя в фенотипе.
Геном – совокупность генов, содержащихся в гаплоидном наборе, хромосом
конкретного организма.
Генотип – совокупность всех генов диплоидной (соматической) клетки,
включая гены митохондрий и пластид. Понятие используется для
характеристики любого количества генов.
Генофонд – совокупность всех генов, имеющихся у особей определенного
вида.
Гетерозиготный организм – особь, у которой в идентичных локусах
гомологичных хромосом располагаются разные аллельные гены; при
гаметогенезе образуется два типа гамет в равном соотношении.
Гомозиготный организм – особь, у которой в идентичных локусах
гомологичных хромосом располагаются одинаковые аллельные гены: оба
доминантных (гомозиготный доминантный генотип) или оба рецессивных
(гомозиготный рецессивный генотип); при гаметогенезе образуется один тип
гамет.
Диплоидный набор хромосом – полный
содержащийся в соматических клетках.
7
парный
набор
хромосом,

8.

Доминантный аллель – ген, признак которого обычно проявляется у
гетерозиготных организмов.
Доминирование полное – форма взаимодействия аллельных генов, при
которой доминантный аллель полностью подавляет действие рецессивного
аллеля, при этом фенотипы гомозиготных доминантных и гетерозиготных
организмов сходные.
Кариотип – характеристика набора хромосом (число, форма, особенность
дифференциального окрашивания) диплоидной клетки, клона клеток или всего
организма.
Локус (сайт) – место в хромосоме, в котором находится ген, отвечающий за
определенный признак; локус может быть представлен любым аллелем данного
гена.
Менделирующие признаки – наследственные признаки, которые
контролируются одной парой аллельных генов, наследование их происходит в
соответствии с законами моногибридного скрещивания Г.Менделя.
Наследование – способ передачи наследственной информации между
поколениями. Типы наследования определяются локализацией ДНК в
структурных компонентах клетки. Различают аутосомное (доминантное или
рецессивное), Х-сцепленное (доминантное или рецессивное), голандрическое
(Y-сцепленное) и цитоплазматическое (митохондриальное) наследование.
Наследственность – общее свойство живых организмов обеспечивать
структурную и функциональную преемственность между поколениями, а также
специфический характер индивидуального развития.
Признак – любое свойство или качество (морфологическое, биохимическое,
иммунологическое, клиническое и др.), которое отличает один организм от
другого.
Фенотип – совокупность всех признаков
организма; формируется как
результат взаимодействия генотипа и факторов среды.
Хромосомы половые – хромосомы, определяющие генетический пол
организма – X и Y. У человека женский пол является гомогаметным – в
яйцеклетках содержатся по одной Х-хромосоме (кариотип женщин – 46,ХХ), а
8

9.

мужской пол является гетерогаметным – в сперматозоидах находится либо Ххромосома, либо Y-хромосома (кариотип мужчин – 46,XY).
Хромосомы гомологичные – хромосомы, имеющие одинаковую длину,
форму и характерные особенности дифференциального окрашивания. В
диплоидном наборе содержатся 2 гомологичные хромосомы – аутосомы с 1 по
22 пары, у женщин – две X-хромосомы. У мужчин гомологичными являются
только псевдоаутосомные регионы половых хромосом (Х и Y).
Рекомендуемая литература:
Основная:
1. Лекционный материал.
2. Биология /Под редакцией В.Н.Ярыгина. В 2-х кн. М., Высшая школа,
2006.- кн.1, с.228-239.
Дополнительная:
1. Биология /Под редакцией Н.В.Чебышева. М., МИА, 2016.- с.124-130.
* * * * *
9

10.

Занятие № 8
Тема занятия: Хромосомная теория
наследственности Т.
Моргана. Формы взаимодействия генов. Типы наследования признаков.
Актуальность и мотивация темы.
Наряду с признаками,
наследуемыми независимо, обнаружены признаки, наследуемые совместно
(сцеплено). Экспериментальное исследование этого явления, проведённое
Т.Г.Морганом и его группой (1910 – 1916), подтвердило хромосомную
локализацию генов и легко в основу хромосомной теории наследственности.
Частным случаем сцепления генов является сцепленное с половыми
хромосомами (Х или У) наследование. Известно значительное число
заболеваний и патологических признаков у человека, наследуемых сцепленно.
Цель занятия:
Изучить на примере решения ситуационных задач наследование
сцепленных признаков и признаков, сцепленных с половыми хромосомами.
Усвоить закономерности, установленные Т.Г.Морганом.
Задачи:
- знать формы взаимодействия аллельных и неаллельных генов;
- знать основные положения хромосомной теории наследственности;
- уметь объяснять явление полного и неполного сцепления генов;
- знать механизмы, нарушающие сцепление генов;
- понять принципы построения генетических и физических карт
хромосом.
Вопросы для устного собеседования:
1.
Формы взаимодействия аллельных и неаллельных генов.
2.
Хромосомная теория наследственности Т. Моргана. Сцепленное
наследование генов.
3.
Механизмы, нарушающие сцепление генов. Генетический эффект
кроссинговера.
4.
Картирование хромосом человека: понятие о генетических и
цитологических картах хромосом.
5.
Типы наследования признаков. Особенности сцепленного с
половыми хромосомами типа наследования.
10

11.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ ВНЕАУДИТОРНАЯ РАБОТА
Работа 1. Анализ дигибридного скрещивания в условиях
полного
сцепления генов.
На рис.1 представлена схема классического опыта Т.Моргана по
наследованию сцепленных признаков у мухи Drosophila. Доминантными
признаками являются серая окраска и нормальные крылья. Гены, отвечающие
за указанные признаки, локализованы в одной группе сцепления. Родительские
организмы (Р) по доминантному признаку имеют гомозиготный генотип.
Проведите гибридологический анализ скрещивания дрозофил и дайте
обоснованный ответ о причине расщепления гибридов F2.
Рис 1. Сцепленное наследование признаков
Работа 2. Анализ дигибридного скрещивания в условиях неполного
сцепления генов
Сцепленное наследование генов может быть нарушено, в этом случае
говорят о неполном сцеплении генов. Одной из причин, нарушающей
совместное наследование генов, локализованных в одной хромосоме, является
кроссинговер.
На рис. 2 показаны результаты опытов Т.Моргана, которые позволили
выявить факт кроссинговера и его значение в фенотипическом разнообразии
11

12.

потомков. Проведите гибридологический анализ скрещивания дрозофили дайте
обоснованные ответы. Родительские организмы (Р) по доминантному признаку
имеют гомозиготный генотип.
1. Какие типы гамет образует самка F1?
2. Какие причины приводят к фенотипическому разнообразию
гибридов второго поколения?
3. Какое может быть численное соотношение различных фенотипов
гибридов второго поколения?
x
x
Рис.2. Неполное сцепление генов
Задача 1. Семейная гиперхолестеринемия наследуется как аутосомнодоминантный признак. У гетерозиготных носителей заболевание выражается в
высоком содержании холестерина в крови, у гомозиготных, кроме этого,
развиваются ксантомы кожи и сухожилий, а также атеросклероз.
Определите причину фенотипического разнообразия людей с разными
генотипами.
Определите возможную степень развития гиперхолестеринемии у детей в
семье, где оба родителя имеют лишь высокое содержание холестерина в
крови.
Задача 2. Дальтонизм – наследственное заболевание, обусловленное
рецессивным сцепленным с Х-хромосомой геном. Отец и сын страдают
дальтонизмом, а мать различает цвета нормально. Правильно ли будет сказать,
12

13.

что в этой семье сын унаследовал нарушение зрения от отца? Оформите ответ в
виде задачи.
Задача 3. Гипертрихоз (излишнее оволосение) наследуется у человека как
голандрический признак, а полидактилия (лишние пальцы на руках или ногах)
как доминантный аутосомный. В семье, где отец имел гипертрихоз, а
полидактилию – полидактилию, родилась нормальная по обоим признакам
дочь. Рассчитайте вероятность рождения следующего нормального ребенка в
этой семье.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ АУДИТОРНАЯ РАБОТА
Работа 3. Решение генетических задач.
1.
Родительские организмы имеют следующие генотипы:
Р
♀ AaBbCCDd x ♂ aaBBCcDd
Расположите гены в хромосомах, если гены А и В находятся в одной группе
сцепления, а гены C и D – в другой. Какие гаметы образует каждая особь, если
явления кроссинговера не наблюдается? Какие генотипы возможны в
потомстве?
2.
Катаракта и полидактилия у человека обусловлены доминантными
аутосомными тесно сцепленными генами. Однако сцепленными могут быть
необязательно гены указанных аномалий, но и ген катаракты с геном
нормального строения кисти. Женщина унаследовала катаракту от своей
матери, а полидактилию от отца. Ее муж нормален в отношении обоих
признаков. Какие признаки можно ожидать у их детей? Возможно ли
одновременное появление у детей катаракты и полидактилии?
3.
Интерферон человека (белок, неспецифический фактор иммунитета)
содержит две полипептидные цепи, которые кодируются генами,
расположенными во 2-й и 5-й аутосомах. Определите вероятность рождения
ребенка, неспособного синтезировать интерферон, в семье, где оба родителя
гетерозиготны по указанным генам. Какая форма взаимодействия генов имеет
место в данном случае?
У человека тремы и нарушение прикуса наследуются сцепленно, как
аугосомно–доминантные признаки. Гены данных аномалий расположены в 3–й
4.
13

14.

паре хромосом на расстоянии 12 морганид. Какова вероятность рождения детей
с двумя аномалиями в семье, где отец здоров и гомозиготен, а мать имеет обе
аномалии, одну из которых она получила от одного родителя, а другую – от
другого?
5.
При скрещивании самки с дигетерозиготным генотипом (EeMm) и самца
с гомозиготным генотипом (eemm) среди потомков было выявлено 10%
кроссинговерных особей. Напишите генотипы потомства и процент особей с
каждым генотипом.
6. Секреция грудного молока у женщин определяется несколькими генами. У
Ольги с генотипом D1d1D2d2 количество молока соответствует потребностям
ребенка. У Татьяны молока гораздо больше, у Марии, совсем нет молока.
Определите генотипы Татьяны и Марии. Укажите форму взаимодействия генов.
7.
У человека нормальный слух определяется комплементарными
доминантными генами, расположенными в разных парах хромосом, а один из
видов врожденной глухоты – рецессивными аллелями этих генов. В двух
семьях, где родители страдали глухотой, все дети имели нормальный слух.
Напишите генотипы родителей и детей. Каких детей можно ожидать от брака
хорошо слышащих потомков из семей глухонемых родителей?
Темы учебно-исследовательских работ студентов.
1. Хромосомная теория наследственности Т. Моргана и ее современное
состояние.
2. Секвенирование генома человека.
3. Генетические и физические карты человека: методы составления и
медицинские перспективы.
Словарь терминов
Аддитивный эффект – суммарное выражение однозначно действующих
полимерных генов.
Альбинизм
–
аутосомно-рецессивное
заболевание,
обусловленное
неспособностью клеток образовывать меланин. Кожа больных имеет
белесоватый цвет, волосы очень светлые; вследствие отсутствия пигмента в
радужной оболочке просвечивают кровеносные сосуды глаза, поэтому глаза
14

15.

имеют красновато-розовый цвет. У
чувствительность к солнечным лучам.
больных
отмечается
повышенная
Банк (библиотека) генов – полный набор генов данного вида, полученный в
составе рекомбинантных ДНК.
Глаукома – заболевание, характеризующееся постоянным или периодическим
повышением внутриглазного давления с последующим развитием дефектов
поля зрения, снижением зрения и атрофией зрительного нерва.
Доминирование неполное – форма взаимодействия аллельных генов, при
которой имеет место промежуточное проявление признака у гетерозиготных
организмов по сравнению с гомозиготными. Степень проявления признака
имеет следующую последовательность: АА > Аа > аа.
Рекомбинантная ДНК – молекула ДНК «собранная»
использовании сегментов ДНК из двух различных организмов.
in
vitro
при
Карта
хромосом
генетическая
–
графическое
изображение
последовательного расположения генов в определенном участке (сегменте)
хромосомы с указанием расстояния между ними.
Карта хромосом физическая–карта хромосом с большей разрешающей
способностью, в которой расстояние между генами измеряется в
последовательностях нуклеотидов (п.н.). 1 сантиморганида примерно равна
1млн п.н.
Кодоминирование – форма взаимодействия аллельных генов, при которой два
разных доминантных аллельных генов проявляют себя в фенотипе в равной
степени. Например, IV группу крови у человека определяет генотип JA JB.
Комплементарность – форма взаимодействия неаллельных генов, при которой
два доминантных (взаимодополняющих, комплементарных) гена вместе
оказывают влияние на формирование одного признака.
Сантиморганида – единица расстояния между генами в одной группе
сцепления; названа в честь Т.Моргана. Два локуса находятся на расстоянии 1
сМ, если рекомбинация между ними встречается в 1% мейозов.
Неаллельные гены – гены, локализованные: а) в разных (неидентичных)
локусах гомологичных хромосом; или б) в негомологичных хромосомах.
15

16.

Полидактилия – увеличение числа пальцев кисти или стопы.
Полимерия – форма взаимодействия неаллельных генов, при которой степень
развития одного признака зависит от количества доминантных генов в генотипе
(кумулятивная полимерия).
Сцепления группа – гены, локализованные в одной хромосоме, образуют
группу сцепления. Количество групп сцепления у вида соответствует
количеству аутосом в гаплоидном наборе плюс половые хромосомы. У
человека 24 группы сцепления (22 аутосомы + Х-хромосома и Y-хромосома).
Сцепленное наследование генов – совместное наследование (передача
потомкам) генов, локализованных в одной группе сцепления. Различают полное
и неполное сцепление. Причины, нарушающие сцепленное наследование генов
- кроссинговер и хромосомные мутации.
Эпистаз – форма взаимодействия неаллельных генов, при которой ген одной
аллельной пары подавляет действие гена другой аллельной пары. Различают
эпистаз доминантный и рецессивный.
Рекомендуемая литература:
Основная:
1. Лекционный материал.
2. Биология: учебник: в 2 т. /под ред. В.Н.Ярыгина.- М.:ГЭОТАР-Медиа, 2013,
т.1, с. 287-303, 324-342.
3.Биология/Под ред. В.Н.Ярыгина. В 2-х кн. М., Высшая школа, 2006, кн.1,
с.228-239.
Дополнительная :
1. Биология: учебник /Под. ред. акад. РАО Н.В.Чебышева.- М.:ООО «Изд.
МИА», 2016.- с.134-143.
2. Пехов А. П. Биология: Медицинская биология, генетика и паразитология:
Учебник / А. П. Пехов. - М.: ГЭОТАР - Медиа, 2010. – 656 с.
Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной
Интернет, необходимых для освоения дисциплины:
- http://humbio.ru (база данных по биологии человека)
- https://biology.su (раздел «Клетка»)
- https://scienceland.info/biology 121
- https://medbiol.ru - https://medicalplanet.su/genetica
16
сети

17.

Занятие № 9
Тема занятия: Наследственность и среда.
Виды изменчивости. Мутагенез.
Актуальность и мотивация к изучению темы. Изменчивость - процесс
возникновения качественных различий между особями одного и того же вида,
который выражается либо в изменении под влиянием внешней среды только
одного фенотипа, либо в генетически обусловленных наследственных
вариациях, возникающих в результате комбинаций, рекомендаций и мутаций,
имеющих место в ряде сменяющих друг друга поколений и популяций. Врачу
любой специальности необходимо знать основные формы изменчивости, так
как большинство наследственных заболеваний и пороков развития проявляются
как сразу после рождения, или в раннем детском возрасте, так и на протяжении
всей жизни. Правильно оценить значение отдельных факторов среды или всей
совокупности условий, в которых протекает онтогенез человека, для развития
фенотипа, что очень важно для медицинской практики.
Цель занятия:
Знать основные формы изменчивости, механизмы их возникновения,
значение для адаптации к условиям среды при эволюции видов и
индивидуальном развитии организмов. Иметь представление о влиянии
средовых и генетических факторов на формирование признаков человека.
Задачи:
-
разобрать
действие
генетических
и
средовых
факторов
на
количественную и качественную специфику проявления генов;
- изучить явление изменчивости как свойство живых организмов, дать
характеристику различным формам изменчивости;
- рассмотреть общие закономерности мутагенеза и определить влияние
мутационной
изменчивости на процессы биологической эволюции и на
особенности индивидуального развития организма;
- выявить основные биологические последствия воздействий мутагенных
факторов;
- разобрать клеточные механизмы защиты наследственной информации.
17

18.

Вопросы для устного собеседования:
1. Роль генотипа и внешней среды в проявлении признаков. Факторы
среды 1-го и 2-го порядка.
2. Генотип как целостная система. Количественная и качественная
спецификапроявления генов в фенотипе: экспрессивность, пенетрантность.
Плейотропия.
3. Изменчивость. Классификация форм изменчивости.
4. Фенотипическая изменчивость. Норма реакции генетически
обусловленных признаков. Адаптивный характер модификаций.
5. Мутагенез и его виды. Классификации мутаций в зависимости от типа
клеток, уровня организации наследственного материала, последствий для
организма.
6. Мутагенез. Мутагенные факторы среды.
7. Генетический полиморфизм, причины его появления и значение. Роль
множественных аллелей как фактора полиморфизма.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ ВНЕАУДИТОРНАЯ РАБОТА
Работа 1. Используя учебный и лекционный материал, заполните таблицу
№ 1.
Характеристика изменчивости
Таблица 1
Признаки
Модификационная
Онтогенетическая
Причины
Влияние на
генотип
Влияние на
фенотип
Результат
18
Комбинативная Мутационная

19.

Значение
для
организма
Значение
для вида
Примеры
Работа 2. Решение ситуационных задач
Задача 1. Все клетки больного мужчины содержат кариотип 47, ХХY. Укажите
название этой мутации, возможные механизмы ее возникновения и вероятность
передачи ее потомству.
Задача 2. Владимир и Валерий - монозиготные близнецы. Елена и Светлана –
тоже, Владимир женился на Елене, а Валерий на Светлане. В обеих семьях
родились сыновья. Будут ли они сходны друг с другом в такой же степени, как
монозиготные близнецы? Ответ обоснуйте.
Задача 3. Подруги - Инна и Ирина, выросли вместе в одинаковых условиях. В
возрасте 22 года обе вышли замуж за молодых здоровых мужчин. Одинакова ли
вероятность рождения у них здоровых детей, если мать Инны на 18 лет старше,
чем мать Ирины? Обоснуйте свой ответ.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ АУДИТОРНАЯ РАБОТА
Работа 1. Особенности проявления доминантных патологических
аллелей.
В таблице 2 приведены данные о пенетрантности ряда наследственных
заболеваний у человека. Определите вероятность развития каждого заболевания
19

20.

у детей в семьях, где оба родителя гетерозиготны, а также в случаях, если один
из родителей здоров, а второй гетерозиготен по данному патологическому гену.
Таблица 2
Наследственное заболевание
Пенетрантность, %
Ретинобластома (опухоль глаза)
60
Наследственный панкреатит
80
(воспаление поджелудочной железы)
Хорея Гентингтона
(основной
судороги):
симптом
–
непроизвольные
- проявление заболевания в 70 лет
- проявление заболевания в 40 лет
100
50
Работа 2. Решение ситуационных задач
Задача 1. Отосклероз наследуется как доминантный аутосомный признак
с пенетрантностью 30 %. Гипертрихоз наследуется как признак, сцепленный с
У-хромосомой, с полным проявлением к 17 годам. Определите вероятность
проявления одновременно обеих аномалий у детей в семье, где жена нормальна
и гомозиготна, а муж имеет обе аномалии, но мать его была нормальной
гомозиготной женщиной.
Задача 2. Какое потомство может возникнуть в браке между женщиной
— носительницей дальтонизма и мужчиной с нормальным зрением при
нерасхождении Х-хромосом у женщины? Каков генетический пол потомков?
Задача 3. У мужчины, длительно курившего трубку, на нижней губе
развилась опухоль. При гистологическом исследовании ткани опухоли
обнаружено много клеток в разных стадиях митоза, полиплоидные клетки и
клетки с хромосомными аберрациями. К какому типу мутаций относятся
обнаруженные нарушения в клетках опухоли? Передаются ли они потомкам?
20

21.

Работа 3. Транслокационный синдром Дауна.
Используя учебный и лекционный материал, напишите возможные варианты
гамет, которые образуются у женщины с кариотипом 45, ХХ, rob (14:21)
(носительницы робертсоновской транслокации 14:21).
Рассчитайте процент успешной беременности.
Форма записи: (пример) 22,Х, rob (14:21) - один из возможных вариантов
гамет.
Темы учебно-исследовательской работы студентов:
1. Методы экспериментальной проверки мутагенности факторов
окружающей среды.
2. Генетические последствия загрязнений окружающей среды.
3. Репарация генетических повреждений.
4. Естественные антимутагены.
21

22.

Словарь терминов
Аберрация (хромосомная перестройка) – различные изменения структуры
хромосом, чаще вызванные воздействием мутагенов, регистрируются в
отдельных клетках.
Антимутаген – фактор, предупреждающий или снижающий действие
мутагенов.
Антиоксидант – вещество, защищающее биологические структуры от
окислительной денатурации, способное нейтрализовать свободные радикалы
кислорода.
Анеуплоидия (гетероплоидия) – геномная мутация, при которой количество
хромосом изменяется на число некратное гаплоидному; варианты – моносомия
(2n – 1), трисомия (2n + 1), полисомия (2n + 2, 2n + 3).
Аутомутаген – вещество, образующееся в ходе метаболизма в клетке и
обладающее мутагенным эффектом.
Генеративная мутация – мутация, возникшая в процессе гаметогенеза и
приводящая к изменению наследственного материала в половых клетках.
Генетический груз – совокупность патологических генов, которые имеются в
данный момент времени в популяции; часть генов передается от предыдущих
поколений, а часть – вновь возникшие мутации.
Генетический полиморфизм – многообразие генотипов особей одного вида.
Геномная мутация – изменение числа хромосом в кариотипе организма.
Различают: анэуплоидию, полиплоидию и т.д.
Делеция – а) хромосомная мутация, при которой утрачивается участок
хромосомы; б) тип генной мутации, при которой выпадает участок молекулы
ДНК.
Десмутаген – химическое соединение, присутствующее в окружающей среде и
способнее при взаимодействии с мутагенами уменьшать их активность.
22

23.

Дупликация – а) хромосомная мутация, при которой удваивается какой-либо
участок хромосомы; б) тип генной мутации, при которой удвоен какой-либо
участок ДНК.
Инверсия – хромосомная мутация, при которой происходит разрыв в двух
участках хромосомы с последующим восстановлением ее целостности, так что
вырезанный участок оказывается перевернутым на 180°.
Инцерсия (или вставка) – мутация, при которой имеется вставка отрезка ДНК в
структуру гена, или сегмента хромосомы в структуру другой хромосомы.
Канцероген – мутагенный фактор среды, способствующий возникновению
опухоли.
Комутаген – фактор, усиливающий действие мутагенов.
Мозаицизм клеточный – наличие в организме клонов клеток с двумя и более
вариантами хромосомных наборов или генных мутаций.
Мозаичный фенотип – формируется как результат соматической мутации в
ходе индивидуального развития организма.
Моносомия – геномная мутация, при которой в кариотипе присутствует только
одна из пары гомологичных хромосом.
Мутаген - фактор, воздействие которого на организм приводит к появлению
мутаций с частотой, превышающий уровень спонтанных мутаций; различают
физические (α-, β-, γ-лучи, рентгеновские лучи, протоны, нейтроны,
ультрафиолетовые лучи и др.), химические (различные по химической
структуре соединения) и биологические (вирусы, токсины бактерий и
паразитических простейших или червей) мутагены.
Мутагенез индуцированный – процесс возникновения мутаций под влиянием
различных мутагенных факторов.
Мутация – стойкое изменение генетического материала (ДНК), приводящее к
появлению новых свойств и признаков организма.
Мутация обратная (реверсии) – мутация, проявление которой приводит к
полному или частичному восстановлению фенотипа дикого гена.
23

24.

Мутация регуляторная – мутация, произошедшая в промоторной части гена.
Приводит к количественным изменениям информационной РНК и первичных
белковых продуктов, не затрагивая структуры и активности белка. Эта
мутация часто обладает выраженным плейотропным эффектом.
Мутация соматическая – мутация, возникающая в соматических (дипоидных)
клетках, не являющихся предшественниками гамет.
Норма реакции – свойство данного генотипа обеспечивать в определенных
пределах изменчивость признака в зависимости от меняющихся условий среды;
диапазон изменчивости признака как результат взаимодействия генотипа и
факторов среды.
Пенетрантность – способность доминантного аллеля, находящегося в
гетерозиготном состоянии, проявить свое действие в фенотипе. Выражается в
виде процентного отношения количества организмов, у которых данный аллель
фенотипически проявляется к общему числу организмов, имеющих его. Если
аллель проявляется в фенотипе у всех его носителей, то пенетрантность равна
100% (полная пенетрантность).
Плейотропия – множественное действие гена; влияние одного гена на
возникновение нескольких признаков.
Полиплоидия – геномная мутация, при которой число хромосом в кариотипе
изменяется на число кратное гаплоидному.
Тератогены – различные факторы или вещества, вызывающие врожденные
пороки развития.
Транслокация – хромосомная мутация, при которой происходит перемещение
участка хромосомы на другую хромосому.
Трисомия – геномная мутация, при которой в кариотипе присутствуют три
гомологичных хромосомы. Пример: синдром Дауна – трисомия по 21 паре
аутосом, кариотип – 47, ХХ +21.
Экспрессивность – степень фенотипического проявления аллеля.
Эффект положения – изменение локуса (места расположения) гена,
приводящее к новому фенотипическому проявлению признака. Например,
ранее активный ген при перемещении в гетерохроматиновую зону, может быть
инактивирован.
24

25.

Явление однородительских дисомий – в кариотипе организма, нормальное
число хромосом, но одна пара представлена хромосомами от одного родителя.
Рекомендуемая литература:
Основная:
1. Лекционный материал.
2. Биология. В 2 кн.: Учебник для медицинских специальностей вузов/
под ред. В.Н.Ярыгина. – М.: Высшая школа, 2007. – Книга 1, с. 84 – 91,
128 – 133, 145 – 147, 178 – 190.
3. Биология: учебник: в 2 т. /под ред. В.Н.Ярыгина. – М.: ГЭОТАР-Медиа,
2014. – Т.1, с. 251 – 258, 273 – 285, 289 - 295.
Дополнительная :
1.Биология: учебник /Под. ред. акад. РАО Н.В.Чебышева.- М.:ООО «Изд.
МИА», 2016.- с.134-143.
2.Пехов А. П. Биология: Медицинская биология, генетика и
паразитология: Учебник / А. П. Пехов. - М.: ГЭОТАР - Медиа, 2010. – 656 с.
Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети
Интернет, необходимых для освоения дисциплины:
- http://humbio.ru (база данных по биологии человека)
* * * * *
25

26.

ЗАНЯТИЕ № 10
Тема занятия: Генетика человека. Группы крови. Этапы формирования
пола.
Актуальность и мотивация к изучению темы. Генетика человека —
раздел генетики, изучающий закономерности наследования и изменчивости
признаков у человека. Занятие посвящено:
1. Изучению наследования групп крови систем АВО и Rh. Данные о
наследовании групп крови могут быть широко использованы в судебной и
клинической медицине.
2. Изучению механизмов формирования пола человека. Процесс половой
дифференцировки начинается при оплодотворении с установлением
хромосомного (генетического) пола, продолжается детерминацией гонадного
пола и завершается развитием вторичных половых признаков, включающих
мужской и женский фенотипы. Понимание генетических основ этого процесса
очень важно для будущего врача, поскольку изучение механизмов
нарушающих половую дифференцировку является приоритетной областью
репродуктивной медицины и одним из наиболее активно развивающихся
направлений современной биологии, генетики и медицины.
Цель занятия:
Изучить особенности наследования групп крови человека по системе
АВО и Rh.
Изучить механизмы формирования и наследования пола человека
Задачи:
- знать принципы наследования у человека групп крови по АВО-системе
резус-фактору;
- научиться решать ситуационные задачи на наследование групп крови
человека в системах АВО и Rh;
- знать биологические особенности и возможные нарушения
формирования пола человека.
Вопросы для устного собеседования:
1.
Наследование группы крови АВО-системы у человека (пример
множественного аллелизма).
2.
Наследование
резус-фактора(Rh).
Условия
возникновения,
клинические проявления и профилактика резус-конфликта.
3.
Биология и генетика пола. Этапы формирования пола.
4.
Нарушения формирования пола. Понятие об истинном и ложном
гермафродитизме.
26

27.

5.
Особенности Х-сцепленного с полом и голандрического
наследования.
6.
Ограниченное и контролируемое полом наследование.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ ВНЕАУДИТОРНАЯ РАБОТА
Работа 1. Генотипическая и фенотипическая характеристика групп
крови человека системы АВО и системы резус-фактора (Rh).
Разберите механизмы наследования группы крови человека по системе
АВО, их генотипическую и фенотипическую характеристику. Заполните
таблицу 1 возможных генотипов и фенотипов системы АВО и системы (Rh).
Таблица 1
Работа 2. Механизмы наследования Rh-фактора.
Вероятность
развития Rh-конфликта.
Впишите в таблицу 2 генотипы родителей и возможные фенотипы, и
генотипы их плодов. Отметьте варианты развития Rh-конфликта.
27

28.

Таблица 2
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ АУДИТОРНАЯ РАБОТА
Работа 1. Используя учебные пособия и лекционный материал, заполните
таблицу:
Основные этапы биологической детерминации пола
Таблица 3
Этап
Определяющие
факторы
Генетический пол
Дифференцировка
гонад
Дифференцировка
внутренних и
наружных
гениталий
Формирование
вторичных половых
признаков
28
Возможные
нарушения

29.

Работа 2. Решение генетических задач.
1.
В семье четверо детей, и все они имеют разные группы крови по
системе АВО. Определите генотипы родителей.
2.
Перед судебно-медицинской экспертизой поставлена задача:
выяснить является ли мальчик, имеющийся в семье супругов Р., родным или
приемным? Исследование крови мужа, жены и ребенка показало: жена – Rh (-),
AB (IV) группа крови, муж – Rh (-),O(I) группа крови, ребенок – Rh (+),O(I)
группа крови. Какое заключение должен дать эксперт, и на чем оно основано?
3. У родителей со II (А) группой крови родился сын с I (O) группой крови и
больной гемофилией. Оба родителя не страдают этой болезнью. Определите
вероятность рождения второго сына здоровым и его возможные группы крови.
Гемофилия наследуется как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой
признак.
4. У человека доминантный ген, определяющий синдром дефекта ногтей и
коленной чашечки и ген, определяющий группу крови по системе АВО,
сцеплены между собой и находятся на расстоянии 10 морганид. Один супруг
гетерозиготен по анализируем признакам и имеет IVгруппу крови. Синдром
дефекта ногтей он унаследовал от отца, который имел II группу крови. Второй
супруг гомозиготен по всем рецессивным генам и имеет I группу крови.
Определите вероятные фенотипы потомства от этого брака.
5. При тесном сцеплении генов они могут изменять фенотипический эффект
друг друга. У резус-положительных людей в генотипе обязательно присутствие
гена D из генного комплекса CDE. Антиген гена D является самым сильным.
Вместе с тем, если гены С и Dлежат в одной хромосоме, то активность гена D
ослаблена. В этой ситуации несовместимость матери и плода по резус-фактору
протекает легче. Определите риск развития резус конфликта в двух семьях, где
генотипы матерей одинаковы Сde\cde, а отцов разные: 1) cDe\cde, 2) Сde\CDe?
Как называется данная форма взаимодействия генов?
29

30.

Темы учебно-исследовательской работы студентов:
5. Медицинское значение изучения наследственности групп крови
человека в системах АВО и Rh. Резус-конфликт.
6. Генетические механизмы наследования Rh системы.
7. Истинный и ложный гермафродитизм человека.
8. Эволюция полового диморфизма.
Словарь терминов
Агглютинины – антитела, вызывающие агрегацию или агглютинацию.
Агглютиногены — антигены,
вызывающие
в
организме
образование агглютининов (антител). Агглютиногены содержатся в клетках
(например, на мембране эритроцитов человека) и обозначаются прописными
латинскими буквами А и В.
Агглютинация — склеивание и выпадение в осадок эритроцитов, несущих
антигены, под действием специфических веществ плазмы крови —
агглютининов.
Генетический пол – определяется наличием в соматических клетках
определенных половых хромосом.
Гермафродитизм – биологическое явление, когда одна и та же особь образует
и мужские, и женские половые клетки. У человека гермафродитизм – результат
нарушения развития половой системы. Истинный гермафродитизм (встречается
крайне редко) характеризуется наличием в организме одновременно мужских и
женских гонад и обусловлен хромосомными мутациями. При ложном
гермафродитизме имеются гонады только одного пола, но наружные половые
органы изменены настолько, что их вид напоминает органы другого пола.
Гипертрофия – чрезмерное развитие органа.
Гипоплазия врожденная – недоразвитие органа, проявляющееся дефицитом
относительной массы или размера органа.
Гетерогаметный организм – особь мужского или женского пола, образующая гаметы двух типов отличающиеся половыми хромосомами.
Гонады – органы половой системы (яичники или семенники), в которых
образуются гаметы.
30

31.

Донор — человек, дающий свою кровь для переливания.
Наследование – способ передачи наследственной информации между
поколениями. Типы наследования определяются локализацией ДНК в
структурных компонентах клетки. Различают аутосомное (доминантное или
рецессивное), Х-сцепленное (доминантное или рецессивное), голандрическое
(Y-сцепленное) и цитоплазматическое (митохондриальное) наследование.
Наследственность – общее свойство живых организмов обеспечивать
структурную и функциональную преемственность между поколениями, а также
специфический характер индивидуального развития.
Ограниченные полом признаки – признаки, гены которых локализованы в
аутосомах, но проявляют себя различно в зависимости от пола организма.
Реципиент — человек, получающий кровь при переливании.
Соотношение полов – количественный показатель численности мужских и
женских особей в популяции. Различают первичное (обусловлено
гетерогаметностью одного из полов), вторичное (на момент выхода из яйцевых
или плодных оболочек) и третичное (к моменту полового созревания)
соотношение полов.
Стерильность – частичная или полная неспособность организма образовывать жизнеспособные и функционирующие гаметы, а, следовательно, и зиготы.
Фенотипический пол – характеризуется развитием гонад, половых путей,
наружных половых органов, вторичных половых признаков, а также уровнем
половых гормонов.
Хромосомы половые – хромосомы, определяющие генетический пол
организма – X и Y. У человека женский пол является гомогаметным – в
яйцеклетках содержатся по одной Х-хромосоме (кариотип женщин – 46,ХХ), а
мужской пол является гетерогаметным – в сперматозоидах находится либо Ххромосома, либо Y-хромосома (кариотип мужчин – 46,XY).
Эффект положения - изменение локуса (места расположения) гена,
приводящее к новому фенотипическому проявлению признака. Например,
ранее активный ген при перемещении в гетерохроматиновую зону, может быть
инактивирован.
31

32.

Рекомендуемая литература
Основная:
1. Лекционный материал.
2. Биология /Под редакцией В.Н.Ярыгина. В 2-х кн. М., Высшая школа,
2006. – кн.1, с.156-157, 159-160, 212-218.
3. Генетика. Учебник для ВУЗов/Под ред. ак. РАМН В.И.Иванова.- М.:ИКЦ
«Академкнига», 2006, -0 с.126-146.
Дополнительная:
1. Биология /Под ред. ак. РАО Н.В.Чебышева. М., МИА, 2016, с.132-133,
137-138, 143-149.
Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной
Интернет, необходимых для освоения дисциплины:
- http://humbio.ru (база данных по биологии человека)
* * * * *
32
сети

33.

ЗАНЯТИЕ № 11.
Тема занятия: Методы изучения наследственности человека.
Актуальность темы и мотивация темы. Один из первых методов
генетики человека - генеалогический метод, основанный на составлении
родословных. Несмотря на появление новых современных методов, анализ
родословных не потерял своей актуальности и успешно применяется для
установления наследственного характера признака и типа наследования.
Значительный прогресс в области генетики человека был достигнут в 50–е годы
XX столетия, когда были разработаны методы изучения кариотипа. Именно в
это время выявлены и охарактеризованы основные хромосомные синдромы.
Однако революционный прорыв в генетических исследованиях стал возможен
благодаря молекулярно–генетическим методам. В этой области важным
достижением стала разработка методов секвенирования - определения
последовательности нуклеотидов в ДНК человека.
Цель занятия:
Разобрать методы изучения наследственности человека. Изучить
возможности фундаментальных методов генетики человека. Понять смыл и
необходимость диагностических методов генетики.
Задачи:
- научиться составлять родословные семьи для выявления характера
наследования нормальных и патологических признаков. Путем анализа
родословных прогнозировать риск проявления признака в потомстве;
- изучить возможности близнецового метода в популяционногенетических исследованиях;
- научиться применять уравнение Харди-Вайнберга для определения
частот генов отдельных признаков в популяциях;
- изучить показания и основные этапы цитогенетического исследования,
уметь интерпретировать результаты цитогенетических исследований;
- освоить методику приготовления препаратов для определения полового
Х-хроматина;
- познакомиться с возможностями биохимических и молекулярногенетических методов диагностики наследственных болезней человека.
Вопросы для устного собеседования:
1. Особенности человека как объекта генетических исследований.
2. Генеалогический метод изучения наследственности человека. Этапы
работы. Возможности метода.
3. Близнецовый метод изучения наследственности человека. Причины
рождения монозиготных и дизиготных близнецов, их генетические и
фенотипические особенности.
33

34.

4. Использование популяционно-статитического метода для анализа
генетической структуры популяций. Закон Харди-Вайнберга.
5. Цитогенетический метод диагностики наследственных болезней
человека. Показания к использованию метода. Половой Х-хроматин, его
природа и диагностические возможности.
6. Биохимические и молекулярно-генетические методы: возможности и
показания к использованию.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ ВНЕАУДИТОРНАЯ РАБОТА
Работа 1. Методы изучения генетики человека
Используя учебные пособия и лекционный материал, заполните таблицу 1.
Таблица 1.
Метод
Цель применения и сущность
метода
Клинико-генеалогический
Близнецовый
Популяционно-статистический
Исследование кариотипа
Биохимический
Молекулярно-генетический
Работа 2. Решение ситуационных задач.
Задача 1. Двое молодых здоровых людей, вступающих в брак,
обратились в медико-генетическую консультацию в связи с проявляющейся в
обеих семьях аномалией слуха: у жениха были глухие брат, дядя со стороны
матери и племянник (сын сестры), а невеста имела глухих брата и сестру, но
оба родителя обладали нормальным слухом. Составьте родословную и
определите вероятность рождения будущего ребенка глухим.
34

35.

Задача 2. Мужчина, служивший в армии на атомной подводной лодке,
стал отцом ребенка больного фенилкетонурией. Среди его родственников и
предков жена больных с данным заболеванием не было. Супруги считают, что
причиной заболевания является возможное воздействие неблагоприятных
факторов во время службы мужа в армии. Правы ли они?
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ АУДИТОРНАЯ РАБОТА
Работа 1. Метод определения полового Х-хроматина
Используется как экспресс-метод для определения содержания в
кариотипе Х-хромосом. Приготовьте предметное и покровное стекла: протрите
их ваткой, смоченной в спирте. Возьмите шпатель, протрите один конец его
спиртом. Проведите ребром шпателя по внутренней поверхности щеки,
стремясь снять эпителий слизистой оболочки. Соскоб эпителия размажьте на
предметном стекле. На мазок нанесите каплю красителя – ацеторсеина,
накройте каплю покровным стеклом и слегка придавите его пальцем. Изучите
приготовленный препарат при увеличениях микроскопа 7 х 8 и 7 х 40. При
изучении следует обратить внимание на наличие на ядерной мембране
плотного образования, его форма и размеры у разных индивидуумов может
быть различной. Это инактивированная Х-хромосома или половой хроматин
(или тельце Барра). Зарисуйте в альбом клетку, содержащую в ядре половой
хроматин.
Работа 2. Анализ родословных.
Родословная 1
35

36.

1.. Какой тип наследования имеет место?
Приведите
примеры
признаков
(заболеваний)
с
данным
типом
наследования.
Родословная 2
1. Какой тип наследования имеет место?
2. Определите генотипы потомков, обозначенных на схеме цифрами 3, 4,
8, 11 и объясните формирование их генотипов.
Приведите
примеры
признаков
(заболеваний)
с
данным
типом
наследования.
Родословная 3
36

37.

1. Какой тип наследования имеет место?
Приведите
примеры
признаков
(заболеваний)
с
данным
типом
наследования.
Родословная 4
1. Определите тип наследования признака, поясните.
2. Определите генотипы членов родословной № 1, 2, 3, 4.
Приведите
примеры
признаков
(заболеваний)
с
данным
типом
наследования.
Работа 3. Близнецовый метод.
Задача 1. Конкордантность монозиготных близнецов по массе тела
составляет 80%, а дизиготных – 30%. Каково соотношение наследственных и
средовых факторов в формировании признака?
Задача 2. Один из близнецов страдает дальтонизмом, второй (мужского
пола) здоров. Каков вероятный пол близнеца, страдающего заболеванием?
37

38.

Являются ли близнецы монозиготными? Чем обусловлены различия фенотипов
близнецов
Работа 4.Популяционно-статистический метод.
Задача 1. С какой частотой в популяции людей встречаются
гетерозитотные носители по гену альбинизма, если известно, что из 20 000
человек один является альбиносом. За развитие заболевания отвечает
аутосомно-рецессивный ген.
Задача 2. Врожденный вывих бедра наследуется как аутосомнодоминантный признак, средняя пенетрантность – 25%. Заболевание встречается
с частотой 6:10000. Определите частоту встречаемости рецессивных гомозигот.
Темы учебно-исследовательской работы студентов:
1. Современные возможности молекулярно-генетических методов в
диагностике и профилактике наследственных болезней.
2. Программа «Геном человека».
3.
Использование
в
судебной
медицине
методов
изучения
наследственности человека.
Словарь терминов
Амплификация
— многократное увеличение числа копий ДНК
определенного участка. Лежит в основе полимеразной цепной реакции (ПЦР).
Биохимические методы – методы, которые позволяют диагностировать
заболевания обмена веществ путем исследования биологических жидкостей
(крови, мочи, амниотической жидкости) с целью определения содержания
метаболитов, гормонов, антител.
Биохимические нагрузочные тесты – введение в организм различных
химических соединений (например, глюкозы, фенилаланина) с последующим
определением их концентраций в крови; используются для выявления
гетерозиготных носителей патологических генов.
Близнецы – потомство, родившееся одновременно от обычно одноплодной
особи.
38

39.

Гемеллология – наука о близнецах.
Генеалогическое древо – графическое изображение с помощью специальных
символов родословных связей в пределах одной семьи или рода с указанием
наличия определенного признака или заболевания.
Генеалогический метод – изучение характера наследования определенного
признака с последующей оценкой его проявления у потомков на основании
анализа генеалогического древа. Генетический маркер – полиморфный участок
ДНК строго определенной локализации, разные аллели которого позволяют
дифференцировать различные по происхождению хромосомы и анализировать
их сегрегацию в родословной.
Генетический риск – вероятность появления генетического заболевания.
Генная инженерия – совокупность методов и технологий получения
рекомбинантных молекул ДНК и РНК, выделения отдельных генов,
осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.
Генодиагностика (ДНК-диагностика) – комплекс методов, позволяющих
обнаруживать гены или фрагменты нуклеиновых кислот специфичные для
определенного вида.
Гибридизация in situ – взаимодействие комплементарных цепей
денатурированной ДНК клеток и меченной радионуклидами или
иммунофлюоресцентными соединениями одноцепочечной ДНК или РНК с
целью исследования структуры хромосомы.
Дерматоглифика – изучение рельефных узоров на коже, образованных
папиллярными линиями (папиллярные узоры) на ладонях, подушечках пальцев,
ступнях ног.
Дизиготные близнецы – потомство при многоплодной беременности,
развивающееся из двух (или более) самостоятельных зигот, возникших в
результате одновременного созревания двух (или более) яйцеклеток и
оплодотворения их двумя (или более) сперматозоидами. Пол близнецов может
быть одинаковым или разным.
Дискордантность – степень различия близнецов по изучаемому признаку.
Клон – генетически однородное потомство одной соматической клетки.
Клонирование гена – получение большого числа идентичных копий
определенного участка ДНК с использованием для этих целей
микроорганизмов.
39

40.

Кариотип – характеристика набора хромосом (число, форма, особенность
дифференциального окрашивания) диплоидной клетки, клона клеток или всего
организма.
Конкордантность – степень сходства близнецов по изучаемому признаку;
количественный показатель совпадения признака в парах близнецов,
выраженный в процентах.
Монозиготные близнецы – потомство при многоплодной беременности,
развивающееся из одной сформировавшейся зиготы; близнецы всегда одного
пола и характеризуются высоким процентом конкордантности.
Панмиксия – случайное скрещивание разнополых организмов с разными
генотипами в популяции.
Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – метод циклического синтеза in vitro
огромного числа копий участка ДНК с целью идентификации определенного
гена.
Пробанд – лицо, в отношении которого составляется родословная; при
построении родословной пробанд отмечается стрелкой.
Рекомбинантная ДНК – молекула ДНК «собранная» invitro при использовании
сегментов ДНК из двух различных организмов.
Секвенирование – определение последовательности нуклеотидов в молекуле
ДНК или последовательности аминокислот в белке.
Сибсы – потомки одних и тех же родителей (братья и сестры); у полусибсов
общим является только один из родителей.
Скрининг (просеивание) – обследование больших групп людей на какое-либо
состояния (болезнь или носительство патологических генов) с помощью
простых методов, дающих быстрый результат. Трансгенные организмы –
животные, растения или микроорганизмы, наследственный материал которых
изменен с помощью методов генной инженерии (например, путем введения
гена от организма другого вида).
Хроматин половой – а) интенсивно окрашенная структура ядра у самок
млекопитающих, представляющая собой спирализованную (функционально
неактивную) Х-хромосому; б) материал, из которого состоит Y-хромосома.
40

41.

Цитогенетика – раздел генетики, изучающий закономерности
наследственности и изменчивости на уровне клеток и субклеточных структур.
Литература по теме занятия.
Рекомендуемая литература:
Основная:
1.
Лекционный материал
2.
Ярыгин В.Н., Глинкина В.В., Волкова И.Н. и др. Биология: учебник
в 2т. /Под редакцией Ярыгина. В.Н М., ГЭОТАР-Медиа,2014. – Т.1, с.356-395.
3.
Биология /Под редакцией Ярыгина. В.Н.В 2-ч т. М.: Высшая школа,
2006. – Кн.1. , с. 255-272.
Дополнительная:
1.
Бочков Н.П. Клиническая генетика: Учебник.- 3-е изд., - М.:
ГЭОТАР- Медиа, 2006. – 480с.
2.
Пехов А. П. Биология: Медицинская биология, генетика и
паразитология: Учебник / А. П. Пехов. - М.: ГЭОТАР - Медиа, 2010. – 656 с.
Интернет-ресурсы:
- https://medbiol.ru - https://medicalplanet.su/genetica
* * * * *
41

42.

Занятие № 12.
Тема занятия: Наследственные болезни человека. Профилактика
наследственной патологии.
Актуальность и мотивация темы. В настоящее время медицинским
работникам все чаще приходится иметь дело с наследственной патологией,
число которой постоянно растет, отмечаются новые формы наследственной
патологии.
Наследственные болезни и синдромы - это патологические состояния, в
основе которых лежит изменение наследственного материала (мутация).
Известно, что вся наследственная патология определяется грузом мутаций,
вновь возникающих и унаследованных из предыдущих поколений.
Врачу любой специальности необходимо понимание причин
возникновения наследственных (генетических) болезней, особенностей
проявления, характерных для каждой группы болезней. Необходимо иметь
представление об основных методах диагностики и профилактики
наследственных заболеваний.
Цель занятия:
Определить роль наследственных нарушений в формировании
патологических состояний человека. Изучить основные группы
наследственных заболеваний, причины и механизмы их возникновения.
Задачи:
- изучить причины возникновения и основные клинические проявления
наследственных болезней человека;
- выявить особенности наследования хромосомных, генных и
мультифакторных заболеваний;
- разобрать принципы лабораторной диагностики и лечения
наследственных болезней;
- рассмотреть этапы работы медико-генетической консультации.
Вопросы для устного собеседования:
Классификация наследственных болезней человека. Причины их
возникновения.
2.
Хромосомные болезни человека, обусловленные аномалиями аутосом.
Клинические особенности, методы лабораторной диагностики, способы
возможной помощи больным.
1.
42

43.

Хромосомные болезни человека, обусловленные аномалиями половых
хромосом. Клинические особенности, методы лабораторной диагностики,
способы возможной помощи больным.
4.
Генные болезни человека. Причины возникновения, клинические
особенности, методы лабораторной диагностики, способы возможной
помощи больным. Генокопирование наследственных заболеваний.
5.
Болезни с наследственной предрасположенностью. Роль среды и
наследственности в развитии заболеваний, особенности прогнозирования.
6.
Медико-генетическое консультирование. Пренатальная (дородовая)
диагностика наследственных болезней.
3.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ ВНЕАУДИТОРНАЯ РАБОТА
Работа 1. Основные группы наследственных заболеваний.
Используя учебные пособия и лекционный материал, заполните таблицу
1. Причину заболевания, характерные особенности и т.д. необходимо описать
для конкретного примера.
Таблица 1
Причина
Хромосмные
Группа болезней
Пример
(тип мутации)
Характерные
Тип
наследования
(для генных
болезней)
особенности
клинической
картины
Аномалии
аутосом
Аномалии
половых
хромосом
Генные
Ядерные
Митохондриальные
Мультифакторные
43
Методы
диагностики
Профилактика

44.

Работа 2. Особенности хромосомных болезней
Клинические проявления синдромов обусловленных аномалиями аутосом
существенно отличаются от синдромов с аномалиями половых хромосом.
Внимательно изучите и запомните таблицу 2.
Таблица 2
Сравнительная характеристика хромосомных болезней
Аномалии аутосом
Аномалии половых хромосом
Синдром Дауна: 47, ХХ, +21
Синдром Кляйнфельтера: 47, XXY;
Синдром Шерешевского-Тернера:
47, XY, +21/46, XY
45, Х
Синдром Патау: 47, ХХ, +13
Синдром Эдвардса: 47, XY, +18
Синдром трисомии Х (Трипло-Х):
47, ХХХ
Синдром «крика кошки» 46,ХУ,5р- проявляются клинически с первых
дней жизни;
- задержка интеллектуального и
моторного развития;
- черепно-лицевые дисморфии и
другие внешние аномалии;
- c рождения могут не проявляться;
- клинические признаки часто
возникают в пубертатном возрасте;
- нет грубых пороков развития;
- нарушается половая дифференцировка;
- множественные врожденные пороки
- продолжительность жизни обычная;
развития;
- интеллект снижен не у всех и незна- малая продолжительность жизни
чительно, но имеется своеобразие
психики.
Тяжелый дисбаланс по половым хромосомам (полисомии 48, XXXY; 49,
XXXXY, 48,ХХХХ) протекают по типу аутосомных болезней
44

45.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ АУДИТОРНАЯ РАБОТА
Решение ситуационных задач.
Задача 1. Все клетки больного мужчины имеют по 47 хромосом за счѐт
лишней Y-хромосомы. Укажите название этой мутации и возможные
механизмы ее возникновения.
Задача 2. Больная В., 30 лет, обследуется по поводу раннего климакса
(прекращение менструальных циклов). В анамнезе имеется указание на одни
своевременные роды, завершившиеся рождением здорового ребенка.
Гинекологический статус - без отклонений. При исследовании соскоба
слизистой щеки в 50% клеток выявлено наличие двух телец Барра. Какую
патологию можно заподозрить у больной? Нужно ли для окончательной
установки диагноза исследовать ее кариотип.
Задача 3. В семье у здоровых родителей родился доношенный ребенок с
массой тела 2400 г. Врачи установили: микроцефалию, низкий скошенный лоб,
суженые глазные щели, помутнение роговицы, запавшее переносье, широкое
основание носа, деформированные ушные раковины, двухсторонние
расщелины верхней губы и неба, синдактилию пальцев ног, короткую шею,
дефекты межжелудочковой перегородки сердца. Ответьте на следующие
вопросы:
1) какое заболевание можно предположить?
2) методом диагностики данного заболевания?
3) какие методы пренатальной диагностики можно использовать для
выявления этого заболевания?
Задача 4. В молодой семье родился ребенок, плач которого напоминает
кошачье мяуканье. При обращении в медико-генетическую консультацию у
ребенка
обнаружили
лунообразное
лицо,
мышечную
гипотонию,
микроцефалию, антимонголоидный разрез глаз, косоглазие, низко
расположенные деформированные ушные раковины, задержку психического
развития:
1) какое заболевание можно предположить?
2) какие методы следует использовать для постановки диагноза?
3) какой прогноз дальнейшей жизнеспособности этого ребенка?
4) какие методы пренатальной диагностики следует применить для
выявления заболевания?
Задача 5. В медико-генетическую консультацию обратилась беременная
женщина 26 лет (срок гестации 10 нед). Из семейного анамнеза известно, что
45

46.

родная сестра женщины родила мальчика с миодистрофией Дюшена
(рецессивный X-сцепленный тип наследования) и является носительницей мутантного
аллеля. Родословная со стороны мужа обратившейся – без особенностей.
1)какое генетическое обследование необходимо провести обратившейся?
2) тактика ведения в зависимости от результатов обследования?
3) прогноз будущего потомства для обратившейся.
Задача 6. Ретинобластома (опухоль сетчатки глаза) обусловлена
доминантным аллелем гена, пенетрантность которого составляет 70%. В
медико-генетическую консультацию обратилась беременная женщина. Из
анамнеза известно, что она и ее супруг здоровы, но имеют больного старшего
сына. В семье женщины случаев ретинобластомы не было, а отец супруга в
детстве был оперирован по поводу ретинобластомы. Какова вероятность
рождения больного ребенка в этой семье?
Задача 7. Зарегистрировано 18 пар монозиготных близнецов и 15 пар
дизиготных близнецов. Установлено, что в 12 парах монозиготных и в 8 парах
дизиготных близнецов язвенной болезнью желудка страдали оба. Что оказывает
влияние на развитие заболевания? К какой группе наследственных болезней
относится данное заболевание?
Темы учебно-исследовательской работы студентов:
1. Современные методы диагностики наследственных болезней человека.
2. Наследственные болезни человека и возможности их лечения.
3. Социальная реабилитация больных нарушениями интеллекта.
Словарь терминов
Амниоцентез – метод получения для последующего генетического анализа
амниотической жидкости с клетками плода.
Близкородственный брак – брак между индивидуумами, являющимися
близкими родственниками (например, двоюродными сибсами, племянницей и
дядей).
Валеология – наука о здоровье.
46

47.

Врожденные болезни – болезни, имеющиеся при рождении, могут быть
обусловлены наследственными и ненаследственными факторами; последние
вызывают врожденные пороки развития (ВПР), возникшие в результате
тератогенного действия внешних факторов.
Генная терапия (генотерапия) – введение в генотип «нормального» гена или
изменение мутантного гена генноинженерными методами с целью лечения
заболевания.
Генные болезни – болезни, связанные с мутациями отдельных генов за счет
изменения последовательности нуклеотидов ДНК.
Генокопии – сходные изменения фенотипа, обусловленные мутациями разных
неаллельных генов.
Глаукома – заболевание глаз, связанное с нарушением оттока внутриглазной
жидкости, что ведет к увеличению внутриглазного давления и патологическим
изменениям в сетчатке глаза.
Евгеника – учение (научно не обоснованное) об улучшении человеческого
рода за счет удаления из популяции больных с пороками развития,
наследственными заболевания или подбора благоприятных по своим задаткам
супружеских пар.
Инцестный брак – брак между родственниками первой степени родства.
Кордоцентез – метод получения крови из пуповины плода с целью
диагностики наследственных болезней.
Мультифакторное
заболевание
–
заболевание,
обусловленное
взаимодействием генетических и специфических средовых факторов.
Нормокопирование – формирование нормального фенотипа при дефектном
генотипе (лечение наследственных заболеваний)
Предрасположенность генетическая – комбинация аллелей разных генов,
предрасполагающих к более раннему возникновению заболевания под
влиянием факторов окружающей среды и более тяжелому его течению
Пренатальная (дородовая) диагностика – диагностика наследственных
болезней или нарушений развития на этапе эмбрионального развития.
47

48.

Семейные болезни – болезни, наблюдающиеся у нескольких членов семьи в
одном или нескольких поколениях.
Синдром наследственный – сочетание множественных аномалий или пороков,
в основе которых лежит единый этиологический фактор: генная, хромосомная
или геномная мутация.
Спорадический случай – впервые возникший случай заболевания, часто
является результатом генеративной мутации кого-то из родителей, либо
соматической мутации, возникшей на раннем этапе эмбриогенеза.
Фармакогенетика
–
раздел
генетики,
изучающий
генетическую
обусловленность ответа организма на прием лекарственных препаратов.
Ферментопатии – болезни обмена веществ,
активности ферментов вследствие генных мутаций.
вызванные
нарушением
Хромосомные болезни – болезни, связанные с изменениями в структуре
хромосом или с изменением их количества.
Эмпирический риск – риск, вычисленный в результате прямого определения
частоты того или иного события, например, частоты заболевания в популяции.
Рекомендуемая литература:
Основная:
1. Биология: учебник: в 2 т. /под ред. В.Н.Ярыгина. – М.: ГЭОТАР-Медиа,
2014. – Т.1, 308-321, 395-407 с.
2. Биология /Под редакцией В.Н.Ярыгина. В 2-х кн. М., Высшая школа,
2007. – кн.1, с. 242-255, 274-276.
Дополнительная:
1.Пехов А. П. Биология: Медицинская биология, генетика и
паразитология: Учебник / А. П. Пехов. - М.: ГЭОТАР - Медиа, 2010. – 656 с.
Интернет-ресурсы:
- https://medbiol.ru
- https://medicalplanet.su/genetica
* * * * *
48

49.

Занятие № 13
Итоговое занятие по разделу: «Генетика человека»
Теоретические вопросы для подготовки к занятию.
1. Основные понятия генетики: наследственность и изменчивость, ген,
генотип, фенотип, геном, аллель, гетерозиготные и гомозиготные
организмы, доминантные и рецессивные признаки.
2. Уровни организации наследственного материала (генный, хромосомный,
геномный). Понятие о цитоплазматической наследственности.
3. Закономерности наследственности, установленные Г. Менделем.
Гипотеза «чистоты гамет».
4. Моногибридное
скрещивание.
Дигибридное
скрещивание.
Гибридологический анализ.
5. Менделирующие признаки у человека.
6. Формы взаимодействия аллельных и неаллельных генов.
7. Хромосомная теория наследственности Т. Моргана. Сцепленное
наследование генов.
8. Механизмы, нарушающие сцепление генов. Генетический эффект
кроссинговера.
9. Картирование хромосом человека: понятие о генетических и
цитологических картах хромосом.
10.Типы наследования признаков. Особенности сцепленного с половыми
хромосомами типа наследования.
11.Влияние факторов среды на формирование и степень выраженности
признаков. Понятие о факторах среды I-го и II-го порядка.
12.Количественная и качественная специфика проявления генов:
пенетрантность, экспрессивность, плейотропия, генокопии. Особенности
проявления доминантных патологических генов.
13.Генетический полиморфизм – основа индивидуальных реакций на
воздействия факторы среды. Множественный аллелизм как фактор
способствующий генетическому полиморфизму.
14.Генетика пола. Генетические механизмы детерминации пола.
15.Понятие об истинном и ложном гермафродитизме. Нарушения
формирования пола человека.
16. Особенности
Х-сцепленного и голандрического
наследования.
Ограниченное полом наследование.
49

50.

17. Наследование
групп крови системы АВО и резус-фактора. Условия
возникновения, клинические проявления и профилактика резусконфликта.
18. Изменчивость как свойство живых организмов. Классификация форм
изменчивости.
19. Фенотипическая
изменчивость.
Норма
реакции
генетически
обусловленных признаков. Адаптивный характер модификаций. Понятие
о случайной изменчивости.
20. Комбинативная
изменчивость:
механизмы
возникновения,
фенотипические проявления и значение в обеспечении генетического
разнообразия популяций.
21. Общие закономерности мутагенеза. Мутагенные факторы среды. Понятие
об антимутагенных факторах.
22. Классификации мутаций в зависимости от типа клеток, уровня
организации наследственного материала, причин возникновения и
биологических последствий
23. Фенотипические проявления мутационной изменчивости.
24. Естественные биологические антимутационные механизмы.
25. Особенности человека как объекта генетических исследований.
26. Особенности проявления патологических доминантных генов.
27. Аутосомно-доминантное
наследование
признаков
(характерные
особенности, примеры).
28. Аутосомно-рецессивное
наследование
признаков
(характерные
особенности, примеры).
29. Х-сцепленное доминантное, Х-сцепленное рецессивное, голандрическое
наследование признаков (характерные особенности, примеры).
Ограниченное полом наследование.
30. Хромосомные болезни человека, обусловленные аномалиями аутосом
(причины возникновения, характерные клинические проявления, методы
лабораторной диагностики, способы возможной помощи больным).
31. Хромосомные болезни человека, обусловленные аномалиями половых
хромосом (причины возникновения, характерные клинические
особенности, методы лабораторной диагностики, способы возможной
помощи больным).
32. Моногенные болезни человека (причины возникновения, клинические
особенности, методы лабораторной диагностики, способы возможной
помощи больным).
50

51.

33. Болезни
с наследственной предрасположенностью. Роль среды и
наследственности в развитии заболеваний. Особенности прогнозирования
мультифакторных болезней.
34. Генеалогический метод изучения наследственности человека. Этапы
работы и возможности метода.
35. Цитогенетический метод изучения наследственности человека. Методика
Приготовления препаратов, возможности метода. Метод определения
полового хроматина
36. Близнецовый метод изучения наследственности человека. Причины
рождения монозиготных и дизиготных близнецов, их особенности.
Возможности близнецового метода.
37. Биохимический
и молекулярно-генетический методы изучения
наследственности человека, возможности и показания к использованию.
38. Использование популяционно-статистического метода для анализа
генетической структуры популяции. Закон Харди-Вайнберга.
39. Пренатальная диагностика наследственных болезней человека.
40. Медико-генетическое консультирование.
51