ИЗМЕНЧИВОСТЬ И ЕЁ ФОРМЫ для леч пед и мп

1. ИЗМЕНЧИВОСТЬ И ЕЁ ФОРМЫ

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ

2. Классификация изменчивости

1. Ненаследственная (модификационная или фенотипическая)
2. Наследственная (генотипическая):
2А. Мутационная
- Генная
- Хромосомная (делеция, дупликация,
инверсия, транслокация)
- Геномная (гаплоидия, полиплоидия,
анеуплоидия)
2Б. Комбинативная

3. Модификационная изменчивость

Ненаследственные фенотипические
изменения:
Модификации
Фенокопии

4. Модификации

Изменения признаков организма, вызванные
факторами внешней среды и не связанные с
изменениями генотипа
Примеры:
1. Изменение пигментации кожи у человека после загара.
2. Повышение уровня гемоглобина в крови в два раза при
длительном нахождении в горах на высоте 4000 м

5. Фенокопия

Ненаследственное изменение фенотипа
(модификация), сходное с проявлением
определённых изменений генотипа
Фенокопия является результатом действия
физических и химических факторов на
генетически нормальный развивающийся
организм
Пример:
Талидомидный синдром

6. Следствие талидомидной эмбриопатии – отсутствие рук

7.

8. Комбинативная изменчивость

Причины (механизмы) комбинативной изменчивости:
1. Рекомбинация генов в результате кроссинговера
2. Независимое расхождение хромосом в мейозе
3. Независимое (случайное) сочетание хромосом при
оплодотворении
Гены при этом не изменяются и новые гены не
возникают. Появляются новые, ранее не
существовавшие сочетания (комбинации) генов.
Это приводит к появлению организмов с другим
генотипом и фенотипом
Пример: третий закон Менделя (дети одних родителей
отличаются друг от друга и от своих родителей)

9. Практическая работа

10. Задача 1. Максимальное артериальное давление у детей до 5 лет:

100
95
105
101
105
100
105
98
92
106
96
102
105
100
105
103
90
100
105
105
103
102
98
100
100
90
110
108
105
100
108
103
107
98
110
102
108
111
98
105
110
95
115
96
100
95
105
95
98
94
105
102
102
96
95
102
105
103
100
100
108
99
107
105
110
95
100
110
106
109
100
98

11. Задание 1. Разнести варианты по классам

Классы
Среднее значение
Шифр частот
Частоты
(pi)
класса ( x )
..
..
2
89 - 91
90
92 - 94
93
95 - 97
96
9
98 - 100
99
19
101- 103
102
104- 106
105
107- 109
108
7
110- 112
111
6
113- 115
114
Сумма (Σ )
2
. .
11
. .
.
15
1
72

12.

Среднее значение
класса,
x
Частоты
pi
Произведение
(
x х pi )
Отклонения от
Квадраты
средней ряда
отклонений
(
x - М)
(
x
- М )2
90
2
180
-12
144
93
2
186
-9
81
96
9
864
-6
36
99
19
1881
-3
9
102
11
1122
0
0
105
15
1575
+3
9
108
7
756
+6
36
111
6
666
+9
81
114
1
114
+12
144
Σ
72
7344
0
540

13. Задание 2. Построить вариационный ряд

Среднее значение класса
90
93
96
99
102
105
108
111 114
pi 2
2
9
19
11
15
7
6
x
Частота встречаемости
1

14. Задание 3. Изобразить вариационный ряд графически

15. Вывод

1. Большинство вариант
располагается около середины
вариационной кривой или в
средней части вариационного ряда.
2. Распределение вариант по обе
стороны от максимума более или
менее симметрично.
3. Частота вариант постепенно
снижается к краям вариационного
ряда.

16. Задание 4. Вычисление средней арифметической, среднего квадратического отклонения и коэффициента вариации

М = ∑ ( х * рi )
n
σ = √ ∑(х− M) 2
n
V = ± σ / M х 100%

17. Комбинативная изменчивость. Задача

У человека антигены группы крови системы
АВО детерминированы множественной
аллелоформой: Io, IА, IВ, резус-антигены (Rh+ и
Rh-) - аллелями D и d . Генотип матери IАIoDd ,
генотип отца IВIВDd. Сколько и какие сочетания
антигенов возможны у их детей?

18. Таблица

Признак
I (0) гpyппa крови
Ген
Io
Генотип
Io Io
(отсутствие антигенов)
IА
П (А) группа крови (наличие антигена А)
IАIА ; IАIo
Ш (В) группа крови (наличие антигена В)
IВ
IВIВ ;IВIо
IV (АВ) группа крови (наличие антигенов А и В)
IА,IВ
IАIВ
Наличие антигена Rh (Rh+)
D
DD; Dd
Отсутствие антигена Rh (Rh-)
d
dd

19. Решение

IВIВDd
р:
IB D
G:
IB d
IАIoDd
x
Io D
Io d
IA D
;
IA d
F1:
Гаметы
IАD
IАd
Io D
IВD
IАIВDD
IАIВDd
IВIoDD
IВI oDd
IВd
IАIВDd
IАIВdd
IВIoDd
IВIodd
Io d

20.

Вывод:
1. Сочетания антигенов у матери АRh+, у отца ВRh+
2. У их детей возможны следующие сочетания антигенов:
АВRh+ (3)
ВRh+ (3)
В
(1)
АВ
(1)

21. Классификация мутаций

1. По индуцируемости:
А. Спонтанные (природные)
Б. Индуцированные (действие мутагеном)
2. По влиянию на жизнеспособность:
А. Нейтральные
Б. Полулетальные
В. Летальные (вызывающие гибель)
Г. Полезные

22. Классификация мутаций

3. По месту возникновения в организме:
А. Генеративные
Б. Соматические
4. По характеру изменения генетического
материала:
А. Генные
Б. Хромосомные
В. Геномные

23. Генные мутации (точковые) - это изменения в отдельных генах

Типы генных мутаций:
Замена пар оснований в молекуле ДНК
Делеция (выпадение) одной пары или более пар
азотистых оснований
Вставка одной или группы пар оснований
Перестановка положения нуклеотидов внутри гена

24. Типы генных мутаций (продолжение)

Замена основания:
А. Трансзиция (замена пуринового основания
на пуриновое или пиримидинового
основания на пиримидиновое)
Б. Трансверсия (замена пуринового
основания на пиримидиновое или
пиримидинового основания на пуриновое)

25. Типы генных мутаций (продолжение)

Миссенс-мутации – возникновение мутаций с
изменением смысла кодона (mis-sens)
Нонсенс-мутации – замены любого типа могут
приводить к появлению стоп-кодонов (УАА, УАГ, УГА).
В результате трансляция белка обрывается.
Образуется изменённый (укороченный полипептид)

26. ХРОМОСОМНЫЕ МУТАЦИИ – ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ ХРОМОСОМ

Внутрихромосомные перестройки хромосом:
1. Делеция - выпадение участка хромосомы
2. Дупликация – удвоение участка хромосомы
3. Инверсия переворот участка хромосомы на 180˚,
перевороту предшествует разрыв хромосомы в двух
точках одновременно
4. Кольцевые хромосомы
5. Изохромосомы

27. Хромосомные мутации (продолжение)

6. Транспозиции – перемещение мобильных
генетических элементов
Пример: МДГ - структуры дрозофилы (мобильные
диспергированные гены)

28. Хромосомные мутации

Межхромосомные перестройки
Транслокации:
Реципрокные (взаимные)
Нереципрокные (с одной хромосомы на другую)
Робертсоновские (центрические слияния)

29. Геномные мутации - случаи изменения числа хромосом:

1.
2.
3.
Гаплоидия
Полиплоидия
Анеуплоидия
Причины возникновения геномных мутаций:
Неравное расхождение хромосом в анафазе
митотического или мейотического делений
Эндомитоз – удвоение числа хромосом без
последующего деления ядра и клетки
Аномалии в функционировании веретена деления
в митозе или мейозе

30. Геномные мутации

Полиплоидия – увеличение числа хромосом, кратное
гаплоидному (3n, 4n, 5n….)
Гаплоидия – хромосомы представлены в наборе в
единичном числе
Анеуплоидия – изменение числа хромосом за счёт
добавления или потерь отдельных хромосом (не
кратное гаплоидному набору):
- моносомия (2n – 1)
- нуллисомия (2n – 2)
- трисомия (полисомия) (2n+1, 2n+2)

31. Мутационная изменчивость. Задача 1

У здорового человека в β-цепи нормального гемоглобина (HbА)
аминокислоты располагаются В следующей последовательности:
валин – гистидин – лейцин – треонин – пролин – глутаминовая
кислота
–
глутаминовая
кислота
–
лизин.
У
больных
серповидноклеточной анемией, наряду с HbА имеется мутантный
гемоглобин (НbS), в β-цепи которого содержатся следующие
аминокислоты: валин – гистидин – лейцин – треонин – пролин –
валин – глутаминовая кислота – лизин
Вопросы:
1. Как называется такой тип мутации?
2. Какие изменения при этом произошли в участке ДНК и и-РНК,
кодирующих данный полипептид?

32. Решение

HbА
b-цепь :
вал - гис - лей – тре - про – глу* - глу - лиз -
код и-РНК :-ГУУ - ЦАУ - ЦУУ - AЦУ - ЦЦУ - ГАА - ГАА - ААА –
ДНК
(норма):
-ЦАА – ГТА - ГАА - ТГА - ГГА – ЦТТ*- ЦТТ - ТТТ –
‫׀׀׀‬
‫׀׀ ׀‬
‫׀׀ ׀‬
‫׀׀ ׀‬
‫׀׀ ׀‬
‫׀׀ ׀‬
‫׀׀ ׀‬
‫׀׀ ׀‬
-ГТТ - ЦАТ - ЦТТ - АЦТ - ЦЦТ - ГАА - ГАА –ААА-

33. Решение

НвS
b - цепь:
код и-РНК : - ГУУ - ЦАУ - ЦУУ - АЦУ - ЦЦУ - ГУУ - ГАА - ААА -
ДНК
(мутантная):
вал - гис - лей - тре - про – вал* - глу – лиз -
- ЦАА - ГТА - ГАА - ТГА - ГГА - ЦАА - ЦТТ - ТТТ –
‫׀ ׀׀‬
‫׀׀׀‬
‫׀׀׀‬
‫׀׀׀‬
‫׀׀׀‬
‫׀׀׀‬
‫׀׀׀‬
‫׀׀׀‬
- ГТТ - ЦАТ - ЦТТ - АЦТ - ЦЦТ - ГТТ - ГАА - ААА –

34. Вывод:

У больных серповидноклеточной анемией произошла
замена в шестом положении β-цепи HbА глутаминовой
кислоты валином. Это связано с мутацией на генном
уровне: замена одного нуклеотида другим (Т на А), что
привело к изменению смысла генетического кода

35. Мутационная изменчивость. Задача 2

Определите виды хромосомных мутаций, если в норме
хромосома содержит последовательность генов А В С Д Е:
1) АВСД
2) АДСВЕ
3) АВВСДЕ
4) АВДЕ
5) АВСДЕМN

36. Решение

А В С Д Е – норма
1) А В С Д – делеция (выпадение концевого участка Е)
2) А Д С В Е – инверсия (разрыв в двух точках одновременно и
переворот участка. В С Д на 180°)
3) А В В С Д Е – дупликация (удвоение участка В)
4) А В Д Е – делеция (выпадение среднего участка C)
5)
А
В
С
Д
Е
М
N
–
негомологичного участка МN)
транслокация
(приобретение

37. Мутационная изменчивость. Задача 3.

У здоровых родителей ребенок страдает синдромом
Шерешевского - Тернера (45, ХО). К какому типу
мутаций относятся эти нарушения? Какие нарушения
хромосомного аппарата привели к нему? Составить
генетическую схему брака

38. Синдром Шерешевского –Тернера. Кариотип 45,Х0

39. Решение. Нарушение овогенеза

р:
G:
F1 :
46, XX
x
46, XY
24,XX 22,0 ; 23,X
47,XXX
47,XXY
23,Y
45,XO
45,YO

40. Решение. Нарушение сперматогенеза

р:
46, XX x
46, XY
G:
23,X
24XY
F1 :
47,XXY
22,O
45,XO

41. Вывод

У здоровых родителей рождение ребенка с
синдромом Шерешевского – Тернера (45, ХО) - это
пример геномной мутации. Нерасхождение половых
хромосом при ово- и (или) сперматогенезе является
причиной изменения числа половых хромосом в
зиготе при слиянии нормальных и аномальных гамет

42. Вопросы к следующему занятию