Основы генетики человека и медицинской генетики

1. Основы генетики человека и медицинской генетики

2. План лекции

1. Предмет и задачи генетики человека.
2. Методы генетики человека.
3. Медицинская генетика – предмет и задачи.
4. Наследственные болезни – этиология,
диагностика, принципы коррекции.
• 5. Медико-генетическое консультирование.

3.

ГЕНЕТИКА
ЧЕЛОВЕКА

4.

Генетика человека изучает закономерности наследственности и
изменчивости у человека в норме.

5. Задачи генетики человека

• 1.Изучение организации генома человека.
• 2.Изучение структуры генов человека.
• 3.Изучение механизмов реализации генетической
информации.
• 4.Изучение закономерностей наследования признаков у человека.
• 5.Изучение закономерностей изменчивости у человека.
• 6.Изучение действия генов в онто- и филогенезе.
• 7.Изучение генетической структуры человеческих популяций и их динамики.
8.Решение задач медицинской генетики.

6. Трудности проведения генетического анализа у человека

1.Невозможность проведения экспериментального скрещивания.
2.Длительный срок смены поколений (25-30 лет).
3.Длительный дорепродуктивный период.
4.Большое число групп сцепления.
5.Небольшое число детей в семье.
6.Невозможность получения индуцированных
мутаций.
• 7. Социальное неравенство людей.

7. Методы генетики человека

1.Генеалогический метод.
2.Близнецовый метод.
3.Цитогенетический метод.
4.Биохимический метод.
5.Популяционно-статистический метод.
6.Метод генетики соматических клеток.
7.Метод моделирования.
8.Молекулярно-генетический метод.
9.Экспериментальный метод.

8. Генеалогический метод

Генеалогический метод основан на
составлении и анализе родословных.
Родословная – графическое отображение родственных связей в семье
или роду.
При составлении родословных используют определенную символику.

9. Генеалогическая символика

лицо мужского пола
больной мужчина
лицо женского пола
больная женщина
пол не установлен
брак
родственный брак
женщина пробанд
мужчина пробанд

10. Генеалогическая символика

сибсы
дизиготные близнецы
монозиготные
близнецы
гетерозиготный носитель
мутантного гена
мертворожденный
аборт
умершие
выкидыш
бездетный брак

11. Пример составления родословной

I
II
III

12. Аутосомно-доминантное наследование

Наследование брахидактилии

13. Характеристика аутосомно- доминантного типа наследования

Характеристика аутосомнодоминантного типа наследования
1. Признак встречается с одинаковой
частотой у мужчин и женщин.
2. Признак передается от родителей к
детям из поколения в поколение
(наследование по вертикали).
3. Больные встречаются в каждом
поколении, но могут быть и проскоки (при
неполной пенетрантности доминантного
гена).

14. Аутосомно - рецессивное наследование (БЛИЗКОРОДСТВЕННЫЕ БРАКИ)

НАСЛЕДОВАНИЕ АЛКАПТОНУРИИ

15. Аутосомно-рецессивный тип наследования

1. Мужчины и женщины поражаются с одинаковой частотой.
2. Родители больных потомков здоровы.
3. Среди родителей пробанда отмечается
высокая частота кровнородственных браков.
4. Как правило у единокровных (дети одного
отца от разных матерей) или единоутробных
(дети одной матери от разных отцов) братьев и сестер заболевание не проявляется.

16. Сцепленное с Х-хромосомой рецессивное наследование

Наследование мужского бесплодия

17. Рецессивное сцепленное с Х-хромосомой наследование

1.Заболевание проявляется почти исключительно у мужчин.
2.Сын никогда не наследует мутантный признак
от отца.
3.Поражены мужчины родственники прбанда со
стороны матери, его братья и братья бабушки со
стороны матери.
4. Если пробанд женщина, то обязательно поражен её отец и все сыновья.
5. Половина братьев прбанда поражена, половина здорова.

18. Сцепленное с Х-хромосомой доминантное наследование

Наследование коричневой окраски эмали зубов

19. Доминантное сцепленное с Х-хромосомой наследование

1. Женщины поражаются в 2 раза чаще
чем мужчины, но болеют легче.
2. У пробанда как правило болен один из
родителей.
3. Заболевание от больной матери с равной вероятностью наследуют дочери и
сыновья.
4. Заболевание от больного отца всегда
передается дочери, но не сыну.

20. Близнецовый метод

Изучает генетические закономерности на
близнецах с целью выявления соотносительной роли наследственности и среды
в развитии признаков.
Этапы:
1. Составление близнецовой выборки.
2. Диагностика зиготности.
3. Анализ внутрипарного сходства МЗ и ДЗ
близнецов.

21. Близнецовый метод

Монозиготные близнецы

22. Близнецовый метод

Дизиготные близнецы

23. Близнецовый метод

Тройня

24. Близнецовый метод

Фенотипическое сходство близнецовых
пар называют конкордантностью.
К
С
C – число конкордантных пар
С + D D – число дискордантных пар
Коэффициент парной конкордантности – это
отношение числа конкордантнных пар к общему числу конкордантных и дискордантных пар.
Он выражается в долях единицы или процентах.

25. Близнецовый метод

Для определения соотносительной роли наследственности и среды в детерминации
признака используют формулу Холцингера.
Н
КМЗ - К дз
1 - К дз
Е+Н=1
Е=1-Н

26. Конкордантность по заболеваемости у близнецов (в %).

Заболевания
МЗ
ДЗ
близнецы близнецы
Шизофрения
Маниакально-депресс. психоз
Эпилепсия
Заячья губа
Врожденный вывих бедра
Врожденный пилоростеноз
Корь
Ветряная оспа
67,0
73,1
60,8
33,0
41,4
66,7
97.4
92,8
12,1
15,2
12,3
5,0
2,8
3,4
95,7
89,2

27. Цитогенетический метод

Цитогенетический метод основан на микроскопическом изучении хромосом.
Задачи:
1.Изучение морфологии хромосом.
2.Изучение нормального полиморфизма
хромосом.
3.Изучение мутационного процесса.
4.Составление цитогенетических карт
хромосом.
5.Диагностика хромосомных болезней.

28. Дифференциальная окраска хромосом

29. Дифференциальная окраска хромосом по Гимза

30. Метафазная пластинка

Флюорохромная
окраска

31. ПОПУЛЯЦИОННО – СТАТИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД

Метод используют для изучении наследственных признаков
в популяциях людей.
Основы метода были разработаны Харди и Вайнбергом.
Объектом исследования являются человеческие популяции.
В генетике человека популяцией считают группу людей, занимающих одну территорию и свободно вступающих в брак.
Малые популяции:
1 – изоляты - численность не более 1500 человек;
2 – демы – численность от 1500 до 4500 человек.
Характерными особенностями популяций людей являются:
а) тенденция к их численному росту;
б) снижение давления естественного отбора.

32.

ПОПУЛЯЦИОННО – СТАТИСТИЧЕСКИЙ
МЕТОД
Задачи метода:
1 – определение частот генов в популяции;
2 – определение генетической структуры популяции
и её динамики;
3 – изучение мутационного процесса;
4 – изучение роли наследственности и среды в
формировании фенотипического полиморфизма
по нормальным признакам:
5 – изучение роли наследственности и среды в возникновении болезней, особенно с наследственным предрасположением;
6 – изучение роли генетических факторов в антропогенезе.

33.

ПОПУЛЯЦИОННО – СТАТИСТИЧЕСКИЙ
МЕТОД
Закон Харди – Вайнберга.
рА – частота доминантного аллеля гена в популяции;
qa – частота рецессивного аллеля гена в популяции;
рА + qа = 1 – генофонд популяции.
Интегрирующим фактором генофонда, формирующим генетическую структуру популяции, является
панмиксия:
(рА + qа) х (рА + qа) = р2АА + 2рqАа + q2аа
Согласно закону Харди- Вайнберга в идеальной популяции частоты генов и генотипов при смене поколений
постоянны.

34. Идеальная популяция

Свойства идеальной популяции:
1 – большая численность( не менее 500 особей);
2 – отсутствие мутационного процесса;
3 – одинаковая жизнеспособность гомо – и
гетерозигот;
4 – панмиксия.

35. БИОХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД

1.Изучает структуру белков и их роль в
формировании признаков.
2. Исследует белковый полиморфизм
в популяциях человека.
3. Используется в диагностике генных
болезней.

36. Биохимический метод

Универсальная система для вертикального и горизонтального
электрофорез

37. Электрофореграмма белков

38. Система для исследования олиго- и моносахаридов

39. Электрофорез олигосахаридов

40. Молекулярно генетический метод

Автоматическая система для секвенирования ДНК

41. Молекулярно-генетический метод (секвенирование ДНК)

Г
А
Т
Ц

42. Метод гибридизации соматических клеток (локализация гена тимидинкиназы человека)

М – клетки мыши дефицитные по тимидинкиназе(ТК-)
Н – нормальные клетки человека (ТК +)
17 хромосома человека

43. Экспериментальный метод

Физические
факторы
Гибридологический
анализ
Химические
факторы
Цитогенетический
анализ
Биологические
факторы
Молекулярногенетический
анализ

44.

медицинская
генетика

45.

Медицинская генетика изучает наследственную
патологию человека.
Она решает следующие задачи:
1.Изучает причины (этиологию) наследственных
болезней.
2.Изучает патогенез (механизмы) наследственных
болезней.
3.Изучает клинические проявления наследственных болезней.
4.Разрабатывает методы диагностики наследственной патологии.
5. Разрабатывает способы коррекции (лечения)
наследственных болезней.
6. Разрабатывает методы профилактики наследственных болезней.

46. Классификация наследствен- ных болезней

Классификация наследственных болезней
НАСЛЕДСТВЕННЫЕ БОЛЕЗНИ
генные
хромосомные
мультифакториальные

47. Генные болезни обусловленные дефектами ферментов

Болезнь
Дефектный фермент
Фенилкетонурия
Фенилаланин-4-гидроксилаза
Галактоземия 1
Галактозо-1-фосфат- уридилтрансфераза
Гликогеноз
Кори типа 1
Глюкозо-6-фосфатаза
Альбинизм
Тирозиназа
Алактазия
Лактаза тощей кишки

48. Синдром Марфана

-Паучьи пальцы.
-Воронкообразно вдавленная
грудная клетка.
-Гиперэластичность
суставов.

49. Паучьи пальцы (синдром Марфана)

50.

Хондродистрофия

51. Хромосомные болезни

Хромосомные болезни – это большая группа клинически различных патологических состояний, причиной которых являются хромосомные или геномные мутации.
Характер и тяжесть проявления хромосомных болезней варьирует в зависимости вида мутации и
хромосомы.
Общим для всех форм хромосомных болезней является множественность поражений: черепно-лицевые дисморфии, ВПР внутренних и наружных органов, задержка развития и роста, нарушения психического развития, эндокринные расстройства.

52. Синдром Дауна

Трисомия 21(трисомия G)
Кариотип 47,+21;
Транслокационный вариант
Кариотип 46, t 21\15
Частота 1:800 – 1:1000
Внешнеие признаки:
-монголоидный разрез глаз;
-эпикант; короткий нос с широкой переносицей; полуоткрытый рот с высунутым языком. Умственная отсталость.
Пороки сердца, иммунодефицит

53. Синдром Дауна (обезянья складка)

54. Кариотип больного с синдромом Дауна

55. Кариотип больного с синдромом Дауна

56. Синдром Эдвардса

Трисомия 18 ( трисомия Е)
Описан в 1960 году.
Кариотип 47, + 18.
Частота: 1 : 7000.
Внешние признаки:
долихоцефалия,микростомия, микрогнатия, деформация ушных раковин.
Тяжелая задержка умственного развития, пороки сердца, гетеротопии в мозжечке.
У девочек в 3 раза чаще.

57. Синдром Эдвардса

58. Синдром Патау

Трисомия 13 ( трисомия D)
Хромосомная этиология устновлена в 1960 году К. Патау.
Кариотип 47, + 13.
Частота: 1 : 14500.
Внешние признаки:
микрофтальмия, волчья пасть, деформация ушной раковины. Шестипалость со
стороны мизинцев рук и ног.
задержка психического развития, пороки сердца,
гипоплазия червя мозжечка.
Аринэнцефалия. Глухота.

59. Синдром Патау

60. Синдром Шерешевского-Тернера

Моносомия-Х.
Кариотип 45, Х0
Частота – 07:1000
Описан в 1925 году Н. Шерешевским.
Внешние признаки:
- низкий рост, крыловидные
складки на шее, широко расставленные соски, широкая
переносица, гипертелоризм
арковидное нёбо..
Дисгенезия гонад, первичная аменорея, бесплодие.
Умственная отсталость.

61.

Лимфостаз
на стопах
при синдроме Шерешевского-Тернера

62. Кариотип при синдроме Шерешевского-Тернера

63. Синдром Кляйнфельтера

Кариотип: 47,ХХУ
Частота 1:500 - 1 : 700 новорожденных мальчиков.
Описан в 1942 году
Внешние признаки:
-высокий рост; евнухоидные
пропорции тела, гинекомастия,
дисгенезия яичек. Олиго, или
азоспермия. Скудное оволосение.

64. Кариотип при синдроме Кляйнфельтера

65. Синдром кошачьего крика (синдром Лежена)

ч
Развивается при делеции
короткого плеча 5 хромосомы. Описан в 1963 году
Леженом.
Кариотип 46 XX, 5р-;
46 ХУ, 5р-.
Частота 1 : 45000
Общее отставание в развитии, низкая масса тела при
рождении, характерный плач
ребенка, напоминающий
мяуканье кошки, микроцефалия, гипертелоризм,
эрикантус.

66. Мультифакториальные болезни.

Мультифакториальные или болезни с наследственным предрасположением определяются сочетанным действием наследственных
и внешних факторов.
В основе наследственной предрасположенности к болезням лежит широкий генетический
полиморфизм человека. Предрасположенность может иметь моногенный или полигенный
характер.

67. Болезни с наследственным предрасположением

1.Гипертоническая болезнь.
2.Атеросклероз.
3.ИБС.
4.Язвенная болезнь.
5.Бронхиальная астма.
6.Шизофрения.
7.Экзема.
8.Глаукома

68. Болезни с наследственным предрасположением

Соотносительное значение наследственности и среды
в возникновении мультифакториальных болезней

69. Методы диагностики наследственных болезней

1.Генеалогический метод.
2.Близнецовый метод.
3.Цитогенетический метод.
4.Биохимический метод.
5.Популяционно-статистический метод.
6.Метод генетики соматических клеток.
7.Молекулярно-генетический метод.

70. Принципы лечения наследственных болезней

• 1. Симптоматическое лечение – применение лекарственных препаратов для облегчения состояния
больного.
• 2. Патогенетическое лечение - применяют для
коррекции нарушений обмена веществ (введение
активных ферментов, гормонов, иммунопрепаратов).
• 3. Этиотропное лечение – генная терапия –коррекцией генетических дефектов в соматических клетках
больного человека посредством введения искусственно созданного нормального гена.

71. Медико-генетическое консультирование

Медико-генетическое консультирование представляет собой один из видов
специализированной медицинской помощи, суть которой заключается в определении прогноза рождения больного ребенка, в объяснении вероятности
этого события консультирующимся и
помощи в принятии семьей решения.

72. Этапы медико-генетического консультирования

1.Уточнение диагноза наследственного
заболевания.
2.Определение прогноза потомства.
3.Дача письменного заключения, устного объяснения в доступной форме смысла генетического риска и помощи семье
в принятии решения.