ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД:
КОМПАКТИЗАЦИЯ ДНК
КАРИОТИП
МЕЙОЗ
АНЕУПЛОИДИЯ: НАРУШЕНИЕ ЧИСЛА ХРОМОСОМ
АНЕУПЛОИДИЯ ПОЛОВЫХ ХРОМОСОМ
АНЕУПЛОИДИЯ СОМАТИЧЕСКИХ ХРОМОСОМ
ХРОМОСОМНЫЕ ПЕРЕСТРОЙКИ
МУТАЦИЯ
КАКИЕ БЫВАЮТ МУТАЦИИ?
МУТАЦИЯ ЗАМЕНЫ
КАКИЕ БЫВАЮТ МУТАЦИИ?
ФРЕЙМШИФТ
КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ
Моногенные заболевания
Некоторые моногенные заболевания
УМЕЕМ ЛИ МЫ ЛЕЧИТЬ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ?
ДА! НАПРИМЕР, С ПОМОЩЬЮ БИОХИМИИ
ПРИМЕР БОЛЕЗНИ: ДЕФИЦИТ ГОРМОНА РОСТА
… ИЛИ С ПОМОЩЬЮ ГЕННОЙ ТЕРАПИИ
ПРИМЕР БОЛЕЗНИ: ГЕМОФИЛИЯ
ПРИМЕР БОЛЕЗНИ: СИНДРОМ ДРАВЕ
CRISPR/Cas9
Генная терапия против рака
Генная терапия
ПУТЬ К ЛЕЧЕНИЮ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ
Спасибо за внимание!
21.63M
Category: biologybiology

Генетические заболевания

1. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ

2. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ

ДНК:
Обусловлены изменениями в
ДНК
Нуклеотид
ы
Кодоны
Гены
Материнска
я цепь
Аденин
Тимин
Цитози
н
Дочерняя
цепь
Гуанин
Материнска
я цепь

3. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД:

ЦЕНТРАЛЬНАЯ ДОГМА:
ДНК
РНК
Транскрипци
я
БЕЛОК
Трансляция
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД:
3 нуклеотида
1 кодон
1 аминокислота
DNKWorld.ru

4. КОМПАКТИЗАЦИЯ ДНК

Согласно новым
исследованиям не
существует

5. КАРИОТИП

У человека 23 пары хромосом: 22 пары аутосомы и 1 половая
Кариотип – совокупность признаков полного набора хромосом на
стадии метафазы
Кариотипирование позволяет определить наличие хромосомных
патологий
https://scienceland.info/biology10/karyoty

6. МЕЙОЗ

Как возникают хромосомные
патологии?
• Нарушение расхождения хромосом
➢Как правило это случайность, но риск растет
с возрастом
родителей
Нарушени
Нарушени
е
Мейоз 2
е
Мейоз 1

7. АНЕУПЛОИДИЯ: НАРУШЕНИЕ ЧИСЛА ХРОМОСОМ

Моносомия – только 1 из 2 гомологичных хромосом
Нуллисомия – ни одной из 2 гомологичных хромосом
Трисомия – дополнительная хромосома
➢Нарушение дозового баланса генов
➢В большинстве случаев вызывает спонтанные аборты
➢Однако с некоторыми вариантами анеуплоидии можно жить

8. АНЕУПЛОИДИЯ ПОЛОВЫХ ХРОМОСОМ

XXX – синдром трипло-X
• Женщины, нормальное физическое и психическое развитие, риск спонтанных выкидышей и
хромосомных патологий у потомства
OX - Синдром Тернера-Шерешевского:
• Женщины, нормальное интеллектуальное развитие, бесплодие, пороки развития внутренних
органов, недоразвитие вторичных половых признаков
XXY/XXXY - синдром Клайнфельтера
• Мужчины, некоторые женские вторичные половые признаки, бесплодие, низкий уровень
интеллектуального развития
https://dommedika.com/phisiology/1097.h
tml

9. АНЕУПЛОИДИЯ СОМАТИЧЕСКИХ ХРОМОСОМ

21 - синдром
Дауна
• Задержки
когнитивного развития
• Проблемы с речью
• Продолжительность
жизни (49 лет)
18 – синдром
Эдвардса
• Умственная отсталость
• Пороки органов
13 – синдром Патау
• Недоразвитость мозга
• Деформация черепа
• 95% умирают до года
• Менее 10% живут один
год
Больше
Моносомии соматических хромосом обычно нежизнеспособны - почему?
информации:

10. ХРОМОСОМНЫЕ ПЕРЕСТРОЙКИ

Следствия нарушения процессов
кроссинговера, мейоза или митоза
Болезни:
Делеция короткого плеча 5-ой
хромосомы – синдром кошачего крика
Робертсоновская транслокация (между
двумя акроцентричными хромосомами)
– риск несбалансированного генотипа у
детей
Робертсоновская
транслокация
(меньшая хромосома
теряется)
https://studopedia.org/2-

11. МУТАЦИЯ

- это стойкое изменение генотипа
От чего происходят мутации?
• Внешние мутагены: УФ-излучение, ионизирующее излучение,
экстремальная температура, химические мутагены, биологические
мутагены (вирусы)
• Внутренние мутагены: продукты обмена веществ, транспозоны
• Спонтанные мутации в ходе репликации, рекомбинации, репарации
ДНК
В среднем 60 новых мутаций на поколение!
https://postnauka.ru/video/2276
4

12. КАКИЕ БЫВАЮТ МУТАЦИИ?

Вспомним про генетический код! К чему может привести замена

13. МУТАЦИЯ ЗАМЕНЫ

Замена
Не
синонимичная
Нонсенс –
ранний стоп
кодон
Синонимичная –
(сеймсенс)
значение
кодона не
изменилось
Миссенс –
замена
аминокислоты

14. КАКИЕ БЫВАЮТ МУТАЦИИ?

Вспомним про генетический код! К чему может привести делеция или

15. ФРЕЙМШИФТ

Изменение рамки считывания.
Часто приводит к укороченному нефункциональному белку

16. КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ

Аморная мутация - нулевая мутация – полностью исчезает
активность продукта
Гипоморфная мутация – ослабление функции
Гиперморфная мутация – приобретение функции - усиление
синтеза белка или изменение его функции
Неоморфная мутация – приобретение новой функции

17. Моногенные заболевания

Наследуются согласно законам
Менделя
Кто помнит, что это?
Часто это нарушения метаболизма
https://licey.net/free/6-biologiya/73-genetika_i_selekciya_teoriya_zadaniya_otvety/stages/4393-tema_2_zakony_mendelya.html

18.

Почему это важно?

19. Некоторые моногенные заболевания

Муковисцидоз
Фенилкетонурия
Несиндромальная нейросенсорная тугоухость
И многие другие!
Мышечная дистрофия Дюшенна
Гемофилия А
Гемохроматоз
Дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы
Болезнь Тея-Сакса
Амилоидоз
Считаются редкими, но
суммарно затрагивают
больше людей, чем рак
и ВИЧ суммарно

20. УМЕЕМ ЛИ МЫ ЛЕЧИТЬ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ?

21. ДА! НАПРИМЕР, С ПОМОЩЬЮ БИОХИМИИ

Недостающий белок/продукт
можно восполнить искусственно
Ферменто-заместительная терапия
Гиперактивный белок можно ингибировать

22. ПРИМЕР БОЛЕЗНИ: ДЕФИЦИТ ГОРМОНА РОСТА

Симптомы: недостаток роста, задержка полового
развития, медленный рост волос и зубов, проблемы с
сердцем, быстрая утомляемость.
Может быть вызван мутациями генов HESX1 и LHX3,
контролирующими развития гипофиза - приводит к
недостатку гормона
Лечение: инъекции гормона роста
Однако! При мутации рецептора гормона роста такое
лечение будет неэффективно (нет лечения)
ГИПОФИЗ

23. … ИЛИ С ПОМОЩЬЮ ГЕННОЙ ТЕРАПИИ

1. Доставка в клетку конструкции из
нуклеиновых кислот, содержащей
недостающий ген.
➔ С помощью вирусных векторов
Больше информации: https://www.popmech.ru/science/237204-gennaya-terapiya-kak-lechat-geneticheskie-zabolevaniya/

24.

25. ПРИМЕР БОЛЕЗНИ: ГЕМОФИЛИЯ

Недостаточность фактора свертывания крови IX
На данный момент лечение – постоянные инъекции фактора
свертывания
Генная терапия на второй стадии клинических испытаний
• аминокислотная замена аргинина на лейцин в позиции 388 приводит
у увеличению активности фермента в 8-12 раз
• ввели вектор ААВ непосредственно в кровь
• ген встроился в клетки печени и печень начала выделять фактор
свертывания
Спустя 18 месяцев из 10 пациентов 8 больше не нуждаются в
https://nplus1.ru/news/2017/12/08/F9-clinical-trials

26. ПРИМЕР БОЛЕЗНИ: СИНДРОМ ДРАВЕ

Симптомы: судороги, спровоцированные высокой температурой,
задержка умственного развития, психозы, аномалии поведения
Летальность до 18%
Вызвано аморфными мутациями в гене SCN1A
SCN1A кодирует α1 субъединицу нейронального
потенциалзависимого натриевого канала (OMIM:182389)
Приём традиционных противоэпилептических препаратов может
быть противопоказан, нет возможности излечиться
http://npcmed.ru/wp-content/uploads/2016/12/Geneticheskaya-diagnostika-Sindroma-Drave.pdf

27.

Задача: добиться специфичной экспрессии гена SCN1A в ингибиторных
нейронах

28. CRISPR/Cas9

Бактериальный иммунитет
Разрезает ДНК в
соответствующем sgRNA месте
Может выключать гены
Добавление донорской ДНК
вставит ген
https://postnauka.ru/faq/59807

29. Генная терапия против рака

Генетически
модифицированная
аутологичная Т-клеточная
иммунотерапия
Терапии против Bлимфоцитарных лимфом
https://www.niioncologii.ru/science/protivorak-news/kymriah
https://www.fda.gov/NewsEvents/Newsroom/PressAnnouncements/ucm574058.htm

30. Генная терапия

+ Только один укол
+ Возможность лечить множество ранее неизлечимых болезней
- Иммунная реакция
- Отношение общества
- Сложность разработки
- Подбор дозы
- Интеграция в хромосому/потеря эпизомы
Больше информации:
https://youtu.be/Ez560GnkSrE
https://youtu.be/xOQFJJOBGM0

31. ПУТЬ К ЛЕЧЕНИЮ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

1.
2.
3.
4.
5.
Определить, что заболевание генетическое
Определить ген-причину
Определить белок-причину
Определить, что делает белок и в каких процессах участвует
Найти возможность нормализовать функции белка

32. Спасибо за внимание!

English     Русский Rules