Болезни, причиной которых является полиплоидия

-Триплоидии

-Тетраплоидии и т. д.
Причина — нарушение процесса мейоза вследствие мутации, в результате чего дочерняя половая клетка получает вместо гаплоидного 23 диплоидный 46 набор хромосом, то есть 69 хромосом у мужчин кариотип 69, XYY, у женщин — 69, XXX; почти всегда летальны до рождения.

48. Генные мутации. Классификация. Заболевания. Антимутационные барьеры и механизмы.
Генные точечные мутации — это изменения числа и/или последовательности нуклеотидов в структуре ДНК: вставки, выпадения, перемещения, замещения нуклеотидов в пределах отдельных генов, приводящие к изменению количества или качества соответствующих белковых продуктов.

Классификация:

1.Мутации, ведущие к изменению структуры гена:

-Замена одних оснований другими в смысловой части экзона дает 20% всех спонтанных мутаций. Происходит во время репликации ДНК.

-Изменение количества нуклеотидных пар, входящих в состав гена делеция, дупликация, ведет к сдвигу рамки считывания.

-Изменение порядка нуклеотидных последовательностей в пределах гена инверсия на 180 ведет к сдвигу рамки считывания.

-Точечные замены нуклеотидов на границе экзонинтрон могут быть причиной сплайсинговой мутации.

-Динамические мутации — нарастание триплетных поворотов в кодирующих и некодирующих участках гена.

2.Мутации, вызванные заменой азотистых оснований:

-Простые замены — транзиции.

-Перекрестные замены — трансверсии .

3.Мутации со сдвигом рамки считывания:

-Рамка считывания — это нуклеотидная последовательность, ктр. начинается с инициирующего кодона, структурного гена.

-Мутация со сдвигом рамки считывания — тип мутации в последовательности ДНК, для которого характерна вставка или делеция нуклеотидов, в количестве не кратном трем. В результате происходит сдвиг рамки считывания при транскрипции мРНК.

Следует различать мутацию сдвига рамки считывания, в которой происходит вставка или делеция нуклеотида, от однонуклеотидного полиморфизма, в котором происходит замена одного нуклеотида на другой.
Механизм действия:
В связи с триплетным характером генетического кода, вставка или делеция числа нуклеотидов, не кратных трем, приводит к сильному искажению информации в транскрибируемой мРНК. Также в результате может появиться стоп-кодон, что приводит к преждевременной терминации синтеза протеина.
Также может произойти и обратная ситуация, когда измененный стоп-кодон начинает кодировать какую-либо аминокислоту. Это приводит к аномальному удлинению полипептидной цепи. Когда делеция и вставка кодонов происходят друг за другом последовательно в одной и той же точке цепи кодонов в ДНК, это может привести к синтезу белка нужной длины, но с другой аминокислотой в измененном фрагменте. Это мутация — однонуклеотидный полиморфизм.

Заболевания:

-Серповидно — клеточная анемия.

-Муковисцедоз.

-Фенилкенотурия.

Антимутационные барьеры и механизмы:
Важное значение для ограничения неблагоприятных последствий генных мутаций имеют естественные антимутационные барьеры. Одним из них является парность хромосом в диплоидных наборах хромосом эукариот, которая препятствует проявлению рецессивных мутаций у гетерозиготных особей. Главным антимутационным барьером рассматривается выработавшая в процессе эволюции способность к репарации наследственного материала. Её сущность — в устранении из наследственного материала клетки изменённого участка.

Различают 3 системы репарации генетического материала:

-Эксцизионная репарация репарация путём вырезания:
Механизм эксцизионной репарации заключается в ферментативном разрушении изменённого участка молекулы ДНК с последующим восстановлением на этом отрезке нормальной последовательности нуклеотидов.

Такой механизм включает следующие этапы:

-разрыв спирали ДНК у места повреждения при участии эндонуклеаз

-удаление поврежденного участка с запасом в обе стороны с помощью эндонуклеаз;

-синтез при участии ДНК-полимеразы на месте дефекта нормального участка ДНК;

-сшивание последнего с образовавав-шимися концами спирали ДНК при помощи фермента ДНК-лигазы восстановление непрерывности ДНК.

-Фоторепарация — заключается в расщеплении ферментом дезоксирибо-пиримидинфотолиазой, активируемым видимым светом, циклобутановых димеров, возникающих в ДНК под действием ультрафиолетового излучения.

-Пострепликативная репарация — включается тогда, когда эксцизионная репарация не справляется с устранением всех повреждений, возникших в ДНК до её репликации. При репликации во второй спирали ДНК возникают бреши — однонитевые пробелы, соответствующие изменённым нуклеотидам первой спирали. Бреши заполняются участками цепи с нормальной последовательностью нуклеотидов уже в ходе пострешгикативной репарации при участии ДНК-полимеразы.

49. Методы изучения генетики человека. Генеалогический метод. Родословные при некоторых типах наследования. Значение для медицины.
Наследственность, присущее всем организмам свойство повторять в ряду поколений одинаковые признаки и особенности развития; обусловлено передачей в процессе размножения от одного поколения к другому материальных структур клетки, содержащих программы развития из них новых особей. Тем самым Н. обеспечивает преемственность морфологической, физиологической и биохимической организации живых существ, характера их индивидуального развития, или онтогенеза.

Цель изучения наследственности человека — выявление генетических основ заболеваний, поведения, способностей, таланта. Результаты генетических исследований: установлена природа ряда заболеваний наличие лишней хромосомы у людей с синдромом Дауна, замена одной аминокислоты на другую в молекуле белка у больных серповидно-клеточной анемии; обусловленность доминантными генами карликовости, близорукости.

Методы изучения генетики человека:
1. Генеалогический метод изучения наследственности человека — изучение родословной семьи с целью выявления особенностей наследования признака в ряду поколений. Выявлено: доминантный и рецессивный характер ряда признаков, генетическая обусловленность развития музыкальных и других способностей, наследственный характер заболеваний диабетом, шизофренией, предрасположенности к туберкулезу.
2. Близнецовый.
3. Цитогенетический.
4. Популяционно — статистический.
5. Метод генетики соматических клеток.
6. Биохимический.
7. Метод дерматоглифики.
8. Молекулярно — генетический.
9. Методы пренатальной диагностики.

Путем генеалогического метода исследования выявляется тип наследования признака. Может быть использован не только в диагностических целях, он позволяет прогнозировать вероятность проявления признака в потомстве и имеет большое значение в предупреждении наследственных болезней.

Составление родословной

Сбор сведений о семье начинается с человека, называемого пробандом. Обычно это больной с изучаемым забо­леванием. Дети одной родительской пары называются сибсами (братья-сес­тры). В большинстве случаев родо­словная собирается по одному или не­скольким признакам. Родословная мо­жет быть полной или ограниченной. Чем больше поколений прослежено в родословной, тем она полнее и тем вы­ше шансы на получение полностью до­стоверных сведений.

Сбор генетической информации проводится путем опроса, анкетирова­ния, личного обследования семьи. Оп­рос начинается обычно с родственни­ков по материнской линии: бабушки и дедушки по материнской линии, с ука­занием внуков, детей каждого ребенка бабушки и дедушки. В родословную вносят сведения о выкидышах, абор­тах, мертворожденных, бесплодных браках и др.

При составлении родословной ве­дется краткая запись данных о каждом члене рода с указанием его родства по отношению к пробанду. Обычно ука­зываются: фамилия, имя и отчество, дата рождения и смерти, возраст, наци­ональность, место жительства семьи, профессия, наличие хронических забо­леваний в семье, причину смерти умерших и др.

При составлении родословных применяют стандартные обозначения. Персона (индивидуум), с которого начинается исследование, называется пробандом (если родословная составляется таким образом, что от пробанда спускаются к его потомству, то ее называют генеалогическим древом). Потомок брачной пары называется сиблингом, родные братья и сестры – сибсами, кузены – двоюродными сибсами и т.д. Потомки, у которых имеется общая мать (но разные отцы), называются единоутробными, а потомки, у которых имеется общий отец (но разные матери) – единокровными; если же в семье имеются дети от разных браков, причем, у них нет общих предков (например, ребенок от первого брака матери и ребенок от первого брака отца), то их называютсводными.

Каждый член родословной имеет свой шифр, состоящий из римской цифры и арабской, обозначающих соответственно номер поколения и номер индивидуума при нумерации поколений последовательно слева направо. При родословной должна быть легенда, т. е. пояснение к принятым обозначениям. Фрагменты, родословных, иллюстрирующих наследование доминантных и рецессивных признаков, а также редких признаков приведены ниже (рис. 2, 3).

При близкородственных браках высока вероятность К обнаружения у супругов одного и того же неблагоприятного аллеля или хромосомной аберрации (рис. 4):

Приведем значения К [X–Y] для некоторых пар родственников при моногамии:

-К [родители–потомки]=К [сибсы]=1/2;

-К [дед–внук]=К [дядя–племянник]=1/4;

-К [двоюродные сибсы]= К [прадед–правнук]=1/8;

-К [троюродные сибсы]=1/32;

-К [четвероюродные сибсы]=1/128. Обычно столь дальние родственники в составе одной семьи не рассматриваются.

После сбора сведений составляют графическое изображение родослов­ной, используя систему условных обо­значений (рис. 2.1).

Выполняя эту работу, важно соблю­дать следующие правила:

-Составление родословной начи­нают с пробанда. Братья и сестры рас­полагаются в порядке рождения слева направо, начиная со старшего.

-Все члены родословной распола­гаются строго по поколениям в один ряд.

-Поколения обозначаются римски­ми цифрами слева от родословной сверху вниз.

-Арабскими цифрами нумеруется потомство одного поколения (один ряд) слева направо.

-В связи с тем, что некоторые бо­лезни проявляются в разные периоды жизни, указывается возраст членов се­мьи.

-Отмечаются лично обследован­ные члены родословной.

Графическое изображение родо­словной может быть вертикально-го­ризонтальным или расположенным по кругу (в случае обширных дан­ных). Схема родословной сопровож­дается описанием обозначений под рисунком, которое называется леген­дой.