- •Часть III.
- •Часть III. Генетика и медицина.
- •1.Мутации. Мутагены и антимутагены.
- •1.1. Мутации и мутагены.
- •1.1.1.Физические мутагены.
- •1.1.2.Биологические мутагены.
- •1.1.3. Химические мутагены.
- •1.2.Антимутагены.
- •2.1.Классификация болезней.
- •2. Наследственные болезни. Фенокопии.
- •2.2. Признаки наследственного характера патологии.
- •2.2.1. Врожденный характер клинических проявлений заболевания.
- •2.2.3. Асимметрия частей тела.
- •2.2.4. Наличие сходных признаков у родственников пациента.
- •2.2.5. Наличие менделевского наследования в семье.
- •2.2.6. Хронический характер течения патологического процесса.
- •2.2.7. Плейотропное действие генов.
- •2.2.8. Устойчивость к традиционным методам лечения.
- •2.3.Практическая диагностика наследственных болезней
- •2.4.Сложности при постановке диагноза.
- •2.4.1. Клиническое сходство наследственных и ненаследственных болезней.
- •2.4.2. Клинический полиморфизм наследственных болезней.
- •2.5.Изучение генома человека.
- •3.1.Цитогенетические методы.
- •3.1.1. Классическая цитогенетика.
- •3.2.Молекулярно-генетические методы.
- •3.2.1.Этап выделения днк.
- •3.2.2. Этап проведения пцр.
- •3.2.4. Этап секвенирования днк.
- •3.2.5.Этап анализа полиморфизма длины рестрикционных фрагментов (пдрф).
- •3.2.6. Метод серийного анализа генетической экспрессии (днк-микрочиповая технология, sage)
- •Часть IV.
- •Часть IV. Генетика и медицина.
- •4. Молекулярная и предиктивная медицина.
- •4.1 Молекулярная медицина.
- •4.2.Предиктивная медицина – задачи и проблемы.
- •4.3.Профилактика наследственной патологии в России.
- •4.4.Методы пренатальной диагностики.
- •4.5.Уровни лечения наследственных болезней.
- •4.6. Практические подходы к лечению хореи Гентингтона.
- •5.Животные (анимальные) модели.
- •5.1. Изучение механизмов старения и канцерогенеза.
- •5.1.1.Трансгенные животные с дополнительными копиями генов гормона роста человека или животных.
- •5.1.2.Мыши с генетическим ожирением (ob/ob).
- •5.1.3.Мыши с ускоренным старением (sam).
- •5.1.4.Мыши с мутацией гена klotho (kl/kl).
- •5.1.5.Мыши с нокаутными генами p53 и rb («gene knockout»).
- •5.1.6.Трансгенные мыши с геном рака молочной железы человека.
- •5.1.7.Генетические модификации, замедляющие старение у мышей.
- •5.2.Изучение психических болезней человека.
- •5.2.1.Модель кататонии.
- •5.2.2.Модель болезни Альцгеймера.
- •6.Причины старения.
- •6.1.Прогерии.
- •6.2.Гены-кандидаты долголетия у человека.
- •6.3.Молекулярные механизмы старения.
- •6.3.1.Метилирование и деметилирование днк.
- •6.3.2.Гликозилирование белков.
- •6.3.3.Частота мутаций.
- •6.3.4.Репарация днк.
- •6.3.5.Ацетилирование гистонов.
- •6.3.6.Окислительный стресс.
- •6.3.7.Нарушения в мтДнк.
- •6.4.Клеточное старение.
- •7.Тестирование лекарственных препаратов.
- •7.1.Традиционный цитогенетический анализ.
- •7.1.1. Анафазный метод.
- •7.1.2.Методика учета частоты мутаций и статистическая обработка.
5.Животные (анимальные) модели.
Возможность использовать животных в качестве моделей для изучения наследственных болезней человека основана на законе гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И.Вавилова. Исходя из этого закона, можно искать или вызывать сходные мутации у особей эволюционно близких видов. К таким видам относят, например, виды человек разумный и мышь домовая. Несмотря на внешнее несходство, оба эти вида имеют большие участки гомологии в своих геномах, что позволяет изучать на мышах как наследственные заболевания человека, так и действие лекарственных препаратов.
Ранние работы были основаны на выявлении спонтанных мутации у мышей и их закреплении путем инбридинга, что приводило к созданию гомозиготных по этим мутациям линий животных. В настоящее время существует возможность целенаправленного конструирования генетических модельных линий мышей с заранее известным генетическим дефектом путем трансгеноза, то есть искусственного введения чужеродного генетического материала в оплодотворенную яйцеклетку или ранние зародыши экспериментальных объектов. Получающиеся в результате подобных манипуляций трансгенные линии животных являются идеальными экспериментальными системами для изучения функций отдельных генов и оценки их биологического действия на организм.
На первых этапах исследований трансгенные модельные линии получали путем прямых микроинъекций рекомбинантных ДНК в ядра оплодотворенных яйцеклеток. Одновременно была разработана методика получения зародышей-химер, состоящих из клеточных клонов, полученных из разных зигот.
Значительный прогресс в изучении молекулярной природы наследственных болезней человека связан с возможностью конструирования и генетического анализа трансгенных линий мышей с сайт - специфической модификацией определенного гена. Техника трансгеноза позволяет направленно разрушать гены и получать так называемые «нокаут»-линии (метод «gene knockout»). Технология «gene knockout» основана на выключении гена либо путем инсерций и делеций, сдвигающих рамку считывания, либо путем введения стоп-кодонов с последующим отбором клеток по селективным маркерам.
Подобные модельные линии мышей сконструированы практически для всех известных генов, ассоциированных с наследственными заболеваниями человека. Кроме того, подобные методические разработки заложили фундамент для скрининга биомишеней, пригодных для создания принципиально новых лекарственных препаратов, а также для развития генной терапии – лечения с использованием смысловых или регуляторных последовательностей ДНК.
5.1. Изучение механизмов старения и канцерогенеза.
5.1.1.Трансгенные животные с дополнительными копиями генов гормона роста человека или животных.
У таких животных наблюдаются признаки преждевременного старения, а продолжительность жизни в 2 раза меньше, чем у мышей дикого типа (нормальная продолжительность у мышей 3,5 года). При этом в организме мышей увеличивается интенсивность образования свободных радикалов, снижается активность каталазы, быстрее достигается половая зрелость и прекращается размножение, а также быстро стареет нервная система (в т.ч. снижается память и нарушается способность к обучению).