5 Метод дерматоглифики.

Дерматоглифика - раздел генетики, изучающий наследственные обусловленные рельефы кожи на пальцах, ладонях и подошв стоп. На этих частях тела имеются эпидермальные выступы - гребни, которые образуют сложные узоры. Рисунки кожных узоров строго индивидуальны и генетически обусловлены. Процесс образования капиллярного рельефа происходит в течение 3-6 месяцев внутриутробного развития. Механизм образования гребней связан с морфогенетическими взаимоотношениями между эпидермисом и нижележащими тканями.

Гены, обеспечивающие формирование узоров на подушечках пальцев, участвуют в регуляции насыщения жидкостью эпидермиса и дермы. Выделяют три основных типа узоров на подушечках пальцев. Частота встречаемости узоров: дуги - у 6%, петли - около 60%, завитки - 34%. Количественным показателем дерматоглифики является гребневой счет (число папиллярных линий между дельтой и центром узора; дельта - пункты сближения папиллярных линий, образующих фигуру в виде греческой буквы дельта Δ).

Ладонный рельеф (пальмоскопия) более сложный. В нем выявляют ряд полей подушечек и ладонных линий. Кожные узоры наследственно обусловлены. Гребневой рельеф кожи наследуется полигенно.

На формирование дерматоглифических узоров могут оказывать некоторые повреждающие факторы на ранних стадиях эмбриогенеза (например, внутриутробное действие вируса краснухи дает отклонение в узорах сходные с болезнью Дауна).

Метод дерматоглифики используется в клинической генетике в качестве дополнительного подтверждения диагноза хромосомных синдромов с изменением кариотипа.

6 Методы генетики соматических клеток (простое культивирование, гибридизация, клонирование, селекция).

Задачи: изучение устойчивости клеток к мутагенам, ядовитым веществам, вирусам, проверка лекарственных препаратов.

7 Популяционно-статистический метод. Закон Харди-Вайнберга.

Основан на изучении частоты встречаемости аллелей в различных популяциях. В его основе лежит закон Харди-Вайнберга. С помощью этого метода оценивается степень гомо- и гетерозиготности в популяциях. Исследование частоты распределения генов имеет важное значение для анализа распространения наследственных болезней человека. Известно, что подавляющее число рецессивных аллелей представлено в гетерозиготном состоянии. Закон Харди-Вайнберга позволяет выявить частоту носительства патологического гена.

8 Методы пренатальной диагностики

Это дородовое определение врожденной или наследственной патологии у плода. Показания для проведения: наличие в семье точно установленного наследственного заболевания, возраст матери старше 35 лет и отца старше 45 лет, наличие у матери Х-сцепленного рецессивного паталогического гена, беременные имеющие в анамнезе спонтанные аборты и мертворождения, наличие структурных перестроек хромосом у одного из родителей, гетерозиготность обоих родителей при аутосомно-рецессивных заболеваниях.

Используются неинвазивные и инвазивные методы. Неинвазивные — УЗИ (диагностика пороков развития конечностей, дефекты невральной трубки, передней брюшной стенки, микроцефалия, пороки сердца, аномалии почек), определение фетопротеина (являются просеивающими для выявления врожденных пороков развития). Инвазивные — Амниоцентез (получение амниотической жидкости путем пункции амниотического мешка через переднюю брюшную стенку или влагалище. Клетки плода культивируются для последующей диагностики), Хорионбиопсия (анализ клеток ворсин хориона), Кордоцентез (взятие крови из пупочной вены плода с последующим культивированием).

Л 7 Виды изменчивости и виды мутаций у человека. Факторы мутагенеза.

Наследственность - это способность организма сохранять и передавать свои признаки и особенности потомству. Явления наследственности и изменчивости лежат в основе всех жизненных проявлений. Наследственность обеспечивает сходство морфологических характеристик, механизмов развития и жизнедеятельности, а структурно-функциональное разнообразие особей любого вида зависит от другого фундаментального свойства живых организмов — изменчивости. Изменчивость – это способность организмов отличаться от своих родителей и приобретать новые признаки и свойства. Процессы, определяющие изменчивость, неоднородны. Одни из них могут проявляться только в виде вариации признаков, т. е. только как изменение признака; другие затрагивают генетический аппарат. Соответственно этому выделяют фенотипическую (ненаследственную) и генотипическую (наследственную) изменчивость.

I Ненаследственная (фенотипическая). Изменчивость, при которой генотип не изменяется и по наследству она не передается. Они касаются только признаков индивида и происходят под действием факторов внешней и внутренней среды. Подобные изменения не передаются по наследству, даже если они обусловлены постоянным воздействием на протяжении исторически длительного времени. Например, у некоторых народов известны ритуалы, связанные с нанесением специфических повреждений: протыкание носовой перегородки или губ, удаление зубов (клыков), уродование ступней или костей черепа. Подобные изменения не наследуются.

Степень вариабольности признака под влиянием факторов внешней среды характеризуется нормой реакции. Она обозначает в каких пределах может изменяться признак под воздействием внешней среды. Все признаки условно делят на 2 группы:

1. с широкой (в сильной степени меняются при условиях окружающей среды)

2. с узкой нормой реакции (в малой степени зависят от условий).

Если изменения признака являются реакцией на действие определенного фактора и по выраженности не выходят за пределы нормы реакции, то такие изменения называют модификационными. Наиболее четко модификационная изменчивость проявляется как реакция организма на изменения факторов среды: например, географических условий проживания, интенсивности солнечной радиации, характера питания и т.д. Модификационная изменчивость имеет адаптивное (приспособительное) значение.

В некоторых случаях среда так воздействует на организм человека, что проявляется действие гена, которого нет в генотипе. Такое состояние получило название «фенокопия». Термин «фенокопия» был предложен для обозначения признаков, болезней или пороков развития, возникающих под воздействием определенных условий среды, но фенотипически (клинически) похожих на такие же состояния, обусловленные генетическими факторами  мутациями. Таким образом, фенокопия — это признак, развивающийся под действием средовых факторов, но лишь копирующий наследственно обусловленный признак. Например, загорелые, но наследственно светлокожие индивиды представляют собой как бы «копии» генетически темнокожих людей. Слепота, обусловленная помутнением хрусталика глаза (катаракта), может быть вызвана механическими повреждениями, или действием ионизирующего излучения, или в результате внутриутробного поражения вирусом краснухи. Но развитие катаракты может вызвать специфический ген без какого-либо дополнительного внешнего воздействия на организм. Слабоумие может быть обусловлено специфическим генотипом (например, генной или геномной мутацией), но может развиться при отсутствии йода в рационе ребенка или в результате повреждающего воздействия цитомегаловирусной инфекции на мозг плода во время внутриутробного развития.

II Наследственная (генотипическая) имеет отношение к изменениям в генотипе, такая изменчивость передается по наследству. Наследственную изменчивость подразделяют на мутационную и комбинативную.

1. Комбинативная. Сами гены не меняются, но у потомка возникают новые сочетания генов, полученных от родителей. Обеспечивается путем случайностью слияния яйцеклетки и сперматозоида (100 000 ооцитов и 120 млн сперматозоидов), независимым расхождением хромосом в гаметы при мейозе (Известно, что в геноме; человека содержится примерно 30-40 тыс. генов. Около трети всех  генов имеют более чем один аллель, т. е. являются полиморфными, Однако даже при наличии лишь небольшого числа локусов, содержащих по нескольку аллелей, только при рекомбинации (вследствие перемешивания генных комплексов) возникает колоссальное множество уникальных генотипов. Так, только при 10 генах, содержащих по 4 аллеля каждый, теоретическое число уникальных диплоидных генотипов составляет 10 миллиардов! Поскольку около одной трети генов в геноме человека являются полиморфными, то только за счет рекомбинации создается неисчерпаемое генетическое разнообразие человека) и кроссинговером.

2. Мутационная. Внезапные скачкообразные изменения генов или хромосом, которые приводят к появлению нового признака, передающегося по наследству. Мутационная изменчивость обусловлена мутациями (от лат. mutatio — изменение, перемена).

Мутационная теория зародилась в начале 20-го века в работах Г. де Фриза (1901-1903). Суть мутационной теории де Фриза сводится к следующим положениям:

1 Мутации возникают внезапно

2 Мутации как правило представляют собой качественные изменения и не образуют непрерывных вариационных рядов

3 Мутации могут идти в различных направлениях, поэтому бывают как полезные и нейтральные, так и вредные ( 1 к 1000)

4 Мутации возникают с низкой частотой, а поэтому вероятность обнаружения мутации зависит от числа исследованных особей

5 Сходные мутации могут возникать повторно

Мутагенные факторы делятся на 3 группы:

• Физические (все виды радиации, рентгеновское и УФ излучение, ультразвук) провоцирует мутации и в половых и в соматических клетках.

• Химические (диэтилсульфат, нитрозоэтилмочевина, нитрозометилмочевина, алкоголь, наркотики, кофеин, пищевые добавки, противоопухолевые лекарства)

• Биологические (вирусы, стрессы, старение, гормоны)

Известно много принципов классификации мутаций. Фактически все авторы отмечают, что очень трудно создать хорошую классификацию мутаций, и что все существующие классификации очень схематичны.

По характеру воздействия на генотип:

• Генные мутации или точечные. Происходит изменение порядка нуклеотидов. Возникают наиболее часто. Например сдвиг рамки считывания, транзиция, трансверсия.

• Хромосомные перестройки. Связаны с изменением структуры хромосом. Например делеция, дупликация, инверсии, транслокации, транспозиции. (Тимолянова стр. 171)

• Геномные мутации. Характеризуются изменением числа хромосом. Например полиплоидия, анеуплоидия, гаплоидия.

В зависимости от локализации:

• Генеративные, т.е. индуцированные в половых клетках. Т.е. Передаются по наследству. Генеративная мутация может возникнуть на любом этапе развития половых клеток. Если такая мутация возникает на ранних стадиях развития клеток зародышевого пути, она размножится во многих клетках, число которых будет пропорционально числу клеточных делений после возникновения мутации. В результате эта мутация будет представлена многими копиями, которые в совокупности называют пучком мутаций. Мутации, возникшие на последних этапах развития половых клеток, в сперматозоидах и яйцеклетках, только в этих клетках и представлены.

• Соматические, индуцированные в соматических клетках. Наследуются только при бесполом размножении. Проявление мутантного фенотипа соматических мутаций также сильно зависит от стадии, на которой произошла мутация. Чем раньше мутация возникает, тем больший эффект она вызывает. Не исключено, что соматические мутации имеют отношение к процессам старения человеческого организма, т.к. с возрастом может происходить накопление физиологических мутаций.

Одним из механизмов, приводящих к развитию злокачественных заболеваний человека являются мутации онкогенов. Онкогены — это гены, участвующие в процессе опухолевоо перерождения клеток. Мутации этих генов приводят к трансформации клеток в опухолевые, которые способны к неограниченному делению.