- •Медицинская генетика
- •Оглавление:
- •Глава I: Краткая история медицинской генетики………………………….........6
- •Глава II: Нуклеиновые кислоты
- •2.3: Этапы реализации генетической информации
- •Глава III: Цитологические основы наследственности.
- •Глава IV: Закономерности наследования признаков
- •4.1: Основные понятия и термины современной генетики.
- •4.3: Закономерности наследования
- •Глава V: Особенности наследования признаков при отклонении
- •Глава VI: Генетические, биологические и
- •Глава VII: Медицинские аспекты изменчивости……………………………….95
- •Глава IX: Наследственные болезни человека………………………………..…121
- •Глава X: Профилактика наследственных заболеваний и
- •Глава XI: Значение знаний генетики для практической медицины……...…151
- •11.2: Биологические и социальные аспекты генетической
- •11.3: Достижения генетики в диагностике
- •Введение
- •Краткая история медицинской генетики.
- •Глава II Нуклеиновые кислоты. Генетический код. Программирование синтеза белка в клетке.
- •2.1 Открытие нуклеиновых кислот. Доказательства роли днк.
- •2.2.Строение нуклеиновых кислот.
- •2.3 Этапы реализации генетической информации. Транскрипция. Процессинг.
- •2.4. Генетический код. Свойства кода.
- •2.5 Трансляция. Биосинтез белка.
- •2.6 Репарационные процессы днк.
- •2.7 Задачи по молекулярной генетики:
- •2.8 Алгоритм решения типовых задач
- •Цитологические основы наследственности. Метафазные хромосомы. Кариотип человека.
- •3.1 Наследственное вещество клетки
- •3.2.Правила хромосом. Кариотип человека.
- •Слева — женщины, справа — мужчины; вверху — хромосомные комплексы, внизу — идиограммы
- •3.3. Гетеро-, эухроматин и половой хроматин
- •Глава IV Закономерности наследования признаков при моно- ди- и полигибридном скрещивании.
- •4.1. Основные понятия и термины современной генетики. Влияние генотипической среды и факторов внешней среды на проявление признаков.
- •4.2. Плейотропное (множественное) действие генов.
- •4.3 Закономерности наследования при моногибридном скрещивании
- •I закон: Закон единообразия гибридов I поколения:
- •II закон: Закон расщепления:
- •4.4. Закономерности при ди- и полигибридном скрещивании
- •4.5 Задачи по теме: «Закономерности наследования»
- •4.6 Алгоритм решения типовых задач
- •Глава V Особенности наследования признаков при отклонении от закономерностей законов Менделя
- •5.1 Множественный аллелизм.
- •5.2. Промежуточное наследование
- •5.3. Эпистатическое взаимодействие генов
- •5.4. Комплементарное взаимодействие генов
- •5.5. Полимерное взаимодействие генов
- •5.6. Сцепленное наследование
- •5.7. Нарушение полного сцепления
- •5.8 Задачи по теме: «Особенности наследования признаков при отклонених от закономерностей наследования»
- •5.9 Алгоритмы решения типовых задач
- •1. Определите вероятность заболевания детей в семье, где один из супругов гетерозиготен, а другой нормален в отношении анализируемого признака.
- •2. Определите вероятность заболевания детей от брака двух гетерозиготных родителей.
- •Глава VI Генетические, биологические и социальные аспекты пола.
- •6.1 Генетика и биология пола
- •6.2 Половые генетические аномалии.
- •6.3 Соматические половые аномалии
- •6.4 Задачи по теме «Генетика пола»
- •6.5 Алгоритм решения типовых задач
- •Глава VII Медицинские аспекты изменчивости
- •7.1 Модификационная изменчивость.
- •7.2 Комбинативная изменчивость
- •7.3 Мутационная изменчивость. Классификация мутиций.
- •I. По причинам: спонтанные и индуцированные.
- •II. По мутировавшим клеткам: генеративные и соматические.
- •III. По изменению генетического материала мутации подразделяют на следующие: генные, хромосомные перестройки, геномные.
- •IV. По изменению фенотипа:
- •V. По исходу для организма:
- •Глава VIII Генетика человека
- •8.1 Методы изучения генетики человека.
- •8.2 Графическое изображение родословных
- •8.3 Типы наследования. Критерии наследования
- •8.4. Задачи по теме: «Генетика человека»
- •8.5. Алгоритм решения типовых задач
- •Глава IX Наследственные болезни человека
- •9.1 Классификация Наследственных болезней
- •9.2 Врожденные заболевания
- •9.3 Хромосомные болезни
- •9.4 Синдромы с числовыми аномалиями половых хромосом.
- •9.5 Синдромы с числовыми аномалиями аутосом
- •9.6 Генные болезни
- •Глава X Профилактика наследственных заболеваний и врожденных пороков развития
- •10.1 Медико-генетическое консультирование
- •10.2 Основные принципы консультирования
- •10.3 Этапы консультирования
- •10.4 Методы пренатальной диагностики.
- •Глава IX Значение знаний генетики для практической медицины
- •11.1 Генная и клеточная инженерия. Биотехнология.
- •11.2 Биологические и социальные аспекты генетической экспертизы
- •11.3 Достижения генетики в диагностике и профилактикенаследственной патологии
- •Список литературы
5.7. Нарушение полного сцепления
Д ля изучения неполного сцепления из F1 были выбраны самки (генотип). У самок во время гаметогенеза происходит кроссинговер. Поэтому дигетерозиготная особь образует дополнительные, т.е. кроссоверные сорта гамет. Вероятность их образования обусловлена вероятностью кроссинговера, т.е. зависит от расстояния между генами в группе сцепления.
P 2 х
G ; ; ;
F2 ; ; ;
сер. дл. чёрн. дл. сер.кор. . чёрн. кор
41,5% 8,5% 8,5% 41,5%
рекомбинантные особи |
Процесс кроссинговера играет одну из ключевых ролей в развитии комбинативной изменчивости и является движущим фактором эволюции. В отношении отдельных идвидуумов, явление рекомбинации генов формирует уникальность фенотипа.
Таким образом, в результате кроссинговера, происходящего в профазе I первого мейотического деления образуются рекомбинантные типы гамет, процентный состав которых зависит от расстояния между неаллельными генами (в данном случае 17 морганид).
Примером тесного сцепления генов у человека является наследование катаракты и полидактилии. Гены гемофилии и дальтонизма локализованы в Х- хромосоме на расстоянии 9,8 морганид (М), т.е. подвергаются кроссинговеру, поэтому наследуются как неполностью сцепленные. Аутососмные гены резус-фактора и формы эритроцитов, расположенные друг от друга на расстоянии 3М и так же является примером неполного сцепления. Гены дефекта ногтей и коленной чашечки и групп крови сцеплены и находятся друг от друга на расстоянии 10М. Гены ночной слепоты и общей слепоты локализованы в одной хромасоме на расстоянии 50М.
Наибольшее число генов удалось локализовать в X-хромосоме. Здесь их известно 95. В первой хромосоме известно 24 гена. Гены, определяющие группы крови по системе АВО, локализованы в 9-й хромосоме, определяющие группы крови по системе MN - во второй; ген Rh - фактора - в первой. В этой же хромосоме расположен ген, определяющий форму эритроцитов. В настоящее время полностью картированы 11; 17; 19; 21 и Х – хромосома человека. Составляется хромосомная карта 3-ей хромосомы.
Составление хромосомных карт человека, определение локализации патологических генов в хромосомах имеет большое значение для диагностики и профилактики наследственных заболеваний человека.
Результатом многолетних исследований (1911-1926) американских генетиков во главе с Т.Морганом явилась хромосомная теория наследственности. Основными ее положениями являются:
1. Каждый ген занимает в хромосоме определённое место – локус.
2. Гены в хромосоме расположены линейно в определенной последовательности.
3. Различные хромосомы содержат неодинаковое число генов. Набор генов каждой негомологичной хромосомы уникален.
4. Гены одной хромосомы образуют группу сцепления и наследуются вместе, т.е. сцеплено.
5. Число групп сцепления равно числу хромосом в гаплоидном наборе, (у дрозофилы их четыре, у кукурузы - 10, у мыши - 20, у человека: 23- группы сцепления у женщин и 24 - у мужчин).
6. Между гомологичными хромосомами может происходить обмен аллельными генами, т.е кроссинговер.
7. Частота кроссинговера прямо пропорциональна расстоянию между генами в группе сцепления.
8. За единицу расстояния между генами в группе сцепления принята особая единица - морганида (М).
1М=1% кроссинговера.
Сцепленное наследование и наследование через гены цитоплазмы не вписывается в рамки законов, открытых Г. Менделем. Эти проблемы составляют особую часть фундаментальных основ классической генетики. Их изучение, возможно, не сулит сиюминутной выгоды, однако имеет большие перспективы в области генетической инженерии, картирования хромосом, позволяет решать стратегические задачи профилактики и коррекции наследственных заболеваний человека. Изучение гибридологических и цитологических аспектов сцепления генов и кроссинговера даёт неопровержимые доказательства хромосомной теории наследственности, позволяет проникнуть в тонкое строение ядра и хромосом, показывает биологический смысл кроссинговера. Сведения, полученные при изучении процессов рекомбинации открывают путь к познанию сложной структуры гена, что имеет большое значение для развития молекулярной генетики. Исследование процессов обмена генетической информацией посредством кроссинговера позволяет установить один из источников комбинативной изменчивости, представляющей важнейший фактор эволюции. Результаты теоретического и экспериментального изучения сцепленного наследования имеет большое значение для решения многих проблем генетики человека и медицинской генетики.
Для человека уже определены все группы сцепления и полностью составлены генетические карты 11, 17, 19, 21 и X – хромосом. Установлена локализация многих генов, контролирующих развитие нормальных и патологических признаков. Так ген, определяющий резус – принадлежность локализован в 1-ой хромосоме, ген повышенной чувствительности к палочке Коха – в 16, гены, контролирующие синтез поверхностных эритроцитарных агглютиногенов – в 9-ой хромосоме и т.д. Хромосомная теория Т. Моргана подчёркивает факт размещения наследственного материала в хромосомах клеточного ядра. Однако, по мере развития генетики накопились данные, свидетельствующие о роли цитоплазмы в передаче наследственной информации. По материнскому типу наследуется целый ряд признаков: устойчивость к антибиотикам и другим лекарственным веществам у бактерий, пестролистность у герани, направление завитка раковины у прудовика (улитки) и даже некоторые заболевания у человека – например митохондриальные миопатии и энцефалопатии, атрофия зрительного нерва Лебера. В настоящее время разработаны критерии, позволяющие идентифицировать тип наследования через гены цитоплазмы для ряда наследственных заболеваний человека. Это имеет большое практическое значение для уточнения диагноза, назначения адекватного лечения и определение прогноза относительно потомства.
Изучение ДНК-содержащих структур цитоплазмы – плазмид и эписом – имеет огромное значение для генетической инженерии, так как позволят манипулировать генами и создавать такие генотипы, которые выгодны человеку. Благодаря использованию свойств плазмид, в ДНК кишечной палочки был введён ген человеческого инсулина и налажено производство этого гормона для лечения больных сахарным диабетом. Несомненно, что ДНК органелл и плазмид цитоплазмы после тщательного изучения и картирования будет ещё более широко применяться для решения проблем медицинской генетики.