Наследственные заболевания человека

ПЛАН.

 

 

Введение

 

Предмет и методы антропогенетики  и медицинской генетики.

 

Организация наследственного  аппарата клеток человека (уровни организации: генный, хромосомный, геномный).

 

Мутационный процесс и  наследственные заболевания человека:

 

а) механизм генных мутаций. Болезни обмена веществ и молекулярные болезни человека. Наследование генных аномалий;

 

б) хромосомные мутации, их разнообразие и проявление в форме  синдромов;

 

в) геномные мутации и их последствия.

 

Факторы, вызывающие мутации  наследственного аппарата.

 

Значение диагностики  и лечение от наследственных болезней.

 

Медико-генетическое консультирование в профилактике наследственных заболеваний.

 

 

 

1.Введение.

 

Заглядывая в будущее, можно с уверенностью сказать  о по истине фантастических перспективах преобразования живых организмов на основе знаний закономерности наследственности.

 

Генетика в основе своей  – наука о наследственности. Она  имеет дело с явлениями наследственности, которые были объяснены Менделем и его ближайшими последователями. Очень важной проблемой является изучение законов, по которым наследуются  болезни и различные дефекты  у человека. В некоторых случаях  элементарные знания в области генетики помогают людям разобраться, имеют  ли они дело с наследуемыми дефектами. Знание основ генетики даёт уверенность  людям, страдающим недугами, не передающимися  по наследству, что их дети не будут  испытывать аналогичных страданий.

 

Развитие генетики для  изучения проблем человека связана с ее общими научными успехами и с тем, что эти успехи начинают занимать большое место в идущей научно-технической революции. Развитие генетики имеет важное значение для познания явлений жизни и в том числе для медицины. Генетика – это фундамент медицины. Задача состоит в том, чтобы генетическая программа каждого человека была бы полноценной и высокоактивной во всех клетках человека. Важнейшей является и проблема генетической информации людей. Генетическая информация людей – это самое драгоценное естественное достояние страны, которое нужно беречь несравнимо в большей степени, чем нефть, руды, газ, каменный уголь и другие ресурсы. В России разрабатывается система генетической службы, которая позволит следить за процессами, идущими в наследственности людей, прогнозировать эти процессы. Эта работа выполняется в Институте общей генетики Академии наук Российской Федерации.

 

В данном реферате поставлена цель проанализировать работы, посвященные исследованию наследственных заболеваний человека.

 

Учитывая, что данная проблема широко исследуется в современной  науке и касается очень многих вопросов, в реферате поставлены следующие  задачи:

 

Определение предмета и методов  антропогенетики и медицинской  генетики.

 

Исследование организации  наследственного аппарата клеток человека (уровней организации: генного, хромосомного, геномного).

 

Изучение мутационных  процессов и наследственных заболеваний  человека.

 

Выяснение факторов, вызывающих мутации наследственного аппарата.

 

Определение значения диагностики  наследственных заболеваний и роли медико-генетических консультаций в  профилактике наследственных заболеваний.

 

 

^ 2.Предмет и методы  антропогенетики и медицинской  генетики.

 

Формирование, эволюция и  становление вида Homo sapiens происходили, как и у всех обитателей нашей  планеты, под влиянием обычных факторов микроэволюции, при ведущем участии  естественного отбора, действующего на элементарный эволюционный материал – мутации и их комбинации.

 

Наследственность человека подчиняется тем же биологическим  закономерностям, что и наследственность всех живых существ. У человека, как  и у других организмов, размножающихся половым путём, встречаются доминирующие и рецессивные признаки. В формировании каждого фенотипического свойства или признака человека также участвует  как наследственность, так и среда.

 

Наследственность человека изучает наука антропогенетика (от греч. антропос – человек). Часть антропогенетики, занимающаяся изучением наследственных болезней, нормальных и патологических свойств крови, наряду с генетикой патогенных микроорганизмов продуцентов антибиотиков входит в состав медицинской генетики.

 

Современная антропогенетика  вооружена рядом методов, позволяющих  проследить некоторые закономерности передачи признаков по наследству. Это способствует установлению диагноза, позволяет бороться с болезненными состояниями и даёт возможность  произвести генетическую консультацию лицам, в ней нуждающимся.

 

Существуют разнообразные  методы, изучающие наследственность человека. Это генеалогический, близнецовый  и популярно-статический методы, предложенные в конце прошлого столетия Ф. Гальтоном. В наши дни пользуются так же цитологическими, онтогенетическими, дерматоглифическими, молекулярно- генетическими, а так же другими методами.

 

^ Генеалогический метод позволяет преодолеть сложности, возникающие в связи с невозможностью скрещивания и малоплодностью человека. Если есть родословные, то можно, используя суммарные данные по нескольким семьям определить тип наследования (доминантный, рецессивный, сцеплённый с полом, аутосомный) признака, а также его моногенность или полигенность.

 

Так, доминантный признак  «габсбургская губа» (толстая выпяченная нижняя губа) прослеживается в династии Габсбургов, начиная с XV в. Аналогичное  наследование легко выявляется для  признака брахидактилия или короткопалость, вследствие недоразвития (срастания) концевых фаланг. По доминантному типу наследуя такой дефект, как ахондроплазия  – карликовость, связанная с резким укорочением конечностей и др.

 

^ Близнецовый метод используется  для выяснения степени наследственной  обусловленности исследуемых признаков.  Явление полиэмбрионии известно  у некоторых животных. Оно характеризуется  появлением нескольких идентичных, или однояйцовых близнецов (ОБ) – многозиготных близнецов. Наряду  с такими ОБ существуют разнояйцовые близнецы (РБ), рождающиеся при оплодотворении одновременно созревающих яйцеклеток. Если ОБ как результат кланового размножения одной оплодотворённой яйцеклетки всегда идентичны по полу и очень похожи, часто практически неразличимы, то РБ могут иметь как одинаковый, так и разный пол. Встречаются РБ, сильно различающиеся по внешним признакам, как различаются особи, возникшие в результате самостоятельных случаев оплодотворения. В этом случае РБ представляют результат расщепления при скрещивании.

 

Близнецовый метод основан  на трёх положениях:

 

ОБ имеют идентичные генотипы, а РБ различные генотипы.

 

Среда, в которой развиваются  близнецы и под действием которой  появляются различия признаков у  ОБ, может быть одинаковой и неодинаковой для одной и той же пары ОБ.

 

Все свойства организма определяются взаимодействием только двух факторов: генотипа и среды.

 

ОБ и РБ обычно сравнивают по ряду показателей на большом материале. На основе полученных данных вычисляют показатели конкордантности (частоты сходства) и дискордантности (частоты различий).

 

^ Цитогенетический метод.  Довольно большое число трудно  отличимых друг от друга (в  пределах групп) хромосом создавали  трудности в применении цитологического  метода и в развитии цитогенетики  человека. Разработка методов дифференциальной  окраски упростила проблему идентификации  всех хромосом человека. Благодаря  культивированию клеток человека  в vitro можно получать достаточно  большой материал для описания  цитологических особенностей исследуемого  индивидуума. Для этого обычно  используют кратковременную культуру  лейкоцитов периферической крови.

 

Цитологический метод  приобрёл большое значение в связи  с возможностями, которые открыла  гибридизация соматических клеток. Получение  гибридов между соматическими клетками человека и мыши позволяет в значительной степени преодолеть проблемы, связанные  с невозможностью скрещиваний и  картировать многие гены, контролирующие метаболизм клетки.

 

^ Популяционный метод,  или методы генетики популяций  широко применяются в исследованиях  человека. Он даёт информацию  о степени гетерозиготности и  полиморфизма человеческих популяций,  выявляет различия частот аллей  между разными популяциями. Так,  хорошо изучено распространение  аллей системы групп крови  АВО. Различную концентрацию конкретных  аллей локуса 1 связывают с известными  данными о чувствительности разных  генотипов к инфекционным болезням. Это помогает понять направление  эволюции и отбора, действовавшего  в разных регионах, в истории  человечества.

 

Популяционный метод позволяет  определить адаптивную ценность конкретных генотипов. Многие признаки и соответственно обусловливающие их гены адаптивно  нейтральны и проявляются как  естественный полиморфизм человеческих популяций (например, многие морфологические  признаки: цвет глаз, волос, форма ушей и т.д.). Другие признаки возникли как  адаптивные по отношению к определенным условиям существования; например, темная пигментация кожи негров предохраняет от действия солнечной радиации. Известны примеры условно адаптивных аллелей. К их числу относится такая  генетическая аномалия, как серповидноклеточная  анемия. Рецессивная аллель, вызывающая в гомозиготном состоянии это  наследственное заболевание, выражается в замене всего одного аминокислотного  остатка β -цепи молекулы гемоглобина.

 

В популяциях человека так  же, как и в популяциях других организмов, в гетерозиготном состоянии  содержится значительный генетический груз, т. е. рецессивные аллели, приводящие к развитию различных наследственных болезней. Повышение степени инбридинга в популяциях должно приводить к  повышению частоты гомозиготации  рецессивных аллелей. Эта закономерность должна предостерегать от заключения близкородственных браков.

 

Большой удельный вес в  решении проблем генетики человека и медицинской генетики имеет  онтогенетический метод, согласно которому развитие нормальных и патологических признаков рассматривается в  ходе индивидуального развития.

 

Изучение и возможное  предотвращение последствий генетических дефектов человека – предмет медицинской  генетики.

 

 

3. Организация наследственного  аппарата клеток человека (уровни  организации: генный, хромосомный,  геномный).

 

Ген – участок ДНК, кодирующий синтез одной полипептидной цепи аминокислот (одной молекулы белка) размеры гена определяются числом пар  нуклеотидов. Есть гены размером в 59 пар  нуклеотидов (п. н.) – у фага Т-4, 4 –  в несколько тысяч п. н. (большинство  генов человека). Учёные считают, что  в генотипе человека насчитывается  около 1 миллиона генов.

 

Х

ромосома - (в переводе –  «окрашенное тельце») сложное образование  внутри ядра, состоит из: ДНК, белков, РНК, липидов, углеводов. В одной хромосоме размещается (локализуется) много генов. Хромосомы имеют разную форму. Форма хромосомы определяется положением центромеры (первичной перетяжки, к которой присоединяются нити веретена деления в митозе). Если центромера делит хромосому пополам, то у неё образуются равные плечи, поэтому такую хромосому называют «равноплечей» или метацентрической.

 

Е

сли центромера немножко смещена  в сторону одного плеча – это  «неравноплечая» или субметацентрическая  хромосома.

 

Е

сли центромера делит хромосому  так, что одно плечо короче другого  на 75%, то её называют «резко неравноплечая» или – акроцентрическая.

 

Е

сли же центромера располагается  в одном конце хромосомы, то хромосому  называют телоцентрической.

 

Совокупность хромосом ядра, их число, форма и структура называется кариотипом. У человека кариотип 2n=46 был установлен в 1956г. двумя учёными: Дж. Тийо и А. Леваном. Кариотип человека изображают в виде идеограммы –  схемы, на которой хромосомы располагают в ряд по мере убывания их длинны, и по одной из каждой пары. Все хромосомы объединены в 7 групп, обозначаемых буквами римского алфавита. Распределены хромосомы на идеограмме с учётом размеров хромосом и локализации центромерного участка, и каждая хромосома имеет свой номер (арабская цифра).

 

Группа А – 1 2 3

 

Группа В – 4 5

 

Группа С – 6 7 8 9 10 11 12

 

Группа D – 13 14 15

 

Группа Е – 16 17 18

 

Группа F – 19 20

 

Группа G – 21 22 половые хромосомы  Х y (23)

 

В кариотипе мужчин и женщин есть одинаковые хромосомы, их большинство  – 44 – это неполовые хромосомы  или аутосомы (44А); и есть одна пара хромосом (23), по которой отмечается различие: у женщин ХХ, у мужчин Ху.

 

Если признак контролируется доминантным геном, локализованным в какой-либо аутосоме, то его называют аутосомно-доминантный; а рецессивным  геном – аутосомно-рецессивным. Наследование признаков, контролируемых генами аутосом, подчиняется законам Менделя. Менделирующих признаков, в том числе и болезней, у человека около 3 тыс.

 

 

Тип наследования.

 

1978 год.

 

Аутосомно-доминантный

 

1489

 

Аутосомно-рецессивный

 

1117

 

Сцепленный с Х-хромосомой

 

205

 

Всего…

 

2811

 

 

Если признак контролируется генами, локализованными в Х-хромосоме, он называется сцепленным с полом (или  с Х-хромосомой). Если обнаруживается сцепление с У-хромосомой, то признак называют голандрическим. Признак, сцепленный с Х-хромосомой подчиняется правилу «крисс-кросса» (крест-накрест): от матери – сыну, от отца к дочери. Голандрический признак передаётся от отца – сыну, т. е. Только по мужской линии.

 

Геном - совокупность гаплоидного (1п) набора хромосом (23 хромосомы).

 

^ 4. Мутационный процесс  и наследственные заболевания  человека:

 

а) механизм генных мутаций. Болезни обмена веществ и молекулярные болезни человека. Наследование генных аномалий.

 

Мутации происходят на каждом из перечисленных уровней, и их называют генными, хромосомными, геномными.

 

Многие мутации являются причиной наследственных заболеваний, которых насчитывается около 2000. Изучение и возможное предотвращение последствий генетических дефектов человека – предмет медицинской  генетики. Это так называемый «генетический  груз» популяций людей.