Любовь васильевна заверткина основы генетики

метки: Болезнь, Ребенок, Развитие, Наследственный, Генетик, Метод, Диагностик, Хромосома

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Ярославский государственный педагогический

университет им. К. Д. Ушинского»

 

Любовь Васильевна Заверткина

 

 

ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ

 

Учебное пособие

 

Ярославль 2012

УДК ББК

Печатается по решению редакционно-издательского совета ЯГПУ им. К. Д. Ушинского

 

 

Рецензент:

Мирошниченко А.В. – к.б.н., доцент кафедры специальной (коррекционной) педагогики ЯГПУ им .К. Д. Ушинского

 

 

Основы генетики (Текст):учебное пособие/авт.-сост.:Л. В. Заверткина. – Ярославль: Изд-во ЯГПУ, 2012. — с.

 

 

Учебное пособие ориентировано на овладение студентами дефектологических специальностей знаниями и умениями по выявлению проявлений наследственной патологии, разработке адекватных методов коррекции и компенсации нарушений в психофизическом развитии, на основе знаний о структуре дефекта и медицинском прогнозе.

В пособии содержится дополнительный теоретический материал к содержанию курса, задания для самостоятельной работы, списки основной и дополнительной литературы, темы рефератов, краткий словарь терминов, вопросы к экзамену.

Пособие предназначено для студентов-бакалавров дефектологических факультетов очной, заочной и очно-заочной форм обучения, преподавателей.

 

© Ярославский государственный

педагогический университет

им. К. Д. Ушинского, 2012

© Заверткина Л. В., 2012

  Рецензент: Мирошниченко А.В. – к.б.н., доцент кафедры специальной (коррекционной) педагогики ЯГПУ им .К. Д. Ушинского

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Генетика как наука

1.Место генетики в системе наук о человеке.

2.Наследственность и изменчивость. Законы Г.Менделя

3.Методы исследования в генетике

 

 

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

Глава 2. Цитологические основы размножения, наследственности и изменчивости

1.Клетка. Значение, строение, функции.

2.Типы деления клетки.

 

 

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

Глава 3.Хромосома как носитель наследственной информации

1.Хромосомная теория наследственности.

2.Морфология, структура и классификация хромосом.

3.Хромосомные мутации.

 

 

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

Глава 4.Генетика и патология

1.Особенности наследования и проявления генных болезней.

2.Особенности наследования и проявления хромосомных болезней.

3.Характеристика врожденных болезней.

 

 

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

Глава 5. Лечение наследственных болезней

1.Симптоматическое лечение

2.Патогенетическое лечение

3.Этиологическое лечение

 

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

 

Рекомендуемая литература

Тематика рефератов

Перечень вопросов к экзамену

Введение

Современная коррекционная педагогика и специальная психология характеризуются широким применением генетических знаний для изучения различных видов аномального развития. Это связано с ролью генетических факторов в этиологии отклонений в развитии у детей, приводящих к трудностям обучения и к социальной дезадаптации.

Оценка функциональных возможностей аномального организма невозможна без понимания причин и механизмов формирования различных патологий. От понимания генотип средовых взаимодействий в онтогенезе зависит правильная организация коррекционно-воспитательного процесса, его эффективность и разработка мер профилактики отклонений в развитии у детей.

Специалист в области коррекционной педагогики и специальной психологии должен знать, что цель генетической диагностики — оказание помощи ребенку и его родителям.

Многие наследственные болезни эффективно лечат, и раннее выявление детей с различными нарушениями и болезнями необходимо для профилактики вторичных нарушений с помощью медикаментозной терапии, хирургических вмешательств, психотерапевтических и педагогических воздействий.

Изучение курса «Основы генетики» является необходимой естественно-научной базой для успешного освоения материалов медико-биологических и специальных педагогических и психологических дисциплин.

Цель данного пособия: формирование генетических знаний и их интегрирование в профессиональное мышление будущих педагогов для эффективного взаимодействия с врачами, родителями при разработке коррекционно-развивающих мероприятий.

 

Основные задачи данного курса:

— научить студентов пользоваться в своей практической деятельности теоретическими знаниями и умениями в области генетики;

— формировать умение дифференцировать общие и специфические проявления наследственной патологии;

— основываясь на генетической природе нарушений и их структуре научить разрабатывать специальные методы, средства коррекции и компенсации.

Студенты, изучающие дисциплину «Основы генетики», должны знать:

— место генетики в системе наук о человеке;

— основные этапы развития генетики;

— терминологию основных понятий;

— классификацию наследственных болезней и формы менделирующей патологии;

— методы диагностики и лечения наследственных болезней.

Студенты должны уметь:

— собирать клинико-генетические данные, читать родословную;

— выделять признаки хромосомной, генной и мультифакторной патологии;

— устанавливать генотип родителей;

— объяснять родителям преимущества и ограничения методов пренатальной диагностики.

Студенты должны владеть навыками организации родителей в группы поддержки и ассоциации.

Глава 1. Генетика как наука

 

Место генетики в системе наук о человеке

 

Генетика (от греческого «qeneticos» — происхождение, рождение) – наука о наследственности и изменчивости организмов, изучающая процессы преемственности жизни на молекулярном, клеточном и популяционном уровнях.

В настоящее время генетика занимает ведущие позиции в учении о жизни, являясь теоретической основой селекции растений, животных, микроорганизмов, а также занимает одно из ведущих мест в медицине, педагогике и психологии.

Термин «генетика» был предложен в 1906 г. У. Бэтсоном. Генетика – фундаментальная наука, опирающаяся на представления о наследственности и изменчивости. Наследственность консервативна, что обеспечивается стабильностью генетического материала и свойством организмов передавать свои признаки и особенности развития потомству. Она обеспечивает преемственность поколений, сохранность характерных черт вида, непрерывность самой жизни. Ее материальной основой, связью между поколениями являются клетки с наследственной информацией – гены. Комплекс генов, полученный организмом от родителей, составляет генотип организма. А совокупность внешних и внутренних признаков, свойств внешних и внутренних признаков, свойств организма при реализации генов составляет фенотип. При этом изменчивость связана со способностью организма изменять свою структурную и функциональную организацию под влиянием внутренних и внешних факторов, действующих на генотип. Это способность организма приобретать новые признаки в ходе индивидуального развития. Изменчивость и наследственность лежат в основе естественного отбора, который обуславливает эволюционный процесс живой природы. В совокупности этих двух противоположных свойств происходит развитие организма, приспособление его к разнообразным факторам окружающей среды. Однако исторически изучить вопросы наследственности и изменчивости, объяснить эти сложные явления науке оказывалось не под силу.

Некоторые соображения о природе наследственности высказывали еще философы Древней Греции. Так, Гиппократ (5 век до н.э.) в своей теории наследственности утверждал, что ребенок обладает свойствами родителей т.к.в семени содержатся мельчайшие элементы, из которых строятся части зародыша. Аристотель считал, что зародыш не может быть построен из таких элементов; что отцовское семя поставляет схемы по которым кровь матери формирует потомков. Демокрит (4 век до н.э.) полагал, что «семя», которое выделяют мужчина и женщина содержит материальные частицы от всех частей тела и после соединения дает начало потомству. Эмпедокл, Гален пол потомства и сходство с родителями ставили в зависимость от темперамента родителей или количества мужского и женского семени.

Научные представления о наследственности и изменчивости начали складываться в 17 в. Открытие микроскопа позволило А.Левенгуку и Л.Гаму в 1677 г. обнаружить в мужском семени подвижные тельца, а через 150 лет в 1826 г. – академик Бэр впервые описал яйцо млекопитающих и выделил 4 этапа оплодотворения. В 1758 г.К.Линней и Ж.-Б.Ламарк пришли к эволюционному выводу – органический мир развивался от простейших форм жизни к высшим по естественным законам. Они полагали, что признаки организмов, развивавшиеся под влиянием воспитания, упражнения органов передаются по наследству потомству. Ведущей движущей силой эволюционного процесса они считали тенденцию организма к усовершенствованию. Подлинной революцией в эволюционном учении явился труд Ч.Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859г.).

Он вскрыл истинные факторы эволюции: наследственность, изменчивость и естественный отбор. Согласно учению Дарвина в процессе эволюции играет роль только наследственная изменчивость, а все разнообразие видов объясняется приспособленностью к условиям среды обитания. Именно эта идея впоследствии станет предметом генетики.

Важной исторической вехой в учении о наследственности явилось гипотетическое воззрение А.Вайзмана в «Теории зародышевой плазмы» (1892 г.) о том, что в зародышевой плазме имеются наследственные факторы — «детерминанты», которые передаются из поколения в поколение в неизменном виде. Комбинация элементов зародышевой плазмы определяет появление и специфическое развитие признаков всех частей организма. В этой теории отрицалась наследственная изменчивость. К концу 19 века в учении о наследственности накопилось большое количество экспериментальных данных и гипотез, объясняющих раскрытие сущности данного явления. Эти наблюдения и мнения были разноречивы, но подготовили открытие законов Г.Менделя. Он установил 3 правила наследования, а также определил, что наследственность обеспечивает материальную и функциональную преемственность между поколениями организмов. В 1900 г. ученые Фриз, Коренс и Чермак независимо друг от друга открыли закономерности передачи наследственных признаков. В начале 20 в. Бовери была установлена огромная роль хромосом в наследственной передаче признаков; что при делении ядра клетки появляются палочкообразные или гантелевидные тельца (хромосомы), которые характеризуются видовым постоянством числа и формы. Например, дождевой червь имеет 32 хромосомы, речной рак – 116, лосось – 72, курица – 18, кошка – 36, человек – 46, сосна – 24, рожь – 14, кукуруза – 20, пшеница – 42. Хромосомы были провозглашены материальными носителями наследственных задатков. В 20 гг. 20 века Морган, Сэттон и Бовери выдвинули хромосомную теорию наследственности, согласно которой каждая хромосома содержит в себе гены, сцепленные линейно в одну группу. В пределах хромосомы гены строго локализованы. С 40-х гг. наследственность стала изучаться на молекулярном уровне. В 1953 г. Уотсон и Крик раскрыли молекулярную структуру ДНК и расшифровали генетический код.

Большой вклад в развитие генетики внесли отечественные ученые Сеченов, Введенский, И.П. Павлов, Тимирязев, Богданов, Филипченко и др. Начиная с 1913 г. в университетах был введен курс генетики.

Широкий размах получила генетика в советский период. Так, Н.И.Вавиловым был сформулирован закон гомологических рядов в наследственной изменчивости; Тимирязевым и Кольцовым выдвинута гипотеза о молекулярных основах наследственности и о строении гена; Надсоном, Филипченко, Дубининым, Сахаровым изучено влияние радиации и химических веществ на искусственное получения мутаций.

Практическое и теоретическое развитие генетики привело к тому, что в настоящее время она имеет общебиологическое значение. Глубокое проникновение в основе жизни сделало генетику фундаментом всех биологических дисциплин. Все в большей степени объектом исследования генетики становится человек со всем многообразием морфологических и функциональных признаков. Генетика человека использует достижения общей генетики и имеет свои способы и методы исследования, свои достижения. Генетика как наука касается таких важнейших вопросов формирования человека, как становление его психических особенностей в норме и патологии, разработке путей наиболее успешного воспитания и обучения, развития способностей и талантов, формирования духовного облика человека.

Генетика и психология.

Важнейшей характеристикой умственной деятельности человека является то, что она представляет собой творческий процесс. Творческий характер деятельности мозга не есть врожденное свойство человека, оно не представлено системой нейронов. В основе деятельностного существования лежит труд, который является человеческой потребностью. Индивидуальность человека проявляется в единстве его духовных и природных особенностей. Поэтому в процессе воспитания необходимо учитывать роль как врожденных, так и приобретенных особенностей человека. Очевидно, что в человеке как сложной системе имеются 2 главных компонента – биологические предпосылки его существования и личностные качества. В человеке выделяют 2 основных уровня:

1 — социально обусловленные свойства (моральные установки, желания, мотивы, интересы, знания, умения, навыки и т.д.);

2 – психодинамические свойства личности, которые во многом зависят от специфики биологии человека.

Биологическое разнообразие людей, уникальность каждого, его генетическая конституция создают определенные проблемы в воспитании т.к. каждый человек индивидуально реагирует на влияния природной и социальной среды. Природа же в человеке – это прежде всего чувственное познание и динамическая сторона функционирования мозга. И именно молекулярная генетика мозга поможет вскрыть эту природу человека, что будет иметь большое значение для понимания материальной основы умственной деятельности.

Генетика и педагогика

Развитие ребенка – это единый процесс, в ходе которого темпы биологического и социального формирования не всегда одинаковы. Периоды ускорения сменяются периодами замедления. Оптимальные сроки развития определенных психических функций связаны с соответствующей организацией биологической основы этих функций. Кроме того, существует определенная последовательность вызревания различных функций. Поэтому понимание сути психического развития ребенка м.б. представлено в 2х направлениях:

1.Развитие личности ребенка происходит через реализацию чисто внутренних потенциалов новорожденного. Влияние воспитания и обучения с это точки зрения лишь замедляет или ускоряет реализацию внутренних возможностей.

2.Воспитание и образование выступают как формы организации личности. Причем эта организация идет через самодеятельности и творчество ребенка. Формированию личности ребенка, отличной от генетически заложенной в процессе онтогенеза способствуют критические периоды, в ходе которых происходят крупные перестройки в биологии, психологии, в развитии социальных качеств. Эти периоды важно учитывать, т.к. именно в это время остро воспринимаются как положительные, так и отрицательные воздействия внешней среды. На каждом этапе формируются новые качества, взаимодействуют созидательные и разрушительные процессы, а в итоге создается личностно-биологическая индивидуальность. При этом следует помнить, что хотя в эмбриогенезе и в момент рождения человек есть не больше, чем особого вида животное, подчиненное законам биологии, его биология человеческая. Ребенок рождается с конкретной генетической программой, которая обеспечивает его готовность вступления в социальную форму движения материи. Это касается строения мозга, гортани, наличия конечностей, особенностей анатомических черт и др. Таким образом, заложенная генная организация является особенностью биологической формы материи человека и обеспечивает ее развитие, как в норме, так и в патологии.

Достижения генетики человека сделали реальной возможность вмешательства в наследственность человека, с целью замены и коррекции мутированных генов. В этом направлении большое значение имеет прикладной аспект генетических исследований в области коррекционной педагогики и специальной психологии. Такие исследования проводились и проводятся в Институте коррекционной педагогики РАО под руководством М. С. Певзнер, К. С. Лебединской, Е. М. Мастюковой, Г. П. Бертынь, М. Г. Блюминой, А. Г. Московкиной, И. В. Цукерман, С. С. Ляпидевским, Ф. А. Самсоновым и др.

 

Генетика (от греческого «qeneticos» — происхождение, рождение) – наука о наследственности и изменчивости организмов, изучающая процессы… В настоящее время генетика занимает ведущие позиции в учении о жизни, являясь… Термин «генетика» был предложен в 1906 г. У. Бэтсоном. Генетика – фундаментальная наука, опирающаяся на представления…

Наследственность и изменчивость. Законы Г. Менделя

 

Наследственность – это способность организма обеспечивать материальную и функциональную преемственность в ряду поколений, а также характерный тип индивидуального развития.

Гибридологический метод – это метод скрещиваний чистых линий для получения гибридов, которые затем скрещиваются между собой. Характер наследования признаков анализируется количественно от каждой родительской пары в каждом поколении. В рамках гибридологического метода Мендель сформулировал, что скрещивание двух генетически различных организмов называется гибридизацией, потомство от такого скрещивания – гибридным или гибридом. Расщепление, касающееся одной пары альтернативных признаков, т.е. одного локуса называется моногибридным; от 2х пар признаков – дигибридным; от более 2х пар аллелей – полигибридным.

Первый закон Менделя – закон единообразия гибридов первого поколения.

При скрещивании чистых линий, различающихся по одной паре альтернативных признаков, у гибридов первого поколения проявляются признаки одного из родителей. Второй признак как бы исчезает, не проявляется. Явление преобладания признака одного из родителя Мендель назвал доминирование, а признак, проявляющийся у гибридов первого поколения и подавляющий развитие второго признака, — доминантным. Признак, подавленный доминантным и не проявившийся у гибридов первого поколения, получил название рецессивного. Согласно данному закону у гибридов первого поколения проявляется доминантный признак и не проявляется рецессивный признак, если доминирование полное. Если доминирование неполное, то проявление признака носит промежуточный характер, а расщепления по генотипу и фенотипу совпадают.

Второй закон Менделя – закон расщепления,который гласит, что при скрещивании гибридов первого поколения в потомстве происходит расщепление по альтернативным признакам в соотношении 3:1 соответственно особей с доминантным и рецессивным фенотипом.

Цитологической основой моногибридного скрещивания является поведение хромосом в мейозе и при оплодотворении.

Третий закон Менделя – закон независимого наследования контролируемых неаллельными генами признаков.Анализ расщепления при дигибридном скрещивании с помощью решетки Пеннета показывает, что каждый из признаков наследуется независимо от другого, т.к. расщепление по фенотипу для каждого из них – 3:1, как при моногибридном скрещивании.

Основываясь на законах Менделя, выделяют следующие типы моногенного наследования: аутосомно-доминантный, аутосомно-рецессивный, Х-сцепленный доминантный, Х-сцепленный рецессивный и Y-сцепленный.

Изменчивость – это способность организмов приобретать новые свойства в ходе онтогенеза. Выделяют изменчивость наследственную, или генотипическую, и ненаследственную, или фенотипическую.

Фенотипическая изменчивость возникает под воздействием факторов внешней среды и присуща большим группам индивидов. Она обратима, если фактор среды перестает действовать. Разновидностями ненаследственной изменчивости являются онтогенетическая и модификационная.

Онтогенетическая изменчивость заключается в том, что фенотип организма меняется на протяжении всей жизни, в то время как генотипа не меняется, а происходит лишь переключение активности генов.

Модификационная изменчивость возникает под влиянием средовых факторов, однако ее размах определяется генотипом, т.е. генетически обусловленной нормой реакции.

Наследственная изменчивость связана с изменениями генотипа и может наследоваться как комбинативная и мутационная.

Комбинативная изменчивость связана с перекомбинацией родительских генов и может являться причиной моногенной и мультифакториальной патологии (например, шизофрении, эпилепсии).

Мутационная изменчивость возникает в связи с мутациями, нарушающими генетический материал внезапно и скачкообразно. По своему действию мутации м.б. полезными, вредными, нейтральными, по способу возникновения – спонтанные и индуцированные. Спонтанные мутации явление редкое, а индуцированные возникают под воздействием различных мутагенов: физических (облучение), химических (лекарственные препараты), биологических (бактерий и вирусов).

В зависимости от типа клеток выделяют соматические (они не влияют на потомство, но могут приводить к новообразованиям) и гаметические (они приводят к порокам развития плода) мутации. Возможны также зиготические мутации, которые приводят к возникновению мозаицизма, когда в одних клетках организма нормальный кариотип, а в других – аномальный.

По характеру изменений выделяют генные, хромосомные и геномные мутации.

 

Наследственность – это способность организма обеспечивать материальную и функциональную преемственность в ряду поколений, а также характерный тип… Гибридологический метод – это метод скрещиваний чистых линий для получения… Первый закон Менделя – закон единообразия гибридов первого поколения.

Методы исследования в генетике

Генетические исследования и диагностика отклонений в развитии человека основываются на комплексном применении различных методов клинической генетики. Выделяют следующие методы: клинико-генеалогический, близнецовый, цитогенетический, иммуногенетический, биохимический, популяционно-генетический, молекулярно-генетический. При таком подходе объектами исследования являются: семьи, близнецы, хромосомы, факторы иммунитета, ферменты, молекула ДНК, популяция.

 

Клинико-генеалогический метод

Данный метод изучает патологический признак с помощью приемов клинического обследования; его суть заключается в прослеживании патологического признака или самой болезни в семье с указанием типа родственных связей между членами родословной. Для установления наследственного характера заболевания и типа его наследования необходимо провести сбор и анализ родословной. Вопросы о состоянии здоровья всех членов семьи необходимо задавать по единой схеме, постоянно повторяя их. Собранный материал фиксируется специальными символами по горизонтальным рядам или по окружности. Каждое поколение изображается по одной линии и обозначается римскими цифрами сверху вниз. Каждый из супругов обозначается арабской цифрой.

Построение генеалогического дерева представляет собой важнейший этап медико-генетического консультирования. Необходимо собрать как можно больше клинико-психологических данных, а в некоторых случаях произвести дополнительные медицинские и психологические обследования. Все эти данные позволяют как можно точнее установить фенотип обследуемого и его родственников. Сбор генеалогических данных завершается объективным обследованием больного.

Клинико-психологическое и генетическое обследование проводятся в тесном взаимодействии и включают несколько основных этапов:

1.Оценка анамнестических данных.

2.Оценка состояния соматических функций и общего статуса ребенка.

3.Неврологическое обследование.

4.Оценка состояния высших психических функций.

Клинико-генетическая диагностика включает следующие этапы:

1.Оценка структуры и степени выраженности ведущего нарушения.

2.Комплексная оценка структуры основных нарушений развития. Выделение симптомокомплексов нервно-психических расстройств.

3.Нозлогическая диагностика.

Построение генеалогического дерева представляет собой важнейший этап медико-генетического консультирования. Необходимо собрать как можно больше… Клинико-психологическое и генетическое обследование проводятся в тесном… 1.Оценка анамнестических данных.

Близнецовый метод

Данный метод позволяет установить роль генотипических факторов в формировании нормальных и патологических признаков, а также оценить вклад таких факторов, как воспитание и обучение в формировании психологических характеристик, включая интеллект и личностные характеристики. Метод осуществляется в несколько этапов:

— сбор близнецового материала

— диагностика зиготности

— анкетирование

Применение близнецового метода показало, что не только морфофункциональные структуры, но и формирование ряда психологических признаков, относящихся к познавательным процессам и личностным характеристикам, находятся под контролем генетических факторов. При этом роль последних тем меньше, чем более социален по содержанию изучаемый признак.

— сбор близнецового материала — диагностика зиготности — анкетирование

Цитогенетический метод

Цитогенетическое исследование проводится при подозрении на хромосомную болезнь. Этот метод позволяет идентифицировать перестроенную хромосому, установить тип хромосомной перестройки и происхождение перестроенной хромосомы.

Благодаря данному методу накоплены данные о различных перестройках индивидуальных хромосом и их фенотипических эффектах, описаны специфические наборы хромосом. С его помощью удалось выявить микрохромосомные перестройки при моногенных синдромах, например, Корнели де Ланге, Прадера-Вилли и др., а также хромосомные перестройки в раковых клетках. Цитогенетический метод позволяет определить половой хроматин, его концентрацию и наличие дополнительных телец Бара. Присутствие последних свидетельствует о нарушениях в системе половых хромосом и, следовательно, о тяжелых хромосомных патологиях.

Благодаря данному методу накоплены данные о различных перестройках индивидуальных хромосом и их фенотипических эффектах, описаны специфические…

Иммуногенетический метод

Изучает закономерности наследования механизмов иммунологических процессов и антигенов различных тканей организма. В генетических исследованиях иммунологические методы применяются, когда речь идет о наследственных иммунодефицитных состояниях. С этого метода диагностируется зиготность близнецов, решаются вопросы спорного отцовства ,изучаются генетические маркеры, исследуется антигенная несовместимость матери и плода по резус-фактору, группам крови системы АВО и др.

Биохимический метод

Данный метод применяется при подозрении на врожденные дефекты обмена. Они достаточно сложные и дорогостоящие, поэтому исследование проводится в 2 этапа. На первом этапе используются более дешевые и быстрые исследования. Это так называемые скринирующие экспресс-методы, позволяющие обследовать большие группы населения. К ним относится например тест Гатри, тест Феллинга для обследования всех новорожденных на фенилкетонурию, проба Бенедикта на галактоземию и фруктоземию. Для проведения подобных тестов используют анализ крови и мочи. На втором этапе диагностики пользуются более сложными методами анализа, изучают подвижность белков, измеряют ферментативную активность.

Популяционно-генетический метод

Данный метод позволяет установить частоты генов болезней в популяции и частоту гетерозиготного носительства. С популяционной частотой сравниваются показатели пробандовой конкордантности при изучении соотносительной роли наследственности и среды и пенетрантности генов близнецовым методом, а также частота болезни среди родственников различной степени родства при изучении болезней с наследственной предрасположенностью.

Молеулярно-генетический метод

В этом методе различают молекулярно-цитогенетическое и молекулярно-биологическое направления. Они диагностируют вирусные и бактериальные инфекции, онкологические заболевания, оценивают риск болезней с наследственной предрасположенностью. Такая диагностика позволяет выявить болезнь в доклинической стадии, на стадии преимплантации зиготы. В настоящее время так образом диагностируется ФКУ, миодистрофия Дюшенна, гемофилия А и В.

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

1.Выучить понятия: наследственность, изменчивость, генотип, фенотип, кариотип, хромосома ген, пробанд, сибсы.

2.В тетрадь для практических занятий выписать символы для составления родословных, выучить их и составить простую родословную.

3.В чем заключается сущность законов Менделя?

4.В чем заключается сущность хромосомной теории наследственности?

5.К методам генетики относят:

— фетоскопия

— амниоцентоз

— цитологический

— клинико-генеалогический

6.В чем заключается сущность биохимического метода?

7.Пробанд – это:

— человек, с которого начинается сбор сведений о семье

— человек, имеющий признак, по которому собираются генеалогические данные

8.Сибсы – это:

— родственники 1 степени

— родственники 2 степени

— сводные братья и сестры

— родные братья и сестры

— братья и сестры

9.Молекулярно-генетический метод позволяет:

— производить пренатальную диагностику при некоторых наследственных болезнях

— выявлять хромосомные аберрации

— диагностировать наследственные болезни, устанавливать отцовство

— лечить наследственные болезни с помощью коррекции мутантных генов.

10.Мутагенез – это:

— мутационный процесс

— способность физического, химического или биологического агента вызвать мутацию

— особь, у которой произошла мутация

11.Дайте краткую историческую справку о становлении генетики как науки.

12.Прпоанализируйте связь генетики с медициной, педагогикой, психологией, дефектологией.

13.Опишите взаимодействие аутосом и гоносом в ходе формирования генотипа и фенотипа.

 

Глава 2. Цитологические основы размножения, наследственности и изменчивости

Клетка. Значение, строение, функции

Клетка является основной формой существования жизни.

Клетка – это элементарная живая система, основа строения и жизнедеятельности всех организмов.

Клетки разделяются на прокариотические и эукариотические. Эти клетки обладают сходным химическим составом. Так, в составе клеток человеческого тела преобладают: водород (более 60%), кислород (около25%), углерод (около 10%), на калий, кальций, фосфор, серу, натрий, магний, натрий, хлор вместе взятые приходится менее 3%. Остальные элементы составляют не более 0,1%. Даже те элементы, которые в клетках содержаться в ничтожно малых количествах, ничем не могут быть заменены и совершенно необходимы для жизни, например, на йод приходится 0,001%.

Эукариотические клетки устроены сложно. Они имеют оформленное клеточное ядро, в котором сосредоточена основная масса генетического материала за счет базирования там хромосом и молекул ДНК.

К основным органоидам клетки относятся: цитоплазма, мембранные и немембранные органоиды, ядро.

Цитоплазма плотно заполнена разнообразными органоидами, как мембранными (эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, митохондрии, пластиды, секреторные вакуоли), так и немембранными органоидами (центриоль, базальные тельца).

Каждый из органоидов выполняет свои собственные функции. Например, в митохондриях происходит синтез АТФ, в аппарате Гольджи образование мембран и упаковка секретируемых веществ. Важно помнить, что сложные внутриклеточные процессы взаимосвязаны друг с другом, поэтому в клетке нет «главных» и «второстепенных» органоидов.

Однако, при изучении вопросов генетики основное внимание уделяется ядру клетка, как носителю наследственной информации. Ядра клеток разнообразны по форме, размерам, структуре. Химический состав ядра образован белками, нуклеиновыми кислотами, липидами, неорганическими веществами и водой. Ядро под микроскопом кажется однородным, состоящим из оболочки и ядерного сока. Однако в окрашенном ядре на стадиях деления можно обнаружить крупные образования – хромосомы.

Функциональные возможности генетического материала связаны с фундаментальными клеточными процессами: репликацией и репарацией ДНК, биосинтезом белка, генетической рекомбинацией. Благодаря этим процессам генетический материал сохраняется и воспроизводится в ряду поколений, изменяется и реализуется в онтогенезе.

Образующиеся при биосинтезе белка полипептидные цепи определяют признаки формирования морфологических структур или управляют процессами обмена веществ, являясь ферментами или гормонами.

В основе сохранения имеющейся генетической информации в ряду поколений лежит удвоение ДНК, ядер, митохондрий.

 

Клетка – это элементарная живая система, основа строения и жизнедеятельности всех организмов. Клетки разделяются на прокариотические и эукариотические. Эти клетки обладают… Эукариотические клетки устроены сложно. Они имеют оформленное клеточное ядро, в котором сосредоточена основная масса…

Типы деления клетки

Хромосомы передают наследственный материал из поколение в поколение благодаря 3 эволюционно закрепленным универсальным процессам:

1.Митоз

2.Мейоз

3.Оплодотворение

Клеточный цикл, включающий интерфазу и клеточное деление, был тщательно изучен у растений и животных в конце 19-в начале 20 века. Интерфаза обычно занимает около 90% продолжительности клеточного цикла. Продолжительность клеточного цикла у различных клеток неодинакова: от 8-12 часов у клеток костного мозга и 2-3 суток у эпителиальных клеток роговицы глаза до 20-25 суток для эпителия кожи. Исключение представляют нервные клетки, которые никогда не завершают клеточный цикл и поэтому делятся, постоянно находясь в фазе G.

Митоз имеет упорядоченную редукцию генетического материала, удвоенного в синтетической фазе за счет механизма его равномерного распределения между клетками.

В результате митоза из одной материнской клетки образуются две дочерние, идентичные материнской и друг другу. Материнская и дочерние клетки имеют двойной диплоидный набор хромосом 2n и двойное количество ДНК – 2c.Выделяют 4 фазы митоза:

1.Профаза. Это самая продолжительная фаза митоза. Хромосомы конденсируются, исчезают ядерная оболочка и ядрышко, ядерный сок смешивается с цитоплазмой и образует миксоплазму с меньшей вязкостью. Хромосомы перемещаются в экваториальную плоскость и вступают во вторую фазу деления – метафазу.

2.Метафаза. Хромосомы выстраивают в плоскости экватора. По продолжительности это самая короткая фаза митоза, она продолжается до тех пор, пока все центромеры не окажутся строго по линии экватора. Число фигур в экваториальной плоскости соответствует диплоидному набору хромосом. На этой фазе фиксируются делящиеся клетки, что позволяет анализировать число и особенности строения хромосом.

3.Анафаза. Нити веретена деления начинают сокращаться и постепенно растягивают хромосомы к полюсам. Удвоенные хромосомы таким образом разъединяются и у каждого полюса хроматиды дочерних хромосом становятся уже самостоятельными.

4.Телофаза. На этой стадии хромосомы приобретают вид длинных тонких нитей, вокруг которых возникает ядерная оболочка. Хромосомы собираются вокруг соответствующих клеточных центров и деспирализуются. Органоиды распределяются между дочерними клетками. В некоторых случаях образуются новые ядра, но не образуется мембрана между дочерними клетками. Это имеет место при дифференциации многоядерных клеток. В процессе деления цитоплазмы все органоиды распределяются между дочерними клетками или равномерно.

Таким образом, в результате митоза из 1й клетки получаются 2, каждая из которых имеет характерное для данного вида организма число и форму хромосом, а следовательно, постоянное количество ДНК. Весь процесс митоза занимает в среднем 1-2 часа.

Митоз – один из механизмов роста и развития, способ регенерации клеток. Его основное назначение – точное распределение наследственной информации между дочерними клетками.

Мейоз –способ созревания и деления половых клеток. Он обеспечивает преемственность свойств в ряду поколений организмов. В результате мейоза образуются половые клетки, содержащие половинный, гаплоидный набор хромосом. В отличие от митоза мейоз проходит в 2 этапа, т.е. состоит из двух последовательных делений (профаза 1 и профаза 2), разделенных интеркизой и включающих про-, мета-, ана-, и телофазу в каждом делении. Удвоение ДНК и хромосом происходит только перед 1 мейозом.

Профаза 1 является наиболее продолжительной и важной фазой. Она делится на 5 стадий:

— пептотена;

— зиготена;

— пахитена;

-диплотена;

-дианинез.

В период профазы спариваются и перемещаются гомологичные хромосомы. В ходе метафазы 1 клетки гомологичных хромосом располагаются в экваториальной плоскости. Вслед за этим наступает анафаза 1, во время которой целые гомологичные хромосомы отходят к противоположным полюсам клетки. При чем гомологичные хромосомы каждой пары расходятся в стороны случайным образом, независимо от хромосом других пар. У каждого полюса оказывается вдвое меньше хромосом, чем было в клетке при начале деления.

Затем наступает телофаза 1, во время которой образуются две клетки с уменьшенным вдвое числом хромосом. Далее при втором делении мейоза дочерние клетки, возникшие в телофазе 1, проходят митотическое деление. Центромеры делятся, хроматиды хромосом расходятся к полюсам. И в течение телофазы 2 происходит образование четырех гаплоидных ядер или клеток.

Таким образом, в результате двух делений мейоза из одной исходной клетки возникает 4 клетки-гаметы с гаплоидным набором хромосом. Благодаря мейозу зрелые половые клетки получают гаплоидное число хромосом, при оплодотворении восстанавливается диплоидное число хромосом, которое обеспечивает постоянный для каждого вида полный набор хромосом и постоянное количество ДНК.

Происходящий в мейозе перекрест хромосом, обмен участками, независимое расхождение каждой пары определяют закономерности наследственной передачи признака от родителей к потомству. Из каждой пары двух хромосом в гаплоидном наборе яйцеклетки или сперматозоида содержится лишь 1 хромосома. Она может быть: отцовской, материнской, отцовской с участком материнской, материнской с участком отцовской.

 

 

1.Митоз 2.Мейоз 3.Оплодотворение

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

1.Дайте определение понятий: аллель, анафаза, аутосомы, бивалент, гамета, гетерозигота, гистоны, интерфаза, кластер, клеточный цикл, метафаза, рибосома.

2.Какова основная функция ахроматинового веретена.

3.На каком этапе митотического цикла происходит репликация хромосом?

4.На какой стадии клеточного цикла происходит обмен генетическим материалом между несестринскими хроматидами гомологичных хромосом?

5.Назовите важнейшие отличия митоза от мейоза.

6.Какая стадия клеточного цикла является наиболее благоприятной для изучения хромосомы?

7.Повторите содержание темы «Оплодотворение».

8.Изобразите графически все стадии митоза и мейоза.

9.Определите суть следующих понятий: пептотена, зиготена, пахитена, диплотена, диакинез.

 

 

Глава 3. Хромосома как носитель наследственной информации

Хромосомная теория наследственности

Основные положения хромосомной теории наследственности были сформулированы Т.Бовери и У.Сэттоном в 1910 г.

Основными положениями теории являются:

1.В возникающих из зиготы соматических клетках набор хромосом состоит их двух сходных групп: материнской – из яйцеклетки и отцовской – из сперматозоида.

2.Хромосомы сохраняют свою структурную и генетическую индивидуальность в течение всего жизненного цикла организма.

3.В мейозе гомологичные хромосомы попарно конъюгируют, а в дальнейшем расходятся, попадая в разные зародышевые клетки.

4.Каждая хромосома или пара хромосом играет определенную роль в развитии особи

Суть хромосомной теории сводится к следующему:

— гены локализованы в хромосомах в определенной линейной последовательности, т.е. каждый ген имеет определенное местоположение, или локус, на хромосоме;

— гены дискретны и стабильны;

— стабильность генов не абсолютна, они могут изменяться – мутировать;

— гены, локализованные на одной хромосоме, наследуются совместно, образуя группу сцепления;

— число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом и постоянно для каждого вида;

— признаки, контролируемые сцепленными генами, наследуются совместно;

— сцепление генов не абсолютно и может нарушаться в результате кроссинговера с образованием рекомбинантных, или кроссоверных хромосом;

— частота кроссинговера обратно пропорциональна силе сцепления между генами;

— вероятность кроссинговера тем выше, чем больше расстояние между генами;

— кроссинговер, нарушающий сцепление между генами, позволяет измерять расстояние между ними в процентах кроссоверных особей и производить картирование хромосом;

— единицей расстояния между генами является морганида.

 

Основными положениями теории являются: 1.В возникающих из зиготы соматических клетках набор хромосом состоит их двух… 2.Хромосомы сохраняют свою структурную и генетическую индивидуальность в течение всего жизненного цикла организма.

Морфология, структура и классификация хромосом

 

 

Понятие «хромосома» было введено в науку Валдеймером в 1888г. Хромосома – это составная часть клеточного ядра, с помощью которой осуществляется регуляция синтеза белков в клетке, т.е. передача наследственной информации. Хромосомы представлены комплексами нуклеиновых кислот и белка. Функционально хромосома представляет собой нить ДНК с огромной функциональной поверхностью. Количество хромосом постоянно для каждого конкретного вида.

Каждая хромосома образована двумя морфологически идентичными взаимоперевитыми нитями одинакового диаметра – хроматидами. Они тесно соединены центромерой – специальной структурой, управляющей передвижениями хромосом при делении клетки.

В зависимости от положения хромосомы тело хромосомы делится на 2 плеча. Это в свою очередь и определяет 3 основных типа хромосом.

1 тип – Акроцентрическая хромосома.

Ее центромера расположена ближе к концу хромосомы и одно плечо при этом длинное, а другое очень короткое.

2 тип – Субметацентрическая хромосома.

Ее центромера находится ближе к середине хромосомы и делит ее на неравные плечи: короткое и длинное.

3 тип – Метацентрическая хромосома.

Ее центромера находится в самом центре тела хромосомы и делит на равные плечи.

Длина хромосом варьирует в разных клетках от 0,2 до 50 мкм, диаметр – от 0,2 до 2 мкм. Наиболее крупные хромосомы у растений имеют представители семейства лилейных, у животных – некоторые амфибии. Длина большинства хромосом человека составляет 2-6 мкм.

Химический состав хромосом определяется в основном ДНК, а также белками – 5 видами гистоновых и 2 видами негистоновых, а также РНК. Особенности этих химических веществ обуславливают важные функции хромосом:

1.редупликация и передача генетического материала из поколения в поколение;

2.синтез белка и контроль всех биохимических процессов, составляющих основу специфичности развития и дифференциации клеточных систем организма. Кроме того, в составе хромосом обнаружены: сложный остаточный белок, липиды, кальций, магний, железо.

Структурной основой хромосом служит комплекс ДНК – гистон. В хромосоме нить ДНК посредством гистонов упакована в регулярно повторяющиеся структуры с диаметром около 10 нм, называемые нуклеосомами. Поверхность молекул гистонов заряжена положительно, спираль ДНК – отрицательно. Нуклеосомы упакованы в нитевидные структуры, получившие названия фибрилл. Из них построена хроматида.

Главным субстратом, в котором записана генетическая информация организма, являются эухроматиновые районы хромосом. В противоположность ему существует инертный гетерохроматин. В отличие от эухроматина, содержащего уникальные гены, дисбаланс по которым отрицательно отражается на фенотипе организма, изменение в количестве гетерохроматина значительно меньше влияет или совсем не влияет на развитие признаков организма.

Для того, чтобы легче было разобраться в сложном комплексе хромосом, составляющих кариотип, их можно расположить в виде идиограммы, составленной С.Г.Новашиным. В идиограмме хромосомы (кроме половых) располагаются в порядке убывания величины. Однако идентификация только по величине трудна, поскольку ряд хромосом имеет сходные размеры. Величина хромосом измеряется их абсолютной или относительной длиной по отношению к суммарной длине всех хромосом гаплоидного набора. Самые крупные хромосомы человека в 4-5 раз длиннее самых мелких хромосом. В 1960 г. была предложена классификация хромосом человека в зависимости от морфологических характеристик: величины, формы, положения центромеры – в порядке уменьшения общей длины. Согласно этой классификации 22 пары хромосом объеденены в 7 групп:

1гр.1-3 пара хромосом – крупные, метацентрические.

2 гр.4-5 пара хромосом – крупные, субметацентрические.

3 гр.6-12 пара хромосом – средних размеров, субметацентрические.

4 гр.13-15 пара хромосм- средних размеров, акроцентрические.

5 гр.16-18 пара хромосом – короткие, из них 16- метацентрическая, 17 – субметацентрическая, 18 – акроцентрическая.

6 гр.19-20 пара хромосом – короткие, метацентрические.

7 гр.21-22 пара хромосом – очень короткие, акроентрические.

 

 

Хромосомные мутации

Генетикой установлено, что устойчивость хромосом относительна т.к. время от времени гены меняются, не теряя способности к самовоспроизведению. Процесс изменения наследственных структур называется мутация.Иными словами мутация – это способность переходить из одного относительно устойчивого состояния в другое.

В целом мутации возникают спонтанно в природных растительных и животных популяциях или индуцируются мутагенными факторами. В результате мутационного процесса может изменяться программа развития живых организмов. В генетике рассматривают следующие виды мутаций:

— видимые мутации, изменяющие видимые морфологические или физиологические свойства организмов;

— биохимические мутации, изменяющие течение биосинтеза в клетках;

— летальные, полулетальные, субвитальные мутации, нарушающие жизнеспособность особей и обуславливающие гибель зиготы).

Мутации м.б. быть генные и хромосомные. При генных мутациях весь ген или отдельный его участок претерпевает изменение химического характера, т.е.изменяется молекулярная структура ДНК (причем ни световой ни электронный микроскоп не выявляет изменений хромосом, несущей этот ген).

Варианты генных мутаций связаны с выпадением, перестановкой, заменой и вставкой нуклеотидов, что приводит к нарушению наследственной информации гена и служит источником появления новых свойств организмов. В среднем один ген 1 раз в 100 000 поколений создает копию, непохожую на него самого.

У каждого человека в течение жизни возникают новые мутации в зародышевых клетках, которые добавляются к уже унаследованным от родителей. Это так называемый мутационный груз, который может приводить к различным нарушениям в развитии человека.

В любом периоде жизни могут возникнуть мутации под влиянием внешних и внутренних факторов, например, ультрафиолетовых лучей, ионизирующих излучений, азотистых кислот, формальдегидов и т.д. В результате в соматических и половых клетках наблюдается уменьшение или увеличение хромосом или изменение их структуры. Такие хромосомные мутации могут выражаться в виде полиплоидии, гетероплоидии и хромосомных аберраций.

Полиплоидия –кратное изменение (увеличение) числа хромосом.

Если обозначить гаплоидный набор хромосом буквой N, то в соматических клетках будет содержаться диплоидный набор – 2N. При полиплоидии новая генетическая система отличается более интенсивным синтезом ДНк и белка. Поэтому набор хромосом м.б. 3N, 4N….8N и т.д. В результате таких изменений у растений увеличиваются размеры клеток, улучшаются свойства растительного организма и этот факт используется в селекционных процессах злаковых, цитрусовых, ягодные, технических культур. Полиплоидию часто находят у абортированных плодов человека и редко у новорожденных.

Гетероплоидия — увеличение или уменьшение числа хромосом (на 1-2) в кариотипе.

Если диплоидный набор хромосом увеличен на 1 хромосому (2n+1), то особи с таким кариотипом называются трисомиками, а сама мутация трисомией. Если кариотип содержит на 1 хромосому меньше (2n-1), то особи называются моносомиками, а сама мутация моносомией.

Причина гетероплоидии у человека связана с нарушением деления при образовании половых клеток, когда в одну дочернюю клетку входят обе хромосомы какой-либо пары, а в другую – ни одной. После оплодотворения таких клеток возникают зиготы с трисомией. Изменения числа хромосом нарушает соотношение синтезируемых веществ, необходимых для норм ального развития организма, проявляется в виде уродств, снижения умственных способностей. Примерами гетероплоидии являются: трисомия по 21 паре хромосом – с.Дауна, по 23 паре – с.Кляйнфельтера, по 22 паре – шизофрения, по 13 паре – задержка психического развития, по 14 паре – дефекты зрения; моносомия по 23 паре – с.Шерешевского-Тернера, по 22 паре – психопатия.

Хромосомные аберрации (перестройки) – нарушение структуры хромосом.

Они м.б.в виде:

— делеции;

— дупликации;

— инверсии;

— транслокации;

— фрагментации.

Простая делеция – это утрата части одной хромосомы. Она обычно приводит к эмбриональной смерти или пороку развития. Примером делеции может служить с.»кошачьего крика».

Дупликация – удвоение какого-либо одного участка хромосомы, которое приводит к изменению генного баланса и, следовательно, к нарушениям синтеза белка и изменению признаков организма. Дупликация может возникнуть при неравном кроссинговере между сестринскими хроматидами. Дупликация является летальной.

Инверсия — изменение порядка расположения генов в хромосоме посредством разрывов. Для образования инверсии необходимо наличие 2х разрывов. В целом индивидуумы, несущие инверсию фенотипически нормальные, но если в хромосоме с инверсией произойдет кроссинговер, это приведет к гибели гамет или плода.

Траснлокация (перемещение) – обмен материалов между двумя или несколькими хромосомами. Эта мутация приводит к развитию вегетативных нарушений.

Фрагментация – распад хромосом на части, фрагменты, что нарушает генный баланс, вызывая изменения синтеза белка, нарушение биохимических реакций в организме, врожденные пороки в развитии.

Характерной чертой врожденных пороков развития, обусловленных хромосомным дисбалансом, является их множественность и системность: черепно-лицевые дистрофии, пороки развития скелета, конечностей, пороки внутренних органов, сердца, конечностей, пороки внутренних органов, сердца, мочеполовой и пищеварительной систем, нервной системы, отставание в росте и общем психическом развитии.

Нарушения числа и структуры хромосом в клетке можно выявить при использовании цитологических методов, понять общие вопросы наследственности, изменчивости и установить причину наследственных болезней.

В целом мутации возникают спонтанно в природных растительных и животных популяциях или индуцируются мутагенными факторами. В результате мутационного… — видимые мутации, изменяющие видимые морфологические или физиологические… — биохимические мутации, изменяющие течение биосинтеза в клетках;

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

1.Раскройте суть механизмов геномных мутаций.

2. Определите механизмы мозаицизма.

3.Какие хромосомные перестройки относят к структурным?

4.С чем связано нарушение эмбрионального развития при хромосомных аберрациях?

5.Какие общие клинические проявления характеризуют аберрации в системе аутосом?

6. Назовите причины, вызывающие хромосомные мутации.

7.Графически изобразите суть каждого вида хромосомных аберраций и назовите их последствия для развивающегося организма.

8.Сравните сущность и значение полиплоидии и гетероплоидии.

Глава 4. Генетика и патология

Особенности наследования и проявления генных болезней

Генные болезни – это разнородная по клиническим проявлениям, этиологии и патогенезу группа заболеваний, наследующихся в соответствии с законами Менделя. В основе генных заболеваний лежит мутация одного гена. В связи с этим такие болезни называют также моногенными, менделирующими и монофакторными.

В настоящее время известно более 4500 генных болезней. Они выявляются у 4,2 – 6,5% новорожденных. На их долю приходится 8-10% в структуре общей смертности детей до пятилетнего возраста.

Клинические симптомы патологических мутаций при генных болезнях могут выявляться в различные периоды онтогенеза, однако в своем большинстве возраст подобной мутации не превышает 20 лет. Лишь около 10% генных болезней развивается в более старшем возрасте. Около 25% случаев моногенных болезней являются врожденными.

Общепринятой классификации генных болезней не существует. Исходя из генетического принципа выделяют генные болезни аутосомно-доминантным, аутосомно-рецессивным, Х-сцепленным рессевным и митохондриальным типами наследования. Тип наследования генного заболевания зависит от локализации патологической мутации на аутосоме или половой хромосоме, от ее доминантности или рецессивности, а также от того, где она возникла: в ядерной ДНК или митохондриальной.

Примерами заболевания с аутосомно-доминантным типом наследования могут служить синдромы Марфана, Маршалла, нижнечелюстной дизостоз.

К аутосомно-рецессивным болезням относятся, например, муковисцидоз, врожденные дефекты обмена, с.Ушера. с.Лоуренса-Муна и Барде-Бидля, Ретта.

По Х-сцепленному рецессивному типу наследуются с.Мартина-Белла, гемофилия А и В, дальтонизм.

Большая группа генных болезней (более 700 форм) относится к врожденным болезням обмена. Их причиной являются ферментные нарушения и они нарушают обмен аминокислот, углеводов, липидов, металлов, биосинтез белка, нарушают выработку лимфоцитов, эритроцитов, транспортную систему почек.

Специалисту в области специального образования необходимо знать признаки генных болезней у детей младшего возраста. Это будет способствовать раннему распознаванию, направлению на медико-генетическое консультирование и разработке адекватных методов медико-психолого-педагогической коррекции, лечения и профилактики отклонений в развитии. На первом году жизни показанием для направления на ПМПК является задержка психомоторного и физического развития, если она сочетается с судорожными припадками и признаками психической деградации в первые месяцы жизни. Настораживающими факторами являются: необычный запах мочи, тела ребенка, желтуха, рвота, мышечная гипо- или гипертония в сочетании с судорогами и комой. Такие нарушения могут наблюдаться при врожденных нарушениях обмена. На втором году жизни важно обратить внимание на анамнестические данные, свидетельствующие о прогредиентном характере заболевания с постепенной утратой ранее приобретенных навыков периода нормального развития. В симптомокомплексе необходимо обратить внимание на: задержку физического развития, гротексную внешность, тугоподвижность суставов, гидроцефальный синдром, помутнение роговицы, прогрессирующее снижение слуха, катаракту, поражение почек, изменение структуры волос, увеличение печени и селезенки, подвывих хрусталика, рвоту, диарею, алалию.

В целом генные болезни имеют 3 основные особенности:

1. Болезни развиваются в любом возрасте. Некоторые из них возникают в эмбриональном возрасте (гемофилия, глухота), другие в постэмбриональном, в детстве (атаксия Фридрейха), нередко в зрелом возрасте (хорея Гентингтона) и даже в пожилом (подагра).

2. Большинство генных болезней этиологически зависят от нарушения согласованной работы множества генов и факторов внешней среды. Это так называемые мультифакторные болезни (шизофрения).

Однако есть и моногенные (глухота, болезни нервной системы).

3. Генные болезни имеют разный характер проявления даже в одной и той же семье т.е.характеризуется клиническим полиморфизмом.

Степень проявления признака генных болезней выражается в 2х свойствах гена – пенетрантности и экспрессивности.

Пенетрантность определяется процентом проявляемости действия гена среди его носителей. Если все особи, имеющие доминантный ген обладают данным признаком, говорят о 100% пенетрантности.

Экспрессивность проявляется в степени выраженности действия гена. Так, один и тот же ген у разных больных может проявляться едва заметно или значительно. Например, гемофилия имеет полную пенетрантность и высокую экспрессивность; с.Дауна – полную пенетрантность и варьирующую экспрессивность.

 

В настоящее время известно более 4500 генных болезней. Они выявляются у 4,2 – 6,5% новорожденных. На их долю приходится 8-10% в структуре общей… Клинические симптомы патологических мутаций при генных болезнях могут… Общепринятой классификации генных болезней не существует. Исходя из генетического принципа выделяют генные болезни…

Особенности наследования и проявления хромосомных болезней

Хромосомные болезни составляют своеобразную группу наследственных болезней, обусловленных изменениями в кариотипе. Они разнообразны по своей клинической картине, часто выражается в тяжелых нарушениях психического и соматического развития вплоть до гибели плода и ребенка.

Сейчас описано около 750 различных хромосомных аномалий у человека. Среди новорожденных хромосомные болезни встречаются в среднем с частотой 1х250, однако у эмбрионов хромосомные аномалии выявлены чаще (до 4-5%).

Такое различие объясняется тем, что большая часть эмбрионов с хромосомными нарушениями прекращает свое развитие. Так, среди спонтанно абортированных плодов частота хромосомных аберраций достигает 25%.

Хромосомные болезни м.б. обусловлены изменениями аутосом и м.б. связаны с изменениями половых хромосом (гоносом).

Их соотношение примерно одинаково – 50х50.

Классификация хромосомных болезней основана на типах мутаций: полисомии, трисомии, моносомии, делеции, инверсии.

Накопленный в генетике к настоящему времени материал позволяет выделить следующие группы и виды хромосомных синдромов:

1.Синдромы моносомий Х- или Y-; ХО. 23- (с.Шерешевского-Тернера.

2.Синдромы трисомий 8+, 9+, 13+(с.Патау), 18+(с.Эдвардса), 21+(с.Дауна).

3.Синдромы обусловленные делециями 4р- (с.Вольфа-Хиршхорна), 5р-(с.»кошачьего крика»).

4.Синдромы частичных трисомий 9р+ (с.Реторе).

Общим для всех форм хромосомных болезней является множественность поражений: черепно-лицевые нарушения, врожденные пороки развития внутренних и наружных органов, замедленный рост и развитие, отставание психического развития, умственная отсталость, нарушения функций нервной и эндокринной системы. При них наблюдается от 30 до 80 различных отклонений от нормы, касающихся физического и психического развития.

Изучение хромосомных болезней ведется с конца 50х годов ХХ века. В настоящее время существует несколько способов анализа кариотипа.

1.Анализ на клетках культуры крови, взятой из пальца или вены.

После 3х суток роста культуры клеток крови в термостате, в препаратах, полученных из лимфоцитов в момент их деления. Под микроскопом анализируется хромосомный набор, изучается число и структура хромосом.

2.Анализ полового хроматина.

При массовых обследованиях новорожденных половой хроматин исследует в эпителиальных клетках слизистой щеки, у мертворожденных – в клетках различных органов и тканей (почки, надпочечники, нервные клетки сплетений, головной мозг и др.).

3. Клинико-статистический метод.

Диагностирует проявления болезни по сумме клинических признаков и по архивным документам, регистрациям заболеваний (с.Дауна. с.»кошачьего крика»).

Из-за тяжести нарушений многие индивидуумы с хромосомными мутациями отсеваются, но часть из них дает потомство, в том числе и мутантное. Вопрос о возникновении мутации заново или в предыдущих поколениях решается медико-генетическим анализом.

 

 

Сейчас описано около 750 различных хромосомных аномалий у человека. Среди новорожденных хромосомные болезни встречаются в среднем с частотой 1х250,… Хромосомные болезни м.б. обусловлены изменениями аутосом и м.б. связаны с… Классификация хромосомных болезней основана на типах мутаций: полисомии, трисомии, моносомии, делеции, инверсии.

Характеристика врожденных болезней

Врожденные болезни – это заболевания, обусловленные средовыми факторами, воздействующими на плод в разные этапы внутриутробного развития.

Врожденные болезни имеют наследственную и ненаследственную природу. Если поражение плода происходит в первые 4 месяца беременности – это приводит к гибели плода или образованию грубых пороков развития, т.е. к ненаследственному заболеванию – эмбриопатии. Если вредоносные факторы действуют на плод во 2й половине беременности, то они вызывают некоторые изменения структуры внутренних органов и нарушения их деятельности, т.е. вызывают фетопатии.

Некоторые заболевания – это болезни, развивающиеся в результате патологических изменений генотипа, точнее обусловленные хромосомными и генными мутациями. Соответственно, выделяют 2 группы болезней: генные и хромосомные.

Генные болезни передаются из поколения в поколение без изменений, в то время как хромосомные передаются с дополнительными перекомбинациями, которых не было у родителей. В происхождении наследственных болезней определенную роль играют наследственные и средовые факторы. По их соотношению болезни подразделяются на 4 группы:

1 группа. Патологическое действие мутаций как этиологического фактора не зависит от окружающей среды. Поэтому к болезням этой группы относятся все хромосомные и генные болезни (с.Дауна, гемофилия, фенилкетонурия, ахондроплазия, болезнь Тея — Сакса).

Такие болезни могут проявиться в любом возрасте.

2 группа. Наследственность является этиологическим фактором, но для мутационных процессов необходимо соответствующее состояние организма, обусловленное вредным влиянием среды: переутомление, переедание, охлаждение (подагра, диабет).

3 группа. Этиологическими факторами болезней является влияние среды. Хотя вероятность развития болезни определяется наследственным предрасположением (гипертония, туберкулез, экзема, язва, атеросклероз).

4 группа. В происхождении болезней этой группы наследственность не играет никакой роли, а только среда: травмы, инфекции, ожоги и др. Генетические факторы могут повлиять на исход болезни, процесс выздоровления и компенсации.

 

Врожденные болезни имеют наследственную и ненаследственную природу. Если поражение плода происходит в первые 4 месяца беременности – это приводит к… Некоторые заболевания – это болезни, развивающиеся в результате патологических… Генные болезни передаются из поколения в поколение без изменений, в то время как хромосомные передаются с…

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

С опорой на материалы лекций и учебника по дисциплине «Основы генетики» подготовьте ответы на следующие вопросы:

1.Раскройте значение временного фактора в развитии эмбриогенеза на формирование наследственных форм болезней.

2.Назовите группы наследственных болезней.

3. Раскройте механизм взаимодействия наследственных и средовых факторов в развитии наследственных и ненаследственных болезней.

4.Охарактеризуйте хромосомные болезни.

5. Перечислите и охарактеризуйте методы изучения хромосомных болезней.

6.Раскройте особенности клинико-генетического метода изучения хромосомных болезней.

7.Раскройте механизм формирования генных болезней.

8.Охарактеризуйте клинические особенности хромосомных болезней.

9.Определите значение скрытого носительства в формировании патологических признаков.

10.Дайте характеристику аутосомно-доминантного типа наследования болезней.

11.Дайте характеристику аутосомно-рецессивного типа наследования болезней.

12.Дайте характеристику типа наследования, сцепленного с полом.

13.Приведите примеры фетопатий, эмбриопатий.

 

 

Глава 5. Лечение наследственных болезней

Симптоматическое лечение

Современные методы диагностики позволяют выявлять наследственные болезни на самых разных стадиях, что является условием их успешного лечения и коррекции, как медицинской, так и хирургической.

Общие подходы к лечению наследственных болезней мало, чем отличаются от подходов к лечению болезней другого происхождения. Различают 3 ступени терапии наследственных болезней:

— симптоматическое;

— патогенетическое;

— этиологическое.

При этом в лечении наследственных болезней используют все виды современной терапии:

— лекарственную;

— диетическую;

— хирургическую;

— физиотерапевтическую и др.

При лечении наследственных болезней должен полностью сохраняться принцип индивидуализации лечения.

Наследственные болезни настолько разнообразны по типам мутаций, по звеньям нарушенного обмена, по поражению органов и систем, что подробно рассмотреть лечение всех болезней невозможно.

Основным направлением лечения наследственных болезней является симптоматическое.

Оно применяется при лечении всех болезней и является элементом правильной терапии. Это обширный раздел лекарственной терапии от применения анальгина до транквилизаторов. Оно направлено на облегчение, коррекцию и ликвидацию конкретных симптомов болезни посредством медикоментозной терапии, хирургического лечения, рентгенологических методов и др. Это может осуществляться с помощью обезболивающих препаратов, транквилизаторов, стимуляторов, противосудорожных средств, которые показаны всегда при наличии соответствующих симптомов независимо от порождающей эти симптомы причины. Симптоматическое лечение может быть и хирургическим и применяться при незаращении заячьей губы, удалении катаракты. Хирургические методы нашли широкое применение в лечении врожденных пороков развития, например, при синдактилии, вывихе бедра, коррекции пороков сердца, удалении гонад при тестикулярной феминизации, удалении аденом паращитовидных желез, удалении толстой кишки при ее наследственном полипозе, удалении почки при опухоли Вильямса. Реконструктивная хирургия, кроме того, играет значительную роль при коррекции костно-мышечной системы. Большое облегчение получают больные наследственными нервными болезнями от водных, грязевых, физиопроцедур, например, при фенилкетонурии, с.Дауна.

 

Общие подходы к лечению наследственных болезней мало, чем отличаются от подходов к лечению болезней другого происхождения. Различают 3 ступени… — симптоматическое; — патогенетическое;

Патогенетическое лечение

Патологический подход к лечению наследственных болезней является в настоящее время наиболее обоснованным. Для каждого заболевания существует несколько путей вмешательства в его патогенез, в его развитие и лечение. В последние годы в генетике появились биохимические и молекулярные механизмы воздействия на наследственные болезни.

Патогенетическое лечение сводится к устранению первопричины, т.е. к прерыванию цепи патологического процесса и предотвращению формирования патологического фенотипа. Суть лечения состоит в выведении каких-либо продуктов из организма, если ген продуцирует их в избытке, либо в добавлении, замещении недостающих продуктов, если ген не работает.

При патогенетических подходах к лечению наследственных болезней используют 3 основных метода:

— диетический;

— лекарственный;

— хирургический.

К настоящему времени в основу патогенетического лечения положено 5 принципов:

1 принцип. Ограничение или исключение отдельных веществ из нормальной пищи. Например, при галактоземии заменяют женское или коровье молоко на белковые гидролизаты или соевое молоко. По возможности подкармливают ребенка овощными блюдами, бульонами.

2 принцип. Добавление веществ в диету в избыточных количествах.

3 принцип. Возмещение несинтезируемых в организме веществ для ликвидации наследственного дефекта. Например, при гемофилии А не вырабатывается антигемофилийный глобулин. Этот препарат м.б. получен из крови здоровых людей. При введении его больным гемофилией кровь у них свертывается нормально.

4 принцип. Усиленное выведение из организма метаболических продуктов. Например, при болезни Вильсона в результате мутации в организме накапливается большое количество меди. Лечение сводится к выведению этого вещества путем введения препарата кеницилиназа, а также повторных кровопусканий.

5 принцип. Исключение лекарств из употребления для лиц, обладающих наследственной повышенной чувствительностью к ним, что позволяет исключить заболевание. Например, при сложной анемии исключить сульфаниламид.

 

Патогенетическое лечение сводится к устранению первопричины, т.е. к прерыванию цепи патологического процесса и предотвращению формирования… При патогенетических подходах к лечению наследственных болезней используют 3… — диетический;

Этиологическое лечение

является наиболее кардинальным и заключается в устранении причины наследственной болезни, т.е. в изменении структуры ДНК во многих клетках. Этой задаче способствует завершение расшифровки генома человека. Для введения ДНК в клетку больного используют различные подходы: химические, физические, биологические, наиболее часто – вирусные. Последние используются не только для лечения наследственных болезней, но и для лечения злокачественных опухолей или хронических вирусных инфекций. Суть метода во введении в клетки-мишени вируса со встроенной в него клонированной ДНК или с-ДНК. Например, введение в скелетную или сердечную мышцу с-ДНК отсутствующего в них белка дистрофина является эффективным при лечении миодистрофии Дюшенна.

Трансплантация может рассматриваться как передача нормальной генетической информации больному с наследственным нарушением обмена веществ. Производится пересадка клеток, тканей, органов, содержащих нормальную ДНК, продуцирующую нормальный продукт гена у реципиента.

При мукополисахаридозе производят подкожную подсадку культивированных фибробластов от здорового донора. Эти клетки секретируют нормальные ферменты и исправляют нарушенный обмен мукополисахаридов.

Трансплантация может рассматриваться как передача нормальной генетической информации больному с наследственным нарушением обмена веществ.… При мукополисахаридозе производят подкожную подсадку культивированных…

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

1.Какие из перечисленных наследственных болезней поддаются коррекции с помощью диетотерапии?

— гелактоземия

— б.Тея-Сакса

— врожденный гипотиреоз

— фенилкетонурия

— мукополисахаридозы

2.Какие процессы характеризуют метаболическую ингибицию как один из видов коррекции обмена веществ?

— выведение из организма продуктов нарушенного обмена

— ограничение поступления в организм неперерабатываемого субстрата

— снижение интенсивности синтеза патологического субстрата

3.Хирургическое лечение наследственных болезней относится:

— к этиологической терапии

— к патогенетической терапии

— к симптоматической терапии

4. Составьте направления и содержание лечения с.Дауна, с.Кляйнфельтера, фенилкетонурии.

5.Дайте определение понятий: евгеника, генофонд, геном, генная инженерия, генная терапия.

 

Глава 6. Клинико-медико-генетическое консультирование и диагностика отклонений в развитии у детей

Содержание деятельности медико-генетических консультаций

Медико-генетическое консультирование направлено на профилактику наследственных заболеваний, определение прогноза рождения ребенка с наследственной патологией, оказание помощи семье, имеющей больного ребенка, принятие решения о дальнейшем деторождении.

В обязательном медико-генетическом консультировании нуждаются семьи, имеющие ребенка с врожденным пороком развития. Генетическое консультирование необходимо при подозрении на наследственную патологию у детей с отклонениями в развитии. Обязательным является консультирование при рождении ребенка с врожденными пороками развития, а также при повторных спонтанных абортах у матери, при наличии в анамнезе выкидышей и мертворожденных.

Консультирование показано при близкородственных браках, неблагополучном протекании беременности, при работе будущей матери на вредном производстве.

Таким образом, медико-генетическое консультирование показано практически каждой супружеской паре, желающей иметь здорового ребенка. Это процесс, в результате которого больные или их родственники с риском наследственного заболевания получают сведения о последствиях данного заболевания, вероятности его развития и наследования, а также о способах его предупреждения и лечения.

С точки зрения этого определения в процессе консультирования включены 3 направления работы:

— пренатальная диагностика;

— математическая оценка риска наследования болезни;

— психологическая поддержка (убеждение), что люди получившие совет, консультацию, действительно извлекут пользу, а также наметят меры профилактики.

Причины по которым обращаются в медико-генетическое консультирование:

1.наличие наследственной болезни или факт ее носительства;

2.наличие риска иметь ребенка, пораженного определенной наследственной болезнью;

3.вероятность осложнений в поколениях у родителей, один из которых имеет наследственную болезнь;

4.потребность в помощи перед выбором решения по результатам пренатальной диагностики;

5.потребность в оказании помощи уже пораженному заболеванием ребенку.

Основной задачей консультирования является установление диагноза с определением этиологии отклонений в развитии.

Медико-генетическое консультирование включает следующие этапы:

— диагноз;

— прогноз потомства;

-совет в отношении дальнейшего деторождения.

На первом этапе консультирования врач-генетик определяет механизм наследственной патологии и уточняет диагноз. Важное значение имеют генеалогическое и цитогенетическое обследование. Генетический метод основан на тщательном анализе родословной. Цитогенетическое исследование имеет важное значение для определения прогноза развития потомства при хромосомных болезнях, а также для уточнения диагноза при врожденных пороках развития. Как правило, обследуются не только ребенок, но и его родители.

Используются также дополнительные биохимические и иммунологические методы диагностики. После установления диагноза определяется прогноз для потомства. После проведенного обследования дается заключение и советы родителям. В доступной форме разъясняются суть диагноза, а также прогноз дальнейшего деторождения. При этом в любом случае принятие решения о дальнейшем деторождении предоставляется семье.

Штат консультации состоит из врачей-генетиков, цитогенетиков, биохимиков-генетиков. Среди различных специальных генетических исследований особое значение имеет цитогенетический анализ, направленный прежде всего на медико-генетическое консультирование пациентов с хромосомной патологией, врожденными пороками развития и нервно-психическими заболеваниями. Считается, что это самая многочисленная группа во всех консультациях.

 

 

Современные методы пренатальной диагностики

Важным направлением МГК является пренатальная диагностика. Это прежде всего методы, позволяющие установить точный диагноз тяжелой или смертельной болезни у плода еще в начале беременности.

Диагностика включает в себя следующие методы:

— хоронбиопсия;

— амниоцентоз и кордоцентез;

— биопсиямышц и кожи плода;

— лабораторные методы: цитогенетическое, биохимическое, молекулярно-генетическое обследование.

Пренатальная диагностика проводится в 2 основных этапа:

1 этап решает задачу выявления семей с повышенным риском генетической патологии;

2 этап посвящен проведению собственно пренатальной диагностики у женщин с группой риска.

Критериями обращения в МГК для пренатальной диагностики являются:

— тяжелая болезнь;

— лечение невозможно или недостаточно;

— консультируемая семья согласна на прерывание беременности;

— существует точный тест для постановки диагноза;

— достаточно высокий генетический риск неблагоприятного исхода беременности.

Показаниями к пренатальной диагностике являются:

— возраст матери (35-40 лет и старше);

— возраста отца (45 лет и старше);

— один ребенок в семье с дефектом невральной трубки;

— родитель, носитель хромосомной транслокации;

— тяжелое аутосомное или Х-сцепленное рецессивное заболевание;

— тяжелое Х-сцепленное рецессивное заболевание, не диагностируемое у матери;

— такие болезни будущей матери, как диабет, эпилепсия, миотоническая дистофия, вирусные инфекции, тератогенные факторы.

К ведущим методам дородовой диагностики относятся:

1.Амниоцентоз

2.Ультразвук (сонар).

3.Фетоскопия (амниоскопия).

4.Взятие крови плода.

5.Скрининг крови матери.

Амниоцентоз – процесс получения амниотической жидкости из матки.

Зародыш развивается в тонкостенном мешке, который постепенно заполняется жидкостью зародыша, а потом плода. Объем жидкости увеличивается за счет мочи, выделяемой плодом. В этой жидкости плавает и развивается плод. Амниотическая жидкость содержит химические вещества, жиры, белки, углеводы, а также клетка самого плода.

Процедура сбора амниотической жидкости производится тонкой иглой после местной анестезии в амбулаторных условиях. Рекомендуемы срок проведения процедуры 14-16 нед.бременности. Взятые клетки амниотической жидкости помещаются в стерильные сосуды или колбы с питательным бульоном и содержатся 3 недели в инкубаторе.

По примеси крови в образце определяют наличие повреждения плаценты; а измененный цвет жидкости может свидетельствовать о гибели плода; измененное количество или поломанные хромосомы свидетельствуют о врожденных хромосомных болезнях (возможно даже точное установление синдромов).

Успешный результат исследования амниотической жидкости составляет 90-95%. Но, тем не менее, амниоцентоз ведет к ряду осложнений:

— абортирование плода (риск 1,5-3%);

— перинатальные осложнения (дыхательная недостаточность, косолапость, врожденный вывих бедра в 3-7% случаев);

— перинатальная смертность (риск увеличивается до 9%).

Женщины, подвергнутые амниоцентозу серьезных осложнений не испытывают, но при этом возможны: мимолетные спазмы, небольшие маточные кровотечения, небольшое вытекание амниотической жидкости.

Ультразвук или сонар – применяется для определения локализации плаценты, точного срока беременности и исключения многоплодия или смерти плода. Техника предполагает пропускание ультразвуковых волн через матку и распознание крупных уродующих дефектов. Производится ультразвук на любом сроке беременности вплоть до 24 недели.

Параллельно с ультразвуком производится диагностика развития через применение рентгеновских лучей. Это процедура называется амниография. Она включает в себя закапывание контрастного раствора через иглу непосредственно в амниотическую жидкость. Контрастный раствор, соприкасаясь с кожей плода обрисовывает силуэт, который хорошо просматривается через рентгеновский аппарат и диагностирует: большую голову, аномальны позвоночник, уродливые конечности или их отсутствие, наследственные болезни костей (остеопороз).

Процедура производится на 16-24 нед.беременности.

Фетоскопия – прямое визуальное исследование плода посредством использования эндоскопа, созданного на основе волоконной оптики. Фетоскоп вводится в матку через брюшную стенку с дополнительными седативными средствами с 18 по 22 неделю беременности. Это позволяет выделить пороки развития конечностей, частей лица, гениталий, реже позвоночника. Риск развития осложнений после фетоскопии по данным немногих исследований пока довольно высок (от 5 до 10%).

Также может отмечаться длительное вытекание амниотической жидкости. В связи с этим основным показанием к применению фетоскопии является заболевание с рецессивным типом наследования, а также при доминировании заболевания у одного из родителей.

Взятие крови плода. Образец крови можно получить путем прокола плаценты или при непосредственном визуальном контроле. Кровь плода берется из плаценты, корня пуповины и смешивается с кровью матери для выделения эритроцитов плодного происхождения. По крови плода диагностируется гемофилия, синдромы с хромосомной нестабильностью, мышечная дистрофия, иммунодефицитные состояния.

Метод связан с существенным риском спонтанного аборта (до 10%).

Скрининг крови матери — это чувствительный метод радиоиммунологического исследования уровня содержания Jфетопротеина. Он позволяет выявить значительную часть открытых дефектов невральной трубки на 16-18 нед.беременности; способствует антенатальной диагностике для людей с семейным анамнезом генетического заболевания, но не является фактом отказа от амниоцентоза. Метод дает 100% прогноз на случаи развития спинномозговой грыжи, тяжелой гидроцефалии, угрожающего выкидыша.

В целом долг врача при работе МГК – сообщить факты, с помощью которых консультирующиеся смогут принять собственное решение. Важно понять и знать, что консультируемые понятии информацию четко, без искажений и личных интерпретаций и все моменты нужно проговорить до выхода из клиники.

К дополнительным мерам медико-генетического консультирования относят контрацепцию, использование выбора – усыновление или искусственное осеменение.

В настоящее время методы пренатальной диагностики совершенствуются и расширяются. Определяются оптимальные сроки для применения каждого диагностического метода, разрабатывается проблема преимплатационной диагностики, программа массового обследования на наследственные болезни, наиболее поддающиеся профилактическому лечению.

 

Диагностика включает в себя следующие методы: — хоронбиопсия; — амниоцентоз и кордоцентез;

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

Каковы основные требования, предъявляемые к заболеваниям, подлежащим преклинической диагностике?

2.В чем заключается клиническая диагностика наследственных болезней?

3.Какой из методов молекулярной генетики применяется ля диагностики болезней, связанных с геном, имеющим известную локализацию? Обоснуйте ответ.

4.Охарактеризуйте способы составления родословной в рамках оказания медико-генетического консультирования.

5. Что включено в понятие генетического риска?

6.Что является итогом медико-генетического консультирования?

7.Как определятся генетический риск при мультифакториальных болезнях?

8.Охарактеризуйте направления предупреждения наследственных болезней.

9.На какой основе устанавливается повторный генетический риск при рождении ребенка с хромосомной патологией?

10.Перечислите заболевания, подлежащие массовому биохимическому скринингу.

 

Рекомендуемая литература

Обязательная литература

1.Ауэрбах Ш. Наследственность – М., 1969.

2.Бадалян Л.О., Таболин В.А., Вельтишев Ю.Е. Наследственные болезни у детей – М., 1981.

3.Бадалян Л.О. Детская неврология – М., 1985.

4.Бочков Н.П. Генетика человека (наследственность и патология) – М., 1978.

5.Давиденкова Е.Ф. Наследственность и здоровье – М., 1985.

6.Дубинин Н.П. Общая генетика – М., 1986.

7.Иванова О.А. Генетика — М., 1974.

8.Давиденкова Е.Ф., Либерман И.С. Клиническая генетика – М., 1975.

9.Захаров А.Ф. Хромосомы человека – М., 1977.

10.Ленц В. Медицинская генетика – М., 1984.

11.Маккюсик В. Наследственные признаки человека – М., 1976.

12.Морозов Г.В. Нервные и психические болезни с основами медицинской патологии – М., 1976.

13.Мастюкова Е.М. , Московкина А.Г. Основы генетики. Клинико-генетические основы коррекционной педагогики и специальной психологии – М., 2003.

14.Самсонов Ф.А. Основы генетики в дефектологии – М., 1989.

15.Стивенсон А., Дэвисон Б. Медико-генетическое консультирование – М.,1992.

16.Харпер П. Практическое медико-генетическое консультирование – М.. 1989.

17.Явкин В.М. Семейные формы олигофрении – Ташкент, 1989.

 

 

Дополнительная литература

1..Балахонов А.В. Ошибки развития – С-Пб., 1990.

2.Биологическое и социальное развитие человек – М., 1977.

3.Бородин П.М. Этюды о мутантах – М., 1983.

4.Дубинин Н.П. Горизонты генетики – М.,1983.

5.Дубинин Н.П. Что такое человек – М.,1981.

6.Милунски О. Знайте свои гены – М., 1983.

7.Протасевич В.Т. Генетика и окружающая среда – М.,1969.

8.Шульман Дж. Наследственные болезни при беременности – М., 1985.

9.Эфроимсон В.П.Генетика олигофрений, психозов, эпилепсий – М., 1990.

Тематика рефератов

1.Ген как элементарная частица наследственной информации.

2.Информационные клеточные процессы.

3.Хромосомный уровень определения пола.

4.Причины и характер проявления наследственных болезней.

5.Этиология хромосомных болезней на примере синдрома Дауна.

6.Болезни с наследственной предрасположенностью.

7.Полигенные формы болезней с наследственной предрасположенностью.

8.Содержание лечения детей с сидромом Кляйнфельтера.

9.Содержание лечения детей с фенилкетонурией.

10.Жизнь и деятельность Г.Менделя.

11.Жизнь и деятельность Т.Моргана.

12.Жизнь и деятельность Н.П.Вавилова.

 

2.Информационные клеточные процессы. 3.Хромосомный уровень определения пола. 4.Причины и характер проявления наследственных болезней.

Примерный перечень вопросов к экзамену

1.Генетика как наука. Связь генетики с дисциплинами медицинского и психолого-педагогического цикла.

2.Мейоз. Особенности процесса.

3.Оплодотворение. Генетическая сущность процесса.

4.Особенности использования метода взятия крови плода в диагностике отклонений в развитии детей.

5.Характеристика хромосомных болезней.

6.Трансловация как вид хромосомной аберрации.

7.Особенности использования УЗИ в пренатальной диагностике отклонений в развитии детей.

8.Этиологическое лечение наследственных болезней.

9.Этиология нарушений в развитии у детей.

10.Характеристика амниоцентоза как вида пренатальной диагностики.

11.Эношеская форма Эрба-Рота.

12.Близнецовый метод исследования в генетике.

13.Особенности болезни Ландузи-Дежерена.

14.Наследственные болезни. Определение. Виды. Симптоматика.

15.Наследственные нервные и нервно-мышечные болезни.

16.Фрагментация как вид хромосомной аберрации.

17.Генеалогический метод исследования в генетике.

18.Особенности и направления лечения наследственных болезней.

19.Инверсия как вид хромосомной аберрации.

20.Ген. Определение. Строение, Функции.

21.Медико-генетическое консультирование. Цель. Направления, Критерии обращения в МГК.

22.Хромосома. Определение. Строение. Функции. Виды хромосом.

23.Характеристика фетоскопии как метода пренатальной диагностики.

24.Митоз. Особенности процесса.

25.Особенности болезни Мари-Шарко.

26.Клетка. Строение. Функции.

27.Характеристика делеции как вида хромосомной аберрации.

28.Характеристика наследственной патологии органов слуха.

29.Хромосомные аберрации. Определение. Виды.

30.Характеристика генетического фактора в развитии патологии речи.

31.Виды хромосомных мутаций.

32. Патогенетическое лечение наследственных болезней.

33.Методы пренатальной диагностики.

34.Симптоматическое лечение наследственных болезней.

35.Популяционно-статистический метод исследования в генетике.

36.Характеристика полиплоидии, трисомии, моносомии.

37.Особенности мышечной атрофии Верднига-Гоффмана.

38.Методы исследования в генетике.

39.Типы наследования в генетике.

41.Характеристика миопатии Дюшенна.

42.Характеристика наследственной патологии органов зрения.

43.Генетика умственной отсталости.

44.Генетика эпилепсии.

45. Врожденные факторы в формировании нарушений в развитии у детей.

46.Приобретенные факторы в формировании нарушений в развитии у детей.

 

Глава 6. Клинико-медико-генетическое консультирование и диагностика отклонений в развитии у детей

Содержание деятельности медико-генетических консультаций

Медико-генетическое консультирование направлено на профилактику наследственных заболеваний, определение прогноза рождения ребенка с наследственной патологией, оказание помощи семье, имеющей больного ребенка, принятие решения о дальнейшем деторождении.

В обязательном медико-генетическом консультировании нуждаются семьи, имеющие ребенка с врожденным пороком развития. Генетическое консультирование необходимо при подозрении на наследственную патологию у детей с отклонениями в развитии. Обязательным является консультирование при рождении ребенка с врожденными пороками развития, а также при повторных спонтанных абортах у матери, при наличии в анамнезе выкидышей и мертворожденных.

Консультирование показано при близкородственных браках, неблагополучном протекании беременности, при работе будущей матери на вредном производстве.

Таким образом, медико-генетическое консультирование показано практически каждой супружеской паре, желающей иметь здорового ребенка. Это процесс, в результате которого больные или их родственники с риском наследственного заболевания получают сведения о последствиях данного заболевания, вероятности его развития и наследования, а также о способах его предупреждения и лечения.

С точки зрения этого определения в процессе консультирования включены 3 направления работы:

— пренатальная диагностика;

— математическая оценка риска наследования болезни;

— психологическая поддержка (убеждение), что люди получившие совет, консультацию, действительно извлекут пользу, а также наметят меры профилактики.

Причины по которым обращаются в медико-генетическое консультирование:

1.наличие наследственной болезни или факт ее носительства;

2.наличие риска иметь ребенка, пораженного определенной наследственной болезнью;

3.вероятность осложнений в поколениях у родителей, один из которых имеет наследственную болезнь;

4.потребность в помощи перед выбором решения по результатам пренатальной диагностики;

5.потребность в оказании помощи уже пораженному заболеванием ребенку.

Основной задачей консультирования является установление диагноза с определением этиологии отклонений в развитии.

Медико-генетическое консультирование включает следующие этапы:

— диагноз;

— прогноз потомства;

-совет в отношении дальнейшего деторождения.

На первом этапе консультирования врач-генетик определяет механизм наследственной патологии и уточняет диагноз. Важное значение имеют генеалогическое и цитогенетическое обследование. Генетический метод основан на тщательном анализе родословной. Цитогенетическое исследование имеет важное значение для определения прогноза развития потомства при хромосомных болезнях, а также для уточнения диагноза при врожденных пороках развития. Как правило, обследуются не только ребенок, но и его родители.

Используются также дополнительные биохимические и иммунологические методы диагностики. После установления диагноза определяется прогноз для потомства. После проведенного обследования дается заключение и советы родителям. В доступной форме разъясняются суть диагноза, а также прогноз дальнейшего деторождения. При этом в любом случае принятие решения о дальнейшем деторождении предоставляется семье.

Штат консультации состоит из врачей-генетиков, цитогенетиков, биохимиков-генетиков. Среди различных специальных генетических исследований особое значение имеет цитогенетический анализ, направленный прежде всего на медико-генетическое консультирование пациентов с хромосомной патологией, врожденными пороками развития и нервно-психическими заболеваниями. Считается, что это самая многочисленная группа во всех консультациях.

 

 

Современные методы пренатальной диагностики

Важным направлением МГК является пренатальная диагностика. Это прежде всего методы, позволяющие установить точный диагноз тяжелой или смертельной болезни у плода еще в начале беременности.

Диагностика включает в себя следующие методы:

— хоронбиопсия;

— амниоцентоз и кордоцентез;

— биопсиямышц и кожи плода;

— лабораторные методы: цитогенетическое, биохимическое, молекулярно-генетическое обследование.

Пренатальная диагностика проводится в 2 основных этапа:

1 этап решает задачу выявления семей с повышенным риском генетической патологии;

2 этап посвящен проведению собственно пренатальной диагностики у женщин с группой риска.

Критериями обращения в МГК для пренатальной диагностики являются:

— тяжелая болезнь;

— лечение невозможно или недостаточно;

— консультируемая семья согласна на прерывание беременности;

— существует точный тест для постановки диагноза;

— достаточно высокий генетический риск неблагоприятного исхода беременности.

Показаниями к пренатальной диагностике являются:

— возраст матери (35-40 лет и старше);

— возраста отца (45 лет и старше);

— один ребенок в семье с дефектом невральной трубки;

— родитель, носитель хромосомной транслокации;

— тяжелое аутосомное или Х-сцепленное рецессивное заболевание;

— тяжелое Х-сцепленное рецессивное заболевание, не диагностируемое у матери;

— такие болезни будущей матери, как диабет, эпилепсия, миотоническая дистофия, вирусные инфекции, тератогенные факторы.

К ведущим методам дородовой диагностики относятся:

1.Амниоцентоз

2.Ультразвук (сонар).

3.Фетоскопия (амниоскопия).

4.Взятие крови плода.

5.Скрининг крови матери.

Амниоцентоз – процесс получения амниотической жидкости из матки.

Зародыш развивается в тонкостенном мешке, который постепенно заполняется жидкостью зародыша, а потом плода. Объем жидкости увеличивается за счет мочи, выделяемой плодом. В этой жидкости плавает и развивается плод. Амниотическая жидкость содержит химические вещества, жиры, белки, углеводы, а также клетка самого плода.

Процедура сбора амниотической жидкости производится тонкой иглой после местной анестезии в амбулаторных условиях. Рекомендуемы срок проведения процедуры 14-16 нед.бременности. Взятые клетки амниотической жидкости помещаются в стерильные сосуды или колбы с питательным бульоном и содержатся 3 недели в инкубаторе.

По примеси крови в образце определяют наличие повреждения плаценты; а измененный цвет жидкости может свидетельствовать о гибели плода; измененное количество или поломанные хромосомы свидетельствуют о врожденных хромосомных болезнях (возможно даже точное установление синдромов).

Успешный результат исследования амниотической жидкости составляет 90-95%. Но, тем не менее, амниоцентоз ведет к ряду осложнений:

— абортирование плода (риск 1,5-3%);

— перинатальные осложнения (дыхательная недостаточность, косолапость, врожденный вывих бедра в 3-7% случаев);

— перинатальная смертность (риск увеличивается до 9%).

Женщины, подвергнутые амниоцентозу серьезных осложнений не испытывают, но при этом возможны: мимолетные спазмы, небольшие маточные кровотечения, небольшое вытекание амниотической жидкости.

Ультразвук или сонар – применяется для определения локализации плаценты, точного срока беременности и исключения многоплодия или смерти плода. Техника предполагает пропускание ультразвуковых волн через матку и распознание крупных уродующих дефектов. Производится ультразвук на любом сроке беременности вплоть до 24 недели.

Параллельно с ультразвуком производится диагностика развития через применение рентгеновских лучей. Это процедура называется амниография. Она включает в себя закапывание контрастного раствора через иглу непосредственно в амниотическую жидкость. Контрастный раствор, соприкасаясь с кожей плода обрисовывает силуэт, который хорошо просматривается через рентгеновский аппарат и диагностирует: большую голову, аномальны позвоночник, уродливые конечности или их отсутствие, наследственные болезни костей (остеопороз).

Процедура производится на 16-24 нед.беременности.

Фетоскопия – прямое визуальное исследование плода посредством использования эндоскопа, созданного на основе волоконной оптики. Фетоскоп вводится в матку через брюшную стенку с дополнительными седативными средствами с 18 по 22 неделю беременности. Это позволяет выделить пороки развития конечностей, частей лица, гениталий, реже позвоночника. Риск развития осложнений после фетоскопии по данным немногих исследований пока довольно высок (от 5 до 10%).

Также может отмечаться длительное вытекание амниотической жидкости. В связи с этим основным показанием к применению фетоскопии является заболевание с рецессивным типом наследования, а также при доминировании заболевания у одного из родителей.

Взятие крови плода. Образец крови можно получить путем прокола плаценты или при непосредственном визуальном контроле. Кровь плода берется из плаценты, корня пуповины и смешивается с кровью матери для выделения эритроцитов плодного происхождения. По крови плода диагностируется гемофилия, синдромы с хромосомной нестабильностью, мышечная дистрофия, иммунодефицитные состояния.

Метод связан с существенным риском спонтанного аборта (до 10%).

Скрининг крови матери — это чувствительный метод радиоиммунологического исследования уровня содержания Jфетопротеина. Он позволяет выявить значительную часть открытых дефектов невральной трубки на 16-18 нед.беременности; способствует антенатальной диагностике для людей с семейным анамнезом генетического заболевания, но не является фактом отказа от амниоцентоза. Метод дает 100% прогноз на случаи развития спинномозговой грыжи, тяжелой гидроцефалии, угрожающего выкидыша.

В целом долг врача при работе МГК – сообщить факты, с помощью которых консультирующиеся смогут принять собственное решение. Важно понять и знать, что консультируемые понятии информацию четко, без искажений и личных интерпретаций и все моменты нужно проговорить до выхода из клиники.

К дополнительным мерам медико-генетического консультирования относят контрацепцию, использование выбора – усыновление или искусственное осеменение.

В настоящее время методы пренатальной диагностики совершенствуются и расширяются. Определяются оптимальные сроки для применения каждого диагностического метода, разрабатывается проблема преимплатационной диагностики, программа массового обследования на наследственные болезни, наиболее поддающиеся профилактическому лечению.

 

Диагностика включает в себя следующие методы: — хоронбиопсия; — амниоцентоз и кордоцентез;

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

Каковы основные требования, предъявляемые к заболеваниям, подлежащим преклинической диагностике?

2.В чем заключается клиническая диагностика наследственных болезней?

3.Какой из методов молекулярной генетики применяется ля диагностики болезней, связанных с геном, имеющим известную локализацию? Обоснуйте ответ.

4.Охарактеризуйте способы составления родословной в рамках оказания медико-генетического консультирования.

5. Что включено в понятие генетического риска?

6.Что является итогом медико-генетического консультирования?

7.Как определятся генетический риск при мультифакториальных болезнях?

8.Охарактеризуйте направления предупреждения наследственных болезней.

9.На какой основе устанавливается повторный генетический риск при рождении ребенка с хромосомной патологией?

10.Перечислите заболевания, подлежащие массовому биохимическому скринингу.

 

Рекомендуемая литература

Обязательная литература

1.Ауэрбах Ш. Наследственность – М., 1969.

2.Бадалян Л.О., Таболин В.А., Вельтишев Ю.Е. Наследственные болезни у детей – М., 1981.

3.Бадалян Л.О. Детская неврология – М., 1985.

4.Бочков Н.П. Генетика человека (наследственность и патология) – М., 1978.

5.Давиденкова Е.Ф. Наследственность и здоровье – М., 1985.

6.Дубинин Н.П. Общая генетика – М., 1986.

7.Иванова О.А. Генетика — М., 1974.

8.Давиденкова Е.Ф., Либерман И.С. Клиническая генетика – М., 1975.

9.Захаров А.Ф. Хромосомы человека – М., 1977.

10.Ленц В. Медицинская генетика – М., 1984.

11.Маккюсик В. Наследственные признаки человека – М., 1976.

12.Морозов Г.В. Нервные и психические болезни с основами медицинской патологии – М., 1976.

13.Мастюкова Е.М. , Московкина А.Г. Основы генетики. Клинико-генетические основы коррекционной педагогики и специальной психологии – М., 2003.

14.Самсонов Ф.А. Основы генетики в дефектологии – М., 1989.

15.Стивенсон А., Дэвисон Б. Медико-генетическое консультирование – М.,1992.

16.Харпер П. Практическое медико-генетическое консультирование – М.. 1989.

17.Явкин В.М. Семейные формы олигофрении – Ташкент, 1989.

 

 

Дополнительная литература

1..Балахонов А.В. Ошибки развития – С-Пб., 1990.

2.Биологическое и социальное развитие человек – М., 1977.

3.Бородин П.М. Этюды о мутантах – М., 1983.

4.Дубинин Н.П. Горизонты генетики – М.,1983.

5.Дубинин Н.П. Что такое человек – М.,1981.

6.Милунски О. Знайте свои гены – М., 1983.

7.Протасевич В.Т. Генетика и окружающая среда – М.,1969.

8.Шульман Дж. Наследственные болезни при беременности – М., 1985.

9.Эфроимсон В.П.Генетика олигофрений, психозов, эпилепсий – М., 1990.

 

Тематика рефератов

1.Ген как элементарная частица наследственной информации.

2.Информационные клеточные процессы.

3.Хромосомный уровень определения пола.

4.Причины и характер проявления наследственных болезней.

5.Этиология хромосомных болезней на примере синдрома Дауна.

6.Болезни с наследственной предрасположенностью.

7.Полигенные формы болезней с наследственной предрасположенностью.

8.Содержание лечения детей с сидромом Кляйнфельтера.

9.Содержание лечения детей с фенилкетонурией.

10.Жизнь и деятельность Г.Менделя.

11.Жизнь и деятельность Т.Моргана.

12.Жизнь и деятельность Н.П.Вавилова.

 

2.Информационные клеточные процессы. 3.Хромосомный уровень определения пола. 4.Причины и характер проявления наследственных болезней.

Примерный перечень вопросов к экзамену

1.Генетика как наука. Связь генетики с дисциплинами медицинского и психолого-педагогического цикла.

2.Мейоз. Особенности процесса.

3.Оплодотворение. Генетическая сущность процесса.

4.Особенности использования метода взятия крови плода в диагностике отклонений в развитии детей.

5.Характеристика хромосомных болезней.

6.Трансловация как вид хромосомной аберрации.

7.Особенности использования УЗИ в пренатальной диагностике отклонений в развитии детей.

8.Этиологическое лечение наследственных болезней.

9.Этиология нарушений в развитии у детей.

10.Характеристика амниоцентоза как вида пренатальной диагностики.

11.Эношеская форма Эрба-Рота.

12.Близнецовый метод исследования в генетике.

13.Особенности болезни Ландузи-Дежерена.

14.Наследственные болезни. Определение. Виды. Симптоматика.

15.Наследственные нервные и нервно-мышечные болезни.

16.Фрагментация как вид хромосомной аберрации.

17.Генеалогический метод исследования в генетике.

18.Особенности и направления лечения наследственных болезней.

19.Инверсия как вид хромосомной аберрации.

20.Ген. Определение. Строение, Функции.

21.Медико-генетическое консультирование. Цель. Направления, Критерии обращения в МГК.

22.Хромосома. Определение. Строение. Функции. Виды хромосом.

23.Характеристика фетоскопии как метода пренатальной диагностики.

24.Митоз. Особенности процесса.

25.Особенности болезни Мари-Шарко.

26.Клетка. Строение. Функции.

27.Характеристика делеции как вида хромосомной аберрации.

28.Характеристика наследственной патологии органов слуха.

29.Хромосомные аберрации. Определение. Виды.

30.Характеристика генетического фактора в развитии патологии речи.

31.Виды хромосомных мутаций.

32. Патогенетическое лечение наследственных болезней.

33.Методы пренатальной диагностики.

34.Симптоматическое лечение наследственных болезней.

35.Популяционно-статистический метод исследования в генетике.

36.Характеристика полиплоидии, трисомии, моносомии.

37.Особенности мышечной атрофии Верднига-Гоффмана.

38.Методы исследования в генетике.

39.Типы наследования в генетике.

41.Характеристика миопатии Дюшенна.

42.Характеристика наследственной патологии органов зрения.

43.Генетика умственной отсталости.

44.Генетика эпилепсии.

45. Врожденные факторы в формировании нарушений в развитии у детей.

46.Приобретенные факторы в формировании нарушений в развитии у детей.