Значение генетики для селекции и медицины презентация. Презентация медицинская генетика

Cлайд 1

Генетика человека и ее значение для медицины и здравоохранения Урок биологии в 11классе. Разработала: Гайнутдинова Маргарита Александровна, учитель биологии МОУ «Общеобразовательная школа №23 г. Йошкар-Ола»

Cлайд 2

Цель урока « Генетика человека и ее значение для медицины и здравоохранения» 1. Формировать понятия о генетике человека 2.Познакомить с основными методами генетики человека. 3.Полученную информацию представить в виде таблицы «Характеристика методов генетики человека» 4. Подготовиться к проведению исследовательской работы «Изучение наследственной обусловленности изучаемого признака, а также тип его наследования в моей семье используя генеалогический метод»

Cлайд 3

Истоки На Руси при выборе невесты родители принимали во внимание не только внешность, но и нрав. Особенно ценился миролюбивый характер, уступчивость, покладистость. Смотрели, какова работница и какое у неё здоровье. Говорили: «Жену выбирай не глазами, а ушами», Брали «по хорошей славе». А еще присматривались к родне невесты до пятого колена: смотрели, нет ли пьяниц, буянов, сумасшедших. Даже пословица была: «Выбирай корову по рогам, а невесту по родам».

Cлайд 4

Повторим термины, необходимые для успешного усвоения темы урока цитология кариотип популяция зигота аутосома ген сцепленный с поло признак гомозиготный гетерозиготный мутации генотип

Cлайд 5

Генетика человека отрасль генетики, тесно связанная с антропологией и медициной. Г. ч. условно подразделяют на антропогенетику, изучающую наследственность и изменчивость нормальных признаков человеческого организма, и генетику медицинскую, которая изучает его наследственную патологию (болезни, дефекты, уродства и др.). Задачи медицинской генетики заключаются в своевременном выявлении носителей заболеваний среди родителей, выявлении больных детей и выработке рекомендаций по их лечению. Большую роль в профилактике генетически обусловленных заболеваний играют генетикомедицинские консультации и перенатальная диагностика

Cлайд 6

Таблица «Характеристика методов генетики человека» Метод генетики человека Изучаемый уровень организации человека Предмет исследования Результаты исследования Задание: Заполнять таблицу входе изучения новой темы.

Cлайд 7

Методы генетики человека Цитогенетический метод Близнецовый метод Популяционный метод Биохимический метод Генеалогический метод вопросы

Cлайд 8

Цитогенетический метод Цитогенетический метод используют для изучения нормального кариотипа человека, а также при диагностике наследственных заболеваний, связанных с геномными и хромосомными мутациями. Кроме того, этот метод применяют при исследовании мутагенного действия различных химических веществ, пестицидов, инсектицидов, лекарственных препаратов и др. далее

Cлайд 9

Цитологический метод (пример) Цитологический контроль необходим для диагностики хромосомных болезней, связанных с ануплоидией и хромосомными мутациями. Наиболее часто встречаются болезнь Дауна(трисомия по 21-й хромосоме), синдром Клайнфелтера (47 XXY), синдром Шершевского - Тернера (45 ХО) и др. Потеря участка одной из гомологичных хромосом 21-й пары приводит к заболеванию крови - хроническому миелолейкозу. Назад

Cлайд 10

Биология близнецовости Близнецы могут быть однояйцевыми (образуются на ранних стадиях дробления зиготы, когда из двух или реже из большего числа бластомеров развиваются полноценные организмы). Однояйцевые близнецы генетически идентичны. Когда созревают и затем оплодотворяются разными сперматозоидами две или реже большее число яйцеклеток, развиваются разнояйцевые близнецы Разнояйцевые близнецы сходны между собой не более чем братья и сестры, рожденные в разное время. Частота появления близнецов у людей составляет около 1% (1/3 однояйцевых, 2/3 разнояйцевых); дизиготные

Cлайд 11

Дизиготные (разнояйцовые) близнецы РАЗВИВАЮТСЯ ИЗ ДВУХ РАЗНЫХ ЯЙЦЕКЛЕТОК, ОДНОВРЕМЕННО ОПЛОДОТВОРЕННЫХ РАЗЛИЧНЫМИ СПЕРМАТОЗОИДАМИ МОГУТ БЫТЬ КАК ОДНОГО, ТАК И РАЗНОГО ПОЛА СХОДНОСТЬ КАК И У ОБЫЧНЫХ БРАТЬЕВ И СЕСТЕР МОГУТ БЫТЬ РОЖДЕНЫ ОТ РАЗНЫХ ОТЦОВ монозиготные

Cлайд 12

Монозиготные (однояйцовые) близнецы РАЗВИВАЮТСЯ ИЗ ОДНОЙ ЯЙЦЕКЛЕТКИ, ОПЛОДОТВОРЕННОЙ ОДНИМ СПЕРМАТОЗОИДОМ ВСЕГДА ОДНОГО ПОЛА ОДИНАКОВАЯ ГРУППА КРОВИ ОДИНАКОВЫЕ ОТПЕЧАТКИ И Т. Д. ДОЛЯ ТАКИХ БЛИЗНЕЦОВ 35-38% СИАМСКИЕ БЛИЗНЕЦЫ

Cлайд 13

Сиамские близнецы Название "сиамские" такие близнецы получили в честь первой изученной и описанной пары сросшихся близнецов. Это были сросшиеся близнецы Чанг и Энг, родившиеся в Сиаме (Таиланд) в 1811 г. Основную часть своей сознательной жизни они провели в Соединенных Штатах Америки. Оба были женаты и имели детей, один - 12, а другой - 10. Братья прожили 63 года, причем причиной их почти одновременной смерти послужила болезнь одного из братьев. далее

Cлайд 14

Близнецовый метод Этот метод используют в генетике человека для выяснения степени наследственной обусловленности исследуемых признаков Значение близнецового метода: Изучение развития и заболеваемости близнецов оказало большое влияние на понимание среды возникновения многих болезней Если какой-то признак имеет сходство у однояйцовых близнецов, то это есть свидетельство его зависимости от наследственности Так в ходе исследований стало известно, что для возникновения таких болезней, как корь, коклюш, ветрянка, оспа необходимо только инфекционное начало; а для появления таких заболеваний,как дифтерия, свинка, воспаление легких, полиомиелит, туберкулез играет роль наследственные свойства организма методы

Cлайд 15

Биохимический метод Наследственные заболевания, которые обусловлены генными мутациями, изменяющими структуру или скорость синтеза белков, обычно сопровождаются нарушением углеводного, белкового, липидного и других типов обмена веществ. Наследственные дефекты обмена можно диагностировать посредством определения структуры измененного белка или его количества, выявления дефектных ферментов или обнаружения промежуточных продуктов обмена веществ во внеклеточных жидкостях организма (крови, моче, поте и т.д.). пример

Cлайд 16

Биохимический метод (пример) Анализ аминокислотных последовательностей мутационно измененных белковых цепей гемоглобина позволил выявить несколько наследственных дефектов Гемоглобинозы- заболевания, в основе их лежат изменения белковых цепей гемоглобина Так, при серповидно-клеточной анемии у человека аномальный гемоглобин вследствие мутации отличается от нормального заменой только одной аминокислоты (глутаминовой кислоты на валин). методы

Cлайд 17

Популяционный метод Методы генетики популяций широко применяют в исследованиях человека. Внутрисемейный анализ заболеваемости неотделим от изучения наследственной патологии как в отдельных странах, так и в относительно изолированных группах населения. Изучение частоты генов и генотипов в популяциях составляет предмет популяционно-генетического исследования. Это дает информацию о степени гетерозиготности и полиморфизма человеческих популяций, выявляет различия частот аллелей между разными популяциями. далее

Cлайд 18

Популяционный метод(пример) Статистический анализ распространения отдельных наследственных признаков (генов) в популяциях людей в разных странах позволяет определить адаптивную ценность конкретных генотипов. Однажды возникнув, мутации могут передаваться потомству на протяжении многих поколений. Это приводит к полиморфизму (генетической неоднородности) человеческих популяций. В гетерозиготном состоянии в популяциях находится значительное количество рецессивных аллелей (генетический груз), обусловливающих развитие различных наследственных заболеваний. методы

Cлайд 19

Генеалогическии метод Генеалогический метод заключается в анализе родословных и позволяет определить тип наследования (доминантный рецессивный, аутосомный или сцепленный с полом) признака, а также его моногенность или полигенность. На основе полученных сведений прогнозируют вероятность проявления изучаемого признака в потомстве, что имеет большое значение для предупреждения наследственных заболеваний.

Cлайд 20

Типы моногенного наследования, выявляемые с помощью генеалогического метода Аутосомный тип наследования Аутосомно-доминантный тип (полидактилия) Аутосомно-рецессивный тип наследования (галактоземия)

Cлайд 21

Типы моногенного наследования, выявляемые с помощью генеалогического метода Наследование, сцепленное с полом Х-сцепленный доминантный тип(синдром Ретта) Х-сцепленный рецессивный тип (гемофилия) У-сцепленный тип (оволосение ушной раковины)

Cлайд 22

Cлайд 23

Подведем итог Метод генетики человека Изучаемый уровень организации человека Предмет исследования Результаты исследования Цитогенетический клеточный диагностика хромосомных болезней направлены на уменьшение процента риска по рождению детей с хромосомной патологией (в первую очередь - с синдромом Дауна) для последующего проведения диагностических процедур. БЛИЗНЕЦОВЫЙ организменный изучение наследственные и средовые влияния на человека для возникновения таких болезней, как корь, коклюш, ветрянка, оспа необходимо только инфекционное начало; а для появления таких заболеваний,как дифтерия, свинка, воспаление легких, полиомиелит, туберкулез играет роль наследственные свойства организма БИОХИМИЧЕСКИЙ молекулярный обнаружить заболеваний с нарушениями обмена веществ с пoмoщью биoxимичecкиx мeтoдoв oткpытo oкoлo 500 мoлeкyляpныx бoлeзнeй, являющиxcя cлeдcтвиeм пpoявлeния мyтaнтныx гeнoв ГЕНЕОЛОГИЧЕСКИЙ организменный установление наследственного характера признака Гeнeaлoгичecким мeтoдoм дoкaзaнo нacлeдoвaниe мнoгиx зaбoлeвaний, нaпpимep caxapнoгo диaбeтa, шизoфpeнии, гeмoфилии и дp. ПОПУЛЯЦИОННЫЙ популяция Изучение частоты генов и генотипов в популяциях Позволяет изучать распространение отдельных генов или хромосомных аномалий в человеческих популяциях

Подобные документы

Этиология и диагностика наследственных заболеваний. Генные мутации и изменение последовательности нуклеотидов в ДНК, нарушение структуры хромосом. Профилактика и медико-генетическое консультирование. Симптоматическое лечение наследственных болезней.

реферат, добавлен 19.12.2010


История возникновения генетики, ее основные виды и методы исследования. Генетика человека как теоретическая основа современной медицины и здравоохранения. Анализ и значение внедрения научных достижений медицинской генетики в практическое здравоохранение.

реферат, добавлен 09.11.2010


Классификация наследственных болезней человека. Генные, митохондриальные и хромосомные болезни. Повреждения наследственного аппарата клетки. Общая частота генных болезней в популяциях людей. Признаки синдрома Марфана и методы лечения гемофилии.

презентация, добавлен 06.12.2012


Наследственные болезни, обусловленные хромосомными и генными мутациями. Факторы риска наследственного заболевания. Профилактика и медико-генетическое консультирование. Симптоматическое лечение наследственных болезней. Коррекция генетического дефекта.

презентация, добавлен 03.12.2015


Классификация и дифференциация наследственных заболеваний. Генные и хромосомные болезни, болезни с наследственной предрасположенностью. Генетические карты человека, лечение и предупреждение некоторых наследственных болезней. Описание основных болезней.

презентация, добавлен 16.11.2011


Наследственные нарушения метаболизма: биохимическая классификация. Органические ацидурии и аминоацидопатии. Митохондриальные и пероксисомные заболевания, нарушения В-окисления жирных кислот. Лизосомные болезни накопления, нарушения гликозилирования.

презентация, добавлен 24.12.2015


Сущность понятия "наследственные заболевания". Многогенные, хромосомные, полигенные наследственные болезни. Группы хромосомных болезней: аномалии числа хромосом, нарушения структуры. Синдром Дауна, Пату. Генетические болезни соматических клеток.

презентация, добавлен 06.04.2011


Патологическая наследственность. Передача наследственных признаков. Хромосомные болезни. Наследственные болезни обмена веществ, нарушения иммунитета, с преимущественным поражением эндокринной системы, функций почек, нервной системы, крови. Профилактика.

реферат, добавлен 03.09.2008


Диагностика генетических заболеваний. Диагностика хромосомных болезней. Лечение наследственных болезней. Проведение евгенических мероприятий. Перспективы лечения наследственных болезней в будущем. Медико-генетическое консультирование и профилактика.

курсовая работа, добавлен 07.12.2015


Понятие наследственных заболеваний: изменение числа или структуры хромосом. Классификация хромосомных нарушений, обусловленных изменениями половых и неполовых хромосом. Основные типы наследственности. Болезни обмена вещества и нарушения иммунитета.

Цель урока « Генетика человека и ее значение для медицины и здравоохранения» 1. Формировать понятия о генетике человека 1. Формировать понятия о генетике человека 2.Познакомить с основными методами генетики человека. 2.Познакомить с основными методами генетики человека. 3.Полученную информацию представить в виде таблицы «Характеристика методов генетики человека» 3.Полученную информацию представить в виде таблицы «Характеристика методов генетики человека» 4. Подготовиться к проведению исследовательской работы «Изучение наследственной обусловленности изучаемого признака, а также тип его наследования в моей семье используя генеалогический метод» 4. Подготовиться к проведению исследовательской работы «Изучение наследственной обусловленности изучаемого признака, а также тип его наследования в моей семье используя генеалогический метод»

Истоки На Руси при выборе невесты родители принимали во внимание не только внешность, но и нрав. Особенно ценился миролюбивый характер, уступчивость, покладистость. Смотрели, какова работница и какое у неё здоровье. На Руси при выборе невесты родители принимали во внимание не только внешность, но и нрав. Особенно ценился миролюбивый характер, уступчивость, покладистость. Смотрели, какова работница и какое у неё здоровье. Говорили: «Жену выбирай не глазами, а ушами», Говорили: «Жену выбирай не глазами, а ушами», Брали «по хорошей славе». А еще присматривались к родне невесты до пятого колена: смотрели, нет ли пьяниц, буянов, сумасшедших. Брали «по хорошей славе». А еще присматривались к родне невесты до пятого колена: смотрели, нет ли пьяниц, буянов, сумасшедших. Даже пословица была: «Выбирай корову по рогам, а невесту по родам». Даже пословица была: «Выбирай корову по рогам, а невесту по родам».

Повторим термины, необходимые для успешного усвоения темы урока цитология цитология кариотип кариотип популяция популяция зигота зигота аутосома аутосома ген ген сцепленный с поло признак сцепленный с поло признак гомозиготный гомозиготный гетерозиготный гетерозиготный мутации мутации генотип генотип

Генетика человека отрасль генетики, тесно связанная с антропологией и медициной. отрасль генетики, тесно связанная с антропологией и медициной. Г. ч. условно подразделяют на антропогенетику, изучающую наследственность и изменчивость нормальных признаков человеческого организма, и генетику медицинскую, которая изучает его наследственную патологию (болезни, дефекты, уродства и др.). Г. ч. условно подразделяют на антропогенетику, изучающую наследственность и изменчивость нормальных признаков человеческого организма, и генетику медицинскую, которая изучает его наследственную патологию (болезни, дефекты, уродства и др.). Задачи медицинской генетики заключаются в своевременном выявлении носителей заболеваний среди родителей, выявлении больных детей и выработке рекомендаций по их лечению. Большую роль в профилактике генетически обусловленных заболеваний играют генетикомедицинские консультации и перенатальная диагностика Задачи медицинской генетики заключаются в своевременном выявлении носителей заболеваний среди родителей, выявлении больных детей и выработке рекомендаций по их лечению. Большую роль в профилактике генетически обусловленных заболеваний играют генетикомедицинские консультации и перенатальная диагностика

Методы генетики человека Цитогенетический метод Цитогенетический метод Цитогенетический метод Цитогенетический метод Близнецовый метод Близнецовый метод Близнецовый метод Близнецовый метод Популяционный метод Популяционный метод Популяционный метод Популяционный метод Биохимический метод Биохимический метод Биохимический метод Биохимический метод Генеалогический метод Генеалогический метод Генеалогический метод Генеалогический метод вопросы

Цитогенетический метод Цитогенетический метод используют для изучения нормального кариотипа человека, а также при диагностике наследственных заболеваний, связанных с геномными и хромосомными мутациями. Цитогенетический метод используют для изучения нормального кариотипа человека, а также при диагностике наследственных заболеваний, связанных с геномными и хромосомными мутациями. Кроме того, этот метод применяют при исследовании мутагенного действия различных химических веществ, пестицидов, инсектицидов, лекарственных препаратов и др. Кроме того, этот метод применяют при исследовании мутагенного действия различных химических веществ, пестицидов, инсектицидов, лекарственных препаратов и др. далее

Цитологический метод (пример) Цитологический контроль необходим для диагностики хромосомных болезней, связанных с ануплоидией и хромосомными мутациями. Наиболее часто встречаются болезнь Дауна(трисомия по 21-й хромосоме), синдром Клайнфелтера (47 XXY), синдром Шершевского Тернера (45 ХО) и др. Потеря участка одной из гомологичных хромосом 21- й пары приводит к заболеванию крови хроническому миелолейкозу. Цитологический контроль необходим для диагностики хромосомных болезней, связанных с ануплоидией и хромосомными мутациями. Наиболее часто встречаются болезнь Дауна(трисомия по 21-й хромосоме), синдром Клайнфелтера (47 XXY), синдром Шершевского Тернера (45 ХО) и др. Потеря участка одной из гомологичных хромосом 21- й пары приводит к заболеванию крови хроническому миелолейкозу. Назад

Биология близнецовости Близнецы могут быть однояйцевыми (образуются на ранних стадиях дробления зиготы, когда из двух или реже из большего числа бластомеров развиваются полноценные организмы). Однояйцевые близнецы генетически идентичны. Когда созревают и затем оплодотворяются разными сперматозоидами две или реже большее число яйцеклеток, развиваются разнояйцевые близнецы Близнецы могут быть однояйцевыми (образуются на ранних стадиях дробления зиготы, когда из двух или реже из большего числа бластомеров развиваются полноценные организмы). Однояйцевые близнецы генетически идентичны. Когда созревают и затем оплодотворяются разными сперматозоидами две или реже большее число яйцеклеток, развиваются разнояйцевые близнецы Разнояйцевые близнецы сходны между собой не более чем братья и сестры, рожденные в разное время. Разнояйцевые близнецы сходны между собой не более чем братья и сестры, рожденные в разное время. Частота появления близнецов у людей составляет около 1% (1/3 однояйцевых, 2/3 разнояйцевых); Частота появления близнецов у людей составляет около 1% (1/3 однояйцевых, 2/3 разнояйцевых); дизиготные

Дизиготные (разнояйцовые) близнецы РАЗВИВАЮТСЯ ИЗ ДВУХ РАЗНЫХ ЯЙЦЕКЛЕТОК, ОДНОВРЕМЕННО ОПЛОДОТВОРЕННЫХ РАЗЛИЧНЫМИ СПЕРМАТОЗОИДАМИ РАЗВИВАЮТСЯ ИЗ ДВУХ РАЗНЫХ ЯЙЦЕКЛЕТОК, ОДНОВРЕМЕННО ОПЛОДОТВОРЕННЫХ РАЗЛИЧНЫМИ СПЕРМАТОЗОИДАМИ МОГУТ БЫТЬ КАК ОДНОГО, ТАК И РАЗНОГО ПОЛА МОГУТ БЫТЬ КАК ОДНОГО, ТАК И РАЗНОГО ПОЛА СХОДНОСТЬ КАК И У ОБЫЧНЫХ БРАТЬЕВ И СЕСТЕР СХОДНОСТЬ КАК И У ОБЫЧНЫХ БРАТЬЕВ И СЕСТЕР МОГУТ БЫТЬ РОЖДЕНЫ ОТ РАЗНЫХ ОТЦОВ МОГУТ БЫТЬ РОЖДЕНЫ ОТ РАЗНЫХ ОТЦОВ монозиготные

Монозиготные (однояйцовые) близнецы РАЗВИВАЮТСЯ ИЗ ОДНОЙ ЯЙЦЕКЛЕТКИ, ОПЛОДОТВОРЕННОЙ ОДНИМ СПЕРМАТОЗОИДОМ РАЗВИВАЮТСЯ ИЗ ОДНОЙ ЯЙЦЕКЛЕТКИ, ОПЛОДОТВОРЕННОЙ ОДНИМ СПЕРМАТОЗОИДОМ ВСЕГДА ОДНОГО ПОЛА ВСЕГДА ОДНОГО ПОЛА ОДИНАКОВАЯ ГРУППА КРОВИ ОДИНАКОВАЯ ГРУППА КРОВИ ОДИНАКОВЫЕ ОТПЕЧАТКИ И Т. Д. ДОЛЯ ТАКИХ БЛИЗНЕЦОВ 35-38% ОДИНАКОВЫЕ ОТПЕЧАТКИ И Т. Д. ДОЛЯ ТАКИХ БЛИЗНЕЦОВ 35-38% СИАМСКИЕ БЛИЗНЕЦЫ СИАМСКИЕ БЛИЗНЕЦЫ СИАМСКИЕ БЛИЗНЕЦЫ СИАМСКИЕ БЛИЗНЕЦЫ

Сиамские близнецы Название "сиамские" такие близнецы получили в честь первой изученной и описанной пары сросшихся близнецов. Это были сросшиеся близнецы Чанг и Энг, родившиеся в Сиаме (Таиланд) в 1811 г. Основную часть своей сознательной жизни они провели в Соединенных Штатах Америки. Оба были женаты и имели детей, один - 12, а другой Братья прожили 63 года, причем причиной их почти одновременной смерти послужила болезнь одного из братьев. Название "сиамские" такие близнецы получили в честь первой изученной и описанной пары сросшихся близнецов. Это были сросшиеся близнецы Чанг и Энг, родившиеся в Сиаме (Таиланд) в 1811 г. Основную часть своей сознательной жизни они провели в Соединенных Штатах Америки. Оба были женаты и имели детей, один - 12, а другой Братья прожили 63 года, причем причиной их почти одновременной смерти послужила болезнь одного из братьев. далее

Близнецовый метод Этот метод используют в генетике человека для выяснения степени наследственной обусловленности исследуемых признаков Значение близнецового метода: Значение близнецового метода: Изучение развития и заболеваемости близнецов оказало большое влияние на понимание среды возникновения многих болезней Изучение развития и заболеваемости близнецов оказало большое влияние на понимание среды возникновения многих болезней Если какой-то признак имеет сходство у однояйцовых близнецов, то это есть свидетельство его зависимости от наследственности Если какой-то признак имеет сходство у однояйцовых близнецов, то это есть свидетельство его зависимости от наследственности Так в ходе исследований стало известно, что для возникновения таких болезней, как корь, коклюш, ветрянка, оспа необходимо только инфекционное начало; а для появления таких заболеваний,как дифтерия, свинка, воспаление легких, полиомиелит, туберкулез играет роль наследственные свойства организма Так в ходе исследований стало известно, что для возникновения таких болезней, как корь, коклюш, ветрянка, оспа необходимо только инфекционное начало; а для появления таких заболеваний,как дифтерия, свинка, воспаление легких, полиомиелит, туберкулез играет роль наследственные свойства организма методы

Биохимический метод Наследственные заболевания, которые обусловлены генными мутациями, изменяющими структуру или скорость синтеза белков, обычно сопровождаются нарушением углеводного, белкового, липидного и других типов обмена веществ. Наследственные дефекты обмена можно диагностировать посредством определения структуры измененного белка или его количества, выявления дефектных ферментов или обнаружения промежуточных продуктов обмена веществ во внеклеточных жидкостях организма (крови, моче, поте и т.д.). Наследственные заболевания, которые обусловлены генными мутациями, изменяющими структуру или скорость синтеза белков, обычно сопровождаются нарушением углеводного, белкового, липидного и других типов обмена веществ. Наследственные дефекты обмена можно диагностировать посредством определения структуры измененного белка или его количества, выявления дефектных ферментов или обнаружения промежуточных продуктов обмена веществ во внеклеточных жидкостях организма (крови, моче, поте и т.д.). пример

Биохимический метод (пример) Анализ аминокислотных последовательностей мутационно измененных белковых цепей гемоглобина позволил выявить несколько наследственных дефектов Анализ аминокислотных последовательностей мутационно измененных белковых цепей гемоглобина позволил выявить несколько наследственных дефектов Гемоглобинозы- заболевания, в основе их лежат изменения белковых цепей гемоглобина Гемоглобинозы- заболевания, в основе их лежат изменения белковых цепей гемоглобина Так, при серповидно-клеточной анемии у человека аномальный гемоглобин вследствие мутации отличается от нормального заменой только одной аминокислоты (глутаминовой кислоты на валин). Так, при серповидно-клеточной анемии у человека аномальный гемоглобин вследствие мутации отличается от нормального заменой только одной аминокислоты (глутаминовой кислоты на валин). методы

Популяционный метод Методы генетики популяций широко применяют в исследованиях человека. Внутрисемейный анализ заболеваемости неотделим от изучения наследственной патологии как в отдельных странах, так и в относительно изолированных группах населения. Изучение частоты генов и генотипов в популяциях составляет предмет популяционно- генетического исследования. Это дает информацию о степени гетерозиготности и полиморфизма человеческих популяций, выявляет различия частот аллелей между разными популяциями. Методы генетики популяций широко применяют в исследованиях человека. Внутрисемейный анализ заболеваемости неотделим от изучения наследственной патологии как в отдельных странах, так и в относительно изолированных группах населения. Изучение частоты генов и генотипов в популяциях составляет предмет популяционно- генетического исследования. Это дает информацию о степени гетерозиготности и полиморфизма человеческих популяций, выявляет различия частот аллелей между разными популяциями. далее

Популяционный метод(пример) Статистический анализ распространения отдельных наследственных признаков (генов) в популяциях людей в разных странах позволяет определить адаптивную ценность конкретных генотипов. Однажды возникнув, мутации могут передаваться потомству на протяжении многих поколений. Это приводит к полиморфизму (генетической неоднородности) человеческих популяций. Статистический анализ распространения отдельных наследственных признаков (генов) в популяциях людей в разных странах позволяет определить адаптивную ценность конкретных генотипов. Однажды возникнув, мутации могут передаваться потомству на протяжении многих поколений. Это приводит к полиморфизму (генетической неоднородности) человеческих популяций. В гетерозиготном состоянии в популяциях находится значительное количество рецессивных аллелей (генетический груз), обусловливающих развитие различных наследственных заболеваний. В гетерозиготном состоянии в популяциях находится значительное количество рецессивных аллелей (генетический груз), обусловливающих развитие различных наследственных заболеваний. методы

Генеалогическии метод Генеалогический метод заключается в анализе родословных и позволяет определить тип наследования (доминантный рецессивный, аутосомный или сцепленный с полом) признака, а также его моногенность или полигенность. На основе полученных сведений прогнозируют вероятность проявления изучаемого признака в потомстве, что имеет большое значение для предупреждения наследственных заболеваний. Генеалогический метод заключается в анализе родословных и позволяет определить тип наследования (доминантный рецессивный, аутосомный или сцепленный с полом) признака, а также его моногенность или полигенность. На основе полученных сведений прогнозируют вероятность проявления изучаемого признака в потомстве, что имеет большое значение для предупреждения наследственных заболеваний.

Типы моногенного наследования, выявляемые с помощью генеалогического метода Аутосомный тип наследования Аутосомно- доминантный тип (полидактилия) Аутосомно- доминантный тип (полидактилия) Аутосомно- рецессивный тип наследования Аутосомно- рецессивный тип наследования (галактоземия) (галактоземия)

Типы моногенного наследования, выявляемые с помощью генеалогического метода Наследование, сцепленное с полом Наследование, сцепленное с полом Х-сцепленный доминантный тип(синдром Ретта) Х-сцепленный доминантный тип(синдром Ретта) Х-сцепленный рецессивный тип (гемофилия) Х-сцепленный рецессивный тип (гемофилия) У-сцепленный тип У-сцепленный тип (оволосение ушной раковины)
Подведем итог Метод генетики человека Изучаемый уровень организаци и человека Предмет исследования Результаты исследования Цитогенетическийклеточный диагностика хромосомных болезней направлены на уменьшение процента риска по рождению детей с хромосомной патологией (в первую очередь - с синдромом Дауна) для последующего проведения диагностических процедур. БЛИЗНЕЦОВЫЙорганизменный изучение наследственные и средовые влияния на человека для возникновения таких болезней, как корь, коклюш, ветрянка, оспа необходимо только инфекционное начало; а для появления таких заболеваний,как дифтерия, свинка, воспаление легких, полиомиелит, туберкулез играет роль наследственные свойства организма а для появления таких заболеваний,как дифтерия, свинка, воспаление легких, полиомиелит, туберкулез играет роль наследственные свойства организма БИОХИМИЧЕСКИЙмолекулярный обнаружить заболеваний с нарушениями обмена веществ с пoмoщью биoxимичecкиx мeтoдoв oткpытo oкoлo 500 мoлeкyляpныx бoлeзнeй, являющиxcя cлeдcтвиeм пpoявлeния мyтaнтныx гeнoв ГЕНЕОЛОГИЧЕСКИЙорганизменный установление наследственного характера признака установление наследственного характера признака Гeнeaлoгичecким мeтoдoм дoкaзaнo нacлeдoвaниe мнoгиx зaбoлeвaний, нaпpимep caxapнoгo диaбeтa, шизoфpeнии, гeмoфилии и дp. ПОПУЛЯЦИОННЫЙпопуляция Изучение частоты генов и генотипов в популяциях Позволяет изучать распространение отдельных генов или хромосомных аномалий в человеческих популяциях

План исследовательской работы «Изучение наследования признака в моей семье используя генеалогический метод » Цель работы: применение генеалогического метода при исследовании родословных линий 1. Выбрать наследуемый признак 2. Определить тип наследования признака 3. Записать символы используемые при составлении родословных 4. Составит список родственников по линии отца и матери 5. Составить схему родословной семьи с использованием условных обозначений 6. Вывод по работе

Особенности составления генеалогического древа Пробанд - человек, о котором собирается информация в родословной. Пробанд - человек, о котором собирается информация в родословной. Сибс - родственник пробанда. Сибс - родственник пробанда. Фигуры в родословной располагаются по поколениям. Каждое поколение занимает отдельную строку, обозначается слева римской Фигуры в родословной располагаются по поколениям. Каждое поколение занимает отдельную строку, обозначается слева римской Арабскими цифрами нумеруются члены одного поколения (весь ряд) слева направо в порядке рождения. Все индивидуумы должны располагаться строго по поколениям в один ряд. Арабскими цифрами нумеруются члены одного поколения (весь ряд) слева направо в порядке рождения. Все индивидуумы должны располагаться строго по поколениям в один ряд. Внесение данных о родственниках пробанда I и II степеней родства. Внесение данных о родственниках пробанда I и II степеней родства. Составления родословной (обычно достаточно трех-пяти поколений) Составления родословной (обычно достаточно трех-пяти поколений) Анализ наследования выбранного признака Анализ наследования выбранного признака Домашнее задание -Изучить параграф 9.4 -Изучить параграф 9.4 -читать записи в тетради, -читать записи в тетради, -выполнить исследовательскую работу «Изучение наследственной обусловленности изучаемого признака, а также тип его наследования в моей семье используя генеалогический метод» (срок 1неделя) -выполнить исследовательскую работу «Изучение наследственной обусловленности изучаемого признака, а также тип его наследования в моей семье используя генеалогический метод» (срок 1неделя)

Источники информации Сайты Сайты Литература Литература 1. Бочков Н.П. Клиническая генетика. М.: Медицина, Бочков Н.П. Клиническая генетика. М.: Медицина, Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека. М.: Мир, (в 3-х т.) 2. Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека. М.: Мир, (в 3-х т.) 3. Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. М.: Мир, (в 3-х т.) 3. Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. М.: Мир, (в 3-х т.) 4. Бочков Н.П., Чеботарев А.Н. Наследственность человека и мутагены окружающей среды. М.: Медицина, Бочков Н.П., Чеботарев А.Н. Наследственность человека и мутагены окружающей среды. М.: Медицина, 1989.

• Генетика человека изучает явления наследственности и изменчивости на всех уровнях его организации и существования: молекулярном, клеточ-ном, организменном, популяционном.
• Медицинская генетика изучает роль наследственности в патологии человека, закономерности передачи от поколения к поколению наследственных болезней, разрабатывает методы диагностики, лечения и профилактики наследственной патологии, включая болезни с наследственной предрасположенностью.

система знаний о роли генетических факторов в патологии человека и система методов диагностики, лечения и профилактики наследственной пато-логии

Клиническая генетика - прикладной раздел медицинской генетики, т.е. применение достижений последней для решения клинических проблем у пациентов или в их семьях

Цель медицинской генетики

разработка методов диагностики, лечения и профилактики наследственной и наследственно обусловленной патологии человека.

• диагностика наследственных заболеваний
• анализ их распространенности в различных популяциях и этнических группах
• профилактика наследственных заболеваний на базе пренатальной (дородовой) диагностики
• изучение молекулярно-генетических основ этиологии и патогенеза наследственных заболеваний
• выявление генетических факторов риска многофакторных заболеваний
• медико-генетическое консультирование семей больных

ИСТОРИЯ МЕДИЦИНСКОЙ ГЕНЕТИКИ

Доменделевский период

Учение о наследственности человека зарождалось в медицине из наблюдений семейных и врожденных болезней.

В трудах Гиппократа (V в. до н.э.) отмечалась роль наследственности в происхождении болезней:

«…эпилепсия, как и другие болезни, развиваются на почве наследственности; и действительно, если от флегматика происходит флегматик, от желчного - желчный, от чахоточного - чахоточный, от страдающего болезнью селезенки - страдающий болезнью селезенки, то что может помешать, чтобы болезнь, которою страдают отец и мать, поразила бы также одного из их детей».

В XVIII–XIX вв. появились отдельные работы о значении наследственности в происхождении болезней.

• К XVIII в. относятся первые описания доминантного (полидактилии, т.е. шестипалости) и рецессивного (альбинизма у негров) признаков, сделанных французским ученым П. Мопертюи.
• В начале XIX в. несколькими авторами одновременно было описано наследование гемофилии в результате изучения родословных семей, в которых встречались лица, страдающие этой болезнью.
• В 1814 г. вышла книга лондонского врача Д. Адамса «Трактат о предполагаемых наследственных свойствах болезней, основанный на клинических наблюдениях».
• Понятие о патологической наследственности у человека утвердилось во второй половине XIX в. и было принято многими врачебными школами.

• Альбинизм - врождённое отсутствие пигмента кожи, волос, радужной и пигментной оболочек глаза .

• С пониманием патологической наследственности зародилась концепция о вырождении человеческого рода и необходимости его улучшения, причем одновременно (1865 г.) и независимо друг от друга ее высказывали В.М. Флоринский в России и Ф. Гальтон в Англии.

Френсис Гальтон (1822–1911)

Один из основоположников генетики человека и евгеники. Основные труды: «Наследственный талант и характер» (1865); «Наследственный гений: исследование его законов и следствий» (1869); «Очерки по евгенике» (1909). Попытки экспериментально оценить значение наследственных и внешнесредовых факторов в становлении количественных признаков у человека положили начало генетике количественных признаков.

Флоринский Василий Маркович (1834–1899)

В 1865 году Ф. Гальтон выступил в печати с предложением «вирикультуры», т.е. кастового «разведения» талантливых людей, которые по его мнению должны заключать браки только внутри своей касты, отнюдь не смешиваясь с остальной массой посредственности. На латинском «вирикультура» значит «культура мужества». В 1883 году Гальтон предпочел заменить термин «вирикультура» термином «евгеника», что в переводе с греческого означает «облагораживание» (eugenes, греч. – хороший род).

Родословная, в центре которой двоюродные братья - Ч.Дарвин и Ф.Гальтон и их общий дед – Э. Дарвин.

Выделял ряд заболеваний наследственной природы,

предлагал социальное совершенствование общества в целях гармонического развития народа,

рассматривал положительную роль смешения народов

Наряду с противоречивыми или неверными положениями, в этой книге был поднят и правильно освещен ряд вопросов медицинской генетики. Среди них: значение среды для формирования наследственных признаков, вред близкородственных браков, наследственный характер многих патологий (глухонемоты, альбинизма, заячьей губы, пороков развития нервной трубки)

Миазм (от др.-греч. - загрязнение)

• В 1902 г английский врач Арчибальд Гаррод, исследуя родословные семей, пришёл к выводу, что алкаптонурия , болезнь, связанная с нарушением обмена веществ, передаётся по наследству в соответствии с закономерностями наследования признаков, открытых Менделем (Алкапто́нури́я - НЗ, обусловленное выпадением функций оксидазы гомогентизиновой кислоты и характеризующееся расстройством обмена тирозина).
• А.Гаррод объяснил и другие биохимические аномалии, опубликовав в 1909 г. книгу «Врожденные ошибки метаболизма», благодаря которой он был признан отцом биохимической генетики.

• В 1906 г. английский ученый Уильям Бэтсон предложил для науки о наследственности и изменчивости название генетика .

В первых двух десятилетиях XX века возникла эйфория от менделевской интерпретации многих болезней, в результате которой была существенно преувеличена роль наследственности в формировании поведения человека и в наследственной отягощённости населения.

Концепция обречённости и вырождения семей с наследственной патологией стала ведущей для объяснения отягощённости общества потомством таких больных. Диагноз наследственной болезни считался приговором больному и даже его семье. На этом фоне снова стала набирать силу евгеника - ранее сформулированное Гальтоном направление об улучшении породы (или природы) человека.

История медицинской генетики в России

• Василий Маркович Флоринский – начало евгенического движения в России (1865 г.)

• В 1920 году Николай Константинович Кольцов создал в Москве Русское евгеническое общество, при котором издавался «Русский евгенический журнал». В 1920 году в Институте экспериментальной биологии (ИЭБ), руководимом Н. К. Кольцовым, был организован евгенический отдел, развернувший исследования по генетике человека. Были начаты первые работы по наследованию групп крови, содержанию каталазы в крови, наследованию цвета волос и глаз, изменчивости и наследственности сложных признаков с использованием близнецового метода. При отделе работала первая медико-генетическая консультация.

• В 1921 году Юрий Александрович Филипченко организовал в Петрограде Бюро по евгенике, где, в частности, было выполнено уникальное популяционно-генетическое исследование творческих способностей человека.

Н.К.Кольцов

Ю.А.Филипченко

• Позиции отечественных евгенистов принципиально отличались от таковых западных евгенистов гуманностью и научной направленностью
• Термин «евгенический» был адекватен термину «медико-генетический»
• Не ставили в виде окончательной цели проведение в жизнь принудительных евгенических мероприятий
• В СССР не поддерживались идеи негативной евгеники (улучшение породы человека через законодательно закрепленное выбраковывание нежелательных с точки зрения евгеники элементов)
• Одновременно с обсуждением евгенических идей создаются практические начала медицинской генетики в России

20-30-е годы XX века

В СССР медицинская генетика успешно развивалась в 20-30-х годах. Среди известных русских врачей-ученых начала XX века особое место занимает Сергей Николаевич Давиденков (1880-1961), впервые применивший идеи генетики в клинике. С.Н.Давиденков является основоположником клинической генетики и медико-генетического консультирования

• В 1920 г. С.Н. Давиденковым была создана первая медико-генетическая консультация в Москве, а в 1934 г. - в Ленинграде.
• Впервые поставил вопрос о создании каталога генов (1925).
• Впервые предложил термин «нейрогенетика», который сейчас применяется во всем мире.
• Сформулировал гипотезу о генетической гетерогенности наследственных заболеваний, определил основные направления профилактики НБ.
• По генетике наследственных болезней нервной системы опубликовал несколько книг: «Наследственные болезни нервной системы» (1-е изд. в 1925 г, 2-е изд. в 1932 г.); «Проблема полиморфизма наследственных болезней нервной системы» (1934); «Эволюционно-генетические проблемы в невропатологии» (1947).

30-40-е годы XX века

С 1930 по 1937 г. медицинская генетика развивалась в Медико-биологическом институте , переименованном в 1935г. в Медико-генетический институт им. М.Горького . Это был передовой институт, проводивший много работ по близнецовым и цитогенетическим исследованиям, были разработаны и усовершенствованы 3 метода – клинико-генеалогический, близнецовый и цитологический .

15 мая 1934 г. в этом институте состоялась первая в истории советской биологии и медицины конференция по медицинской генетике.

В этот день директор Медико-биологического института Соломон Григорьевич Левит выступил с докладом «Антропогенетика и медицина», в котором определил новую дисциплину.

«Левит стал основоположником российской медицинской генетики, сформулировал ее ключевые принципы и идеи» (историк генетики В.В.Бабков)

С.Г. Левит (1894-1937)

• Противники генетиков, во главе которых стоял Трофим Денисович Лысенко (директор Института генетики АН СССР с 1940 по 1965 годы), говорили, что не может быть особого вещества наследственности; наследственностью обладает весь организм; что гены - это выдумка генетиков: ведь их никто не видел.
• Основные обвинения против генетиков носили политический характер. Генетика объявлялась буржуазной реакционной наукой. Сторонники Лысенко утверждали, что граждане социалистической страны не могут иметь наследственных болезней, а разговоры про гены человека - это основа расизма и фашизма.
• Многие генетики были арестованы в 1937 г. В 1940 г. был арестован Н.И.Вавилов. Его обвинили в том, что он английский шпион. В 1943 г. Вавилов умер в Саратовской тюрьме от истощения. Вслед за Вавиловым были арестованы Г.Д.Карпеченко (зав. кафедрой генетики растений Ленинградского государственного университета), Г.А.Левитский (зав. Цитологической лабораторией во Всеросси́йском институ́те растениево́дства им. Н. И. Вави́лова), которые погибли в тюрьме, и другие генетики.

• В 1937 году проф. С.Г.Левита уволили с должности директора Медико-генетического института, а институт закрыли. Спустя год С.Г.Левит был арестован, приговорен к смертной казни за терроризм и шпионаж и расстрелян. Левит был реабилитирован посмертно в 1956 году.
• Трижды арестовывали Владимира Павловича Эфроимсона.
• Гонениям подвергся и профессор С.Н. Давиденков. Его научные работы по медицинской генетике не публиковались, а доцентура в Ленинградском институте усовершенствования врачей была закрыта.
• Кольцов Н.К. был уволен с должности директора ИЭБ и в том же 1940 году умер от инфаркта миокарда.

• Во время Великой Отечественной войны репрессии заметно утихли, но вновь усилились уже в 1946 году.
• Разгром произошел в августе 1948 года на сессии ВАСХНиЛ, Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук им. В.И.Ленина (ВАСХНИЛ), на которой Лысенко выступил с докладом "О положении в биологической науке". В докладе генетика подверглась разгромной критике и была заклеймлена как «буржуазная лженаука».
• 9–10 сентября 1948 г. Президиум АМН СССР официально запретил медицинскую генетику.
• После сессии ВАСХНИЛ все ведущие генетики были уволены с работы, преподавание генетики в школе и в вузах было запрещено. Были уволены или понижены в должности около 3 тысяч ученых), некоторые генетики были арестованы)
• Николай Петрович Дубинин (основатель Института цитологии и генетики) был вынужден заняться изучением птиц в лесозащитных полосах;
• Ио́сиф Абра́мович Раппопорт (был выдвинут на Нобелевскую премию за открытие химического мутагенеза) стал лаборантом-геологом и т.д.

• После смерти Сталина ситуация в генетике начала меняться. Стали появляться статьи с критикой Лысенко, возобновились генетические исследования.
• Генетики надеялись на полную реабилитацию своей науки, но этого не произошло. Лысенко смог войти в доверие и к Н.С.Хрущеву. В результате господство Лысенко в биологии продолжалось до конца 1964г. (до снятия Хрущева).
• В 1956 г. было правильно подсчитано число хромосом человека (до этого считалось, что у человека их 48). Число хромосом у человека было одновременно описано сразу двумя группами исследователей в США и в Англии.
• В 1959 г. была открыта хромосомная природа болезней - установлена связь между нарушением числа хромосом и некоторыми наследственными болезнями (синдром Дауна, синдром Шерешевского-Тернера и синдром Клайнфелтера). Цитогенетика стала ведущим направлением.
• В этот период сформировалась клиническая генетика как результат слияния трёх ветвей генетики человека - цитогенетики, формальной (менделевской) генетики и биохимической генетики.
• Человек стал главным объектом общегенетических исследований (до этого времени человек как объект исследования не очень привлекал генетиков).

• В 1956 году в Москве в Институте биологической физики АН была организована лаборатория радиационной генетики (зав.Николай Петрович Дубинин)
• В 1957 году в составе Сибирского отделения АН СССР (Новосибирск) был организован Институт цитологии и генетики (ИЦиГ СО АН СССР) (директор Н. П. Дубинин).
• В 1958 году С. Н. Давиденков организовал в Ленинграде Медико-генетическую лабораторию АМН, которую после его смерти в 1961 году возглавила Е. Ф. Давиденкова.
• В 1958 г. создан Совет по общей и медицинской генетике под председательством академика АМН И. Д. Тимакова.
• Бурное возрождение медицинской генетики происходило в Москве. Александра Алексеевна Прокофьева-Бельговская возглавила две лаборатории: лабораторию кариологии в Институте молекулярной биологии АН СССР (1962) и лабораторию цитогенетики в Институте морфологии человека АМН СССР (1964), организовала курсы для обучения врачей методам цитогенетики.
• Началом восстановления «клинической части» медицинской генетики можно считать выход в свет в 1964 году книги Владимира Павловича Эфроимсона «Введение в медицинскую генетику».

• В апреле 1967 года был издан приказ министра здравоохранения СССР о медико-генетической помощи населению. Первые консультации появились в Москве и в Ленинграде
• Первые медико-генетические консультации возникали по инициативе и под патронажем академических учреждений. Специалистов по медицинской цитогенетике стали готовить в начале 60-х годов на базе лабораторий в Москве под руководством А. А. Прокофьевой-Бельговской и в Ленинграде под руководством Е. Ф. Давиденковой.
• В 1969 году под руководством Прокофьевой-Бельговской вышла книга «Основы цитогенетики человека».
• В 1969 году создан Институт медицинской генетики (ИМГ). Директором института назначен Николай Павлович Бочков. Этот институт стал ведущим и координирующим учреждением страны по медицинской генетике. В него перешла Лаборатория цитогенетики человека (зав. - А. А. Прокофьева-Бельговская, были организованы Лаборатория общей цитогенетики (зав. -А.Ф. Захарова) и Лаборатория мутагенеза и популяционной цитогенетики (зав. – Н.П.Бочков). Кроме того, в состав института влился коллектив Московской медико-генетической консультации.

• В ИМГ начались разработка скрининг-программ для ранней диагностики и профилактики наследственных заболеваний, исследования по генетике развития (Владимир Ильич Иванов) и популяционной генетике наследственных болезней (Евгений Константинович Гинтер).
• В 1982 году открыт Томский отдел ИМГ. Руководителем отдела приглашен В. П. Пузырев. Через пять лет он возглавил НИИ Медицинской генетики в составе Томского научного центра Сибирского отделения АМН, организованного на базе отдела.
• Медицинская генетика в Ленинграде получила новый импульс к развитию в 1987 году, когда в Институт акушерства и гинекологии АМН им. Д. О. Отта пришел В. С. Баранов, создавший и возглавивший лабораторию пренатальной диагностики наследственных и врожденных болезней.
• В 1988 году Н.П.Бочков организовал кафедру медицинской генетики в 1-м Московском медицинском институте. В 1989 году Е. И. Шварц создал аналогичную кафедру в Ленинградском педиатрическом институте.

• На рубеже XX и XXI веков медицинская генетика заняла лидирующее место в медико-биологической науке, аккумулировав передовые методы и концепции разных медицинских и биологических дисциплин.

Три обстоятельства способствовали интенсивному развитию медицинской генетики во второй половине XX века:

• во-первых, благодаря снижению уровня инфекционных и алиментарных заболеваний после второй мировой войны больше внимания и финансов уделялось болезням эндогенной прироцы, в том числе наследственным.
• во-вторых, прогресс лабораторной и инструментальной медицины, широкий обмен информацией обеспечили более точную нозологизацию синдромов и болезней.
• в-третьих, прогресс общей генетики и биологии принципиально изменил методологию генетики человека (генетика соматических клеток).

Главным итогом медицинской генетики к концу XX-началу XXI века стало создание генетических технологий для медицины, которые позволяют ускоренно решать трудные вопросы в медицине и здравоохранении.

Генетика человека в России

Н.К.Кольцов

Гипотеза о молекулярном строении и

Матричной репродукции хромосом (1928)

Организатор и председатель Русккого

евгенического общества (1921-1929)

Евфеника – «учение о хорошем проявлении

Наследственных задатков»

А.С.Серебровский

Термин «генофонд» (1927)

Генетика популяций, структура гена

С.Г.Левит

Основатель превого

медико-генетического

института (1935)

С.Н.Давиденков

Идея создания каталога генов (1925)

Первая в мире медико-генетическая консультация (1920)

Премия Давиденкова РАМН

Современные центры генетики человека

Медико-генетический научный центр РАМН, Москва (ранее ИМГ)

Институт медицинской генетики СО РАМН, Томск

Институт акушерства, гинекологии и перинатологии РАМН, СПБ

Институт общей генетики, Москва

Институт цитологии и генетики, Новосибирск

Институт биохимии и генетики, Уфа

Н.П.Бочков

Академик РАМН

Основатель и первый директор

Института медицинской генетики (МГНЦ)

Медицинская генетика рассматривает следующие вопросы:

• какие наследственные механизмы поддерживают гомеостаз организма и определяют здоровье индивида;
• каково значение наследственных факторов (мутации или сочетание определенных аллелей) в этиологии болезней;
• каково соотношение наследственных и средовых факторов в патогенезе болезней;
• какова роль наследственных факторов в определении клинической картины болезней (и наследственных, и ненаследственных);
• влияет ли (и если влияет, то как) наследственная конституция на процесс выздоровления человека и исход болезни;
• как наследственность определяет специфику фармакологического и других видов лечения.

11000 наследственных болезней, поражающих все органы, системы и функции организма Распространенность НП у детей: 5-5,5% новорожденных Генные болезни - 1% Хромосомные болезни - 0,5% Болезни с наследственной предрасположенностью - 3-3,5% Несовместимость матери и плода - 0,4% Генетические соматические нарушения - ? Причины детской смертности: до 50% в пери- и неонатальной смертности - ВПР, НБ и другие «генетические» причины Генные болезни - 8-10% Хромосомные - 2-3% Мультифакториальные (генетич. предрасположенность) - 35-40%) Негенетические причины - 50% Смена «профиля» НП с возрастом при постоянстве «груза»" width="640"

Значение генетики для медицины

~ 30000 нозологических форм

11000 наследственных болезней, поражающих все органы, системы и функции организма

Распространенность НП у детей: 5-5,5% новорожденных

Генные болезни - 1%

Хромосомные болезни - 0,5%

Болезни с наследственной предрасположенностью - 3-3,5%

Несовместимость матери и плода - 0,4%

Генетические соматические нарушения - ?

Причины детской смертности: до 50% в пери- и неонатальной смертности - ВПР, НБ и другие «генетические» причины

Генные болезни - 8-10%

Хромосомные - 2-3%

Мультифакториальные (генетич. предрасположенность) - 35-40%)

Негенетические причины - 50%

Смена «профиля» НП с возрастом при постоянстве «груза»

• В настоящее время твердо установлено, что в живом мире законы генетики носят всеобщий характер, действительны они и для человека.

• Однако, поскольку человек – это не только биологическое, но и социальное существо , генетика человека отличается от генетики большинства организмов рядом особенностей:

• для изучения наследования человека неприменим гибридологический анализ (метод скрещиваний);
• для генетического анализа используются специфические методы:

• генеалогический (метод анализа родословных),
• близнецовый,
• цитогенетические,
• биохимические,
• популяционные,
• молекулярно-генетические

• для человека характерны социальные признаки, которые не встречаются у других организмов, например, темперамент, сложные коммуни-кационные системы, основанные на речи, а также математические, изобразительные, музыкальные и иные способности;
• благодаря общественной поддержке возможно выживание и существование людей с явными отклонениями от нормы (в дикой природе такие организмы оказываются нежизнеспособными).

• Сложный кариотип – много хромосом и групп сцепления
• Позднее половое созревание (12-15 лет)
• Редкая смена поколений (25 лет)
• Низкая плодовитость и малое количество потомков (в семье 1-2-3 ребенка)
• Невозможность планирования искусственных браков и экспериментирования (гибридологический анализ)
• Невозможность создания абсолютно одинаковых условий жизни для всех потомков
• Большой генетический и фенотипический полиморфизм

Вехи генетики

Фрэнсис Крик и

Джеймс Дью Уотсон

Фрэнсис Коллинз и

Крейг Вентер

Грегор Мендель

• 1. Открытие двойной спирали ДНК (1953) Фрэнсис Крик и Джеймс Дью Уотсон 1953
• 2. Расшифровка генома человека (2001-2003) Фрэнсис Коллинз и Крейг Вентер 2001 / 2003

3. Выделение эмбриональных стволовых

клеток человека (1998)

! Длина всех молекул ДНК в одной клетке около 2 метров

Всего в организме человека 5Х10 13 клеток

Длина всех молекул ДНК во всех клетках составляет 10 11 км , что в тысячи раз превышает расстояние от Земли до Солнца

В одной молекуле ДНК содержится 3,0 миллиарда пар нуклеотидов !

N.Novgorod public lecture , 4 Dec 2004

Секвенирование - заводской процесс на ABI Prizm 3700 Цикл непрерывный: при 15 мин труда оператора в сутки Celera - секвенирует более 1,5 млрд п.н. в месяц

Сиквенс генома человека занял 9 месяцев 10 дней и 200 млн долларов...После 10 лет разработки методов и инструментов

Lander e.a., Nature (2001), v.409, p.860

Результаты секвенирования ДНК с флуоресцентной меткой

N.Novgorod public lecture

N.Novgorod public lecture , 4 Dec 2004

ПРОЕКТ

ГЕНОМ ЧЕЛОВЕКА

ОФИЦИАЛЬНО

ЗАВЕРШЕН

ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕНОМА ЧЕЛОВЕКА АКТИВНО ПРОДОЛЖАЮТСЯ

Число генов у человека оценено в 20 - 25 тысяч , (оценка 2001 г. - 35 – 40 тыс) Nature 21oct 2004 ili 15 oct 2004 19 600 exp validated

Основная часть генома человека занята НЕ генами (63 - 74%). Сам ген внутри «пустой»: 95% - некодирующая часть). Общая длина кодирующих областей - 1%

Размер генома (включая бреши)

2,91 млрд. п.н.

Часть генома, состоящая из повторов

Число аннотированных генов (и гипотетических)

Число экзонов

2 5 000

Часть генома, приходящаяся на межгенную ДНК, %

от 74.5 до 63,6

Часть генома, занимаемая генами, %

от 25,5 до 37,8

Часть генома, занимаемая экзонами, %

от 1,1 до 1,4

Ген с максимальным числом интронов ( Titin)

234 экзона

Средний размер гена

27 тыс. п.н.

Максимальный размер гена (миодистрофин).

2400 тыс. п.н.

0.5%) Venter e.a., Science, 16 Feb. 200 7 , v.291, p. 1304" width="640"

Распределение функций 25 000 белок кодирующих генов человека

13% - белки, связывающиеся с ДНК

12% - передача сигнала

10% - ферменты

17% - разные (с частотами 0.5% )

ПРОЕКТ “ СЕКВЕНИРОВАНИЕ 1 000 ГЕНОМОВ ЧЕЛОВЕКА ”

• Стоимость проекта – 60 млн.долларов

3 этапа :

• 1. Секвенирование геномов 6 людей из 2-х семей с высоким разрешением
• 2. Секвенирование геномов 180 людей с низким разрешением
• 3. Секвенирование кодирующих регионов 1 000 генов у 1 000 людей из разных популяций мира

НАСЛЕДСТВЕННЫЕ БОЛЕЗНИ

• Патологические состояния, причиной которых является изменение генетического материала.

ТИПЫ НЗ :

• Моногенные
• Хромосомные
• Митохондриальные
• Мультифакториальные

• Существует генетическая и клиническая классификация наследственных болезней.

• Генетическая классификация отражает этиологию заболевания – тип мутации и взаимодействие со средой.
• Клиническая классификация или фенотипическая организована по органному, системному принципу или по типу обмена веществ.

Классификация наследственных болезней

• Генные болезни – болезни, вызванные генными мутациями
• Хромосомные – болезни, вызванные хромосомными и геномными мутациями

• ГЕНОМИКА ЧЕЛОВЕКА изучает геном

• Генетика человека - раздел генетики, изучающий закономерности наследования и изменчивости признаков у человека
• Генетика человека – это особый раздел генетики, который изучает особенности наследования признаков у человека, наследственные заболевания (медицинская генетика), генетическую структуру популяций человека.
• Генетика человека является теоретической основой современной медицины и современного здравоохранения.

Предмет и задачи медицинской генетики и геномики

Генетика человека

Медицинская

генетика

Геномика

Клиническая

генетика

Геномная медицина

Генетика человека : наследственность и изменчивость у человека на всех уровнях его организации и существования (молекулярный, клеточный, организменный, популяционный)

Медицинская генетика : роль наследственности в патологии человека, закономерности передачи из поколения в поколение наследственных болезней, методы диагностики, лечения и профилактики наследственной патологии, включая болезни с наследственной предрасположенностью

Клиническая генетика : применение знаний и разработок в области мед. генетики к клиническим проблемам (диагностика, лечение, прогноз и профилактика)

Геномика : структурная и функциональная организация и изменчивость генома

(Томас Родерик, 1989)

Геномная медицина : применение знаний и разработок геномики и молекулярной генетики для диагностики, терапии и профилактики болезней и прогноза состояния здоровья

«рутинное использование генотипического анализа, обычно в форме ДНК-тестирования, с целью улучшения качества медицинской помощи» (A.Beaudet, 1998). Индивидуализированная медицина (« boutique medcine » , B.Bloom, 1999) .

Геномика

Геном – полный состав ДНК клетки

Геномика : общие принципы построения и структурно-функциональной организации генома. Секвенирование, картирование, идентификация генов и внегенных элементов

Структурная геномика – последовательность нуклеотидов в геноме, строение генов и негенных элементов (повторяющейся ДНК, промоторов, энхансеров и т.д.), физические, генетические, транскрипционные карты

Функциональная геномика : выявление функций генов / участков генома, их функциональных взаимодействий в клеточной системе

Протеомика : изучение белковых ансамблей в клетке

Сравнительная геномика : организация геномов разных видов, общие закономерности строения и функционирования геномов

Эволюционная геномика : эволюция геномов, происхождение наследственного разнообразия

Этногеномика : генетическое разнообразие популяций человека, генетика происхождения человека как вида, рас, народов

Медицинская геномика (геномная медицина ): применение знаний и технологий геномики к вопросам клинической и профилактической медицины (ДНК-диагностика, генотерапия)

История генетики: основные события и открытия (2)

1977 Клонирован первый ген человека - хорионический соматомаммотропин

1977 Разработаны методы секвенирования ДНК (Сэнгер; Максам, Гилберт)

1980 Описан полиморфизм длины рестрикционных фрагментов ДНК, выдвинута концепция «обратной генетики» (Ботстейн)

1986 Изобретена ПЦР (Мюллис)

1990 Начат проект «Геном человека»

1995 Секвенирован первый полный геном - H . Influenza

1996 Секвенирован первый эукариотический геном - дрожжи

1997 Первая успешная попытка клонирования организма из «взрослой» клетки - Долли

2001 Получен черновой сиквенс генома человека

2003 Полностью секвенирован геном человека

Слайд 2

К основным задачам медицинской генетики относятся:

анализ причин возникновения наследственных болезней, характера их наследования в разных семьях, распространенность в популяциях человека, изучение специфических молекулярных механизмов, запускающих патологический процесс. Одной из основных практических задач медицинской генетики является поиск возможных подходов к профилактике и лечению наследственных болезней.

Слайд 3

К наследственным заболеваниям относится очень большое число патологических состояний. Это многочисленные болезни внутренних органов, нарушения обмена веществ, крови, эндокринной, мочеполовой, нервной и др. систем организма человека. Ранее врачи полагали, что наследственные болезни встречаются крайне редко и не влияют сколько-нибудь значимо на суммарную заболеваемость населения.

Слайд 4

Действительно, отдельные наследственные болезни редки, т к. являются следствием очень редких мутаций. Однако, существует целый ряд широко распространенных форм генетически обусловленных патологий, которые поражают большие группы людей и наносят существенный вред здоровью населения. Например, частота сахарного диабета в популяциях человека варьирует в пределах 1%, а это означает, что во всем мире насчитывается десятки миллионов больных. К числу широко распространенных наследственных болезней относится дальтонизм, который отмечается у 8% всех мужчин и у 0,5% - женщин. Сюда же можно отнести наиболее распространенные патологии зрения: близорукость и дальнозоркость и др.

Слайд 5

Прогресс в развитии медицины приводит к относительному возрастанию доли генетически обусловленной патологии. К настоящему времени описано свыше 3500 наследственных болезней. Около 5-5,5% детей рождаются с наследственной или врожденной патологией. Половина спонтанных абортов обусловлена генетическими причинами. Не менее 30% перинатальной и неонатальной смертности обусловлено врожденными пороками развития и наследственными болезнями с другими проявлениями.

Слайд 6

Человечество отягощено огромным грузом патологических мутаций, который проявляется в двух вариантах эффектов: Генетические его последствия, как и в любых популяциях животных, выражаются в снижении приспособленности носителей патологических мутаций, т.е. уменьшении числа потомков. Медицинские последствия отягощенности человечества патологическими мутациями – это болезни и сокращение продолжительности жизни.

Слайд 7

Типы мутаций у человека и их последствия

Слайд 8

Общий груз мутаций с медицинской точки зрения выражается в достаточно значимых величинах

Слайд 9

Разносторонняя количественная оценка различных факторов показывает, что здоровье населения в развитых странах определяется: состоянием здравоохранения и медицинской помощи на 8-14%, окружающей средой на 20-22%, условиями и образом жизни на 48-50%, генетическими факторами на 18-20%.

Слайд 10

Доля генетической обусловленности показателей медицинской статистики и здравоохранения

Слайд 11

Вклад наследственных и средовых факторов в патологию человека

Слайд 12

Собственно наследственные болезни

Фенотипическое проявление мутации как этиологического (причинного) фактора практически не зависит от среды; последняя может только изменять выраженность симптомов и тяжесть течения болезни. Это генные и хромосомные наследственные болезни (гемофилия, альбинизм, фенилкетонурия, муковисцидоз, болезнь Дауна и др.).

Слайд 13

Болезни с наследственной предрасположенностью (мультифакториальные)

Их в свою очередь можно подразделить еще на два вида: Болезни, наследственность при которых является этиологическим фактором, но для их проявления необходимо действие соответствующего фактора внешней среды (например, подагра, диабет, серповидно-клеточная анемия). Болезни, этиологическими факторами при которых являются влияния среды, однако частота возникновения и тяжесть течения этих болезней зависят от наследственной предрасположенности. К таким заболеваниям относятся атеросклероз, ИВС, гипертоническая болезнь, язвенная болезнь, псориаз, большинство видов рака и др.

Слайд 14

«Средовые» болезни

Болезни, в происхождении которых наследственность не играет роли. Это, например, травмы, ожоги, инфекционные болезни. Генетические факторы в этом случае могут влиять только на патогенез заболевания, т.е. на особенности протекания патологических процессов (скорость регенерации, выздоровления, компенсации функций и др.).

Слайд 15

Общим этиологическим фактором собственно генетических заболеваний служит патологическая наследственность (в виде геномных, хромосомных и генных мутаций). Соответственно, принято различать генные и хромосомные болезни.

Слайд 16

Заболевания, обусловленные изменениями структуры молекулы ДНК (генные мутации), называются генными болезнями (моногенные синдромы). Заболевания, обусловленные изменениями числа и структуры хромосом (геномные и хромосомные мутации соответственно), называются хромосомными болезнями.

Слайд 17

Помимо геномных, хромосомных и генных мутаций причинами возникновения наследственных болезней могут быть и иные изменения генетического материала (нетрадиционный тип наследования): нарушение сплайсинга ДНК, увеличение числа (экспансия) тринуклеотидных повторов, геномный импринтинг и др.

Слайд 18

Нарушение сплайсинга

нарушенный сплайсинг пре-мРНК аргининсукцинатсинтетазы приводит к цитрулинемии (респираторные расстройства, судороги, угнетение нервной системы) нарушенный сплайсинг пре-мРНК глобинов - к различным типам талассемий (наследственные гемолитические анемии, характеризующиеся нарушением синтеза глобина) нарушенный сплайсинг пре-мРНК иммуноглобулинов - к заболеваниям, связанным с нарушением синтеза тяжелых цепей антител.

Слайд 19

Экспансия тринуклеотидных повторов

Под экспансией ДНК понимают увеличение числа копий коротких повторяющихся последовательностей нуклеотидов внутри кластера при передаче генетической информации от родителей потомкам. увеличение числа тринуклеотидных повторов вызывают такие заболевания как синдром ломкой Х-хромосомы, атрофическая миотония, болезнь Гентингтона, Х - сцепленную бульбоспинальную амиотрофию, спиноцеребеллярные дегенерации и др.

Слайд 20

Болезни импринтинга

К настоящему времени обнаружено около 30 генов, которые по-разному экспрессируются в отцовских и материнских хромосомах. Классическим примером болезней импринтинга являются синдромы Прадера-Вилли и Ангельмана, основными клиническими проявлениями которых является умственная отсталость разной степени тяжести в сочетании с тяжелыми неврологическими нарушениями.

Слайд 21

Наиболее частой причиной возникновения синдромов Прадера-Вилли и Ангельмана является делеция критического региона (q11 – q13) в хромосоме №15. Синдром Прадера-Вилли развивается, когда ребенок наследует делетированную 15 хромосому от отца. Причиной проявления синдрома Ангельмана является делеция в этой же области, но на материнской хромосоме 15. Таким образом, возникновение этих двух клинически различающихся наследственных синдромов зависит от родительского происхождения хромосомной мутации.

Слайд 22

Клинический полиморфизм

Для наследственных болезней характерен клинический полиморфизм, который проявляется в различии у индивидов времени начала болезни, в динамике появления симптомов, в их спектре и степени выраженности, в течении болезни и ее исходе. клинический полиморфизм обусловлен взаимодействием генетических и средовых факторов. Важное место в этом феномене занимают такие генетические явления, как генетическая гетерогенность организмов, пенетрантность и экспрессивность генов, явления плейотропии и взаимодействие аллельных и неаллельных генов.

Слайд 23

Хорея Гентингтона

(от греч. choreia - танец) - хронически прогрессирующее заболевание нервной системы, характеризующееся сочетанием хореического гиперкинеза и деменции. (из www.medkursor.ru)

Слайд 24

Клинический полиморфизм

Хорея Гентингтона является хорошо изученным аутосомно-доминантным заболеванием, основу патогенеза которого составляет поражение базальных ганглиев головного мозга. Начинается заболевание с появления гиперкинезов, время появления которых варьирует у разных больных в весьма широких пределах. Со временем начала заболевания коррелирует и его тяжесть. Важно отметить, что большой полиморфизм проявлений обнаруживается и у членов одной семьи, в этом случае причина полиморфизма едва ли кроется в генетической гетерогенности болезни.

Слайд 25

Манифестация заболеваний

Чаще всего наследственные болезни проявляются еще до рождения (в эмбриональном периоде), либо сразу после рождения, однако имеются и такие, которые дают первые симптомы только в зрелом или даже в пожилом возрасте. В этих случаях говорят о т.н. манифестации заболевания. Так, например, мозжечковая атаксия впервые обнаруживается у носителей соответствующего мутантного гена в возрасте 20-30 лет. Такие распространенные заболевания как подагра, болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера проявляются в основном в зрелом возрасте или в старости.

Слайд 26

Клиническая манифестация моногенных болезней в онтогенезе

Слайд 27

Наследственная и врожденная патология

В медицине существуют два понятия, выражаемые терминами "наследственные болезни" и "врожденные болезни". Эти понятия не являются синонимами, так как врожденные болезни (проявляющиеся с момента рождения) могут быть обусловлены как наследственными, так и средовыми факторами. Например, причинами таких аномалий как «волчья пасть», «заячья губа», полидактилия, синдактилия, пороки сердца и других внутренних органов могут быть не только мутантные гены, но и воздействие на плод во время беременности со стороны любого (не обязательно мутагенного) фактора, способного нарушить развитие.

Посмотреть все слайды