ДОНЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М. ГОРЬКОГО
КАФЕДРА НЕРВНЫХ БОЛЕЗНЕЙ С КУРСОМ Мед. ГЕНЕТИКИ
РЕФЕРАТ
на тему:
« ВВЕДЕНИЕ В МЕД. ГЕНЕТИКУ »
Подготовил: студент 12 группы,
V курса,
I М.Ф.
Дегтярёв К.А.
ДОНЕЦК
2005г.
I. Основные понятия. Генетика изучает вопросы наследственности и изменчивости. Медицинская генетика изучает роль наследственности в патологии человека.
А. Исторические сведения
1. Первый шаг в изучении наследственности был сделан Грегором Менделем. Он заложил основу для понимания основных положений генетики, в том числе генетики человека. Гипотезы Менделя можно обобщить в виде трех основных законов.
а. Закон единообразия. Наследственные задатки не смешиваются, а передаются от родителей потомкам в виде дискретных единиц — наследственных факторов. Эта гипотеза оставалась забытой до тех пор, пока 50 лет спустя не появилось понятие «ген».
б. Закон расщепления. Каждый признак в организме обусловлен двумя парными генами — аллелями. Каждый отдельный признак кодируется одним из двух различных аллелей (доминантным или рецессивным). В процессе мейоза каждая пара аллелей разделяется и каждая гамета получает по одному аллелю.
в. Закон независимого распределения генов. При образовании гамет происходит независимое распределение генов в различных комбинациях: в каждую гамету может попасть любой аллель из пары генов одновременно с любым другим из другой пары. Законы расщепления и независимого распределения создали предпосылки для развития хромосомной теории наследственности.
2. В 1902 г. Гаррод показал, что алкаптонурия наследуется в соответствии с законом расщепления, сформулированным Менделем.
3. Следующим этапом в развитии генетики было изучение закономерностей наследования на хромосомном уровне. Хромосомная теория наследственности была разработана Т. Морганом и К. Бриджесом в 1910—1920 гг. Исследования проводили на плодовой мушке Drosophila melanogaster. Авторам удалось описать конденсацию хромосом в процессе митоза. С развитием хромосомной теории наследственности было установлено, что гены представляют собой участки хромосом, расположенные линейно и занимающие определенные места — локусы. Гены, локализованные в пределах одной хромосомы, составляют одну группу сцепления и наследуются совместно. Сцепленное наследование может нарушаться в результате рекомбинации.
4. Существенную роль в развитии генетики сыграла концепция «один ген — один фермент», выдвинутая в 40-е гг. Бидлом и Тейтемом. Согласно этой концепции, каждый ген определяет структуру одного фермента. Результаты работы этих ученых заложили основу для биохимической генетики.
5. В 40—50-х гг. Лурия, Дельбрюк и Ледерберг, изучая свойства бактерий и вирусов, установили, что материальный носитель наследственной информации — это ДНК.
6. В 1953 г. Уотсон и Крик описали трехмерную структуру ДНК.
7. В 60—70-х гг. был описан механизм синтеза белка. Последовательность нуклеотидов ДНК копируется на мРНК. Последняя переходит из ядра в цитоплазму, где прикрепляется к рибосомам. Последовательность нуклеотидов мРНК транслируется в аминокислотную последовательность белка. Таким образом, на клеточном уровне генетическая информация реализуется посредством синтеза белка.
8. Усовершенствование цитогенетических методов исследования значительно расширило и углубило представление о тонкой структурной организации хромосом, позволило исследовать кариотип человека. Кариотип — это совокупность признаков хромосомного набора (число, размер и форма хромосом) отдельного биологического вида. При дифференциальном окрашивании хромосом человека на некоторых из них было обнаружено более 2000 поперечных полос разной интенсивности. Поскольку геном человека насчитывает около 100 000 генов, каждая из таких полос содержит огромное количество генетического материала.
9. В 70—80-х гг. благодаря быстрому развитию молекулярной генетики и генетического анализа удалось более детально изучить геном человека, а также структуру и функцию ДНК. Это позволило установить причины многих наследственных болезней человека. Обнаруживают все новые гены, мутация или повреждение которых приводят к структурным и биохимическим нарушениям в организме человека. Изучение молекулярных основ наследственных болезней позволяет разрабатывать их диагностику и профилактику.
Б. Классификация наследственных болезней. Проявления любой наследственной болезни зависят от взаимодействия двух факторов: генетического дефекта и окружающей среды. Наследственные болезни делят на следующие группы.
1. Моногенные болезни
а. Обусловлены мутациями или отсутствием отдельных генов и наследуются в полном соответствии с законами Менделя (аутосомное или сцепленное с X-хромосомой наследование, доминантное или рецессивное).
б. Мутации могут захватывать как один, так и оба аллеля.
в. Клинические проявления возникают в результате отсутствия определенной генетической информации либо реализации дефектной.
г. Хотя распространенность моногенных болезней невысока, полностью они не исчезают. Для моногенных болезней характерны «молчащие» гены, действие которых проявляется под влиянием окружающей среды. В настоящее время патогенез большинства моногенных болезней изучен на молекулярном уровне.
2. Хромосомные болезни
а. Возникают вследствие изменения числа или структуры хромосом.
б. При каждом заболевании наблюдается типичный кариотип и фенотип (например, синдром Дауна).
в. Хромосомные болезни встречаются значительно чаще моногенных — у 6—10 из 1000 новорожденных.
3. Полигенные болезни
а. Обусловлены взаимодействием определенных комбинаций аллелей разных локусов и экзогенных факторов.
б. Полигенно наследуются некоторые злокачественные новообразования, пороки развития, а также предрасположенность к ИБС, сахарному диабету и алкоголизму.
в. Полигенные болезни не наследуются по законам Менделя. Для оценки генетического риска используют специальные таблицы.
II. Генетический материал клетки и основные типы генетических нарушений
А. Гены
1. Генетический материал клетки состоит из функционально неделимых единиц — генов.
2. Геном человека насчитывает около 100 000 генов, которые располагаются по всей длине хромосом.
3. Линейное расположение генов на хромосомах позволило построить генетические карты.
4. На каждой хромосоме гены расположены в строго определенном порядке.
Б. Хромосомы
1. В световом микроскопе хромосомы хорошо различимы только в метафазе, когда они находятся в спирализованном состоянии.
2. Хромосомный набор человека включает 23 пары хромосом. Каждая пара представлена двумя гомологичными хромосомами. Одна из них исходит от матери, другая — от отца. Гомологичные хромосомы имеют одинаковую структуру, идентичный набор генов и порядок их расположения. Одна пара представлена половыми хромосомами (XX или XY).
3. Существует два типа деления клеток — митоз и мейоз. Оба обеспечивают сохранение в ряду поколений постоянного числа хромосом. Митоз — универсальный способ деления соматических клеток. Генетический материал одинаково распределяется между дочерними клетками. Мейоз происходит в процессе гаметогенеза. Количество хромосом уменьшается в 2 раза, то есть их набор становится гаплоидным. В процессе сперматогенеза из родительской клетки образуются 4 гаплоидных гаметы, а в процессе оогенеза — 1.
4. При мейозе происходит рекомбинация генетического материала.
5. Деление клетки может нарушаться. Наиболее серьезные последствия имеют нарушения 1-го деления мейоза. В результате нерасхождения хромосом образуются гаметы с избыточным и недостаточным количеством хромосом. Оплодотворение таких гамет приводит к развитию анеуплоидного организма, то есть организма, клетки которого содержат число хромосом, не кратное гаплоидному. Такие организмы часто нежизнеспособны.
В. Геном. В конце 80-х гг. была разработана программа «Геном человека». Возможно, это исследование даст более полное представление о взаимодействии генов между собой и влиянии экзогенных факторов на реализацию генетической информации.
1. Генетическая информация человека и животных содержится в ДНК.
2. ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей. Каждая цепь построена из нуклеотидов, содержащих неорганический фосфат и дезоксирибозу, связанную с пуриновым или пиримидиновым азотистыми основаниями.
3. Перед делением клетки происходит удвоение ДНК каждой хромосомы. Спираль ДНК раскручивается, комплементарные цепи отделяются одна от другой. Затем происходит репликация, которая обеспечивает точное копирование генетической информации. В процессе репликации возможны ошибки — вставки или выпадения азотистых оснований. В результате возникают точечные мутации. Последствия мутаций различны: одни могут не проявляться, другие — приводить к гибели клетки.
Страницы: 1, 2, 3
