Генотип –эволюционно сложившаяся система генов. Иммуногенетика.

Генный Хромосомный Геномный Уровни организации наследственного материала

Ген Транскрипция и-РНК Трансляция Белок Биохимическая реакция Признак Внешняя среда

Хромосомный уровень организации Одна нить ДНК соответствует одной хромосоме. Гены одной хромосомы образуют группу сцепления и передаются, как правило, вместе; необходимое условие перераспределения генов родителей у потомков при половом размножении (кроссинговер и случайное расхождение хромосом и хроматид к полюсам при мейозе); определенный характер функционирования отдельных генов; тип наследования генов; регуляцию активности генов.

Геномный уровень организации Вся совокупность генов организма в функциональном отношении ведет себя как целое и образует единую систему. Геномный уровень организации объясняет внутри- и межаллелиьное взаимодействие, генов расположенных как в одной, так и в разных хромосомах.

Генетика Г. Мендель – наука о наследственности и изменчивости.

Наследственность - свойство организмов передавать при размножении свои признаки и особенности развития потомству. Изменчивость - свойство организмов приобретать новые признаки, свойства и особенности в процессе индивидуального развития под влиянием внешних и внутренних факторов.

Классификация генов Аллельные гены Неаллелиьные гены Голандрические гены

Первый закон Менделя - закон единообразия гибридов первого поколения. Признак Ген Генотип Желтый горохААА, Аа Зеленый гороха F 1 - ? 100% единообразие При скрещивании двух гомозиготных особей, анализируемых по одной паре альтернативных признаков, наблюдается единообразие гибридов первого поколения, как по фенотипу, так и по генотипу.

Второй закон Менделя - закон расщепления. Расщепление по генотипу - 1: 2 : 1 Расщепление по фенотипу - 3 : 1 При скрещивании гибридов первого поколения, анализируемых по одной паре альтернативных признаков, наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 3:1, по генотипу 1:2:1

Третий закон Менделя закон независимого комбинирования признаков Признак Ген Генотип Желтый горохААА, Аа Зеленый гороха Гладкий горохВВВ, В_ Морщинистыйввв F 1 - ?

9/16А_ В_Желтый гладкий 3/16А_ вв Желтый морщинистый 3/16 а В_Зеленый гладкий 1/16 авв Зеленый морщинистый При скрещивании гомозиготных организмов, анализируемых по двум (или более) парам альтернативных признаков, отмечается единообразие в первом поколении потомков; во втором поколении каждая пара признаков наследуется независимо от другой и дает с ними разные сочетания. Этот закон действует в том случае, когда гены, контролирующие разные признаки, лежат в разных парах хромосом.

Взаимодействия аллелиьных генов: Полное доминирование: По генотипу - 1:2:1 По фенотипу - 3:1 Неполное доминирование: По генотипу - 1:2:1 По фенотипу - 1:2:1 Кодоминирование Свердоминирование Межаллелиьная комплементация

16 Множественные аллели и Множественными называются аллелии, которые представлены в популяции более чем двумя аллелиьными состояниями. Они возникают в результате многократного мутирования одного и того же локуса хромосомы.

Пример: окрас шерсти у кроликов (А > а ch > а h > а). Множественные аллелии. Признакген ГенотипГенотипы 2 Сплошная черная окраска ААА, Аа Аа ch, Аа h Шиншилловая (сплошная серая) а ch а ch а h, а ch Гималайская (белые, а кончики ушей, хвоста, носа, ног окрашенные) аhаh аhаhаhаh а h Белыеа Ген Cc С ch ChCh

Взаимодействия не аллелиьных генов

Комплементарность: 9:3:3:1; 9:6:1; 9:7 9/16А_ В_ 3/16А_ вв 3/16 а В_ 1/16 авв 9/16А_ В_ 3/16А_ вв 3/16 а В_ 1/16 авв 9/16А_ В_ 3/16А_ вв 3/16 а В_ 1/16 авв

Эпистаз: доминантный: 9:3:4 рецессивный: 12:3:1; 13:3 Полимерия: кумулятивная - 1:4:6:4:1 некумулятивная – 15:1

Сцепленное наследование полное сцепление неполное сцепление Т. Морган Анализирующее скрещивание для гибридов I поколения

Полное сцепление генов Неполное сцепление генов 50% <50% >50%

Морганида Кроссингавер

Иммуногенетика комплексная научная дисциплина, сочетающая методы иммунологии, молекулярной биологии и генетики для изучения наследственных факторов иммунитета, внутривидового разнообразия и наследования тканевых антигенов.

25 Основные направления иммуногенетики генетики гистосовместимости; гистосовместимости генетического контроля структуры иммуноглобулинов и других иммунологически значимых молекул; иммуноглобулинов генетического контроля силы иммунного реагирования генетики антигенов

26 Понятия иммуногенетики Антитела – это белки относящиеся к классу γ- глобулинов содержащиеся в крови и других биологических жидкостях позвоночных животных. Синтезируются В-лимфоцитами. Антигены - чужеродные высокомолекулярные вещества, которые при введении в организм животных и человека вызывают образование специфически реагирующих с ними веществ называемых антитела.

Наследование группы крови по системе АВО В гг. австрийский ученый К. Ландштейнер открыл группы крови. Он описал четыре группы крови, за что в 1930 г. ему была присуждена Нобелевская премия. Эритроцит покрыт плазмалеммой толщиной около 7 нм, в которую встроены антигены систем АВО. В плазме крови каждого человека имеются антитела против антигенов эритроцитов, которые не содержатся в его собственной крови.

Наследование группы крови по системе АВО Субстанция Н Изначально общим предшественником всех антигенов является субстанция Н. В локусе 19 хромосомы имеется ген на основе которого синтезируется субстанция Н, которая определяет развитие антигенов А и В. Множественный аллелиизм Ген I 0 Ген I А Ген I В I 01 I 02 I 03 и т.д. I A1 I A2 I A3 и т.д. I В1 I В2 I В3 и т.д. транскрипция трансляция антиген антитело 9 хромосома 19 хромосома Н h HH; Hh hh

30 Наследование групп крови по системе АВ0 Группа крови Фенотип Гены Генотипы антигены антитела I (0)-α, βI0I0 I0I0I0I0 II (A)АβIАIА I А I А, I А I 0 III (B)ВαIВIВ I В I В, I В I 0 IV(AB)А В-IА, IВIА, IВ I А I В кодоминирование

31 Геногеография Группа крови Распространенность I (0)Новый свет (Южная и северная Америки) II (A)Европа и Австралия III (B)Азия IV(AB)5% всего населения

Значение групп крови по системе АВ0 При переливании группы крови (из группы в группу). Установление зиготности близнецов. Для картирования хромосом и установления групп сцепления Установлены ассоциации антигенов системы АВО с различными инфекционными и неинфекционными заболеваниями (маркеры заболеваний). Конфликт по системе АВ0. В судебно-медицинской экспертизе (установление отцовства и т.д.) !!!!Врожденные антитела характерны только для антигенной системы АВ0.

Наследование Rh-фактора Ученые открывшие систему К. Ландштайнер и А. Винер. Система Rh-фактора названа в честь макак-резус, на эритроцитах которых впервые были обнаружены антигены. 85% населения резус положительный (Rh +), остальные 15% населения имеют резус-отрицательную кровь (Rh -). 1907–1976 Alexander S. Wiener Karl Landsteiner

Наследование Rh-фактора С Д Е Полное сцепление генов транскрипция трансляция антигены 1 хромосома

36 Понятие Rh – фактор, и его наследование Rh -фактор Гены ГенотипыФенотип антигены антитела Rh - фактор положительный С, D, ЕС_D_Е_ СДЕ - Rh - фактор положительный С, D, еС_D_ее СД - Rh - фактор положительный с, D, ЕссD_Е_ ДЕ - Rh - фактор положительный с, D, ессD_ее Д - Rh - фактор «прима» С, d, eC_ddee С - Rh – фактор «прима» c,d,EccddE_ Е - Rh – фактор «секунда» С,d,EС_ddE_ С,Е - Rh - фактор отрицательный c,d,eccddee - -

37 Распределение резус – фактора в человеческой популяции Европейская раса 84% - резус-положительных людей; 16% - peзус-отрицательных людей; Негроидная раса 16% - резус-положительных людей; 84% - peзус-отрицательных людей; Монголоидная раса: около 99% - резус-положительных людей; около 1% - peзус-отрицательных людей;

Значение Rh-фактора 1. Переливание крови Резус-положительную кровь нельзя переливают резус- отрицательному человеку, т.к. вырабатываются антитела, называемые анти-Rh агглютинины, происходит агглютинация. В конечном итоге происходит разрушение клеток (гемолиз).

2. Резус-конфликт. Гемолитическая болезнь плода и новорожденного

Значение Rh-фактора 2. Резус-конфликт между матерью и плодом. 3. Судебной экспертизе.

Г емолитическая болезнь новорожденного Г емолитическая болезнь новорожденного В результате несовместимости возникает эритробластоз плода. Симптомы и признаки гемолитической болезни у новорожденных: Анемия, что создает бледность новорожденного. Желтуха или пожелтение кожи новорожденного или склеры. Это вызвано наличием билирубина (один из конечных продуктов разрушения эритроцитов). Увеличение печени новорожденного и селезенки. Одышка или затрудненное дыхание.

Система HLA (человеческий лейкоцитарный антиген) Ученые открывшие систему На поверхности лейкоцитов были обнаружены специальные антигены. Jean Dausset Baruj Benacerraf George Davis Snell

Система гистосовместимости человека HLA – человеческие лейкоцитарные антигены Гены – в 6 хромосоме: 4 локуса (А, В, С,D) и 4 сублокуса D. Антигены – в мембране всех ядросодержащих клеток более 100 белков Антитела – в сыворотке крови

44 Система гистосовместимости (система HLA) А- 21 аллелиь, В- 47 аллелией, С- 8 аллелией, D- 19 аллелией, DR-14 аллелией, DQ- 36 аллелией DР- 6 аллелией 6 хромосома

Значение HLA системы 1. Трансплантация органов и тканей: определяет совместимость доноров для пересадки органов.

Значение HLA системы 2. Маркеры HLA Антигены, отвечающие за достоверное снижение степени риска, за относительную устойчивость к болезни назвали антигенами «протекторами», антигены, увеличивающие риск заболевания - антигены – провокаторы.

«Программа действия генов в системе генотипа напоминает партитуру симфонии. Эта партитура записана нотами в виде генов. Композитор – эволюционный процесс, оркестр – развивающийся организм, а дирижер исполнения симфонии – внешняя среда». (Русский генетик М. Е. Лобашов).