Тема: Изменчивость в человеке как свойство жизни и генетическое явление Лектор: доцент Рыбицкая Л.Н.

Цель лекции. Изучить основные виды изменчивости, мутагенные и тератогенные факторы человека, наследственные заболевания человека

Актуальность темы. Установлено, что 50% всех зачатий человека заканчивается спонтанными абортами и что 50% этих абортированных эмбрионов содержат хромосомные аномалии. Среди новородженных у 7% наблюдаются большие врожденные пороки, еще у 8% - генные мутации.

Основные вопросы лекции: 1. Изменчивость, ее формы: 1.1. Модификационная изменчивость Комбинативная изменчивость Мутационная изменчивость. 2. Мутагенные и тератогенные факторы. 3. Н Основные вопросы лекции: 1. Изменчивость, ее формы: 1.1. Модификационная изменчивость Комбинативная изменчивость Мутационная изменчивость. 2. Мутагенные и тератогенные факторы. 3. Наследственные заболевания

Изменчивость – это свойство всех живых организмов приобретать новые признаки в процессе индивидуального развития (онтогенеза). За механизмами возникновения различают изменчивость: 1) 1)ненаследственную (модификационную, фенотипическую), 2) 2)наследственную (комбинативную и мутационную)

Модификационная изменчивость – это ненаследственные изменения фенотипа, которые происходят под влиянием факторов внешней среды, генотип при этом не изменяется.

Основные признаки модификационной изменчивости: 1. Массовый, групповой характер. 2. Адаптивные свойства. 3. Модификации могут исчезать на протяжении жизни особи. 4. Определенные модификационные изменения могуть сохраняться всю жизнь, но они не наследуются.

Модификации не наследуются, но наследуется норма реакции (границы, в которых изменяется фенотип при определенном генотипе). У человека: 1) широкая норма реакции (масса тела, пигментация кожи); 2) узкая норма реакции (pH, концентрация K +, Na +, Ca 2+ в крови); 3) однозначная норма реакции (группы крови по системе АВО, цвет глаз, волос).

Для изучения нормы реакции используют близнецовый метод Монозиготные близнецы образуются из одной зиготы, после ее деления митозом на два бластомера

Монозиготные близнецы (MZ) Всегда одного пола Имеют 100 % одинаковых генов У дизиготных близнецов (DZ) 50 % генов общих

Пара близнецов является конкордантной, если признак наблюдается в обоих партнеров и дискордантной, если признак наблюдается только у одного. Совпадение значения конкондантности в парах монозиготных и дизиготных близнецов свидетельствует о преобладании факторов внешней среды в развитии данного признака.

БЛИЗНЕЦОВЫЙ МЕТОД Признаки Конкордан тность в % MZDZ 1Группа крови (АВО) Цвет глаз99,528 3Олигофрения94,542,6 4Папилярные узоры КорьКорь9894 6Эпидемическ ий паротит 8274 Признаки 1-4 – наследственные (разная конкордантность в парах MZ и DZ близнецов) Признаки 5-6 – ненаследственные (похожая конкордантность в парах MZ и DZ близнецов)

Комбинативная изменчивость обусловлена комбинацией и рекомбинацией генов в генотипе. Основные механизмы комбинативной изменчивости: 1 ) кроcсинговер (профаза I мейоза); 2) независимое расхождение гомологических хромосом в анафазе I мейоза; 3) случайное соединение гамет при оплодотворении. Комбинативная изменчивость обусловлена комбинацией и рекомбинацией генов в генотипе. Основные механизмы комбинативной изменчивости: 1 ) кроcсинговер (профаза I мейоза); 2) независимое расхождение гомологических хромосом в анафазе I мейоза; 3) случайное соединение гамет при оплодотворении.

Мутационная изменчивость – это наследственная изменчивость, обусловленная изменением генетического материала на разных генетических уровнях (генном, хромосомном, геномном)

По локализации мутации: 1. Генеративные – это изменения в наследственном материале гамет. Такие мутации наследуются. 2. Соматические – это мутации, которые возникают в соматических клетках. Они не наследуются при половом размножении. По локализации мутации: 1. Генеративные – это изменения в наследственном материале гамет. Такие мутации наследуются. 2. Соматические – это мутации, которые возникают в соматических клетках. Они не наследуются при половом размножении.

Классификация мутагенов: 1) физические: ионизирующее облучение, УФ- облучение, высокая температура; 2) химические: колхицин, формалин, алкоголь, некоторые лекарства; 3) биологические: вирусы, бактерии, гельминты.

Тератогены (греч. teratos – урод) – факторы внешней среды, которые являются причиной врожденных пороков развития Тератогенез – процес возникннкновения врожденных пороков развития Тератогены (греч. teratos – урод) – факторы внешней среды, которые являются причиной врожденных пороков развития Тератогенез – процес возникннкновения врожденных пороков развития

Тератогены Тератогены человека ТератогеныВрожденные пороки Вирус краснухиКатаракта, глаукома, порки сердца, глухота Вирус простого герпеса Микрофтальмия, микроцефалия, нарушение зрения ТоксоплазмозГидроцефалия, микрофтальмия ТалидомидДефекты конечностей, пороки сердца АлкогольАлкогольный синдром плода НикотинЗадержка внутриутробного развития, преждевременные роды

АЛКОГОЛЬНЫЙ СИНДРОМ ПЛОДА (схема)

АЛКОГОЛЬНЫЙ СИНДРОМ ПЛОДА (фенотип)

Spina bifida

употребление противосудорожных медикаментов во время беременности; высокая степень ожирения; значительное повышение температуры тела на ранних сроках беременности; сахарный диабет матери Развитие пороков невральной трубки у плода зависит от ряда тератогенных факторов:

Дети с амелией и фокомелией в результате приема талидомида

Primum non nocere, seu noli nocere, seu cave ne laedas (Прежде всего – не навреди больному)

Классификация мутационной изменчивости: 1. Геномные мутации – изменение количества хромосом в кариотипе 1.1 Полиплоидия – увеличение количества хромосом, кратно гаплоидному набору (n). Например, 2n+n=3n; 2n+2n=4n 1.2. Гетероплоидия (анэуплодия) – изменение 1.2. Гетероплоидия (анэуплодия) – изменение количества хромосом, не кратно гаплоидному набору · Трисомия (2n+1) Моносомия (2n-1) · Трисомия (2n+1) Моносомия (2n-1)

Кариотип больного с синдромом Дауна 47,ХУ,21+ (трисомия 21)

Кариотип больной с синдромом Эдвардса 47, XX, +18 (трисомия 18)

Кариотип больной с синдромом трисомии-Х 47, XXX

Кариотип больного с синдромом Клайнфельтера 47, XXY

Хромосомные абберации – изменение структуры хромосом, количество хромосом в кариотипе при этом не изменяется 1) Делеция 2) Дупликация 3) Инверсия 4) Транслокация

Делеция – отрыв части хромосомы

Кариотип больного с синдромом кошачьего крика 46, XX, 5p- (делеция короткого плеча 5 хромосомы)

Действие вируса кори (биологического мутагена) на хромосомы человека (делеции)

Дупликация – удвоение фрагмента хромосомы

Інверсия –фрагмент хромосомы отрывается, поворачивается на 180º и снова прикрепляется к ней

перемещение части хромосомы на негомологичную хромосому Транслокации – перемещение части хромосомы на негомологичную хромосому

Транслокация между хромосомой 3 и 14

Генные мутации (трансгенации) – изменение структуры ДНК в пределах гена. Эти изменение часто приводят к нарушению структуры белка. Генные мутации являются причиной геннных заболеваний человека. Эти заболевания называют молекулярными (гемофилия, дальтонизм, альбинизм, фенилкетонурия, алкаптонурия, галактоземия ) Генные мутации (трансгенации) – изменение структуры ДНК в пределах гена. Эти изменение часто приводят к нарушению структуры белка. Генные мутации являются причиной геннных заболеваний человека. Эти заболевания называют молекулярными (гемофилия, дальтонизм, альбинизм, фенилкетонурия, алкаптонурия, галактоземия )