Генотип –эволюционно сложившаяся система генов. Иммуногенетика. - презентация

1 Генотип –эволюционно сложившаяся система генов. Иммуногенетика.

2 Генный Хромосомный Геномный Уровни организации наследственного материала

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

4 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.

5 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.

6 Генетика Г. Мендель – наука о наследственности и изменчивости.

7 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.

8 Классификация генов Аллельные гены Неаллелиьные гены Голандрические гены

9

10 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.

11 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

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

13 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.

14

15 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 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.

17 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

18 Взаимодействия не аллелиьных генов

19 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

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

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

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

23 Морганида Кроссингавер

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

25 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 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.

27 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.

28 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

29

30 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 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

32 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.

33 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

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

35

36 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 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;

38 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).

39 2. Резус-конфликт. Гемолитическая болезнь плода и новорожденного

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

41 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.

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

43 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 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

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

46 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.

47 «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).