Модуль Медична генетика Змістовий модуль 1



Сторінка1/3
Дата конвертації19.07.2020
Розмір1.24 Mb.
  1   2   3
Модуль 1. Медична генетика

Змістовий модуль 1. Спадковість і патологія. Роль спадковості в пвтології людини.

Предмет та завдання медичної генетики.



Генетика - наука, що вивчає закономірності спадковості та мінливості живих організмів. Походить від грецького слова, що означає народження, походження. Цю назву в 1906 році запропонував англійський вчений Г. Бетсон.

Медична генетика - наука, що вивчає роль спадковості і мінливості в патології людини, закономірності передачі з покоління в покоління спадкових хвороб, розробляє методи діагностики спадкової патології.

Клінічна генетика - це прикладний розділ медичної генетики, тобто застосування досягнень медичної генетики до медичних проблем у пацієнтів або в їх сім'ях.

Розділи медичної генетики

      • Клінічна генетика

      • Цитогенетика

      • Молекулярна генетика

      • Біохімічна генетика

      • Популяційна генетика

      • Генетика розвитку

      • Імуногенетика

      • Вивчення геному людини

  • Медична генетика вивчає закономірності спадкування і мінливостіознак стосовно до патології людини, а саме:

  • причини виникнення спадкових захворювань людини;

  • характер їх спадкування в сім'ях;

  • розповсюдження в популяціях;

  • специфічні процеси на клітинному і молекулярному рівнях

ОСНОВНІ ЗАВДАННЯ МЕДИЧНОЇ ГЕНЕТИКИ

  • Вивчення спадкових захворювань і синдромів.

  • Вивчення ролі спадковості і середовища у виникненні не спадкових форм патології.

  • Розробка і вирішення нових медико-біологічних проблем: генної інженерії, що розробляє методи лікування спадкових хвороб шляхом трансгенезу (тобто, переносу генів нормального метаболізму в клітини хворих).


Значення генетики для медицини.

Прогрес в розвитку медицини і суспільства привів до відносного зростання долі генетично обумовленої патології в структурі захворюваності та смертності населення. Людина стикається з новими факторами середовища, відчуває велике навантаження соціального і екологічного характеру (надлишок інформації,стреси,забруднення атмосфери). В той же час покращуються медичні технології, що змінює направленість і інтенсивність природного добору. І те і інше веде до додаткового прояву спадкової патології. Відомо біля 4000 нозологічних форм спадкових хвороб, які пошкоджують усі органи, системи і функції організму. Лікар будь-якої спеціальності буде зустрічатися зі спадковою патологією. Генетична освіта лікарів – одна з необхідних умов для діагностики, лікування і профілактики хвороб. Медична генетика розширює та поглиблює біологічне мислення лікаря. Через генетику лікар інтегрально розуміє всі стадії індивідуального розвитку ( від статевих клітин до старості і смерті) під кутом зору реалізації спадкової програми. Довгий час спадкові хвороби не піддавались лікуванню,а єдиним методом профілактики була рекомендація утримання від дітонародження. Сучасна медична генетика володіє методами ранньої, досимптомної і навіть пренатальної доімплантаційної діагностики. Розуміння молекулярних механізмів патогенезу спадкових захворювань та медичні технології забезпечили успішне лікування деяких генетичних захворювань.

Частота природженої та спадкової патології у різні періоди онтогенезу.

Частота природженої та спадкової патології у різні періоди онтогенезу

Репродуктивні втрати за рахунок хромосомних і геномних мутацій складають 50% від усіх зачать.Втрата гамет починається з моменту овуляції. Запліднюється біля 90% яйцеклітин,10-15% з них не можуть імплантуватися.Причиною 70-90% мимовільних викиднів на перших 2-4 тижнях вагітності є хромосомні та генні мутації.До 20 тижнів вагітності хромосомні аномалії виявляються в 30% випадківПри вагітності 20-27 тижнів –у 4%випадків.Таким чином, мимовільний викидень на ранніх стадіях розвитку вагітності розглядається як еволюційне «пристосування» або природній добір.

Біля 5 -5.5% дітей народжуються зі спадковими або вродженими хворобами.

Тип і розповсюдження спадкової патології у дітей

Тип патології

%

Генні хвороби

(серед новонароджених)



1

Хромосомні хвороби

(серед новонароджених)



0,5

Хвороби зі спадковою схильністю

(серед дітей до 5 років)



3-3,5

Несумісність матері і плода

(серед новонароджених)



0,4

Спадкові хвороби не є прерогативою лише дитячого віку. Хоча частота важких форм спадкової патології знижується за рахунок летальності в дитячому віці, в пубертатному періоді і пізніше з являються нові хвороби. Після 20-30 років починають проявлятися хвороби зі спадковою схильністю.

Хромосомні порушення у віці до 25 років зустрічаються з частотою 1,8 :1000, після 25 років - 2:1000, всього протягом життя-3,8:1000.

Моногенні порушення до 25 років діагностуються у 3,6 :1000, після 25 років у 16,4:1000, протягом життя - 20:1000.

Мультифакторні хвороби до 25 років зустрічаються у 46,4:1000, після 25 років у 600:1000, протягом життя у 646,4:1000. В ці розрахунки не ввійшли носії збалансованих транслокацій, мітохондріальні мутації

Питома вага природженої та спадкової патології у структурі захворюваності і смертності.

Питома вага природженої та спадкової патології у структурі захворюваності й смертності.

30% перинатальної і неонатальної смертності обумовлено ПВР і спадковими хворобами з іншими проявами.

Аналіз причин дитячої смертності в цілому показує суттєве значення генетичних факторів.

Питома вага природженої та спадкової патології у структурі дитячої смертності в розвинутих країнах (за матеріалами ВООЗ)

Головні причини смерті у віці до 1 року

Доля серед померлих, %

Головні причини смерті у віці від 1 до 4 років

Доля серед померлих, %

Перинатальні фактори

28

Трагічні випадки

31

Вроджені і спадкові хвороби

25

Вроджені і спадкові хвороби

23

Синдром раптової смерті

22

Пухлини

16

Інфекції

9

Інфекції

11

Інші

6

Інші

6

Генотип кожної людини містить 5-10 потенційно дефектних генів, котрі передаються разом з нормальними генами.

Без сумніву доведена роль спадкової схильності у виникненні широко розповсюджених хвороб (ІХС, гіпертонічна хвороба, виразкова хвороба, псоріаз, бронхіальна астма та ін.). Відповідно, для лікування і профілактики цієї групи хвороб, які зустрічаються у практиці лікарів усіх спеціальностей необхідно знати механізми взаємодії середовищних і спадкових факторів у виникненні і розвитку хвороб.


Мінливість спадкових ознак як основа патології.

Мінливість спадкових ознак як основа патології

До основних властивостей усіх живих організмів належать явища спадковості і мінливості.



Спадковість- здатність передавати з покоління в покоління генетичний матеріал.

З хромосомами ядра пов’язана ядерна, або хромосомна, спадковість. З мітохондріями – цитоплазматична, або позаядерна спадковість



Мінливість - здатність змінювати свої ознаки і властивості, пристосовуватись до умов середовища.

Розрізняють 2 форми мінливості:

1) неспадкову - коли зміни фенотипу обумовлені факторами зовнішнього середовища (модифікаційна мінливість). Більшість модифікацій є нестійкими, короткочасними; вони не передаються навіть наступному поколінню і часто зникають після того, як припинилася дія відповідного фактора. Так, під дією ультрафіолетових променів шкіра людини в людей темнішає, з'являється загар (у деяких лише почервоніння), який взимку поступово зникає. В альпіністів, які піднімаються в гори, під впливом зниження парціального тиску кисню в повітрі кількість еритроцитів у периферичній крові збільшується, а з поверненням у низину місцевість цей показник нормалізується.

2) спадкову мінливість при якій зміни фенотипу зумовлені змінами геному, тобто зумовлені мутаціями ( генотипова мінливість)

Спадкова мінливість поділяється на два основних види:


  • комбінативну (рекомбінантну);

  • мутаційну.

Під комбінтивною мінливістю розуміють виникнення нових поєднань генів, яких не було у батьків, за рахунок їх перегрупування в мейозі.

Мутаційна мінливість, тобто виникнення мутацій- це кількісні або якісні зміни генотипу організму, що передаються від клітини до клітини, і від покоління до покоління.

Мутації - раптові зміни генетичного апарату людини, які приводять до морфологічних, фізіологічних, біохімічних змін. (С. М. Гершензон).

Мутації класифікують за:

- змінами фенотипу,

- типами клітин в яких виникла мутація,

- змінами генотипу,

- причинами виникнення мутацій.

За фенотипічними проявами мутації розрізняють:

-морфологічні;- фізіологічні;- імунологічні;- біохімічні.

Такі мутації приводять до порушення будови органів, зміни фізіологічних ознак, порушення обміну речовин, появи нових антигенів.

Мутації, що виникли в зародкових клітинах ведуть до розвитку повністю мутантного організму і передаються з покоління в покоління.

Соматичні мутації захоплюють певну ділянку організму в залежності від стадії онтогенезу і не передаються наступному поколінню через статеві клітини. Відомо, що мутації в соматичних клітинах збільшують кількість злоякісних новоутворень, скорочують тривалість життя.



Класифікація мутацій за характером зміни генотипу

- генні,- хромосомні,- геномні.



Генні мутації пов'язані зі зміною внутрішньої структури окремих генів. На молекулярному рівні механізми генних мутацій можуть бути слідуючими:

  • заміна окремих нуклеотидів в ланцюгу ДНК,

  • випадіння або вставки нуклеотидів або їх груп,

  • перестановки нуклеотидів всередині гена.

Хромосомні мутації - структурні перебудови однієї або декількох хромосом, пов'язані з втратою або дуплікацією їх ділянок, зміною положення ділянок в хромосомі (інверсія) або переносом їх в іншу хромосому (транслокації).

Зміна числа хромосом в наборі, що не супроводжується зміною їх структури називається ГЕНОМНИМИ МУТАЦІЯМИ. Це може бути зміни числа гаплоїдних хромосомних наборів (46+23=69) або нестача чи надлишок окремих хромосом (47, XXY, 45, ХО). Геномні мутації супроводжуються змінами фенотипу і призводять до мимовільних викиднів або хромосомної хвороби.



. За причинами виникнення мутації поділяють на спонтанні та індуковані.

Спонтанні мутації виникають при звичайних фізіологічних станах організму без додаткової дії факторів зовнішнього середовища.

СПОНТАННИЙ МУТАГЕНЕЗ є невід'ємною характеристикою живого організму. Спадкові хвороби обумовлені спадковими мутаціями відносяться до групи спорадичних (поодиноких в сім'ї) і не можуть бути передбачені в той же час вони будуть передаватися в ряді послідовних поколінь. Мутації de novo випадкові для кожного гена і порівняно рідкі (порядку 1x10-6). В медичній генетиці розроблені спеціальні методи вираховування частити спонтанних генних мутацій. Різні фактори зовнішнього і внутрішнього середовища можуть підвищувати частоту таких мутацій.



Індукованими мутаціями називаються мутації, які виникли під впливом різних факторів зовнішнього середовища. В залежності від цих факторів розрізняють:

  • Фізичний.

  • Хімічний.

  • Біологічний мутагенез.

До фізичних факторів відносяться: випромінювання, вібрації, температурна дія, УЗД. Високою генетичною ефективністю володіє багато хімічних речовин: цитостатичні, протипухлинні антибіотики (аміноптерин, метотрексат, меркаптопурин, імуран, фторурацил). Гормональні: естрадіол, прогестерон, оральні контрацептиви. Протисудомні препарати - барбітурати. Суміш для наркозів.

Біологічні фактори мутагенезу: віруси (вітряна віспа, кір, краснуха, вірус простого герпеса, живі вакцини).

Спадкові хвороби- це хвороби які виникають внаслідок пошкодження генетичної інформації. Термін спадкові хвороби неадекватний терміну вроджені хвороби.

Під вродженими хворобами розуміють такі стани, які існують вже при народженні дитини.

Роль спадковості та середовища у розвитку патології.

Вплив спадковості і зовнішнього середовища на розвиток патологічних ознак.

Хвороба розвивається в результаті тісної взаємодії зовнішніх і внутрішніх факторів. Якщо внутрішні фактори спадково змінені, то виникає патологічний процес. Однак фактори внутрішнього середовища - це також результат взаємодії генетичних і середовищних факторів в онтогенезі, тому, що рівень гормонів в організмі, особливості обміну речовин, імунологічні реакції - визначаються функціонуванням відповідних генів або іншими словами генетичною конституцією.

З ГЕНЕТИЧНОЇ ТОЧКИ ЗОРУ УСІ ХВОРОБИ В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД СПІВВІДНОСНОГО ВПЛИВУ СПАДКОВИХ ТА СЕРЕДОВИЩНИХ ФАТКОРІВ В ЇХ РОЗВИТКУ ПОДІЛЯЮТЬСЯ НА З ГРУПИ: (Н.П. Бочков, 1997; С.І.Козлова іспівавт, 1996)

1. Спадкові хвороби в яких патологічний вплив мутації, як етіологічного фактора практично не залежить від зовнішнього середовища. Останнє може тільки змінювати ступінь прояву симптомів хвороби та тяжкість її перебігу. До захворювань цієї групи відносяться хромосомні і генні спадкові хвороби з повним проявом або з 100 % пенентрантністю ( Пенентрантність- частота прояву гена, експресивність - ступінь фенотипового прояву гена). Наприклад: хвороба Дауна, нейрофіброматоз, гемофілія, ФКУ, муковісцидоз, ахондроплазія. Хвороба може проявлятися не обов'язково в дитячому віці, а в будь - якому віці у відповідності до часових закономірностей генної експресії (наприклад: середній вік початку хореї Гентінгтона - 38-40 років).

2. Хвороби зі спадковою схильністю - де мутації є етіологічним фактором, але для пенентрантності мутантних генів необхідний фактор зовнішнього середовища.

До таких захворювань відносять: деякі форми подагри, діабету, фармако- та екогенетичні хвороби, атеросклероз, гіпертонічну хворобу, туберкульоз, екзему, . псоріаз, виразкову хворобу.



  1. В походженні хвороб 3-ї групи спадковість немає ніякого значення. Наприклад: травми, опіки, деякі інфекційні хвороби. Тут генетична конституція організму впливає на перебіг патологічних процесів (на видужання, на відновні процеси, компенсацію порушених функцій), (не всі люди чутливі до вірусу СНІДу, сифілісу).

Класифікація спадкової патології.

Класифікація спадкових хвороб

І. Хромосомні хвороби

Хромосомні хвороби - в їх основі лежить числові і структурні аберації хромосом. При цьому порушується порядок розміщення і змінюється кількість багатьох сотень і навіть тисяч генів.

Числові: - Хвороба Дауна (трисомія 21), хвороба Патау (трисомія 13) с-м Шерешевського-Тернера 45, ХО

Структурні: - Синдом Лежена (делеція короткого плеча 5-ї хромосоми,с-м кошачого крику)


ІІ. ГЕННІ ХВОРОБИ-хвороби, які викликані генними мутаціями, що ведуть до змін порядку нуклеотидів в молекулі ДНК, що

веде до зміни амінокислотної послідовності в білку, який кодується даним геном.

Синдром Марфана, хвороба Реклінхаузена, хвороба Коновалова-Вільсона, адреногеніталіний синдром, муковісцидоз, ФКУ.

III Хвороби зі спадковою схильністю можуть бути моногенними та полігенними. На реалізацію патологічної ознаки діє фактор зовнішнього середовища.

ІV. Генетичні хвороби соматичних клітин – виділені в окрему групу спадкової патології недавно. Причиною є наявність хромосомних перебудов в клітинах, які викликають активізацію онкогенів Прикладом таких захворювань є ретинобластома, пухлина Вільмса.

V. Хвороби несумісності матері і плода за антигенами АВО, Rh. Хвороба виникає в результаті імунологічної реакції резус-негативної групи крові матері на резус-позитивний алель плода, який він успадкував від батька. Найбільш типовим і добре вивченим захворюванням цієї групи є гемолітична хвороба новонароджених, яка виникає в результаті несумісності мами і плода за Rh антигеном.

VI.Мітохондріальні хвороби

Змістовий модуль 2. Методи медичної генетики.

Роль параклінічних методів дослідження у діагностиці природженої та спадкової патології.

Цитогенетичний та молекулярно-цитогенетичні методи. Покази до проведення цитогенетичних досліджень.

1. Цитогенетичний метод.

Цитогенетичний метод дає можливість вивчити будову хромосом і каріотип людини в цілому.

Сукупність кількісних і якісних морфологічних ознак хромосомного набору позначається терміном каріотип,запропонований вперше в 1924 році Левітським Г. А.

Каріотип людини найчастіше досліджують у лімфоцитах периферичної крові, амніональну рідину, кусочки тканини (можна кістковий мозок, клітини, хоріона).

Найчастіше об’єктом дослідження є культура лімфоцитів периферійної крові людини на стадії метафази. Для цього 1-2 мл. венозної крові поміщають у спеціальне поживне середовище з фітогемаглютиніном (білок бобових рослин), який стимулює (мітоз) поділ одного з видів лейкоцитів - лімфоцитів. Витримують 48-72 години у термостаті, за дві години до кінця інкубації додають колхіцин, який зупиняє поділ лімфоцитів на стадії метафази та гіпотонічний розчин KCL , у якому клітини збільшуються в об'ємі, а хромосоми з області екватора розподіляються по всій клітині. В подальшому фіксують та наносять рідину на чисте предметне скло. Препарат фарбують ядерними барвниками і вивчають у світловому мікроскопі з імерсійним збільшенням.

Рутинні методи пофарбування хромосом застосовують для групової ідентифікації хромосом. Для вивчення структурних перебудов використовують диференційні методи фарбування: G-, Q-, R-, C- методи. У кожного з них є кілька модифікацій з огляду на техніку виконання.

Цитогенетичні методи в клінічній практиці застосовують не лише для діагностики хромосомних захворювань, але і при деяких вроджених станах, повязаних з підвищеною ламкістю хромосом (анемія Фанконі, синдром Блюма, атаксія і телеангіектазії та інші), для діагностики онкологічних захворювань, так як майже при 85% пухлин спастерігаються аномалії хромосомного набору.

При цитогенетичному обстеженні для того щоб відповісти на питання чи нормальний хромосомний набір чи є якась патологія, істотне значення має правильний відбір метафазних пластинок. Це є: цілісність метафазної пластинки, відсутність взаємних накладань однієї хромосоми на іншу,розрізненість метафазних пластинок одна від одної. Усі 23 пари хромосом мають неоднорідну лінійну структуру, що виявляється в різному зафарбуванні їх ділянок по довжині, це забезпечує їх ідентифікацію не лише в нормальному, збалансованому наборі, але і при багатьох структурних хромосомних перебудовах. Необхідно врахувати і хромосомний поліморфізм. Для поліморфізму хромосом людини характерним є присутність варіанту зміни хромосоми у всіх клітинах, його передача як простої менделюючої ознаки від батьків до дітей, відсутність видимого фенотипічного ефекту.

Єдина номенклатура позначень хромосом була прийнята на Парижській конференції (1971). Згідно неї плечі хромосом "р" (коротке плече) і "q " ( довге плече), поділяються на райони , а райони на cегменти-ділянки хромосом, що чітко відрізняються від сусідніх за інтенсивністю зафарбування. Райони і сегменти нумерують арабськими цифрами від центромери до теломери окремо для кожного плеча. Н; символ 1 р 22 означає другий сегмент в другому районі короткого плеча аутосоми 1.

Лікар повинен знати і розуміти записи як нормальних так і анормальних каріотипів. Для цього існують наступні правила:

- Спочатку вказують загальну кількість хромосом.


  • Потім склад статевих хромосом.

  • При запису хромосомних аномалій першими записують аномалії статевих хромосом, потім аутосом, які перераховуються в порядку хромосомних номерів.

Наприклад: 46, ХХ - нормальний жіночий каріотип, 46, ХУ - нормальний чоловічий каріотип, 47, ХХУ - синдром Клайнфельтера.

  • Додаткову аутосому позначають відповідним номером і знаком "+".

Наприклад: 47,ХУ+ 21 хлопчик з трисомією 21 (синдром Дауна).

- Втрату цілої хромосоми або її ділянки - відповідно знаком "-".

Наприклад: 45,ХУ,_-21 чоловічий каріотип з моносомією за 21 хромосомою.

46,ХУ, del 5 Р - делеція короткого плеча 5 хромосоми (синдром "кошачого крику").



  • Транслокацію позначають латинською буквою t, з розшифровкою в дужках задіяних хромосом.

Наприклад: 46, XX t (14,21) - жінка носій збалансованої транслокації 14/21.

  • Присутність більше чим однієї клітинної лінії (мозаїцизм) позначається позначкою дробу. Наприклад: 45,ХО/ 46,XX - мозаїк синдрому Шеришевського - Тернера.

Покази до цитогенетичного методу:

  1. Підозра на хромосомну хворобу.

  2. Наявність у дитини ВВР, що не відносяться до генного синдрому.

  3. Батьки зі звичним невиношуванням, мертвонародженням, або народження дітей з ПВР.

  4. Порушення репродуктивної функції незрозумілого генезу (первинна аменорея, безплідний шлюб).

  5. Суттєва затримка розумового і фізичного розвитку.

  6. Лейкози.

  7. Оцінка мутагених дій.

2. Молекулярно-цитогенетичний метод.

Одним із методів вивчення хромосом є метод флюоресцентної



гібридизації in situ (FISH).

Принцип цього методу полягає в слідуючому:



    1. Для хромосоми, яку нам необхідно вивчити або конкретної її ділянки, готують одноланцюгову ділянку ДНК, (тобто певну нуклеотидну послідовність), до якого приєднується біотин або діоксигенін. Така мічена ділянка ДНК називається "зондом".

    2. "Зондом" обробляють препарат. Оскільки послідовність основ ДНК "зонда" і відповідна ділянка хромосоми взаємно комплементарні, то "зонд" приєднується до хромосоми. В цій ділянці відбувається ренатурація ДНК.

    3. Після чого препарат обробляють речовиною, яка здатна вибірково приєднуватись до біотину або діоксигеніну. До цих речовин приєднують 1-2 типи флюоресцентних барвників.

    4. За допомогою люмінесцентного мікроскопа зафарбовані хромосоми ( чи їх ділянки) візуалізуються на фоні незафарбованих.

Межі застосування FISH-методу широкі: від локалізації гена до розшифрових складних перебудов між хромосомами. Даний метод вимагає менше затрат, у випадках складних хромосомних перебудов, що захоплюють більше двох хромосом, диференційний метод не завжди дозволяє ідентифікувати сегменти хромосом.

FISH-метод може застосовуватись для діагностики анеуплоїдій в інтерфазних ядрах, з'єднаний з біотипом. Наприклад: специфічний "зонд" ДНК для 21 хромосоми гібридизується з денатурованими клітинами з амніотичної рідини на предметному шклі. В нормі в ядрі будуть видні дві опалесцюючі, відповідним кольором, точки. Якщо плід трисомний (21+21+21), то в ядрі будуть світитись три точки. Такий метод називається інтерфазною цитогенетикою.

Клініко-генеалогічний метод.

Генеалогічний метод - метод родоводів, спостереження хвороби або ознаки в сім'ї, або в родині в ряді поколінь із вказівкою типу родинних зв'язків між членами родоводу. В медичній генетиці цей метод часто називають клініко-генеалогічний, оскільки мова йде про вивчення патологічних ознак в сім'ї з допомогою клінічного обстеження. Генеалогічний метод обстеження дає можливість:


  • встановити спадковий характер захворювання;

  • тип передачі мутантного гену;

  • наявність гетерозиготних носіїв захворювання;

  • можливий ризик його прояву у нащадків.

Даний метод найдоступніший для повсякденної практичної роботи і досить інформативний, він є основою для проведення МГК.

Перше завдання при аналізі родоводу - встановлення спадкового характеру хвороби. Якщо в родоводі зустрічається одна і та ж ознака / або хвороба /, то можна думати про його спадкову природу. Однак необхідно виключити можливість фенокопій / ознаку, викликану впливом середовища, з подібною ознакою, що виникла в результаті мутацій /. Наприклад: якщо патогенний фактор діяв на жінку під час вагітності, то у неї можуть народжуватись діти з однаковими природженими вадами або ж одні і ті самі професійні шкідливості можуть викликати подібні захворювання у членів однієї сім'ї.

Після виникнення спадкового характеру ознаки і хвороби /, необхідно встановити тип успадкування. При домінантному типі передачі з повним проявом мутантного гена, проявляється пряма передача хвороби / ознаки / від одного із батьків дітям, причому хворіють особини обох статей.Якщо захворювання зустрічається у сибсів пробанда, але відсутнє у батьків і дітей, можна думати про рецесивне успадкування.

Методика складання родоводу.

Методика складання родоводів, аналіз. Складання родоводу розпочинають з пробанда - людини, яка звернулася до генетика або до лікаря і містить ознаку, яку необхідно вивчити у родичів по батьківській і материнській лініях.При складанні родовідних таблиць користуються умовними позначеннями, запропонованими Г. Юстом у 1931 р. (рис. 1.120). Фігури родоводів розміщують горизонтально (або по колу), в один рядок кожне покоління. Зліва позначають римською цифрою кожне покоління, а окремих осіб у поколінні - арабськими зліва направо і зверху вниз. Причому найстарше покоління розташовують зверху родоводу і позначають цифрою І, а наймолодше - внизу родоводу.

Братів і сестер згідно з народженням найстаршого розташовують зліва. Кожний член родоводу має свій шифр, наприклад, II - 4, IIІ - 7. Шлюбна пара родоводу позначається за тим же номером, але з малої літери. Якщо один із подружжя необстежений, відомості про нього не наводяться взагалі. Всі індивідууми розміщуються строго по поколіннях. Якщо родовід великии, то різні покоління розташовуються не горизонтальними рядами, а концентричними.

Після складання родоводу до нього додається письмове пояснення - легенда родоводу. У легенді мають знаИти віддзеркалення такі відомості:

• результати клінічного і позаклінічного обстеження пробанда;

• відомості про особистий огляд родичів пробанда;

• зіставлення результатів особистого огляду пробанда з відомостями опитування його родичів;

• письмові відомості про родичів, які проживають в іншій місцевості;

• висновок щодо типу успадкування хвороби або ознаки.



 Типи успадкування.



За аутосомно-домінантного успадкування: 1) досліджувана ознака наявна в кожному поколінні, незалежно від статі; 2) прояв ознаки спостерігається також по горизонталі (у братів, сестер); 3) народження дітей може мати різну вірогідність залежно від зиготності батьків за алелями, які контролюють ознаку (100%, якщо хоча б один із батьків гомозиготний; 75%, якщо обоє батьків гетерозиготні; 50%, якщо один із батьків гетерозиготний, а інший – гомозиготний за рецесивними алелями).

За аутосомно-рецесивного успадкування: 1) досліджувана ознака наявна не в кожному поколінні; 2) дитина з ознакою може народитися у батьків, які позбавлені цієї ознаки (гетерозиготні батьки); 3) ознака зустрічається з однаковою частотою незалежно від статі; 4) ознака спостерігається по горизонталі (у братів та сестер); 5) вірогідність успадкування аутосомно-рецесивної ознаки залежно від зиготності батьків за алелями, які контролюють ознаку, може бути різною (25%, якщо обоє батьків гетерозиготні; 50%, якщо один із батьків гетерозиготний, а інший гомозиготний за цим рецесивним алелем; 100%, якщо обоє батьків гомозиготні за рецесивним алелем).

При Х-зчепленому домінантному успадкуванні: 1) жінок з такою ознакою в два рази більше, ніж чоловіків; 2) ознака зустрічається в кожному поколінні; 3) батько-носій ознаки передає її всім своїм дочкам, а синам не передає; 4) мати-носій ознаки може передати її половині своїх дітей незалежно від статі; 5) у дітей ознака проявиться тоді, коли її нестиме хоча б один із батьків; 6) діти батьків, які позбавлені ознаки, теж не матимуть її.

При Х-зчепленому рецесивному успадкуванні: 1) ознака наявна не в кожному поколінні; 2) дитина-носій ознаки може народитися у батьків, позбавлених цієї ознаки; 3) ознака проявляється переважно у чоловіків і, як правило, по горизонталі; 4) батько, позбавлений ознаки, не є носієм алеля цієї ознаки і звичайно не передає її дочкам; 5) вірогідність успадкування Х-зчепленої рецесивної ознаки залежить від зиготності батьків за алелями ознаки (всі діти будуть без ознаки, якщо одружуються жінка, позбавлена ознаки, та чоловік з ознакою; у чоловіка без ознаки та жінки-носія алеля ознаки вірогідність народження хлопчика з ознакою складає 50% від усіх хлопців та 25% від усіх дітей; вірогідність народження дівчаток з ознакою дуже мала і можлива лише тоді, коли батько має ознаку, а мати гетерозиготний носій гена ознаки.

За Y-зчепленого успадкування: ознака наявна в усіх поколіннях і у всіх чоловіків.

При мітохондріальному успадкуванні (виключно спадкові патології): 1) патологія передається від хворої матері усім дітям незалежно від статі; 2) хворий батько нікому з дітей патологію не передає.

 


Мітохондріальна спадковість.

При мітохондріальному успадкуванні (виключно спадкові патології): 1) патологія передається від хворої матері усім дітям незалежно від статі; 2) хворий батько нікому з дітей патологію не передає.

Серед сучасних спадкових хвороб, які зустрічаються у людей, існує безліч нозологічних одиниць, які повністю ще не ідентифіковані. Вони можуть ховатися за маскою будь-яких відомих хвороб, їх можуть лікувати як знайомі хвороби, але насправді вони мають багато відрізнень від описаних раніш хвороб, в тому числі і в відсутності ефекту від лікування.

Мітохондропатії займають високу питому вагу серед здорового населення 1,6%, а серед хворих із множинним одночасним ураженням нервової, енергетичного обміну зустрічається у 45%. Мітохондропатії вкрай рідко діагностуються
своєчасно.

Мітохондії— одні з найбільших органел клітини, які містяться в усіх евкаріотичних клітинах, окрім еритроцитів і зрілих кератиноцитів. Вони виконують функцію метаболічного центру та відповідають за виробництво енергії у вигляді АТФ.

Накопичена енергія в подальшому трансформується в механічну (в м'язових клітинах), біоелектричну (у нервових клітинах). Найбільша кількість мітохондрій спостерігається переважно в клітинах, які споживають велику кількість енергії, наприклад у клітинах скелетних м'язів і серцевого м'яза, в екзокринних клітинах підшлункової залози, в овоцитах. У сперматозоїдах їх всього 4.

Мітохондрії мають свої особисті ДНК, РНК і рибосоми, самі синтезують частину своїх білків, розмножуються шляхом поділу надвоє. Мітохондріям необхідні білки, які кодуються генами нуклеарних хромосом.

ДНК мітохондрій являє собою дволанцюгову кільцеву молекулу розміром 16599 пар нуклеотидів. ДНК мітохондрії людини має 37 генів. Більшість генів ДНК мітохондрій кодують поліпептидні ланцюги, що беруть участь у ферментативному комплексі окисного фосфорилювання.



Кожна клітина людського організму містить сотні мітохондрій і тисячі ДНК мітохондрій. Якщо мутація виникає в одній з молекул ДНК мітохондрій, то утворюється внутрішньоклітинна суміш мутантних і нормальних молекул. Таке явище називається гетероплазмією. Явище клітинного розподілу мутантних і нормальних мітохондрій називається реплікаційною сегрегацією.

Особливості мітохондріальної ДНК:Строго материнський характер успадкування ДНК, тобто вони передаються від матері до дочок та синів. Сини мітохондріальної ДНК не передають.

Відсутня комбінативна мінливість - мітохондріальна ДНК належить тільки одному з батьків, отже, рекомбінаційні події відсутні, а нуклеотидна послідовність змінюється з покоління в покоління тільки за рахунок послідовного накопичення мутацій.

Мітохондріальна ДНК не має інтронів і ефективної ДНК репараційної системи. Це веде до збільшення частоти мутацій мітохондріальної ДНК порівняно з ядерною.

Усередині однієї клітини можуть одночасно співіснувати нормальні і мутантні мітохондріальні ДНК (явище гетероплазмії)

Мітохондріальні захворювання- одна з найбільших класів дегенеративних хвороб нервово-м'язової системи, що має тяжкий проградієнтний перебіг, викликає виражену інвалідизацію і супроводжується резистентністю до лікування.

Мітохондріальні хвороби класифікують за типом мутацій:

1 .Місенс – мутантні мітохондріальні хвороби:

нейроофтальмопатія Лебера;

пігментний ретиніт.

2. Хвороби, які викликані мутаціями в генах транспортної РНК:

синдром MERRF;

синдром MELAS;

3. Мітохондріальні хвороби, які викликані делеціями або дуплікаціями мітохондріальної ДНК:

синдром Кернса-Сейра;

синдром Пірсона;

асиметричний птоз;

дилатаційна кардіоміопатія.

4. Хвороби, які викликані мутаціями, що знижують число копій мітохондріальної ДНК:

летальна інфантильна дихальна недостатність;

синдром молочного-кислого ацидозу.

5. Хвороби викликані мутаціями в ядерній ДНК:

фумарова ацидемія;

глутарова ацидемія.

Загальні клінічні риси МТХЗПолісиндромність уражень з частим залученням нервової системи органа зору, серця і соматичних м'язів.

Більшість захворювань мають не вроджений характер і починаються в дитячому та молодому віці.

Проградієнтність перебігу з негативною динамікою і збільшенням симптомів ураження різних органів і систем.

Резистентність до традиційних методів лікування.

Біохімічні методи. Покази до проведення досліджень.. Біохімічний метод.

Біохімічним методам діагностики належить ведуче місце в діагностиці моногенних спадкових захворювань, так як біохімічні показники, тобто первинний білковий продукт гена, більш адекватно відтворює сутність хвороби, чим клінічні симптоми.

Об'єктами біохімічної діагностики можуть бути сеча, піт, плазма, сиворотка крові, форменні елементи, культури клітин.

Основна мета первинної діагностики полягає у відборі індивідуумів для послідуючого обстеження. Програми первинної біохімічної діагностики можуть бути масовими (скринінгуючими, просіюючими, селективними). Мета масового скринінгу Доклінічне виявлення захворювань, коли лікування дає гарний ефект та Виявлення особин з ризиком передачі спадкового захворювання.

На сьогоднішній день існують наступні види скринуючих програм: на муковісцидоз, ФКУ, гіпотиреоз, аміноацидопатії, галактоземії, адреногенітальний синдром, вроджені аномалії невральної трубки, на синдром Дауна. Селективні діагностичні програми передбачають перевірку біохімічних аномалій обміну у пацієнтів, у котрих підозрівають генні спадкові хвороби. Фактично такі програми повинні "функціонувати" в кожній лікарні. За допомогою тонкошарової хроматографії сечі і крові можна діагностувати спадкові порушення обміну амінокислот, алігосахаридів, глікозоаміногліканів. Газова хроматографія застосовується для виявлення спадкових хвороб обміну органічних кислот. За допомогою електрофорезу гемоглобінів діагностується уся група гемоглобінолатій.

Показаннями до біохімічних методів діагностики є:


  • у новонароджених- судоми, коми, блювота, гіпотонія, жовтяниця, специфічний запах сечі і поту, порушення кислотно-лужної рівноваги, затримка росту, гепатоспленомегалії та інші.

  • у дітей: затримка фізичного і розумового розвитку, втрата набутих функцій, специфічна клінічна картина та інші.

Молекулярно-генетичні методи. Покази та можливості методу

. Молекулярно-генетичні методи.

Це велика і різноманітна група методів, для виявлення варіацій в структурі досліджуваної ділянки ДНК (алеля, гена, регіона хромосоми) аж до розшивки певної послідовності основ.

Суттю цих методів є:


    1. Використання специфічності роботи ферментів, що розрізають нуклеїнові кислоти.

    2. Використання принципу нуклеотидних послідовностей.

    3. Вибіркового розмноження (ампліфікація) дволанцюгових ділянок ДНК.

Етапи.

І. Отримання ділянок ДНК. (або РНК.) є початковим етапом усіх методів. Цей етап реалізується у двох варіантах.

а) виділення усієї ДНК. тотальної або геномної із клітини;

б) накопичення певних фрагментів, які необхідно аналізувати за допомогою ПЛР.

Для діагностики хвороби або гетерозигодного стану необхідно обстежити лише невеликий фрагмент генома, тому для проведення аналіза необхідно ампліфікувати (розмножити) велику кількість таких фрагментів.

Помімеразна ланцюгова реакція (ПРЛ) - це метод ампліфікації ДНК. in vitro. Протягом короткого часу можна розмножити певну послідовність ДНК. в мільйон раз. Неоюхідно лише знання нуклеотидної послідовності ампліфікуючого фрагмента.

У відповідності з нуклеотидною послідовністю кінців досліджуваної ділянки сентезуються два олігонуклеотидних праймера (затровка). Довжина праймера- 20-30 нуклеотидів. Процес ампліфікації здійснюється в 3 етапи:


  • температурна денатурація ДНК. (розділення двуланцюгової ДНК. на одноланцюгові молекули).

  • приєднання праймерів до комплементарних послідовностей одноманцюгових молекул;

  • синтиз полінуклеотидних ланцюгів на одноланцюгових молекулах в межах приєднаних праймерів за допомогою полімерази.

    • Рестрикція ДНК. на фрагменти за допомогою рестриктаз (бактеріальні ендонуклеаз) в результаті чого утвориться фрагменти 5-6 пар основ з однаковою послідовністю нуклеотидів різних за розмірами.

    • Електрофорез фрагментів ДНК. в результаті чого ці фрагменти розподіляються на поверхні агарозного або пілікриамідного геля. Фрагменти ДНК. рухаються в гелі, який поміщений в постійне електричне поле, від відємного полюса до позивного в залежності від розмірів чим більша молекулярна маса фрагмента, тим повільніше він рухається в електричному полі.

    • Візуалізація і індетифікація фрагментів ДНК - кінцевий етап діагностики ПЛР. Проводиться електрофорез в агарозному гені, після чого гель обробляється етідія бромідом, який звязується з ДНК.При УФ-опромінені поверхні гелю виявляється світіння в червоному регіоні спектру. Виявлення спецефічних фрагментів ДНК. здійснюється за допомогою блот-гібридизації по Саузенцу. Методику розглянемо на практичних заняттях.

На сучасному етапі застосовується весь спектр параклінічних методів для діагностики спадкових захворювань: клініко-біохімічні, гематологічні, імунологічні, ендокринологічні, електрофізіологічні, рентгенорадіологічні, ультразвукові. Наприклад: при вродженому гіпотиреозі, адреногенітальному синдромі, нанізмі проводять ендокринологічні обстеження; при нервово-м’язевих захворюваннях проводять електрофізіологічні обстеження; для діагностики хондродистрофії, нейрофіброматозу необхідні рентгенорадіологічні обстеження.



Поділіться з Вашими друзьями:
  1   2   3


База даних захищена авторським правом ©res.in.ua 2019
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка