Медицинская генетика представляет собой область знаний о наследственности и изменчивости человека, имеющих непосредственное отношение к проблемам и задачам icon

Медицинская генетика представляет собой область знаний о наследственности и изменчивости человека, имеющих непосредственное отношение к проблемам и задачам





НазваниеМедицинская генетика представляет собой область знаний о наследственности и изменчивости человека, имеющих непосредственное отношение к проблемам и задачам
страница1/5
Дата04.03.2013
Размер1.6 Mb.
ТипДокументы
  1   2   3   4   5
Введение

    Медицинская генетика представляет собой область знаний о наследственности и изменчивости человека, имеющих непосредственное отношение к проблемам и задачам медицины. Предметом ее изучения являются, в первую очередь, генетические основы патологических состояний человека. Причиной появления наследуемых заболеваний и аномалий развития индивидуумов служат изменения генов и хромосом, возникающие под воздействием мутагенных факторов (мутагенов) внешней среды.

    Возрастающее значение медицинской генетики определяется прежде всего тем обстоятельством, что активное вмешательство человека в окружающую среду приводит к ее интенсивному загрязнению и повышению уровня мутационной изменчивости организмов.

    Особенности современного этапа генетического изучения человека связаны с широким использованием молекулярно – генетических, биохимических, цитогенетических и других новейших методов исследования.

    Это привело к значительному прогрессу в знаниях о наследственности и изменчивости человека.

    Раздел «Медицинская генетика» является составной и основной частью общей генетики и генетики человека, которые изучаются в старшей, а более углубленно в профильной школе.

    Предложенный курс является основой для школьной «генетики» и для подготовки детей в ВУЗы, поэтому он включен в план курсовой подготовки учителей биологии.

    В курсе изложены основные положения медицинской генетики. Рассмотрены химические основы генетических явлений, молекулярные механизмы генетических процессов, наследственность и патология с подробным описанием генных, хромосомных и мультифакториальных болезней, объяснены причины их возникновения. Раскрыта роль медицинской генетики в профилактике врожденной и наследственной патологии, приведены конкретные указания по медико–генетическому консультированию.

    Помимо теоретической части, после каждой темы имеется список контрольных вопросов и заданий, позволяющих анализировать усвоение полученной информации.

^ Учебно-тематический план



Темы

Всего часов

Из них

теоретич.

практич.

1

 Краткий курс медицинской генетики

1

1

 

2

 Менделирующие признаки человека

2

1

1

3

 Генетика пола

2

1

1

4

 Взаимодействие генов

2

1

1

5

 Изменчивость

1

1

 

6

 Методы изучения наследственности человека

1

1

 

7

 Наследственные болезни и их классификация

3

3

 

7.1

 Хромосомные болезни

1

1

 

7.2

  Генные болезни

1

1

 

7.3

 Мультифакториальные болезни

1

1

 

8

 Достижения генетики в диагностике и профилактике заболеваний

1

1

 

9

 Итоговый контроль

1

 

1

 

 Всего

 14

 10

 4


Тема 1. Краткая история медицинской генетики


     Медицинская генетика человека изучает закономерности наследственности изменчивости с точки зрения патологии. Она выявляет причины возникновения наследственных болезней, разрабатывает меры по профилактике действия мутагенных факторов на организм человека.

     Задачами медицинской генетики являются:

     1. Изучение характера наследственных болезней на молекулярном, клеточном уровнях и уровне целостного организма;

     2. Дальнейшая разработка и усовершенствование методов генной инженерии с целью получения лекарственных веществ (инсулин, интерферон и др.) и генотерапии (замещение патологических генов их нормальными аллелями)

     3. Интенсивное развитие методов пренатальной (дородовой) диагностики, позволяющих предотвратить рождение ребенка с тяжелой наследственной потологией.

     Особый раздел медицинской генетики – клиническая генетика, исследующая вопросы патогенеза, клиники, диагностики, профилактики и лечения наследственных болезней.

     Первые представления о передаче патологических наследственных признаков отражены в Талмуде (собрание догматических, религиозно-этических и правовых положений иудаизма, сложившихся в IV в. до н. э. — V в. н. э.), в котором указана опасность обрезания крайней плоти у новорожденных мальчиков, старшие братья которых или дяди по материнской линии страдают кровотечениями.

     В XVIII в. описано наследование доминантного (полидактилия — много-пальность) и рецессивного (альбинизм у негров) признаков. В начале ХIХ в. несколько авторов одновременно описали наследование гемофилии.

     Особого внимания заслуживает книга лондонского врача Адамса, вышедшая в 1814 г. под названием «Трактат о предполагаемых наследственных свойствах болезней, основанных на клиническом наблюдении». Через год она была переиздана под названием «Философский трактат о наследственных свойствах человеческой расы». Это был первый справочник для генетического консультирования. В ней сформулированы несколько принципов медицинской генетики: «Браки между родственниками повышают частоту семейных (то есть рецессивных) болезней» или «Не все врожденные болезни являются наследственными, часть из них связана с внутриутробным поражением плода (например, за счет сифилиса)». Мотульски А. Г. (1959) справедливо назвал Адамса «забытым основателем медицинской генетики».

     В середине XIX в. в России над проблемами наследственных болезней работал В. М. Флоринский. Он изложил свои взгляды по усовершенствованию человеческого рода. Однако ряд положений был противоречив и неверен. В то же время В. М. Флоринский поднял и осветил некоторые вопросы медицинской генетики. В своих трудах он правильно оценил значение среды для формирования наследственных признаков, подчеркнул вред родственных браков, показал наследственный характер многих патологических признаков (глухонемота, альбинизм, заячья губа, пороки развития нервной трубки). Однако книга не нашла отклика среди медиков и биологов того времени, так как ученые еще не были подготовлены к восприятию этих идей.

     В последней четверти XIX в. наибольший вклад в становление генетики человека внес английский биолог Ф. Гальтон (двоюродный браг Ч. Дарвина). Он первым поставил вопрос о наследственности человека как предмете для изучения, обосновал применение геналогического, близнецового и статистического методов для ее изучения и заложил основы для будущего развития генетики человека. Принципиальная ошибка Ф. Гальтона заключается в том, что во всех евгенических мероприятиях он рекомендовал не столько избавиться от патологических генов человека, сколько повысить количество «хороших» генов в человеческих популяциях путем предоставления преимущественных условий для размножения более одаренных, гениальных людей.

     Существенный вклад в изучение генетики человека внес выдающийся английский клиницист А. Гаррод, хорошо знавший биологию и химию. Он первым обнаружил взаимосвязь между генами и ферментами и, применив эти знания к изучению патологических признаков, открыл врожденные нарушения обмена веществ.

     Работы Адамса и других исследователей того времени не привлекли внимания широкого круга специалистов потому, что наследственность тогда в основном изучалась на растениях. Наблюдения над человеком не учитывались. Между тем, если бы результаты исследований по генетике человека были известны Менделю и другим ученым, изучавшим наследование на ботаническом материале, то открытие законов генетики и их признание могли бы произойти гораздо раньше.

     В 1865 г. чешский ученый Г. Мендель глубоко и последовательно с математическим описанием в опытах на горохе сформулировал законы доминирования для первого поколения гибридов, расщепления и комбинирования наследственных признаков в потомстве гибридов. Этот важнейший вывод доказал существование наследственных факторов, детерминирующих развитие определенных признаков. Работа Г. Менделя оставалась непонятой 35 лет.

     В 1900 г. три ботаника независимо друг от друга, не зная работы Г. Менделя, на разных объектах повторили его открытие: Де Фриз из Голландии -в опытах с энотерой, маком и дурманом, Корренс из Германии с кукурузой, Чермак из Австрии - с горохом. Поэтому 1900 г. считается годом рождения генетики. С него начался период изучения наследственности, отличительной чертой которого стал предложенный ранее Г. Менделем гибридологический метод, анализ наследования отдельных признаков родителей в потомстве.

     В 1905 г. В. Бэтсон предложил термин «генетика», а в 1909 г. В. Иогансен предложил термин «ген» (от греческого genes - рождающий, рожденный) для обозначения наследственных факторов. Совокупность всех генов у одной особи ученый назвал генотипом, совокупность признаков организма - фенотипом.

     В 1908 г. Г. Харди и В. Вайнберг показали, что менделевские законы объясняют процессы распределения генов в популяциях (от лат. populus -население, народ). Ученые сформулировали закон, который описывает условия генетической стабильности популяции.

     В России в 1919 г. Ю. А. Филипченко организовал первую кафедру генетики в Ленинградском университете. В это время работал молодой Н. И. Вавилов, сформулировавший один из генетических законов -закон гомологических рядов наследственной изменчивости.

     Н. К. Кольцов, Ю. А. Филипченко и некоторые другие ученые в рамках евгенической программы проводили работы по генетике одаренности, изучая родословные выдающихся личностей. В этих исследованиях были допущены некоторые методические ошибки. Однако по сравнению с генетическими исследованиями в других странах в период расцвета евгеники подходы наших ученых были во многом верными. Так, Н. К. Кольцов и Ю. А. Филипченко правильно поставили вопрос о значении социальной среды в реализации индивидуальных способностей. Они полностью отвергли насильственный путь улучшения природы человека. В период проведения евгенических ис¬следований в СССР были собраны интересные родословные выдающихся личностей (А. С. Пушкина, Л. Н. Толстого, А. М. Горького, Ф. И. Шаляпина и др.).

     Конец 20 - начало 30-х годов характеризуются довольно большими успехами в развитии генетики. К этому времени стала общепризнанной хромосомная теория наследственности. Т. Морган и его ученики экспери¬ментально доказали, что гены расположены в хромосомах в линейном порядке и образуют группы сцепления.

     Теоретическая и экспериментальная работы С. С. Четверикова (1926, 1929) положили начало современной генетике популяций. Большой вклад в изучение этого раздела внесли труды Р. Фишера (1931), С. Райта (1932), Н. П. Дубинина и Д. Д. Ромашова (1932), Дж. Е. Холдейна (1935) и др.

     В ряде стран начала развиваться медицинская генетика. В нашей стране особого упоминания заслуживает Медико-генетический институт, который функционировал с 1932 по 1937 г. При нем был организован центр близ¬нецовых исследований, в котором широко изучались количественные приз¬наки у человека и болезни с наследственным предрасположением (диабет, гипертоническая болезнь, язвенная болезнь и др.). Правильное применение разных методов исследования (клинико-генеалогического, близнецового, цитогенетического, популяционно-статистического) позволило коллективу за¬нять передовые рубежи генетики.

     В 20-30-х годах работал талантливый клиницист и генетик С. Н. Да-виденков (1880-1961), который внес свой вклад в изучение наследственных нервных болезней, а также первым в нашей стране начал проводить медико-генетическое консультирование и разрабатывать методику этого вида медицинской помощи.

     К концу 30 - началу 50-х годов интерес к генетике человека снизился.

     В это время в СССР медико-генетические исследования были практически прекращены. В течение этого периода вышла только книга С. Н. Давиденкова «Эволюционно-генетические проблемы в невропатологии» (1947). Возобновились исследования лишь в начале 60-х годов.

     С 1959 по 1962 г. количество публикаций, конференций, симпозиумов по генетике человека быстро возросло. Стало ясно, что наследственные болезни по своей природе гетерогенны, различны не только с клинической, но и с генетической точки зрения. Один и тот же фенотип болезни может быть обусловлен мутационным изменением различных белков (генокопия).

     После того как было установлено, что ДНК является носителем наследственной информации, ученые направили усилия на изучение молекулярной природы и генетической значимости ее отдельных компонентов.

     Исследование ДНК проводилось многими учеными. Весь накопленный комплекс биологических и физико-химических знаний привел к тому, что в 1953 г. Д. Уотсон и Ф. Крик открыли двухцепочечную спиральную (пространственную) структуру молекулы ДНК. Затем бурно начала развиваться молекулярная и биохимическая генетика человека, а также иммуногенетика.

     Развитие цитогенетики человека является ярким примером значения фундаментальных исследований для практического здравоохранения. Так, в 1956 г. А. Леван и Дж. Тио установили, что у человека хромосомный набор состоит из 46 хромосом, а через три года были открыты хромосомные болезни. Очередным переломным моментом в цитогенетике человека была разработка методов дифференциальной окраски хромосом.

     Следующим шагом в развитии современной генетики явилось картирование (определение места положения) генов в хромосомах человека. Успехи цитогенетики, генетики соматических клеток обеспечили прогресс в изучении групп сцепления (групп генов, наследующихся совместно). В настоящее время у человека известно 24 группы сцепления. Работы по изучению сцепления генов дают новые практические возможности в диагностике наследственных болезней и медико-генетическом консультировании.

     Таким образом, в истории медицинской генетики можно выделить несколько основных этапов:

     1) открытие законов Г. Менделя и изучение наследственности на уровне целостного организма;

     2) изучение генетики на хромосомном уровне и открытие сцепленного наследования Т. Морганом и его учениками;

     3) начало развитию современной генетики популяции дали теоретические и экспериментальные работы С.C. Четверикова;

     4) развитие молекулярной генетики началось с построения пространственной структуры молекул ДНК Д. Уотсоном и Ф. Криком.

     В настоящее время наследственность изучается на всех уровнях: молекулярном, клеточном, организменном и популяционном.


^ Тема 2. Менделирующие признаки человека


Менделирующими признаками называются те, наследование которых про исходит по закономерностям, установленным Г. Менделем. Менделирующие признаки определяются одним геном моногенно (от греч.monos-один) то есть когда проявление признака определяется взаимодействием аллельных генов, один из которых доминирует (подавляет) другой. Менделевские законы справедливы для аутосомных генов с полной пенетрантностью (от лат.penetrans-проникающий, достигающий) и постоянной экспрессивностью (степенью выраженности признака).

Если гены локализованы в половых хромосомах (за исключением гомологичного участка в Х- и У-хромосомах), или в одной хромосоме сцеплено, или в ДНК органоидов, то результаты скрещивания не будут следовать законам Менделя.

Общие законы наследственности одинаковы для всех эукариот. У человека также имеются менделирующие признаки, и для него характерны все типы их наследования: аутосомно-доминантный, аутосомно-рецессивный, сцепленный с половыми хромосомами (с гомологичным участком Х- и У-хромосом).


Типы наследования менделирующих признаков:

I. Аутосомно-доминантный тип наследования. По аутосомно-доминантному типу наследуются некоторые нормальные и патологические признаки:

1) белый локон над лбом;

2) волосы жесткие, прямые (ежик);

3) шерстистые волосы - короткие, легко секущиеся, курчавые, пышные;

4) кожа толстая;

5) способность свертывать язык в трубочку;

6) габсбургская губа - нижняя челюсть узкая, выступающая вперед, нижняя губа отвислая и полуоткрытый рот;

7) полидактилия (от греч.polus – многочисленный, daktylos- палец) – многопалость, когда имеется от шести и более пальцев;

8) синдактилия (от греч. syn - вместе)-сращение мягких или костных тканей фаланг двух или более пальцев;

9) брахидактилия (короткопалость) – недоразвитие дистальных фаланг пальцев;

10) арахнодактилия (от греч. агаhna – паук ) – сильно удлиненные «паучьи» пальцы


II. Аутосомно-рецессивный тип наследования.

Если рецессивные гены локализованы в аутосомах, то проявиться они могут при браке двух гетерозигот или гомозигот по рецессивному аллелю.

По аутосомно-рецессивному типу наследуются следующие признаки:

1)волосы мягкие, прямые;

2)кожа тонкая;

3)группа крови Rh-;

4)неощущение горечи вкуса фенилкарбамида;

5)неумение складывать язык в трубочку;

6)фенилкетонурия – блокируется превращение фенилаланина в тирозин, который превращается в фенилпировиноградную кислоту, являющуюся нейротропным ядом (признаки – судорожные синдромы, отставание в психическом развитии, импульсивность, возбудимость, агрессия);

7)галактоземия - накопление в крови галактозы, которая тормозит всасывание глюкозы и оказывает токсическое действие на функцию печени, мозга, хрусталика глаза;

8)альбинизм.

Частота рецессивных наследственных болезней особенно повышается в изолятах и среди населения с высоким процентом кровнородственных браков.


III. Менделирующие признаки, сцепленные с полом (неполно).

Х и У-хромосомы имеют общие гомологичные участки. В них локализованы гены, детерминирующие признаки, наследующиеся одинаково как у мужчин, так и у женщин (подобно признакам, сцепленным с аутосомами).

Гены, локализованные в гомологичных участках Х- и У-хромосом, обусловливают развитие некоторых болезней.

1)пигментная ксеродерма - заболевание, при котором под влиянием ультрафиолетовых лучей на открытых частях тела появляются пигментированные пятна. Вначале они в виде веснушек, затем в виде более крупных папиллом различной величины и, наконец, опухолей. Для большинства больных пигментная ксеродерма заканчивается летально

2)болезнь Огучи – в слое палочек и колбочек, пигментом эпителии наблюдаются дегенеративные изменения (болезнь чаще встречается в Японии).

3)спастическая параплегия – спастика и слабость нижних конечностей, возникающая в результате дегенерации пирамидных путей в области грудного и поясничного отделов спинного мозга, изредка в стволе головного мозга, изредка в стволе головного мозга.

4)эпидермолиз буллезный – образование пузырей после механических травм кожи.

5)полная (общая) цветовая слепота – полное отсутствие цветового зрения. ложенных на Наследование групп крови. Большое значение для медицинской практики имеет изучение групп крови, которые зависят от антигенов, распоповерхности эритроцитов.

Антигены – это высокомолекулярные вещества, в ответ на введение которых в организме вырабатываются антитела (гамма-глобулины – одна из фракций белков крови, которая синтезируется лимфоцитами). Следует отметить, что на собственные антигены организм с нормальной иммунной системой антител не вырабатывает.

В настоящее время хорошо изучены группы крови систем: АВ0, Rh, МN, Р, Даффи, Льюис, Лютеран, Келл, Кидд и др. В систему входят группы крови, которые детерминируются (определяются) аллелями одного гена.

Множественные аллели - количество аллелей в природе больше двух. Одним из примеров множественных аллелей у человека являются группы крови системы АВ0.

В зависимости от антигенов, которые находятся на поверхности эритроцитов, все люди земного шара делятся на четыре группы. У одних людей на поверхности эритроцитов нет антигенов А и В - это 0 (I) группа, у других есть антиген А -А(П) группа, у третьих есть антиген В - В (III) группа, а у четвертых есть антигены А и В - АВ (IV) группа.


В процессе длительной эволюции живые организмы приспособились к сохранению постоянства своего антигенного состава и не допускают вмешательства других антигенов. Поэтому у людей 0(1) группы крови, не имеющей на поверхности антигенов А и В, есть антитела α и β против антигенов А и В; у людей А (II) группы крови есть антитела β против антигена В; у людей В(Ш) группы есть антитела α против антигена А; у АВ (IV) группы нет антител против антигенов А и В.

Четыре группы крови (системы АВ0) определяются аллельными генами, которые располагаются в девятой паре хромосом человека. Обозначаются аллельные гены разными буквами алфавита (IА, IВ, I°), как исключение из правил генетики. 0(I), А(П) и В(Ш) группы наследуются как менделирующие признаки. Гены IА и IВ по отношению к гену I° ведут себя доминантно.

Аллельные гены IА и IВ у лиц IV группы ведут себя независимо друг от друга: ген IА детерминирует антиген А, а ген IВ - антиген В. Такое взаимодействие аллельных генов называется кодоминированием (каждый аллель детерминирует свой признак). Наследование АВ(IV) группы крови не следует закономерностям, установленным Менделем.

Группы крови А(II) и В(Ш) системы АВ0 наследуются по аутосомно-до-минантному типу, а 0(I) группа - по аутосомно-рецессивному типу.

Рассмотрим, как наследуются группы крови системы АВ0.

1). Если гомозиготная женщина А(П) группы крови выйдет замуж за мужчину с 0(I) группой, то все дети будут А(П) группы крови.


P -♀ IА IА × I° I° ♂


G - IА I°


F - IА I° - 100 % А(II) группы


2). Женщина А(П) группы крови гетерозиготная вышла замуж за мужчину с 0(I) группой крови. Вероятность рождения детей будет: 50 % с 0(I) группой и 50 % с А(П) группой крови.


P -♀ IА I° × I° I° ♂


G - IА I° I°


F - IА I° I° I°


50% А(II) 50% 0(I)


3) Если женщина В(Ш) группы крови гомозиготная, а мужчина 0(I) группы, то все дети будут В(Ш) группы гетерозиготные.


P -♀ IВ IВ × I° I° ♂


G - IВ I°


F - IВ I° - 100 % В(Ш) группа


4) Женщина В(Ш) группы крови гетерозиготная, а мужчина 0(I) группы крови. Вероятность рождения детей от этого брака составит: 50 % В(Ш) группы крови гетерозиготных на 50% 0(I) группы крови.


P -♀ IВ I° × I° I° ♂


G - IВ I° I°


F - IВ I° I° I°


50 % В(Ш) 50% 0(I)


5)Если женщина А(II) группы крови вышла замуж за мужчину В(Ш) группы крови (оба гомозиготные), то от этого брака все дети будут АВ (IV) группы крови.


P -♀ IА IА × IВ IВ♂


G - IА × IВ


F - IА IВ- 100 % АВ (IV) группа крови


6)Женщина А(II) группы крови вышла замуж за мужчину В(Ш) группы (оба гетерозиготные). От этого брака равновероятно рождение детей 0(I), А(II), В(Ш), АВ (IV) группы крови, так как происходит случайная встреча гамет родителей свободная комбинация генов.


P -♀ IА I° × IВ I° ♂


G - IА I° IВ I°


F - IА IВ , IВ I° , IА I° , I° I°.


АВ (IV) В(Ш) А(II) 0


Кроме антигенов А, В, 0 на поверхности эритроцитов у людей расположены антигены групп системы резус. Если на эритроцитах находится антиген Rh, то такие люди относятся к группе Rh+ (их около 85 %), а если отсутствует данный антиген, то они относятся к группе Rh¯ (их около 15 %).

Группы крови Rh+ и Rh¯ системы резус детерминируются генами, которые локализованы в первой паре хромосом человека. Группа крови Rh+ может быть гомозиготная (DD) и гетерозиготная (Dd), группа Rh¯ - только гомозиготная (dd).

Группы крови резус-системы наследуются как менделирующие признаки. Проследим, какие могут быть последствия для детей, если мать имеет резус-отрицательную группу крови.

Женщина с группой крови Rh¯ вышла замуж за мужчину, у которого группа крови Rh+ гомозиготная.


Р - ♀ dd × DD♂


G - d D


F – Dd – 100%

От этого брака все дети будут резус-положительные гетерозиготные, так как ген D полностью доминирует над геном d и F - - единообразно. Во время беременности Rh+ эритроциты плода могут попасть в кровь матери, и материнский организм начнет выработку антител против этих эритроцитов. С каждой последующей беременностью увеличивается риск иммунизации и возрастает вероятность гемолитической болезни новорожденных и ее тяжести.

Если женщина с группой Rh¯ вступает в брак с мужчиной гетерозиготным (что чаще встречается), то вероятность рождения детей от этого брака будет равна 50 % Rh+ гетерозиготных и 50 % Rh¯.


Р - ♀ dd × Dd♂


G - d D d


F – Dd,dd


^ Практическая работа «Определение групп крови».

Целевая установка: усвоить правила определения и составления схем наследования групп крови индивидуумов.

Оснащение занятия: таблицы - моногибридное скрещивание, наследование групп крови человека; динамические пособия на магнитах «Генетика групп крови», «Наследование резус-фактора».

Проведение работы:

1. Составьте генотипическую схему наследования и определите вероятность рождения детей с разными группами крови системы АВ0 у родителей, один из которых имеет первую, а другой -четвертую группу крови.

2. Аналогичным способом определите вероятность рождения детей с разными группами крови в браке мужчины со второй (А) группой крови и женщины с третьей (В) группой крови, отцы которых имели первую (0) группу крови.

3. В семье, где муж имеет вторую группу крови системы АВ0, а жена четвертую группу крови, родились два ребенка, один из которых имеет вторую, а другой - третью группу крови. Определите вероятные генотипы родителей и их детей.

4. У женщины установлена первая группа крови системы АВ0,а у мужчины - четвертая группа крови. Можно ли исключить спорное отцовство, если у ребенка обнаружена первая группа крови?


Вопросы и задания

1. В семье признак рыжих волос наследуется как рецессивный. Какое будет потомство, если поженятся кузены (двоюродные брат и сестра) с рыжими и темными (брюнет) волосами.

2. Если две сестры — однояйцовые близнецы — выйдут замуж за двух братьев — однояйцовых близнецов — и у них будут дети, будут ли эти дети похожи друг на друга как идентичные близнецы?

3. Мужчина с полидактилией (лишние пальцы) женится на нормальной (пятипалой) женщине. Они имеют пятерых детей с полидактилией. Один из них женится на нормальной (пятипалой) женщине, и они имеют несколько детей. У многих ли их детей будет полидактилия?

4. Если кареглазый мужчина-левша женится на голубоглазой женщине, лучше владеющей правой рукой, чем левой, и у них родится голубоглазый ребенок-левша, то что можно сказать о генотипе отца и матери?

5. На одного резус-отрицательного ребенка, имеющего группу крови ММ, претендуют две родительские пары: а) мать резус-отрицательная с группой крови М и отец резус-положительный с группой крови М; б) мать резус-положительная с группой крови N и отец резус-положительный с группой крови М. Какой паре принадлежит ребенок?

6. Если женщина с веснушками и волнистыми волосами, отец которой не имел веснушек и имел прямые волосы, выходит замуж за мужчину с веснушками и прямыми волосами (оба родители его имели такие же признаки), то какие дети у них могут быть?

7. В брак вступают женщина с отрицательным резус-фактором и I группой крови и мужчина с положительным резус-фактором и IV группой крови. Определите вероятность иммунного конфликта у детей и возможную группу крови при этом, если известно, что у матери мужа кровь была резус-отрицательная.

8. Детская форма амавротической семейной идиотии наследуются аутосомно-рецессивно и заканчиваются обычно смертельным исходом к 4-м — 5-ти годам. В семье здоровых родителей первый ребенок умер от этой болезни. Каков прогноз в отношении здоровья следующего ребенка?

9. В семье у кареглазых родителей четверо детей с разными группами крови, один из них голубоглазый. Какова вероятность рождения следующего ребенка кареглазым с первой группой крови?

10. Женщина, имеющая нос нормального размера и карие глаза, выходит замуж за голубоглазого мужчину с большим носом. Первый сын родился голубоглазым и с большим носом. Какова вероятность рождения в этой семье кареглазых детей с маленьким носом?


^ Тема 3. Генетика пола


В хромосомном наборе у женщин имеется 22 пары аутосом и две одинаковые половые хромосомы XX; у мужчин 22 пары аутосом и половые хромосомы X и V (неодинаковые). В процессе мейоза каждая из пары гомологичных хромосом уходит в разные гаметы. Так как у женщин 23 пары гомологичных хромосом, то во все гаметы попадает 22 аутосомы и одна Х-хромосома (гаметы одинаковы), поэтому женский пол гомогаметный. У мужчин образуется два типа гамет: 22+Х и 22+Y, поэтому мужской пол гетерогаметный. Вероятность рождения девочек так же, как и мальчиков, составляет 50 %.


P - ♀22×2 + XX × 22×2 + XY♂


G – 22+X 22+X 22+Y


F - 22×2 + XX 22×2 + XY


50% девочки 50% мальчики


Пол будущего ребенка определяется сочетанием половых хромосом в момент оплодотворения. Если яйцеклетку оплодотворяет сперматозоид с Х- хромосомой, то рождается девочка, а если яйцеклетку оплодотворяет сперматозоид с Y-хромосомой, то рождается мальчик. Признаки организма, связанные с полом, подразделяют на три категории.

1)признаки, сцепленные с половыми хромосомами. Это признаки, развитие которых обусловлено генами, расположенными в одной из половых хромосом. Х - хромосома по размерам значительно больше, чем Y - хромосома.

В Х-хромосоме есть большой участок, которого нет в Y-хромосоме, в нем расположены рецессивные гены (гемофилии, дальтонизма, миопатии и доминантные (рахита, не поддающиеся лечению витамином D, темной эмали зубов). Гены этого участка полностью сцеплены с полом, передаются исключительно через Х-хромосому. Доминантные гены из этого участка одинаково проявляются у обоих полов; рецессивные — у женщин только в гомозиготном состоянии, а у мужчин - в гемизиготном состоянии.

Рассмотрим наследование, сцепленное с полом, на примере гемофилии. У мужчин ген гемофилии находится в гемизиготном состоянии (один из пары), и поэтому гемофилия у мужчин всегда проявляется. У женщин, если и есть, этот ген в гетерозиготном состоянии, он не проявляется, так как доминантный ген нормальной свертываемости его подавляет. В брак вступают здоровая женщина-носительница и здоровый мужчина:


H-ген нормальной свертываемости крови


h-ген гемофилии


P-♀ XH Xh × XH Y♂


G- XH Xh XH Y


F - XH XH , XH Xh , XH Y, Xh Y


XH XH - девочка здоровая


XH Xh - девочка носитель


XH Y - мальчик здоровый


Xh Y - мальчик больной


В непарном участке У-хромосомы, кроме генов, детерминирующих пол, расположено небольшое число генов, которые могут встречаться только у лиц мужского пола и передаются от отца всем сыновьям (голандрические гены): волосатость ушей, перепонки между пальцами ног, ихтиоз (кожа в виде рыбьей чешуи).

В парном сегменте (гомологичном для Х- и У-хромосом) локализованы гены, детерминирующие пигментную ксеродерму, болезнь Огучи, спасти¬ческую параплегию, эпидермолиз буллезный, общую цветовую слепоту и другие. Их "называют неполно или частично сцепленными с полом. Они могут передаваться как с Х-, так и с У-хромосомой;

2) признаки, контролируемые полом. Развитие этих признаков обусловлено генами, расположенными в аутосомах обоих полов, но степень проявления их (экспрессивность) разная у мужчин и женщин (особенно у гетерозигот, так как происходит сдвиг доминантности). Изменение доминирования гена обусловлено половыми гормонами. Например: а) у мужчин ген облысения доминантный, а у женщин — рецессивный и проявляется только в гомози¬готном состоянии, поэтому лысых мужчин значительно больше, чем женщин; б) пенетрантность гена подагры у мужчин 80 %, а у женщин 12 %, значит, подагрой чаще болеют мужчины;

3) признаки, ограниченные полом. Развитие этих признаков обусловлено генами, расположенными в аутосомах обоих полов, но проявляются они только у одного пола (гены удойности и жирности молока имеются у коров и быков, но проявляются только у коров).


^ Практическая работа: решение задач по теме «Генетика пола»

Целевая установка: усвоить правила символической записи генотипов и гамет индивидуумов, а также составления схем наследования моногенных признаков, сцепленных с половыми хромосомами; изучить особенности наследования таких признаков у человека при решении генетических задач.

Оснащение занятия: таблицы — моногибридное скрещивание, наследование признаков, сцепленных с полом.

Проведение работы:

1.Составить схему сцепленного с Х-хромосомой наследования на примере рецессивного гена гемофилии. У человека доминантный ген (символ Н) негомологичного участка ЛГ-хромосомы контролирует синтез антигемофилического белка, являющегося одним из компонентов системы свертывания крови. Мутантный рецессивный аллель этого гена (К) обеспечивает синтез дефектного белка, что приводит к возникновению болезни (гемофилии).

2.Условия задачи: у мужчины половые хромосомы ХY. Ген гемофилии локализован в Х-хромосоме и не имеет аллеля в Y-хромосоме, т. е. находится в гемизиготном состоянии. Следовательно, несмотря на то, что признак рецессивный, у мужчин он проявляется:


N — ген нормальной свертываемости крови;


h — ген гемофилии;


Хh Y — мужчина с гемофилией;


ХN Y — мужчина здоров.


3.Решение: у женщин половые хромосомы XX. Признак определяется парой аллельных генов, поэтому гемофилия проявляется только в гомозиготном состоянии:


XN XN - женщина здорова;


ХN Хh - гетерозиготная женщина (носительница гена гемофилии), здорова;


Хh Хh - женщина-гемофилик.


Основные формальные характеристики Х-сцепленного рецессивного наследования следующие. Обычно поражаются мужчины. Все их фенотипически здоровые дочери являются гетерозиготными носительницами, так как от отца в процессе оплодотворения получают Х-хромосому:


♂ Xh Y


Среди сыновей гетерозиготных матерей (ХN Хh ) соотношение пораженных и непораженных 1:1, так как гаметы XN и Хh образуются с равной вероятностью:


Р: ♀ ХN Х h ♂ ХN Y


гаметы: ХN ,Хh ХN ,Y


Отцовские гаметы

XN Y

материнские XN XNXN XNY

гаметы Xh XN Xh Xh Y

девочки мальчики

здоровы 1:1

здоровы больны


Такое наследование получило название крисс-кросс (крест-накрест), т. е. сыновья наследуют фенотипический признак матери, а дочери — отца.


Законы передачи признаков, сцепленных с Х-хромосомами, были впервые изучены Т. Морганом.


^ Вопросы и задания

1. Используя символы соответствующих генов и генотипов составьте генотипическую схему наследования и установите вероятность появления и пол детей с признаками дальтонизма (цветовой слепоты) в семье, где муж страдает дальтонизмом, а жена обладает нормальным восприяти¬ем цвета, но имеет отца с признаками этого заболевания.

2. Если сестра женщины, о которой шла речь в предыдущей задаче, выходит замуж за мужчину с нормальным зрением, то какова вероятность того, что их сын (дочь) будет страдать дальтонизмом?

3. В браке мужчины и женщины, имеющих нормальное зрение, родился ребенок с признаками дальтонизма. Определите генотипы родителей и пол ребенка.

4. Женщина с нормальным зрением имеет брата дальтоника, ее муж не страдает указанным заболеванием. Может ли сын этой женщины также быть дальтоником?

5.Составьте схему наследования и определите вероятность появления и пол детей, страдающих гемофилией, в браке двух здоровых индивидуумов, если известно, что отец жены имел признаки этого заболевания.

6. Считают, что ген человека, контролирующий гипертрихоз (волосатость) ушной раковины, находится в участке хромосомы Y, не имеющем гомологии с участками ЛГ-хромосомы. Составьте схему наследования и определите вероятность гипертрихоза у будущих детей разного пола в семье, где один из супругов имеет указанный признак.

7. Может ли признак, сцепленный с полом, передаваться от отца к сыну? Объясните.

8. Может ли быть мужчина гетерозиготным по признакам, сцепленным с полом? Объясните, напишите формулу генотипа.

9. Мужчина-дальтоник женится на женщине-носительнице гена дальтонизма. Можно ли ожидать в этом браке здорового сына? Может ли в этой семье родиться дочь-дальтоник?


10. Напишите генотип здоровой женщины, если ее отец был гемофиликом, а мать — альбиносом. Альбинизм определяется рецессивным аутосомным геном.

11. У здоровых родителей трое детей. Один сын болен гемофилией и умирает в 14-летнем возрасте. Другой сын и две дочери здоровы. Какова вероятность гемофилии у внуков в этой семье?

12. Определите, какие дети и внуки могут быть у мужчины с перепонками между пальцами ног и женщины, не обремененной этими признаками.

13. У человека встречается наследственное аллергическое заболевание — геморрагический диатез, определяемый рецессивным геном а. Аллели этого гена локализованы в гомологичных участках Х- и Y-хромосом. Определите, какие будут дети и внуки, если родители: а) жена здорова, муж болен, оба гомозиготны; б) муж здоров, жена больна, оба гомозиготны. Сделайте обобщенный вывод по наследованию геморрагического диатеза.

14. Отец и сын в семье — кареглазые гемофилики, а мать — голубоглазая и имеет нормальную свертываемость крови. Можно ли сказать, что сын унаследовал оба признака от отца?

15. Нормальная женщина имеет брата-дальтоника. Может ли ее сын быть также дальтоником?

16. Отсутствие потовых желез у людей передается по наследству как рецессивный признак, сцепленный с полом. Юноша, не страдающий этим заболеванием, женится на девушке, отец которой лишен потовых желез, а мать и предки здоровы. Какова вероятность, что сыновья и дочери от этого брака будут страдать отсутствием потовых желез? Если жены сыновей и мужья дочерей будут здоровы, то будут ли здоровы их дети?

17. Недостаток фосфора в крови связывают с проявлением особой формы рахита, не поддающейся лечению витамином О. В потомстве от браков 14 мужчин с описанным заболеванием и здоровых женщин родились 21 дочь и 18 сыновей. Все дочери страдали недостатком фосфора в крови, а все сыновья были здоровы. Какова генетическая обусловленность этого заболевания? В чем отличие наследования этого заболевания от гемофилии?

19. Нормальные в отношении зрения мужчина и женщина имеют:

1) сына-дальтоника, у которого дочь обладает нормальным зрением;

2) дочь с нормальным зрением имеющую двух сыновей, один из которых дальтоник;

3) дочь с нормальным зрением, пять сыновей которой здоровы. Каковы вероятные генотипы родителей, детей и внуков?

20. Мужчина с голубыми глазами и нормальным зрением, родители которого имели карие глаза и нормальное зрение, женится на здоровой женщине с серыми глазами. Родители женщины имели серые глаза и нормальное зрение, а брат был дальтоником с голубыми глазами. В указанном браке родилась девочка с серыми глазами и нормальным зрением и два голубоглазых мальчика, один из которых оказался дальтоником. Составьте родословную и определите генотипы всех членов этой семьи.


21. Какое потомство может возникнуть в браке между женщиной — носительницей дальтонизма и мужчиной с нормальным зрением при нерасхождении Х-хромосом у женщины? Каков генетический пол потомков?

22. Один из близнецов страдает гемофилией, а второй (мужского пола) здоров, их отец также здоров. Каков вероятный пол близнеца, страдающего гемофилией? Являются ли эти близнецы однояйцовыми? Поясните.

23. Женщина с группой крови А и нормальной свертываемостью крови выходит замуж за здорового мужчину с группой крови В. От этого брака родились три ребенка: Катя — здоровая, с группой крови А; Витя — здоровый, с группой крови О; Глеб — гемофилик, с группой крови А. Известно, что родители жены были здоровы, мать имела группу крови О, а отец — АВ. У мужчины отец и мать также здоровы, их группу крови А и В, соответственно. Объясните, от кого Глеб унаследовал гемофилию. Определите генотипы всех членов семьи.

24. Здоровый мужчина с группой крови АВ женился на здоровой женщине с группой крови 0, отец которой страдал гемофилией. Какие фенотипы можно ожидать в потомстве этих супругов? С какой относительной частотой?

25. В семье, где отец имел гипертрихоз, а мать — полидактилию, родилась нормальная в отношении двух признаков дочь. Какова вероятность того, что следующий ребенок будет без аномалий? Каков пол этого ребенка?

26. Женщина, страдающая катарактой (аутосомно-доминантная форма), с нормальной свертываемостью крови выходит замуж за гемофилика, имеющего нормальное зрение. У них родился сын - гемофилик. Каков прогноз в отношении здоровья детей в этой семье?


  1   2   3   4   5

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:

Похожие:

Медицинская генетика представляет собой область знаний о наследственности и изменчивости человека, имеющих непосредственное отношение к проблемам и задачам icon1. При изучении наследственности и изменчивости человека неприменим метод

Медицинская генетика представляет собой область знаний о наследственности и изменчивости человека, имеющих непосредственное отношение к проблемам и задачам iconБактериальный вагиноз представляет собой дисбактериоз влагалища. Это достаточно распространенное

Медицинская генетика представляет собой область знаний о наследственности и изменчивости человека, имеющих непосредственное отношение к проблемам и задачам iconАнатомия человека наука, изучающая форму и строение тела человека в связи с его функциями и закономерностями
Целью изучения предмета является формирование у студентов знаний о строении организма человека, как...
Медицинская генетика представляет собой область знаний о наследственности и изменчивости человека, имеющих непосредственное отношение к проблемам и задачам iconКнига, всемирно известного психолога, психотерапевта, посвящена самым актуальным проблемам нашей

Медицинская генетика представляет собой область знаний о наследственности и изменчивости человека, имеющих непосредственное отношение к проблемам и задачам iconН. К. Липгарт считает, что групповая психотерапия представляет собой принципиально новое направление

Медицинская генетика представляет собой область знаний о наследственности и изменчивости человека, имеющих непосредственное отношение к проблемам и задачам iconТерминальный процесс представляет собой период умирания человека от тяжелых стадий шока до биологической

Медицинская генетика представляет собой область знаний о наследственности и изменчивости человека, имеющих непосредственное отношение к проблемам и задачам iconОказание первой врачебной помощи. Составители: Заикин вс большакова те
Первая доврачебная неотложная помощь (пднп) представляет собой комплекс простейших мероприятий, направленных...
Медицинская генетика представляет собой область знаний о наследственности и изменчивости человека, имеющих непосредственное отношение к проблемам и задачам iconИнструкция по безопасности и охране труда по оказанию первой до врачебной медицинской помощи
Первая неотложная до врачебная помощь (пднп) представляет собой комплекс простейших мероприятий,...
Медицинская генетика представляет собой область знаний о наследственности и изменчивости человека, имеющих непосредственное отношение к проблемам и задачам iconФедеральный государственный образовательный стандарт среднего профессионального образования по специальности
Настоящий федеральный государственный образовательный стандарт среднего профессионального образования...
Медицинская генетика представляет собой область знаний о наследственности и изменчивости человека, имеющих непосредственное отношение к проблемам и задачам iconОбморожение представляет собой повреждение какой-либо части тела

Разместите кнопку на своём сайте:
Медицина


База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2019
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
Документы