Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Биология развития и эволюция





Биология развития и эволюция

 

 

Методические рекомендации и контрольные задания

для студентов заочного отделения

 

 

Архангельск

 

 

Автор-составитель:

 

А.В. Хромова, кандидат медицинских наук, доцент кафедры медицинской биологии с курсом медицинской генетики Северного государственного медицинского университета.

 

 

Методические рекомендации и контрольные задания разработаны в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальностям 022700 «Клиническая психология» и 020400 «Психология» (специализация 020409 «Клиническая психология»).

Предназначены для студентов заочного отделения факультета клинической психологии.

 

 

Северный государственный медицинский университет, 2008

 

 

Введение

 

Предмет «Биология развития и эволюция» раскрывает закономерность возникновения и развития жизни как особого явления природы, позволяет понять принципы функционирования биологических систем на молекулярно-генетическом, клеточном, органном, организменном и популяционно-видовом уровнях. В ходе изучения предмета особое внимание обращается на взаимодействие факторов наследственности и среды в формировании дефинитивного индивидуального фенотипа, на механизмы перехода с этапа на этап онтогенеза. Человек – один из результатов развития жизни, поэтому само его существование зависит от общебиологических механизмов жизнедеятельности.

Базовые сведения, полученные при изучении данного курса, будут необходимы для изучения предмета “Психогенетика” (позволят лучше представлять соотношение наследственных и средовых детерминант в межиндивидуальной вариативности психологических и психофизиологических признаков) и психиатрии (вклад врожденных и наследственных факторов в формирование патологии ЦНС и психики).

 

 

Предмет «Биология развития и эволюция» является национально-региональным (вузовским) компонентом учебного плана СГМУ. Введение предмета «Биология развития и эволюция» в учебный план связано с необходимостью углубить ряд знаний, полученных ранее студентами при изучении предмета «Концепции современного естетствознания», а именно (Требования государственного образовательного стандарта по специальности 022700 «Клиническая психология» по предмету «КСЕ»): особенности биологического уровня организации живой материи, принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем, многообразие живых организмов – основа организации и устойчивости биосферы, генетика и эволюция.

 

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

К ОСВОЕНИЮ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ

 

Изучение курса состоит из самостоятельной работы студента над учебниками, учебными пособиями и другой рекомендованной литературы;

В результате изучения курса по предмету «Биология развития и эволюция» студенты должны ознакомиться в минимально необходимом объеме с теоретическими основами предмета;

 

В период лабораторно-экзаменационной сессии для студентов проводятся консультации по отдельным вопросам курса.

 

Изучать материал следует в последовательности, указанной в пособии. Рекомендуется следующий порядок проработки заданий:

· прочитать по программе содержание темы, уточнить ее объем и последовательность изложения в ней отдельных вопросов;

· подобрать необходимую литературу, прочитать методические указания по теме и начать проработку темы;

· проверить усвоение темы, отвечая на вопросы для самопроверки;

 

К сдаче зачета допускаются все студенты. Зачет проводится в форме собеседования по вопросам к итоговому зачету.

 

ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

 

Задание, тема Всего часов Очно-заочное отделение*
Самосто-ятельная работа Лекции Практические занятия
Количество часов        
Тема 1. Введение   0,5   0,5   -   -
Тема 2. Клетка – элементарная единица живого         -
Тема 3. Размножение         -
Тема 4. Эволюция и периодизация онтогенеза         -
Тема 5. Пренатальный онтогенез         -
Тема 6. Постнатальный онтогенез   1,5   1,5   -   -
Тема 7. Молекулярно-генетические основы онтогенеза       -  
Тема 8. Генетический аппарат эукариотической клетки       -  
Тема 9. Биология и генетика пола       -   -
Тема 10. Генотип – как система взаимодействующих генов     -  
Тема 11. Изменчивость     -  
Тема 12. Наследственные заболевания, связанные с поражением ЦНС     -  
Тема 13. Врождённые пороки развития     - -
Тема 14. Эволюция ЦНС и её филогенетически обусловленные пороки     - -
Тема 15. Профилактика наследственной патологии     -  

 

Примечание: * - при дистанционном обучении студент самостоятельно изучает дисциплину; количество семинарских занятий определяется исходя из учебной программы.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

Тема 1. Введение в предмет.

Предмет биология развития, его содержание, связь с другими науками. Понятие онтогенеза.

 

Тема 2. Клетка – элементарная единица живого.

Определение понятия "живое". Качественные отличия и характеристики живых систем. Понятия наследственности и изменчивости.

Клетка как элементарная форма организации живой материи. Типы клеточной организации (про и эукариоты). Основные компоненты эукариотической клетки: ядро, цитоплазма с органоидами, клеточная мембрана.

 

Тема 3. Размножение

Размножение. Классификация форм размножения, их цитологические основы. Биологическое преимущество полового размножения. Биологический аспект репродукции человека.

Гаметогенез (ово- и сперматогенез), его характеристика. Отличия ово- и сперматогенеза.

Половые клетки, их характеристика. Типы яйцеклеток. Функции женских и мужских половых клеток.

Мейоз, его цитологическая характеристика и биологическое значение. Нарушения механизма мейоза, их значение для индивидуального развития.

Клеточный цикл, его периодизация (интерфаза, митоз) и характеристика. Биологическое значение митоза.

 

Тема 4. Эволюция и периодизация онтогенеза

Онтогенез, его определение и периодизация. Типы онтогенеза (прямой и непрямой), их примеры. Основные направления эволюции онтогенеза: выпрямление и автономизация.

Тема 5. Пренатальный онтогенез

Понятие пренатального онтогенеза. Этапы пренатального периода онтогенеза (оплодотворение, дробление, бластула, гаструла, гисто и органогенез), их характеристика и закономерности протекания. Гомология зародышевых листков. Основные биологические процессы пренатального онтогенеза. Провизорные органы.

Тема 6. Постнатальный онтогенез

Постнатальный онтогенез, его периодизация. Закономерности протекания ювенильного и пубертатного периодов. Современные представления о механизмах старения. Понятие о биологическом и хронологическом возрасте.

 

 

Тема 7. Молекулярно-генетические основы онтогенеза

Строение и свойства нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), их роль в передаче, хранении и воспроизведении наследственной информации.

Принцип кодирования и реализации генетической информации в клетке: свойства генетического кода, их биологический смысл; этапы реализации генетической информации, их характеристика.

Особенности молекулярного строения генов и потока информации у про- и эукариотических организмов. Значение процессинга.

 

Тема 11. Изменчивость

Понятие изменчивость. Ненаследственная изменчивость: модификации и морфозы. Наследственная изменчивость: комбинативная и мутационная.Классификация мутаций.

Спонтанный и индуцированный мутагенез. Мутагенные факторы, их классификация, примеры. Антимутагенез. Антимутационные барьеры у эукариот.

Тема №1: Введение

Биология развития - это наука об индивидуальном развитии организма. Индивидуальное развитие организма обозначают термином онтогенез.

Онтогенез – это совокупность закономерных, взаимосвязанных, характеризующихся определённой временной последовательностью морфологических, физиологических и метаболических процессов в организме от момента зачатия, то есть от момента слияния мужской и женской половых клеток, и до момента смерти у организмов, размножающихся половым путём (птицы, млекопитающие, человек), а у организмов размножающихся бесполым способом от момента отделения неспециализированной клетки или группы клеток от организма родителя и до момента смерти.

Биология развития или генетика развития изучает:

1. реализацию наследственной информации в ходе онтогенеза, то есть путь от гена к признаку: морфологическому, биохимическому или молекулярному,

2. генетические основы нарушений онтогенеза, приводящие к отклонению фенотипа от нормы (применительно к человеку – это врождённые пороки развития (ВПР) и наследственные заболевания)

3. генетические аспекты эволюции как в целом жизни на Земле, так и отдельных видов

4. ряд современных дискуссионных вопросов индивидуального развития, например проблему клонирования млекопитающих и человека.

Данная наука сложилась на стыке 4 дисциплин: генетики, экспериментальной эмбриологии, биохимии и молекулярной биологии.

 

Вопросы для самоконтроля:1. Что изучает биология развития?

2. Дайте определение онтогенеза.

3. Перечислите связи биологии развития с другими дисциплинами.

 

Тема № 3: Размножение

Размножение – это фундаментальное свойство всего живого, это способность живых организмов воспроизводить себе подобных, обеспечивая непрерывность и преемственность жизни в ряду поколений. Различают 2 способа размножения: бесполое и половое. В бесполом размножении участвует только одна родительская особь, потомство является точной копией родителя, цитологической (клеточной) основой служит митоз. Бесполое размножение характерно для большинства растений и животных с относительно низким уровнем структурно-физиологической организации. Его эволюционное значение – сохранение численности вида и наибольшей его приспособленности в маломеняющихся условиях среды обитания.

В половом размножении участвуют 2 особи, потомство генетически отлично от обоих родителей, цитологическая основа – мейоз. Эволюционное значение: за счёт генетического разнообразия осуществляется естественный отбор, что способствует большей приспособленности вида к меняющимся условиям среды, появлению новых видов и, следовательно, эволюции жизни.

 

Способы размножения организмов.

Бесполое Половое
У одноклеточных
1. Деление надвое 1. Конъюгация (временное соединение 2 особей с целью обмена наследственным материалом)
2. Шизогония (множественное деление) 2. Копуляция (слияние 2 особей в одну, объединение и рекомбинация наследственного материала. Далее особь размножается бесполым путём)
3. Спорообразование  
4. Почкование  
У многоклеточных
1. Спорообразование 1. Партеногенез (развитие из неоплодотворённой яйцеклетки)
2. Почкование 2. Размножение с оплодотворением
3. Вегетативное размножение  
4.Полиэмбриония (деление зиготы на несколько частей)  

 

Таким образом, соответственно 2 типам размножения, выделяют 2 способа деления клеток: митоз и мейоз. Митоз является не только основой бесполого размножения, но и способом деления соматических клеток в многоклеточном организме, обеспечивая тем самым рост и развитие организма (организм взрослого человека состоит примерно из 1014 клеток), восстановление тканей и органов, а также само существование организма в ходе онтогенеза (продолжительность жизни отдельных клеток меньше времени жизни целого организма). Митоз является частью жизненного или митотического цикла клетки.

Митотический (клеточный) цикл – это совокупность процессов, протекающих в клетке от одного деления до другого, включая сам митоз. Период жизнедеятельности клетки от одного деления до другого называется интерфазой. Таким образом, митотический цикл подразделяется на интерфазу и митоз. Интерфаза состоит из 3 периодов: пресинтетический (G1), синтетический (S) и постсинтетический (G2). В S- период происходит редупликация (самоудвоение) молекул ДНК. Продолжительность S-периода в клетках человека около 7 часов, G2 – 3 часа. Длительность фазы G1 вариабельна. Из этой фазы клетка либо вступает на путь пролиферации (деления) и переходит в S-период, либо попадает в фазу покоя G0. В этой фазе в клетке происходят все обменные процессы, но они не делятся. Это основная форма существования высокоспециализированных клеток, в том числе и нейронов ЦНС.

Продолжительность нормального митоза колеблется от 0,5 до 1 ч. В его ходе выделяют 4 стадии: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. В животной клетке профаза начинается с расхождения к разным полюсам клетки центриолей, органоидов обеспечивающих формирование веретена деления, состоящего из отдельных микротрубочек. После этого происходит деградация оболочки ядра и максимальная компактизация хромосом. Каждая хромосома состоит из 2 хроматид, соединённых в области центромеры. Хроматиды появились в результате редупликации ДНК в S-период интерфазы. Хроматиды одной хромосомы (сестринские хроматиды) полностью идентичны друг другу. Эта стадия наиболее длительна в митозе и в клетках человека в среднем составляет 35 минут. В метафазе хромосомы располагаются по экватору клетки перпендикулярно микротрубочкам веретена деления в виде так называемой метафазной пластинки. Микротрубочки веретена деления прикрепляются к особым структурам центромер – кинетохорам на каждой из сёстринских хроматид. Анафаза – самый короткий период митоза, в ходе которого сестринские хроматиды каждой хромосомы расходятся к полюсам делящейся клетки. В телофазу происходит цитокинез (деление цитоплазмы на 2 равные части с образованием новой клеточной мембраны в месте разрыва), деспирализация хромосом и формирование ядер дочерних клеток. Ускорение митоза и увеличение митотической активности (процент делящихся клеток) ткани лежит в основе онкопатологии, противоположный процесс сопровождает старение.

Биологическое значение митоза заключается в точном распределении дочерних хромосом и содержащейся в них генетической информации между дочерними клетками, что обеспечивает постоянство хромосомного и генного набора в многочисленных клеточных поколениях.

 

Митотический цикл клетки

Тема № 11: Изменчивость.

Изменчивость – это способность организмов приобретать новые или утрачивать прежние признаки или свойства. В зависимости от реакции генотипа изменчивость подразделяется на ненаследственную, без изменения структуры генотипа (модификации и морфозы) и наследственную, с изменением структуры генотипа (комбинативная и мутационная).

1. Ненаследственная изменчивость

Модификация – это изменение степени выраженности признаков в фенотипе, в пределах нормы реакции, под влиянием факторов окружающей среды или в зависимости от этапов онтогенеза. Модификационная изменчивость позволяет организму приспособится к конкретным условиям окружающей среды. Норма реакции – это пределы, в котором возможны варьирование (изменение) проявления признака данного генотипа. Норма реакции может быть однозначной, то есть признак не зависит от действия факторов окружающей среды (например, группы крови), узкой (например, пигментация кожи) или широкой (уровень артериального давления, масса тела и др.). Свойства модификаций:

3) не наследуется.

4) носят предсказуемый характер.

5) имеют адаптивное значение.

4) носят массовый характер.

Генетическая основа модификаций - изменение степени функциональной активности генов или типа их взаимодействия, но механизмы этого вида изменчивости изучены не достаточно.

Виды модификаций:

1. Сезонные – изменение степени выраженности признаков в зависимости от времени года. Примеры: изменение пигментации кожи человека (появление загара летом), окраски шерсти у зайца и др.

2. Экологические - формирование фенотипов в конкретных климатических условиях. У людей различают 9 экологических адаптивных типов. На севере формируется арктический адаптивный тип, для которого характерны относительно низкий рост, мощное развитие жировой ткани, повышенный уровень гемоглобина и эритроцитов и др.

3. Онтогенетический – изменение признаков в зависимости от этапов онтогенеза (смена зубов, изменение пигментации волос и др.).

Интенсивность модификационных изменений пропорциональна степени силы действия фактора, её вызывающего. Отрезок времени, в течение которого можно вызвать модификацию определённого признака, называют модификационным периодом. Ряд признаков обладает большим модификационным периодом, у других он более короткий.

Морфозы – это изменение степени выраженности признаков в фенотипе, выходящее за пределы нормы реакции, под влиянием факторов окружающей среды. Морфозы могут возникнуть только в эмбриональный период развития и фенотипически проявляются врождёнными пороками развития (ВПР). Факторы окружающей среды, приводящие к возникновению ВПР, называют тератогенами. Тератогены подразделяют на физические (все виды ионизирующей радиации, гипертермия и др.), химические (пестициды, лекарственные препараты, никотин, консерванты и др.) и биологические (вирусы герпеса, краснухи, гриппа, эпидемического паротита, ветряной оспы, полиомиелита, гепатита, цитомегаловирусы, протозойная инвазия (токсоплазма)). Примером тератогенного воздействия на плод является синдром краснушного поражения плода: поражение глаз (катаракта, ретинопатия и др.), глухота, микроцефалия, задержка психомоторного развития различной степени выраженности вплоть до формирования умственной отсталости, врождённые пороки сердца.

2. Наследственная изменчивость.

Комбинативная изменчивость – это перекомбинация генов у потомков по сравнению с родителями без изменения структуры генетического материала. Механизмы:

1. Кроссинговер

2. Независимое расхождение гомологичных хромосом и хроматид к полюсам деления в ходе мейоза

3. Случайное сочетание гамет при оплодотворении.

В результате данной изменчивости каждый человека, за исключением монозиготных близнецов, является генетической и, соответственно, фенотипической индивидуальностью.

Механизмы комбинативной изменчивости человека имеют важное эволюционное значение, создавая генетическое многообразие популяций человека за счёт новых комбинаций генов, которые могут закрепляться в ходе естественного отбора. Вместе с тем комбинативная изменчивость может обусловить наследственную патологию, в основе которой заложена различная комбинация мутантных генов или нарушение регуляторных связей между генами.

Мутационная изменчивость. Мутация – это внезапное, стойкое, скачкообразное изменение в структуре генотипа, сопровождающееся изменением фенотипического признака, и передающееся по наследству. Эволюционное значение мутаций – это единственный фактор, поставляющий новые аллельные состояния генов и новые гены в популяции и приводящий к их первичному генетическому разнообразию, что делает возможным естественный отбор и эволюцию. С другой стороны мутации – это основа наследственной патологии, в том числе и человека. Мутагенез – это процесс формирования мутаций под действием факторов окружающей среды - мутагенов. Мутации могут возникать спонтанно, без видимых на то причин, но под влиянием внутренней условий в клетке, и в организме в целом. Это спонтанный мутагенез. Общее число мутантных гамет у человека: 10 - 20%.

Факторы, предрасполагающие к спонтанному мутагенезу:

1) возраст: у женщины старше 35 лет, у мужчин старше 45 лет. С возрастом у мужчин повышается вероятность генных мутаций (изменение структуры ДНК), а у женщин – геномных (изменение количества хромосом)

2) эмоционально-стрессовое воздействие. При стрессе ускоряется метаболизм и увеличивается образование свободных радикалов, обладающих мутагенным действием

3) особенности структуры гена. Чем больше ген, чем меньше в нём интронов, тем больше скорость его мутирования.

Мутации, возникшие под влиянием факторов химической или иной природы, сила воздействия которых, заведомо превышает допустимые пределы – это индуцированный мутагенез.

Классификация мутагенов:

1) физические мутагены – все виды ионизирующих излучений, ультрафиолет, гипертермия (свыше 38 градусов), электромагнитные излучения.

2) химические мутагены. Всего зарегистрировано 50-60 тыс. химических соединений и 5-10% от этого количества обладают мутагенной активностью. Это и вещества применяемые в промышленности (фенол, формальдегид и др.), консерванты, красители, подсластители, большинство лекарственных препаратов и т.д.

3) биологические мутагены – вирусы (герпеса, цитомегаловирусы и др.).

Уровни мутационного процесса:

1. Молекулярный:

А) генные мутации – это любое изменение в нуклеотидной последовательности ДНК ядра, вне зависимости от локализации и влияния на жизнеспособность организма. Виды генных мутаций:

1) мутации замены: миссенс-мутация – замена одного смыслового кодона на другой, в результате в белке меняется только одна аминокислота, и нонсенс-мутация – замена смыслового кодона на один из 3 нонсенс-кодонов, в результате чего белок или не синтезируется или синтезируется аномально коротким.

2) мутации типа сдвига рамки считывания, обусловленные выпадением, дупликацией или вставкой (инсерция) нуклеотидов. В результате в белке меняется вся аминокислотная последовательность с места мутации и образуются белки с новыми свойствами.

Применительно к генам все аллели делятся на 2 группы: нормальные аллели или аллели дикого типа – те варианты, которые не нарушают работу генов; и мутантные аллели – те варианты, которые нарушают работу генов. Для любых генов, аллели дикого тип являются преобладающими. Генные мутации лежат в основе моногенных заболеваний человека.

Б) цитоплазматические мутации – это изменение структуры ДНК митохондрий. Это основа митохондриальных болезней.

В) динамические мутации или мутации экспансии. Эти мутации открыты только у человека и были обнаружены в 1991 году. Данные мутации связаны с увеличением числа тринуклеотидных повторов в определённых участках генов. Число этих повторов отличается нестабильностью и колеблется в довольно больших пределах, не вызывая фенотипических изменений. Болезнь возникает, когда число повторов превышает определённый, критический уровень. Наследование этих мутаций отличается от классического менделевского наследования.

2) Клеточный уровень. На этом уровне различают геномные, связанные с изменением числа хромосом, и структурные (аберрации), связанные с нарушением в строении хромосом, мутации.

А) геномные мутации подразделяются на полиплоидию – изменение числа хромосом кратное гаплоидному, и анеуплоидию – изменение числа хромосом, не кратное гаплоидному набору хромосом. Среди животных полиплоидия встречается крайне редко – некоторые насекомые и ракообразные. У млекопитающих и человека полиплоидия с жизнью несовместима, она является причиной спонтанного прерывания беременности и мёртворождений. Механизм возникновения полиплоидии – нарушения процессов оплодотворения (полиспермия).

Полиплоидия широко распространена в мире растений (такие растения более крупные, имеют большую плодовитость, но размножаются только вегетативном способом), большая часть культурных растений – полиплоиды.

Анеуплоидия возникает в результате нарушения процессов расхождения хромосом в мейозе, преимущественно у женщин. Самые частые варианты анеуплоидии – это трисомии (в паре хромосом их не 2, а 3) и моносомии (от пары хромосом остаётся только одна хромосома). Анеуплоидия лежит в основе хромосомных синдромов, например синдром Дауна - это трисомия по 21 паре хромосом, а синдром Шерешевского-Тёрнера – это моносомия по половым хромосомам.

Б) Аберрации делятся на внутрихромосомные (нарушено строение только одной хромосомы) и межхромосомные (транслокации)– взаимный обмен, участками хромосом с потерей или без генетического материала (несбалансированные и сбалансированные транслокации). Хромосомные аберрация вероятно явились существенным моментом эволюции человека. Так хромосома № 2 у человека – это результат транслокации двух обезьяньих (шимпанзе) хромосом. Основная причина возникновения аберраций – это нарушение кроссинговера. Аберрации могут лежать в основе хромосомных синдромов и онкологических заболеваний.

3) Тканевой уровень: соматические и генеративные мутации (мутации в половых клетках).

4) Организменный уровень. На данном уровне мутации подразделяются по признаку на морфологические, физиологические и т.д.; по состоянию гена на доминантные и рецессивные мутации; а также на прямые (от дикого типа к новому мутантному типу) и обратные (мутации возвращающие мутантные аллели в обратное дикое, то есть нормальное состояние).

5) Популяционный уровень. Основная масса мутаций на этом уровне - это нейтральные мутации, которые увеличивают генетическое разнообразие популяций и не влияют на жизнеспособность и плодовитость организма. Наиболее редко возникают полезные мутации, повышающие жизнеспособность организма, как правило, в разряд полезных переходят нейтральные мутации при изменении условий среды обитания (например, устойчивость к ВИЧ-инфекции, туберкулёзу и т.д.). Вредные мутации (летальные и полулетальные) – снижающие жизнеспособность и плодовитость организма. Это основа наследственных заболеваний. Как правило, вредные мутации удаляются из генофонда популяций под действием естественного отбора, но если эти мутации в гетерозиготном состоянии дают определённые преимущества, то они сохраняются и передаются из поколения в поколение. Так гетерозиготы по гену серповидноклеточной анемии (в гомозиготном состоянии смертельное заболевание) заболевают малярией в 15 раз реже, чем гомозиготы по нормальному гену. В связи с этим ген данного заболевания широко распространён в странах с тропическим и субтропическим климатом, то есть в тех странах, где встречается малярия.

Антимутагенез – это общебиологический процесс подавления мутационного процесса под действием ряда веществ – антимутагенов. Антимутагены не обладают универсальностью действия, то есть способны подавлять действие одних мутагенов, а в отношении других не активны или даже обладают комутагенной активностью (способностью усиливать мутагенное действие). В настоящее время выделено около 200 органических и неорганических веществ, обладающих антимутагенной активностью. К этим веществам относятся кисломолочные продукты, зелёный чай, чеснок, лук, капуста и другие растения семейства крестоцветных, зелёные яблоки, селен, витамин С и др.

 

Вопросы для самоконтроля:1. Сформулируйте определение изменчивости.

2. Составьте схему классификации форм изменчивости и дайте характеристику каждой из них.

3. Дайте определение мутагенов и приведите их классификацию с примерами.

4. Дайте оценку эволюционной роли и медицинского значения мутаций.

5. Вспомните классификацию генных мутаций.

6. Назовите механизмы комбинативной изменчивости.

7. Назовите виды модификаций.

8. Объясните разницу между спонтанным и индуцированным мутагенезом.

9. Перечислите уровни мутационного процесса.

10. Дайте определение и приведите примеры антимутагенов.

 

13 14 15

 

1. лицо мужского пола (здоров). 2. лицо мужского пола (болен).

3. лицо женского пола (здорова). 4. лицо женского пола (больна).

5. брак. 6. родственный брак.

7. сибсы (братья и сёстры) 8. близнецы.

9. выкидыш. 10. пол неизвестен.

11. аборт. 12. мертворожденный.

13. бездетный брак. 14.умерший.

15. пробанд – человек, с которого начинается сбор родословной.

 

Примером заболевания с данным типом наследования является нейрофибраматоз периферического типа. Его частота 1 больной на 3000 человек. В основе заболевания лежит мутация гена кодирующего белок нейрофибромин (супрессор опухолевого роста). Фенотип – множественные родимые пятна: у детей от 5 и более, размером 5 мм и более, у взрослых от 5 и более, диаметром 15 мм. и более. Число пятен увеличивается с возрастом. Характерно наличие нейрофибром – доброкачественных опухолей с оболочек периферических нервов. Интеллект – как правило, нормальный, но у 20-30% детей наблюдаются когнитивные нарушения (сложности в обучении), повышен риск развития аутизма и эпилепсии. Продолжительность жизни несколько снижена, по сравнению с обычной, за счёт тенденции пигментных пятен к озлокачествлению.

б) аутосомно-рецессивно. Критерии данного типа наследования:

1.Болезнь наследуется независимо от пола, т.е. от родителей обоего пола - детям обоего пола.

2.Чем реже встречается мутантный ген в популяции, тем чаще родители больного ребенка являются кровными родственниками.

3.Болезнь встречается не в каждом поколении родословной, накапливаясь среди сибсов, что называют “передачей болезни по горизонтали”.

4.Больные дети могут родиться от клинически здоровых родителей.

5.Если больны оба супруга, то все дети будут больными.

6.При типичном браке (Аа х Аа) риск рождения больного ребёнка - 25%.

Здоровы, но носители патологического гена

 

I 12

 

 

 
 


II 1 2 3 4

 
 


III 1 2

IV 1 2

Рис. 2. Родословная с аутосомно-рецессивным типом наследования

 

Аутосомно-рецессивно наследуются наследственный гипотиреоз, фенилкетонурия, галактоземия и др.

Фенилкетонурия (ФКУ) - это моногенное заболевание, связанное с нарушением обмена аминокислоты фенилаланина вследствие генетического дефекта синтеза какого-либо из ферментов, ответственных за метаболизм данной аминокислоты. Наиболее часто происходит блок синтеза фермента ФАГ - фенилаланингидроксилазы. Средняя частота заболевания в европейских странах 1 больной на 10000 новорожденных. В русской популяции ФКУ встречается с частотой 1больной на 7-8 000 новорожденных. Частота гетерозиготного носительства составляет 1 на 50.

Наиболее часто мутация происходит в гене, ответственном за синтез печёночного фермента ФАГ (фенилаланин-4-гидроксилазы), обеспечивающего превращение фенилаланина в тирозин. На долю этой мутации приходится 95-96% всех случаев ФКУ. Это так называемая классическая или типичная ФКУ, иногда её называют ФКУ I. Ген, отвечающий за синтез фермента ФАГ картирован и секвенирован, то есть определено в какой хромосоме находится ген и определена его нормальная нуклеотидная последовательность. Данный ген локализован в длинном плече 12 хромосомы. Патогенез этой формы ФКУ связан с накоплением в тканях и жидкостях больного организма фенилаланина и его производных, в первую очередь фенилкетокислот (фенилмолочная, фенилуксусная и особенно фенилпировиноградная кислота), образование которых в норме минимально. Основным звеном патогенеза ФКУ является прямое токсическое действие на ЦНС высоких концентраций самого фенилаланина и его дериватов. Кроме того в результате названного блока нарушается метаболизм гормонов щитовидной железы и моноаминовых нейромедиаторов(катехоламины и серотонин), играющих исключительно важную роль в функционировании ЦНС. Нарушения в цепи обмена триптофана и меланина обуславливает пигментные нарушения.

Атипичные формы ФКУ, связаны с блоком других ферментов, участвующих в метаболизме фенилаланина. Эти формы ФКУ характеризуются по сравнению с классической ФКУ более тяжёлой неврологической симптоматикой.

Клиника ФКУ. Дети с ФКУ рождаются клинически здоровыми, так как во внутриутробном периоде работают ферменты матери. Манифестация заболевания происходит на первом году жизни. Болезнь развивается постепенно, с появлением первых клинических симптомов примерно к 3 месяцам и полностью разворачиваясь к 6 месяцам. Типичная клиническая картина ФКУ, не вызывающая сомнения в диагнозе и убедительная для родителей, наблюдается к концу первого года жизни ребенка. Часто наличие положительной психомоторной динамики в первые месяцы жизни мешает родителям поверить в наличие у ребенка заболевания. Клиника не является строго специфичной. Характерна триада симптомов:

1. Поражение ЦНС:

1. Отставание в психомоторном развитии: (ребенок вялый, гипотоничный, не эмоциональный, взгляд тусклый, не интересуется игрушками, не реагирует на окружающих).

2. Формирование умственной отсталости. Течение болезни проградиентное. При отсутствии лечения умственная отсталость достигает тяжёлой степени.

3. Повышенная возбудимость.

4. Повышенный тонус мышц и гиперрефлексия.

5. Тремор.

6. Поздними симптомами поражения ЦНС являются судороги - сначала по типу «кивков» или «клевков», а затем формируются большие судорожные припадки. В более старшем возрасте возможно формирование шизофреноподобных состояний. Судороги при ФКУ не являются обязательным признаком, но их наличие определяет неблагоприятный прогноз.

2. Поражение кожи по типу экземы. Данный признак при аллергическойнастроенности детей очень сложно выделить. Обращает на себя внимание атипичность локализации экземы для раннего возраста и диеторезистентность.

3.Изменение пигментного обмена. Принято считать







ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.