Применение ферментов-рестриктаз для изучения фрагментов ДНК

 

46.Определение и основные формы изменчивости в зависимости от реакции генотипа. Характеристика форм ненаследственной изменчивости (рассмотреть на примерах у человека).

Изменчив – фундаментальное свойство живого, способность организма приобретать новые/утрачивать старые качества, свойства и признаки, противоположна наследственности

В зависимости от реакции генотипа бывает: ненаследственная (модификации, морфозы) и наслед (мутацион. и комбинативная).

МОДИФИКАЦИИ:

ü

Изменение степени выраженности признака в пределах нормы реакции под возд факторов окр среды/ в зависимости от этапов индивид развития

ü

Носит адаптивное значение

ü

Помогают орг приспособиться к конкретным условиям среды

ü

Массовый характер

ü

Предсказуемы

Норма реакции – это пределы, в кот возможно варьирование признака при опр генотипе:

ü

Однозначная – признак не зависит от среды – Rh, группа крови

ü

Узкая – признак зависит от окр среды – пигментация, интеллект

ü

Широкая – лабильные признаки – масса тела человека

интенсивность модификации пропорциональна Fиtвоздействия

Т, когда признак подвержен модификации со стороны среды – модификац период:

ü

Короткий – рост 12-16, интеллект до 3, общение 1,5-3, географич кретинизм 12-15, ПРИКУС 1,5-3

ü

Большой – пигментация кожи, масса тела.

ГЕНЕТИЧ ОСНОВА – изменение Функц генов/типа их взаимодействия

Типы не исследованы, механизм не известен

ВИДЫ:

ü

сезонные (изменение признака в ходе сезона, у чел – обмен вв, загар, колво витаминов, динамика психологич функций)

ü

Онтогенетические (зубы, острота зрения, пигментация волос)

ü

Экологические (формирование дефинитивного фенотипа в опр эколог условиях):

Адаптивные типы у человека: формирование до 3 лет

ü

Арктический (много жир ткани, низкорослость, мало волос, развиты легкие,много Hb)

ü

Экваториальный

ü

Умеренных широт

ü

Высокогорный

ü

Урбанизированный (плохо со слухом и зрением, низкая скорость психомоторных реакций)

МОРФОЗЫ:

ü

изменение признака, выходящее за пределы нормы реакции под возд факторов окр среды

ü

Возникают только в эмбрионал период

ü

Фенотипически определяются врожденными пороками развития

ü

ГЕН ОСНОВА – полное подавление Ф активности гена в эмбрион период

ТЕРАТОГЕНЫ:

ü

Физические – радиация, уф, рентген – Т тела >38

ü

Биологические – вирусы(краснуха, герпес, цитомегаловирус) – синдром краснушного поражения плода – триада Грега=катаракта+глузота+порок сердца, умственная отсталость, токсоплазма, возбудитель сифилиса

ü

Химические – лекарства, пестициды, никотин – недопустимы до 2 месяцев беременности.

Фенокопии по фенотипическому проявлению копируют признаки другого генотипа. Чаще всего они копируют хромосомные синдромы.

ü

Пример: умственная отсталость – фенокопия при недостатке иода в рационе беременной женщины или при хромосомных синдромах.

ü

Водянка мозга – следствие радиации или при синдроме Дауна.

ü

Дефинитивные фенокопии – от образования зиготы до полового созревания особи.

 

47.ФОРМЫ НАСЛЕДСТВЕННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ, ИХ БИОЛОГИЧЕСКОЕ И ЭВОЛЮЦИОННОЕ ЗНАЧЕНИЕ. МУТАЦИИ, ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ (МУШИНСКИЙ, 1972). ЗНАЧЕНИЕ И ПРИМЕРЫ У ЧЕЛОВЕКА.

К формам наследственной изменчивости относят изменения признаков орг-ма, которые определяются генотипом и сохраняются в ряду поколений:

КОМБИНАТИВНАЯ возникает на основе полового размножения, обеспечивает фенотипическое разнообразие потомства.

Механизмы: -кроссинговер(рекомбинация генов)

ü

-случайное расхождение Х и хроматид в мейозе

ü

-случайная встреча половых гамет, а вследствие этого и сочетания хромосом во время оплодотворения

ü

Сочетание генов = 64*10¹²

РЕЗУЛЬТАТ: каждый человек за искл монозиготных близнецов – фенотипи и генотип индивидуальность

ЭВОЛ ЗНАЧЕНИЕ: вторичное генетическое разнообразие популяции за счет новых комбинаций генов, которые могут закрепляться в ходе ест отбора.

МЕД ЗНАЧЕНИЕ: появление заболеваний за счет неудачных комбинаций генов/нарушения регуляторной связи между ними.

Мутационная – Это внезапное стойкое скачкообразное изменение в структуре генотипа, передающееся по наследству.

Мутагены бывают физические (Ра, иониз излуч, УФ, радио- и ЭМП, высокие/низкие температцры), химические (колхицин,винкамин,нитро-производ мочевины, пестициды,пищ добавки, лекарства,) и биологические (вирусы, продукты обмена, антигены микроорганизмов,, специфич послед ДНК - транспозоны).

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МУТАЦИОННОЙ ТЕОРИИ В 1901—1903 ГОДАХ РАЗРАБОТАЛ ГУГО ДЕ ФРИЗ:

1. Мутации возникают внезапно, скачкообразно.

2. В отличие от ненаследственных изменений мутации представляют собой качественные изменения, которые передаются из поколения в поколение.

3. Мутации проявляются по-разному и могут быть как полезными, так и вредными, как доминантными, так и рецессивными.

4. Вероятность обнаружения мутаций зависит от числа исследованных особей.

5. Сходные мутации могут возникать повторно.

6. Мутации ненаправленны (спонтанны), то есть мутировать может любой участок хромосомы, вызывая изменения как незначительных, так и жизненно важных признаков.

ЭВОЛЮЦ ЗНАЧЕНИЕ: это единственный фактор, поставляющий новые аллели в популяцию, создание первичного генетического разнообразия, возможность естественного отбора.

МЕД ЗНАЧЕНИЕ: наследст болезни(онко- и т.д.), бесплодие

УРОВНИ:1)молекулярно-генетический – генные, цитоплазматические, динамические

2) клеточный- геномные, хромосомные

3)тканевый- соматические (онкопатологии), генеративные (в гаметах, наследст забол)

3)онтогенетический- морфологические, физиологические, иммунологические, биохимические; доминантные и рецессивные, прямые и обратные

4)популяционно-видовой – нейтральные, полезные, вредные(летальные, полулетальные)

Мутации обуславливают у человека наследственные патологии:

1)Моногенные, молекулярные, генные болезни (подчиняются закону Менделя)

2)Хромосомные мутации (Болезнь Дауна, синдром Патау, синдром Эдвардса, синдром Тернера)

3)мультифакториальные или с наследственной предрасположенностью.(Псориаз, сах.диабет, шизофрения)

4)соматические мутации (самопроизвольные аборты)

5)заболевания, связанные с несовместимостью матери и плода по резус фактору(гомолитическая болезнь новорожденных)

6)мутации с невыясненным генетическим эффектом (аходроплазия)

По происхождению: спонтанные и индуцированные.

 

48. ГЕННЫЕ МУТАЦИИ, ИХ ТИПЫ И МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ, ЗНАЧЕНИЕ В ПАТОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА.

Это любое химическое изменение структуры ДНК вне зависимости от локализации и влияния на жизнедеятельность.

Изменение структуры гена (структуры ДНК)

МУТАЦИИ-ЗАМЕНЫ:	Сдвиг рамки считывания Frame-Shiftмутации
Миссенс (70%) – замена одного смыслового кодона другим в белке изменяется только 1 АК Серповидно-клеточная анемия(в b-цепиHbглутамин.кисвалин), синд. Морфана	C места мутации в белке изменяется вся АК последовательность
Нонсенс (5%) – смысловой кодон меняется на 1 из 3 стоп-кодонов белок или совсем не синтез/синтез аномально коротким и дефектным Миопатия Дюшена	Делеция – выпадение нуклеотида дубликация АТГ ААГ АТТГ ААГ Вставка; фенилкетонурия, ферментопатии, галактозамия (не расщепление лактазой сахара галактозы)
Самиссенс (25%) – связаны со свойст вырожденности ген кода, нуклеотид последоват кодона меняется, НО он будет кодир ТУ ЖЕ АК (человек здорово, но возможны патологии в потомстве)	ОСНОВА МОНОГЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ПРОИСХОДЯТ ВО tсперматогенеза
Механизмы: транзиция (пурины и пиримидины меняются мж собой – А<>Г, Т<>У) Трансверсия А,Г <> Т,У	15% мутаций не под действием мутагенов, а как ошибки в ходе репликации ДНК

 

49. ПОНЯТИЕ О МОНОГЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ (ГЕМОГЛОБИНОПАТИИ, ФЕРМЕНТОПАТИИ И ДР.)

Гемоглобинопатии (гемоглобинозы) представляют собой группу наследственных заболеваний, связанных с нарушением строения или продукции гемоглобина. Имеется большое количество дефектов гемоглобина, которым соответствуют клинические проявления болезни. Многие гемоглобинопатии ограничены определенными географическими районами. Они встречаются у жителей Африки, побережья Средиземного моря, Юго - Восточной Азии, островов Тихого океана.

Диагностика Г. осуществляется с помощью спец. методов исследования, среди которых основное место занимает изучение строения клеток красной крови (эритроцитов) и гемоглобина. В республиках Закавказья и Средней Азии встречается талассемия - наследственная форма гемоглобинопатии у детей, характеризующаяся образованием уродливых, неполноценных форм эритроцитов и ускоренным разрушением их.

Лечение этого вида Г. сложно и осуществляется под постоянным контролем врача. При этом применяются препараты фолиевой кислоты и витамина 812, проводится переливание крови и эритроцитарной массы, иногда удаление селезенки.

 

 

50. ФЕНИЛКЕТОНУРИЯ: МОЛЕКУЛЯРНО — ГЕНЕТИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ И ФЕНОТИПИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ. ВОЗМОЖНОСТИ ДИАГНОСТИКИ, ТЕРАПИИ И ПРОФИЛАКТИКИ ФКУ.

ФЕРМЕНТОПАТИИ: НАСЛЕДСТВЕННЫЕ БОЛЕЗНИ ОБМЕНА (НБО), в их основе – мутации в гене опр фермента, аут-рец тип наследования.

Патогенез связан либо c нехваткой конеч продук метаболизма, либо c появл побочных, либо 2 мехма

ФЕНИЛКЕТОНУРИЯ: появляется 1 на 6-8тыс детей, типичная для белой расы, аут-рец

ü

Нарушение метаболизма АК фенилаланина

ü

Мутация в гене фермента ФЕНИЛАЛАНИНГИДРОКСИЛАЗА  побочные прод метаболизма (ФПК –фенилпировиноглад кисл, ФМК-фенилмолочная кисл, ФУК – фенил уксусн кис)

ü

И нехватка норм продуктов – меланина

ü

Признаки: ребенок рождается практич здоровым, заболевание развивается постепенно, 1 признаки к 3-4 мес, клиника не может точно определить

ü

Задержка психомоторного развития c формир умствен отсталости (проградиентное течение)

ü

Поражения кожи, повыш мышеч тонус, измен пигментн обмена – белые волосы и кожа

ü

Диагностика: c 92 года в РФ – скрининг новорожденных (неонатальный)
Терапия, диета c огранич содержанием фенилаланина до 14 лет, спец белковые смеси

 

51. ГЕНОМНЫЕ МУТАЦИИ (ПОЛИПЛОИДИЯ, АНЕУПЛОИДИЯ), МЕХАНИЗМ ИХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ, ЗНАЧЕНИЕ В ПАТОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА. ХРОМОСОМНЫЕ СИНДРОМЫ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ ГЕНОМНЫМИ МУТАЦИЯМИ У ЧЕЛОВЕКА.

ГМ – это мутации, связан c измен числа хромосом

Полиплоидия	Анеуплоидия
Увелич колич хромосом, кратно гаплоид набору 3п, 4п,5п	Изменение числа хромосом, не кратно гаплоид набору
Автополиплоидия – внутривидовая (рыб,насекомых,ракообразных.митоз.)	Хромосомные синдромы!
Аллоплоидия – мужвидовая, капустно-редичный гибрид Карпеченко	НАРУШЕНИЕ РАСХОЖДЕНИЯ ХРОМОСОМ В МЕЙОЗЕ

У млекопит и человека полиплоидия несовместима c жизнью – причина мертворождения и спонтанных абортов.

МЕХЗМ: нарушение процессов оплодотворения (проникновение >2 сперматозоидов)

Среди растений – полиплоидия распространена – все культурные растения

изменение числа хромосом не кратное n-анеуплоидия или гетероплоидия

ü

2n-1 полная моносомия

ü

2n+1трисомия

ü

2n-2

ü

2n+2тетрасомия

ü

2n-1-1двойная моносомия

ü

2n+1+1двойная трисомия

Моносомии несовместимы с жизнью,кроме синдрома тернера