7.2. Цель: Сформировать у студентов практические навыки понимания генетических механизмов клинических проявлений наследственных болезней через решение ситуационных задач.
7.3. Задачи обучения:
- разъяснить и сформировать у студентов понимание роли взаимодействия генов в генотипе больного для понимания индивидуального характера возникновения и течения болезни
- разъяснить и сформировать у студентов понимание сущности сверхдоминирования, кодоминирования, комплементарности, эпистаза и их значения в пенетрантности, эпистазе, плейотропии и селективном преимуществе гетерозигот при наследственном характере заболевания.
7.4. Форма проведения: решение типовых и ситуационных задач, просмотр видеоролика по теме.
7.5. Задания по теме:
7.5.1. Решение типовых и ситуационных задач по пособию: Медицинская биология и генетика. Учебное пособие для студентов под ред. проф. Куандыкова Е.У. Алматы, 2004, с.112-115.
7.5.1.1. Редкий ген а у человека вызывает анофтальмию (отсутствие глазных яблок), его аллель А обусловливает нормальное развитие глаз, у гетерозигот глазные яблоки уменьшены. Определите расщепление по фенотипу и генотипу у потомков, если их родители имеют уменьшенные глазные яблоки.
7.5.1.2. Одна из форм цистинурии (нарушение обмена четырех аминокислот) наследуется как аутосомный рецессивный признак. У гетерозигот наблюдается повышенное содержание цистина в моче, у гомозигот – образование цистиновых камней в почках.
а) Определите возможные формы проявления цистинурии у детей в семье, где один супруг страдал этим заболеванием, а другой имел лишь повышенное содержание цистина в моче.
б) Определите возможные формы проявления цистинурии у детей в семье, где один из супругов имел камни в почках, а другой нормален в отношении анализируемого признака.
7.5.1.3. Синтез интерферона у человека зависит от двух генов, один из которых находится в хромосоме 2, а другой - в хромосоме 5.
а) Назовите форму взаимодействия между этими генами.
б) Определите вероятность рождения ребенка, не способного синтезировать интерферон, в семье, где оба супруга гетерозиготны по указанным генам.
7.5.1.4. Рост человека контролируется тремя парами не сцепленных генов, которые взаимодействуют по типу полимерии. В какой-то популяции самые низкорослые люди имеют все рецессивные гены и рост 150см, а самые высокие – 180см и все доминантные гены. Определите рост людей, гетерозиготных по всем парам генов.
7.5.1.5. Так называемый «бомбейский феномен» состоит в том, что в семье, где отец имел I группу крови, а мать III, родилась девочка с I группой крови, несмотря на то, что у нее в генотипе обнаружен ген IВ. Она вышла замуж за мужчину, гетерозиготного по II группе крови и у них родилось две девочки: первая с IV, а вторая с I группой крови. Такое явление было объяснено наличием редкого рецессивного эпистатического гена f, подавляющего проявление генов IА и IВ. Принимая эту гипотезу, установите вероятные генотипы всех членов этой семьи.
7.5.1.6. Ангиоматоз сетчатки глаза детерминирован доминантным аутосомным геном, пенетрантность которого – 50 %. Какова вероятность (в процентах) рождения больного ребенка в семье, где оба супруга гетерозиготны по данному гену?
7.5.1.7. По данным шведских генетиков, некоторые формы шизофрении наследуются как аутосомно-доминантные признаки. У гомозигот пенетрантность гена равнв 100 %, а у гетерозигот – 20 %. Определите вероятность рождения больных детей в семье, где оба родителя гетерозиготны.
7.5.1.8. Подагра определяется доминантным аутосомным геном. По некоторым данным (В.П.Эфроимсон, 1968), пенетрантность гена у мужчин составляет 20 %, а у женщин она равна нулю.
а) Какова вероятность заболевания подагрой детей у гетерозиготных родителей?
б) Какова вероятность заболевания подагрой в семье, где один из родителей гетерозиготен, а другой нормален по анализируемому признаку?
7.5.1.9. Отосклероз (очаговое поражение слуховых косточек приводящее к глухоте) наследуется как доминантный аутосомный признак с пенетрантностью 30 %. Гипертрихоз (рост волос на краю ушной раковины) наследуется как голандрический признак (ген локализован в Y хромосоме), с полным проявлением к 17 годам. Женщина имеет нормальный слух, а мужчина – обе аномалии. Мать мужчины имела нормальный слух. Определите вероятность проявления одновременно обеих аномалий у детей в этой семье.
7.5.1.10. В Х-хромосоме человека имеются два (условно обозначенные буквами Н и А) доминантных гена, продукты которых участвуют в свертывании крови. Такую же роль играет аутосомный доминантный ген Р. Отсутствие любого из этих генов приводит к гемофилии.
а) Определите вероятность рождения гемофиликов в семье, где муж гемизиготен по генам а и h (Xah) и гетерозиготен по гену Р, а жена гомозиготна по генам XA, XH и гетерозиготна по гену Р.
б) Назовите форму взаимодействия между генами XA, XH и Р.
в) Какова вероятность проявления гемофилии, сцепленной с полом у человека, который получил от отца ген А и h (XAh), а от матери ген Ха и ген ХН.
7.5.1.11. У человека различия в цвете кожи обусловлены в основном двумя парами неаллельных генов В и С. Люди с генотипом ВВСС имеют черную кожу, с генотипом bbcc – белую кожу. Различные сочетания доминантных генов В и С обеспечивают пигментацию кожи разной интенсивности. Любые три доминантных аллеля детерминируют темную кожу, любые два – смуглую, один – светлую:
а) От брака смуглого мужчины и белой женщины родились дети, из которых по 1/4 потомства было смуглых и белых, а 1/2 - светлокожих. Определите генотипы родителей и потомков.
б) Два смуглых родителя имеют ребенка с черной и ребенка с белой кожей. Можно ли установить генотипы родителей?
в) Могут ли быть светлокожие дети у родителей негров? Можно ли ожидать у белых родителей рождения детей с более темной кожей?
7.5.1.12. В развитии органа слуха участвуют комплементарные гены А и В. Глухонемые супруги по фамилии Смит имели четырех глухонемых детей, а глухонемые супруги Вессон – пять глухонемых. После смерти жены Смит женился на вдове Вессон. От этого брака родились шесть детей, все с нормальным слухом. Определите генотипы супругов Смит, супругов Вессон, их детей от первого и второго браков.
7.5.1.13. Человек с генотипом А1 А1 А2 А2 – имеет высокий рост, а с генотипом а1 а1 а2 а2 – низкий рост. Напишите варианты генотипов у людей среднего роста.
7.5.1.14. Браки между альбиносами встречаются очень редко и от них, как правило, рождаются только альбиносы. В одной семье, где родители были альбиносами, родились трое детей с нормальной пигментацией. Объясните этот случай.
7.5.1.15. Глухота - рецессивный признак. Молодые супруги глухие. Анализ их родословной подтвердил аутосомно-рецессивный тип наследования признака. Предполагалось, что все их дети будут глухими. У них родились сын, дочь и разнополая двойня. У всех детей был нормальный слух. Объясните этот случай.
7.5.1.16. В состав гемоглобина входят два разных полипептида a и b. Кодирующие их гены, располагаются в негомологичных хромосомах. Определите:
а) доминантны или рецессивны эти гены;
б) назовите форму взаимодействия между генами.
7.5.1.17. На эритроцитах людей, гомозиготных по рецессивному гену h, не формируются антигены с А- и В- специфичностью (в системе групп крови АВО), т.е. даже в тех случаях, когда в генотипе имеются гены I A и I B, у человека будет I группа крови. Чтобы проявилось действие гена IА и
I В, необходимо, чтобы в генотипе человека имелся доминантный ген Н.
а) Определите тип взаимодействия неаллельных генов.
б) Укажите фенотипы людей (группы крови), имеющих генотипы ІА ІА hh, IA IB hh, IA iHH, IB IB Hh, iiHh, IAIBHh.
7.6. Раздаточный материал: задачи.
Литература
Основная:
7.7.1. Генетика. Под ред. Иванова В.И. М.: Академкнига, 2006. С. 82-115.
7.7.2. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск: Сиб.унив. изд-во, 2007. С. 35-39,55-57.
7.7.3. Медицинская биология и генетика. Учебное пособие для студентов под ред. проф. Куандыкова Е.У. Алматы, 2004. С. 104-115.
7.7.4. Куандыков Е.У. Основы общей и медицинской генетики (курс лекций). Алматы: Эверо, 2009. С. 37-44.
7.7.5. Қуандықов Е.Ө., Нұралиева Ұ.Ә. Негізгі молекулалық-генетикалық терминдердің орысша-қазақша сөздігі. Алматы: Эверо, 2012. 112 б.
Дополнительная:
7.7.6. Биология. Под ред. Ярыгина В.Н. В 2-х томах. М.: Высшая школа, 2001. Т.1. С. 234-242.
7.7.7. Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э. и др. Общая и медицинская генетика. Ростов-на- Дону. 2002. С. 106-116.
7.7.8. Вопросы и задачи по общей биологии и общей и медицинской генетике (с пояснениями). Под ред. проф. Иткеса А.В. М., 2004. С. 68-83.
7.7.9. Медицинская генетика: учеб. пособие/ Роберт Л.Ньюссбаум, Родерик Р, Мак-Иннес, Хантингтон Ф. Виллард: пер. с англ. А. Ш. Латыпова; под ред. акад. РАМН Н. П. Бочкова.- М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. С. 203-205
7.8. Контроль:
7.8.1.Проверка альбомов c решением задач. Каждый студент группы должен решить как минимум 5 задач.
Ключевые слова на трех языках:
| На русском языке | На казахском языке | На английском языке |
| Комплементарность – взаимодополняющее взаимодействие двух доминантных неаллельных генов, приводящее к появлению нового признака | Комплементарлық – екі доминантты аллельді емес гендердің бірін-бірі толықтыра отырып жаңа белгіні жарыққа шығаруы | Complementarity – complementary interaction of two dominant non-allelic genes which leads to the appearance of a new sign |
| Полимерия – взаимодействие доминантных неаллельных генов (аллелей), характеризующееся усилением проявления одного признака с увеличением их количества в генотипе (организме) | Полимерия – бір белгінің айқындығының күшейюі генотиптегі доминантты аллельді емес гендердің (аллельдердің) санының артуымен сипатталады | Polymery – interaction of dominant non-allelic genes characterized by strengthening of one trait with increasing genes number in genotype |
| Эпистаз – тип взаимодействия двух неаллельных генов (доминантных или рецессивных), характеризующийся подавлением одним из генов фенотипического проявления другого гена | Эпистаз – бір ген екінші бір геннің фенотиптік көрініс беруін басып тастауымен сипатталатын екі аллельді емес (доминантты немесе рецессивті) гендердің әрекеттесу түрі | Epistasis – interaction of non-allelic (dominant or recessive) genes characterized by suppression of one of them phenotypic expression of another gene |
| Экспрессивность – степень фенотипического проявления гена; экспрессивность гена определяется взаимодействием генов в генотипе | Экспрессивтілік – геннің фенотиптік көрініс беру дәрежесі; геннің экспрессивтілігі генотиптегі гендердің өзара әсерлесуімен анықталады | Expressivity – degree of gene phenotypic expression; gene expressivity is determined by the interaction of genes in genotype |
| Пенетрантность – вероятность внешнего (фенотипического) проявления доминантного гена в различных генотипах, измеряется в % | Пенетранттылық – әртүрлі генотипте доминантты геннің (фенотиптік) көрініс беру мүмкіндігі, % өлшенеді | Penetrance– probability of external (phenotypical) expression of dominant gene in different genotypes (measured in %) |
| Плейотропия – множественное фенотипическое (клиническое) проявление активности одного гена | Плейотропия – бір геннің белсенділігі бірнеше фенотиптің (клиникалық) көрініс беруі | Pleiotropy - multiple phenotypic (clinic) expression of a single gene activity |
Разработчик: Доц. Альмухамбетова С.К.
Занятие № 11 (СРСП)
