Основы медицинской генетики. Наследственные заболевания

1. Таджикский Государственный Медицинский Университет имени Абуали Ибн Сино Кафедра Неврологии и основ медицинской генетики

Тема: Основы медицинской генетики.
Наследственные заболевания.
Лектор: асс. Ганиева М.Т.
Душанбе 2011г.

2.

• Генетика- это отрасль биологии изучающая
явления наследственности и изменчивости.
• Наследственность
–
это
способность
организмов повторять сходные признаки и
передавать их от родителей к потомкам.
Изменчивость – это способность организмов
приобретать различия в признаках друг от
друга и от своих родителей.

3.

4.

5.

• Первый
шаг
в
изучении
наследственности
был
сделан
Грегором Менделем. Он заложил
основу для понимания основных
положений генетики, в том числе
генетики человека. Гипотезы Менделя
можно обобщить в виде трех
основных законов.

6.

• Закон единообразия.
• Закон расщепления.
• Закон независимого распределения
генов.

7.

В 70—80-х гг. благодаря быстрому развитию
молекулярной генетики и генетического анализа удалось
более детально изучить геном человека, а также структуру и
функцию ДНК. Это позволило установить причины многих
наследственных болезней человека. Обнаруживают все новые
гены, мутация или повреждение которых приводят к
структурным и биохимическим нарушениям в организме
человека. Изучение молекулярных основ наследственных
болезней позволяет разрабатывать их диагностику и
профилактику.
Универсальной молекулярной основой наследственности
всех биологических видов, находящихся на любой стадии
эволюционного
развития,
является
особый
класс
биоорганических веществ – нуклеиновые кислоты. По своему
химическому составу и выполняемой биологической роли они
подразделяются на дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК) и
рибонуклеиновые кислоты (РНК).

8.

• Оба типа нуклеиновых кислот представляют
собой нитевидные молекулы, состоящие из
отдельных структурных единиц – нуклеотидов,
соединенных
в
многозвеньевую
полинуклеотидную цепь. Каждый нуклеотид
состоит из следующих трех
химических
различных частей:

9.

• 1.
Остатков 5 углеродного сахара
дезоксирибозы (в ДНК) и рибозы (в РНК),
образующих «остов» полинуклеотидной
нити.

10.

• 2. Четырех азотистых оснований – аденина
(А), гуанина (G), цитозина (С), и тимина (Т)
(в молекуле РНК последнее основание
заменено на урацил - U), из которых
аденин и гуанин относится к пуринам, а
цитозин
и
тимин
(урацил)
–
к
пиримидинам;
каждое
азотистое
основание ковалентно соединено с первым
атомом углерода сахара посредством
гликозидной связи.

11.

• 3.
Фосфатной группы, соединяющей
нуклеотиды в единую цепь посредством
формирования фосфодиэфирных связей.
• В клетки молекулы ДНК существуют в виде
спирализованной двойной цепи (двойной
спирали), нити которой антипараллельны,
т.е. имеют противоположную ориентацию.
Дискретной единицей наследственности у
высших организмов является ген.

12.

• Ген в своем наиболее практическом понимании
представляет собой определенный участок
молекулы ДНК, последовательность которого
заключает в себе всю информацию, необходимую
для синтеза молекулы белка или РНК.
Генетическая
информация
зашифрована
посредством универсального для всех живых
организмов
генетического
кода,
представляющего собой набор нуклеотидных
триплетов – кодонов. ДНК человека в основной
своей части
чрезвычайно плотно упакована в
ядрах клеток в форме компактных структур –
хромосом.

13.

14.

В норме у человека 46 хромосом
представлены 23-мя парами из которых 22
являются
неполовыми-соматическими
(аутосомы) одна пара – половые
хромосомы (X и Y). Комбинация половых
хромосом
детерминирует
пол
индивидуума ( XY - мужской, XX - женский).

15.

16.

•В
соматических
(аутосомы)
клетках
половина отцовских хромосом и половина
материнских, то есть 22 пары. Внешне эти
22 пары в зависимости от размеров,
внешнего вида, разделяют на 7 различных
подгрупп. Набор хромосом, выявляемый в
клетке с помощью микроскопа, называется
кариотипом, а соответствующий раздел
генетики, находящийся на стыке с
цитологией и изучающийся состав, и
генетические
свойства
хромосом
–
цитогенетикой.

17.

• В составе каждой можно выделить длинное
и
короткое
плечо,
разделяемые
центральной перетяжкой – центромерой.
Хромосомы не идентичны по своим
размерам,
пропорциям,
а
также
внутренней
структуре.
Положение
центромеры
определяет соотношение
длинного и короткого плеча хромосомы и
позволяет подразделять все хромосомы на
три группы:

18.

• 1. Телоцентрическое (центромера
расположена на самом краю хромосомы).
• 2. Акроцентрические (центромера
локализована недалеко от концевого
участка хромосомы).
• 3. Метоцентрические (хромосомы с
центрально расположенной центромерой).

19.

20.

21.

22. Закон Г. Менделя: 1) закон однородности; 2) закон расщепления; 3) закон независимости комбинации.

23.

24.

• Типы мутации при
• наследственных заболеваниях
Любое изменение структуры ДНК,
возникающее
спонтанно
либо
индуцировано
путем
воздействия
физического или химического фактора,
называется мутацией.

25.

• Для выявления генной мутации исследуют ДНК.
Существует прямая диагностика и косвенная. Прямаядостоверная, путём полимеразой цепной реакции, в
течении нескольких часов получают достаточное число
копий изучаемого фрагмента гена. Для исследования ДНК
используют: лейкоциты крови, биоптаты мышц при
мутациях митохондральной ДНК, клеток эпителия полости
рта, кожные фибробласты, у плода из хориона, плаценты,
амниотической жидкости, лимфоциты пуповины , крови.
Характер изменений может быть различным , но чаще
всего выявляются нуклеотидные замены ведущие либо к
нарушению аминокислотного состава белка, либо к
преждевременному обрыву трансляции. Недостаток
белка или блок фермента участвующего в обмене также
приводит к наследственным заболеваниям.

26.

27.

28.

29.

30.

• Таким образом радиация , химические мутагены,
лекарственные и др.накапливаются в человеческих
популяциях. Мутированные- патологические гены
особенно рецессивные увеличивают шансы
наследственных заболеваний у потомков.
• Генные заболевания весьма разнообразны невозможно
на одной лекции их осветить. Сущность их
возникновения указаны выше и связаны с мутацией того
или иного гена , локуса, точки. С развитием
прогрессирующей патологии головного мозга,
подкорковых образований, мозжечка, ствола мозга,
мышечной системы, нервов, спинного мозга, а также
многочисленных соматических заболеваний как АГ,
диабет, атеросклероз, имунодефицитные и т. д.

31.

32.

33. Классификация мутаций  

Классификация мутаций
Мутации
Нейтральные
(полиморфные)
Патологические

34.

Генные
Точковые
Миссенс
Сплайсинговые
Регуляторные
Нонсенс
Делеция
Структурные
Дупликации
Экспансия
Экспансия
Делеция и вставка

35.

• Хромосомные
• Аномалии
числа хромосом
• Анэуплодии
• Поли- и
• моноплодии
Аномалии
структуры хромосом
Делеции
Инверсии
Дупликации
Транслокации

36.

Синдром Шерешевского- Тернера- описан в
1925 г. , а подробно раскрыл картину спустя 13
лет Тёрнер. При данной патологии отсутствует
половой хроматин и имеется 1 хромосома по
кариотипу. Больные низкого роста , щитовидная
плоская грудная клетка, широко расставленные
соски, крыловидные кожные складки на шее,
деформация ушной раковины, деформация
локтей, множество родимых пятен на коже,
лицо «сфинкса» из-за маленького подбородка ,
широкое переносье, гипотелоризм, первичная
аменорея, бесплодие, недоразвитие вторичных
половых признаков.

37.

38.

Синдром Клайнфельтера- страдают мужчины
высокого
роста,
длинные
конечности,
недоразвитие половых органов, бесплодие,
склонность
к
ожирению,
олигофрения,
навязчивые
состояния.
Цитогенетические
выявляют различные варианты и мозаичность
полисемии по Х иY хромосоме: 47ХХY, 48ХХХY,
49ХХХХY, 47ХYY, 48ХYYY, 48ХХYY, 49ХХХYY.

39.

40.

Трисомия (ХХХ) различают:
Синдром Патау Трисомия по 13 паре.
Микроцефалия( 80%) , дефекты черепа,
гемангиомы, изменения глаз (90%) в виде
микроофтальмии,
анофтальмия.
помутнение роговицы (80%), дефекты
ликворной системы и костей таза, глухота,
судороги.
Синдром Эдварса Трисомия 18 пары.
Долицефалия,
выступ
затылка,
деформированы и низко посажены уши,
тонкий
курносый
нос,
микрогнатиякороткие большие пальцы ноги, вывих
бедра,
конская
стопа,
косолапость,
олигофрения, пороки почек и сердца.

41.

42.

Болезнь Дауна Трисомия 21 пары. Плоский
затылок, низкий посажены уши, косые глазные
щели , широкая переносица, плоский профиль,
открытый рот выступает язык – макрогласия,
короткие
широкие
пальцы,
маленький
недоразвитый мозг, пороки сердца, слабоумие,
инфекции. Частота болезни Дауна может зависеть
от возраста родителей, есть форма трисомии
вариант 95% случаев, и 5% - транслокационный из
15 переходит на 21 пару.

43.

44.

45.

46.

47.

Литература:
А.М. Пулатов, А.С. Никифоров «Нервные болезни» 1986г.
Н.Н. Яхно, Д.Р. Штульман «Болезни нервной системы» 2001г.
В.А. Маккьюсик «Наследственные признаки человека» 19746г.
Г. Стент, Р.Кэлиндар «Молекулярная генетика» 1981г.
К. Штерн «Основы генетики человека» 1965г.
С.Н. Иллариошкин, Г.Е. Руденская, И.А. Иванова-Смоленская, Е.Д. Маркова,
С.А. Клюшников «Наследственные атаксии и параплегии» 2006г.
В.С. Драздецкая «медицинская генетика» 2003г.
Н.Н. Яхно, Д.Р. Штульман, И.В.Дамулина «Практическая неврология» 2001г.
Ю.А. Якунин, Э.И. Ямпольская, С.Л. Кипнис, И.М. Сисноева «Болезни
нервной системы» 19749г.
И.А.
Иванова-Смоленская,
Р.А.
Рахмонов,
С.Н.
Иллариошкин
«Эссенциальный тремор» 2007г.
Л.В. Калинина, Е.И. Гусев «Наследственные болезни метаболизма и
факоматозы» 1981г.
Ирена Гаусманова-Петрусович «Мышечные заболевания» 19741г.
Л. Рачев, Йорд.Тодоров, С.Т.Статева «Обмен веществ в детском возрасте»
1967г.