Цитогенетика и ее роль в медико-биологических исследованиях

1. Цитогенетика и ее роль в медико-биологических исследованиях

Тема №9

2. Регламент

№ п/п
Время
(мин)
Этап практического занятия
1.
1.1
1.2
2.
2.1
Организационная часть.
Приветствие.
Регистрация присутствующих в журнале.
Введение.
Озвучивание темы и ее актуальность, цели и плана практического занятия.
5
1
4
15
5
2.2
Ответы на вопросы студентов, возникшие при подготовке к занятию.
5
2.3
Выдача методических указаний, инструкций, необходимых для проведения занятия.
5
3.
3.1
Разбор теоретического материала
Обсуждение основных положений темы, необходимых для выполнения практической
работы
30
25
3.2
Вводный инструктаж по технике безопасности
Перерыв
Практическая часть
Самостоятельная практическая работа студентов.
Индивидуальное и групповое консультирование при выполнении заданий.
5
15
85
45
20
4.
4.1
4.2.
4.3.
5.
Контроль успешности выполнения практических заданий с выставлением оценки в 15
журнал.
Заключительная часть: задание на следующее занятие.
5

3. Актуальность

В современном мире проблемы хромосомной патологии
приобретают особое значение в связи с постоянно
ухудшающейся экологической обстановкой, увеличивающей
частоту встречаемости мутаций, а также с развитием
программ вспомогательной репродукции, что приводит к
возрастанию риска появления ребенка с хромосомопатиями.
Хромосомные синдромы являются тяжелой
инвалидизирующей патологией, причем из них около 50 %
имеют в основе аномалии половых хромосом.
Знания и умения, полученные на практическом занятии, будут
включены и контролироваться на уровне промежуточной
аттестации.

4. Классификация болезней человека в зависимости от уровня повреждения наследственного материала

В зависимости от уровня организации наследственного
материала различают:
1.
Генные или так называемые точковые мутации,
2.
Хромосомные мутации или аберрации (перестройки),
3.
Геномные мутации (количественные изменения).
В зависимости от клеток, в которых произошла мутация:
1.
Генеративные (в гаметах)
2.
Соматические.
В строгом смысле слова наследственные болезни
подразделяются на две большие группы: генные и
хромосомные. Генные болезни вызываются генными
мутациями. Хромосомные болезни определяются
хромосомными и геномными мутациями.

5. Генные мутации

Генные или точковые мутации– это нескорректированные
изменения химической структуры генов, воспроизводимые в
последовательных циклах репликации и проявляющиеся у
потомства в виде новых вариантов признаков.
Типы генных мутаций:
1. По типу замены одних азотистых оснований другими;
2. Мутации со сдвигом рамки считывания – выпадение или
вставка в нуклеотидную последовательность ДНК одной
или нескольких пар комплементарных нуклеотидов;
3. Мутации по типу инверсии нуклеотидных
последовательностей в гене – поворот участка ДНК на 180º.

6. Хромосомные мутации

или аберрации – это изменение
структуры хромосом, в первую очередь нарушение их
целостности – разрывы, которые сопровождаются различными
перестройками.
Разрывы хромосом происходят в ходе кроссинговера, когда они
сопровождаются обменом соответствующими участками между
гомологами.
Нарушение кроссинговера, при котором хромосомы
обмениваются неравноценным генетическим материалом,
приводит к появлению новых групп сцепления, где отдельные
участки выпадают —делеции — или удваиваются —
дупликации.
При таких перестройках
изменяется число генов в
группе сцепления!

7. Хромосомные мутации

Нарушение целостности хромосомы может
сопровождаться поворотом ее участка, находящегося
между двумя разрывами, на 180° —инверсия.
Фрагмент хромосомы, отделившийся от нее при разрыве,
может быть утрачен клеткой при очередном митозе, если
он не имеет центромеры. Чаще такой фрагмент
прикрепляется к одной из хромосом — транслокация.
Таким образом, инверсии и
транслокации
характеризуются
изменением локализации
генов!

8. Геномные мутации

- это мутации, которые приводят к
добавлению либо утрате одной, нескольких или полного
гаплоидного набора хромосом . Геномные мутации
связаны с изменением числа хромосом.
Типы геномных мутаций:
Анеуплоидия – это некратное изменение числа хромосом;
Полиплоидия - это кратного изменения числа хромосом.

9. Формы анеуплоидии

Выделяют следующие формы анеуплоидии:
Моносомия — наличие в генотипе всего одной из пары
гомологичных хромосом;
Трисомия - наличие дополнительной хромосомы в паре;
Нулесомия – отсутствие пары хромосом (по первым 10
парам - смертельны)

10. Моносомия по Х-хромосоме Синдром Шерешевского-Тернера

• При рождении - избыток кожи на
• Мошонкообразный вид больших
шее, «лицо сфинкса», лимфостаз;
половых губ, высокая
• В раннем возрасте у части больных
промежность, недоразвитие малых
отмечают задержку психического и
половых губ, девственной плевы и
речевого развития;
клитора, воронкообразный вход
• Характерными признаками
во влагалище;
являются: низкорослость (135—
• Молочные железы у большинства
145 см);
больных не развиты, соски низко
• Часто избыточная масса тела;
расположены;
• Вторичное оволосение появляется
спонтанно и бывает скудным;
• Интеллект практически сохранен,
однако частота олигофрении все же
Кариотип 45, Х0
выше.

11. Синдром Шерешевского-Тернера

12. Синдром Кошачьего Крика

Синдром кошачьего крика объясняется частичной моносомией; он
развивается при делеции короткого плеча пятой хромосомы.
При этом синдроме наблюдается:
Общее отставание в развитии,
Низкая масса при рождении и
мышечная гипотония,
Лунообразное лицо с широко
расставленными глазами,
Плач ребенка
напоминает кошачье мяуканье,
причиной которого является
изменение или
недоразвитие гортани,
Кроме того, встречаются
врожденные пороки сердца,
костно-мышечной системы и
внутренних органов,
Микроцефалия,
Птоз,
Низкое расположение и
деформация ушных раковин,
кожные складки впереди уха,
Гипертелоризм.
Кариотип
46 XX или ХУ, 5р-

13. Синдром Кошачьего Крика

14. Трисомии

Известные трисомии аутосом :
1. по 13-й хромосоме - синдром Патау
2. по 18-й хромосоме - синдром Эдвардса;
3. по 21-й хромосоме - синдром Дауна;
Трисомия по половым хромосомам:
1. 47,XXY (48, XXYY, 48, XXXY) - синдром Клайнфелтера;
Синдромы три – и полисомии по X хромосоме:
47,ХХX; 48,ХХХХ; 49,ХХХХХ (редко);
Синдром дисомии по Y-хромосоме (47,ХYY).

15. Синдром Дауна

Обычно синдрому Дауна
сопутствуют следующие внешние
признаки:
«Плоское лицо»,
Брахицефалия,
Эпикантус,
Гиперподвижность суставов,
Мышечная гипотония,
Плоский затылок,
Короткие конечности,
Открытый рот (в связи с низким
тонусом мышц и особым
строением нёба),
Зубные аномалии,
Плоская переносица,
Бороздчатый язык,
Поперечная ладонная складка,
Короткая широкая шея,
Возможны врождённые пороки
сердца,
Короткий нос,
Страбизм (косоглазие),
Деформация грудной клетки килевидная или
воронкообразная
Пигментные пятна по краю
радужки (пятна Брушфильда).
Кариотип
47, ХХ, +21 или 47, ХY, +21

16. Синдром Дауна

17. Синдром Эдвардса

Для синдрома характерны:
Аномалии мозгового и лицевого отделов черепа,
Нижняя челюсть и ротовое отверстие маленькие,
Глазные щели узкие и короткие,
Ушные
раковины деформированы и расположены низко, мочка
и козелок отсутствуют, наружный слуховой проход сужен, иногда
отсутствует,
Грудина короткая, из-за чего грудная клетка шире и короче нормальной,
В 80 % случаев наблюдается аномальное развитие стопы: пятка резко
выступает, свод провисает (стопа-качалка), большой палец утолщен и
укорочен,
Из дефектов внутренних органов наиболее часто отмечаются пороки и
крупных сосудов
У всех больных наблюдаются гипоплазия мозжечка и мозолистого тела,
выраженная умственная отсталость, снижение мышечного тонуса,
переходящее в повышение со спастикой.
Кариотип
47, XX, + 18 или 47, XY, + 18

18. Синдром Эдвардса

19. Синдром Патау

Характерным осложнением
беременности при вынашивании
плода с синдромом Патау является
многоводие (в 50% случаев),
Дети с синдромом Патау рождаются
с малой массой тела,
У них выявляются
умеренная микроцефалия,
нарушение развития различных
отделов ЦНС,
Низкий скошенный лоб,
Суженные глазные щели,
микрофтальмия,
помутнение роговицы,
Запавшая переносица, широкое
основание носа,
Деформированные ушные раковины,
Часто сочетается с расщелиной неба,
Полидактилия, флексорное
положение кистей,
Короткая шея,
У 80 % новорожденных
встречаются пороки развития
сердца и других внутренних
органов,
В связи с тяжелыми
врожденными пороками развития
большинство детей с синдромом
Патау умирают в первые недели
или месяцы (95 % — до 1 года),
однако некоторые больные живут
в течение нескольких лет.
Кариотип
47, XX, +13 или 47, XY, +13

20. Синдром Патау

21. Синдром Клайнфельтера

обычно клинически проявляется лишь после
полового созревания и поэтому диагностируется относительно поздно.
До начала полового развития удается отметить только отдельные
физические признаки, такие как длинные ноги, высокая талия, высокий
рост.
К началу полового созревания формируются характерные пропорции тела:
больные часто оказываются выше сверстников, ноги заметно длиннее
туловища.
В подростковом возрасте синдром чаще всего проявляется увеличением
грудных желез. Гинекомастия двусторонняя и, как правило, безболезненная.
Характерны бесплодие и нарушение половой функции.
Практически у всех пациентов наблюдается
андрогенный дефицит. Из-за этого часто развиваются
Кариотип
остеопороз и мышечная слабость.
47, ХХY
У некоторых, но не у всех пациентов с синдромом
48, XXYY
наблюдется снижен интеллект и ограничены
48, XXXY
вербальные и познавательные способности.

22. Синдром Клайнфельтера

23. Задания для подготовки к теме №9

Оформить протокол практического занятия:
1. Зарисовать половой хроматин в неделящихся клетках
(Тельце Барра)

24.

XX
X0
XXX
XXY
XY
XXXY
«Барабанная палочка» обнаруживается примерно в 5%
полиморфоядерных лейкоцитах женщин и
соответствует их половой хромосоме.
Половой хроматин в
неделящихся клетках

25. Вопросы для самоподготовки к теме №10

1.
2.
3.
4.
Особенности наследственности человека;
Типы и варианты наследования признаков.
Этапы проведения клинико-генеалогического метода.
Правила составления родословной.

26. Литература

Основная литература по дисциплине:
1. Биология. Кн. 1: Учеб. Для медиц. спец. вузов
/В.Н.Ярыгин, В.И.Васильева, И.Н.Волков,
В.В.Синельщикова; Под ред. В.Н.Ярыгина. – 8-е изд. – М..:
Высш. шк., 2007. – С. 128 – 133, 145 – 147, 153 – 155, 177 –
190, 242 – 245, 268 - 270.