Человек как объект изучения наследственности. Современные методы диагностики наследственных заболеваний человека.

Генетика изучает наследственность и изменчивость в популяции, особенности наследования нормальных и патологических признаков. Влияние ген конституции на возникновение и развитие заболеваний.

Объект – человек. Он представляет собой сложный объект. Связано с особенностями его ген организации и сложным характером экспрессии многих признаков. У человека большие размеры генома – 3*10 в 9 степени пар нуклеотидов в гаплоидном наборе хромосом. Большое количество групп сцепления – 23. Много хромосом – 46. Значительное наследование разнообразие, которое заключается в том, если каждая пара хромосом содержит только по 1 паре аллелей, то число комбинации у гетерозигот составит 88 млн 388 тыс 608 потенциально отличающихся гамет. У человека много полигенных и мультифакториальных признаков, многие обладают не 100% пенетрантностью и сложным характером экспрессии. Затрудняет процесс идентификации и делает невозможным использование традиционных методов генетики. Невозможно экспериментировать, осложняет факт, что у человека большая продолжительность жизни, смена поколений (в 25 лет). Минимальный период жизни – 15 лет. Все позволяет исследованию проследить характер наследования признаков в 2-3 поколениях. Велика фенотипическая изменчивость людей, которая отражает ген разнообразие, так и непрерывно изменяющиеся условия среды. Человек являеться одним из наиболее хорошо изученных биологических объектов на земле. Отсутствие экспериментального скрещивания компенсацией возможностью анализировать браки и выявлять характер наследования интересующих признаков.

Все клетки томнипотентны ( содержат полный, идентичный другим клеткам набор клеток). Можно создавать культуры клеток, клонировать, проводить ген анализ. Создаются ген карты всех хромосом человека. Завершено исследование по программе «Геном человека» с усилиями ученых разных стран. В хромосомах человека локализовано около 32 тысяч генных локусов. В генетике различают поколения наследственности и наследуемости. Свойство организмов обеспечивать структурную и функционированию преемственности между поколениями. Наследование – передача ген информации (тип или способ от 1 организма к другому).

Один из методов изучения – клинико-генеологический метод 1865 г и с успехом усп-я в мед-ген консультациях. Основоположник – Гальтон. Сущность – составление и анализ родословных. Человек, в отношении которой составление родословная – пробанд. При анализе выявляют следущие факты:

 

1. являеться признак наследственным

2. определяет тип наследования с помощью специально разработанных критериев

3. определяет генотип пробанда или его супруга

4. составляют схему брака

5. прогноз в отношении потомства

У человека основные типы моногенного наследования, при котором признак контролируеться 1 геном – локусом)

 

1) Аутосомно-доминантные ( при брахедактимии, с.Марфана, глаукома)

2) Аутосомно-рецессивные ( при альбинизме, фенилкетонурии, энзимопатии, сахарный диабет, б.Гильсона)

3) Промежуточный ( серповидно-клеточная анемия, Х-сцепленный:

— рецессивный ( глазной альбинизм, дальтонизм, гемофилия)

— доминантивный

У-сцепленное наследование, голондрическое – гипертрихоз, волосатые уши.

Успешное применение метода позволило выявить наследственный характер и тип наследования ген болезней и определить тип наследования непатологических признаков наследования. Для диагностики изучения наследственности человека.

Близнецовый метод (с 19 века, Гальтон, используется сейчас). Монозиготные или идентичные близнецы, так как они развиваться из 1 зиготы и имеют идентичный генотип. Сейчас для изучения наследственности человека используют новые современные методы. Основаны на достижениях таких наук, как биохимические, биофизика, физиология, морфология, иммунология.

Сейчас развиваться методы ДНК-диагностики, позволяющие диагностировать различные формы наследственной патологии человека.

1. Биохимический Сейчас метод является основным в диагностике моногенных болезней, обмена веществ. Объект – биологические жидкости: кровь, моча, пот, амниастическая жидкость, слюна, спинномозговая жидкость. Результат: в материале определяют активность ферментов или содержание продуктов метаболизма. В случаях: 2 уровня исследований:

— первичный (Цель: исключить здоровых индивидов из обследования, для него используют 2 вида скриненговых программ:

1) Массовые – применяют для диагностирования фенилкетонурии, гипотериоза, муковисцитоза, галактозимии. Для фенилкетонурии у новорожденных берут кровь на 3-5 день. Каплю крови помещают на хромотографную бумагу и направляют в лабораторию для определения фенилаланина. Для гипотериоза кровь берут на 3 день из пятки и определяют уровень гормона тироксина. Эти программы применяют для выявления болезней, которые распространяют в определенных границах наследования. Пример: в США организована скриненрированная программа гетерозиготных наследование детской амовротической дебилии. В Кипре и Италии программы направлены на гетерозиготных носителей – талассимии.

2) Селективные диагностирование прерывны – проверка биохимических показателей, аномалий обмена у пациентов на генные, наследственные болезни. В программах ипользовались простые качественные реакции. Тест с FeCl3 для выявления фенилкетонурии или тест для выявления кетокислот в моче. С помощью тонкослойной хромотографии мочи и крови можно диагностировать обмен кислот. С помощью электрофореза можно изучать виды гемоглобина и диагностировать группу заболеваний – гемоглобинопатия. Сейчас в России внедрена программа обязательно селективно скрининована на определение наследственных болезней обмена веществ с приведением 15 тестов, анализов мочи и крови: белок, кетокислоты, цистин, креотинин.

На 2 этапе применяют методы тонкослойной хромотографии мочи и крови. Позволяют выявить 140 видов наследственных болезней обмена веществ ( болезни углеводного обмена, патология лизосом, накопления, обмена металлов, аминоацидопатии)

Широкое применение нашел биохимический метод в пренатальной диагностике наследственных болезней и пороков развития. К биохимическим методом относятся определение альфафето протеинов, хорионического гонатотропина. Эти методы просты, так как они основаны сывороткой крови беременной. Установлено, что при дефектов нервальной трубки плода при с.Дауна, аномалиях структурирования хорды и других изменяется уровень альфа-фитопротеинов по сравнению с нормой.

2. Цитогенетический метод – основан на изучении количества и структуры хромосом в норме и при патологии. Показания для метода:

1) Пренатальная диагностика пола, плода в семьях, где наблюдаются болезни Х-сцепленного типа.

2) Недиагностирование и недифференцирование олигофрения.

3) Привычные выкидыши и мертворождение

4) Множественные пороки развития у ребенка

5) Бесплодие

6) Нарушение менструации, первичная аменопорея

7) Пренатальная диагностика в возрасте матери старше 35 лет

 

Этот метод применения в мед практике с 1956г. К этому времени ученые Тио и Леван определили, что у человека 46 хромосом, затем в Денбери была предложена 1 групповая квалифицированная. Принята более современная система цитогенетическая номенклатура хромосом человека: ISCN – В Вашингтоне 1995 г! Согласно ей каждая хромосома имеет порядковый номер: длинное и короткое плечо.

В каждом участке хромосомы темные и светлые полосы, которые пронумерованы последовательно от центромеры к теломере. Темные и светлые полосы – выявленные в результате дифференцировано окрашивания хромосом эухроматические и гетерохросомные участки. Позволяют определять индивидуальный рисунок для каждой хромосомы. Объект является метафазные хромосомы, которые характеризуются в норме определенными размерами и морфологическими признаками. Все методы можно разделить на:

— Прямые – используют хромосомы активно делящихся клеток. Клетки красного костного мозга, хореуна, опухолей. К хореуна получают при брансабдоминальной хореобиографии. Для этого под контролем ультразвука делают прокол.

— Непрямые – гены, культивированные на испускаемых питательных средах. Лимфоциты переферической крови, фибробласты крови. С помощью них проводят кареотипирование (определение количества и качества хромосом, определяют пол организма, проводят диагностику геномных мутаций и операций). Можно поставить диагноз с.Дауна, Патау, Эдвардса.

Для изучения половых хромосом используют специфическую окраску Акрехин иприт, позволяет выявить У-хромосому. Окончательный диагноз можно поставить по анализу кариотипа.

Метод определения полового хроматина в соматических клеток, определение телец Бара, обнаружение изменяющихся при цитогенетических исследований числа и структуры хромосом дают возможность правильно поставить диагноз, выявить хромосомные болезни у плода и предотвратить рождение детей с тяжелыми хромосомными аномалиями.

Молекулярно-генетические методы: ДНК – диагностики. Позволяют осуществить точную и доклиническую диагностику заболеваний. Их используют для пренатальной диагностики наследственных болезней. Использовать на ранних этапах развития эмбриона и плода, независимо от биохимических или клинических проявлений болезней. Часто являются решающим в вопросе у судьбы беременности. Например: при кордоцентензии берут кровь из пуповинной вены плода и определяют особенности в структуре ДНК-клеток. У каждого человека структура ДНК одинакова. Для исследования выделяют ДНК из ядер лейкоцитов переферических клеток или из клеток ворсин.

В конце 20 века в генетике возникло направление по определению спец нуклеотидных последовательностей ДНК и РНК генное зондирование или гибридизационный анализ. Регистрируется до 30 пар нуклеотидов в длинной осущ с помощью синтезируемых и снабженных радиоактивной меткой участков ДНК, названных зондами. Такие зонды гибридизируются с изученными образцами ДНК, если известна первичная структура нормального и мутантного аллеля, то для обнаружений вводят зонд, который спец-и изменяющихся с нормальным или мутантным геном. Патология потом выявляется с помощью зонда. Этот метод применяется для диагностики болезней.

Молекулярно-диагностические методы для диагностики 300 болезней: диагностика гемофилии, гемоглабинопатии, митохондриальных болезней, муковисцидоза, галактозимии.

ДНК технологии используются при расшифровке генома человека, определение отцовства и степени родства, анализа клеток красного мозга донора, рецепиента при трансплантации органов. Весь спектр использования для диагностирования и профилактики наследственных патологий в мед-генетических консультациях. Главная цель – предупреждение рождения детей с тяжелыми и плохо подающими лечению заболеваниями, которые приводят к физическим слабостям.

Задачи мед генетике:

1) Ретро и проспективное консультирование семей и больных с наследственной патологии

2) Пренатальная диагностика врожденных и наследственных заболеваниях с помощью методов

3) Помощь врачам различных специальностей в постановке диагноза заболеваний

4) Разьяснение пациентам и семье в форме рисков рождения больного потомства и оказание консультац помощи в принятии решений

5) Привидение территориально регистра семей и больных с врожденной и наследственной патологии

6) Пропаганда мед ген знаний среди населения.

 

0

Оставьте ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *