РОЛЬ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ В ПАТОЛОГИИ
Генотип – совокупность всех генов организма. Фенотип – все признаки организма: как внешние, так и внутренние; как морфологические, так и функциональные. Фенотип формируется при сложном взаимодействии генотипа со средой.
Врожденными называются заболевания, развивающиеся в пренатальном онтогенезе и при рождении. Они могут быть как наследственными (гемолитическая анемия Минковского-Шоффара), так и приобретенными (инфекционные болезни). Наследственные заболевания могут проявляться и в более поздние периоды онтогенеза: средний возраст начала хореи Гентингтона равен 38-40 годам. С генетической точки зрения все болезни в зависимости от относительной роли наследственных и средовых факторов в их развитии можно подразделить на 4 группы.
1. Хромосомные и генные наследственные болезни с полным проявлением. Этиологический фактор – мутации. Среда может менять только выраженность симптомов болезни и тяжесть ее течения. Например, болезнь Дауна, гемофилия, фенилкетонурия и т.д.
2. Болезни с наследственной предрасположенностью. Наследственность является этиологическим фактором, но для пенетрантности мутантных генов необходим соответствующий фактор среды. Например, некоторые формы диабета, подагры, фармако- и экогенетические болезни.
3. Этиологические факторы – средовые влияния, однако частота возникновения и тяжесть течения болезней существенно зависят от наследственной предрасположенности. Например, атеросклероз, гипертоническая болезнь, туберкулез, экзема и др.
|
|
|
4. В этиологии роли наследственности не выявлено, однако генетические факторы могут влиять на течение и исход патологических процессов. Например, ожоги, травмы, инфекционные болезни и т.д.
Основная почва для наследственной патологии – генные, хромосомные и геномные мутации (изменения, соответственно, генов, структуры или числа хромосом).
Химически гены представлены молекулами ДНК. ДНК в ассоциации, преимущественно, с гистоновыми белками и образует вещество, которое называется хроматином. Хроматин располагается в кариоплазме ядра клеток.
Все клетки организма подразделяются на две группы: соматические и половые. Соматические клетки несут двойную дозу генов (диплоидные клетки), а половые или генеративные – одинарную (гаплоидные клетки). Диплоидные клетки содержат по 46 молекул ДНК, а гаплоидные – по 23 молекулы.
По наследству передаются лишь мутации, произошедшие в половых клетках. Мутации в соматических клетках могут лежать в основе патологии для каждого конкретного больного без передачи потомству.
Жизненный цикл клетки можно подразделить на два значимых периода – интерфазу и митоз. В интерфазе генетический материал (комплекс ДНК-белок) представлен свободно расположенными в кариоплазме нитями деспирализованных хромонем. В таком виде хроматин называется эухроматином. В этом состоянии генетический материал доступен для транскрибирования. Однако часть хромонем или их участков сконденсированы и, как следствие, более интенсивно прокрашиваются при приготовлении микроскопических препаратов. Такой хроматин называют гетерохроматином, а генетический аппарат здесь чаще всего находится в репрессированном состоянии.
|
|
|
Во время митоза дочерним клеткам предстоит получить свои порции генетического материала, поэтому хромонемы спирализуются (конденсируются), превращаясь в хромосомы. Таким образом, во время митоза в соматических клетках можно наблюдать все 46 хромосом. 46 хромосом – это 23 пары гомологичных хромосом. Они подразделяются на аутосомы (22 пары) и гоносомы (одна пара половых хромосом). Женские и мужские соматические клетки имеют сходные наборы аутосом, но разные пары половых хромосом: у женщин – 44 аутосомы и ХХ гоносомы, а у мужчин – 44 аутосомы и ХY гоносомы. Соответственно при гаметогенезе с участием мейоза в женском организме созревает один тип половых клеток (22 аутосомы и Х-хромосома), а в мужском – два типа (22 аутосомы и или Х- или Y-хромосома). В зависимости от того, какой тип сперматозоида (Х или Y) оплодотворит яйцеклетку, закладывается хромосомный пол будущего ребенка.
|
|
|
У млекопитающих и человека в эмбриогенезе (примерно к 10-19 дню) в соматических клетках женского организма завершается инактивация одной из Х-хромосом. В разных клетках случайным образом инактивируются разные Х-хромосомы, поэтому пул соматических клеток женского организма представляет собой мозаику из активных то ли отцовских, то ли материнских Х-хромосом. Неактивная Х-хромосома представляет собой гетерохроматин, который получил название полового хроматина (тельце Барра). Располагается он преимущественно около внутренней поверхности ядерной мембраны. Также обнаружено, что в полиморфноядерных лейкоцитах женщин может встречаться «гомолог» полового хроматина – барабанная палочка (тельце, соединенное с сегментом ядра тонкой нитью).
Следовательно, существует возможность микроскопической диагностики хромосомного пола. Если в соматических клетках мужчин определяется половой хроматин, то это свидетельствует об увеличенном количестве Х-хромосом, т.е. набор половых хромосом может представлять собой следующие комбинации: ХХY, ХХХY и т.д. в зависимости от количества телец Барра на одну клетку.
|
|
|
Кроме того, следует учитывать, что половой хроматин выявляется только на стадии интерфазы. Увеличение доли клеток с половым хроматином свидетельствует о низком митотическом индексе, что в случае с тестированием активности опухолевых тканей позволяет делать более благоприятный прогноз.
Среди инструментов, позволяющих изучать наследственность человека и соответственно патологию, обусловленную наследственностью, обычно выделяют 7 методов:
1. Генеалогический метод. Составление родословной и последующий ее генетический анализ, опирающийся на законы Менделя. Позволяет выявить тип наследования: аутосомно-доминантное или аутосомно-рецессивное; наследование, сцепленное с полом доминантное или рецессивное.
2. Близнецовый метод. На базе сходных генотипов проводится анализ вклада средовых факторов в формировании фенотипа.
3. Популяционно-статистический метод. Проводится статистический анализ популяции и на базе закона Харди-Вайнберга производится оценка частот встречаемости генов, включая анализ частот наследственных болезней.
4. Цитогенетический метод. Основа – микроскопическое изучение структуры и числа хромосом человека с применением, в том числе, дифференциальной окраски.
5. Метод генетики соматических клеток. Используют культуры клеток кожи, крови, костного мозга, ткани эмбрионов. При этом изучают метаболические процессы в клетке, выявляют локализацию генов в хромосомах, исследуют генные мутации, а также тестируют мутагенную и канцерогенную активность химических веществ.
6. Биохимический метод. По биохимическим показателям, часто являющимися первичными продуктами или результатами экспрессии генов, судят о наследственных патологиях порой более полно, чем по клиническим показателям.
7. Молекулярно-генетические методы (основной на современном этапе развития науки). Выявление закономерностей самых разнообразных изменений в нуклеотидных последовательностях ДНК.
Цель занятия:
1. Определение полового хроматина в соматических клетках женского организма:
- буккальный эпителий;
- нейтрофильные гранулоциты периферической крови.
2. Решение генетических задач.
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 138; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!