Особенности человека как объекта генетических исследований.
Лекция 11. Наследственная изменчивость человека. Методы изучения наследственности человека.
План лекции.
1. Наследственная изменчивость человека. Наследственные болезни человека, их причины и профилактика.
2. Особенности человека как объекта генетических исследований.
3. Методы изучения генетики человека (генеалогический, цитогенетический, биохимический, близнецовый, популяционно-статистический).
4. Наследственные болезни человека. Влияние алкоголизма, наркомании, курения на наследственность.
Наследственная изменчивость человека. Наследственные болезни человека, их причины и профилактика.
Наследственное многообразие человека - результат длительной эволюции живой материи. У человека как социального существа естественный отбор со временем принимал все более специфические формы, что расширяло наследственное разнообразие популяций. Большинство мутаций увеличивают полиморфизм человеческих популяций (группа крови, цвет волос, рост, разрез глаз и др.), но иногда мутации затрагивают жизненно важные функции, а это приводит к болезни.
Сохранялось то, что могло «отметаться» у животных, или, наоборот, терялось то, что животным нужно. Например, более полноценное обеспечение пищей и возможность удовлетворять потребность в витамине С привели к тому, что человек в процессе эволюции утерял ген L-гулонолактоноксидазы, катализирующей у животных синтез аскорбиновой кислоты.
|
|
|
Таким образом, наследственная патология - это часть наследственной изменчивости, накопившейся за время эволюции человека.
Мутационная изменчивость - основной источник многообразия наследственных признаков и их непрекращающейся эволюции. Вероятность сбоя в точности репликации молекулы ДНК 1:10-5-1:10-7. Однако, принимая во внимание исключительно большое число нуклеотидов в геноме, по мнению разных авторов, каждый индивид наследует 2-3 новые вредные мутации, которые могут давать летальный эффект или подхватываться отбором, увеличивая генетическое разнообразие человеческих популяций.
Некоторые мутации приводят к функциональным отклонениям, которые в определенных условиях жизни организма могут оказаться полезными, поэтому сохранятся, а иногда и умножатся в последующих поколениях. Примером этого служит ген серповидно-клеточной анемии, который широко распространился в популяциях, проживающих в эндемичных по малярии районах, вследствие большой устойчивости гетерозиготных носителей аномального гена (мутантного аллеля) к малярийному плазмодию.
Различные признаки организма по-разному устойчивы к мутационным изменениям, что связано, по-видимому, со значением признака и с его эволюционным «возрастом». Такие признаки, как гистоновые белки, входящие в состав хромосом, или сократительные белки актин и тубулин, или ферментные белки репликации и транскрипции весьма консервативны и одинаковы не только у разных представителей человечества, но и у биологических видов значительной филогенетической отдаленности. По-видимому, мутации в соответствующих генах летальны. Большинство белков организма, особенно ферментных, существует в нескольких изоформах и подвержено таким мутационным изменениям, которые ведут к патологии.
|
|
|
Наиболее интенсивно летальные эффекты в человеческих популяциях выражены на уровне зигот. Примерно 60% зигот погибают до имплантации, т.е. до клинической регистрации беременности. Исходы всех клинически зарегистрированных беременностей: спонтанные аборты - 15%, мертворождения - 1%, живорождения - 84%. Из 1000 живорожденных не менее 5 умирают в возрасте до 1 года по причине наследственной патологии, несовместимой с жизнью. Таков объем летального груза мутационной изменчивости в популяциях человека с медицинской точки зрения.
Роль наследственности и среды в развитии патологии
|
|
|
Любые проявления жизнедеятельности организма являются результатом взаимодействия наследственных и средовых факторов. Если внутренние факторы наследственно изменены, то возникает патологический процесс.
Наследственными болезнями называют болезни, вызванные мутациями. Проявление патологического действия мутации как этиологического фактора практически не зависит от среды. Среда может только менять выраженность симптомов болезни и тяжесть ее течения (болезнь Дауна, нейрофиброматоз, гемофилия, фенилкетонурия, муковисцидоз, ахондроплазия и др.).
Болезни с наследственной предрасположенностью развиваются у лиц с определенной генетической характеристикой под влиянием факторов окружающей среды (мультифакториальными): некоторые формы подагры, диабета, фармако- и экогенетические болезни. Этиологическими факторами могут быть средовые влияния, но частота возникновения и тяжесть течения болезней существенно зависят от наследственной предрасположенности (как в индивидуальном, так и в групповом варианте). К таким болезням относятся атеросклероз, гипертоническая болезнь, туберкулез, экзема, псориаз, язвенная болезнь и др. Они возникают под действием внешних факторов (иногда не одного, а сочетания многих) гораздо чаще у лиц с наследственной предрасположенностью.
|
|
|
Ненаследственные болезни - определяющую роль играет среда. Сюда относится большинство травм, инфекционных болезней, ожогов и т.д. Генетические факторы могут влиять только на течение патологических процессов (выздоровление, восстановительные процессы, компенсация нарушенных функций).
ПРОФИЛАКТИКА – это комплекс мероприятий, направленных на предупреждение возникновения и развития наследственных и врожденных болезней.
ПЕРВИЧНАЯ ПРОФИЛАКТИКА наследственных болезней – это комплекс мероприятий, направленных на предупреждение зачатия больного ребенка. Реализуется это планированием деторождения и улучшением среды обитания человека.
ПЛАНИРОВАНИЕ ДЕТОРОЖДЕНИЯ включает три основные позиции:
1. Оптимальный репродуктивный возраст, который для женщин находится в пределах 21 – 35 лет;
2. Отказ от деторождения в случаях высокого риска наследственной и врожденной патологии;
3. Отказ от деторождения в браках с кровными родственниками и между двумя гетерозиготными носителями патологического гена.
УЛУЧШЕНИЕ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА направлено главным образом на предупреждение вновь возникающих мутаций. Осуществляется это жестким контролем содержания мутагенов и тератогенов в среде обитания человека.
ВТОРИЧНАЯ ПРОФИЛАКТИКА осуществляется за счет прерывания беременности в случае высокой вероятности заболевания у плода или установлению диагноза пренатально.
ТРЕТИЧНАЯ ПРОФИЛАКТИКА направлена на предотвращение развития заболевания у родившегося ребенка или его тяжелых проявлений. Эту форму профилактики можно назвать нормокопированием, т.е. развитие здорового ребенка с патологическим генотипом. Предотвращение развития наследственного заболевания включает в себя комплекс лечебных мероприятий, которые можно осуществлять внутриутробно или после рождения (например, фенилкетонурия, гипотиреоз, целиакея).
Особенности человека как объекта генетических исследований.
Человек, как объект генетических исследований, имеет специфику, которая создает значительные трудности (недостатки) в изучении его наследственности и изменчивости:
· невозможно использовать основной метод в генетике – гибридологический, невозможно скрещивать в искусственных условиях, т.е. проведения прямых экспериментов;
· сложный кариотип - большое число хромосом в кариотипе: 2п - 46,
· большое число групп сцепления – у женщин – 23, у мужчин – 24. Аутосомных – 22 и две по половым хромосомам: по Х и У хромосомам;
· немногочисленное потомство – невозможно проводить статистический анализ. Человек - одноплодная особь (за одну беременность, как правило, рождается один ребенок), исключение - рождение близнецов, малое количество детей в браке;
· невозможность формировать необходимую схему брака, так как люди свободно вступают в брак (в основе браков лежат любые мотивы, кроме научно-исследовательских целей);
· позднее половое созревание- продолжительность цикла развития до наступления половой зрелости;
· редкая смена поколений – одно поколение у человека 25 лет;
· продолжительность жизни соизмерима с жизнью исследователя, одновременно можно наблюдать и проанализировать 3 – 4 поколения;
· невозможность создания одинаковых условий, среда для человека более широкое понятие, чем для животных и растений. Наряду с питанием, климатом и др. абиотическими и биотическими факторами, средой для человека являются и социальные факторы, трудно изменяемые по желанию исследователя;
· характерен большой генотипический и фенотипический полиморфизм(наличие в пределах одного вида резко различаться особей друг от друга).
К достоинствам (преимущества) человека, как объекта генетических исследований можно отнести:
· исчерпывающие знания по анатомии и физиологии человека,
· большое число изученных мутаций, пополняемых и в настоящее время,
· многочисленность человеческой популяции в целом, позволяют всегда выбрать нужную схему брака.
Пути компенсации «недостатков человека» как объекта генетических исследований можно отнести:
· возможность выбора из популяции брачных пар, которые соответствуют целям генетического исследования
· в больших популяциях можно выбрать достаточное количество семей с данным признаком для проведения статистического анализа.
· возможность подбора и регистрации в течение длительного времени семей с интересующими исследователя признаками. В некоторых семьях определённые признаки прослеживаются на протяжении многих поколений
· высокая степень изученности фенотипа человека методами анатомии, физиологии, иммунологии, биохимии в клинике врачами всех специальностей
· разработка новейших методов работы с ДНК, методов гибридизации соматических клеток человека и животных, что позволяет эффективно осуществлять картирование человеческих хромосом, т.е. определять расположение генов в хромосомах.
Дата добавления: 2021-04-15; просмотров: 181; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!