ЭМПИРИЧЕСКИЙ РИСК ПРИ ХРОМОСОМНЫХ БОЛЕЗНЯХ ТРИСОМИИ ПО 13, 18, 21 (СУММАРНЫЙ ПОПУЛЯЦИОННЫЙ РИСК В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВОЗРАСТА МАТЕРИ) (С. И.КОЗЛОВАИДР.,1987)
Возраст матери | Процент риска |
До 19 лет | 0,08 |
20-24 года | 0,06 |
25-29 лет | 0,1 |
30-34 года | 0,2 |
35-39 лет | 0,54 |
40-44 года | 1,6 |
45 лет и старше | 4,2 |
Возраст отца не влияет на возникновение трисомий |
При обнаружении мозаицизма у кого-либо и., родителей пробанда риск для сибсов определяется по формуле:
где
X - доля аномального клеточного клона; К - коэффициент элиминации несбалансированных зигот в эмбриогенезе.
Например, при синдроме Дауна К = 0,5.
НАИБОЛЕЕ ЧАСТЫЕ ВНЕШНИЕ ПРИЗНАКИ СИНДРОМА ДАУНА (ЛАЗЮК, 1991)
Пораженная система | Относительная частота пороков | |
абс. число | % | |
Мозговой череп и лицо | 441/449 | 98,3 |
Брахицефалия | 364 | 81,1 |
Монголоидный разрез | 358 | 79,8 |
Эпикант | 231 | 51,4 |
Плоская спинка носа | 296 | 65,9 |
Узкое небо | 264 | 58,8 |
Деформированые ушные раковины | 194 | 43,2 |
Костно-мышечная система | 360/449 | 80,0 |
Короткие и широкие кисти | 88 | 64,4 |
Клинодактилия мизинца | 253 | 56,3 |
Деформация грудной клетки (“куриная” или “воронкообразная”) | 121 | 26,9 |
Глаза | 313/434 | 72,1 |
Пятна Брущфильда | 297 | 68,4 |
Помутнение хрусталика | 169 | 32,2 |
Случаи единичной патологии, когда анализ родословной не дает указаний на семейный характер болезни. Возможными причинами таких потологий могут быть:
· генные или хромосомные мутации, возникшие в одной из гамет родителей или на ранних стадиях развития плода;
· выщепление редкого рецессивного гена вследствие гетерозиготности обоих родителей;
· сбалансированная транслокация в генотипе одного из родителей;
· инфекционные болезни у женщины в период беременности (см-раздел 6.4).
Третий этап - официальное заключение с рекомендациями, в т. ч. о степени риска по потомству. Генетический риск оценивают двумя путями: теоретические расчеты, основанные на законах генетики, и на основании эмпирических данных.
Степень риска выражается в процентах. В настоящее время считается, что если этот процент составляет 0-10% - это низкий рост, от 11-20% - средний и более 21% - высокий.
Четвертый этап - совет врача генетика (1978) рекомендует проводить заключительный этап через 3-6 месяцев после установления диагноза. Заключение врача генетика должно быть объективным, так как необоснованный благоприятный совет может обернуться тяжелой психологической травмой после рождения больного ребенка.
Генетическая консультация
Поводы для обращения в генетическую консультацию могут быть весьма различными. Обращаться в генетическую консультацию могут, например, родители, если они опасаются рождения у них ребенка с генетически обусловленной болезнью.
Генетические исследования позволяют предсказать вероятность такого рода заболеваний, если, например:
- у родителей имеется генетическое заболевание в роду;
- семейная пара уже имеет больного ребенка;
- в семейной паре жена неоднократно имела выкидыши;
- пожилая пара;
- имеются родственники, больные генетическими заболеваниями.
Предпосылкой для эффективности консультации является, по возможности, детальный анализ семейных родословных в отношении наследственных болезней.
Тест на гетерозиготность. ест на гетерозиготность позволяет делать выводы относительно генетически обусловленных дефектов обмена веществ, которые проявляются у родителей в стертой форме, так как гетерозиготные носители признака синтезируют регуляторные вещества в небольших количествах.
Пренатальный диагноз. При пренатальном (дородовом) диагнозе отирается несколько миллилитров околоплодной жидкости из плодного пуыря. Содержащиеся в околоплодной жидкости клетки плода позволяют делат заключение как о нарушениях обмена, так и о хромосомных и генных мутациях.
Генная терапия
Развивающийся метод, который может быть использован для исцеления человека с генетически обусловленным заболеванием, или, по крайней мере, для уменьшения тяжести заболевания.
С помощью этого метода дефектные гены могут быть заменены “здоровыми” и болезнь может быть прекращена в результате устранения причины (дефектного гена). Однако направленное вмешательство в генетическую информацию человека несет опасность злоупотреблений путем манипуляций с зародышевыми клетками, и поэтому активно оспаривается многими.
НАСЛЕДОВАНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ
Популяционная генетика
Исследует закономерности наследования в популяциях (частоту и распределение генов) и генетические аспекты эволюции, проявляющиеся в популяциях (действие эволюционных факторов).
Закон Харди-Вайнсберга
Согласно закону Харди-Вайнберга частоты аллелей в одной популяции находятся в стабильном равновесии между собой:
Если в одной популяции определенный ген встречается в двух аллелях (аллель А и аллель а), то р действительно для частоты аллеля А и q для частоты аллеля а, а также р+q = 1.Хардии Вайнберг исследовали частоту встречаемости генов в идеальной популяции.
В ней действуют следующие предпосылки:
- популяция достаточно велика, и случайные колебания не играют роли;
- носители различных генотипов одинаково приспособлены к окружающей среде и поэтому селекция не имеет места;
- не возникает мутаций;
- какие особи не должны покидать популяцию или присоединяться к ней.
Схема выведения закона Хардин-Вайнберга | |||
Спермии | А 80% | а 20% | Генотип А |
Яйцеклетки | р=0,8 | q=02 | частота р |
А 80% р=0,8 | АА р2 =0,64 (=64%) | Аа рq=0,16 (=16%) | Генотип а частота q |
а 20% q=0,2 | Аа рq=0,16 (=16%) | аа q2 =0,04 (=4%) |
Генофонд
Совокупность всех встречающихся в одной популяции генов. Каждый вид имеет свой генофонд, при комбинировании генов которого может развиваться множество разнообразных особей. В реальной популяции различные генотипы имеют различные шансы для воспроизведения. Происходит отбор определенных аллелей внутри популяции. Рецессивные аллели не отражаются на проявлении признаков у одной особи. Они, однако, скрытно сохраняются в генофонде и могут проявиться при возникновении благоприятных изенений в окружающей среде. Из-за разрушения жизненных пространств и, соответственно, истребления особей исчезают отдельные виды, в результае чего исчезает генетическая информация.
Выращивание элитного материала привело к вытеснению ряда исходных сортов наших культурных растений. Однако эти исходные, близкие к диким тиам формы и сами дикие формы обладают свойствами, важными для создания высококачественного материала. Это - устойчивость по отношению к болезням и климатическим изменениям. Генофонд этих растений долженбыть сохранен обеспечением охраны видов. Для многих полезных растений в целях их сохранения были созданы так называемые банки генов.
Банки генов
Необходимы для обеспечения генетического многообразия полезных растений путем сохранения исходных диких типов или близких к диким видам форм. Генетический материал хранится при низких температурах и незначительной влажности.
ЕВГЕНИКА: ПОЗИТИВНАЯ И НЕГАТИВНАЯ
Евгеника в переводе с греческого – рождение лучших. Эта скандальная наука ищет пути улучшения наследственных качеств человека, используя генетические принципы. Ей всегда было трудно оставаться чистой наукой: за ее развитием пристально следила политика, распоряжавшаяся ее плодами по-своему.
Первым, решившим скорректировать природу человека, был Платон. В своем «Политике» он пропагандировал государственную регуляцию браков, объясняя, как следует подбирать супругов, способных рожать детей с выдающимися физическими нравственными характеристиками.
В древней Спарте селекцию людей проводили более кардинально, уничтожая младенцев, не обладающих физическими качествами, необходимыми для будущего воина.
Отцом же евгеники, поставившей ее на научную основу, стал Френсис Гальтон в 1869 году. Проанализировав родословные сотни талантливых людей, он пришел к выводу: гениальные способности наследуются.
Сегодня евгеника направлена на искоренение в человеческом роде наследственных заболеваний. Любой биологический вид будет находится на грани уничтожения, если его существование вступает в противоречие с природой. Сегодня генетики беспокоятся о будущем человечества, которому угрожает вырождение из-за нарушения процесса естественного отбора, ставшего возможным благодаря современной медицине. Лечение и профилактика заболеваний сохраняют вредные гены, которые раньше исчезали со смертью больного.
Из-за широкого применения антибиотиков в двух последних поколениях частота генов, участвующих в формировании предрасположенности к различным инфекциям, возрастает. Лечение наследственной болезни медленно повреждает иммунную систему последующих поколений, которые становятся чувствительны к инфекциям.
Человечество, противостоя природе, накапливает мутации, засоряет свой генофонд, что ведет к неизбежной биологической гибели. Суммарная тяжесть генетического груза в человеческой популяции сегодня равна 10%. Это значит, что из 5 миллиардов землян 500 миллионов рождаются с наследственными заболваниеями или аномалиями. Мы можем исчезнуть с лица Земли, как динозавры.
Еще академик Дубинин говорил, что медицина, выхаживающая больные ростки жизни, подтачивает этим общую наследственность человека, то есть забота о здоровье отдельной личности вступает в конфликт с заботой о здоровье рода.
Почти половина новорожденных из тысячи рождается с какой-либо наследственной патологией. В мире в год появляется на свет 2 миллиона таких детей. Среди них - 150 тысяч с синдромом Дауна. Давно всем известно, что легче предупредить рождение ребенка, чем бороться с недугами. Но такие возможности появились только в наше время. Дородовая диагностика и генетическое консультирование помогает решить проблему о целесообразности родов.
Эффект выявления наследственных заболеваний тормозит незнание больными их родословной. Если бы мы хорошо знали своих близких родственников, то это позволило бы нам определить собственный генетический груз и вовремя обратиться к генетикам.
Иногда один из супругов решается на стерилизацию или искусственное оплодотворение от здорового, без генетических дефектов донора. Почти во всех крупных городах мира уже существует банки спермы. А в Калифорнии один промышленник-милионер даже сумел получить образцы спермы от признанных лидеров точных наук.
Нобелевский лауреат Г. Дж. Мёллер подарил миру идею о создании банка зародышевого материала, представляющего тех, кто имел выдающиеся характеристики в плане интеллекта, души, тела. Использование зародышей целесообразно через 20 лет - срок, за который окончательно можно оценить донора.
Позитивная евгеника также выступает за стимулирование браков между носителями особо выдающихся генетических программ.
В будущем с помощью генной инженерии в организм будет вводиться донорный здоровый ген, который «расправится» с вредной наследственностью. Генно-инженерные методы могут повысить оптимизацию генофонда, создав, например, врожденный иммунитет против бешенства, столбняка, СПИДа, рака. Ученые уже на подходе к «ремонту» больных генов, пока проводя эксперименты на мышах, овцах, обезьянах.
Уже изучаются методы ДНК-диагностики наследственных заболеваний.
Генная инженерия, осуществляющая евгенические идеи, вселяет страх. Плодами ученых, вмешивающихся в генотип человека, могут воспользоваться нечистые на руку политики. Например, диктаторские режимы могут селективно размножить физиков-ядерщиков, используя сперму лауреатов Нобелевской премии. Или создадут человекоподобные существа путем введения в энуклеированные яйцеклетки генетического материала, полученного при слиянии клеток человека и обезьяны. И этих мутантов используют для скучной и однообразной работы. Общественность беспокоит также создание «генетической элиты», копирование гениев, конструирование суперменов. Ведь возможная переделка генетической структуры всегда будет зависеть от вкуса правящей «верхушки».
Экспериментов по генной инженерии боятся, как «биологической бомбы». Поэтому не зря один из законов генетики гласит, что использовать методы генной инженерии можно только для диагностики и лечения, но нив коем случае - не для изменения генотипа человека.
В будущем общий состав генов человека не изменится. Генетические дефекты будут находиться под контролем медико-генетических консультаций и дородовой диагностики. Но, к сожалению, вследствие терапевтического и хирургического лечения, ведущего к ослаблению естественного отбора, число заболеваний увеличится. Хоть есть надежда на их исчезновение благодаря приливу «чужой» крови. Ученые пророчат, что через 40 поколений все нации смешаются. Человечество почернеет и прищурится благодаря трем меланиновым генам, ответственным за темноту кожи, и двум гена, ответстенным за узкость глаз, которые в человеке являются доминирующими. Черная и желтая расы, уже сейчас численно превосходящее белую расу, увеличатся еще и поглотят европейский фенотип. И язык у нас станет один, созданный на основе языка нации, задающей тон в общем вкладе в мировую цивилизацию.
УРОК НА ТЕМУ: НАСЛЕДСТВЕННАЯ (ГЕНОТИПИЧЕСКАЯ) ИЗМЕНЧИВОСТЬ
Задачи
Восстановить в памяти учащихся значение термина “изменчивость”.
Раскрыть сущность наследственной мутационной изменчивости.
Познакомить учащихся с принципами классификации мутаций.
Продолжить формирование умений сравнивать, делать вывод.
Опорные точки урока
Понятие изменчивости, два основных ее вида: ненаследственная, модифиикационная.
Характеристика наследственной изменчивости; материальные основы возникновения мутаций.
Образование различных комбинаций генов при скрещивании - источник комбин ативной изменчивости.
Особенности классификации видов мутационной изменчивости, в основе которой лежит изменение наследственной природы организма.
Мутационные изменения, имеющие разный характер проявления: доминантный и рецессивный.
Летальное действие некоторых рецессивных генов в гомозиготном состоянии, приводящее к гибели эмбрионов. Примеры летального действия генов.
Особенности действия полулетальных генов, носители которых в гомозиготном состоянии гибнут в результате действия наследственного дефекта а течение жизни
Мутационные изменения, обусловленные местоположением их изменения.
Генеративные и соматические мутации.
Мутационные изменения, вызванные различным уровнем их возникновения.
Генные мутации.
Хромосомные мутации.
Виды мутаций, связанные с увеличением или уменьшением генетического материала: полиплоидия, гаплоидия, анеуплоидия.
Свойства мутаций и общая характеристика мутагенов - факторов, вызывающих мутационную изменчивость.
Очень редко в природе встречаются две совершенно одинаковые особи любых видов организмов, - все живое испытывает изменчивость. Наибольшее значение для эволюции и практики сельского хозяйства имеет наследственность (генотипическая)изменчивость.
Основные положения
1. Изменчивость представляет собой всеобщее свойство живых организмов приобретать новые признаки и свойства.
2. Мутациями называют изменения структуры наследственного материала на разных уровнях его организации.
3. Комбинативная изменчивость приводит к образованию уникальных генотипов.
Почему мутационную изменчивость называют еще и генотипической?
В результате какого общебиологического процесса могут возникать бесконечно новые комбинации генов?
Обратите внимание на то, что во времена Ч. Дарвина не были известны законы наследования, отсутствовали опытные данные о наследственности, поэтому Ч. Дарвин назвал изменчивость, передающуюся по наследству, неопределенной.
Подчеркните и выделите мысль о том, что мутации свойственны всем организмам и затрагивают все признаки.
Вопросы и задания для повторения
1. Какие формы изменчивости Вам известны?
2. Проведите классификацию мутаций по уровню изменений наследственного материала?
3. Что такое полиплоидия и каково ее значение?
4. Перечислите свойства мутаций.
5. На каких уровнях возникают новые комбинации генов?
Терминология
Наследственная изменчивость | Приобретение новых признаков и свойств на основе изменения наследственного материала. |
Хромосомные мутации | Изменения структуры хромосом в кариотипе |
Генные мутации | Изменение структуры ДНК в пределах гена |
Геномные мутации | Возникновение новой комбинации генов в генотипе, |
П Возрастание роли генетики в современных условиях в связи с увеличением количества веществ, способных вызывать наследственные изменения.
1. Что представляют собой мутации?
2. Охарактеризуйте принципы классификации мутации?
3. Почему возникающие мутации проявляются не сразу, их подчас трудно подметить?
4. Каким образом можно доказать; что возникшее изменение имеет наследственную природу?
5. Какое физическое явление положило начало экспериментальному изучению мутаций?
6. Как влияют мутагены на хромосомы, клетку, организм?
7. Могут ли из семян, подвергнутых ионизирующему излучению, вырасти жизнеспособные растения?
8. Какие меры могут предотвратить вредное действие мутагенов?
Справка
Понятие о мутациях (от латинского mutation - перемена) было введено в науку голландским ботаником де Фризом (1901 г.). У растения ослинника (энотеры) он наблюдал появления резких, скачкообразных отклонений от типичной формы, причем эти отклонения оказались наследственными. Но ряд наследственных изменений описывал еще Ч. Дарвин в труде “Изменчивость животных под влиянием одомашнивания” (1968 г.)
- Что значит формирование резерва наследственной изменчивости?
- С помощью каких воздействий можно повысить частоту мутаций?
Информация для учителя:
Основные положения учения о мутациях, сформулированные де Фризом, заключаются в следующем:
- мутации – это дискретные изменения наследственного материала;
- мутации – редкие события;
- мутации могут устойчиво передаваться из поколения в поколение;
- мутации возникают не направленно (спонтанно) и, в отличие от модификаций, не образуют непрерывных рядов изменчивости;
- мутации могут быть вредными, полезными и нейтральными.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1
1. Какую информацию несет ген (синтез молекулы белка, образование организма, образование органа )?
2. Где расположен ген (цитоплазма, ядерный сок, хромосома)?
3. В состав какой структуры входит ген (РНК, АТФ, ДНК, аминокислота)?
4. Где закодирована информация об одном конкретном признаке (РНК, АТФ, ДНК, аминокислота)?
5. Сколько генов в хромосомах гибридного организма при моногибридном скрещивании отвечают за один и тот же признак (один, два, три, более)?
6. Как называют гены, отвечающие за один и тот же признак (аллельные, альтернативные)?
7. Какие признаки называют альтернативными (одинаковые, противоположные) и в каких генах они закодированы (аллельные, неаллельные)?
8. Признаком генотипа или фенотипа будет появление потомства, аналогичного родителям, например рождение у собаки щенят, образование у яблони яблок?
9. Что изменяется - генотип или фенотип, когда при переселении в горную местность коровы становятся низкорослыми и малоудойными?
10. Что больше подвергается изменениям под влиянием условий внешней среды (генотип, фенотип)?
11. Вследствие чего возникает полиплоидная клетка (модификация, генная мутация, хромосомная мутация, не расхождение хромосом)?
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2
1. Что характерно для мутации (возникает при скрещивании, при кроссинговере, возникает внезапно в ДНК или в хромосомах)?
2. Признаки какой изменчивости передаются потомству (модификационной, мутационной)?
3. Что подвергается изменениям при возникновении мутаций (генотип, фенотип)?
4. Наследуются признаки генотипа или фенотипа?
5. Для какой изменчивости характерны следующие признаки: возникают внезапно, могут быть доминантными или рецессивными, полезными или вредными, наследуются, повторяются (мутационная, модификационная)?
6. Где происходят мутации (в хромосомах, в молекулах ДНК, в одной паре нуклеотидов, в нескольких нуклеотидах)?
7. В каком случае мутация проявляется фенотипически (в любом, в гомозиготном организме, в гетерозиготном организме)?
8. Какова роль мутаций в эволюционном процессе (увеличение изменчивости, приспособление к окружающей среде, самосовершенствование организма)?
9. От чего зависит фенотип (от генотипа, от окружающей среды, ни от чего не зависит)?
10. Чем определяется размах изменчивости признаков организма (окружающей средой, генотипом)?
11. Признаки какой изменчивости выражаются в виде вариационного ряда и вариационной кривой (мутационной, модификационной)?
12. Какие признаки обладают узкой нормой реакции (качественные, количественные), какие более пластичны (качественные, количественные)?
13. Какая форма естественного отбора в популяции приводит к образованию новых видов (движущий, стабилизирующий), какая - к сохранению видовых признаков (движущий, стабилизирующий)?
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
