1. Тема: Реализация наследственной информации (репликация, транскрипция, трансляция)
2. Цель: Сформировать у студентов современные представления и знания о направлении и механизмах передачи наследственной информации в живых системах, их роли и значении в функционировании живых организмов в нормальных и патологических условиях.
3. Тезисы лекций:
1. Центральная догма молекулярной биологии (основной постулат Крика). Типы переноса генетической информации в живых системах: общий, специализированный, запрещенный.
2. Репликация. Основные принципы и типы репликации ДНК. Понятие о репликоне.
3. Транскрипция. Механизмы транскрипции у про - и эукариот. Процессинг и сплайсинг. Альтернативный сплайсинг.
4. Проблема концевой недорепликации и ее решение.
5. Генетический код, понятие, свойства.
6. Трансляция. Механизмы трансляции (биосинтеза белка).
7. Посттрансляционная модификация белков.
Реализация наследственной информации включает в себя процессы репликации (самоудвоения) ДНК для обеспечения постоянства наследственного материала в ряду клеточных поколений; транскрипции – переписывания наследственной информации с ДНК на информационную (матричную) РНК (и-РНК) и трансляции – перевода нуклеотидной последовательности и-РНК в аминокислотную последовательность (биосинтез белка).
Последний процесс (трансляции) осуществляется на основе генетического кода, обладающего определенными свойствами. Трансляция обеспечивает структурную основу и функционирование клеток и организма в целом.
В некоторых случаях вновь синтезированный белок подвергается структурным преобразованиям (посттрансляционная модификация).
4. Иллюстративный материал: мультимедийные лекции №3-4.
5. Литература:
1. и др. Молекулярная биология клетки. М., 1987.
2. Введение в молекулярную медицину. Под ред. М., 2004.
3. Генетика. Под ред. М., 2006.
4. Гинтер генетика. М., 2003.
5. Молекулярная и клеточная биология. М., 1983.
6. Принципы структурной организации нуклеиновых кислот. М., 1987.
7. Жимулев и молекулярная генетика. Новосибирск, 2006.
8. Инге-Вечтомов с основами селекции. М., 1989.
9. , Мироедова . Астана, 2006.
10. , Севастьянова биология. М., 2005.
11. Гены. М., 1997.
12. Медицинская биология и генетика. Под ред. проф. Куандыкова , 2004.
13. , Куандыков молекулярной биологии (курс лекций). Алматы, 2007.
14. , Кузнецов биология. М., 2003.
15. Уилсон Дж., Молекулярная биология клетки. Сборник задач. М., 1994.
16. , Молекулярная биология клетки. М., 2003.
6. Контрольные вопросы (обратная связь):
1. Типы переноса наследственной информации.
2. Принципы репликации.
3. Особенности репликации ведущей и отстающей цепи ДНК.
4. Особенности транскрипции эукариотических генов.
5. Что такое процессинг, сплайсинг?
6. Что представляет собой альтернативный сплайсинг и его значение.
7. Свойства генетического кода.
8. Особенности трансляции у прокариот.
9. Особенности трансляции генов у эукариот.
Лекция № 5
1. Тема: Регуляция экспрессии генов у про - и эукариот
2. Цель: Изучить механизмы регуляции активности генов у про - и эукариот.
3. Тезисы лекций:
1. Общие принципы и механизмы регуляции активности генов.
2. Регуляция активности генов у прокариот.
3. Регуляция активности генов у эукариот.
4. Уровни регуляции активности генов и их характеристика.
В организме человека известно около 200 различных клеточных фенотипов, которые различаются по строению, функциям, но в то же время имеют одинаковый набор генов. Фенотипическое разнообразие клеток обусловлено различной комбинацией экспрессируемых генов в различных типах клеток и сигналами, определяющими время экспрессии конкретного гена или комплекса генов. Некоторые гены, так называемые конститутивные, имеют постоянную генетическую активность, т. к. их регуляторные белки всегда связаны с промоторами и транскрипция не останавливается. Промоторы других генов связываются с регуляторными белками периодически, поэтому индукция или репрессия гена соответствующими регуляторами носит временный характер. Транскрипционный уровень – главный уровень регуляции активности генов, но не единственный. Например, молекулярный аппарат должен воспринимать сигналы самого гена: сплайсинг, процессинг, уровень транспорта, уровень трансляции (в цитоплазме мРНК может быть быстро разрушена или защищена от деградации цитоплазматическими белками, отсюда стабильность и период полужизни мРНК – особый механизм генной регуляции).
4. Иллюстративный материал: мультимедийная лекция № 5.
5. Литература:
1. Биология. Под ред. М., 2001.
2. Бочков генетика. М., 2006.
3. Генетика. Под ред. М., 2006.
4. и др. Общая и медицинская генетика. Ростов-на-Дону, 2002.
5. Инге-Вечтомов с основами селекции. М., 1989.
6. Введение в биологию. М., 1988.
7. Медицинская биология и генетика. Под ред. проф. Куандыкова , 2004.
8. , Молекулярная биология клетки. М., 2006.
9. , Куандыков молекулярной биологии (курс лекций). Алматы, 2007.
10. , Кузнецов биология. М., 2003.
6. Контрольные вопросы (обратная связь):
1. Что такое оперон?
2. Уровни регуляции активности генов у прокариот.
3. Механизмы регуляции активности генов у прокариот.
4. Особенности регуляции активности генов у эукариот.
5. Дифференциальная экспрессия генов и ее значение в жизнедеятельности организмов.
Лекция № 6
1. Тема: Генетический аппарат клетки
2. Цель: Изучить структурную организацию и функционирование генетического материала клетки на молекулярном уровне.
3. Тезисы лекций:
1. Клетка – элементарная структурно-функциональная единица живого.
2. Типы клеточной организации: про - и эукариоты.
3. Уровни структурной организации генетического материала клеток.
4. Денверская и Парижская классификация хромосом.
5. Кариотип человека, медицинское значение.
Клетка представляет собой обособленную, наименьшую по размерам структуру, которой присуща вся совокупность свойств жизни, и которая может в подходящих условиях окружающей среды поддерживать эти свойства в самой себе, а также передавать их в ряду поколений. Клетка, таким образом, несет полную характеристику жизни. Поэтому в природе ей принадлежит роль элементарной структурной, функциональной и генетической единицы. Занимая в мире живых существ положение элементарной единицы, клетка отличается по размерам, форме, химическим особенностям. Выделяют прокриотические и эукариотические типы клеток.
В лекции представлены различные уровни структурно-функциональной организации генетического материала клеток: нуклеосомный, нуклеомерный, хромонемный, хроматидный, хромосомный; классификация хромосом, значение анализа кариотипа для диагностики хромосомных болезней.
Материальными носителями наследственной информации, передаваемой от поколения к поколению, у человека, как и у большинства организмов, являются хромосомы клеточных ядер. Они как индивидуальные структуры становятся доступными для микроскопического исследования после значительного укорочения и утолщения, которые они испытывают в период подготовки клетки к делению, на стадии метафазы.
4. Иллюстративный материал: мультимедийная лекция № 6.
5. Литература:
1. Биология. Под ред. М., 2001.
2. Бочков генетика. М., 2006.
3. Генетика. Под ред. М., 2006.
4. и др. Общая и медицинская генетика. Ростов-на-Дону, 2002.
5. Инге-Вечтомов с основами селекции. М., 1989.
6. Введение в биологию. М., 1988.
7. Медицинская биология и генетика. Под ред. проф. Куандыкова. , 2004.
8. , Куандыков молекулярной биологии (курс лекций). Алматы, 2007.
9. , Кузнецов биология. М., 2003.
10. , Молекулярная биология клетки. М., 2006.
6. Контрольные вопросы (обратная связь):
1. Назовите типы метафазных хромосом.
2. Чем представлен генетический материал прокариот и эукариот.
3. Денверская и Парижская классификация хромосом человека.
Лекция № 7
1. Тема: Наследственная изменчивость.
2. Цель: Изучить причины и механизмы возникновения наследственной изменчивости, ее общебиологическое значение и роль в развитии наследственной патологии человека.
3. Тезисы лекций:
1. Изменчивость, определение, типы.
2. Рекомбинативная изменчивость.
3. Мутационная изменчивость. Мутагенные факторы, мутагенез.
4. Классификация мутаций.
5. Значение мутаций в возникновении наследственных болезней человека.
Изменчивость – это универсальное свойство живых организмов приобретать новые признаки под действием среды (как внешней, так и внутренней). Изменчивость, которая затрагивает наследственный материал, называется генотипической (наследственной) изменчивостью. Наследственная изменчивость возникает в результате мутаций (мутационная изменчивость) или случайного расхождения родительских хромосом и их кроссинговера в процессе гаметогенеза.
Мутационная изменчивость - это изменчивость, в основе которой лежит изменение структуры гена, хромосомы или изменения числа хромосом.
Мутация – это изменение генетического материала. Большинство мутаций увеличивают полиморфизм в человеческих популяциях, но иногда мутации затрагивают жизненно важные функции, что приводит к болезни. Следовательно, наследственная патология – это часть наследственной изменчивости, накопившейся за время эволюции человека.
4. Иллюстративный материал: мультимедийная лекция № 7.
5. Литература:
1. Бочков генетика. М., 2006.
2. Генетика. Под ред. М., 2006.
3. Геномика – медицине. Под ред. М., 2005.
4. Жимулев и молекулярная генетика. Новосибирск, 2006.
5. Гены. М., 1987.
6. , Куандыков молекулярной биологии (курс лекций). Алматы, 2007.
7. Генетика человека. М., 1990.
8. http://www. *****/education/biology/molbiol/Lecture6/Lec61.htm
9. http://www. *****/humangenome/publicat/borinsk1.html
10. http://t0syara. *****/06-06.html
11. http://molgenet. *****/impobzor. htm
12. http://vivovoco. *****/VV/JOURNAL/VRAN/DNA/DNA. HTMhttp://*****/VV/JOURNAL/VRAN/DNA/DNA. HTM
13. http://www. *****/text/database/biology/data/biology6.html
6. Контрольные вопросы (обратная связь):
1. Механизмы возникновения рекомбинативной изменчивости.
2. Причины возникновения мутаций (мутагенные факторы).
3. Геномные мутации.
4. Хромосомные мутации.
5. Генные (точковые) мутации.
Лекция № 8
1. Тема: Репарация ДНК
2. Цель: Изучить механизмы восстановления целостности (репарации) повреждений молекулы ДНК.
3. Тезисы лекций:
1. Репарация, определение, типы.
2. Световая репарация (фотореактивация).
3. Темновая (эксцизионная) репарация.
4. Пострепликативная репарация.
5. SOS – репарация.
Репарация – свойство живых организмов исправлять повреждения в молекуле ДНК, возникшие в результате воздействия мутагенных факторов. Процесс репарации поврежденной молекулы ДНК в клетке происходит несколькими способами.
Световая репарация происходит на свету с участием специфического фермента – фотолиазы, расщепляющей в мутантной ДНК образовавшиеся после воздействия ультрафиолетового света тиминовые димеры с восстановлением целостной структуры молекулы ДНК.
Темновая (эксцизионная) репарация протекает без участия видимого света и заключается в вырезании поврежденных участков молекулы ДНК c участием специфических ферментов – гликозилаз, распознающих поврежденные участки, с последующим их вырезанием эндо - и экзонуклеазами. Далее, ДНК – полимераза заполняет образовавшуюся брешь нуклеотидами, комплементарными нуклеотидами на поврежденной цепи ДНК, целостность цепи обеспечивается сшиванием фрагмента лигазой.
Пострепликативная репарация осуществляется после репликации ДНК за счет заполнения бреши в поврежденной цепи ДНК нуклеотидами из неповрежденной цепи ДНК.
SOS–репарация характеризуется запуском механизмов, способствующих возникновению большого количества новых мутаций (транзиций и трансверсий). В этих условиях некоторые клетки могут выжить, реплицировать ДНК и разделиться. Потомство таких клеток будет нести в своей молекуле ДНК все мутации, которые могут закрепиться в геноме и обусловить «нормальное» их функционирование.
4. Иллюстративный материал: мультимедийная лекция № 8.
5. Литература:
1. Генетика. Под ред. М., 2006.
2. Жимулев и молекулярная генетика. Новосибирск, 2007.
3. , Куандыков молекулярной биологии (курс
лекций). Алматы, 2007.
4. , Кузнецов биология. М., 2003.
6. Контрольные вопросы (обратная связь):
1. Репарация, определение, типы.
2. Механизмы световой репарации.
3. Механизмы эксцизионной репарации.
4. Пострепликативная репарация.
5. SOS – репарация.
Лекция № 9
1. Тема: Молекулярно-генетические механизмы регуляции клеточного цикла
2. Цель: Изучить современные представления о молекулярно-генетических механизмах регуляции и контроля митотического цикла.
3. Тезисы лекций:
1. Клеточный цикл, определение, периоды.
2. Митотический цикл, периоды и их характеристика.
3. Генетическая регуляция процессов, обеспечивающих клеточный цикл.
4. Генетический контроль процессов, обеспечивающих клеточный цикл
(пункты контроля – check-points).
Клеточным циклом называется период существования клетки с момента ее возникновения путем деления материнской клетки до повторного деления или гибели.
Клеточный цикл состоит из 3-х периодов:
1. Митотический цикл.
2. Период выполнения клеткой определенной функции.
3. Период покоя.
Митотический цикл состоит из 4-х фаз:
1. Митоз.
2. Постмитотический период (G1).
3. Синтетический период (S).
4. Постсинтетический период (G2).
Периоды G1, G2, и S объединяются в период интерфазы, характеризующейся активностью генов. В митозе гены находятся в неактивном состоянии.
Клеточный (митотический) цикл регулируется многими генами. Ключевую роль играют гены, синтезирующие циклины и циклинзависимые киназы.
Продукты активности этих генов образуют комплес циклин+циклинзависимая киназа (Ц+ЦЗК), в которой циклин является активаторной субъединицей, а циклинзависимая киназа – каталитической субъединицей. Каждый из периодов митотического цикла регулируется специфическим комплексом Ц+ЦЗК.
Контроль за правильностью прохождения митотического цикла осуществляется в 4 сверочных точках (cheek - point) в G1, G2, S – периодах интерфазы и метафазе митоза.
Вступление клетки в митоз или его остановка регулируется также генами, стимулирующими или подавляющими деление клетки.
4. Иллюстративный материал: мультимедийная лекция № 9.
5. Литература:
1. Генетика. Под ред. М., 2006.
2. Гинтер генетика. М., 2003.
3. Жимулев и молекулярная генетика. Новосибирск, 2007.
4. , Куандыков молекулярной биологии (курс лекций). Алматы, 2007.
5. , Кузнецов биология. М., 2003.
6. Контрольные вопросы (обратная связь):
1. Характеристика клеточного цикла.
2. Характеристика митотического цикла.
3. Регуляторные механизмы митотического цикла.
4. Контролирующие механизмы клеточного цикла.
5. Значение пролиферации клеток в медицине.
Лекция № 10
1. Тема: Онкогенетика
2. Цель: Изучить причины и генетические механизмы возникновения и развития злокачественной трансформации клеток.
3. Тезисы лекций:
1. Канцерогенез, определение, стадии опухолевой трансформации клеток.
2. Канцерогенные факторы, классификация, характеристика.
3. Протоонкогены, онкогены, характеристика, их роль в канцерогенезе.
4. Вирусный онкогенез.
5. Гены – супрессоры опухолей (ГСО), характеристика.
6. Биологические особенности и свойства злокачественных опухолевых клеток.
Канцерогенез - процесс перерождения клетки из нормальной в злокачественную, процесс бласттрансформации клетки.
Превращение нормальной клетки в трансформированную — процесс многостадийный.
1. Инициация. Почти каждая опухоль начинается с повреждения ДНК в отдельной клетке. Этот генетический дефект может быть вызван канцерогенами или онкогенными вирусами. По-видимому, в течение человеческой жизни немалое число клеток организма претерпевает повреждение ДНК. Однако для инициации опухоли важны лишь повреждения протоонкогенов. Эти повреждения являются наиболее важным фактором, определяющим трансформацию соматической клетки в опухолевую. К инициации опухоли может привести и повреждение антионкогена (гена-онкосупрессора).
2. Промоция опухоли – это преимущественное размножение измененных клеток, поврежденных опухоль-инициирующими факторами. Такой процесс может длиться годами.
3. Прогрессия опухоли — это процессы размножения малигнизированных клеток, инвазии и метастазирования, ведущие к появлению злокачественной опухоли.
Разнообразные факторы среды, приводящие к опухолевой трансформации клеток, называются канцерогенными факторами.
Канцерогенными свойствами обладают физические факторы (радиация), химические факторы (соли тяжелых металлов, кислоты), биологические факторы (вирусы).
Одним из ключевых механизмов опухолевой трансформации клеток является превращение протоонкогенов, «нормальных» генов, регулирующих процессы деления и роста клеток, в онкогены.
Онкогены содержатся в геноме некоторых вирусов. Заражение организма вирусной инфекцией и встраивание генома вируса, несущего онкоген, в генетический материал клетки, приводит к запуску сложного и длительного процесса ее опухолевой трансформации.
Основными свойствам злокачественной опухолевой клетки является ее неконтролируемое деление, моноклональность и автономность роста опухоли.
4. Иллюстративный материал: мультимедийная лекция № 10.
5. Литература:
1. Агол запрограммированная смерть клеток. Соросовский Образовательный Журнал, № 6, 1996.
2. Васильев поведение нормальных клеток и антисоциальное поведение опухолевых клеток. I. Сигнальные молекулы, вызывающие размножение и гибель клеток. Соросовский Образовательный Журнал, № 4, 1997.
3. Васильев поведение нормальных клеток и антисоциальное поведение опухолевых клеток. II. Клетки строят ткань. Соросовский Образовательный Журнал, № 5, 1997.
4. Введение в молекулярную медицину. Под ред. М., 2004.
5. Генетика. Под ред. М., 2006.
6. , Куандыков молекулярной биологии (курс лекций). Алматы, 2007.
7. , Кузнецов биология. М., 2003.
8. , Молекулярная биология клетки. М., 2003.
6. Контрольные вопросы (обратная связь):
1. Что такое протоонкогены?
2. При каких условиях протоонкогены превращаются в онкогены?
3. Каковы особенности деления клеток при канцерогенезе?
4. Что такое контактное торможение?
5. Каковы механизмы вирусного онкогенеза?
Лекция № 11
1. Тема: Введение в общую и медицинскую генетику
2. Цель: Изучить основные закономерности наследования признаков у живых организмов и механизмы реализации наследственной информации (генотипа) во внешние признаки (фенотип). Значение генетики в медицине.
3. Тезисы лекций:
1. Закономерности наследования признаков, установленные Г. Менделем и Т. Морганом.
2. Цитологическое обоснование законов единообразия, расщепления, независимого и сцепленного наследования признаков.
3. Типы наследования и их характеристика.
4. Менделирующие признаки человека.
5. Взаимодействие аллельных и неалельных генов
6. Генетика групп крови АВ0
7. Вероятность, степень и множественность проявления гена.
8. Роль и значение генетики в современной медицине.
Генетика – наука о закономерностях наследования признаков. История развития генетики связана с именами Г. Менделя, Т. Моргана и др. Цитологическим обоснованием наследования признаков являются гены, расположенные в одной или разных хромосомах. Типы наследования признаков зависят от места расположения генов в хромосомах. Различают следующие типы наследования: аутосомно-доминантный; аутосомно-рецессивный; аутосомно-доминантный с неполным доминированием; сцепленный с Х-половой хромосомой, доминантный; сцепленный с Х-половой хромосомой, рецессивный; сцепленный с У-половой хромосомой.
Генотип организма представляет собой систему генов, каждый из которых содержит потенциальную информацию о каком-либо признаке – фенотипе.
Процесс реализации этой информации является сложным процессом, зависящим от взаимодействия между собой генов в генотипе, и генов с факторами окружающей среды.
В лекции рассматриваются различные типы взаимодействия аллельных и неалелльных генов, результаты взаимодействия. Различают следующие виды взаимодействия аллельных генов: доминирование, неполное доминирование, сверхдоминирование и кодоминирование. К видам взаимодействия неаллельных генов относятся: комплементарность, эпистаз и полимерия. Степень выраженности и частота признака зависит от экспрессивности и пенетрантности гена. Экспрессивность – качественный показатель, отражает степень фенотипической выраженности гена. Он зависит от генотипического окружения и факторов среды. Пенетрантность - количественный показатель, показывает частоту фенотипического проявления гена.
Медицинская генетика изучает причины возникновения, механизмы развития, методы диагностики, лечения и профилактики наследственных болезней человека.
4. Иллюстративный материал: мультимедийная лекция № 11.
5. Литература:
1. Кайгер Дж. Современная генетика. М., 1988.
2. и др. Молекулярная биология клетки. М., 1987.
3. Бочков генетика. М., 2004.
4. Введение в молекулярную медицину. Под ред. М., 2004.
5. Вопросы и задачи по общей биологии и общей и медицинской генетике (с пояснениями). Под ред. проф. М., 2004.
6. Генетика. Под ред. М., 2006.
7. Гинтер генетика. М., 2003.
8. Жимулев и молекулярная генетика. Новосибирск, 2006.
9. Инге-Вечтомов с основами селекции. М., 1989.
10. Медицинская биология и генетика. Под ред. проф. Куандыкова , 2004.
11. , Кузнецов биология. М., 2003.
12. , Молекулярная биология клетки. М., 2003.
6. Контрольные вопросы (обратная связь):
1. Определение генотипа, фенотипа, гомозиготы, гетерозиготы, аллели и т. д.
2. Типы наследования признаков человека.
3. Формы взаимодействия аллельных генов.
4. Формы взаимодействия неаллельных генов.
5. Пенетрантность, экспрессивность, плейотропия.
6. Генетика групп крови АВ0.
Лекция № 12
1. Тема: Наследственные болезни человека. Хромосомные болезни человека
2. Цель: Изучить наследственные болезни человека: фенотипические признаки, классификацию.
3. Тезисы лекций:
1. Наследственные болезни: классификация.
2. Хромосомные болезни: классификация, фенотипические проявления.
3. Аутосомные и гоносомные синдромы.
Наследственными называются болезни, вызванные мутациями. В зависимости от характера мутации различают наследственные заболевания: хромосомные и генные (моногенные, полигенные). Причиной хромосомных болезней являются геномные и хромосомные мутации. Частота геномных мутаций зависит от возраста родителей, особенно матери. У женщин старше 35-40 лет частота нарушений расхождения хромосом при мейозе в два раза выше, чем у женщин в возрасте 25-30 лет.
Хромосомные болезни классифицируются на аутосомные и гоносомные синдромы. Для аутосомных хромосомных болезней характерны множественные пороки развития, не совместимые с жизнью, заканчивающиеся внутриутробной гибелью на ранних этапах развития. К хромосомным болезням относятся: синдромы Патау, Эдвардса, Дауна, Клайнфельтера, Шерешевского-Тернера, трисомия-Х и т. д.
Диагностика хромосомных болезней основана на анализе кариотипа больных лиц.
4. Иллюстративный материал: мультимедийная лекция № 12.
5. Литература:
1. Кайгер Дж. Современная генетика. М., 1988.
2. Бочков генетика. М., 2006.
3. Генетика. Под ред. М., 2006.
4. Гинтер генетика. М., 2003.
5. Жимулев и молекулярная генетика. Новосибирск, 2006.
6. Инге-Вечтомов с основами селекции. М., 1989.
7. Медицинская биология и генетика. Под ред. проф. Куандыкова , 2004.
6. Контрольные вопросы (обратная связь):
1. Чем отличаются наследственные болезни от ненаследственных болезней (семейные болезни; врожденные пороки развития).
2. Характерные признаки хромосомных болезней.
3. Значение хромосомных болезней в медицине.
Лекции № 13-14
1. Тема: Моногенные болезни человека. Полигенные (мультифакториальные) болезни. Современные методы диагностики и профилактики наследственных болезней
2. Цель: Изучить генные болезни человека, их классификацию, типы наследования и современные методы выявления и предупреждения наследственных болезней человека.
3. Тезисы лекций:
1. Генные болезни человека. Классификация генных болезней.
2. Моногенные болезни человека.
3. Полигенные (мультифакториальные) болезни человека.
4. Методы диагностики наследственных болезней.
2. Методы профилактики наследственных болезней.
Генные болезни связаны с генными мутациями. В зависимости от количества мутированных локусов различают моногенные и полигенные болезни. Моногенные болезни по типу наследования делятся на аутосомно-доминантные, аутосомно-доминантные с неполным доминированием, аутосомно-рецессивные, сцепленные с половыми хромосомами Х и У. В отдельную группу группу выделяют болезни обмена веществ: нарушения обмена аминокислот (фенилкетонурия, алкаптонурия, альбинизм и т. д.), липидов (синдром Тея-Сакса, ксантомотозы и т. д.), углеводов (галактоземия, фруктозурия и т. д.), металлов (болезнь Вильсона-Коновалова и т. д.). Моногенные болезни наследуются по законам Г. Менделя.
Полигенные болезни называют еще мультифакториальными или болезнями с наследственным предрасположением (БТА), поскольку проявление болезни зависит от воздействия (провоцирующих) факторов среды. К ним относятся: ишемическая болезнь сердца, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, шизофрения, подагра и т. д.
Для абсолютного большинства наследственных болезней человека в настоящее время не разработано методов лечения. В связи с этим важное значение приобретает предупреждение рождения больных детей.
Существуют методы, предупреждающие клинические проявления наследственных болезней у уже родившихся детей с генетической патологией. К ним относятся методы скрининг – диагностики: массовые и селективные.
Массовые скринирующие программы основаны на обследовании живорожденных детей в первые 4-5 дней жизни. Условиями их проведения являются:% обследование всех новорожденных (живорожденных) детей; 2) достоверность диагностики выявляемых наследственных болезней; 3) наличие эффективных методов их лечения.
Селективный скрининг наследственных болезней основан на обследовании групп детей с высоким риском развития наследственных болезней. Контингент обследуемых детей может варьировать в зависимости от целей той или иной программы селективного скрининга.
Наиболее эффективными методами профилактики наследственных болезней являются методы пренатальной (дородовой) диагностики. Различают неинвазивные и инвазивные методы.
Среди неинвазивных методов широко применяется простой, доступный и достаточно эффективный метод ультразвукового исследования (УЗИ) беременных женщин.
К инвазивным методам относятся амниоцентез и хорионцентез.
Условиями их применения являются достоверный диагноз болезни у предыдущего ребенка и возможность диагностики этого заболевания у внутриутробного плода.
Перечень болезней, поддающихся лечению, крайне ограничен. Одним из немногих является фенилкетонурия (диетотерапия).
Методы генной терапии находятся в стадии экспериментальных исследований.
4. Иллюстративный материал: мультимедийные лекции № 13-14.
5. Литература:
1. Кайгер Дж. Современная генетика. М., 1988.
2. Бочков генетика. М., 2006.
3. Генетика. Под ред. М., 2006.
4. Гинтер генетика. М., 2003.
5. Жимулев и молекулярная генетика. Новосибирск, 2006.
6. Инге-Вечтомов с основами селекции. М., 1989.
7. Медицинская биология и генетика. Под ред. проф. Куандыкова ,
2004.
6. Контрольные вопросы (обратная связь):
1. Генные болезни и их классификация.
2. Типы наследования моногенных болезней.
3. Полигенные болезни и их особенности.
4. Современные методы диагностики и профилактики наследственных болезней.
Лекция № 15
1. Тема: Генетика развития
2. Цель: Изучить генетические и клеточные механизмы онтогенеза.
3. Тезисы лекций:
1. Онтогенез: понятие, периодизация.
2. Клеточные и генетические механизмы онтогенеза.
3. Дифференциальная активность генов в ходе онтогенеза.
4. Врожденные пороки развития.
Генетика развития изучает механизмы реализации наследственной информации в ходе онтогенеза.
В оплодотворенных яйцеклетках человека закодирована полная наследственная программа развития, воспроизводство которой обеспечивает индивидуальный жизненный цикл организма. Все клетки человека имеют идентичный генетический материал, хотя имеют разное строение и выполняют разные функции. Известно около 200 различных клеточных фенотипов в организме человека. Разные клетки различаются экспрессией своих генов, т. е. в разных клетках гены по-разному включаются и выключаются, порядок которых задается в результате детерминации.
Детерминация – это ограничение возможностей различных дифференцировок, определяющее развитие клетки по специализированному пути. Выбор программы развития клетки происходит задолго до проявления морфофизиологических различий. В неоплодотворенных яйцеклетках в цитоплазме уже создается позиционная информация. Процесс формирования гетерогенности цитоплазмы яйцеклеток в ходе ее развития называется ооплазматической сегрегацией. В результате формируются 3 градиента: анимально-вегетативный, дорзо-вентральный, терминальных структур (головного и хвостового отделов). Ооплазматическая сегрегация является основой для последующей дифференциальной экспрессии регуляторных генов.
Для онтогенеза почти всех животных, включая человека, характерен процесс разделения зародыша на сегменты. Этот процесс называется сегментацией, его контролируют 2 группы генов:
1) сегрегационные гены определяют число будущих сегментов;
2) гомеозисные гены контролируют направление развития каждого сегмента, они имеют общие нуклеотидные последовательности – гомеобоксы.
Нарушения нормального онтогенетического развития приводят к возникновению врожденных пороков развития, играющих существенную роль в смертности детей.
4. Иллюстративный материал: мультимедийная лекция № 15.
5. Литература:
1. Кайгер Дж. Современная генетика. М., 1988.
2. , , Чернин генетика. М., 1985.
3. Бочков генетика. М., 2006.
4. Введение в молекулярную медицину. Под ред. М., 2004.
5. Жимулев и молекулярная генетика. Новосибирск, 2006.
6. Генетика. Под ред. М., 2006.
7. Инге-Вечтомов с основами селекции. М., 1989.
8. Корочкин в генетику развития. М., 1999.
9. , Всеволодов индивидуального развития. А., 2005.
6. Контрольные вопросы (обратная связь):
1. Назовите этапы онтогенеза.
2. Клеточные механизмы онтогенеза.
3. Генетические механизмы онтогенеза.
4. Тератогенные терминационные периоды, их значение.
5. Значение врожденных пороков развития.
Лекция № 16
1. Тема: Генетика врожденных пороков развития. Врожденные пороки лицевого черепа
2. Цель: Изучить цитогенетические механизмы возникновения врожденных пороков развития.
3. Тезисы лекций:
1. Врожденные пороки развития (ВПР): понятие, классификация.
2. Клеточные и генетические механизмы развития ВПР.
3. Критические периоды онтогенеза
4. Методы ранней диагностики и профилактики ВПР.
5. Врожденные пороки лицевого черепа.
Врожденными пороками развития (ВПР) называются стойкие морфологические изменения органа или организма, возникающие до рождения и выявляющиеся сразу после рождения. Классификация ВПР затруднена из-за их многообразия. По этиологии ВПР делятся на наследственные, экзогенные, мультифакториальные.
Клеточные и генетические механизмы развития ВПР.
Наследственно обусловленные ВПР возникают в результате мутаций (генных, хромосомных и геномных), которые могут быть унаследованы от одного или обоих родителей.
Экзогенно обусловленные пороки, которые являются следствием действия на органогенез тератогенных факторов в эмбриональном периоде. Механизм их действия не выяснен до конца. Доказано тератогенное действие ионизирующей радиации, лекарственных веществ (талидомид, диазепам, гидантоин, варфарин, аминоптерин, стероидные гормоны), вредных бытовых привычек (курение, алкоголь), биологических факторов (краснуха, цитомегалия).
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 |
