Презентация "Цитогенетика и ее роль в медико-биологических исследованиях" – проект, доклад

Цитогенетика и ее роль в медико-биологических исследованиях

Тема №9

Регламент

В современном мире проблемы хромосомной патологии приобретают особое значение в связи с постоянно ухудшающейся экологической обстановкой, увеличивающей частоту встречаемости мутаций, а также с развитием программ вспомогательной репродукции, что приводит к возрастанию риска появления ребенка с хромосомопатиями. Хромосомные синдромы являются тяжелой инвалидизирующей патологией, причем из них около 50 % имеют в основе аномалии половых хромосом. Знания и умения, полученные на практическом занятии, будут включены и контролироваться на уровне промежуточной аттестации.

Актуальность

В зависимости от уровня организации наследственного материала различают: Генные или так называемые точковые мутации, Хромосомные мутации или аберрации (перестройки), Геномные мутации (количественные изменения). В зависимости от клеток, в которых произошла мутация: Генеративные (в гаметах) Соматические. В строгом смысле слова наследственные болезни подразделяются на две большие группы: генные и хромосомные. Генные болезни вызываются генными мутациями. Хромосомные болезни определяются хромосомными и геномными мутациями.

Классификация болезней человека в зависимости от уровня повреждения наследственного материала

Генные или точковые мутации– это нескорректированные изменения химической структуры генов, воспроизводимые в последовательных циклах репликации и проявляющиеся у потомства в виде новых вариантов признаков. Типы генных мутаций: По типу замены одних азотистых оснований другими; Мутации со сдвигом рамки считывания – выпадение или вставка в нуклеотидную последовательность ДНК одной или нескольких пар комплементарных нуклеотидов; Мутации по типу инверсии нуклеотидных последовательностей в гене – поворот участка ДНК на 180º.

Генные мутации

Хромосомные мутации или аберрации – это изменение структуры хромосом, в первую очередь нарушение их целостности – разрывы, которые сопровождаются различными перестройками. Разрывы хромосом происходят в ходе кроссинговера, когда они сопровождаются обменом соответствующими участками между гомологами. Нарушение кроссинговера, при котором хромосомы обмениваются неравноценным генетическим материалом, приводит к появлению новых групп сцепления, где отдельные участки выпадают —делеции — или удваиваются — дупликации.

Хромосомные мутации

При таких перестройках изменяется число генов в группе сцепления!

Нарушение целостности хромосомы может сопровождаться поворотом ее участка, находящегося между двумя разрывами, на 180° —инверсия. Фрагмент хромосомы, отделившийся от нее при разрыве, может быть утрачен клеткой при очередном митозе, если он не имеет центромеры. Чаще такой фрагмент прикрепляется к одной из хромосом — транслокация.

Таким образом, инверсии и транслокации характеризуются изменением локализации генов!

Геномные мутации - это мутации, которые приводят к добавлению либо утрате одной, нескольких или полного гаплоидного набора хромосом . Геномные мутации связаны с изменением числа хромосом. Типы геномных мутаций: Анеуплоидия – это некратное изменение числа хромосом; Полиплоидия - это кратного изменения числа хромосом.

Геномные мутации

Выделяют следующие формы анеуплоидии: Моносомия — наличие в генотипе всего одной из пары гомологичных хромосом; Трисомия - наличие дополнительной хромосомы в паре; Нулесомия – отсутствие пары хромосом (по первым 10 парам - смертельны)

Формы анеуплоидии

Моносомия по Х-хромосоме Синдром Шерешевского-Тернера

Кариотип 45, Х0

Мошонкообразный вид больших половых губ, высокая промежность, недоразвитие малых половых губ, девственной плевы и клитора, воронкообразный вход во влагалище; Молочные железы у большинства больных не развиты, соски низко расположены; Вторичное оволосение появляется спонтанно и бывает скудным; Интеллект практически сохранен, однако частота олигофрении все же выше.

При рождении - избыток кожи на шее, «лицо сфинкса», лимфостаз; В раннем возрасте у части больных отмечают задержку психического и речевого развития; Характерными признаками являются: низкорослость (135—145 см); Часто избыточная масса тела;

Синдром Шерешевского-Тернера

Синдром Кошачьего Крика

При этом синдроме наблюдается: Общее отставание в развитии, Низкая масса при рождении и мышечная гипотония, Лунообразное лицо с широко расставленными глазами, Плач ребенка напоминает кошачье мяуканье, причиной которого является изменение или недоразвитие гортани,

Кроме того, встречаются врожденные пороки сердца, костно-мышечной системы и внутренних органов, Микроцефалия, Птоз, Низкое расположение и деформация ушных раковин, кожные складки впереди уха, Гипертелоризм.

Кариотип 46 XX или ХУ, 5р-

Синдром кошачьего крика объясняется частичной моносомией; он развивается при делеции короткого плеча пятой хромосомы.

Известные трисомии аутосом : по 13-й хромосоме - синдром Патау по 18-й хромосоме - синдром Эдвардса; по 21-й хромосоме - синдром Дауна; Трисомия по половым хромосомам: 47,XXY (48, XXYY, 48, XXXY) - синдром Клайнфелтера; Синдромы три – и полисомии по X хромосоме: 47,ХХX; 48,ХХХХ; 49,ХХХХХ (редко); Синдром дисомии по Y-хромосоме (47,ХYY).

Трисомии

Синдром Дауна

Обычно синдрому Дауна сопутствуют следующие внешние признаки: «Плоское лицо», Брахицефалия, Эпикантус, Гиперподвижность суставов, Мышечная гипотония, Плоский затылок, Короткие конечности, Открытый рот (в связи с низким тонусом мышц и особым строением нёба), Зубные аномалии, Плоская переносица,

Бороздчатый язык, Поперечная ладонная складка, Короткая широкая шея, Возможны врождённые пороки сердца, Короткий нос, Страбизм (косоглазие), Деформация грудной клетки - килевидная или воронкообразная Пигментные пятна по краю радужки (пятна Брушфильда).

Кариотип 47, ХХ, +21 или 47, ХY, +21

Синдром Эдвардса

Для синдрома характерны: Аномалии мозгового и лицевого отделов черепа, Нижняя челюсть и ротовое отверстие маленькие, Глазные щели узкие и короткие, Ушные раковины деформированы и расположены низко, мочка и козелок отсутствуют, наружный слуховой проход сужен, иногда отсутствует, Грудина короткая, из-за чего грудная клетка шире и короче нормальной, В 80 % случаев наблюдается аномальное развитие стопы: пятка резко выступает, свод провисает (стопа-качалка), большой палец утолщен и укорочен, Из дефектов внутренних органов наиболее часто отмечаются пороки и крупных сосудов У всех больных наблюдаются гипоплазия мозжечка и мозолистого тела, выраженная умственная отсталость, снижение мышечного тонуса, переходящее в повышение со спастикой.

Кариотип 47, XX, + 18 или 47, XY, + 18

Синдром Патау

Характерным осложнением беременности при вынашивании плода с синдромом Патау является многоводие (в 50% случаев), Дети с синдромом Патау рождаются с малой массой тела, У них выявляются умеренная микроцефалия, нарушение развития различных отделов ЦНС, Низкий скошенный лоб, Суженные глазные щели, микрофтальмия, помутнение роговицы, Запавшая переносица, широкое основание носа, Деформированные ушные раковины, Часто сочетается с расщелиной неба,

Полидактилия, флексорное положение кистей, Короткая шея, У 80 % новорожденных встречаются пороки развития сердца и других внутренних органов, В связи с тяжелыми врожденными пороками развития большинство детей с синдромом Патау умирают в первые недели или месяцы (95 % — до 1 года), однако некоторые больные живут в течение нескольких лет.

Кариотип 47, XX, +13 или 47, XY, +13

Синдром Клайнфельтера

Синдром Клайнфельтера обычно клинически проявляется лишь после полового созревания и поэтому диагностируется относительно поздно. До начала полового развития удается отметить только отдельные физические признаки, такие как длинные ноги, высокая талия, высокий рост. К началу полового созревания формируются характерные пропорции тела: больные часто оказываются выше сверстников, ноги заметно длиннее туловища. В подростковом возрасте синдром чаще всего проявляется увеличением грудных желез. Гинекомастия двусторонняя и, как правило, безболезненная. Характерны бесплодие и нарушение половой функции. Практически у всех пациентов наблюдается андрогенный дефицит. Из-за этого часто развиваются остеопороз и мышечная слабость. У некоторых, но не у всех пациентов с синдромом наблюдется снижен интеллект и ограничены вербальные и познавательные способности.

Кариотип 47, ХХY 48, XXYY 48, XXXY

Оформить протокол практического занятия: Зарисовать половой хроматин в неделящихся клетках (Тельце Барра)

Задания для подготовки к теме №9

Половой хроматин в неделящихся клетках

XX X0 XXX XXY XY XXXY

«Барабанная палочка» обнаруживается примерно в 5% полиморфоядерных лейкоцитах женщин и соответствует их половой хромосоме.

Особенности наследственности человека; Типы и варианты наследования признаков. Этапы проведения клинико-генеалогического метода. Правила составления родословной.

Вопросы для самоподготовки к теме №10

Основная литература по дисциплине: Биология. Кн. 1: Учеб. Для медиц. спец. вузов /В.Н.Ярыгин, В.И.Васильева, И.Н.Волков, В.В.Синельщикова; Под ред. В.Н.Ярыгина. – 8-е изд. – М..: Высш. шк., 2007. – С. 128 – 133, 145 – 147, 153 – 155, 177 – 190, 242 – 245, 268 - 270.

Литература