ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА И МЕДИЦИНСКАЯ ГЕНЕТИКА Сломинский Петр Андреевич доктор биологических наук, профессор Заведующий ла

Содержание

Слайд 2

Законы генетики: родители и дети на одно лицо Актриса Блайт Дэннер

Законы генетики: родители и дети на одно лицо

Актриса Блайт Дэннер

и ее дочь Гвинет Пэлтроу

Певец Джон Леннон и его сын Шон Леннон

Слайд 3

А если посмотреть шире?

А если посмотреть шире?

Слайд 4

Вопрос: Насколько велика роль генетики человека в жизни каждого из нас?

Вопрос: Насколько велика роль генетики человека в жизни каждого из нас?

Ответ:
Она бесконечно велика. Мы можем изменить в себе многое - но наши гены нам не подвластны
Слайд 5

Генетика и геномика человека будет занимать все более важное место в

Генетика и геномика человека будет занимать все более важное место в

изучении биологии человека – в решении проблем возникновения и эволюции вида Homo sapiens, в изучении формирования фенотипа индивидуума на всех этапах онтогенеза - от зачатия до смерти.
Слайд 6

Что такое медицинская генетика? Нормальная анатомия Патологическая анатомия Нормальная физиология Патологическая физиология ГЕНЕТИКА МЕДИЦИНСКАЯ ГЕНЕТИКА

Что такое медицинская генетика?

Нормальная анатомия

Патологическая анатомия

Нормальная физиология

Патологическая физиология

ГЕНЕТИКА

МЕДИЦИНСКАЯ
ГЕНЕТИКА

Слайд 7

Медицинская генетика Система знаний о роли генетических факторов в патологии человека

Медицинская генетика

Система знаний о роли генетических факторов в патологии человека

и система методов диагностики, лечения и профилактики наследственной патологии в широком смысле.
(Гинтер Е.К., 2003)
Медицинская генетика изучает роль наследственности в патологии человека, закономерности передачи от поколения к поколению наследственных болезней, разрабатывает методы диагностики, профилактики и лечения наследственной патологии, включая болезни с наследственной предрасположенностью.
(Бочков Н.П., 2004)
Слайд 8

Клиническая генетика Прикладной раздел медицинской генетики, изучающий наследственные заболевания и методы

Клиническая генетика

Прикладной раздел медицинской генетики, изучающий наследственные заболевания и методы их

предупреждения, диагностики и лечения.
(Бочков Н.П., 2004)
Слайд 9

АКСИОМЫ МЕДИЦИНСКОЙ ГЕНЕТИКИ НАЧАЛА XXI ВЕКА Наследственные болезни являются частью общей

АКСИОМЫ МЕДИЦИНСКОЙ ГЕНЕТИКИ
НАЧАЛА XXI ВЕКА

Наследственные болезни являются частью общей

наследственной изменчивости человека. Нет резкой границы между наследственной патологией и вариантами нормальной вариабельности фенотипа.
У человека нет признаков, зависящих ТОЛЬКО от генов или ТОЛЬКО от среды. Фенотип всегда есть результат взаимодействия генетической конституции организма с факторами внешней среды
Каждый отдельный человек и человечество в целом несут на себе генетический груз, величина которого постоянно изменяется в результате мутационного процесса и естественного отбора.
Слайд 10

В настоящее время происходит резкое изменение генетической структуры популяций и условий

В настоящее время происходит резкое изменение генетической структуры популяций и условий

внешней среды, что влияет на структуру генетического груза и его величину.
Прогресс медицины приводит к повышению продолжительности жизни и улучшению репродуктивного здоровья населения, что также приводит к изменению картины распределения генетического груза в популяции в ряду поколений
Слайд 11

Чуть-чуть истории … Наследственные болезни были всегда. И всегда интересовали человека

Чуть-чуть истории …

Наследственные болезни были всегда. И всегда интересовали человека

ВЕЛАСКЕС

Портрет

Francisco Lezcano

Портрет Sebastian de Morra

Первые сведения о передаче наслед-ственной патологии у человека содержатся в Талмуде (4 век до н.э.), в котором указано на опасность обрезания крайней плоти у новорожденных мальчиков, старшие братья которых или дяди по материнской линии страдают кровотечением

Слайд 12

Френсис Гальтон В.М. Флоринский В изданной в 1866 г. книге «Усовершенствование

Френсис Гальтон

В.М. Флоринский

В изданной в 1866 г. книге «Усовершенствование и вырождение

человеческого рода» впервые в русской литературе высказал некоторые мысли, положенные позднее в основу медицинской генетики, а также идеи по вопросам евгеники - науки о наследственном здоровье человека и путях улучшения его наследственных свойств.

Первым начал изучение однояйцевых близнецов и обнаружил, что некоторые человеческие признаки явственно передаются по наследству. Развивал учение о наследственной обусловленности индивидуально-психологических различий между людьми. Автор термина «евгеника»

Слайд 13

С.Н. Давиденков «Задача профилактики в области наследственных болезней нервной системы теоретически

С.Н. Давиденков

«Задача профилактики в области наследственных болезней нервной системы теоретически может быть

мыслима, как: 1) борьба с возникновением болезненных мутаций; 2) дача правильного медико-евгенического совета в семьях, где менделируют тяжелые наследственные формы»

1880-1961

Организовал первые медико-генетические консультации в России – в Москве (1925 год) и Ленинграде (1932 год), написал первые книги с описанием наследственных заболеваний нервной системы («Эволюционно-генетические проблемы в невропатологии», 1947; «Наследственные болезни нервной системы», 1925; «Проблема полиморфизма наследственных болезней нервной системы», 1934)

Слайд 14

«Врожденное» и «наследственное» заболевание – это одно и то же?

«Врожденное» и «наследственное» заболевание – это одно и то же?

Слайд 15

По определению ВОЗ в МКБ-10 «Это разные понятия» Термин «врожденное заболевание»

По определению ВОЗ в МКБ-10

«Это разные понятия»

Термин «врожденное заболевание» говорит нам

о том, что патология присутствовала у человека с момента его рождения. И явиться она могла следствием как «поломки» его генов, так и результатом воздействия на развивающийся плод неблагоприятных факторов во время беременности или травмы во время родов.
Термин «наследственная болезнь» подразумевает то, что причина нарушения кроется в структурном изменении наследственной информации клеток человека. А будет заболевание передано по наследству или нет – зависит от конкретного заболевания.
Слайд 16

Врожденные пороки развития Spina bifida

Врожденные пороки развития

Spina bifida

Слайд 17

Талидомид

Талидомид

Слайд 18

► 2-3 % всех беременностей завершается рождением ребенка с серьезными наследственными

► 2-3 % всех беременностей завершается рождением ребенка с серьезными

наследственными болезнями или врожденными аномалиями, которые являются причиной инвалидности, умственной отсталости или ранней смерти.

► К 25 годам 50-70 из 1000 живорожденных индивидуумов имеют болезни со значительной генетической компонентой.

► Более 25 % пациентов детских клиник имеют наследственную патологию.

► У более 50 % детей, не способных к обучению – генетические нарушения.

« Употребление термина «негенетические» совершенно не обосновано ввиду малой вероятности, что какие-то болезни полностью не зависят от генетических факторов»

Генетические болезни не так редки, как предполагалось ранее

Пузырев В.П., 2006

Слайд 19

Вклад наследственных и врожденных болезней в младенческую и детскую смертность в развитых странах

Вклад наследственных и врожденных болезней в младенческую и детскую смертность в

развитых странах
Слайд 20

5 групп наследственных заболеваний Моногенные болезни Хромосомные болезни Болезни с наследственной

5 групп наследственных заболеваний

Моногенные болезни
Хромосомные болезни
Болезни с наследственной предрасположенностью (мультифакториальные)
Генетические болезни

соматических клеток
Болезни генетической несовместимости матери и плода
Слайд 21

Хромосомные болезни Моногенные болезни Мультифакториальные болезни Новорожденные Подростки Взрослые Возраст дебюта наследственных болезней Пузырев В.П., 2006

Хромосомные болезни

Моногенные болезни

Мультифакториальные болезни

Новорожденные

Подростки

Взрослые

Возраст дебюта наследственных болезней

Пузырев В.П., 2006

Слайд 22

Как классифицируются наследственные заболевания?

Как классифицируются наследственные заболевания?

Слайд 23

Генетический принцип классификации наследственных заболеваний Аутосомно-доминантные Аутосомно-рецессивные Х-сцепленные доминантные Х-сцепленные рецессивные

Генетический принцип классификации наследственных заболеваний


Аутосомно-доминантные
Аутосомно-рецессивные
Х-сцепленные доминантные
Х-сцепленные рецессивные
Y-сцепленные

(голандрические)
Митохондриальные.
? Отнесение болезни к той или иной группе помогает врачу сориентироваться относительно ситуации в семье и определить вид медико- генетической помощи.
Слайд 24

Основные законы наследования признаков по Менделю Закон единообразия гибридов первого поколения

Основные законы наследования признаков по Менделю

Закон единообразия гибридов первого поколения


Слайд 25

Закон расщепления на фенотипические классы гибридов второго поколения. При скрещивании гибридов

Закон расщепления на фенотипические классы гибридов второго поколения. При скрещивании гибридов

первого поколения между собой (т.е. гетерозиготных особей) получается следующий результат

Расщепление по генотипу: 1АА:2Аа:1аа по фенотипу: 3:1

Слайд 26

Закон независимого комбинирования генов. При дигибридном скрещивании каждая пара признаков в

Закон независимого комбинирования генов. При дигибридном скрещивании каждая пара признаков в

потомстве дает расщепление независимо от другой пары.

Дигибридное скрещивание

9:3:3:1 = (3:1)2

Слайд 27

Что такое клинико-генеалогический метод?

Что такое клинико-генеалогический метод?

Слайд 28

Клинико-генеалогический метод раскрывает закономерности наследования признаков в границах одной семьи, поэтому

Клинико-генеалогический метод

раскрывает закономерности наследования признаков в границах одной семьи, поэтому его

называют методом родословного дерева;
позволяет установить тип наследования данного наследственного заболевания;
оформление родословного дерева проводится путем специальных обозначений и правил;
полученные данные должны быть отражены в легенде (генетической карте).
Слайд 29

Этапы клинико-генеалогического анализа - Сбор данных обо всех родственниках пробанда (анамнез);

Этапы клинико-генеалогического анализа

- Сбор данных обо всех родственниках пробанда (анамнез); -

Построение родословной; - Оформление легенды к родословной;
Клинико-генеалогический анализ родословной:
выявление наследственных болезней и врожденных пороков развития в родословной,
определение типа наследования болезни, зиготности (гомо-, гетерозигота) и пенетрантности гена,
расчет генетического риска (вероятности рождения ребенка с наследственной патологией),
выводы и рекомендации для пробанда и членов родословной.
Слайд 30

Сложности клинико-генеалогического анализа - В зависимости от цели исследования родословная может

Сложности клинико-генеалогического анализа

- В зависимости от цели исследования родословная может

быть полной или ограниченной.
- Желательно стремиться к наиболее полному составлению родословной по восходящему, нисходящему и боковым направлениям.
- Сложность сбора анамнеза: пробанд должен хорошо знать родственников по линии матери и отца не менее трех поколений и состояние их здоровья, что бывает крайне редко.
- Одного опроса, как правило, недостаточно: для некоторых членов родословной приходится назначать полное клиническое, параклиническое или лабораторное обследование для уточнения состояния их здоровья.
Слайд 31

Проблемы анализа родословных Решетки Пеннета и тест хи-квадрат хорошо работают для

Проблемы анализа родословных

Решетки Пеннета и тест хи-квадрат хорошо работают для

организмов с большим числом потомков и контролируемые скрещивания, но у человека все по-другому:
1. Небольшой (и очень небольшой) размер семей.
2. Произвольный выбор брачных партнеров.
3. Проблемы с точным определением отцовства.
Слайд 32

Основные символы Семейная пара ǀ ΙΙ ? 1 2 1 2

Основные символы

Семейная пара

ǀ

ΙΙ

?

1 2

1 2

Необследованный
клинически член семьи

Гетерозиготный носитель мутации

Слайд 33

Аутосомно-доминантное наследование Правило для аутсайдера в доминантных семьях : все больные

Аутосомно-доминантное наследование

Правило для аутсайдера в доминантных семьях : все больные

аутсайдеры гетерозиготны по доминантному (патологическому) аллелю

Все здоровые аутсайдеры – гомозиготы по нормальному рецессивному аллелю

Слайд 34

Аутосомно-рецессивное наследование Все больные – гомозиготы по мутантному аллелю Здоровые аутсайдеры

Аутосомно-рецессивное наследование

Все больные – гомозиготы по мутантному аллелю
Здоровые аутсайдеры

по умолчанию – гомозиготы по нормальному аллелю
В семьях с рецессивным наследованием часты близкородственные браки
Слайд 35

Слайд 36

Большие родословные Главные задачи: 1. Определить тип наследования 2. Определить генотипы

Большие родословные

Главные задачи:
1. Определить тип наследования
2. Определить генотипы

для разных членов семьи
3. Определить вероятность рождения больного ребенка при браке между двумя членами семьи.
Слайд 37

Доминантное или Рецессивное ? 1. Если у двух больных родителей ребенок

Доминантное или Рецессивное ?

1. Если у двух больных родителей ребенок

здоров, то это доминантное наследование: у обоих родителей может быть генотип Dd (где D - патологический аллель) и у ребенка может быть нормальный генотип dd
2. Если у двух здоровых родителей ребенок болен – то это семья с рецессивным наследованием. Оба родителя гетерозиготны по мутантному аллелю (генотип Rr) и имеют нормальный фенотип, а ребенок может иметь генотип rr – и быть болен.
3. Если каждый больной имеет больного родителя – наследование доминантное !
Слайд 38

Аутосомно-доминантное наследование

Аутосомно-доминантное
наследование

Слайд 39

Определение генотипов в семьях с доминантным наследованием 1. Все здоровые члены

Определение генотипов в семьях с доминантным наследованием

1. Все здоровые члены семьи

имеют генотип dd.
2. Больные дети будут гетерозиготны (Dd), если только один из родителей будет болен. Такой ребенок получит аллель D от больного родителя и аллель d от здорового родителя.
3. Больные родители здорового ребенка будут иметь генотип Dd и передадут ребенку по одному d аллелю.
4. Правило аутсайдера – больной аутсайдер имеет генотип DdOutsider rule for dominant autosomal pedigrees: An affected outsider (a person with no known parents) is assumed to be heterozygous (Dd).
5. Если больные родители гетерозиготны (Dd), то их больной ребенок будет иметь генотип DD с вероятностью 33% и генотип Dd с вероятностью 66%.
Слайд 40

Аутосомно-доминантное наследование

Аутосомно-доминантное
наследование

Слайд 41

Аутосомно-рецессивное наследование

Аутосомно-рецессивное наследование

Слайд 42

1. Все больные члены семьи имеют генотип rr. 2. При браке

1. Все больные члены семьи имеют генотип rr.
2. При браке больного

члена семьи (rr генотип) с здоровым членом семьи все дети будут иметь генотип Rr.
3. При рождении больного ребенка у здоровых родителей оба родители являются Rr гетерозиготами.
4. Правило аутсайдера – все здоровые аутсайдеры в аутосомно-рецессивной семье гомозиготны по нормальному аллелю (генотип RR).
5. Children of RR x Rr have a 1/2 chance of being RR and a 1/2 chance of being Rr. Note that any siblings who have an rr child must be Rr.
6. Здоровый ребенок у гетерозиготных по аллелю r родителей на 66% будет иметь генотип Rr и на 33% - генотип RR.

Определение генотипов в семьях с рецессивным наследованием

Слайд 43

Аутосомно-рецессивное наследование

Аутосомно-рецессивное наследование

Слайд 44

Гладко было на бумаге, да забыли про овраги … ПРОБЛЕМЫ Фенокопии

Гладко было на бумаге, да забыли про овраги …

ПРОБЛЕМЫ
Фенокопии

Генокопии
Неполная и возраст-зависимая пенетрантность
Разная экспрессивность признака
Другие типы наследования признака
Слайд 45

Митохондриальное наследование Митохондриальная ДНК наследуется только по материнской линии Все дети

Митохондриальное наследование

Митохондриальная ДНК наследуется только по материнской линии
Все дети

больной митохондриальным заболеванием матери наследуют это заболевание
У мужчины с митохондриальным заболеванием все дети будут здоровы
Возможна гетероплазмия – сочетание в одной яйцеклетке нескольких вариантов мтДНК
Слайд 46

Сцепленное с полом наследование - 1 Сцепленный с Y вариант Признак

Сцепленное с полом наследование - 1

Сцепленный с Y вариант
Признак выявляется только

у мужчин и передается по мужской линии всем сыновьям
Признак гемизиготный и проявляется всегда у его носителей
Слайд 47

Матери передают свою Х хромосому с мутантным аллелем и дочерям, и

Матери передают свою Х хромосому с мутантным аллелем и дочерям, и

сыновьям daughters
Мутантную Х хромосому отцы передают только дочерям
Стандартное правило аутсайдеров для женщин в семьях с Х-сцепленным заболеванием. Аутсайдеры-мужчины гемизиготны и всегда очевидно, какой вариант находится на его Х хромосоме .

Сцепленное с полом наследование – 2 (доминантное)

XD = доминантный мутантный аллель
Xd = рецессивный нормальный аллель

Слайд 48

Мужчины получают свою Х хромосому от матери Отцы передают свою Х

Мужчины получают свою Х хромосому от матери
Отцы передают свою Х хромосому

только дочерям
У женщин фенотип наблюдается только при гомозиготности по мутантному аллелю
Фенотип наблюдается у мужчин при наличии мутантного аллеля
Правило аутсайдеров – клинически здоровые женщины рассматриваются как гомозиготы по нормальному аллелю

Сцепленное с полом наследование – 2 (рецессивное)

Слайд 49

Слайд 50

Компьютерные генеалогические программы Составление родословной – задача непростая, требующая и массу

Компьютерные генеалогические программы

Составление родословной – задача непростая, требующая и массу интеллектуальных

расходов и немало временных затрат.
В век информатизации для облегчения сбора и хранения генеалогической информации предложены различные русскоязычные и англоязычные электронные программы, позволяющие облегчить и ускорить составление родословной.
Слайд 51

Клинико-генетические базы данных Online Mendelian Inheritance in Man – OMIM www.

Клинико-генетические базы данных

Online Mendelian Inheritance in Man – OMIM
www. Omim.org
Gene Clinics
www.geneclinics.org
National

Newborn Screening and Genetics Resource Center web site: NNSGRC –
www.genes-r-us.uthscsa.edu/
Alliance of Genetic Support Groups
www.medhlp.netusa.net/www/agsg.htm
Слайд 52

Электронная база данных "Менделевское наследование у человека" (OMIM) OMIM - on-line

Электронная база данных "Менделевское наследование у человека" (OMIM)


OMIM - on-line

mendelian inheritance of man
Для каждой болезни суммированы клинические и молекулярно-генетические данные (о картировании, идентификации гена, практических возможностях генодиагностики).
База находится в Национальном центре биотехнологической информации (США).
Адрес в Интернете: www.ncbi.nlm.nih.gov/omim/
Слайд 53

WWW.PROGENYGENETICS.COM

WWW.PROGENYGENETICS.COM

Слайд 54

PED или «Родословная» http://www.medgen.de/ped/index.html

PED или «Родословная»

http://www.medgen.de/ped/index.html

Слайд 55

MyHeritage.com

MyHeritage.com