Изменчивость, ее формы и проявления. Наследственные болезни

Содержание

Слайд 2

Изменчивость – фундаментальное свойство живых организмов приобретать новые признаки и свойства

Изменчивость – фундаментальное свойство живых организмов приобретать новые признаки и свойства

в процессе онтогенеза.
Выделяют модификационную, комбинативную и мутационную изменчивость
Слайд 3

Фенотипическая ненаследственная Признаки для которых характерен этот вид изменчивости: рост, масса

Фенотипическая ненаследственная
Признаки для которых характерен этот вид изменчивости: рост, масса

, окраска
Механизм: условия среды воздействуют на реакции и приводят к их изменению
Факторы:
1. определяются влиянием среды. Имеют направленный характер
2. изменения не наследуются потомками, связаны только с фенотипом
3. изменения появляются массово
4. изменения носят адаптивный характер (приспособительный)
Слайд 4

Предел, в котором изменяется фенотипическое проявление генотипа, в зависимости от условий

Предел, в котором изменяется фенотипическое проявление генотипа, в зависимости от условий

внешней среды
Узкая - изменения признака незначительны
Широкая
Графическое выражение изменчивости признака, отражает размах вариации и частоты встречаемости - вариационным рядом

30 чел. 50 чел. 60 чел. 56 чел. 59 чел.

Рост, см

Слайд 5

Генотипическая наследственная Получение новых сочетаний генов в генотипе Механизм: 1. независимое

Генотипическая наследственная
Получение новых сочетаний генов в генотипе
Механизм:
1. независимое расхождение

хромосом в анафазе мейоза-1, хроматид в анафазе мейоза-2
2. перекомбинация генов при кроссинговере
3. случайное сочетание гамет при оплодотворении
Слайд 6

Генотипическая наследственная Мутации генов в генотипе Свойства мутаций: 1. возникают внезапно

Генотипическая наследственная
Мутации генов в генотипе
Свойства мутаций:
1. возникают внезапно
2. наследуются
3.

ненаправлены
4. могут возникать повторно

NB! В ходе репликации и рекомбинации постоянно возникают различные нарушения в структуре ДНК и хромосом, которые распознаются и исправляются системами репарации. Нарушения во время реализации этого процесса может приводить к мутациям.

Слайд 7

Наследственная патология связана с мутациями (т.е. с изменением генетического материала). Средняя

Наследственная патология связана с мутациями (т.е. с изменением генетического материала).
Средняя

частота мутаций 10-6 на 1 гамету в поколение.
Причины мутаций - мутагены.
Слайд 8

физические - ионизирующее излучение, температурный фактор, химические – АФК, ароматические углеводороды,

физические - ионизирующее излучение, температурный фактор,
химические – АФК, ароматические углеводороды, цитостатики,

органические растворители, пестициды, препараты ртути,
биологические – вирусы кори, краснухи, гриппа, антигены некоторых микроорганизмов
Слайд 9

Если по происхождению мутагены относятся к факторам окружающей среды, то они

Если по происхождению мутагены относятся к факторам окружающей среды, то они

называются экзогенные.
Если они образуются во время жизнедеятельности организма, то - эндогенные.
Мутагенез - это, соответственно, процесс.
Слайд 10

в соматических клетках злокачественные опухоли врожденные пороки развития в половых (генеративные)

в соматических клетках
злокачественные опухоли
врожденные пороки развития
в половых (генеративные)
наследственные болезни
болезни

с наследственной предрасположенностью ( МФЗ)
врожденные пороки развития (мутации во время органогенеза)
Слайд 11

Спонтанные (самопроизвольные) Под действием естественных мутагенных факторов внешней среды без вмешательства

Спонтанные (самопроизвольные)
Под действием естественных мутагенных факторов внешней среды без вмешательства человека


Индуцированные
Появляются в результате направленного воздействия определенных мутагенных факторов
Слайд 12

Летальные Вызывают гибель организма Сублетальные Снижают жизнедеятельность Нейтральные Не влияют жизнедеятельность

Летальные
Вызывают гибель организма
Сублетальные
Снижают жизнедеятельность
Нейтральные
Не влияют жизнедеятельность

Слайд 13

Доминантные Субдоминантные (проявляющиеся частично) Рецессивные

Доминантные
Субдоминантные (проявляющиеся частично)
Рецессивные

Слайд 14

Генные – изменение молекулярной структуры гена (последовательности нуклеотидов) в пределах одного

Генные – изменение молекулярной структуры гена (последовательности нуклеотидов) в пределах одного

гена
Хромосомные – изменение структуры хромосом
Геномные – изменение количества хромосом
Слайд 15

Гены Структурные Регуляторные в кодирующей части –может качественно измениться синтез белка

Гены

Структурные
Регуляторные
в кодирующей части –может качественно измениться синтез белка


в регуляторной части – например, в промоторе –количественно измениться
в интронах – ничего не будет – нейтральная (сайлент) мутация
Слайд 16

Слайд 17

Заболевания связанные с генными мутациями могут быть – моногенными (1 ген

Заболевания связанные с генными мутациями могут быть – моногенными (1 ген

– 1 заболевание)
Пример – фенилкетонурия – аутосомно-рецессивное заболевание, обусловленное нарушением обмена незаменимой аминокислоты фенилаланина, поступающей в организм человека с белковой пищей
ФКУ 1 типа – дефицит фенилаланин-4-гидроксилазы
ФКУ 2 и 3 типа – дефект птеринового кофактора (1-3%)

https://zen.yandex.ru/media/kak_to_tak/fenilketonuriia-chto-eto-za-bolezn-prichiny-simptomy-lechenie-5cee2cd0c57ced00ae10b11f

https://zen.yandex.ru/media/kak_to_tak/fenilketonuriia-chto-eto-za-bolezn-prichiny-simptomy-lechenie-5cee2cd0c57ced00ae10b11f

Слайд 18

Эпидемиология фенилкетонурия Причина – рецессивная мутация Частота ФКУ составляет 1 на

Эпидемиология фенилкетонурия
Причина – рецессивная мутация
Частота ФКУ составляет 1 на 10

000 новорожденных
(1 : 4370 в Турции, 1 : 80500 в Японии, 1 : 12280 Италия)
(1 : 4735 Курская область, 1 : 18000 Республика Тыва, 1 : 7600 Санкт-Петербург, 1 : 6772 Москва)
Частота носителей гена (гетерозиготы) 1 на 50

https://zen.yandex.ru/media/kak_to_tak/fenilketonuriia-chto-eto-za-bolezn-prichiny-simptomy-lechenie-5cee2cd0c57ced00ae10b11f

Слайд 19

Фенилкетонурия 1 тип - дефицит фермента фенилаланингидроксилазы ведет к накоплению фенилаланина

Фенилкетонурия

1 тип - дефицит фермента фенилаланингидроксилазы ведет к накоплению фенилаланина

и продуктов его распада в биологических жидкостях – 12q22-q24.1
2 тип – дефицит цитозольной дигидроптеринредуктазы, который приводит к блоку на пути превращения фенилаланина в тирозин, а также предшественников образованиякатехоламинов и серотонина – 4р15.3
3 тип – недостаточность цитозольной 6-пирувоилтетрагидроптеринсинтетазы в печени и эритроцитах, участвующей в процессе синтеза тетрогидробиоптерина из дигидронеоптерина трифосфата – q22.3-23.3
Слайд 20

Заболевание На первом году жизни (2-6 месяцев) – вялость, отсутствие интереса

Заболевание

На первом году жизни (2-6 месяцев) – вялость, отсутствие интереса

к окружающему, иногда повышенная раздражительность, беспокойство, срыгивание, гипотония, судороги, явления дерматита
Задержка мышечного и психического развития
Микроцефалия и гидроцефалия
Гипопигментация кожи
Эпилептические приступы
Течение прогрессирующее, приводящее к смерти на 2-3 году жизни
Слайд 21

Серповидноклеточная анемия Мутация в гене β-субъединицы гемоглобина Дефект гена HBB -

Серповидноклеточная анемия

Мутация в гене β-субъединицы гемоглобина
Дефект гена HBB - 11p15.5.


Дефектный гемоглобин HbS образуется в результате замены валина на глутаминовую кислоту

Отдавая тканям кислород гемоглобин полимеризуется с образованием волокон, которые деформируют эритроциты с формированием длинных цепей, эритроциты становятся серповидными
Это вызывает увеличение вязкости крови, стаз; создается механическая преграда в мелких артериолах и капиллярах, что приводит к тканевой ишемии (с чем связаны болевые кризы), образуются тромбы, возникает анемия.

Слайд 22

ЦТТ в ДНК ГАА в РНК ЦАТ в ДНК ГУА в

ЦТТ в ДНК
ГАА в РНК

ЦАТ в ДНК
ГУА в РНК

Миссенс мутация. Пример

– серповидно-клеточная анемия.
Замена пары нуклеотидов привела к замене аминокислоты в белке, т.е.изменилась первичная структура, что повлекло изменение вторичной, третичной и четвертичной и формы эритроцитов.
Слайд 23

Слайд 24

Нонсенс мутация может возникнуть как в результате замены нуклеотида, так и

Нонсенс мутация может возникнуть как в результате замены нуклеотида, так и

при сдвиге рамки считывания. Пример: группа крови О. У людей с данной группой крови в гене произошло выпадение (делеция) одного нуклеотида – в результате возник стоп-кодон. Синтезируется короткий и неактивный белок-фермент.
Слайд 25

Антигены А и В – олигосахариды, синтезируются из антигена Н под

Антигены А и В – олигосахариды, синтезируются из антигена Н под

действием белков-ферментов А (аллель IA) или В (аллель IВ). Мутация «0» в гене (аллель I0) привела к образованию неактивного белка.

А

Слайд 26

Прогерия – генетическое заболевание, характеризующееся быстрым постарением. Слева направо: 15, 12

Прогерия – генетическое заболевание,
характеризующееся быстрым постарением.

Слева направо: 15, 12

и 26 лет

Быстрое старение молодого организма

Описана независимо двумя врачами Дж. Хатчинсоном (1886 г.)  и Х. Гилфордом (1904 г.). 
В их честь это заболевание называется синдромом  Хатчинсона-Гилфорда.
За 125 лет в медицинской практике было описано более ста случаев заболевания детской прогерией

Взрослая форма (синдром Вернера)

Слайд 27

Детская форма мутация в гене LMNA, возникшей ещё на стадии внутриутробного

Детская форма
мутация в гене LMNA, возникшей ещё на стадии внутриутробного

развития.
Ген LMNA кодирует белок ламин А, который играет важную роль в формировании структуры ядра клеток. При прогерии белок не выполняет свою функцию, что приводит в конечном счёте к преждевременной гибели клеток. 
Слайд 28

При взрослой форме заболевания (синдром Вернера) мутация не возникает впервые, а

При взрослой форме заболевания (синдром Вернера) мутация не возникает впервые, а

наследуется. Это аутосомно-рецессивное заболевание, то есть ребёнок должен унаследовать по одной копии дефектного гена RECQL2 от каждого из родителей. Эта форма встречается чаще, чем https://www.wonderzine.com/wonderzine/health/wellness/242771-progeriaдетская
Слайд 29

Слайд 30

Соматические мутации в специфических генах, участвующих в контроле клеточного деления, дифференцировки,

Соматические мутации в специфических генах, участвующих в контроле клеточного деления, дифференцировки,

пролиферации, являются причиной развития многих онкологических заболеваний.
Эти гены делятся на два класса: доминантные и рецессивные онкогены.
Таким образом, рак – это болезнь генов, обусловленная мутациями, чаще всего возникающими de novo в тех соматических клетках и тканях.
Слайд 31

Основная сложность состоит в понимании генетических основ мультифакториальных заболеваний, к которым

Основная сложность состоит в понимании генетических основ мультифакториальных заболеваний, к которым

относится большинство распространенных болезней человека, в том числе артериальная гипертония, коронарный атеросклероз, сердечная недостаточность, сахарный диабет и т.д.

дефект (мутация) одного гена, в силу особенностей его участия в метаболических процессах организма, вызывает заболевание

Распространенные генетические варианты (частота >1%)

Участвует множество генов
Факторы внешней среды
Межгенные взаимодействия

Слайд 32

Нарушение структуры хромосомы межхромосомные, изохромосомные

Нарушение структуры хромосомы
межхромосомные, изохромосомные

Слайд 33

Большинство мутаций летальны. Патологический кариотип характерен для всех клеток. Если мутации во время органогенеза- мозаицизм

Большинство мутаций летальны.
Патологический кариотип характерен для всех клеток.
Если мутации во

время органогенеза- мозаицизм
Слайд 34

Слайд 35

Аутосомные – в аутосомах (неполовых хромосомах) Сцепленные с Х-хромосомой Сцепленные с Y-хромосомой

Аутосомные – в аутосомах (неполовых хромосомах)
Сцепленные с Х-хромосомой
Сцепленные с Y-хромосомой

Слайд 36

Моносомии, ХО Полисомии , ХХХ, синдром Дауна Анеуплоидии, Полиплоидии (1п, 3п,

Моносомии, ХО
Полисомии , ХХХ, синдром Дауна
Анеуплоидии,
Полиплоидии (1п, 3п, 4п).

Геномные

– изменение числа хромосом . Полиплоидии (изменение числа хромосом в кариотипе кратное гаплоидному набору(1п, 3п, 4п)) и гетероплоиди
Слайд 37

Генотип 47, ХХ / ХУ, 21+

Генотип 47, ХХ / ХУ, 21+

Слайд 38

Девушка 22 г. Генотип 45, ХО. Рост 145 см. Малоразвитые вторичные Половые признаки

Девушка 22 г.
Генотип 45, ХО. Рост 145 см.
Малоразвитые вторичные
Половые признаки

Слайд 39

Синдром Кляйнефелтера (ХХУ, ХХХУ, ХХХХУ) 2-2,5 случая на 1000. Трисомия Х

Синдром Кляйнефелтера (ХХУ, ХХХУ, ХХХХУ) 2-2,5 случая на 1000.
Трисомия Х (ХХХ)

1:1000.
Синдром Шерешевского- Тернера (ХО) 1:3000.
Слайд 40

Слайд 41

Ядерные Цитоплазматические (немногочисленные, но тяжелые митохондриальные болезни) Митохондрии имеют свою кольцевую ДНК

Ядерные
Цитоплазматические (немногочисленные, но тяжелые митохондриальные болезни)

Митохондрии имеют свою кольцевую ДНК

Слайд 42

Происхождение и дифференцировка эмбриональных и внезародышевых структур в раннем эмбриогенезе человека

Происхождение и дифференцировка эмбриональных
и внезародышевых структур в раннем эмбриогенезе человека

Слайд 43

Слайд 44

Формы наследственной патологии Частота на 1000 1. МОНОГЕННЫЕ 4.5 – 15.0

Формы наследственной патологии Частота на 1000
1. МОНОГЕННЫЕ 4.5 – 15.0
Аутосомно-доминантные 2.0

– 9.5
Аутосомно-рецессивные 2.0 – 3.5
Х-сцепленные 0.5 – 15.0
2. ХРОМОСОМНЫЕ 5.0 – 7.0
3. МУЛЬТИФАКТОРИАЛЬНЫЕ 7.0 – 10.0
4. ВРОЖДЕННЫЕ ПОРОКИ РАЗВИТИЯ 19.0 – 22.0
Слайд 45

Уродства – дефекты морфогенеза, наиболее тяжелые проявления ВПР Дисплазии – деформации,

Уродства – дефекты морфогенеза, наиболее тяжелые проявления ВПР
Дисплазии – деформации, морфологические

врожденные изменения, выходящие за рамки общепринятых норм
Малые аномалии развития – стигмы дизэмбриогенеза: синдактилия, ямочки на щеках, искривление мизинца, дефекты, не требующие медицинского вмешательства
Клинически значимые пороки развития – врожденные аномалии требующие медицинского вмешательства
Слайд 46

ЛС, алкоголь, марихуана, героин, кокаин, гипертемия, вещества, загрязняющие окружающую среду, инфекционные заболевания:

ЛС, алкоголь, марихуана, героин, кокаин, гипертемия, вещества, загрязняющие окружающую среду, инфекционные

заболевания:
Слайд 47