Наследственная патология

Содержание

Слайд 2

О ГЕНОМЕ 20-25 тыс. генов благодаря альтернативному сплайсингу обеспечивают образование более

О ГЕНОМЕ

20-25 тыс. генов благодаря альтернативному сплайсингу обеспечивают образование более 100

тыс. белков
Генетика изучает отдельные гены
Геномика изучает геном в целом
Протеомика изучает все белки, экспрессируемые в клетке или ткани
У двух любых человек совпадает 99,5% последовательностей ДНК.
Уникальность каждого индивида – 0,5% генома (15 млн. пар нуклеотидов)
Слайд 3

ГЕНЫ И БОЛЕЗНИ ЧЕЛОВЕКА 670 генетических заболеваний приходится на 1000 человек

ГЕНЫ И БОЛЕЗНИ ЧЕЛОВЕКА

670 генетических заболеваний приходится на 1000 человек
Каждый человек

– носитель 5-8 повреждённых генов
Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

ПРИЧИНЫ УВЕЛИЧЕНИЯ ЧАСТОТЫ НАСЛЕДСТВЕННЫХ ФОРМ ПАТОЛОГИЙ. 1. Ликвидация и уменьшение частоты

ПРИЧИНЫ УВЕЛИЧЕНИЯ ЧАСТОТЫ НАСЛЕДСТВЕННЫХ ФОРМ ПАТОЛОГИЙ.

1. Ликвидация и уменьшение частоты

ряда инфекционные и алиментарных заболеваний.
2. Увеличение средней продолжительности жизни человека.
3. Рост числа и разнообразия мутагенных факторов в окружающей среде.
4. Совершенствование методов диагностики наследственных форм патологий.
Слайд 7

ОСНОВНАЯ ПРИЧИНА НАСЛЕДСТВЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ - МУТАЦИЯ. Мутация - внезапное скачкообразное стойкое

ОСНОВНАЯ ПРИЧИНА НАСЛЕДСТВЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ - МУТАЦИЯ.

Мутация - внезапное скачкообразное стойкое

изменение наследственности.
Мутагены: 1. Физические: ионизирующая радиация R-излучение ИФ-излучение 2. Химические: фенол, ксилол, пестициды, лекарственные средства. 3. Биохимические: вирусы (краснухи, оспы)
Слайд 8

МУТАЦИИ Мутация – стойкое изменение в ДНК. Мутации бывают Генные (изменение

МУТАЦИИ

Мутация – стойкое изменение в ДНК.
Мутации бывают
Генные (изменение структуры ДНК)
Хромосомные

(изменение структуры хромосом)
Геномные (изменение числа хромосом)
Слайд 9

ГЕННЫЕ МУТАЦИИ Точечные мутации в кодирующих последовательностях I. Замена одной АК

ГЕННЫЕ МУТАЦИИ

Точечные мутации в кодирующих последовательностях
I. Замена одной АК

на другую
Изменение значения последовательности – миссенс-мутация (бессмысленная)

Консервативная (нет значимых нарушений функции белка)

Неконсервативная – значительное нарушение функции белка. Пример:
CTC -> CAC при серповидно-клеточной анемии

Слайд 10

ГЕННЫЕ МУТАЦИИ II. Превращение кодирующей АК в стоп-кодон Преждевременная остановка трансляции

ГЕННЫЕ МУТАЦИИ

II. Превращение кодирующей АК в стоп-кодон
Преждевременная остановка трансляции гена
нонсенс-мутация
(CAG ->

UAG (стоп-кодон) в β-глобине приводит к дефициту цепей β-глобина – развитие β-талассемии)
Слайд 11

ГЕННЫЕ МУТАЦИИ Мутации в некодирующих последовательностях (некоторые формы анемии) – не

ГЕННЫЕ МУТАЦИИ

Мутации в некодирующих последовательностях
(некоторые формы анемии) – не затрагивают экзоны,

но возникают в промоторной и энхансерной зонах, в результате чего снижается или прекращается транскрипция. Если возникают в интронах, то нарушается формирование мРНК – продукт гена не синтезируется.
Слайд 12

ГЕННЫЕ МУТАЦИИ

ГЕННЫЕ МУТАЦИИ

Слайд 13

ГЕННЫЕ МУТАЦИИ Делеции Вставки (инсерции) Кроме того, выделяют тринуклеотидные повторы (пример:

ГЕННЫЕ МУТАЦИИ

Делеции
Вставки (инсерции)
Кроме того, выделяют тринуклеотидные повторы (пример: многочисленные повторы

CGG в гене FMR1 приводят к врождённному слабоумию)

Мутации со сдвигом рамки считывания

Слайд 14

ХРОМОСОМНЫЕ МУТАЦИИ

ХРОМОСОМНЫЕ МУТАЦИИ

Слайд 15

ГЕНОМНЫЕ МУТАЦИИ

ГЕНОМНЫЕ МУТАЦИИ

Слайд 16

МУТАЦИИ – ТОЛЬКО ВРЕД? CCR5 – белок, кодируемый одноименным геном на

МУТАЦИИ – ТОЛЬКО ВРЕД?

CCR5 – белок, кодируемый одноименным геном на коротком

плече 3 хромосомы. Находится на поверхности Т-лимфоцитов. При делеции 32 пар оснований в гене возникает мутация CCR5-D32 (CCR5 delta 32). У гетерозигот по данной мутации снижен риск инфицирования ВИЧ, у гомозигот инфицирование невозможно.
Слайд 17

Слайд 18

НАСЛЕДСТВЕННОЕ, СЕМЕЙНОЕ ИЛИ ВРОЖДЁННОЕ ЗАБОЛЕВАНИЕ? Наследственные нарушения происходят от одного из

НАСЛЕДСТВЕННОЕ, СЕМЕЙНОЕ ИЛИ ВРОЖДЁННОЕ ЗАБОЛЕВАНИЕ?

Наследственные нарушения происходят от одного из родителей,

передаются через гаметы от поколения к поколению, следовательно, являются семейными.
Врождённое заболевание = присутствующее при рождении.
НЕ ВСЕ врождённые заболевания генетически обусловлены (врождённый сифилис)
НЕ ВСЕ генетические заболевания врождённые (симптомы при болезни Хантингтона появляются в после 30-40 лет)
Слайд 19

МОНОГЕННОСТЬ И ПОЛИГЕННОСТЬ Моногенные заболевания наследуются по законам Менделя. Типы наследования:

МОНОГЕННОСТЬ И ПОЛИГЕННОСТЬ

Моногенные заболевания наследуются по законам Менделя. Типы наследования: аутосомно-доминантный,

аутосомно-рецессивный, сцепленный с X-хромосомой.
Полигенные заболевания (многофакторные) – взаимодействие определенных комбинаций аллелей и экзогенных факторов (предрасположенность с СД, ИБС, ГБ, атеросклерозу и т.д.)
Слайд 20

АУТОСОМНО-РЕЦЕССИВНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ

АУТОСОМНО-РЕЦЕССИВНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ

Слайд 21

ЗАБОЛЕВАНИЯ, СЦЕПЛЕННЫЕ С Х-ХРОМОСОМОЙ Больной мужчина не передает заболевания сыновьям. 50%

ЗАБОЛЕВАНИЯ, СЦЕПЛЕННЫЕ С Х-ХРОМОСОМОЙ

Больной мужчина не передает заболевания сыновьям. 50% сыновей

гетерозиготной женщины имеют шанс унаследовать мутантный ген
Гетерозиготные женщины редко имеют все фенотипические признаки заболевания, т.к. у них есть парный нормальный аллель.
Практически все заболевания рецессивные.
Слайд 22

ЗАБОЛЕВАНИЯ, СЦЕПЛЕННЫЕ С Х-ХРОМОСОМОЙ

ЗАБОЛЕВАНИЯ, СЦЕПЛЕННЫЕ С Х-ХРОМОСОМОЙ

Слайд 23

Слайд 24

Слайд 25

ОСНОВЫ МОНОГЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ Мутация в гене Аномальный белок или его отсутствие

ОСНОВЫ МОНОГЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Мутация в гене

Аномальный белок или его отсутствие

II. Дефекты
ферментов
(альбинизм,

галактоземия, гликогенозы, мукополисахаридозы)
Накапливаются непереработанные вещества

I. Дефекты мембранных рецепторов и транспортных систем (семейная гиперхолестеринемия)

III. Нарушения структуры, функции или количества неферментных белков (талассемия)

IV. Генетически детерминированные побочные реакции на ЛС (антималярийный перпарат примахин при дефиците глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы вызывает гемолитическую анемию)

Слайд 26

СЕМЕЙНАЯ ГИПЕРХОЛЕСТЕРИНЕМИЯ Метаболизм ЛПНП Мутация в гене, кодирующем рецептор к ЛПНП

СЕМЕЙНАЯ ГИПЕРХОЛЕСТЕРИНЕМИЯ

Метаболизм ЛПНП

Мутация в гене, кодирующем рецептор к ЛПНП (описано более

900 мутаций в этом гене, отнесенных к 5 группам)
1:500 человек
Уровень холестерина с рождения повышен в 2-3 раза у гетерозитот и в 5-6 раз – у гомозигот -> более ранние клинические проявления АС

I. Дефекты мембранных
рецепторов

Слайд 27

РЕГУЛЯЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА ХОЛЕСТЕРИНА

РЕГУЛЯЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА ХОЛЕСТЕРИНА

Слайд 28

ЛИЗОСОМНЫЕ БОЛЕЗНИ НАКОПЛЕНИЯ Кислые гидролазы (ферменты лизосом) перерабатывают внутриклеточные органеллы (аутофагия)

ЛИЗОСОМНЫЕ БОЛЕЗНИ НАКОПЛЕНИЯ

Кислые гидролазы (ферменты лизосом) перерабатывают внутриклеточные органеллы (аутофагия) или

внеклеточные субстраты (гетерофагия). При недостаточности фермента катаболизм субстрата остается незавершенным, он накапливается в лизосомах.
Лизосом особенно много в фагоцитах
увеличение органов, где много фагоцитов
гепато- и спленомегалия

II. Дефекты ферментов

Слайд 29

ЛИЗОСОМНЫЕ БОЛЕЗНИ НАКОПЛЕНИЯ II. Дефекты ферментов

ЛИЗОСОМНЫЕ БОЛЕЗНИ НАКОПЛЕНИЯ

II. Дефекты ферментов

Слайд 30

БОЛЕЗНЬ ТЕЯ-САКСА Ганглиозидоз, обусловленный дефицитом фермента гексоаминидазы А. Заболевание наиболее распространено

БОЛЕЗНЬ ТЕЯ-САКСА

Ганглиозидоз, обусловленный дефицитом фермента гексоаминидазы А.
Заболевание наиболее распространено среди

евреев, частота 1:30.

Лизосомные болезни накопления

Повреждение нейронов (ЦНС, включая сетчатку)
Клиническая картина с 6 месяцев – ухудшение умственного и психомоторного развития, дискоординации.
За 1-2 года развивается полное вегетативное состояние.
Ds – ферментативный анализ

Лизосомы с множеством слоев мембраны, похожие на луковичную кожуру

Слайд 31

БОЛЕЗНЬ ТЕЯ-САКСА Вишнево-красное пятно на макуле – симптом многих болезней накопления,

БОЛЕЗНЬ ТЕЯ-САКСА

Вишнево-красное пятно на макуле – симптом многих болезней накопления, поражающих

нервную систему

Лизосомные болезни накопления

Слайд 32

БОЛЕЗНЬ НИМАНА-ПИКА Типы А и В – нет сфингомиелиназы -> накопление

БОЛЕЗНЬ НИМАНА-ПИКА

Типы А и В – нет сфингомиелиназы -> накопление сфингомиелина

– обязательного компонента клеточных мембран –> липиды накапливаются в лизосомах.
Спленомегалия до 10 раз больше нормы. Характерный признак – выпирание живота из-за гепатомегалии. Лимфаденопатия.
Тип А: Обширное поражение ЦНС, прогрессирующее истощение организма, смерть в течение первых 3 лет жизни.
Тип В: органомегалия, симптоматики со стороны ЦНС обычно нет. Доживают до взрослого возраста.
Диагностика – биохимический анализ активности сфингомиелиназы в биоптате печени или костного мозга
Тип С – нарушение транспорта липидов, накапливаются в клетке. Клиника гетерогенна.

Лизосомные болезни накопления

Слайд 33

БОЛЕЗНЬ НИМАНА-ПИКА Зеброподобные тельца – Переполненные лизосомы Лизосомные болезни накопления Пенистый

БОЛЕЗНЬ НИМАНА-ПИКА

Зеброподобные тельца –
Переполненные лизосомы

Лизосомные болезни накопления

Пенистый вид цитоплазмы гепатоцитов

– следствие отложения липидов
Слайд 34

БОЛЕЗНЬ ГОШЕ Накопление глюкоцереброзида (компонент клеточных мембран стареющих клеток) в результате

БОЛЕЗНЬ ГОШЕ

Накопление глюкоцереброзида (компонент клеточных мембран стареющих клеток) в результате мутации

в гене, кодирующем глюкоцереброзидазу. Гиперспленизм, панцитопения, патологические переломы, лимфаденопатия.
Тип I (ненейропатический) – спленомегалия, поражение ОДА без вовлечения ЦНС. Начало в молодом возрасте. Продолжительность жизни немного снижена.
Тип II (острая нейропатическая форма) – прогрессирует поражение ЦНС (конвульсии, умственная отсталость), смерть в молодом возрасте.
Тип III – промежуточный, системные поражения, начало в молодом возрасте.

Лизосомные болезни накопления

Слайд 35

Слайд 36

ХРОМОСОМНЫЕ БОЛЕЗНИ 6:1000. Геномная или хромосомная мутация

ХРОМОСОМНЫЕ БОЛЕЗНИ

6:1000. Геномная или хромосомная мутация

Слайд 37

ЧАЩЕ ВСТРЕЧАЮТСЯ: Трисомии: - 1. По 21-й хромосоме - болезнь Дауна

ЧАЩЕ ВСТРЕЧАЮТСЯ:

Трисомии: - 1. По 21-й хромосоме - болезнь Дауна нарушение лицевого

черепа и мозга сердце, ЖКТ, легкие, мозг, аномалии кистей, ног. Частота: 1 ребенок на 500 (800) новорожденных. - 2. По 13-й хромосоме - синдром Патау. нарушение мозгового и пищевого черепа полидактилия, брахидактилия незавершенный поворот кишечника незаращение перегородки сердца Частота: 1 ребенок на 5-7 тыс. новорожденных. - 3. По 18-й хромосоме - синдром Эдвардс. Частота : 1 на 7 тыс. новорожденных. дефекты сердца, кишечника, конечностей.
- 4. YXX - набор половых хромосом. Синдром Кляйнфельтера. Обнаруживается половой хроматин. Частота: 1 на 800 (1000) новорожденных мальчиков. - 5. YYX - повышена агрессивность. - 6. Трисомия Х - женский организм, первичная аменорея 2 половых хроматина
Слайд 38

СТИГМЫ ДИЗЭМБРИОГЕНЕЗА Анатомическое отклонение от строения органа или части тела, проявляется

СТИГМЫ ДИЗЭМБРИОГЕНЕЗА

Анатомическое отклонение от строения органа или части тела, проявляется с

новорожденного периода. Это результат единичных мутаций, но наличие у ребенка нескольких стигм часто обусловлено серьёзной хромосомной аномалией.
Примеры: аномалии развития мозгового черепа (долихоцефалия, брахицефалия), низкое расположение ушных раковин, эпикантус, запавшее переносье, микро- и макростомия, «карпий» рот, готическое нёбо, «заячья» губа, разнообразие форм грудной клетки, удлинение или укорочение как всей конечности, так и пальцев, полидактилия, плоская стопа, гипогонадизм, гипоплазия наружных половых органов и т.д.
Слайд 39

Долихоцефалия, плоский и широкий нос, низкое расположение ушных раковин Полидактилия Готическое нёбо

Долихоцефалия, плоский и широкий нос, низкое расположение ушных раковин

Полидактилия

Готическое нёбо

Слайд 40

ТРИСОМИЯ ПО 21-Й ХРОМОСОМЕ (СИНДРОМ ДАУНА) 47XX, 47XY Родители здоровы. Причина

ТРИСОМИЯ ПО 21-Й ХРОМОСОМЕ (СИНДРОМ ДАУНА) 47XX, 47XY

Родители здоровы. Причина –

нерасхождение хромосомы в мейозе.
Синдром Дауна – ведущая причина умственной отсталости, около 80% имеют IQ 25-50, пациенты отличаются мягким характером, дружелюбны.
Около 40% имеют пороки сердца – причина большинства летальных исходов.
Риск заболевания лейкемией в 10-20 раз выше.
Продолжительность жизни в среднем 47 лет.
После 40 лет нейропатологические болезни, схожи с болезнью Альцгеймера.
Молекулярные основы заболевания до сих пор не изучены.

Геномные заболевания

Слайд 41

Слайд 42

Слайд 43

Слайд 44

ЗАБОЛЕВАНИЯ, ВЫЗВАННЫЕ ПОРАЖЕНИЕМ ПОЛОВЫХ ХРОМОСОМ Синдром Клайнфельтера – мужской гипогонадизм, 47XXY

ЗАБОЛЕВАНИЯ, ВЫЗВАННЫЕ ПОРАЖЕНИЕМ ПОЛОВЫХ ХРОМОСОМ

Синдром Клайнфельтера – мужской гипогонадизм, 47XXY (90%).

1:660 мальчиков.
Синдром Тернера – первичный гипогонадизм у фенотипических женщин. 1:2000 девочек. 45Х (57%), структурные аномалии Х-хромосомы (14%), мозаицизм (29%).
Гермафродитизм и псевдогермафродитизм. Истинный гермафродитизм – наличие овариальной и тестикулярной ткани, 46ХХ или 46ХХ/46XY (мозаицизм). Ложный (псевдогермафродитизм) – несоответствие фенотипического пола гонадному, 46XX.
Слайд 45

Слайд 46

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ДИАГНОСТИКА ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ДИАГНОСТИКА ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Слайд 47

ПОКАЗАНИЯ К ПРЕНАТАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКЕ НАСЛЕДСТВЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ Возраст матери >35 лет Один

ПОКАЗАНИЯ К ПРЕНАТАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКЕ НАСЛЕДСТВЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Возраст матери >35 лет
Один из родителей

является носителем мутантного гена
У одного из родителей уже есть ребенок с хромосомной аномалией
Выявленные на УЗИ нарушения развития плода
Один из родителей носитель сцепленного с Х-хромосомой заболевания, важно определить пол плода
Аномальные уровни -фетопротеина, β-хорионического гонадотропина человека и эстрадиола при трехкратном повторении теста
Слайд 48

ПОКАЗАНИЯ К ПОСТНАТАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКЕ НАСЛЕДСТВЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ Множественные врожденные пороки Не объясненная

ПОКАЗАНИЯ К ПОСТНАТАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКЕ НАСЛЕДСТВЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Множественные врожденные пороки
Не объясненная другими причинами

умственная отсталость и/или задержка развития
Подозрение на анеуплоидию (признаки синдрома Дауна)
Подозрение на аномалии половых хромосом (синдром Тернера)
Подозрение на синдром ломкой Х-хромосомы
Бесплодие
Многократные самопроизвольные аборты
Слайд 49

МЕТОДЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИАГНОСТИКИ ГЕНОМНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ПЦР Секвенирование ДНК Расширенный геномный анализ

МЕТОДЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИАГНОСТИКИ ГЕНОМНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ

ПЦР
Секвенирование ДНК
Расширенный геномный анализ
Саузерн-блоттинг
Метод флуоресцентной гибридизации in

situ (FISH)
Метод сравнительной геномной гибридизации
Анализ РНК