1 Медицинская генетика
Медицинская генетика – раздел генетики, изучающий роль наследственных факторов в возникновении патологии человека В настоящее время описано более 5000 наследственных заболеваний и аномалий развития человека Около 5% детей рождается с тем или иным генетическим дефектом 2
Популяционная генетика – изучает поведение мутантных генов в популяциях человека, распространенность и спектр наследственных заболеваний в популяциях с различной структурой 3
Биохимическая генетика – изучает особенности патогенетических механизмов наследственных заболеваний, протекающих с нарушениями различных биохимических процессов в организме человека Одним из разделов биохимической генетики является протеомика – наука, занимающаяся идентификацией белковых продуктов, экспрессируемых генами, и анализом их биохимических превращений 4
Клиническая генетика – изучает и выявляет симптомы наследственных болезней, разрабатывает способы их профилактики и лечения Клиническая цитогенетика – раздел современной медицины, занимающийся разработкой способов диагностики хромосомных аномалий у человека и изучением особенностей их клинических проявлений 5
Молекулярная медицинская генетика – раздел медицинской генетики, задача которой состоит в картировании и анализе мутаций, определяющих различные наследственные заболевания человека Иммуногенетика – изучает генетические механизмы иммунного ответа 6
Онкогенетика – определяет генетические механизмы опухолевого роста клеток Генетика онтогенеза – изучает особенности генетического контроля процессов раннего эмбрионального развития 7
Генеалогический метод (клинико-генеалогический метод) – предусматривает анализ родословных для определения типа наследования Включает три основных этапа: Клиническое обследование Составление родословной Генеалогический анализ 8
Клинико-генеалогический метод Составление родословной начинается с пробанда, т.е. лица, первым попавшего в поле зрение исследователя Всех детей одной супружеской пары называют сибсами ( SI sters – B rother S ) Если у братьев и сестер только один родитель является общим – полусибсами 9
10
Клинико-генеалогический метод В родословной сибсы располагаются в порядке рождения горизонтально слева направо, начиная со старшего Все члены одного поколения располагаются в одном ряду Ряды поколений нумерую римскими цифрами, а представители одного поколения – арабскими – слева направо 11
12
Близнецовый метод Метод основан на сравнении по ряду признаков монозиготных (однояйцовых) и дизиготных (разнояйцовых) близнецов Применяется для выяснения степени наследственной обусловленности исследуемых признаков 13
Близнецовый метод Монозиготные близнецы развиваются их одной оплодотворенной яйцеклетки и имеют 100% общих генов и выявляемые между ними различия не связаны с наследственным фактором Дизиготные близнецы развиваются из разных яйцеклеток, оплодотворенных разными сперматозоидами, и имеют 50% общих генов 14
Близнецовый метод Полученные данные анализируются по показателям конкордантности (сходства) и дискордантности (различия) признака, выражаемым в процентах Также вычисляется частота возникновения заболевания/признака в каждой группе близнецов 15
Популяционные (популяционно-статистические) методы Определяют частоты генов, степень гетерозиготности и полиморфизма Устанавливают, как меняются частоты генов под действием отбора Анализируют влияние факторов внешней среды на экспрессию генов Определяют степень межпопуляционного генетического разнообразия и вычисляют генетическое расстояние между популяциями 16
Методы генетического картирования наследственных заболеваний Устанавливают хромосомную локализацию гена, ответственного за определенную нозологическую форму, идентифицируют и выявляют типы патологических мутаций, разрабатывают методы ДНК-диагностики и профилактики В настоящее время построена подробная генетическая карта генома человека с локализованными на ней примерно 6000 ДНК-маркерами 17
Цитогенетический метод Анализ кариотипа человека проводят: В активно делящихся клетках (например, костный мозг) В культуре делящихся клеток (например, культуры клеток периферической крови) Из клеток получают препараты хромосом, зафиксировав клетки на стадии метафазы колхицином 18
Для окраски препаратов хромосом применяют два подхода: Сплошной метод Методы дифференциальной окраски 19
Сплошной или рутинный метод окраски – применяют для определения количества хромосом и выявления геномных мутаций Используют краситель Гимзы, который равномерно окрашивает хромосомы Главный недостаток – не позволяет определять структурные перестройки хромосом 20
21 Хромосомы человека, окрашенные методом сплошной окраски
Методы дифференциальной окраски – хромосомы приобретают поперечную исчерченность Расположение и толщина темных и светлых полос строго индивидуальны для каждой хромосомы, что позволяет проводить их точную идентификацию и выявлять структурные перестройки Для объяснения разности окраски предложены несколько гипотез: различное соотношение пар А-Т и Г-Ц, особенности строения нуклеосом и др. 22
23 Хромосомы человека, окрашенные G- методом дифференциальной окраски
24 Для целей идентификации всех имеющихся хромосомных перестроек, особенно если они небольшого размера применяются методы с использованием клонированных или выделенных участков ДНК, меченных флуоресцирующими веществами – флуоресцентная гибридизация in situ (FISH-метод)
Болезни, обусловленные мутацией в одном гене, наследование которых подчиняется менделевским закономерностям - моногенные менделирующие заболевания Пример: М уковисцидоз – аутосомно-рецессивная наследственная болезнь (встречаемость 1:6000) проявляется увеличением вязкости секрета, выделяемого слизеобразующими железами бронхов, кишечника, поджелудочной железы, семенников и придаточных пазух носа, что приводит их к закупорке субстратом являются мутации в виде делеций трех нуклеотидов или однонуклеотидных замен в 10 экзоне гена 7 q31.2 в длинном плече 7-й хромосомы 25
Хромосомные синдромы, являющиеся следствием структурных или количественных перестроек хромосом Пример: Синдром Дауна - т рисомия 21-й хромосомы (встречаемость в среднем 1:650) характерно уплощенное лицо, монголоидный разрез глаз, эпикант, короткий нос с плоской спинкой, макроглоссия, умственная отсталость, снижение клеточного и гуморального иммунитета 95% случаев возникает вследствие нерасхождения хромосом во время 1-го деления мейоза 26
Мультифакториальные заболевания, для возникновения которых необходимо сочетанное действие генетических и средовых факторов Примеры: Псориаз Ревматоидный артрит Рассеянный склероз Инсулинзависимый сахарный диабет Болезнь Альцгеймера Некоторые формы эссенциальной гипертензии 27
Моногенные заболевания с нетрадиционным типом наследования, отличающимся от менделевского Заболевания, наследуемые сцепленно с полом Митохондриальные заболевания Болезни геномного импринтинга Болезни экспансии тринуклеотидных повторов Примеры: Гемофилия (ген, локализованный на Х хромосоме) Синдром митохондриальной энцефалопатии Синдромы Прадера-Вилли и Энгельмана (15 хромосома) 28
Одним из разделов медицинской генетики является профилактика наследственной патологии у человека Профилактические мероприятия можно разделить на две группы: 1) предотвращение рождения ребенка с наследственной патологией – первичная профилактика 2) снижение риска развития заболевания у лиц с патологическими изменениями генотипа – вторичная профилактика 29
Медико-генетическое консультирование – один из видов специализированной медицинской помощи, направленный на предотвращение рождения ребенка с наследственным заболеванием Виды консультирования: Ретроспективное консультирование Проспективное консультирование 30
Ретроспективное консультирование – в семье, уже имеющей больного ребенка, определяется повторный риск рождения больного ребенка и планируются профилактические мероприятия Проспективное консультирование – проводится в семье, имеющей повышенный риск рождения больного ребенка (супруги - кровные родственники; наследственные заболевания в родословных мужа или жены; воздействие на беременную неблагоприятных факторов) 31
Состоит из трех этапов: Постановка диагноза наследственного заболевания и определение типа его наследования Установление генотипов консультирующихся и членов их семей с последующим расчетом риска возникновения заболевания Исследование возможности профилактических мероприятий и определение наиболее эффективного способа их проведения 32
Пренатальная диагностика – диагностика наследственных заболеваний до рождения плода (проводят до 20-22 недели беременности) Методы пренатальной диагностики: Амниоцентез – пункция околоплодного пузыря (15-16 неделя беременности) с целью получения амниотической жидкости, содержащей продукты жизнедеятельности плода и его покровные клетки Биопсия ворсин хориона (1-й триместр беременности) УЗИ плода 33
