- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Введение в медицинскую генетику презентация
Содержание
- 1. Введение в медицинскую генетику
- 2. Генетика Изучает два свойства живых организмов: Наследственность Изменчивость
- 3. Значение генетики для медицины Генетика – теоретическая
- 4. Фенотип = Генотип + среда Ген →
- 5. Медицинская генетика Изучает роль генетических факторов
- 6. История развития генетики Гиппократ (v век до
- 7. Аристотель Аристотель (IV век до н.э.) –
- 8. Ф.Гальтон – впервые выделил «наследственность» человека как
- 9. Основные законы наследования Сформулированы чешским естествоиспытателем
- 10. Рождение генетики 1900г. 1900г. – переоткрытие законов
- 11. Этапы развития генетики ( по С.М.
- 12. Iэтап 1900-1912гг «Триумфального шествия менделизма» Доказана универсальность
- 13. Iэтап 1900-1912гг Основные достижения: Наследственные задатки
- 14. Главный вопрос генетика Что такое ген и как он работает?
- 15. Гены контролируют течение биохимических процессов
- 16. IIэтап 1912-1925 Создание и утверждение хромосомной теории
- 17. Николай Константинович Кольцов (1872-1940) Основоположник экспериментальной цитологии
- 18. IIэтап 1912-1925 генетические школы в России 1919г.
- 19. Николай Иванович Вавилов (1887-1943) Основоположник эволюционной генетики
- 20. III этап -1925-1940гг изучение мутагенеза 1925г. Надсон
- 21. III этап -1925-1940гг Основные достижения: Мутации
- 22. Александр Сергеевич Серебровский (1892-1948) С 1921
- 23. Сергей Николаевич Давиденков (1880-1961) В 1925 г. -
- 24. Г.А. Левитский Г.А. Левитский -в 1924г
- 25. IV этап 1940- 1955гг. Генетика бактерий и
- 26. «Один ген – один фермент» 1945г
- 27. Лайнус Карл Полинг- лауреат двух Нобелевских
- 28. 1953г – Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик
- 29. V этап 1955- 1990гг. Молекулярная генетика и
- 30. Изучен кариотип человека. Создана международная классификация
- 31. У человека 46 хромосом!!!! 26 января 1956
- 32. 1959 г. – Ж. Лежен (J.Lejeune) идентифицировал
- 33. Франсуа Жакоб и Жак Моно 1961г-
- 34. Виктор Маккьюсик в 1966 г.
- 35. конец 60-х – начало 70-х годов XX
- 36. ПЦР –полимеразная цепная реакция ПЦР — это циклический
- 37. ПЦР Сам принцип метода цепной полимеразной реакции
- 38. Изобретение ПЦР стлало возможным благодаря: В 1953
- 39. Молекулярно-цитогенетические методы 1986 г .
- 40. Молекулярно-цитогенетические методы 24-х цветный FISH (флюоресцентная гибридизация in situ) D. Pinkel
- 41. Секвенирование Метод определения нуклеотидной последовательности ДНК.
- 42. Секвенирование
- 43. VI этап 1990г- … Изучение генома Геном
- 44. Проект «Геном человека» международный научно-исследовательский проект, начат в 1990г
- 45. Значение изучения генома Практическое: Разработка методов ДНК
- 46. ГЕНОТЕРАПИЯ Генотерапия – это метод для исправления
- 47. Генная терапия
- 48. Перспективные направления геномики Функциональная геномика (изучение функций
- 49. ДРУГИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ ГЕНЕТИКИ В ПРАКТИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЕ
- 51. Фенотип = Генотип + среда С точки
- 52. ВПР –врожденный порок развития Стойкое морфологическое
- 53. МАР МАР –малые аномалии развития (стигмы)
- 56. Сравнительная характеристика наследственной патологии.
- 58. Моногенные болезни Причина: генные мутации -изменение последовательности
- 59. Фенотипический эффект 50%случаев гибели зиготы до имплантации
- 60. Классификация по пораженным системам (клиническая) Болезни нервной
- 61. Классификация по нарушению обмена (биохимическая) Болезни аминокислот:
- 62. Болезни накопления Причина: недостаток ферментов лизосом Проявляются
- 63. Типы наследования признаков Зависит: От количества генов,
- 64. Типы наследования признаков
- 65. Типы наследования признаков А В
- 66. Типы наследования признаков
- 67. Основные типы наследования Сцепленное с полом:
- 68. Аутосомно-доминантное наследование Частота встречаемости 1: 10 000.
- 69. Аутосомно-доминантные: ахондроплазия (карликовость) полидактилия нейрофиброматоз синдром Марфана
- 70. Отклонения Вновь возникшие мутации в половых
- 71. Пенетрантность Оценка пенетрантности аутосомно-доминантного гена с помощью
- 72. Аутосомно-рецессивное наследование Признаки: Заболевания встречаются редко. В
- 73. Синдром Коккейна Ген находится в
- 74. Аутосомно-рецессивные: Фенилкетонурия галактоземия альбинизм Муковисцидоз идиотия Тея-Сакса Синдром Коккейна
- 75. Механизмы доминантности Чаще доминантно наследуются дефекты структурных
- 76. Несовершенный остеогенез вызван дефектом коллагена 1 типа.
- 77. Несовершенный остеогенез
- 78. Исключения: Аутосомно- рецессивные мутации структурных белков:
- 79. X-сцепленное наследование Известно около 300 заболеваний
- 80. X-сцепленное рецессивное наследование
- 81. X-сцепленное рецессивное наследование Заболевание никогда не передается
- 82. Родословная по гемофилии в царской семье
- 83. X-сцепленное рецессивное Примеры:
- 84. X-сцепленное доминантное наследование Имитирует аутосомно-доминантное НО!
- 85. X-сцепленное доминантное наследование Примеры:
- 86. Х-сцепленное доминантное Синдром тестикулярной феминизации (Синдром Мориса)
- 87. Y-сцепленное наследование Данный тип наследования характеризуется только
- 88. Y-сцепленное наследование Все гены Y-хромосомы можно разделить
- 89. Митохондриальное наследование Обусловлено генами, локализованными в
Генетика Изучает два свойства живых организмов: Наследственность Изменчивость
Слайд 3Значение генетики для медицины
Генетика – теоретическая основа современной медицины
50% коек в
педиатрических стационарах занято больными с наследственной патологией!!!
5% детей рождается с наследственными и врожденными заболеваниями
5% детей рождается с наследственными и врожденными заболеваниями
Слайд 4Фенотип = Генотип + среда
Ген → белок → признак
Любой патологический процесс
имеет молекулярную, а следовательно генетическую основу!!!
Появилась молекулярная медицина!
Появилась молекулярная медицина!
Слайд 5Медицинская генетика
Изучает роль генетических факторов в патологии человека
Разрабатывает методы диагностики, лечения
и профилактики наследственной патологии
Слайд 6История развития генетики
Гиппократ (v век до н.э.) – теория прямого наследования:
репродуктивный материал собирается из всех частей тела
Слайд 7Аристотель
Аристотель (IV век до н.э.) – теория непрямого наследования – репродуктивный
материал производится из специальных веществ, по своей природе предназначенных для построения разных частей тела
Слайд 8Ф.Гальтон – впервые выделил «наследственность» человека как предмет исследования (1865г)
предложил ряд
методов генетического анализа человека: генеалогический, близнецовый, статистический, дерматоглифики
изучал вопросы количественной оценки признаков человека (характер, интеллект, талантливость, трудоспособность) и их наследования
создал особое направление в генетике – евгенику (греч.eu – добрый, genesis – род, происхождения) и определил основную цель ее – улучшить человека и человеческий род в целом. Пути такого “улучшение” он усматривал в выборочном размножении одних людей (например, одаренных, талантливых) и ограничении других браков.
изучал вопросы количественной оценки признаков человека (характер, интеллект, талантливость, трудоспособность) и их наследования
создал особое направление в генетике – евгенику (греч.eu – добрый, genesis – род, происхождения) и определил основную цель ее – улучшить человека и человеческий род в целом. Пути такого “улучшение” он усматривал в выборочном размножении одних людей (например, одаренных, талантливых) и ограничении других браков.
Слайд 9Основные законы наследования
Сформулированы чешским естествоиспытателем Грегором Менделем
в 1865г. – «Опыты
над растительными гибридами»
Главная идея: наследственные задатки (гены) дискретны, не смешиваются друг с другом и могут свободно комбинироваться при образовании половых клеток
Главная идея: наследственные задатки (гены) дискретны, не смешиваются друг с другом и могут свободно комбинироваться при образовании половых клеток
Слайд 10Рождение генетики 1900г.
1900г. – переоткрытие законов Менделя
Гуго Де Фриз в
Голландии
Чермак в Австрии
Корренс в Германии
Чермак в Австрии
Корренс в Германии
Гуго Де Фриз (1848-1935)
Слайд 11Этапы развития генетики
( по С.М. Гершензону)
Изучал химический мутагенез
обнаружил феномен
«прыгающих генов» и обратную транскрипцию.
Намного раньше американца Хейнца Френкель-Конрата он собрал из белков и нуклеиновых кислот живой вирус
Намного раньше американца Хейнца Френкель-Конрата он собрал из белков и нуклеиновых кислот живой вирус
Сергей Михайлович Гершензон 1906-1998
Слайд 12Iэтап 1900-1912гг
«Триумфального шествия менделизма»
Доказана универсальность законов Менделя ( более 200 признаков)
Генетика
оформилась в самостоятельную науку
1906г. – Бэтсон дал название «генетика» (от лат. «geneo» - порождаю)
1909г. – Иогансен ввел понятия «ген», «генотип», «фенотип»
Уровень изучения: организменный
Объект изучения: генотип, фенотип, их взаимодействие
1906г. – Бэтсон дал название «генетика» (от лат. «geneo» - порождаю)
1909г. – Иогансен ввел понятия «ген», «генотип», «фенотип»
Уровень изучения: организменный
Объект изучения: генотип, фенотип, их взаимодействие
Слайд 13Iэтап 1900-1912гг
Основные достижения:
Наследственные задатки дискретны и их наследование подчиняется определенным закономерностям
Сформировался
гибридологический метод изучения наследования
Создание мутационной теории Де Фриза-Коржинского
Идеи:
Гены контролируют течение биохимических процессов (1908г. А.Гэррод)
Хромосомы являются носителями генетической информации (1902г Т.Бовери, В.Сэттон, К.Корренс)
Создание мутационной теории Де Фриза-Коржинского
Идеи:
Гены контролируют течение биохимических процессов (1908г. А.Гэррод)
Хромосомы являются носителями генетической информации (1902г Т.Бовери, В.Сэттон, К.Корренс)
Слайд 15Гены контролируют течение биохимических процессов
Изучения наследственных болезней начал английский врач А. Гэррод (1908).
Исследуя
родословные больных с алкаптонурией, он установил наследственный характер этой болезни и предложил генетическую гипотезу происхождения наследственных болезней обмена веществ как “врожденных ошибок метаболизма”, которые возникают вследствие генетически обусловленного дефицита определенного фермента.
Предположил, что заболевание наследуется по законам Менделя как рецессивный признак
Предположил, что заболевание наследуется по законам Менделя как рецессивный признак
А. Гэррод
Слайд 16IIэтап 1912-1925
Создание и утверждение хромосомной теории наследственности Т.Моргана
Уровень изучения: клеточный
Объект изучения:
хромосомы
Основные достижения:
Доказано нахождение генов в хромосомах и их линейное расположение
Созданы первые генетические карты
Основные достижения:
Доказано нахождение генов в хромосомах и их линейное расположение
Созданы первые генетические карты
Слайд 17Николай Константинович Кольцов (1872-1940)
Основоположник экспериментальной цитологии и генетики (Институт экспериментальной биологии
в Москве)
Сформулировал идею о матричном самоудвоении хромосом
Генетика групп крови, корреляция групп крови и заболеваемостью раком и туберкулезом
Первые работы по исследованию ассоциации генетических маркеров с заболеваниями
Сформулировал идею о матричном самоудвоении хромосом
Генетика групп крови, корреляция групп крови и заболеваемостью раком и туберкулезом
Первые работы по исследованию ассоциации генетических маркеров с заболеваниями
Слайд 18IIэтап 1912-1925
генетические школы в России
1919г. –основал первую кафедру генетики в Петроградском
университете
1921г. – первая исследовательская лаборатория по генетике
1929г. – первый учебник по генетике
научные интересы: генетика качественных и количественных признаков, евгеника, генетические основы эволюции
предложил понятия «микроэволюция» и «макроэволюция».
1921г. – первая исследовательская лаборатория по генетике
1929г. – первый учебник по генетике
научные интересы: генетика качественных и количественных признаков, евгеника, генетические основы эволюции
предложил понятия «микроэволюция» и «макроэволюция».
Юрий Александрович Филипченко
Слайд 19Николай Иванович Вавилов (1887-1943)
Основоположник эволюционной генетики растений
Сформулировал закон гомологических рядов наследственной
изменчивости
Создал теорию о центрах происхождения культурных растений
Создал теорию о центрах происхождения культурных растений
Слайд 20III этап -1925-1940гг
изучение мутагенеза
1925г. Надсон и Филиппов – мутагенное действие радиоактивного
излучения на клетки дрожжей
1927г. –Меллер – мутагенное действие рентгеновских лучей на дрозофиллу
1930г.- открыты химические мутагены (Сахаров, Лобашов, Гершензон)
1927г. –Меллер – мутагенное действие рентгеновских лучей на дрозофиллу
1930г.- открыты химические мутагены (Сахаров, Лобашов, Гершензон)
Слайд 21III этап -1925-1940гг
Основные достижения:
Мутации можно получать искусственно
Показана сложная структура гена, его
дробимость (А.С. Серебровский 1929-1937)
Доказана возможность объединения геномов разных видов растений ( 1932г.- Г.Д. Карпеченко – капустно-редичный гибрид)
Заложены основы генетики человека и медицинской генетики (С.Н. Давиденков 1929г.)
Доказана возможность объединения геномов разных видов растений ( 1932г.- Г.Д. Карпеченко – капустно-редичный гибрид)
Заложены основы генетики человека и медицинской генетики (С.Н. Давиденков 1929г.)
Слайд 22Александр Сергеевич Серебровский (1892-1948)
С 1921 по 1927 год работал в Институте экспериментальной
биологии АН СССР,
С 1930 года и до конца своей жизни — заведующий основанной им кафедрой генетики на биологическом факультете МГУ.
С 1930 года и до конца своей жизни — заведующий основанной им кафедрой генетики на биологическом факультете МГУ.
Слайд 23Сергей Николаевич Давиденков (1880-1961)
В 1925 г. - “Наследственные болезни нервной системы”.
Сформулировал
понятие о гетерогенности наследственных болезней
Поставил вопрос о создании каталога генов человека
В 1920 г. С.Н. Давиденковым была создана первая медико-генетическая консультация в Москве, а в 1934 г. - в Ленинграде.
Создал основы учение о полигенных мультифакториальных заболеваниях.
Поставил вопрос о создании каталога генов человека
В 1920 г. С.Н. Давиденковым была создана первая медико-генетическая консультация в Москве, а в 1934 г. - в Ленинграде.
Создал основы учение о полигенных мультифакториальных заболеваниях.
Слайд 24Г.А. Левитский
Г.А. Левитский -в 1924г ввел термин «кариотип» в современном его
понимании.
Автор одного из первых в мире учебников по цитогенетике
Автор одного из первых в мире учебников по цитогенетике
Григорий Андреевич Левитский (1878-1942)
Слайд 25IV этап 1940- 1955гг.
Генетика бактерий и вирусов
Основные достижения
Заложены основы биохимической генетики
(Бидл и Тэйтум: ген-фермент-признак)
Доказана роль ДНК в передаче наследственной информации
1944г Эвери – трансформация у пневмококков
1952г.- Ледерберг и Зиндер – открыли явление трансдукции
Расшифрована структура ДНК - 1953г. – Д.Уотсон и Ф.Крик
Доказана роль ДНК в передаче наследственной информации
1944г Эвери – трансформация у пневмококков
1952г.- Ледерберг и Зиндер – открыли явление трансдукции
Расшифрована структура ДНК - 1953г. – Д.Уотсон и Ф.Крик
Слайд 26«Один ген – один фермент» 1945г
Работали с хлебной плесенью Neurospora, получили
много разных мутантов, у которых были нарушены разные этапы биосинтеза.
Поскольку большинство мутантов были чувствительны к отсутствию только какого-то одного соединения (аминокислота, витамины, пурины, пиримидины, холин), то можно было предположить, что один ген определяет специфичность одного фермента.
Эту гипотезу «один ген один ─ фермент» впервые со всей определенностью сформулировал Бидл в 1945 г.
Поскольку большинство мутантов были чувствительны к отсутствию только какого-то одного соединения (аминокислота, витамины, пурины, пиримидины, холин), то можно было предположить, что один ген определяет специфичность одного фермента.
Эту гипотезу «один ген один ─ фермент» впервые со всей определенностью сформулировал Бидл в 1945 г.
Слайд 27Лайнус Карл Полинг-
лауреат двух Нобелевских премий
Выпускник университета
1954г
В 1949г.
Показал молекулярную природу серповидно-клеточной анемии (методом электрофореза)
Изменение структуры гена ведет к изменению структуры белка
Изменение структуры гена ведет к изменению структуры белка
Слайд 281953г – Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик расшифровали вторичную структуру ДНК
James Watson
Francis Crick
Слайд 29V этап 1955- 1990гг.
Молекулярная генетика и генная инженерия
Уровень изучения: молекулярный
Объект изучения:
ДНК
Основные достижения:
Расшифрован генетический код – Ниренберг 1961г.
Изучен механизм регуляции работы генов – гипотеза оперона Жакоб и Моно 1961г.
Изучен механизм репликации ДНК и биосинтеза белка – Шапвиль, Эрепштейн – роль т-РНК, Спирин – роль рибосом 1968г.
Открыто явление обратной транскрипции
Основные достижения:
Расшифрован генетический код – Ниренберг 1961г.
Изучен механизм регуляции работы генов – гипотеза оперона Жакоб и Моно 1961г.
Изучен механизм репликации ДНК и биосинтеза белка – Шапвиль, Эрепштейн – роль т-РНК, Спирин – роль рибосом 1968г.
Открыто явление обратной транскрипции
Слайд 30
Изучен кариотип человека. Создана международная классификация хромосом
Изучен механизм многих наследственных болезней
Составлены
генетические карты хромосом многих организмов, в том числе и человека
Сформировались новые направления: генная инженерия, генетика соматических клеток, фармакогенетика, иммуногенетика и др
Сформировались новые направления: генная инженерия, генетика соматических клеток, фармакогенетика, иммуногенетика и др
Слайд 31У человека 46 хромосом!!!!
26 января 1956 года, опубликована статья в Scandinavian
Journal Hereditas
Альберт Леван
Джо Хин Тио
Слайд 321959 г. – Ж. Лежен (J.Lejeune) идентифицировал трисомию по хромосоме 21
при синдроме Дауна
1960 г . – Х. Эдвардс (H. Edwards) описал синдром трисомии по хромосоме 18
1960 г.– К. Патау (K.Patau) описал синдром трисомии по хромосоме 13
Рождение медицинской цитогенетики!
1960 г . – Х. Эдвардс (H. Edwards) описал синдром трисомии по хромосоме 18
1960 г.– К. Патау (K.Patau) описал синдром трисомии по хромосоме 13
Рождение медицинской цитогенетики!
Слайд 33Франсуа Жакоб и Жак Моно
1961г- гипотеза оперона
Расшифровали механизм регуляции работы
генов у кишечной палочки
Слайд 34Виктор Маккьюсик
в 1966 г. - первое издание книги В.Мак Кьюсика
«Менделевское наследование у человека. Каталог аутосомно-доминантных, аутосомно-рецессивных и Х-сцепленных фенотипов».
Всего было описано 574 фенотипа, для которых было установлено менделевское наследование, и 913 фенотипов, для которых менделевское наследование можно было предполагать
онлайновая версия ОМIM сейчас насчитывает почти 19 тыс. известных науке генетических нарушений.
Всего было описано 574 фенотипа, для которых было установлено менделевское наследование, и 913 фенотипов, для которых менделевское наследование можно было предполагать
онлайновая версия ОМIM сейчас насчитывает почти 19 тыс. известных науке генетических нарушений.
2001 году присуждена высшая научная награда США — Национальную медаль науки.
Слайд 35конец 60-х – начало 70-х годов XX в. - появление методов
идентификации хромосом и их отдельных районов
1968 г. – Т. Касперсон (T. Caspersson) применил для исследования метафазных хромосом метод дифференциальной Q-окраски
1971 г. – М. Дретс (M.Drets) и М. Шау (M.Shaw) использовали GTG-метод дифференциальной окраски хромосом
Слайд 36ПЦР –полимеразная цепная реакция
ПЦР — это циклический процесс, в каждом цикле которого
происходит тепловая денатурация двойной цепи ДНК-мишени, последующее присоединение коротких олигонуклеотидов-праймеров и наращивание их с помощью ДНК-полимеразы путем присоединения нуклеотидов. В результате накапливается большое количество копии исходной ДНК-мишени, которые легко подаются детекции.
ПЦР позволяет найти и идентифицировать в исследуемом материале ДНК любого организма
ПЦР позволяет найти и идентифицировать в исследуемом материале ДНК любого организма
ПЦР – репликация ДНК "in vitro"
Слайд 37ПЦР
Сам принцип метода цепной полимеразной реакции (ПЦР) был разработан в 1983г.
Кэри Мюллисом.
Кэрри Мюллис в 1993 г. уже был удостоен в области химии Нобелевской премии.
Кэрри Мюллис в 1993 г. уже был удостоен в области химии Нобелевской премии.
Кэрри Мюллис
Слайд 38Изобретение ПЦР стлало возможным благодаря:
В 1953 г. Д. Уотсон и Ф.
Крик расшифровали структуру ДНК и предсказали механизм ее удвоения
В 1955 г. А. Корнберг открыл фермент ДНК-полимеразу.
В 70-х годах были открыты специальные ферменты – рестрикционные эндонуклеазы, которые расщепляют ДНК в специфических точках. Исследователи получили возможность "разрезать" ДНК на более короткие и более стабильные фрагменты, которые просто идентифицировать.
В 1971 г. Клеппе и соавт. Показал необходимость праймеров для синтеза ДНК
В 1966 г. был открыт новый вид термофильной бактерии Thermusaquaticus (Taq), содержащий термостабильную Taq-ДНК-полимеразу.
В начале 80-х годов проблема с синтезом праймеров была разрешена благодаря разработке автоматических синтезаторов ДНК.
К. Мюллис в 1983-1984 гг. использовал Taq-ДНК-полимеразу вместо ранее использовавшейся неустойчивой к высоким температуры ДНК-полимеразы.
В 1955 г. А. Корнберг открыл фермент ДНК-полимеразу.
В 70-х годах были открыты специальные ферменты – рестрикционные эндонуклеазы, которые расщепляют ДНК в специфических точках. Исследователи получили возможность "разрезать" ДНК на более короткие и более стабильные фрагменты, которые просто идентифицировать.
В 1971 г. Клеппе и соавт. Показал необходимость праймеров для синтеза ДНК
В 1966 г. был открыт новый вид термофильной бактерии Thermusaquaticus (Taq), содержащий термостабильную Taq-ДНК-полимеразу.
В начале 80-х годов проблема с синтезом праймеров была разрешена благодаря разработке автоматических синтезаторов ДНК.
К. Мюллис в 1983-1984 гг. использовал Taq-ДНК-полимеразу вместо ранее использовавшейся неустойчивой к высоким температуры ДНК-полимеразы.
Слайд 39
Молекулярно-цитогенетические методы
1986 г . - первые молекулярно-цитогенетические эксперименты на хромосомах
человека – FISH-метод
1992 г. - разработка метода
сравнительной геномной
гибриидзации (CGH Array - Comparative genome hybridization )
1992 г. - разработка метода
сравнительной геномной
гибриидзации (CGH Array - Comparative genome hybridization )
D. Pinkel
A. Kallionieme
Слайд 40Молекулярно-цитогенетические методы
24-х цветный FISH (флюоресцентная гибридизация in situ)
D. Pinkel
Слайд 41Секвенирование
Метод определения нуклеотидной последовательности ДНК.
разработан Ф.Сенгером в 1977г
Фредерик Сенгер (1918-2013)
Дважды лауреат
Нобелевской премии по химии
Слайд 43VI этап 1990г- …
Изучение генома
Геном – полный состав ДНК клетки, т.
е. совокупность всех генов и межгенных промежутков
Выделяют геном хромосом (95%) и геном органоидов (5%)- плазмон
Геномика - Изучает общие принципы построения геномов и их структурно-функциональную организацию
Выделяют геном хромосом (95%) и геном органоидов (5%)- плазмон
Геномика - Изучает общие принципы построения геномов и их структурно-функциональную организацию
Слайд 44Проект «Геном человека»
международный научно-исследовательский проект, начат в 1990г под руководством Джеймса Уотсона
Цели:
Секвенирование –
определение нуклеотидной последовательности всего генома
Картирование- создание точной генетической и физической карты генома
Определение функций генов и межгенных элементов
Картирование- создание точной генетической и физической карты генома
Определение функций генов и межгенных элементов
Слайд 45Значение изучения генома
Практическое:
Разработка методов ДНК диагностики наследственных болезней
Разработка методов ДНК
диагностики инфекционных агентов
Разработка ДНК вакцин - новое направление профилактической медицины
Генотерапия
Фармакогенетика (генотипирование для выявления индивидуальной чувствительности к лекарствам)
Теоретическое:
Новый взгляд на эволюцию
Реконструкция этапов антропогенеза
Разработка ДНК вакцин - новое направление профилактической медицины
Генотерапия
Фармакогенетика (генотипирование для выявления индивидуальной чувствительности к лекарствам)
Теоретическое:
Новый взгляд на эволюцию
Реконструкция этапов антропогенеза
Слайд 46ГЕНОТЕРАПИЯ
Генотерапия – это метод для исправления дефектного гена, ответственного за развитие
заболевания. Для исправления дефектного гена могут быть использованы разные подходы:
Наиболее часто в ядро вводится нормальный ген без специфической локализации для замещения дефектного гена .
Дефектный ген может быть замещен нормальным геном с помощью гомологичной рекомбинации.
Дефектный ген может быть исправлен с помощью селективной обратной мутации.
Может быть изменена регуляция определенного гена (уровень его активности).
Наиболее часто в ядро вводится нормальный ген без специфической локализации для замещения дефектного гена .
Дефектный ген может быть замещен нормальным геном с помощью гомологичной рекомбинации.
Дефектный ген может быть исправлен с помощью селективной обратной мутации.
Может быть изменена регуляция определенного гена (уровень его активности).
Слайд 48Перспективные направления геномики
Функциональная геномика (изучение функций генов и межгенной ДНК)
Изучение регуляции
работы генов
изучение молекулярных механизмов патогенеза
Изучение МФБ ( генетические маркеры предрасположенности)
изучение молекулярных механизмов патогенеза
Изучение МФБ ( генетические маркеры предрасположенности)
Слайд 49ДРУГИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ ГЕНЕТИКИ В ПРАКТИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЕ
Тестирование на мутагенность факторов окружающей среды
ДНК-
типирование для идентификации личности в судебной медицине
Синтез лекарственных препаратов (гормонов, ферментов, факторов свертывания крови, интерферонов) с помощью генноинженерных микроорганизмов
Синтез лекарственных препаратов (гормонов, ферментов, факторов свертывания крови, интерферонов) с помощью генноинженерных микроорганизмов
Слайд 51Фенотип = Генотип + среда
С точки зрения относительного влияния генотипа и
среды все болезни можно разделить на:
Наследственные болезни- вызваны мутациями. Проявление не зависит от окружающей среды. Среда меняет степень выраженности и тяжесть течения
Болезни с наследственной предрасположенностью (МФБ-мультифакториальные болезни)- у лиц с определенным генотипом при определенных условиях среды. Наследование полигенное (атеросклероз, гипертония, язвенная болезнь, сахарный диабет, бронхиальная астма, шизофрения, ревматизм и др.)
Ненаследственные болезни – главную роль играет внешняя среда (травмы, инфекционные болезни). Генетические факторы влияют на течение патологического процесса (скорость выздоровления, исход)
Наследственные болезни- вызваны мутациями. Проявление не зависит от окружающей среды. Среда меняет степень выраженности и тяжесть течения
Болезни с наследственной предрасположенностью (МФБ-мультифакториальные болезни)- у лиц с определенным генотипом при определенных условиях среды. Наследование полигенное (атеросклероз, гипертония, язвенная болезнь, сахарный диабет, бронхиальная астма, шизофрения, ревматизм и др.)
Ненаследственные болезни – главную роль играет внешняя среда (травмы, инфекционные болезни). Генетические факторы влияют на течение патологического процесса (скорость выздоровления, исход)
Слайд 52ВПР –врожденный порок развития
Стойкое морфологическое изменение органа или всего организма,
выходящее за пределы нормы реакции, сопровождающееся нарушением функции (врожденное отсутствие органа, его неправильное положение, нарушение размеров, строения).
БАР –большие аномалии развития.
Возникают в результате нарушения эмбриогенеза
Большинство является мультифакториальными
Причины: наследственные (мутации) или ненаследственные (инфекции: краснуха, сифилис, химические вещества).
Факторы, вызывающие ВПР называют тератогенными
БАР –большие аномалии развития.
Возникают в результате нарушения эмбриогенеза
Большинство является мультифакториальными
Причины: наследственные (мутации) или ненаследственные (инфекции: краснуха, сифилис, химические вещества).
Факторы, вызывающие ВПР называют тератогенными
Слайд 53МАР
МАР –малые аномалии развития (стигмы) – морфологические изменения органа без
изменения функции
Микрогнатия
Низкий рост волос на шее
Низко посаженные уши
Слайд 58Моногенные болезни
Причина: генные мутации -изменение последовательности нуклеотидов ДНК, следствие - нарушение
синтеза белка
50-60% - мутации структурных генов
40-50% мутации регуляторных генов
Согласно ОМIМ на 2008г описано 4000 генных болезней
Для 16% ген не установлен
Частота рождения 3-6,5%
В структуре детской смертности до 5 лет составляют10-14 %
50-60% - мутации структурных генов
40-50% мутации регуляторных генов
Согласно ОМIМ на 2008г описано 4000 генных болезней
Для 16% ген не установлен
Частота рождения 3-6,5%
В структуре детской смертности до 5 лет составляют10-14 %
Слайд 59Фенотипический эффект
50%случаев гибели зиготы до имплантации обусловлены генными мутациями
25% мутаций проявляются
внутриутробно
45% - до полового созревания
20% -в пубертатном и юношеском возрасте
10% - старше 20лет
45% - до полового созревания
20% -в пубертатном и юношеском возрасте
10% - старше 20лет
Слайд 60Классификация по пораженным системам (клиническая)
Болезни нервной системы (350форм): мышечные дистрофии, митонии,
нейрофиброматоз
Болезни сердечно-сосудистой системы: семейная гиперхолистеринемия
Болезни ЖКТ: непереносимость лактозы, хлоридная диарея
Болезни соединительной ткани и скелета: синдром Марфана
Болезни кожи: ихтиоз, пигментная ксеродерма,синдром недержания пигмента
Болезни эндокринной системы: адреногенитальный синдром, врожденный гипотиреоз, гипофизарный нанизм
Болезни сердечно-сосудистой системы: семейная гиперхолистеринемия
Болезни ЖКТ: непереносимость лактозы, хлоридная диарея
Болезни соединительной ткани и скелета: синдром Марфана
Болезни кожи: ихтиоз, пигментная ксеродерма,синдром недержания пигмента
Болезни эндокринной системы: адреногенитальный синдром, врожденный гипотиреоз, гипофизарный нанизм
Слайд 61Классификация по нарушению обмена (биохимическая)
Болезни аминокислот: фенилкетонурия, альбинизм, алкаптонурия, лейциноз
Болезни углеводов:
галактоземия, гликогенозы, мукополисахаридозы, непереносимость фруктозы
Болезни липидов: гиперхолистеринемия, сфинголипидозы
Болезни нуклеотидов: подагра, синдром Леша-Нихана
Болезни кортикостероидов: адреногенитальный синдром
Болезни металлов: болезнь Коновалова- Вильсона (нарушение обмена меди)
Болезни липидов: гиперхолистеринемия, сфинголипидозы
Болезни нуклеотидов: подагра, синдром Леша-Нихана
Болезни кортикостероидов: адреногенитальный синдром
Болезни металлов: болезнь Коновалова- Вильсона (нарушение обмена меди)
Слайд 62Болезни накопления
Причина: недостаток ферментов лизосом
Проявляются прогрессирующим отложением в клетках определенных веществ
Например:
гликогенозы, сфинголипидозы, мукополисахаридозы
Слайд 63Типы наследования признаков
Зависит:
От количества генов, определяющих формирование признака
От расположения генов
в хромосомах
От типа взаимодействия генов
От типа взаимодействия генов
Слайд 67Основные типы наследования
Сцепленное с полом:
X-сцепленное
рецессивное
X-сцепленное
доминантное
Y-сцепленное
(голандрическое)
Mитохондри
альное
Aутосомное:
доминантное
рецессивное
Слайд 68Аутосомно-доминантное наследование
Частота встречаемости 1: 10 000. Поражен чаще один родитель и
он является гетерозиготным
Признаки:
Больные в каждом поколении. Один из родителей больного ребенка тоже болен
У здоровых потомков больного все дети здоровы.
Мужчины и женщины поражаются в равной степени (примерно половина потомков). Вероятность рождения больного ребенка 50%.
Наблюдается передача от отца к сыну
Признаки:
Больные в каждом поколении. Один из родителей больного ребенка тоже болен
У здоровых потомков больного все дети здоровы.
Мужчины и женщины поражаются в равной степени (примерно половина потомков). Вероятность рождения больного ребенка 50%.
Наблюдается передача от отца к сыну
Слайд 69Аутосомно-доминантные:
ахондроплазия (карликовость)
полидактилия
нейрофиброматоз
синдром Марфана
Гиперхолистеринэмия (снижено количество липопротеиновых рецепторов)
Ретинобластома
Несовершенный остеогенез
хорея Гентингтона
Вульгарный
ихтиоз
Слайд 70Отклонения
Вновь возникшие мутации в половых клетках (чаще в сперматогенезе). Чем
сильнее влияет заболевание на жизнеспособность, тем больше доля вновь возникших мутаций
Возникновение соматических мутаций
Различная экспрессивность (степень выраженности) и неполная пенетрантность гена
Фенотипическое проявление гена в зрелом и пожилом возрасте (болезнь Шарко-Мари, Альцгеймера)
Возникновение соматических мутаций
Различная экспрессивность (степень выраженности) и неполная пенетрантность гена
Фенотипическое проявление гена в зрелом и пожилом возрасте (болезнь Шарко-Мари, Альцгеймера)
Слайд 71Пенетрантность
Оценка пенетрантности аутосомно-доминантного гена с помощью метода анализа цепей а —
первая трехпоколенная цепь; б — вторая трехпоколенная цепь.
Пенетрантность можно определить как долю лиц, у которых обнаруживается проявление мутантного гена, от всех лиц, унаследовавших этот ген.
понятие было предложено Н.В.Тимофеевым-Ресовским в 1925 г.
Пенетрантность может быть полная или неполная либо выражена в процентах.
В родословных неполная пенетрантность гена будет проявляться так называемым пропуском поколения
Слайд 72Аутосомно-рецессивное наследование
Признаки:
Заболевания встречаются редко. В родословной больные в основном «по горизонтали»
(сибсы)
Родители больных часто являются кровными родственниками
Родители больного ребенка клинически здоровы и являются гетерозиготными носителями мутантного гена
Вероятность рождения больного ребенка в такой семье – 25%
Мужчины и женщины поражаются в равной степени
Родители больных часто являются кровными родственниками
Родители больного ребенка клинически здоровы и являются гетерозиготными носителями мутантного гена
Вероятность рождения больного ребенка в такой семье – 25%
Мужчины и женщины поражаются в равной степени
Слайд 73Синдром Коккейна
Ген находится в 5 хромосоме. Белок участвует в репарации
тиминовых димером ДНК, возникающих после облучения ультрафиолетом
Признаки: карликовость, раннее старение, атрофия зрительных нервов, тугоухость, умственная отсталость
Признаки: карликовость, раннее старение, атрофия зрительных нервов, тугоухость, умственная отсталость
Слайд 74Аутосомно-рецессивные:
Фенилкетонурия
галактоземия
альбинизм
Муковисцидоз
идиотия Тея-Сакса
Синдром Коккейна
Слайд 75Механизмы доминантности
Чаще доминантно наследуются дефекты структурных белков, а рецессивно - дефекты
ферментов.
Мутация гена, кодирующего фермент, часто приводит к потере его активности. При этом у гетерозигот нормальный аллель обеспечивает 50% нормальной ферментативной активности, что достаточно для нормальной жизнедеятельности организма. Такие мутации называют гаплодостаточными
Доминантными часто являются мутации генов структурных белков, которые состоят из нескольких субъединиц. Если хотя бы одна субъединица дефектна, нормальный белок не образуется. Такие мутации называют гаплонедостаточными
Мутация гена, кодирующего фермент, часто приводит к потере его активности. При этом у гетерозигот нормальный аллель обеспечивает 50% нормальной ферментативной активности, что достаточно для нормальной жизнедеятельности организма. Такие мутации называют гаплодостаточными
Доминантными часто являются мутации генов структурных белков, которые состоят из нескольких субъединиц. Если хотя бы одна субъединица дефектна, нормальный белок не образуется. Такие мутации называют гаплонедостаточными
Слайд 76Несовершенный остеогенез
вызван дефектом коллагена 1 типа. Молекула коллагена состоит из 3-х
субъединиц: две субъединицы кодируются геном 17 хромосомы, а третья – геном 7 хромосомы
Мутации в генах любой из цепей коллагена будут приводить к нарушению образования зрелой молекулы и фибрилл, построенных из этого белка
Мутации в генах любой из цепей коллагена будут приводить к нарушению образования зрелой молекулы и фибрилл, построенных из этого белка
Слайд 78Исключения:
Аутосомно- рецессивные мутации структурных белков:
муковисцидоз (нарушена функция хлорного канала
Спинальная амиотрофия:
мутация белка гемина,блокирующего апоптоз
Аутосомно-доминантные мутации ферментов:
наследственная порфирия
Аутосомно-доминантные мутации ферментов:
наследственная порфирия
Слайд 79X-сцепленное наследование
Известно около 300 заболеваний
Мужчина передает свою Х-хромосому дочерям, а
Y-хромосому - сыновьям.
Следовательно, мужчина никогда не передает Х-сцепленное заболевание сыновьям!!!
Следовательно, мужчина никогда не передает Х-сцепленное заболевание сыновьям!!!
Мужчины имеют одну Х и одну Y-хромосому. Гены, локализованные в негомологичных участках, находятся в единственном числе (представлены только одним аллелем). Такое состояние называется гемизиготностью.
Слайд 81X-сцепленное рецессивное наследование
Заболевание никогда не передается от отца к сыновьям.
Чаще поражаются
мужчины, родственники по материнской линии (двоюродные братья, матери которых родные сестры, дяди и племянники больного по материнской линии)
Если больные мужчины не дают потомства, то поражаются только мужчины
Признак передается от больного дедушки через его дочь-носительницу половине ее сыновей
Если больные мужчины не дают потомства, то поражаются только мужчины
Признак передается от больного дедушки через его дочь-носительницу половине ее сыновей
Слайд 83X-сцепленное рецессивное
Примеры:
гемофилия
дальтонизм
Мышечная дистрофия Дюшена
Х-сцепленный иммунодиффицит
несколько форм
умственной отсталости
Слайд 84X-сцепленное доминантное наследование
Имитирует аутосомно-доминантное
НО! Больной мужчина никогда не передает заболевание
сыновьям, но передает всем дочерям!
Если мутантный ген вызывает внутриутробную гибель особей мужского пола (синдром недержания пигмента), то данный тип наследования выявить особенно сложно.
Если мутантный ген вызывает внутриутробную гибель особей мужского пола (синдром недержания пигмента), то данный тип наследования выявить особенно сложно.
Слайд 85X-сцепленное доминантное наследование
Примеры:
Витамин D устойчивый рахит
Синдром
недержания пигмента
Некоторые формы пигментного ретинита
Тестикулярной феминизации
Синдром Ретта
Некоторые формы пигментного ретинита
Тестикулярной феминизации
Синдром Ретта
Слайд 87Y-сцепленное наследование
Данный тип наследования характеризуется только прямой передачей признака от отца
к сыну (голандрическое наследование).
В настоящее время идентифицировано около 100 генов, локализованных в Y-хромосоме. Большинство из них обусловливают развитие организма по мужскому типу, участвуют в сперматогенезе и контроле роста тела и зубов. Мутации в некоторых генах приводят к развитию рака яичек, простаты и другим гонадобластомам.
Y-сцепленные заболевания, как правило, возникают вследствие мутаций de novo. Мальчики, которые получили от своего отца мутацию, нарушающую развитие и функционирование мужских гонад, оказываются стерильными и не могут передать ее своему потомству.
В настоящее время идентифицировано около 100 генов, локализованных в Y-хромосоме. Большинство из них обусловливают развитие организма по мужскому типу, участвуют в сперматогенезе и контроле роста тела и зубов. Мутации в некоторых генах приводят к развитию рака яичек, простаты и другим гонадобластомам.
Y-сцепленные заболевания, как правило, возникают вследствие мутаций de novo. Мальчики, которые получили от своего отца мутацию, нарушающую развитие и функционирование мужских гонад, оказываются стерильными и не могут передать ее своему потомству.
Слайд 88Y-сцепленное наследование
Все гены Y-хромосомы можно разделить на три группы. Первую группу
составляют гены псевдоаутосомных областей, идентичные в Х- и Y- хромосомах. Мутации в генах этой группы нарушают коньюгацию гоносом в мужском мейозе, приводя к бесплодию.
Вторая группа включает 10 Х-Y-гомологичных генов, локализованных в нерекомбинирующих областях Yp и Yq. Эти гены экспрессируются во многих тканях и органах, включая яички и простату.
Третью группу составляют 11 Y-специфичных генов, располагающихся в нерекомбинирующих областях Yp и Yq. Продукты этих генов могут играть роль транскрипционных факторов и цитокиновых рецепторов, выполнять функции протеинкиназ и фосфатаз. Некоторые из этих генов формируют так называемый AZF-peгион, микроделеции в котором часто приводят к мужскому бесплодию: в 10%-15% случаев - вследствие азоспермии, а в 5%-10% - олигоспермии тяжелой степени.
Вторая группа включает 10 Х-Y-гомологичных генов, локализованных в нерекомбинирующих областях Yp и Yq. Эти гены экспрессируются во многих тканях и органах, включая яички и простату.
Третью группу составляют 11 Y-специфичных генов, располагающихся в нерекомбинирующих областях Yp и Yq. Продукты этих генов могут играть роль транскрипционных факторов и цитокиновых рецепторов, выполнять функции протеинкиназ и фосфатаз. Некоторые из этих генов формируют так называемый AZF-peгион, микроделеции в котором часто приводят к мужскому бесплодию: в 10%-15% случаев - вследствие азоспермии, а в 5%-10% - олигоспермии тяжелой степени.
Слайд 89Митохондриальное наследование
Обусловлено генами, локализованными в митохондриальном геноме
Известно около 30 заболеваний
(синдрома Пирсона, Синдром МELAS)
Передаются по материнской линии, т.к. сперматозоиды не содержат цитоплазмы.
Женщина передает заболевание всем своим детям
Передаются по материнской линии, т.к. сперматозоиды не содержат цитоплазмы.
Женщина передает заболевание всем своим детям
