5144

Наследственная патология

Реферат

Медицина и ветеринария

Наследственная патология Программа геном человека завершена в 2012 году. 2% генома кодируют белки, а большинство последовательность. 25.000 генов содержат информацию о 100.000 белковых молекул. Геномика Геномика – это наука занима...

Русский

2013-02-21

87.5 KB

37 чел.

Наследственная патология

Программа «геном человека» завершена в 2012 году.

  •  2% генома кодируют белки, а большинство последовательность.
  •  25.000 генов содержат информацию о 100.000 белковых молекул.

Геномика

Геномика – это наука занимающаяся расшифровкой геномов и исследованием их функционирования.

99% генов одинаковые у всех людей, 1% разные, что придает фенотип другой и предрасположенность к тем или иным заболеваниям.

Эпигенетика

Эпигенетика – наука о наследуемых изменениях в еонтипе (внешнем виде) или в экспрессии генов, вызываемых другими механизмами, чем изменения последовательности ДНК.

Наследственность

Способность организма передавать морфофункциональные признаки своим потомкам.

От родителей потомкам передаются не признаки в готовом виде, а информация (ход) о синтезе белка (ермента), детерменирующего этот признак.

Материальная единица ген.

Изменчивость

  •  Свойства организмов
  •  Приобретать в онтогенезе новын морфо-функциональные признаки и особенности индивидуального развития, отличающихся от родителей.

Классификация генов по активности и функции

  •  Ген – участок молекулы ДНК (в некоторых случаях РНК), в котором закодирована информация о биосинтезе одной полиптидной цепи с определенной аминокислотной последовательностью.
  •  Структурный ген (цистерон) – любой ген, кодирующий какую-либо полипептидную цепь или молекулу РНК, включая регуляторные гены, которые кодируют продукты, определяющие экспрессию других структурных генов.

Регуляторные гены

  •  Гены репликации содержат сайты, отвечающие за начало и конец репликации ДНК.
  •  Ген рекомбинации – содержат специфические сайты, распологаемыее рекомбинационными ферментами
  •  Гены сегрегации – регулируют мейоз и митоз
  •  Гены содержащие сайты присоединения (сайты мишени) для белков, гормонов и некоторых других молекул

Полиморфизм ДНК, его роль в наследственной патологии

Полиморфизм – принято назыывать гены, которые представлены в популяции несколькими разновидностями – аллелями, что обуславливает разнообразие признаков внутри вида.

  •  Различия между последовательностями ДНК
  •  Фенотипически не выраженные:
  •  Вызывающие фенотипические различия, но не предрасположенность к заболеванию
  •  Играющие некоторую роль в патогенезе заболевания
  •  Играющие основную роль в развитии заболевания

Мутации – этиологический фактор наследственных болезней

Мутации – стабильно наследуемое повреждение ДНК.

(стойкие, скачкообразные изменения в наследственном аппарате клетки, не связанные с обычной рекомбинацией генетического материала).

Мутагены – факторы химической, физической или биохимической природы вызывающие мутации

Мутагенез – мутационный процесс – изменения, приводящие к возникновению мутаций.

Классификация мутаций

  1.  Генные мутации - изменение структуры или последовательности расположения в ДНК отдельных генов
  •  Делеции — выпадение какого-либо участка гена или хромосомы;
  •  Транслокации — перемещение участка ДНК
  •  Инверсии — поворот участка на 180° (хромосома перекручивается, гены располагаются в обратном порядке)
  •  Дупликации вставляется лишний ген
  •  Вставки или выпадения нуклеотидов
  •  Миссенс-мутации - изменение кодирующей последовательности, приводящее к замене одного функционального кодона на другой
  •  Нонсенс-мутации – мутация, в результате которой измененный триплет теряет способность кодировать какую-либо аминокислоту
  1.  Хромосомные мутации (аберрации) — изменение структуры хромосом (утрата или удлинение их участков).
  •  Внутрихромосомные – нарушение (аберрация) структуры хромосомы
  •  Межхромосомные – обмен участками негомологичных хромосом
  •  Комбинированные
  1.  Геномные мутации — изменение числа хромосом (недостаток или избыток) или их гаплоидного набора, не сопровождаемое изменениями их структуры
  •  Моносомии
  •  Полисомии
  •  Анеуплоидии
  •  Полиплоидии

Мутагены (факторы химической, физической или биологической природы, вызывающие мутации).

  •  Экзогенные мутагены - факторы внешней среды (радиационное излучение, алкилирующие агенты, вирусы)
  •  Эндогенные мутагены – образуются при жизнедеятельности организма (свободные радикалы)
  •  Физические мутагены – ионизирующее излучение, ультрафиолетовое излучение
  •  Химические мутагены – сильные окислители или восстановители, продукты переработки нефти, органические растворители, лекарственные средства
  •  Биологические мутагены – вирусы, антигены, прионы

Антимутагены – факторы, способные уменьшать индуцированную мутабельность, тем самым частично или полностью предотвращая повреждение генетического аппарата.

  •  Витамины (С, А, К, фолиевая кислота)
  •  Ферменты (глутатионпероксидаза, каталаза)
  •  Аминокислоты (аргинин, гистидин, метионин)
  •  Медикаменты (интерферон)
  •  Антиокислители (ионол, соли селена)

Наследственные формы патологии

  1.  Наследственные болезни – в основе развития, которых лежит генная, хромосомная, врождённая мутация.
  2.  Генная мутация – основа генные мутации
  3.  Хромосомные болезни – в основе развития лежат хромосмные и геномные мутации
  4.  Болезнь с наследственной предрасположенности – изменение генома, и воздействие факторов внешней среды
  5.  Врожденные пороки развития – морфологический дефект органов который возник в резултате нарушенного органогенеза
  6.  Врожденные болезни – заболевания появившееся при рождении, в основе лежат как наследственные или не наследственные факторы
  7.  Семейные болезни – заболевании, которые передаются из поколения в поколение, но при этом генетического дефекта не обнаруживают
  8.  Генетические болезни соматических клеток

Генные болезни – заболевания, вызываемые генными мутациями.

Виды генных болезней в зависимости от типа их наследования

  1.  Аутосомно-доминантные тип наследования (полидактилия) – болеют и мужины и женщины часто, болезнь будет проявляться в каждом поколении (50% рождения больного) (полидактилия, синдром Марфана и др).
  2.  Аутосомно-рецисивный тип (фенулкитонурия) – родители ребенка больные, но у родственников такая болезнь была, болеют и мжчины и женщины. (галактоземия, фенилкетонурия, альббинизм, гликогенозы, муковисцидоз).
  3.  Доминантный сцепленный с Х хромосомой (рахит) – болеют и мужчины и жнщины (рахит устойчивый к витамину Д, фронтоназальная дисплазия).
  4.  Рецессивный сцепленный с Х хромосомой – мать носительница гена (дальтонизм, гемофилия, гипогаммаглобулинемия).
  5.  Реализнация действия аномального гена

Мутация – Появление гена, утратившего код нормальной программы синтеза структурного или функционального белка – Прекращение синтеза иРНК – Нарушение функции – Клинические проявления заболевания.

  1.  Реализнация действия аномального гена

Аномальный ген с патологическим кодом - Синтез патологической информационной

РНК - Синтез патологического белка (гормона) - Нарушение жизнедеятельности - Наследственная болезнь

Синдром Марфана

  •  Аутосомно-доминантный тип наследования
  •  Мутация гена, кодирующего белок фибриллин
  •  Фибриллин белок внеклеточного матрикса
  •  Проявления заболевания: удлинённые кости скелета, гиперподвижность суставов, патология органа зрения и ССС

Хромосомные болезни – заболевания, возникающие вследствие хромосомных и геномных мутаций

Типы хромосомных мутаций:

  •  Делеция – нехватка участка ДНК или частичная моносомия по этому участку
  •  Дупликация – избыток или частичная трисомия
  •  Концевые делеции – образование кольцевой хромосомы

Хромосомные болезни:

  •  Множественность поражения без определенного патологического звена
  •  При каждой форме хромосомных болезней наблюдается 30-80 различных отклонений от нормы (черепно-лицевые дисморфии, врожденные пороки развития внутренних и наружных органов, замедленные рост и развитие, отставание психического развития, нарушения функций нервной, эндокринной, иммунной систем).

Болезни с наследственной предрасположенностью (мультифакториальные заболевания)

  •  Моногенные болезни – развитие заболевания детерминировано одним мутантным геном и возникает при действии конкретного и обязательного фактора внешней среды
  •  Полигенные болезни – развитие заболевания детерминируется взаимодействием нормальных и измененных (мутированных) генов, хотя каждый из них не приводит к развитию заболевания

Методы исследования и диагностики наследственных патологий

  1.  Генетико-эпидемиологические методы:
  •  Генеалогический метод
  •  Близнецовый метод
    •  Популяционно-статистический метод
  1.  Клинический осмотр
  2.  Методы лабораторной диагностики:
  •  Цитогенетические методы
  •  Биохимические методы
  •  Методы молекулярной диагностики

Генеалогический метод

Составление родословных, т.е. прослеживание передачи патологического признака или болезни среди родственников больного в нескольких поколениях.

Близнецовый метод

Сравнение внутрипарного сходства в популяционных выборках моно- и дизиготных близнецов, позволяющее с помощью специальных формул; оценивать относительную роль в наследственности и факторов среды в развитии исследуемых признаков, в т.ч. заболеваний.

  •  Однояйцовые (монозиготные, MZ) близнецы развиваются из одного оплодотворенного яйца. Партнеры монозиготной пары имеют идентичные генотипы
  •  Разнояйцовые (дизиготные, DZ) близнецы развиваются из одновременно оплодотворенных двумя спермиями двух яйцеклеток. Партнеры дизиготной пары генетически различны

Формула Хольцингера

H=(Cmz-Cdz)*(100-Cdz)*100% Е=100-Н(%)

Н – коэффициент наследуемости,

Е – влияние среды,

Сmz – процент конкордантности в группе MZ

Сdz – процент конкордантности в группе DZ

Высокая конкордантность болезни у MZ, живущих в разных, резко

контрастирующих условиях, или низкая конкордантность у DZ, живущих

в одинаковых условиях, свидетельствуют о наследственном характере

данного заболевания.

Популяционно-статистический метод

Изучение генетической структуры человеческих популяций, их генофонд, условия и закономерности дрейфа отдельных генов или хромосомных аномалий

Закон Харди-Вайнберга

Генотипический состав популяции

р2АА+2pqAa+q2аа=1(100%)

Р – частота доминантного аллеля А

q – частота рецессивного аллеля а

Методы клинической диагностики

  •  Анамнез
  •  Осмотр
  •  Параклинические исследования (рентген, УЗИ, томография)

Цель клинических методов - обнаружить специфические черты болезни, указывающие на наследственный характер поражения.

Цитогенетический метод

Исследование кариотипа – анализ количества и структуры хромосом. 

  •  Окраска по Гимзе – ориентировочное определение числовых аномалий кариотипа
  •  Метод флюоресцентной гибридизации in situ (FISH):

Зонд ДНК связывается с участком анализируемой хромосомы, после чего визуализируется специфическими красителями

Биохимические и молекулярно-генетические методы

Полимеразная цепная реакция, принцип метода: избирательное копирование определенных участков ДНК в искусственных условиях при помощи ферментов.

Применение ПЦР в генетике:

  •  Скрининг мутаций
  •  Выявление полиморфизма ДНК
  •  Исследование экспрессии генов (Real-time PCR)
  •  Клонирование фрагментов ДНК
  •  Мутагенез
  •  Диагностика заболеваний (гемофилия А и В, миодистрофия Дюшена/Беккера, болезни Хантера и Леш-Нихана, агаммаглобулинемия, муковисцидоз, фенилкетонурию, синдромы Альпорта и Шарко-Мари-Тус, болезнь Коновалова-Вильсона и дефицит альфа-1-антитрепсина)

Биохимические и молекулярно-генетические методы

Микроэррэй: Определение активности генов; Яркость свечения каждой из ячеек соответствует уровню активности одного конкретного гена.

Трансгенные животные: применение в экспериментальной генетике

  •  Мыши с нокаутированным Аро-Е геном воспроизводят признаки гиперхолестеринемии III типа: высокий уровень ТГ, ХС в плазме, атеросклеротическое повреждение артерий в младенческом возрасте.
  •  Мыши с нокаутированным геном β-глобина манифестируют признаки β-талассемии.

Антисмысловые олигонуклеотиды

  •  Короткие цепочки нуклеотидов, комплементарные определенным участкам ДНК или РНК

Применение в генетике:

  •  Снижение уровня экспрессии определенного белка в клетке

Проблемы:

  •  Технологии доставки
  •  Возможность расщепления в клетках под действием ферментов

Принципы и методы лечения наследственных форм патологии

  1.  Этиотропный
  •  Коррекция дефекта генома (Введение в геном нормального гена, Подавление репликации дефектного гена)
  •  Изменение генома (Введение нового гена)
  1.  Патогенетический
  •  Заместительная терапия
  •  Коррекция метаболизма (ограничение неметаболизируемых веществ, выведение избытка метаболитов, регуляция активности ферментов)
  1.  Симптоматический
  •  Устранение тягостных, усугубляющих состояние симптомов


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

20616. Фазы трансляции 328 KB
  Группы символов соответствующие элементам языка называются токенами. Контекстносвободная грамматика имеет 4 компоненты: множество токенов терминальных символов множество нетерминальных символов множество продукций где слева всегда нетерминал а справа последовательность терминалов нетерминалов указание одного из нетерминалов в качестве стартового символа грамматики. На вход лексического анализатора поступает цепочка символов. Каждый шаг переключение автомата состоит в том что при нахождении в определенном состоянии при...
20617. Магазинные автоматы 86.5 KB
  I – входная строка I – текущий символ входной строки M – стек M – символ в вершине стека pushM – операция записи в стек popM – операция выталкивания из стека M=0 – проверка стека на пустоту I=0 – проверка на пустоту входной строки nextI – переход к следующему символу в строке {Si} – множество состояний конечного автомата Текущее состояние автомата описывается тремя системами: Si M I При переводе автомата в новое состояние получим Si M ISj . Если текущий символ строки совпадает с символом в вершине...
20618. Восходящий синтаксический метод 180.5 KB
  Значения атрибутов вычисляются согласно семантическим правилам которые связаны с продукциями грамматики. В этом обобщении с каждым грамматическим символом связываются множество атрибутов. Синтезируемые атрибуты Наследуемые атрибуты каждому символу грамматики можно поставить ряд атрибутов Синтезируемые атрибуты – значение вычисляется по значению атрибутов в дочерних по отношению к данному узлу узлах. Наследуемые атрибуты – значение определяется значением атрибутов соседних узлов и родительского узла.
20619. Синтаксическое дерево 93.5 KB
  Синтаксическое дерево. Синтаксическое дерево представляет собой дерево синтаксического разбора сжатом виде и может быть построено на основе синтаксически управляемых определений. Грамматическое правило Семантическое правило Синтаксическое дерево узлы которого могут иметь одного родителя называется направленным ациклическим графом выражений DAG. Для ускорения поиска используется ХЭШ – функция по сигнатуре op l r Пример: Построить дерево синтаксического разбора синтаксическое дерево и DAG для выражения.
20620. Семантический анализ 144.5 KB
  Генерация промежуточного кода Основные формы промежуточного кода6 Для примитивных трансляторов используется синтаксическое дерево или DAG Постфиксная запись Трехадресный код: x:=y op z Пример: синтаксическое дерево t1=c t2=bt1 t4=c t5=bt4 t3=t5t2 a=t3 DAG t1=c t2=bt1 t3=t2t2 a=t3 постфиксная запись Трехадресный код – представляет собой выражение типа Типы трехадресных конструкций инструкции присвоения где op – арифметическая или логическая операция где op – унарная операция инструкции копирования инструкции...
20621. Этап генерация кода исполняемой машины 58 KB
  1 a:=bc d:=ac mov R0 b add R0 c → mov a R0 mov R0 b add R0 c mov d R0 2 t:=ab t:=tc t:=t d mov R0 a add R0 b mov R1 c mul R0 R1 mov R1 d div R0 R1 mov t R0 не помещая переменные в регистры Характеристики описывающие целевую машину: набор инструкций вида op destination source способы адресации прямая регистровая абсолютная косвенная Адресация Обозначение Адрес Добавочная стоимость абсолютная регистровая индексированная косвеннорегистровая косвенноиндексированная константа в команде M R CR R CR C M...
20622. Базовые блоки 111.5 KB
  Говорят что трехадресная инструкция вида определяет x и использует y и z. Выход: список базовых блоков такой что каждая трех адресная инструкция принадлежит только одному блоку. Правила: первая инструкция является лидером. любая инструкция являющаяся целевой инструкцией условного или безусловного переходов является лидером.
20623. Многообразие и единство мира 92 KB
  Элементарные частицы фундаментальные частицы и частицы – переносчики фундаментальных взаимодействий3. В соответствии с этими представлениями выделяются следующие уровни: Уровни Условные границы Размер м Масса кг Микромир r =108 m = 1010 Макромир r 108 107 m 1010 – 1020 Мегамир r 107 m 1020 Понятие микромир охватывает фундаментальные и элементарные частицы ядра атомы и молекулы. Элементарные частицы фундаментальные частицы и частицы – переносчики фундаментальных взаимодействий Элементарные частицы – это частицы входящие в состав...
20624. Мегамир, основные космологические и космогонические представления 115 KB
  – среднее расстояние от Земли до Солнца равное 15×1011м. Все планеты – остывшие тела светящиеся отраженным от Солнца светом. Солнечная система Девять планет вращающиеся вокруг Солнца принято делить на две группы: планеты Земной группы Меркурий Венера Земля Марс и планетыгиганты Юпитер Сатурн Уран Нептун Плутон. Считается что диаметр Солнечной системы равен приблизительно 6×1016 м: на этом расстоянии планеты удерживаются силой тяготения Солнца.