Prezentácia na tému "genetika". Prezentácia na tému "genetika" Prezentácie na tému genetika na rôzne témy

ĽUDSKÁ GENETIKA

ČLOVEK AKO OBJEKT GENETICKÝCH ŠTÚDIÍ Ťažkosti pri štúdiu dedičnosti a premenlivosti človeka. Nemožnosť smerových krížov. Neskôr puberta. Málo potomkov. Nemožnosť poskytnúť rovnaké a prísne kontrolované podmienky pre vývoj potomkov z rôznych manželstiev. Pomerne veľké číslo chromozómov. Nemožnosť vykonávať priame experimenty. Záver: štúdium ľudskej dedičnosti si vyžaduje použitie špeciálnych výskumných metód.

METÓDY ŠTÚDIA ĽUDSKEJ GENETIKY Genealogické (štúdium rodokmeňov a identifikácia typu dedičnosti). Cytogenetická (analýza karyotypu za normálnych a patologických stavov). Biochemická metóda (štúdium génových štruktúr). Metóda dvojčiat (štúdium identických dvojčiat a vplyv faktorov na genotyp vonkajšie prostredie). Imunogenetická metóda (genetika krvných skupín).

PRAKTICKÁ GENETIKA Genealogická. Cytogenetické. Biochemické. Blíženci. Imunogenetické. Downov syndróm. Nedostatok Rh faktora v krvi. Hemofília. fenylketonúria. Albinizmus. Turnerov syndróm. Diabetes. Zajačí pysk. Polydaktýlia. Priraďte metódu výskumu a genetické ochorenie osoba.

METÓDY ZISŤOVANIA OCHORENÍ Genealogická metóda - polydaktýlia, hemofília, albinizmus. Biochemická metóda - diabetes mellitus, fenylketonúria, kosáčikovitá anémia. Cytogenetická metóda - Downov syndróm, Turnerov syndróm, rázštep pery. Imunogenetická metóda – identifikácia krvných skupín, prítomnosť Rh faktora. Metóda Twin - skúma prejavy znakov, napríklad krvná skupina, farba očí a vlasov sú úplne dané geneticky.

MAJSTROVSKÉ DIELO S DEDIČNÝMI ANOMÁLIAMI Na obraze Raphaela „Sixtínska Madona“ vľavo od Márie – pápež Sik c m II. Nájdite genetickú poruchu. Určite typ dedičstva. * Mnohí služobníci cirkvi, keď videli plátno, tvrdili, že ho vytvoril diabol, keďže videli číslo šelmy... Pápež má na pravej ruke 6 prstov. Odtiaľ pochádza názov - Sixtus. Na obrázku je 6 postáv.

HISTORICKÉ KRONIKY Syn posledného ruského cisára Careviča Alexeja trpel dedičnou chorobou - hemofíliou. Dokážte, že anglická kráľovná Viktória s tým priamo súvisí.

GENETICKÁ ŠTÚDIA A ZÁVER Grafické znázornenie súboru chromozómov sa nazýva idiogram. Dešifrujte údaje idiogramu, zdôvodnite predpovede, ak: Trizómia v 21. páre chromozómov. Trizómia na chromozóme 17. Trizómia v pohlavných chromozómoch.

ČLÁNOK V GLAMOUR MAGAZINE Časopis „…“ uverejnil článok s názvom „Plánovanie pohlavia dieťaťa“ s cennými odporúčaniami: Ak snívate o dcére, plánujte počať na starnúcom mesiaci. Chlapci sa skôr rodia ženám, ktoré jedia veľa mäsa a Cibuľa. Pravdepodobnosť, že budete mať chlapca, je väčšia, ak váš manželský partner nefajčí. atď. Napíšte odpoveď na tento článok.

VYHLÁSENIE NÁROKU Žena začala konanie vo veci vymáhania výživného od muža, ktorý má I krvnú skupinu, dieťa I krvnú skupinu. Krvná skupina ženy je III. Tvrdí, že muž je otcom dieťaťa. Aké rozhodnutie by mal súd vydať? Rozhodnutie súdu. Muž môže byť otcom dieťaťa, tak ako každý iný človek s rovnakou krvnou skupinou.

FAKTORY OVPLYVŇUJÚCE ĽUDSKÝ GENOTYP Vplyv vonkajšieho prostredia. Dedičnosť

SCHVAĽOVACÍ TEST Doplňte vetu. Úsek molekuly DNA obsahujúci informácie o primárnej štruktúre proteínu... Dočasne miznúca vlastnosť (potlačená)... Schopnosť získavať nové vlastnosti v procese individuálneho vývoja... Zmeny, ku ktorým dochádza v chromozómoch vplyvom vonkajších a vnútorné prostredie... Súbor génov, ktoré organizmus dostáva od svojich rodičov ...

GENETIKA JE BUDÚCNOSŤ…

Zakladateľ genetiky Gregor Mendel (Gregor Johann Mendel) () rakúsky prírodovedec, botanik a náboženská osobnosť, mních, zakladateľ doktríny dedičnosti (mendelizmus). Uplatňuje sa štatistické metódy analyzovať výsledky hybridizácie odrôd hrachu (), formulovať zákonitosti dedičnosti (Gregor Mendel sa narodil 22. júla 1822, Heinzendorf, Rakúsko-Uhorsko, teraz Ginchice. Zomrel 6. januára 1884, Brunn, dnes Brno , Česká republika Gregor Mendel (Gregor Johann Mendel) () rakúsky prírodovedec, botanik a náboženská osobnosť, mních, zakladateľ doktríny dedičnosti (mendelizmus) Pomocou štatistických metód analyzovať výsledky hybridizácie odrôd hrachu (), formuloval vzory dedičnosti (Gregor Mendel sa narodil 22. júla 1822, Heinzendorf, Rakúsko-Uhorsko, teraz Gincece Zomrel 6. januára 1884, Brunn, teraz Brno, Česká republika 22. januára 6. júla 22 6. januára

Genealogická metóda Táto metóda umožňuje pomocou údajov o členoch niekoľkých príbuzných rodín určiť typ dedičnosti ktorejkoľvek vlastnosti. Táto metóda umožňuje pomocou údajov o členoch niekoľkých príbuzných rodín určiť typ dedičnosti ktorejkoľvek vlastnosti.

Populačná metóda Populačno - genetické štúdie majú určiť frekvenciu výskytu génov a genotypov v populácii. Výskum umožňuje odhadnúť pravdepodobnosť, že sa narodí dieťa s určitou črtou v danej populácii. Populačno-genetické štúdie spočívajú v zisťovaní frekvencie výskytu génov a genotypov v populácii. Výskum umožňuje odhadnúť pravdepodobnosť, že sa narodí dieťa s určitou črtou v danej populácii.

(Marfanova choroba, Marfanov syndróm, arachnodaktýlia, dolichostenomelia) je ochorenie zo skupiny dedičných kolagenopatií, chorôb spojivového tkaniva človeka. Dedičné ochorenie, zahrnuté pod číslom v McKusickovom tabuľkovom systéme OMIM. Ochorenie má viaceré orgánové prejavy. Okrem charakteristických zmien v orgánoch muskuloskeletálneho systému (predĺžené kosti kostry, hypermobilita kĺbov) sa pozoruje patológia v orgánoch zraku a kardiovaskulárneho systému, ktorý tvorí klasickú triádu. (Marfanova choroba, Marfanov syndróm, arachnodaktýlia, dolichostenomelia) je ochorenie zo skupiny dedičných kolagenopatií, chorôb spojivového tkaniva človeka. Dedičné ochorenie, zahrnuté pod číslom v McKusickovom tabuľkovom systéme OMIM. Ochorenie má viaceré orgánové prejavy. Okrem charakteristických zmien v orgánoch muskuloskeletálneho systému (predĺžené kosti kostry, hypermobilita kĺbov) sa pozoruje patológia v orgánoch zraku a kardiovaskulárnom systéme, čo predstavuje klasickú triádu. Marfanov syndróm

Fenylketonúria (fenylpyruvická oligofrénia) Dedičné ochorenie zo skupiny fermentopatií spojené s poruchou metabolizmu aminokyselín, najmä fenylalanínu. Sprevádzaný hromadením fenylalanínu a jeho toxických produktov, čo vedie k ťažkému poškodeniu centrálneho nervového systému, prejavujúceho sa najmä v podobe mentálnej retardácie. (fenylpyruvická oligofrénia) Dedičné ochorenie zo skupiny fermentopatií spojené s poruchou metabolizmu aminokyselín, hlavne fenylalanínu. Sprevádzaný hromadením fenylalanínu a jeho toxických produktov, čo vedie k ťažkému poškodeniu centrálneho nervového systému, prejavujúce sa najmä v podobe psychickej poruchy.Fenylalanín

Albinizmus (z lat. albus white), nedostatok normálnej pigmentácie: u zvierat a ľudí koža, vlasy, dúhovka, u rastlín zelená farba celej rastliny alebo jednotlivých častí (pestrosť). A. dedičná vlastnosť, ktorá závisí od prítomnosti recesívneho, teda potlačeného génu, ktorý blokuje syntézu pigmentov v homozygotnom stave (pozri Homozygotnosť) (chlorofyl u rastlín, melanín u zvierat). (z lat. albus white), nedostatok normálnej pigmentácie: u zvierat a ľudí koža, vlasy, dúhovka, u rastlín zelená farba celej rastliny alebo jednotlivých častí (pestrosť). A. dedičná vlastnosť, ktorá závisí od prítomnosti recesívneho, t. j. potlačeného génu, ktorý blokuje syntézu pigmentov v homozygotnom stave (pozri Homozygotnosť) (u rastlín chlorofylu, u zvierat melanínu).

Downov syndróm (trizómia na 21. chromozóme) je jednou z foriem genómovej patológie, pri ktorej je karyotyp najčastejšie zastúpený 47 chromozómami namiesto normálnych 46, keďže namiesto normálnych dvoch sú zastúpené chromozómy 21. páru. tromi kópiami (trizómia, pozri aj Ploidy). Existujú ešte dve formy tohto syndrómu: translokácia chromozómu 21 na iné chromozómy (častejšie na 15, menej často na 14, ešte menej často na 21, 22 a Y-chromozóm) 4 % prípadov a mozaiková verzia chromozómu syndróm 5 %. (trizómia na 21. chromozóme) je jednou z foriem genómovej patológie, pri ktorej je karyotyp najčastejšie reprezentovaný 47 chromozómami namiesto normálnych 46, keďže chromozómy 21. páru sú namiesto normálnych dvoch reprezentované tromi kópiami. (trizómia, pozri aj Ploidy). Existujú ešte dve formy tohto syndrómu: translokácia chromozómu 21 na iné chromozómy (častejšie na 15, menej často na 14, ešte menej často na 21, 22 a chromozóm Y) 4 % prípadov a mozaikový variant chromozómu syndróm 5 %.

Klinefelterov syndróm Ide o prejav abnormálnej distribúcie chromozómov, pri ktorej sa k normálnej mužskej (46,XY) sade chromozómov vo všetkých alebo vo väčšine buniek tela pridáva ďalší chromozóm X (47,XXY). Ide o prejav abnormálnej distribúcie chromozómov, pri ktorej sa k normálnej mužskej (46,XY) sade chromozómov vo všetkých alebo vo väčšine buniek tela pridáva ďalší chromozóm X (47,XXY).

„Syndróm mňau“ je spôsobený deléciou časti 5. chromozómu. Prejav: vzniká demencia, je narušená stavba hrtana a hlas má slabý timbre. príčinou je delécia časti 5. chromozómu. Prejav: vzniká demencia, je narušená stavba hrtana a hlas má slabý timbre.

Lekársky genetický výskum Lekárska genetická konzultácia pozostáva zo 4 etáp; diagnóza, prognóza, záver, rada. Zároveň je potrebná úprimná a priateľská komunikácia medzi genetikom a rodinou pacienta. Poradenstvo začína vždy objasnením diagnózy dedičného ochorenia, keďže presná diagnóza je nevyhnutným predpokladom každej konzultácie. Ošetrujúci lekár pred odoslaním pacienta na lekársku genetickú konzultáciu by mal pomocou metód, ktoré má k dispozícii, čo najviac objasniť diagnózu a určiť účel konzultácie. Nevyhnutné je aj využitie genealogických, cytogenetických, biochemických a iných špeciálnych genetických metód (napr. zisťovanie väzieb génov alebo využitie molekulárno-genetických metód a pod.). Lekárska genetická konzultácia pozostáva zo 4 etáp; diagnóza, prognóza, záver, rada. Zároveň je potrebná úprimná a priateľská komunikácia medzi genetikom a rodinou pacienta. Poradenstvo začína vždy objasnením diagnózy dedičného ochorenia, keďže presná diagnóza je nevyhnutným predpokladom každej konzultácie. Ošetrujúci lekár pred odoslaním pacienta na lekársku genetickú konzultáciu by mal pomocou metód, ktoré má k dispozícii, čo najviac objasniť diagnózu a určiť účel konzultácie. Nevyhnutné je aj využitie genealogických, cytogenetických, biochemických a iných špeciálnych genetických metód (napr. zisťovanie väzieb génov alebo využitie molekulárno-genetických metód a pod.).

Záver. Genetika dnes. 21. storočie je storočím genetiky ... pre človeka je relevantné ... pretože. po prvé, mnohé bielenia majú dedičnú predispozíciu .. a keď vieme, ktoré gény, kombinácie génov, vieme predpovedať určité ochorenia .. napríklad je už s istotou známe, že esenciálna hypertenzia u ľudí s dedičnou predispozíciou má najväčšiu pravdepodobnosť výskytu .. po druhé, ľudská genetika je relevantná z hľadiska IVF .. môžeme vybrať akékoľvek znaky pre nenarodené dieťa .. integrovať ich do genómu vajíčka a získať dieťa so znakmi, ktoré by sme chceli mať. .celý problém je tu úspešná implantácia tohto vajíčka a ďalší vývoj .. ale stále sa na tom pracuje .. plus všetko .. aktívne sa vykonávajú lekárske genetické odbery .. aj tu v Moskve .. v genetickom centrum .. na kashirke ako .. chodia tam manzelske pary a diskutuju možné riziko vzhľad dieťaťa s určitými patológiami ... na základe genealogickej metódy a cytogenetického výskumu. 21. storočie je storočím genetiky ... pre človeka je relevantné ... pretože. po prvé, mnohé bielenia majú dedičnú predispozíciu .. a keď vieme, ktoré gény, kombinácie génov, vieme predpovedať určité ochorenia .. napríklad je už s istotou známe, že esenciálna hypertenzia u ľudí s dedičnou predispozíciou má najväčšiu pravdepodobnosť výskytu .. po druhé, ľudská genetika je relevantná z hľadiska IVF .. môžeme vybrať akékoľvek znaky pre nenarodené dieťa .. integrovať ich do genómu vajíčka a získať dieťa so znakmi, ktoré by sme chceli mať. .celý problém je tu úspešná implantácia tohto vajíčka a ďalší vývoj .. ale stále sa na tom pracuje .. plus všetko .. lekárske genetické odbery sa aktívne vykonávajú .. aj tu v Moskve .. v genetickom centrum .. na kashirke ako .. chodia tam manzelske pary a diskutuju o moznom riziku dietata s urcitymi patologiami ... na zaklade genealogickej metody a cytogenetickych vyskumov.

Genetický test Akú metódu použil G. Mendel: Akú metódu použil G. Mendel: Ktorý z dvoch génov inhibuje pôsobenie druhého: Ktorý z dvoch génov inhibuje pôsobenie druhého: Koľko typov gamét tvorí heterozygot v r. monohybridné kríženie: Koľko typov gamét sa vytvorí heterozygot pri monohybridnom krížení : Koľko typov gamét sa vytvorí homozygot pri dihybridnom krížení: Koľko typov gamét sa vytvorí homozygot pri dihybridnom krížení: Ak vypadne jeden nukleotid matricová molekula RNA pri transkripcii, potom takáto mutácia znamená: Ak pri transkripcii vypadol jeden nukleotid z matricovej molekuly RNA, potom takáto mutácia znamená: Ak je sada pohlavných chromozómov (heterozómov) u mužského pohlavia XY, potom také mužské pohlavie je: Ak je súbor pohlavných chromozómov (heterozómov) u mužského pohlavia XY, potom také mužské pohlavie je: ľudské chromozómy: Koľko genotypov sa vyprodukuje v F2 pri monohybridnom krížení: Koľko genotypov sa vytvorí v F2 v monohybridnom krížení: Koľko fenotypov sa vytvorí v F 2 v dihybridnom krížení: Koľko fenotypov sa vytvorí v F 2 v dihybridnom krížení: Koľko fenotypov sa vytvorí v F 1 s neúplnou dominanciou: Koľko fenotypy sa tvoria v F 1 s neúplnou dominanciou:

Literatúra A.A. Kamensky, E.A. Kriksunov, VV Pasechnik Trieda učebnice biológie. Vydavateľ: Drop, 2008 A.A. Kamensky, E.A. Kriksunov, VV Pasechnik Trieda učebnice biológie. Vydavateľ: Drop, 2008

Vlastnosti ľudskej genetiky vykonala študentka 10 triedy „A“ Savintseva Elena

čo je genetika? Genetika je veda, ktorá študuje zákonitosti dedičnosti a premenlivosti organizmov.

Zvláštnosti ľudskej dedičnosti a premenlivosti Dedičnosť a premenlivosť sú univerzálne vlastnosti živých organizmov. Základné zákony genetiky majú univerzálny význam a sú plne aplikovateľné aj na ľudí. Človek ako objekt genetického výskumu má však svoje špecifické vlastnosti.

1. Nemožnosť výberu jednotlivcov a vykonania smerového kríženia. 2. Malý počet potomkov. 3. Neskorá puberta a zriedkavá (25–30 rokov) generačná výmena. 4. Nemožnosť poskytnúť rovnaké a kontrolované podmienky pre vývoj potomstva. 5. Ľudský fenotyp je vážne ovplyvnený nielen biologickými, ale aj sociálne pomeryživotné prostredie. Zvláštnosti:

Metódy štúdia ľudskej dedičnosti. 1. Genealogický (Typ dedičnosti sa skúma zostavovaním rodokmeňov.); 2. Cytogenetické (Štúdia sa chromozómové súbory zdravých a chorých ľudí, ako aj mikroskopická štruktúra chromozómov.); 3. Dvojča (Štúdia sa genotypové a fenotypové znaky dvojčiat.); 4. Biochemické (Štúdium chemické zloženie vnútrobunkové prostredie, krv, tkanivový mok tela.);

Variabilita je vlastnosť organizmu získavať nové vlastnosti. Typy variability: Nededičná (fenotypová alebo modifikácia); Dedičné (kombinatívne, mutačné) Vzory variability.

Typy mutácií. Génové mutácie (zmeny v génoch) Zmena v usporiadaní nukleotidov DNA. Strata alebo inzercia jedného alebo viacerých nukleotidov. Nahradenie jedného nukleotidu iným.

Typy mutácií. Chromozomálne mutácie (chromozomálne prestavby) Zdvojenie časti chromozómu. Strata segmentu chromozómu. Pohyb segmentu jedného chromozómu k inému chromozómu, ktorý s ním nie je homológny.

Typy mutácií. Genomické mutácie (vedú k zmene počtu chromozómov) Strata alebo výskyt nadbytočných chromozómov v dôsledku narušenia procesu meiózy Polyploidia - viacnásobné zvýšenie počtu chromozómov

Závery: Časť genetiky, ktorá skúma dedičnosť a variabilitu u ľudí, sa nazýva antropogenetika alebo genetika človeka. Ľudská genetika je veda o geneticky podmienených rozdieloch medzi ľuďmi. Z genetiky človeka vyčnieva lekárska genetika, skúmajúca mechanizmy vzniku dedičných chorôb, možnosti ich liečby a prevencie. V súčasnosti je človek dobre študovaný morfologicky, fyziologicky, biochemicky, čo prispieva k zváženiu jeho genetických vlastností.

Ďakujem za tvoju pozornosť!

ľudská genetika študuje javy dedičnosti a variability na všetkých úrovniach svojej organizácie a existencie: molekulárnej, bunkovej, organizmovej, populačnej.
lekárska genetika študuje úlohu dedičnosti v ľudskej patológii, vzorce prenosu z generácie na generáciu dedičných chorôb, vyvíja metódy diagnostiky, liečby a prevencie dedičnej patológie vrátane chorôb s dedičnou predispozíciou.

systém poznatkov o úlohe genetických faktorov v ľudskej patológii a systém metód diagnostiky, liečby a prevencie dedičnej patológie

Klinická genetika - aplikovaný úsek lekárskej genetiky, t.j. uplatnenie výsledkov posledne menovaného na riešenie klinických problémov u pacientov alebo v ich rodinách

Účel lekárskej genetiky

vývoj metód na diagnostiku, liečbu a prevenciu dedičných a dedičných ľudských patológií.

diagnostika dedičných chorôb
analýzu ich prevalencie v rôznych populáciách a etnických skupinách
prevencia dedičných ochorení na základe prenatálnej (predpôrodnej) diagnostiky
štúdium molekulárno-genetického základu etiológie a patogenézy dedičných chorôb
identifikácia genetických rizikových faktorov pre multifaktoriálne ochorenia
lekárske genetické poradenstvo pre rodiny pacientov

HISTÓRIA LEKÁRSKE GENETIKY

Predmendelovské obdobie

Náuka o ľudskej dedičnosti vznikla v medicíne z pozorovaní rodinných a vrodených chorôb.

V spisoch Hippokrata (5. storočie pred Kristom) bola zaznamenaná úloha dedičnosti pri vzniku chorôb:

„... epilepsia, podobne ako iné choroby, vzniká na základe dedičnosti; a naozaj, ak pochádza flegmatik od flegmatika, žlčník od žlčníka, konzument od konzumenta, slezina trpiaca chorobou sleziny, tak čo môže zabrániť chorobe, že otec a. matka trpí tým, že postihuje aj jedno z ich detí“.

V XVIII-XIX storočia. objavil jednotlivé práce o význame dedičnosti pri vzniku chorôb.

Do 18. storočia zahŕňajú prvé popisy dominantných (polydaktýlia, t. j. šesťprstý) a recesívnych (albinizmus u černochov) znakov francúzskeho vedca P. Maupertuisa.
Na začiatku XIX storočia. viacerí autori súčasne popísali dedičnosť hemofílie ako výsledok štúdia rodokmeňov rodín, v ktorých sa stretávali osoby trpiace týmto ochorením.
V roku 1814 vyšla kniha londýnskeho lekára D. Adamsa Pojednanie o predpokladaných dedičných vlastnostiach chorôb na základe klinických pozorovaní.
Koncept patologickej dedičnosti u ľudí bol stanovený v druhej polovici 19. storočia. a bol prijatý mnohými lekárskymi fakultami.

Albinizmus je vrodená absencia pigmentu v koži, vlasoch, dúhovke a pigmentových membránach oka. .

S pochopením patologickej dedičnosti, koncept degenerácie ľudskej rasy a potrebu vylepšiť ju a súčasne (1865) a nezávisle od seba ju vyjadril V.M. Florinsky v Rusku a F. Galton v Anglicku.

Francis Galton (1822–1911)

Jeden zo zakladateľov ľudskej genetiky a eugeniky. Hlavné diela: "Dedičný talent a charakter" (1865); "Dedičný génius: štúdium jeho zákonov a dôsledkov" (1869); "Eseje o eugenike" (1909). Pokusy experimentálne zhodnotiť význam dedičných a environmentálnych faktorov pri formovaní kvantitatívnych znakov u ľudí položili základ genetiky kvantitatívnych znakov.

Florinsky Vasilij Markovič (1834–1899)

V roku 1865 uverejnil F. Galton návrh na „virikultúru“, t.j. kastovný „chov“ talentovaných ľudí, ktorí by sa podľa neho mali ženiť len v rámci svojej kasty, v žiadnom prípade sa nemiešať so zvyškom masy priemernosti. v latinčine „virikultúra“ znamená „kultúra odvahy“. V roku 1883 Galton radšej nahradil termín „virikultúra“ termínom "eugenika", čo v gréčtine znamená "zušľachťovanie" (eugenes, grécky - dobrý rod).

Rodokmeň, v strede ktorého sú bratranci - C. Darwin a F. Galton a ich spoločný starý otec - E. Darwin.

Zistilo sa množstvo chorôb dedičnej povahy,

navrhol sociálne zlepšenie spoločnosti pre harmonický rozvoj ľudí,

za pozitívnu úlohu miešania národov

Spolu s protichodnými alebo nesprávnymi ustanoveniami bolo v tejto knihe nastolených a správne objasnených množstvo otázok lekárskej genetiky. Medzi nimi: dôležitosť prostredia pre formovanie dedičných vlastností, poškodenie úzko súvisiacich manželstiev, dedičná povaha mnohých patológií (hluchota, albinizmus, rázštep pery, malformácie neurálnej trubice)

Miazma(z inej gréčtiny - znečistenie)

V roku 1902 anglický lekár Archibald Garrod, skúmajúc genealógie rodín, dospel k záveru, že alkaptonúria, ochorenie spojené s metabolickými poruchami, sa dedí v súlade so vzormi dedičnosti vlastností, ktoré objavil Mendel ( Alkaptonúria - NZ, spôsobená stratou funkcií oxidázy kyseliny homogentisovej a charakterizovaná poruchou metabolizmu tyrozínu).
Ďalšie biochemické anomálie vysvetlil A. Garrod vydaním v roku 1909 knihy „Congenital Errors of Metabolism“, vďaka ktorej bol uznaný otec biochemickej genetiky.

V roku 1906 anglický vedec William Batson navrhol názov pre vedu o dedičnosti a premenlivosti. genetika .

V prvých dvoch desaťročiach 20. storočia nastala eufória od mendelovský interpretácia mnohých chorôb, v dôsledku čoho bola úloha dedičnosti pri formovaní ľudského správania a v dedičnej záťaži populácie výrazne zveličená.

Koncept záhuby a degenerácie rodín s dedičnou patológiou sa stal vedúcim pri vysvetľovaní bremena spoločnosti s potomkami takýchto pacientov. Diagnóza dedičnej choroby bola považovaná za trest pre pacienta a dokonca aj jeho rodinu. Na tomto pozadí začala opäť naberať na sile. eugeniky - smer, ktorý predtým sformuloval Galton na zlepšenie plemena (alebo povahy) človeka.

História medicíny genetika v Rusku

Vasilij Markovič Florinsky - začiatok eugenického hnutia v Rusku (1865)

V roku 1920 Nikolaj Konstantinovič Kolcov vytvoril v Moskve Ruskú eugenickú spoločnosť, pod ktorou vychádzal Ruský eugenický časopis. V roku 1920 bolo v Ústave experimentálnej biológie (IEB), ktorý viedol N. K. Koltsov, zorganizované oddelenie eugeniky, ktoré rozbehlo výskum ľudskej genetiky. Začali sa prvé práce o dedičnosti krvných skupín, obsahu katalázy v krvi, dedičnosti farby vlasov a očí, premenlivosti a dedičnosti zložitých postáv metódou dvojčiat. Pracoval na oddelení prvá lekárska genetická konzultácia.

V roku 1921 Jurij Alexandrovič Filipčenko zorganizoval Eugenics Bureau v Petrohrade, kde sa uskutočnila najmä jedinečná populačno-genetická štúdia ľudských tvorivých schopností.

N.K.Koltsov

Yu.A.Filipchenko

Postoje domácich eugenikov sa od postojov západných eugenikov zásadne líšili svojou humanitou a vedeckou orientáciou.
Výraz „eugenický“ bol adekvátny výrazu „medicínsko-genetický“
Nestanovilo si ako konečný cieľ implementáciu povinných eugenických opatrení
V ZSSR myšlienky negatívnej eugeniky neboli podporované (zlepšovanie ľudského plemena prostredníctvom legislatívne zafixovaného vybíjania prvkov nežiaducich z hľadiska eugeniky)
Súčasne s diskusiou o eugenických myšlienkach sa v Rusku vytvárajú praktické princípy lekárskej genetiky

20-30-te roky XX storočia

V ZSSR sa lekárska genetika úspešne rozvíjala v 20. a 30. rokoch 20. storočia. Medzi slávnymi ruskými lekármi-vedcami zo začiatku XX storočia majú osobitné miesto Sergej Nikolajevič Davidenkov(1880-1961), ktorý prvýkrát uplatnil myšlienky genetiky na klinike. S.N.Davidenkov je zakladateľom klinickej genetiky a lekárskeho genetického poradenstva

V roku 1920 S.N. Davidenkov vytvoril prvú lekársku genetickú konzultáciu v Moskve av roku 1934 v Leningrade.
Prvýkrát nastolil otázku vytvorenia katalógu génov (1925).
Ako prvý navrhol termín „neurogenetika“, ktorý sa dnes používa na celom svete.
Sformuloval hypotézu o genetickej heterogenite dedičných chorôb, určil hlavné smery prevencie NB.
Vydal niekoľko kníh o genetike dedičných chorôb nervovej sústavy: Hereditary Diseases of the Nervous System (1. vyd. v roku 1925, 2. vydanie v roku 1932); "Problém polymorfizmu dedičných chorôb nervového systému" (1934); "Evolučné genetické problémy v neuropatológii" (1947).

30-40-te roky XX storočia

V rokoch 1930 až 1937 sa lekárska genetika vyvinula v r Lekársky biologický ústav , premenovaný v roku 1935. V Lekársky genetický ústav. M. Gorkij. Bol to pokročilý ústav, ktorý vykonal veľa práce na štúdiách dvojčiat a cytogenetických štúdií, boli vyvinuté a zdokonalené 3 metódy – klinické genealogické, dvojčatové a cytologické .

15. mája 1934 sa tento inštitút uskutočnil prvá konferencia o lekárskej genetike v histórii sovietskej biológie a medicíny.

V tento deň riaditeľ Biomedicínskeho ústavu Šalamún Grigorievič Levit predniesol správu „Antropogenetika a medicína“, v ktorej definoval novú disciplínu.

"Levit sa stal zakladateľom ruskej lekárskej genetiky, sformuloval jej kľúčové princípy a myšlienky" (historik genetiky V.V. Babkov)

S.G. Levita (1894-1937)

Odporcovia genetikov na čele s Trofim Denisovič Lysenko(riaditeľ Ústavu genetiky Akadémie vied ZSSR v rokoch 1940 až 1965), povedali, že nemôže existovať žiadna špeciálna látka dedičnosti; celý organizmus má dedičnosť; že gény sú výmyslom genetikov: veď ich nikto nevidel.
Hlavné obvinenia voči genetikom boli politického charakteru. Genetika bola vyhlásená za buržoáznu reakčnú vedu. Lysenkovi priaznivci tvrdili, že občania socialistickej krajiny nemôžu mať dedičné choroby a reči o ľudských génoch sú základom rasizmu a fašizmu.
Mnoho genetikov bolo zatknutých v roku 1937. V roku 1940 bol zatknutý N.I.Vavilov. Obvinili ho, že je anglický špión. V roku 1943 Vavilov zomrel v saratovskom väzení od vyčerpania. Po Vavilovovi, G.D. Karpechenko (vedúci Katedry genetiky rastlín Leningradskej štátnej univerzity), G. A. Levitsky (vedúci cytologického laboratória na All-Russian Institute of Plant Science pomenovaného po N.I. inej genetike.

IN 1937 prof. Z postu riaditeľa Lekárskeho genetického ústavu bol odvolaný S. G. Levit a ústav bol zrušený. O rok neskôr bol S.G. Levit zatknutý, odsúdený na smrť za terorizmus a špionáž a zastrelený. Levit bol posmrtne rehabilitovaný v roku 1956.
Vladimír Pavlovič Efroimson bol zatknutý trikrát.
Prenasledovaný bol aj profesor S.N. Davidenkov. Jeho vedecká práca v lekárskej genetike neboli publikované a docentúra na Leningradskom inštitúte pre zlepšenie lekárov bola uzavretá.
Koltsov N.K. bol odvolaný z funkcie riaditeľa ÚEB av tom istom roku 1940 zomrel na infarkt myokardu.

Počas Veľkej vlasteneckej vojny represie výrazne ustúpili, ale v roku 1946 sa opäť zintenzívnili.
K porážke došlo v auguste 1948 na zasadnutí Celoväzovej akadémie poľnohospodárskych vied. VI Lenin (VASKHNIL), kde Lysenko urobil správu „O situácii v biologickej vede“. V správe bola genetika vystavená zničujúcej kritike a bola označená za „buržoáznu pseudovedu“.
V dňoch 9. – 10. septembra 1948 Prezídium Akadémie lekárskych vied ZSSR oficiálne zakázalo lekársku genetiku.
Po zasadnutí VASKhNIL boli všetci poprední genetici prepustení z práce a vyučovanie genetiky na školách a univerzitách bolo zakázané. Asi 3 000 vedcov bolo prepustených alebo degradovaných), niektorí genetici boli zatknutí)
Nikolaj Petrovič Dubinin (zakladateľ Ústavu cytológie a genetiky) bol nútený študovať vtáky v ochranných pásoch;
Iosif Abramovič Rappoport (bol nominovaný na Nobelovu cenu za objav chemickej mutagenézy) sa stal laboratórnym geológom atď.

Po Stalinovej smrti sa situácia v genetike začala meniť. Začali sa objavovať články kritizujúce Lysenka a obnovil sa genetický výskum.
Genetici dúfali v úplnú rehabilitáciu svojej vedy, ale nestalo sa tak. Lysenko mohol vstúpiť do dôvery N.S. Chruščova. V dôsledku toho Lysenkova dominancia v biológii pokračovala až do konca roku 1964. (pred odstránením Chruščova).
V roku 1956 bol správne vypočítaný počet ľudských chromozómov (predtým sa verilo, že ich má človek 48). Počet ľudských chromozómov súčasne opísali dve skupiny výskumníkov v USA a Anglicku.
V roku 1959 bola objavená chromozomálna povaha chorôb - bola preukázaná súvislosť medzi porušením počtu chromozómov a niektorými dedičnými chorobami (Downov syndróm, Shereshevsky-Turnerov syndróm a Klinefelterov syndróm). Cytogenetika sa stala vedúcim smerom.
V tomto období vznikla klinická genetika ako výsledok spojenia troch odvetví genetiky človeka – cytogenetiky, formálnej (mendelovskej) genetiky a biochemickej genetiky.
Človek sa stal hlavným objektom všeobecného genetického výskumu (predtým človek ako objekt skúmania nebol pre genetikov príliš atraktívny).

V roku 1956 bolo v Moskve na Ústave biologickej fyziky Akadémie vied zorganizované laboratórium radiačnej genetiky (vedúci Nikolaj Petrovič Dubinin)
V roku 1957 bol v rámci Sibírskej pobočky Akadémie vied ZSSR (Novosibirsk) zorganizovaný Ústav cytológie a genetiky (ICiG SB Akadémie vied ZSSR) (riaditeľ N. P. Dubinin).
V roku 1958 S. N. Davidenkov zorganizoval Lekárske genetické laboratórium Akadémie lekárskych vied v Leningrade, ktoré po jeho smrti v roku 1961 viedla E. F. Davidenková.
V roku 1958 bola založená Rada pre všeobecnú a lekársku genetiku pod predsedníctvom akademika Akadémie lekárskych vied ID Timakova.
K rýchlemu oživeniu lekárskej genetiky došlo v Moskve. Alexandra Alekseevna Prokofieva-Belgovskaya viedla dve laboratóriá: karyologické laboratórium na Ústave molekulárnej biológie Akadémie vied ZSSR (1962) a laboratórium cytogenetiky na Ústave morfológie človeka Akadémie lekárskych vied ZSSR (1964), organizoval kurzy pre výučbu lekárov metód cytogenetiky.
Za začiatok obnovy „klinickej časti“ lekárskej genetiky možno považovať vydanie knihy Vladimíra Pavloviča Efroimsona v roku 1964 „Úvod do lekárskej genetiky“.

V apríli 1967 bol vydaný príkaz ministra zdravotníctva ZSSR o lekárskej genetickej pomoci obyvateľstvu. Prvé konzultácie sa objavili v Moskve a Leningrade
Prvé lekárske genetické konzultácie vznikli z iniciatívy a pod patronátom akademických inštitúcií. Špecialisti na lekársku cytogenetiku sa začali pripravovať začiatkom 60. rokov 20. storočia na báze laboratórií v Moskve pod vedením A. A. Prokofievovej-Belgovskej a v Leningrade pod vedením E. F. Davidenkovej.
V roku 1969 pod vedením Prokofievovej-Belgovskej vyšla kniha Základy ľudskej cytogenetiky.
Založená v roku 1969 Ústav lekárskej genetiky (IMG). Riaditeľom ústavu bol vymenovaný Nikolaj Pavlovič Bočkov. Tento ústav sa stal vedúcou a koordinačnou inštitúciou pre lekársku genetiku v krajine. Do nej bolo presunuté Laboratórium cytogenetiky človeka (vedúci - A.A. Prokofieva-Belgovskaya), zorganizované Laboratórium všeobecnej cytogenetiky (vedúci - A.F. Zakharova) a Laboratórium mutagenézy a populačnej cytogenetiky (vedúci - N.P. Bochkov). pracovníci Moskovskej lekárskej genetickej konzultácie sa pripojili k ústavu.

IMG začala vyvíjať skríningové programy na včasnú diagnostiku a prevenciu dedičných chorôb, výskum vývojovej genetiky (Vladimir Iľjič Ivanov) a populačnej genetiky dedičných chorôb (Jevgenij Konstantinovič Ginter).
V roku 1982 bolo otvorené Tomské oddelenie IMG. Ako vedúci oddelenia bol pozvaný V.P. Puzyrev. O päť rokov neskôr viedol Výskumný ústav lekárskej genetiky ako súčasť Tomského vedeckého centra Sibírskej pobočky Akadémie lekárskych vied, organizovaného na základe katedry.
Lekárska genetika v Leningrade dostala nový impulz k rozvoju v roku 1987, keď Ústav pôrodníctva a gynekológie Akadémie lekárskych vied. K D. O. Ottovi sa pridal V. S. Baranov, ktorý vytvoril a viedol laboratórium pre prenatálnu diagnostiku dedičných a vrodených chorôb.
V roku 1988 N.P. Bochkov zorganizoval oddelenie lekárskej genetiky na 1. Moskovskom lekárskom inštitúte. V roku 1989 vytvoril E. I. Schwartz podobné oddelenie v Leningradskom detskom ústave.

Na prelome 20. a 21. storočia zaujala popredné miesto v biomedicínskej vede lekárska genetika, ktorá kumulovala pokrokové metódy a koncepty z rôznych medicínskych a biologických odborov.

K intenzívnemu rozvoju lekárskej genetiky v druhej polovici 20. storočia prispeli tri okolnosti:

Po prvé, v dôsledku poklesu infekčných a alimentárnych chorôb po druhej svetovej vojne sa viac pozornosti a financií venovalo endogénnym chorobám, vrátane dedičných.
po druhé, pokrok laboratórnej a inštrumentálnej medicíny, široká výmena informácií poskytla presnejšiu nosológiu syndrómov a chorôb.
po tretie, pokrok všeobecnej genetiky a biológie zásadne zmenil metodológiu genetiky človeka (genetika somatických buniek).

Hlavným výsledkom lekárskej genetiky do konca XX-začiatok XXI storočí bolo vytvorenie genetických technológií pre medicínu, ktoré umožňujú rýchlo riešiť zložité problémy v medicíne a zdravotníctve.

Ľudská genetika v Rusku

N.K.Koltsov

Hypotéza o molekulárnej štruktúre a

Maticová reprodukcia chromozómov (1928)

Organizátor a predseda Rusko

Eugenická spoločnosť (1921-1929)

Eufeníka – „náuka o dobrom prejave

Dedičné sklony"

A.S. Serebrovský

Termín "genofond" (1927)

Populačná genetika, štruktúra génov

S.G. Levit

Zakladateľ prvého

lekárska genetika

Inštitút (1935)

S.N.Davidenkov

Myšlienka vytvorenia katalógu génov (1925)

Prvá lekárska genetická konzultácia na svete (1920)

Davidenkova cena RAMS

Moderné centrá ľudskej genetiky

Lekárska genetika vedecké centrum RAMS, Moskva (predtým IMG)

Ústav lekárskej genetiky SB RAMS, Tomsk

Ústav pôrodníctva, gynekológie a perinatológie Ruskej akadémie lekárskych vied, Petrohrad

Ústav všeobecnej genetiky, Moskva

Ústav cytológie a genetiky, Novosibirsk

Ústav biochémie a genetiky, Ufa

N. P. Bochkov

Akademik RAMS

Zakladateľ a prvý riaditeľ

Ústav lekárskej genetiky (MGNC)

lekárska genetika zvažuje nasledujúce otázky:

aké dedičné mechanizmy podporujú homeostázu organizmu a určujú zdravie jedinca;
aký je význam dedičné faktory(mutácie alebo kombinácia určitých alel) v etiológii chorôb;
aký je pomer dedičných a environmentálnych faktorov v patogenéze chorôb;
aká je úloha dedičných faktorov pri určovaní klinického obrazu chorôb (dedičných aj nededičných);
či (a ak áno, ako) dedičná konštitúcia ovplyvňuje proces uzdravovania osoby a výsledok choroby;
ako dedičnosť určuje špecifiká farmakologických a iných typov liečby.

11 000 dedičných chorôb postihujúcich všetky orgány, systémy a funkcie tela Prevalencia NP u detí: 5-5,5 % novorodencov Genetické choroby - 1 % Chromozomálne choroby - 0,5 % Choroby s dedičnou predispozíciou - 3-3,5 % Inkompatibilita matky a plodu - 0,4 % Genetické somatické poruchy - ? Príčiny dojčenskej úmrtnosti: až 50% v peri- a novorodeneckej úmrtnosti - vrodené chyby, NB a iné "genetické" príčiny Genetické ochorenia - 8-10% Chromozomálne - 2-3% Multifaktoriálne (genetická predispozícia) - 35-40%) Negenetické príčiny - 50% Zmena "profilu" NP s vekom so stálosťou "zaťaženia"" width="640"

Hodnota genetiky pre medicínu

~ 30 000 nozologických foriem

11 000 dedičných chorôb postihujúcich všetky orgány, systémy a funkcie tela

Prevalencia NP u detí: 5-5,5 % novorodencov

Genetické ochorenia – 1 %

Chromozomálne ochorenia - 0,5%

Choroby s dedičnou predispozíciou - 3-3,5%

Inkompatibilita matky a plodu - 0,4%

Genetické somatické poruchy - ?

Príčiny dojčenskej úmrtnosti: až 50 % peri- a novorodeneckej úmrtnosti – vrodené chyby, NB a iné „genetické“ príčiny

Genetické ochorenia - 8-10%

Chromozomálne - 2-3%

Multifaktoriálna (genetická predispozícia) - 35-40%)

Negenetické príčiny – 50 %

Zmena "profilu" NP s vekom so stálosťou "zaťaženia"

Dnes je už pevne stanovené, že zákony genetiky v živom svete majú univerzálny charakter a platia aj pre ľudí.

Avšak, pretože Človek nie je len biologická, ale aj sociálna bytosť. , Ľudská genetika sa líši od genetiky väčšiny organizmov niekoľkými spôsobmi:

na štúdium ľudskej dedičnosti sa hybridologická analýza (metóda kríženia) nedá použiť;
používa sa na genetickú analýzu konkrétne metódy:

genealogický (metóda analýzy rodokmeňov),
dvojča,
cytogenetický,
biochemický,
populácia,
molekulárnej genetiky

charakteristické pre ľudí sociálne znaky ktoré sa nenachádzajú v iných organizmoch, napríklad temperament, zložité komunikačné systémy založené na reči, ako aj matematické, vizuálne, hudobné a iné schopnosti;
vďaka verejnej podpore prežívaniu a existencii ľudí so zjavnými odchýlkami od normy (in divoká príroda takéto organizmy nie sú životaschopné).

Komplexný karyotyp - veľa chromozómov a väzbových skupín
Neskorá puberta (12-15 rokov)
Zriedkavá generačná výmena (25 rokov)
Nízka plodnosť a malý počet potomkov (1-2-3 deti v rodine)
Nemožnosť plánovania umelých manželstiev a experimentovania (hybridologická analýza)
Nemožnosť vytvorenia absolútne rovnakých životných podmienok pre všetkých potomkov
Veľký genetický a fenotypový polymorfizmus

Míľniky genetiky

Francis Crick a

James Dew Watson

Francis Collins a

Craig Venter

Gregor Mendel

1. Objav dvojitej špirály DNA (1953) Francis Crick a James Dew Watson z roku 1953
2. Dešifrovanie ľudského genómu (2001-2003) Francis Collins a Craig Venter 2001/2003

3. Izolácia embryonálneho kmeňa

ľudské bunky (1998)

! Dĺžka všetkých molekúl DNA v jednej bunke je približne 2 metre

Celkom v ľudskom tele 5X10 13 bunky

Dĺžka všetkých molekúl DNA vo všetkých bunkách je 10 11 km, čo je tisíckrát väčšia vzdialenosť od Zeme k Slnku.

Jedna molekula DNA obsahuje 3,0 miliardy párov báz !

Verejná prednáška N.Novgorod , 4 december 2004

Sekvenovanie - továrenský proces pri ABI Prism 3700 Cyklus je nepretržitý: pri 15 minút práce operátora denne Celera - sekvencie nad 1,5 miliardy bp za mesiac

Sekvenovanie ľudského genómu trvalo 9 mesiacov 10 dní a 200 miliónov dolárov...Po 10 rokoch vývoj metód a nástrojov

Lander e.a., Nature (2001), v.409, s.860

výsledky Sekvenovanie DNA s fluorescenčnou značkou

Verejná prednáška N.Novgorod

Verejná prednáška N.Novgorod , 4 december 2004

PROJEKT

ĽUDSKÝ GÉNÓM

OFICIÁLNE

DOKONČENÉ

VÝSKUM ĽUDSKÉHO GENOMU AKTÍVNE POKRAČUJE

Počet génov u človeka sa odhaduje na 20 - 25 tisíc, (odhad v roku 2001 - 35-40 tis.) Príroda 21. 10. 2004 alebo 15. 10. 2004 19 600 exp

Hlavnú časť ľudského genómu zaberajú negény (63 - 74 %). Samotný gén je vo vnútri „prázdny“: 95 % tvorí nekódujúca časť). Celková dĺžka kódovacích oblastí – 1 %

Veľkosť genómu (vrátane medzier)

2,91 miliardy bp

Časť genómu, ktorá sa skladá z opakovaní

Počet anotovaných génov (a hypotetických)

Počet exónov

2 5 000

Časť genómu, ktorú možno pripísať intergénovej DNA, %

od 74.5 do 63.6

Časť genómu obsadená génmi, %

od 25.5 do 37.8

Časť genómu obsadená exónmi, %

1.1 až 1.4

Gén s maximálnym počtom intrónov ( Titin)

234 exónov

Priemerná veľkosť génu

27 kbp

Maximálna veľkosť génu (myodystrofín).

2400 kbp

0,5 %) Venter e.a., Science, 16. februára. 2007, v. 291, s. 1304" width="640"

Rozdelenie funkcií 25 000 proteín kódujúci ľudské gény

13% - bielkoviny, ktoré sa viažu na DNA

12% - prenos signálu

10% - enzýmy

17% - rôzne (s frekvenciami 0.5% )

PROJEKT “ SEKVENOVANIE 1000 ĽUDSKÝCH GENÓMOV ”

Náklady na projekt - 60 miliónov dolárov

3 etapy :

1. Sekvenovanie genómu 6 osôb z 2 rodín s vysokým rozlíšením
2. Sekvenovanie genómu 180 ľudí pri nízkom rozlíšení
3. Sekvenovanie kódujúcich oblastí 1 000 génov u 1 000 ľudí z rôznych populácií sveta

DEDIČNÉ CHOROBY

Patologické stavy, ktorých príčinou je zmena genetického materiálu.

TYPY NC :

Monogénne
Chromozomálne
Mitochondriálny
Multifaktoriálny

Existuje genetická a klinická klasifikácia dedičných chorôb.

Genetická klasifikácia odráža etiológiu ochorenia – typ mutácie a interakciu s prostredím.
Klinická klasifikácia alebo fenotyp organizované podľa orgánového, systémového princípu alebo typu metabolizmu.

Klasifikácia dedičné choroby

Genetické choroby - choroby spôsobené génovými mutáciami
Chromozomálne - choroby spôsobené chromozomálnymi a genómovými mutáciami

ĽUDSKÁ GENOMIKA študuje genóm

ľudská genetika - odvetvie genetiky, ktoré študuje zákonitosti dedičnosti a premenlivosti znakov u ľudí
ľudská genetika- Toto je špeciálna sekcia genetiky, ktorá študuje znaky dedičnosti znakov u ľudí, dedičné choroby (lekárska genetika), genetickú štruktúru ľudských populácií.
ľudská genetika je teoretický základ modernej medicíny a modernej zdravotnej starostlivosti.

Predmet a úlohy lekárskej genetiky a genomiky

ľudská genetika

Lekárska

genetika

Genomika

Klinické

genetika

Genomická medicína

ľudská genetika: dedičnosť a variabilita u ľudí na všetkých úrovniach jej organizácie a existencie (molekulárna, bunková, organizmová, populačná)

lekárska genetika: Úloha dedičnosti v ľudskej patológii, vzorce prenosu z generácie na generáciu dedičných chorôb, metódy diagnostiky, liečby a prevencie dedičnej patológie vrátane chorôb s dedičnou predispozíciou

Klinická genetika: aplikácia poznatkov a vývoja v oblasti medu. genetika ku klinickým problémom (diagnostika, liečba, prognóza a prevencia)

Genomika: konštrukčné a funkčná organizácia a variabilita genómu

(Thomas Roderick, 1989)

Genomická medicína: aplikácia poznatkov a vývoja genomiky a molekulárnej genetiky na diagnostiku, terapiu a prevenciu chorôb a prognózu zdravotného stavu

„Rutinné používanie genotypovej analýzy, zvyčajne vo forme testovania DNA, na zlepšenie kvality zdravotná starostlivosť» (A.Beaudet, 1998). Individualizovaná medicína („boutique medcine“, B. Bloom, 1999).

Genomika

genóm – kompletný káder bunkovej DNA

Genomika : všeobecné zásady konštrukcie a štruktúrnej a funkčnej organizácie genómu. Sekvenovanie, mapovanie, identifikácia génov a extragénnych prvkov

Štrukturálna genomika– sekvencia nukleotidov v genóme, štruktúra génov a negénových prvkov (repetitívna DNA, promótory, zosilňovače atď.), fyzikálne, genetické, transkripčné mapy

funkčná genomika: identifikácia funkcií génov / oblastí genómu, ich funkčné interakcie v bunkovom systéme

Proteomika: štúdium proteínových súborov v bunke

Porovnávacia genomika: organizácia genómov odlišné typy všeobecné vzorce štruktúry a fungovania genómov

Evolučná genomika: vývoj genómov, pôvod dedičnej diverzity

Etnogenomika: genetická diverzita ľudských populácií, genetika pôvodu človeka ako druhu, rasy, národy

Lekárska genomika (genomická medicína): aplikácia poznatkov a technológií genomiky do problematiky klinickej a preventívnej medicíny (diagnostika DNA, génová terapia)

História genetiky: hlavné udalosti a objavy (2)

1977 Klonovaný prvý ľudský gén – ľudský choriový somatoammotropín

1977 vyvinuté techniky sekvenovania DNA (Sanger; Maxam, Gilbert)

1980 Bol opísaný dĺžkový polymorfizmus reštrikčných fragmentov DNA, bol predložený koncept „reverznej genetiky“ (Botstein)

1986 vynájdená PCR (Mullis)

1990 Spustený projekt ľudského genómu

1995 Prvá kompletná sekvencia genómu - H . Chrípka

1996 Prvý sekvenovaný eukaryotický genóm – kvasinky

1997 Prvý úspešný pokus o klonovanie organizmu z „dospelej“ bunky – Dolly

2001 Získaný návrh sekvencie ľudského genómu

2003 Plne sekvenovaný ľudský genóm

ľudská genetika

Vlastnosti štúdia ľudskej genetiky

Dedičnosť a premenlivosť sú univerzálne vlastnosti živých organizmov. Základné zákony genetiky majú univerzálny význam a sú plne aplikovateľné aj na ľudí. Človek ako objekt genetického výskumu má však svoje špecifické črty. Všimnime si niektoré z nich:
1. Nemožnosť výberu jednotlivcov a vykonania smerového kríženia.
2. Malý počet potomkov.
3. Neskorá puberta a zriedkavá (25–30 rokov) generačná výmena.
4. Nemožnosť poskytnúť rovnaké a kontrolované podmienky pre vývoj potomstva.
5. Ľudský fenotyp vážne ovplyvňujú nielen biologické, ale aj sociálne podmienky prostredia.
Záver: štúdium ľudskej dedičnosti si vyžaduje použitie špeciálnych výskumných metód.

Genealogická metóda spočíva v štúdiu rodokmeňov na základe mendelovských zákonov dedičnosti a pomáha určiť povahu dedičnosti vlastnosti, konkrétne autozomálnej (dominantnej alebo recesívnej) alebo pohlavnej väzby.
Takto sa zakladá dedičstvo individuálne vlastnostičlovek: črty tváre, výška, krvná skupina, duševný a duševný sklad, ako aj niektoré choroby. Táto metóda odhalila škodlivé účinky úzko príbuzných manželstiev, ktoré sú obzvlášť zrejmé, keď sú homozygoti pre rovnakú nepriaznivú recesívnu alelu. V príbuzenských manželstvách je pravdepodobnosť, že budú mať deti s dedičnými chorobami a predčasnou dojčenskou úmrtnosťou, desiatky až stokrát vyššia ako priemer.

Vzor autozomálnej dominantnej dedičnosti

Klasickými príkladmi dominantnej dedičnosti sú schopnosť zrolovať jazyk do trubice a „visiaci“ (voľný) ušný lalok. Alternatívou k poslednému znaku je zrastený lalok – recesívny znak. Ďalšou dedičnou anomáliou u ľudí, spôsobenou autozomálne dominantným génom, je polydaktylizmus alebo polydaktýlia. Je známy už od staroveku. Na Raphaelovom obraze „Sixtínska Madona“ naľavo od Márie je pápež Sixtus II., na ľavej ruke má 5 prstov a na pravej 6. Odtiaľ pochádza jeho meno: sixtus je šesť.
Ďalší podobný znak, určená dominantnými génmi, je „habsburská pera“. Ľudia s touto črtou majú vyčnievajúcu spodnú peru a úzku, vyčnievajúcu spodnú čeľusť a ich ústa zostávajú po celý čas pootvorené. Názov tejto vlastnosti je spôsobený tým, že sa často vyskytoval medzi predstaviteľmi habsburskej dynastie.

Vzor autozomálnej recesívnej dedičnosti

U ľudí bolo popísaných veľa znakov nesúvisiacich s pohlavím, ktoré sa dedia ako recesívne. Napríklad modré oči sa objavujú u ľudí, ktorí sú homozygotní pre zodpovedajúcu alelu.
Pri narodení modrookého dieťaťa od rodičov s hnedými očami sa opakuje situácia rozoberania kríženia – v tomto prípade je zrejmé, že ide o heterozygota, t.j. nesú obe alely, z ktorých navonok vystupuje iba dominantná.
Znak ryšavých vlasov, ktorý určuje aj charakter pigmentácie kože, je aj vo vzťahu k neryšavým vlasom recesívny a objavuje sa len v homozygotnom stave.

Pohlavné znaky

Znaky, ktorých gény sa nachádzajú na chromozóme X, môžu byť tiež dominantné alebo recesívne. Heterozygotnosť pre takéto črty je však možná len u žien. Ak je akýkoľvek recesívny znak prítomný u ženy iba v jednom z dvoch X chromozómov, potom bude jeho prejav potlačený pôsobením dominantnej alely druhého. U mužov, v ktorých bunkách je iba jeden chromozóm X, sa nevyhnutne objavia všetky znaky s ním spojené.
Hemofília (nezrážanlivosť krvi) je dobre známe ochorenie spojené s X chromozómom. Gén hemofílie je vo vzťahu k normálnemu génu recesívny, takže toto ochorenie (homozygotnosť pre tento znak) je u nich extrémne zriedkavé. U mužov, ktorí dostanú gén pre hemofíliu od zdravej nositeľky, sa toto ochorenie rozvinie.

Konvencie prijaté na zostavovanie rodokmeňov

Metódy štúdia ľudskej genetiky

Biochemická metóda – metóda zisťovania zmien biochemických parametrov organizmu spojených so zmenou genómu.
Biochemická mikroanalýza môže odhaliť porušenie v jednej bunke. Tak je možné stanoviť diagnózu u nenarodeného dieťaťa podľa jednotlivých buniek v plodovej vode tehotnej ženy pre ochorenia ako diabetes mellitus, fenylketonúria a pod.

Metódy štúdia ľudskej genetiky

Metóda dvojčiat je metóda štúdia dvojčiat.
Jednovaječné (identické) dvojčatá:
Majú rovnaký genotyp
Rozdiely vznikajú vplyvom vplyvu životné prostredie
Umožňuje určiť, ako prostredie ovplyvňuje prejav určitých znakov
Bratské (neidentické) dvojčatá:
Môže byť rovnakého alebo rôzneho pohlavia
Nie sú si navzájom podobnejší ako obyčajní bratia a sestry, ktorí nie sú dvojčatá
Používa sa na porovnanie prejavu vlastnosti u jednovaječných a neidentických dvojčiat.

Snímka č. 10

Metódy štúdia ľudskej genetiky

Cytogenetická metóda je metóda na štúdium štruktúry a počtu chromozómov.
Umožňuje stanoviť viditeľné zmeny v chromozomálnom komplexe a identifikovať chromozomálne mutácie. Pomocou tejto metódy sa zistilo, že Downova choroba a množstvo ďalších dedičných chorôb sú spojené s porušením počtu chromozómov v bunkách. Chromozómy sa študujú počas metafázy mitózy. Častejšie sa používajú leukocyty pestované v špeciálnom médiu.

Snímka č. 11

V súčasnosti sa v medicíne používa metóda amniocentézy - štúdium buniek plodovej vody, ktorá umožňuje odhaliť abnormality v počte a štruktúre chromozómov u plodu už v 16. týždni tehotenstva. Za týmto účelom odoberte vzorku plodovej vody punkciou močového mechúra plodu.
Najbežnejšie z týchto anomálií sú rôzne prejavy aneuploidie (t.j. zníženie alebo zvýšenie počtu chromozómov), ako aj výskyt chromozómov s nezvyčajnou štruktúrou v dôsledku porúch v procese meiózy. Aneuploidia a chromozomálne preskupenia sú cytogenetické znaky mnohých ľudských chorôb.

Snímka č. 12

Medzi tieto ochorenia patrí najmä Klinefelterov syndróm, ktorý sa vyskytuje u jedného zo 400 – 600 novonarodených chlapcov. Pri tejto chorobe sú pohlavné chromozómy reprezentované súborom XXY. Klinefelterov syndróm sa prejavuje nedostatočným rozvojom primárnych a sekundárnych sexuálnych charakteristík a skreslením telesných proporcií (vysoký vzrast a neúmerne dlhé končatiny).
Ďalšou anomáliou je Turnerov syndróm, ktorý sa vyskytuje u novorodencov s frekvenciou približne 1:5000. U takýchto pacientov je v bunkách prítomných 45 chromozómov, pretože v ich karyotype nie sú pohlavné chromozómy zastúpené dvoma, ale iba jedným X chromozómom. Pre takýchto pacientov sú charakteristické aj početné anomálie v štruktúre tela. Obe tieto ochorenia – Klinefelterov syndróm a Turnerov syndróm – sú výsledkom non-disjunkcie pohlavných chromozómov pri tvorbe gamét u rodičov.

Snímka č. 13

Chromozomálne ochorenia môžu byť tiež spôsobené nondisjunkciou autozómov. Prvýkrát bola pri štúdiu Downovho syndrómu (vrodená idiocia) objavená súvislosť medzi zmenou chromozómovej sady a prudkými odchýlkami od normálneho vývoja. Ľudia trpiaci týmto ochorením majú charakteristický tvar očí, nízky vzrast, krátke a krátkoprsté ruky a nohy, anomálie mnohých vnútorné orgány, špecifický výraz tváre, vyznačujú sa mentálnou retardáciou. Štúdia karyotypu takýchto pacientov preukázala prítomnosť prídavného, t.j. tretie, chromozómy v 21. páre (tzv. trizómia). Príčina trizómie je spojená s nondisjunkciou chromozómov počas meiózy u žien.

Snímka č. 14

Metódy štúdia ľudskej genetiky

Populačno-štatistická metóda
Táto metóda sa používa na štúdium genetickej štruktúry ľudských populácií alebo jednotlivých rodín. Umožňuje určiť frekvenciu jednotlivých génov v populáciách.
Prevažná väčšina recesívnych alel je v populácii prítomná v latentnom heterozygotnom stave. Albíni sa teda rodia s frekvenciou 1:20 000, ale jeden zo 70 obyvateľov európskych krajín je heterozygotný pre túto alelu.
Ak sa gén nachádza na pohlavnom chromozóme, potom sa pozoruje iný obraz: u mužov je frekvencia homozygotných recesív pomerne vysoká. Takže v populácii Moskovčanov v 30. rokoch 20. storočia. Prítomných bolo 7 % farboslepých samcov a 0,5 % (homozygotných recesívnych) farboslepých samíc.

Snímka č. 15

Veľmi zaujímavé štúdie krvných skupín sa uskutočnili na ľudských populáciách. Existuje predpoklad, že ich distribúciu v rôznych častiach zemegule ovplyvnili epidémie moru a kiahní. Najmenej odolní voči moru boli ľudia krvnej skupiny I (00); naopak, vírus kiahní najčastejšie infikuje nosičov II. skupiny (AA, A0). Mor sa rozmáhal najmä v krajinách ako India, Mongolsko, Čína, Egypt, a preto dochádzalo k „vybíjaniu“ alely 0 v dôsledku zvýšenej úmrtnosti na mor ľudí s krvnou skupinou I. Epidémie kiahní zasiahli najmä Indiu, Arábiu, tropickú Afriku a po príchode Európanov aj Ameriku.
V krajinách s maláriou, ako už viete (Stredomorie, Afrika), je vysoká frekvencia génu, ktorý spôsobuje kosáčikovitú anémiu.

Snímka č. 16

Existujú dôkazy, že Rh negatívny je menej bežný v populáciách žijúcich v podmienkach vysokej prevalencie rôznych infekčné choroby vrátane malárie. A v populáciách žijúcich na vysočinách a iných oblastiach, kde sú infekcie zriedkavé, je zvýšené percento Rh-negatívnych ľudí.
Populačná metóda umožňuje skúmať genetickú štruktúru ľudských populácií, odhaľovať vzťah medzi jednotlivými populáciami a osvetľuje aj históriu rozšírenia človeka po planéte.

Snímka č. 17

dedičné choroby
a ich príčiny Dedičné choroby môžu byť spôsobené abnormalitami v jednotlivých génoch, chromozómoch alebo súboroch chromozómov.
Chromozomálne ochorenia sa vyskytujú, keď sa zmení štruktúra chromozómov: zdvojnásobenie alebo strata chromozómového segmentu, otočenie chromozómového segmentu o 180 °, premiestnenie chromozómového segmentu na nehomologický chromozóm.
Prvýkrát bola v prípade Downovho syndrómu objavená súvislosť medzi abnormálnou sadou chromozómov a prudkými odchýlkami od normálneho vývoja. Frekvencia chromozomálnych mutácií u ľudí je vysoká a je príčinou až 40 % zdravotných problémov u novorodencov. Vo väčšine prípadov sa chromozomálne mutácie vyskytujú v gamétach rodičov. Chemické mutagény a ionizujúce žiarenie zvyšujú frekvenciu chromozomálnych mutácií. V prípade Downovho syndrómu bola zaznamenaná korelácia medzi pravdepodobnosťou mať choré deti a vekom matky – po 35 – 40 rokoch sa zvyšuje 10–20-krát.

Snímka č. 18

Okrem chromozomálnych abnormalít, dedičné choroby môže byť dôsledkom zmien genetickej informácie priamo v génoch.
Najbežnejšie génové alebo bodové mutácie spojené so zmenou sekvencie nukleotidov v molekule DNA. V heterozygotnom stave, napríklad Aa, môžu zostať nepovšimnuté a prejavujú sa fenotypovo, pričom prechádzajú do homozygotného stavu - aa.
X-viazaná dedičnosť sa prejavuje absenciou prenosu génu cez mužskú líniu: chromozóm X od otca sa neprenáša na synov, ale prenáša sa na každú dcéru. Napríklad hemofília (nezrážanlivosť krvi) sa dedí ako recesívna mutácia viazaná na X.

Snímka č. 19

Liečba dedičných chorôb

Účinná liečba dedičných chorôb zatiaľ neexistuje. Existujú však metódy liečby, ktoré zmierňujú stav pacientov a zlepšujú ich pohodu. Sú založené najmä na kompenzácii metabolických defektov spôsobených poruchami v genóme.
Pri dedičných metabolických anomáliách sa pacientovi podávajú enzýmy, ktoré sa v tele netvoria alebo sa zo stravy vylučujú produkty, ktoré telo nevstrebáva pre nedostatok potrebných enzýmov.
Pri cukrovke sa do tela vstrekuje inzulín. To umožňuje pacientovi s cukrovkou normálne jesť, ale neodstraňuje príčiny ochorenia.

Snímka č. 20

Dá sa predísť dedičným ochoreniam?

Zatiaľ to nie je možné. Včasná diagnostika však umožňuje buď vyhnúť sa narodeniu chorého dieťaťa, alebo začať liečbu včas, čo v mnohých prípadoch prináša pozitívne výsledky. Napríklad pri včasnej liečbe Downovho syndrómu sa 44 % pacientov dožije veku 60 rokov, pričom v mnohých prípadoch vedie takmer normálny život.
Na včasnú diagnostiku sa používajú rôzne metódy. Zvyčajne, ak štandardné vyšetrovacie metódy dávajú dôvod predpokladať dedičné poruchy embrya, používa sa metóda amniocentézy - rozbor embryonálnych buniek, ktoré sú vždy prítomné v plodovej vode.

Snímka č. 21

Etické problémy v genetike

Genetické inžinierstvo využíva najdôležitejšie objavy molekulárnej genetiky na vývoj nových výskumných metód, získavanie nových genetických údajov a tiež v praktické činnosti, najmä v medicíne.
Predtým sa vakcíny vyrábali len z usmrtených alebo oslabených baktérií alebo vírusov. Takéto vakcíny vedú k rozvoju silnej imunity, ale majú aj nevýhody. Napríklad si človek nemôže byť istý, že vírus je dostatočne inaktivovaný. Existujú prípady, keď sa vakcinačný kmeň vírusu detskej obrny v dôsledku mutácií zmenil na nebezpečný, blízky bežnému virulentnému kmeňu.
Je bezpečnejšie očkovať čistými proteínmi škrupiny vírusov - nemôžu sa množiť, tk. nemajú nukleové kyseliny, ale spôsobujú tvorbu protilátok. Môžu byť získané genetickým inžinierstvom.
Takáto vakcína proti infekčnej hepatitíde (Botkinova choroba) už bola vytvorená - nebezpečná a neriešiteľná choroba. Pracuje sa na vytvorení čistých vakcín proti chrípke, antraxu a iným chorobám.

Snímka č. 22

Korekcia pohlavia

Operácie na zmenu pohlavia sa u nás začali robiť asi pred 30 rokmi striktne zo zdravotných dôvodov.
Choroba hermafroditizmus je vedecky známa už dlho. Podľa štatistík je to u nás 3-5 prípadov na 10-tisíc novorodencov. Základom tejto patológie sú porušenia v génoch a chromozómoch. Tieto poruchy môžu byť spôsobené mutagénnymi faktormi (znečistenie životného prostredia, rádioaktivita, alkohol, fajčenie atď.).
Operácie na zmenu pohlavia sú zložité, viacstupňové. Vyšetrenia trvajú mesiace, povolenie na operáciu dáva ministerstvo zdravotníctva – to vylučuje zmenu pohlavia u homosexuálov, mentálne postihnutých ľudí.

Snímka č. 23

Transplantácia orgánu

Transplantácia orgánov od darcov je veľmi zložitá operácia, po ktorej nasleduje rovnako ťažké obdobie prihojenia transplantátu. Veľmi často je transplantát odmietnutý a pacient zomrie. Vedci dúfajú, že tieto problémy možno vyriešiť pomocou klonovania.

Snímka č. 24

Klonovanie

Ide o metódu genetického inžinierstva, pri ktorej sa potomkovia získavajú zo somatickej bunky predka, a preto majú úplne rovnaký genóm.
Na experimentálnej farme v Škótsku sa nedávno pásla ovca Dolly, ktorá sa narodila metódou klonovania. Vedci odobrali jadro obsahujúce genetický materiál z bunky vemena matky ovce a implantovali ho do iného ovčieho vajíčka, z ktorého bol predtým odstránený vlastný genetický materiál. Výsledné embryo bolo implantované do tretej ovce, ktorá fungovala ako náhradná matka. Po Britoch americkí genetici úspešne naklonovali opice.
Klonovanie zvierat rieši mnohé problémy v medicíne a molekulárnej biológii, no zároveň vytvára mnohé sociálne problémy.
Takmer každá technológia použiteľná pre cicavce je použiteľná aj pre ľudí. To znamená, že je možné naklonovať človeka, t.j. vytvoriť dvojičky ľudí, z ktorých sa získa aspoň jedna zdravá bunka. Na vytvorenie príbuzenstva sa používajú metódy biologického vyšetrenia, ktoré sa vykonáva, keď má dieťa 1 rok a krvný systém sa stabilizuje. d) lekárske genetické poradenstvo.

6. V dôsledku zmeny sekvencie nukleotidov v molekule DNA dochádza k:
a) génové mutácie;
b) chromozomálne mutácie;
c) somatické mutácie;
d) rôzne modifikácie.
7. Populačno-štatistickou metódou štúdia dedičnosti osoby skúmajú:
a) rodokmeň rodiny;
b) distribúcia vlastnosti vo veľkej populácii ľudí;
c) sada chromozómov a jednotlivé chromozómy;
d) vývoj znakov u dvojčiat.