Презентация к лекции по дисциплине: "Генетика человека с основами медицинской генетики" по теме: "Методы изучения наследственности человека"

Дисциплина: «Генетика человека с основами медицинской генетики»

Учебное заведение: БПОУ ВО «Череповецкий медицинский колледж имени Н.М. Амосова» (Вологодская обл., г. Череповец, ул. Данилова, 30)

Разработчик: Ватагина Ирина Валерьевна

2019 год

Тема занятия: «Методы изучения наследственности человека»

Формируемые компетенции

Общие:
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их выполнение и качество.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
Профессиональные:
ПК 1.1. Проводить мероприятия по сохранению и укреплению здоровья населения, пациента и его окружения.
ПК 1.2. Осуществлять лечебно-диагностические вмешательства, взаимодействуя с участниками лечебного процесса.

В результате изучения темы студент должен
знать:
1. Методы изучения наследственности и изменчивости человека в норме и патологии;
2. Биохимические и цитологические основы наследственности.
Уметь:
Решать ситуационные задачи, применяя теоретические знания.
Проводить беседы по планированию семьи с учетом имеющейся наследственной патологией.

Ежегодно среди новорожденных 4 – 5% детей имеют значительные наследственные дефекты.
ВОЗ зарегистрировано свыше 1000 серьезных наследственных аномалий.
В распоряжении генетики человека находится большое количество методов диагностики и профилактики наследственной патологии.

Мотивация изучения темы

Человек как объект генетического исследования.
Клинико-генеалогический метод.
Близнецовый метод.
Цитогенетический метод.
Метод дерматоглифики.
Метод генетики соматических клеток.
Биохимические методы.
Молекулярно-генетические методы.
Популяционно-статистический метод.

План занятия

Особенности человека как объекта генетического исследования

большое число хромосом в кариотипе (46),
продолжительность цикла развития до наступления половозрелости,
малое количество детей в браке,
невозможно формировать необходимую схему брака, т.к. люди свободно вступают в брак.

Клинико-генеалогический метод

Генеалогический метод – изучение родословных с указанием типа родственных связей между членами родословной, с помощью которого прослеживается распределение болезней в роду.
Генеалогия – учение о родословных, представляющее собой графическое изображение родственных связей между членами одной семьи в нескольких поколениях.

Область применения метода:
Установление наследственного характера признака.
Определение типа наследования заболевания и пенетрантности гена.
Анализ сцепления и локализации генов на хромосомах.
Изучение интенсивности изменения наследственного материала (частоты мутаций) у человека.
Расшифровка механизмов взаимодействия генов.
Расчет риска рождения больного ребенка при медико-генетическом консультировании.
Оценка прогноза заболевания.
Расчет риска для потомства.
Этапы:
А. Составление родословной.
Б. Генеалогический анализ.

Клинико-генеалогический метод. Составление родословной

Сбор семейных сведений (анкетирование, беседа, анализ медицинских документов);
Графическое изображение родословной с помощью символов.

Клинико-генеалогический метод. Генеалогический анализ

1. Установление, является ли данный признак наследственным. Если признак в родословной встречается несколько раз в разных поколениях, то можно предполагать, что этот признак имеет наследственную природу.
2. Определение типа наследования признака.

Клинико-генеалогический метод. Генеалогический анализ

Черты аутосомно-доминантного наследования: признак встречается в родословной часто, практически во всех поколениях с одинаковой частотой у мальчиков и девочек. Если признак обнаруживается у одного из родителей, то этот признак проявится или у половины потомства, или у всего.

Клинико-генеалогический метод. Генеалогический анализ

Черты аутосомно-рецессивного наследования: признак встречается в родословной редко, не во всех поколениях, с одинаковой частотой у мальчиков и девочек. Может проявиться у детей, родители которых им не обладали. Если признак имеет один из родителей, то он может совсем не проявиться у детей или проявиться у половины.

Клинико-генеалогический метод. Генеалогический анализ

Х-доминантное наследование: признак встречается чаще у лиц женского пола. Если мать больна, а отец здоров, то передача патологического признака происходит вне зависимости от пола. Если болен отец, а мать здорова, то все дочери унаследуют от отца патологический признак. Все сыновья будут здоровы.

Клинико-генеалогический метод. Генеалогический анализ

Х-рецессивное наследование: признак встречается чаще у лиц мужского пола. Характерен «перескок» признака через поколение. В семьях, где оба родителя здоровы, могут рождаться 50% больных сыновей (если мать гетерозиготна). Лица женского пола, обладающие патологическим признаком, могут рождаться только в семьях, где отец болен, а мать гетерозиготна.

Клинико-генеалогический метод. Генеалогический анализ

У-сцепленное наследование: признак встречается только у лиц мужского пола. Признак передается по мужской линии всем сыновьям (при полной пенетрантности).

Цитоплазматическое наследование: признак встречается с одинаковой частотой у обоих полов. Признак передается потомкам от матери. Больная мать передает признак либо всему потомству, либо только его части в зависимости от попадания в зиготу аномальных плазмогенов от яйцеклетки.

Задание: рассмотрите родословную, определите тип наследования гемофилии.

Близнецовый метод

Коэффициент конкордантности:
К= С С+Д С С С+Д С+Д С С+Д , где С – число конкордантных пар, Д – число дисконкордантных пар.

Коэффициент наследуемости:
Н= К МБ−К ДБ 100−К ДБ К МБ−К ДБ К МБ−К ДБ 100−К ДБ 100−К ДБ К МБ−К ДБ 100−К ДБ , где Кмб – конкордантность монозиготных близнецов, Кдб – конкордантность дизиготных близнецов.

Цитогенетический метод

Цитогенетический метод – микроскопическое изучение хромосом человека.

Цитогенетический метод

Дифференциальное окрашивание хромосом
Методы, вызывающие поперечную исчерченность, специфичную для каждой хромосомы – Q, G и R-окрашивание.
Методы, селективно окрашивающие определенные участки хромосом – C, T, Ag-NOR и др.

Цитогенетический метод

Исследование полового хроматина

Анализ телец Барра
Тельце Барра – это инактивированная Х-хромосома, выявляемая в эпителиальных клетках слизистой щеки; определяется как небольшое, сильно окрашенное образование у стенки ядра эпителиальных клеток.

Анализ «барабанных палочек»
Анализ наличия «барабанных палочек» проводится в мазках капиллярной крови, окрашенных обычным способом. В женском организме в норме регистрируется одна «барабанная палочка» на 500 сегментоядерных клеток.

Метод дерматоглифики

Дерматоглифика – раздел морфологии, изучающий папиллярные линии и узоры и позволяющий на основе отпечатков узоров ладоней, пальцев, а также стоп диагностировать некоторые наследственные заболевания.
По отклонениям от средних дерматологических характеристик популяции можно не только определить проявляемые патологии (синдром Дауна, формы олигофрении и т.д.), но и выявить ее скрытого носителя.

Метод генетики соматических клеток

Область применения метода:
Изучение метаболических процессов в клетке,
Выявление локализации генов в хромосомах,
Исследование генных мутации,
Изучение мутагенной и канцерогенной активности химических веществ.

Биохимические методы

Биохимические методы позволяют определить специфические метаболиты, характерные для определенного наследственного заболевания.

Хроматография

Электрофорез

Могут исследоваться моча, пот, плазма и сыворотка крови, форменные элементы крови, фибробласты и лимфоциты.

Молекулярно-генетические методы

Методы ДНК-диагностики используются для изучения участков ДНК-гена или участка хромосомы и позволяют осуществить точную дородовую диагностику многих наследственных заболеваний.
Флюоресцентная in situ гибридизация (FISH-метод).
ДНК-зондовая диагностика.

Молекулярно-генетические методы

Молекулярно-генетические методы

ДНК-зондовая диагностика используется для диагностики заболевания на уровне первичного молекулярного дефекта – патологического гена.
Методы:
Блот-гибридизационный анализ;
Анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов;
Полимеразная цепная реакция (ПЦР);
Анализ полиморфизма микросателлитных последовательностей.

Молекулярно-генетические методы

Молекулярно-генетические методы

Молекулярно-генетические методы

Микросателлиты (или простые короткие (тандемные) повторы) -варьирующие участки (локусы) в ядерной ДНК и ДНК органелл (митохондрий и пластид), состоящие из повторяющихся фрагментов длиной от 1  до 6 пар оснований. Используются как молекулярные маркеры в определении родства, принадлежности к конкретной популяции, для исследования гибридизации. 

Молекулярно-генетические методы

Прямая диагностика мутаций включает:
Определение нуклеотидной последовательности и выявление делеций, замены оснований и вставки в исследуемом фрагменте.
Путем рестрикратного анализа выявление нарушения места рестрикции.
Проведение аллелоспецифической гибридизации с синтетическими зондами, что позволяет обнаружить мутации в ДНК.
Химическое и ферментативное расщепление ДНК в местах неправильной сшивки оснований. В основе метода электрофорез ДНК.
Регистрация изменения электрофоретической подвижности мутантных молекул ДНК.
Трансляция белкового продукта осуществляется в системе in vitro на основе специфической мРНК. Синтезируемый белок исследуется с помощью электрофореза. Изменение подвижности белка указывает на наличие мутации.

Косвенные методы применяются, когда нуклеотидная последовательность гена еще не расшифрована, но известно его положение на генетической карте. Добавляются математические расчеты.

Молекулярно-генетические методы

Популяционно-статистические методы

Сущность метода: изучение частот генов и генотипов в различных популяционных группах.

Статистический анализ распространенности отдельных генов и контролируемых признаков в популяционных группах позволяет определить адаптивную ценность конкретных генотипов.

Закон Харди – Вайнберга: сумма частот аллелей одного гена в генофонде популяции является постоянной величиной

Закрепление знаний

Вставьте пропущенные данные в таблицу:

Домашнее задание

Работа с текстом учебника:
«Генетика человека с основами медицинской генетики» / Е.К. Хандогина, И.Д. Терехова, С.С. Жилина, М.Е. Майорова. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013.
Тема «Основные методы изучения наследственности человека» (стр. 145 – 150, 165 - 183) – чтение, краткий конспект.