Болезни, обусловленные нарушением числа аутосом (неполовых) хромосом

Вопросы.

Требования, предъявляемые к субстрату наследственности:

1) Способность к самовоспроизведению – вещество должно обеспечить преемственность свойств в поколениях

2) Уникальность – вещество должно иметь структуру, объясняющую существование миллионов видов и неповторимость.

3) Специфичность – структура вещества должна предполагать синтез специфических белков.

Организмы обладают способностью передавать следующим поколениям свои признаки и особенности, т.е. воспроизводить себе подобных. Это явление наследования признаков основано на передаче из поколения в поколение наследственной информации. Материальным носителем этой информации являются молекулы ДНК.

Передача наследственной информации от одного поколения клеток к другому, от одного поколения организмов к последующему обеспечивается некоторыми фундаментальными свойствами ДНК. Она удваивается в каждом поколении клеток и может неопределенно долго воспроизводиться без каких-либо изменений. Относительно редкие изменения наследственной информации также могут воспроизводиться и передаваться от поколения к поколению. информационная РНК, несущая сведения о первичной структуре белковых молекул, синтезируется в ядре. Пройдя через поры ядерной оболочки, иРНК направляется к рибосомам, где осуществляется расшифровка генетической информации - перевод ее с «языка» нуклеотидов на «язык» аминокислот.

Аминокислоты, из которых синтезируются белки, доставляются к рибосомам с помощью специальных РНК, называемых транспортными (тРНК). Эти небольшие молекулы, состоящие из 70-90 нуклеотидов, способны сворачиваться таким образом, что образуют структуры, напоминающие по форме лист клевера. В клетке имеется столько же разных типов тРНК, сколько типов кодонов, шифрующих аминокислоты. На вершине каждого «листа» тРНК имеется последовательность трех нуклеотидов, комплементарных нуклеотидам кодона в иРНК. Такая последовательность нуклеотидов в структуре тРНК называется антикодоном. Специальный фермент «узнает» антикодон и присоединяет к «черешку листа» тРНК не какую угодно, а определенную, «свою» аминокислоту. В этом состоит первый этап синтеза белка.

Для того чтобы аминокислота включилась в полипептидную цепь белка, она должна оторваться от тРНК. На втором этапе синтеза тРНК выполняет функцию переводчика с «языка» нуклеотидов на «язык» аминокислот. Такой перевод происходит на рибосоме. В ней имеется два участка: на одном тРНК получает команду от иРНК - антикодон узнает кодон, на другом - выполняется приказ - аминокислота отрывается от тРНК.

Третий этап синтеза белка заключается в том, что фермент синтетаза присоединяет оторвавшуюся от тРНК аминокислоту к растущей полипептидной цепи. Информационная РНК непрерывно скользит по рибосоме, каждый триплет сначала попадает в первый участок, где узнается антикодоном тРНК, затем на второй участок. Сюда же переходит тРНК с присоединенной к ней аминокислотой, здесь аминокислоты отрываются от тРНК и соединяются друг с другом в той последовательности, в которой триплеты следуют один за другим

Когда на рибосоме в первом участке оказывается один из трех триплетов, являющихся знаками препинания между генами, это означает, что синтез белка завершен. Готовая полипептидная цепь отходит от рибосомы.

Процесс синтеза белковой молекулы требует больших затрат энергии. На соединение каждой аминокислоты с тРНК расходуется энергия одной молекулы АТФ. Средний по размерам белок состоит из 500 аминокислот, следовательно, столько же молекул АТФ расщепляются в процессе его синтеза. Кроме того, энергия нескольких молекул АТФ нужна для движения иРНК по рибосоме.

Для увеличения производства белков иРНК часто одновременно проходит не через одну, а через несколько рибосом последовательно. Такую структуру, объединенную одной молекулой иРНК, называют полисомой. На каждой рибосоме в этом похожем на нитку бус конвейере последовательно синтезируются несколько молекул одинаковых белков

Аминокислоты бесперебойно поставляются к рибосомам с помощью тРНК. Отдав аминокислоту, молекула тРНК тут же соединяется с другой такой же аминокислотой. Высокая слаженность всех «служб комбината» по производству белков позволяет в течение нескольких минут синтезировать молекулы, состоящие из сотен аминокислот. Синтез белка на рибосомах носит название трансляции.

Можно условно выделить два пути транспорта белка в клетке:

1. Из цитоплазмы в некоторые органеллы (ядро, пластиды, митохондрии)

2. Большой путь везикулярного транспорта из ШЭР через аппарат Гольджи (АГ) к другим органеллам (лизосомы, пероксисомы) и через секреторные везикулы во внеклеточную среду.

2 вопрос.

Особи любого вида распространены в своем ареале не равномерно, а отдельными устойчивыми скоплениями – популяциями. Популяция – совокупность особей одного вида, длительно населяющих определенное пространство и свободно скрещивающиеся между собой. Каждая популяция имеет свой ареал, возрастной и половой состав.

Популяции не свойственен единообразный генотип, она характеризуется генетической разнородностью. Каждая популяция на протяжении многих поколений непрерывно обогащается новыми мутантными генами, появляющимися в половых клетках отдельных особей. Приток нового генетического материала происходит так же путем миграции особей из одной популяции в другую. Сохранение резерва изменчивости осуществляется путем перевода в гетерозиготное состояние. Мутации как правило не являются полезными, но они направлены на приспособление к условиям существования.

В генетике человека популяцией можно назвать группу людей, занимающих одну территорию и свободно вступающих в брак. Могут быть географические, религиозные, социальные преграды вступления в брак. Крупные популяции человека состоят из нескольких антропологических групп, отличающихся по происхождению и занимающих большую территорию.

Малые популяции, численность которых не превышает 1500-4000 человек называют демами. Они характеризуются высокой частотой родственных браков. 80-90%. Еще меньшие популяции с численностью не более 1500 называют изолятами и родственные браки составляют 90%. Для современных человеческих популяций характерно их возрастание и разрушение существовавших ранее брачных изолятов.

Человечество характеризуется большим полиморфизмом. Сохраняется этот полиморфизм благодаря нейтральности этих признаков по отношению к жизнеспособности. Но полиморфизм в активности иммунной системы не является нейтральным.

Человечество несет в себе генетический груз возникших мутаций, среди которых немало рецессивных, летальных, полулетальных и ряда наследственных, проявляющиеся лишь в гомозиготном состоянии. Проблема генетического груза имеет большое значение для медицины. Для медико-генетичесих консультантов важно иметь представление о насыщенности генами наследственных болезней населения населяющих те или иные территории. Она важна для решения вопроса о роли факторов окружающей среды в мутационных процессах и в охране ее от загрязнения. В изменении генофонда человеческих популяций не последняя роль принадлежит миграциям. С ними связано разрушение прежних границ браков, появление смешанных браков. Миграции ведут к изменению состава генов в популяциях из которых население эмигрировало, и в тех, куда оно иммигрировало.

3 вопрос.

Группа: Vermes

Тип: Nematodes

Класс: Nematoda

Вид: Ascaris lumbricoideus

Морфологические особенности: самки 40 см, самцы 15-25 см. тело цилиндрическое, суженное к концам, у самца задний конец спирально загнут.

Цикл развития: паразитирует только у человека. Оплодотворенные яйца выводятся с фекалиями. Во внешней среде при температуре 24-25⁰ С они достигают инвазионной зрелости. К этому времени в яйце заканчивается формирование подвижной личинки. Яйца могут сохранять жизнеспособность до 6 лет. Инвазионное яйцо человек чаще всего проглатывает с немытыми овощами или ягодами. В кишках из яйца высвобождается личинка, которая проделывает миграцию. Оно прободает стенку кишки, попадает в кровеносный сосуд и с током венозной крови через печень, правое предсердие и желудочек проникает в легкие. Для дальнейшего развития личинке необходим свободный кислород. В легких из капилляров личинка проникает в легочные альвеолы, а затем в бронхи и трахею. Отсюда личинка поднимается в глотку и со слюной может быть снова проглочена. Попав вторично в кишки аскарида превращается в половозрелую форму. Самка аскариды ежесуточно выделяет 240 тыс. яиц. При этом живет около года.

Патогенное значение: продукты жизнедеятельности аскариды очень токсичны для человека. У больных отмечается головная боль, общая слабость, головокружение, раздражительность, снижение работоспособности и памяти. Могут так же стать причиной кишечной непроходимости.

ОКСИГЕНОТЕРАПИЯ (от лат. Oxygenium - кислород и терапия) - введение с лечебной целью кислорода в дыхательные пути (кислородные подушки, ингаляторы), желудочно-кишечный тракт или подкожно при некоторых болезнях сердца, легких, отравлениях удушающими отравляющими веществами (хлор, фосген и т. п.), введение кислорода при аскаридозе через зонд в кишечник. Оксигенотерапия больных аскаридозом предложена Н. П. Кравец. Методика лечения упрощена О. С. Мищенко. Метод основан на непереносимости зрелыми аскаридами богатой кислородом среды. Кислород вводят с помощью тонкого зонда в желудок (100—150 мл для год жизни) утром натощак в ход 10—15 мин. После процедуры больной должен лежать 2 ч. Кислород вводят в ход 2—3 дней.

4 билет.

1 вопрос

Мутационная изменчивость — изменчивость, вызванная действием на организм мутагенов, вследствие чего возникают мутации (реорганизация репродуктивных структур клетки). Мутагены бывают физические (радиационное излучение), химические (гербициды) и биологические (вирусы).

Мута́ция — стойкое изменение генотипа, происходящее под влиянием внешней или внутренней среды. Термин предложен Гуго де Фризом.

В современной учебной литературе используется и более формальная классификация, основанная на характере изменения структуры отдельных генов, хромосом и генома в целом. В рамках этой классификации различают следующие виды мутаций:

§ геномные;

§ хромосомные;

§ генные.

Геномные: — полиплоидизация (образование организмов или клеток, геном которых представлен более чем двумя (3n, 4n, 6n и т. д.) наборами хромосом) и анеуплоидия(гетероплоидия) — изменение числа хромосом, не кратное гаплоидному набору (см. Инге-Вечтомов, 1989). В зависимости от происхождения хромосомных наборов среди полиплоидов различают аллополиплоидов, у которых имеются наборы хромосом, полученные при гибридизации от разных видов, и аутополиплоидов, у которых происходит увеличение числа наборов хромосом собственного генома, кратное n.

При хромосомных мутациях происходят крупные перестройки структуры отдельных хромосом. В этом случае наблюдаются потеря (делеция) или удвоение части (дупликация) генетического материала одной или нескольких хромосом, изменение ориентации сегментов хромосом в отдельных хромосомах (инверсия), а также перенос части генетического материала с одной хромосомы на другую (транслокация) (крайний случай — объединение целых хромосом, т. н. Робертсоновская транслокация, которая является переходным вариантом от хромосомной мутации к геномной).

На генном уровне изменения первичной структуры ДНК генов под действием мутаций менее значительны, чем при хромосомных мутациях, однако генные мутации встречаются более часто. В результате генных мутаций происходят замены, делеции и вставки одного или нескольких нуклеотидов, транслокации, дупликации и инверсии различных частей гена. В том случае, когда под действием мутации изменяется лишь один нуклеотид, говорят о точечных мутациях. Поскольку в состав ДНК входят азотистые основания только двух типов — пурины и пиримидины, все точковые мутации с заменой оснований разделяют на два класса: транзиции (замена пурина на пурин или пиримидина на пиримидин) и трансверсии (замена пурина на пиримидин или наоборот). Возможны четыре генетических последствия точковых мутаций: 1) сохранение смысла кодона из-за вырожденности генетического кода (синонимическая замена нуклеотида), 2) изменение смысла кодона, приводящее к замене аминокислоты в соответствующем месте полипептидной цепи (миссенс-мутация), 3) образование бессмысленного кодона с преждевременной терминацией (нонсенс-мутация). В генетическом коде имеются три бессмысленных кодона: амбер — UAG, охр — UAA и опал — UGA (в соответствии с этим получают название и мутации, приводящие к образованию бессмысленных триплетов — например амбер-мутация), 4) обратная замена (стоп-кодона на смысловой кодон).

Мутация в соматической клетке сложного многоклеточного организма может привести к злокачественным или доброкачественным новообразованиям, мутация в половой клетке — к изменению свойств всего организма-потомка.

Хромосомные болезни. Хромосомным относятся болезни, обусловленные геномными мутациями или структурными изменениями отдельных хромосом. Хромосомные болезни возникают в результате мутаций в половых клетках одного из родителей. Из поколения в поколение передаются не более 3—5 % из них. Хромосомными нарушениями обусловлены примерно 50 % спонтанных абортови 7 % всех мёртворождений.

Болезни, обусловленные нарушением числа аутосом (неполовых) хромосом

§ синдром Дауна — трисомия по 21 хромосоме, к признакам относятся: слабоумие, задержка роста, характерная внешность, изменения дерматоглифики;

§ синдром Патау — трисомия по 13 хромосоме, характеризуется множественными пороками развития, идиотией, часто — полидактилия, нарушения строения половых органов, глухота; практически все больные не доживают до одного года;

§ синдром Эдвардса — трисомия по 18 хромосоме, нижняя челюсть и ротовое отверстие маленькие, глазные щели узкие и короткие, ушные раковины деформированы; 60% детей умирают в возрасте до 3-х месяцев, до года доживают лишь 10%, основной причиной служит остановка дыхания и нарушение работы сердца.