Завдання на карантин 06.04 – 24.04 1. Конспект трьох лекцій 4, 5, 6

2. Виконати у робочому зошиті завдання практичних занять №2, 3, 4 та

завдання для доаудиторної самостійної підготовки виконуємо у зошиті для

самостійної підготовки. В кінці кожного тижня чекаю на зроблені

АКЦЕНТУЮ УВАГУ! Виконані ПОВНІСТЮ завдання фотографуємо і

прикріплюємо кожну фотографію у лист (не на гугл диск, не архівуємо!!! Я не буду скачувати собі на комп. ваші роботи, дивлюся їх тільки онлайн). Не

об′єднуємо предмети. У темі листа зазначаємо своє прізвище, предмет і моє

прізвище.

ТЕМА № 4.

Спадковість і мінливість організмів.

ПЛАН ЛЕКЦІЇ: 1. Модифікаційна мінливість та прояви на організмовому рівні.

2. Комбінативна мінливість, джерела її виникнення.

3. Мутаційна мінливість у людини, її фенотипні прояви. Геномні, хромосомні та генні мутації. Мутагени.

4. Закон гомологічних рядів спадкової мінливості, його практичне значення.

Література: 1. Сабадишин Р.О., Бухальська С.Є. «Медична біологія» Підручник для студ. Вищих навч. Закладів І-ІІ рівнів

акредитації.-Вінниця:Нова книга,2008.-368с.:Іл.

2. Біологія: підручник для студентів медичних спеціальностей ВУЗів ІІI—ІV рівнів акредитації / Кол. авт.; за

ред. проф. В.П. Пішака та проф. Ю.І. Бажори. — Вінниця: Нова книга, 2004. — 656 с.; іл.

Література для поглибленого вивчення: 3. Тейлор Д., Грин Н., Стаут У. Биология. В 3-х томах. – М.: Мир, 2002

Актуальність теми: Вивчення впливу факторів навколишнього середовища на організм має велике значення для сучасного

медичного працівника, так як людина – біологічний вид для якого характерний широкий діапазон мінливості

морфологічних, фізиологічних і біохімічних ознак. Вивчення комбінативної мінливості дозволяє прогнозувати

появу нащадків з ―неправильною‖ спадковістю, як результат різноманітних комбінацій генетичних

особливостей батьків. Вивчення мутаційної мінливості також важливо так як може бути причиною різних форм

спадкової патології: хромосомні хвороби, хвороби обміну речовин,аномалії розвитку та ін.

Знання механізмів мінливості дозволяє спрогнозувати появу спадкової патології у нащадків.

Вступ Мінливість – це відмінність між особинами того самого виду. Здатність змінювати свої ознаки і

властивості – найхарактерніша ознака всього живого. Мінливість забезпечує різноманітність форм органічного

світу і пристосованість їх до мінливих умов середовища. Мінливість протилежна спадковості, але тісно

пов’язана з нею. Розрізняють дві форми мінливості – фенотипову, або модифікаційну, і генотипову форми

мінливості. Фенотипова мінливість не успадковується (неспадкова мінливість), генотипова – успадковується

(спадкова мінливість). Генотипову мінливість поділяють на мутаційну і комбінативну. При всіх формах

мінливості змінюється фенотип, але при генотиповій мінливості зміни фенотипу зумовлені змінами генотипу, при фенотиповій мінливості – факторами середовища.

1. Модифікаційна мінливість та прояви на організмовому рівні. Це неспадкові зміни фенотипу, які зумовлені факторами середовища. Генотип при модифікаційній

мінливості не змінюється. Модифікації не успадковуються. Проте вони виникають на певній генетичній основі і

в певних межах, які визначаються нормою реакції.

Норма реакції – діапазон модифікаційної мінливості, у межах якого один і той самий генотип може давати різні фенотипи в різних умовах середовища. Норма реакції ознаки генетично обумовлена і

успадковується, але модифікаційна зміна ознаки не успадковується. Одні ознаки характеризуються широкою

нормою реакції (кількість жиру в організмі, маса тіла), інші – вузькою (маса серця, головного мозку). Ряд ознак

має однозначну норму реакції (групи крові).

Ознаки модифікаційної мінливості:

1. Модифікації носять масовий, груповий характер.

2. Модифікації широко поширені у природі. Вони мають пристосувальне значення, адекватні змінам

середовища і є відповіддю на ці зміни.

3. Більшість модифікацій є нестійкими, короткочасними; вони не передаються навіть наступному поколінню і

часто зникають після того, як припинилася дія відповідного фактора. Так, під дією ультрафіолетових променів

шкіра в людей темнішає, з’являється загар (у деяких лише почервоніння), який взимку поступово зникає. В

альпіністів, які піднімаються в гори, під впливом зниження парціального тиску кисню в повітрі кількість

еритроцитів у периферичній крові збільшується, а з поверненням у низинну місцевість цей показник

нормалізується.

4. Модифікації кількісних ознак утворюють неперервний ряд значень від мінімуму до максимуму і

формують варіаційний ряд. Для вивчення мінливості кількісних ознак застосовують математичні (статистичні)

методи.

5. Існують тривалі модифікації, які успадковуються протягом кількох поколінь, а потім зникають. Вони

обумовлені змінами ДНК мітохондрій цитоплазми яйцеклітин і передаються по материнській лінії.

Фенокопії, механізм їх виникнення. Це неспадкові зміни фенотипу, які зумовлені впливом середовища, але схожі з мутаціями.

Вони виникають на ранніх стадіях ембріогенезу, різко змінюють фенотип, зберігаються упродовж

життя, але не передаються наступному поколінню. Так, у жінок, які на ранніх стадіях вагітності перенесли

інфекційне захворювання (наприклад, краснуху), часто народжуються глухонімі діти або діти з катарактою

(помутніння кришталика) і ці вади розвитку нічим не відрізняються від таких самих вад, але обумовлених

мутантними генами. Кретинізм спричиняється як мутацією гена, так і дефіцитом йоду в їжі. Фенокопіями є

талідомідні ембріопатії, які спричинені вживанням матерями на ранніх стадіях вагітності лікарського препарата

талідоміда.

Причинами виникнення фенокопій можуть бути: гіпоксія, підвищення температури, авітамінози, алкоголь,

нікотиновий дим, деякі лікарські препарати, інфекційні та інвазійні захворювання матері на ранніх стадіях

вагітності (краснуха, токсоплазмоз). Медична сестра і лікар повинні знати, що фенокопії – це модифікації і

вони не успадковуються, а патології генетичної природи (мутації) успадковуються. Тому дуже важливо з точки

зору прогнозу ймовірності народження хворих дітей диференціювати фенокопії і мутації.

2. Комбінативна мінливість, джерела її виникнення. Комбінативна мінливість — поява нових поєднань ознак внаслідок перекомбінації генів. Комбінативна

мінливість пов'язана із виникненням різних комбінацій алельних генів (рекомбінацій). Джерелами

комбінативної мінливості є:

- кросинговера гомологічних хромосом у профазі

- їхнє незалежне розходження хромосом в анафазі І мейозу,

- випадкове поєднання алельних генів при заплідненні.

Отже, комбінативна мінливість зумовлює появу особин із різними поєднаннями станів ознак.

3. Мутаційна мінливість у людини, її фенотипні прояви. Геномні, хромосомні та генні мутації.

Мутагени. Мутація – раптова стрибкоподібна зміна спадкової ознаки, зумовлена зміною генетичного матеріалу.

Мутагенез – процес виникнення мутацій. Мутант – організм, що змінив свій фенотип внаслідок мутації.

Мутації вперше описав і ввів термін «мутація» у науку голландський ботанік Г. де Фріз (1901).

Геномні, хромосомні та генні мутації. 1) Геномні – мутації, обумовлені зміною числа хромосом. Види геномних мутацій – поліплоїдія,

гетероплоїдія і гаплоїдія.

Поліплоїдія – геномна мутація, обумовлена збільшенням числа гаплоїдних наборів хромосом у порівнянні

з диплоїдним (2n). Наприклад, триплоїдія (3n), тетраплоїдія (4n), пентаплоїдія (5n) і т.д. Організм з нормальним набором хромосом називається еуплоїдом, з поліплоїдним – поліплоїдом (триплоїдом, тетраплоїдом,

пентаплоїдом і т.д.). В основі виникнення поліплоїдії лежать три процеси: 1) редуплікація хромосом в клітинах,

що не поділяються; 2) злиття соматичних клітин або їх ядер; 3) нерозходження хромосом при мейозі.

У людини поліплоїдія проявляється як триплоїдія (3n) ембріонів: – 69, ХХХ або 69, ХХY. Триплоїдні

ембріони складають від 4 до 20 % усіх спонтанних абортусів. Описані поодинокі випадки народження

триплоїдних дітей. Триплоїдні новонароджені гинуть у перші години або дні життя, в окремих випадках живуть

до 4-7 міс. У них спостерігається цілий комплекс вад розвитку: гіпоплазія (недорозвинення органів),

мікрофтальмія (малі розміри ока), розщелини губи і піднебіння, синдактилія (зрощення пальців кисті чи стопи),

гідроцефалія (водянка головного мозку), ін.

Гетероплоїдія (анеуплоїдія) – геномна мутація, обумовлена зміною числа окремих хромосом. Основна

причина виникнення гетероплоїдії – нерозходження хромосом у мітозі і мейозі. Основні види гетероплоїдії –

трисомія, моносомія і нулісомія. При трисомії в парі хромосом не дві, а три гомологічні хромосоми; диплоїдний

набір хромосом при цьому збільшується на одну хромосому (2n+1). Такий організм називається трисоміком.

Втрата однієї хромосоми з пари в диплоїдному наборі називається моносомією, а організм – моносоміком (2n–

1).

Гетероплоїдії викликають велику групу хромосомних хвороб людини – синдром Дауна (трисомія 21),

синдром Едварса (трисомія 18), синдром Патау (трисомія 13), синдром Клайнфельтера (47, ХХY) та ін.

Гаплоїдія – зменшення числа хромосомних наборів соматичних клітин у порівнянні з диплоїдним. Гаплоїдні організми розвиваються з однієї клітини з генотипом гамети, обминаючи запліднення. Вони

зустрічаються в основному серед рослин. Гаплоїдія в людини несумісна з життям.

2) Хромосомні мутації (хромосомні перебудови, аберації) – зміни структури хромосом. Розрізняють

наступні хромосомні перебудови:

- Делеція – втрата ділянки хромосоми.

- Дуплікація – подвоєння ділянки хромосоми.

- Інверсія – поворот ділянки хромосоми на 1800.

Делеції і дуплікації ведуть до зміни дози генів. При інверсіях змінюється послідовність розміщення генів

у інвертованій ділянці.

a b c d e f – норма

a b c e f – делеція ділянки d

a b c d d e f – подвоєння ділянки d a b e d c f – інверсія ділянки с d e

Схема, яка ілюструє види хромосомних перебудов.

Для прогнозу потомства важливо з’ясувати вид мутації, що досягається дослідженням каріотипу

хворого та його батьків. Медику потрібно знати правила запису нормальних і аномальних каріотипів

людини:

1. На початку генетичної формули каріотипу вказують загальне число хромосом, потім записують склад

статевих хромосом. Наприклад: 46, ХХ – каріотип нормальної жінки; 46, ХY – каріотип нормального чоловіка;

47, ХХY – каріотип чоловіка з синдромом Клайнфельтера; 45, ХО – каріотип жінки з синдромом

Шерешевського-Тернера.

2. Додаткова автосома позначається відповідним номером і знаком ―+‖. Запис 47, ХY, 21+ означає:

чоловічий каріотип з додатковою хромосомою 21 (хвороба Дауна). Втрата цілої хромосоми позначається через

―-―. Тоді, запис 45, ХY, 21- означає: чоловічий каріотип з моносомією хромосоми 21.

3. Хромосомні плечі позначають через ―р‖ (коротке плече) і ―q‖ (довге плече).

4.Транслокація (перенесення однієї частини ДНК на другу) позначається через ―t‖ з розшифровкою в

дужках. Наприклад: 45, ХХ, t (14+21) – жінка-носійка збалансованої транслокації 14/21.

5. Мозаїцизм позначається через дріб. Формула 45, Х0/46, ХХ означає: жінка-мозаїк за синдромом

Шерешевського-Тернера. Із структурними порушеннями хромосом пов’язані хромосомні хвороби людини. Наприклад:

- синдром крику кішки (5р-) – делеція короткого плеча хромосоми 5: численні вади розвитку поєднуються

з неправильним формуванням гортані, внаслідок чого плач дитини нагадує крик кішки;

- синдром Орбелі (13q-) – делеція довгого плеча хромосоми 13: мікроцефалія, широка спинка носа,

виступаюча верхня щелепа, птоз (опущення повік).

3) Генні мутації – зміни хімічної структури гена (ДНК). Якщо зміни торкаються лише окремого

нуклеотида в ДНК, то такі мутації називаються точковими. Генні мутації виявляються за появою в потомстві

зміненої ознаки, яку контролює мутантний ген. Ці мутації утворюються найбільш часто. Вони обумовлюють

появу нових алелей, збільшують генофонд популяцій і мають значення для еволюції.

Основні види генних мутацій – заміни, вставки (інсерції), випадання, подвоєння, втрати пар нуклеотидів. В

усіх випадках вони змінюють послідовність нуклеотидів ДНК. Ці зміни ведуть до утворення зміненого

поліпептиду. Найбільш типові генні мутації повязані з випаданням, вставкою одного або кількох нуклеотидів.

Мутації, при яких відбувається заміна пуринової основи на пуринову (АГ) або піримідинової основи на

піримідинову (ТЦ), називаються транзиціями. За умови заміни пуринової основи на піримідинову і навпаки

мутації називаються трансверсіями (АТ, АЦ, ГЦ і ГТ). Генні мутації спричинюють багато генних хвороб людини. Ці хвороби називають ще молекулярними (альбінізм, фенілкетонурія, алкаптонурія,

галактоземія).

За місцем виникнення розрізняють: генеративні мутації – виникають у гаметах і виявляються у

наступних поколіннях; соматичні мутації – виникають у соматичних клітинах.

Мутації за фенотипом поділяються на біохімічні, фізіологічні, анатомо-морфологічні.

За впливом на життєдіяльність бувають корисні та шкідливі.

Мутагени – чинники, які викликають мутації. Розрізняють фізичні, хімічні та біологічні мутагени.

Багато з них є канцерогенами, тобто здатні викликати злоякісні пухлини. Фізичні мутагени: всі види іонізуючого випромінювання (ɣ- і рентгенівські промені, електрони,

позитрони, протони, нейтрони), ультрафіолетове випромінювання, високу і низьку температуру. Найбільш

небезпечним є іонізуюче випромінювання (іонізуюча радіація). Усі її види мають високу проникність і

характеризуються біологічною дією. Проникаючи через тканини людського організму, вони передають свою

енергію атомам цих тканин, викликаючи їх збудження та іонізацію. Особливо чутливими є проліферуючі

тканини – лімфоїдні і кровотворні. Іонізуюче випромінювання діє на всі компоненти клітини, але особливо

вразливими є хромосоми ядра. У молекулах ДНК виникають розриви, з’являються хромосомні аберації, точкові

мутації.

Ультрафіолетові промені не викликають іонізації, а лише збуджують електронні оболонки атомів, що

збільшує їхню реакційну здатність і може призвести до мутацій. Найбільшу мутагенну активність мають УФ-

промені з довжиною хвилі близько 260 нм, оскільки ДНК поглинає якраз цю частину спектра.

Хімічні мутагени – різноманітні хімічні речовини, які використовуються в сільському господарстві як

гербіциди (гідразид малеїнової кислоти), пестициди (ДДТ), медицині як лікарські препарати (цитостатичні і

антимітотичні засоби), промисловості (бензол, важкі метали: кадмій, ртуть, свинець, нікель) у тому числі

харчовій (харчові добавки), у побуті (лаки, фарби). Найбільш сильні мутагени (супермутагени) – етиленамін,

діетилсульфат, нітрозоетилсечовина, перекис водню, іприт. Другу групу складають речовини, які близькі за

будовою до азотистих основ нуклеїнових кислот і діють на них: 5-бромурацил, 5-фтордезоксиуридин та ін. До

третьої групи відносять акридини та їхні похідні: акридиновий жовтий, етидій броміду. У четверту групу

входять азотиста кислота, формальдегід, гідроксиламін.

Біологічні мутагени – віруси, живі вакцини, токсини ряду організмів, особливо плісеневих грибів.

Комутагени – фактори, які підсилюють дію мутагенів (наприклад токсини гельмінтів).

Антимутагени – речовини, які знижують частоту мутацій. Вони нейтралізують мутаген до його реакції з

молекулою ДНК, або знімають пошкодження ДНК, які обумовлені мутагеном. Антимутагенну дію мають

вітаміни, глутамін, серотонін, резерпін, а також деякі фізичні фактори (денне світло).

4. Закон гомологічних рядів спадкової мінливості, його практичне значення. Сформулював видатний рос. генетик і селекціонер М.І. Вавилов. За цим законом, генетично

близькі види і роди характеризуються подібними рядами спадкової мінливості з такою

правильністю, що, вивчивши ряд форм у межах одного виду або роду, можна передбачити наявність форм із подібним поєднанням ознак у межах близьких видів або родів. При цьому, чим тісніші

родинні зв'язки між організмами, тим подібніші ряди їхньої спадкової мінливості. Цю закономірність М.І.

Вавилов встановив для рослин, але вона виявилась універсальною для всіх організмів. Генетичною основою

цього закону є те, що ступінь історичної спорідненості організмів прямо пропорційний кількості їхніх спільних генів. Тому і мутації цих генів можуть бути подібними. У фенотипі це проявляється подібною

мінливістю багатьох ознак у близьких видів, родів й інших таксонів.

Цей закон пояснює спрямованість історичного розвитку споріднених груп організмів. Спираючись на

нього і вивчивши спадкову мінливість близьких видів, у селекції планують роботу із створення нових сортів

рослин і порід тварин з певним набором спадкових ознак.

Загальний висновок: завдяки спадковості нащадки подібні до батьків, тобто зберігається стабільність

біологічних видів. Мінливість забезпечує появу нових ознак та їхніх станів, завдяки чому відбуваються

видоутворення та історичний розвиток біосфери в цілому. Мутаціями зумовлений поліморфізм людських

популяцій: різна пігментація шкіри, волосся, колір очей, форма носа, губ і т.д. Клінічно мутації проявляються як спадкові хвороби.

Комбінативна мінливість сприяє більшій пристосованості до мінливих умов середовища, підвищує

виживання виду. Генеративні мутації при статевому розмноженні передаються наступним поколінням. Мутації

в соматичних клітинах є наслідком дії мутагенів. чинників.

Онтогенетичний рівень організації життя.

ТЕМА № 5. Методи дослідження спадковості людини. ПЛАН ЛЕКЦІЇ:

1. Клініко-генеалогічний метод. Типи успадкування ознак.

2. Близнюковий метод. Визначення впливу генотипу та довкілля у прояві патологічних ознак людини.

3. Цитогенетичний, популяційно-статистичний, біохімічний та молекулярно-генетичні методи.

4. Пренатальна діагностика спадкових патологій.

Література:

1. Сабадишин Р.О., Бухальська С.Є. «Медична біологія» Підручник для студ. Вищих навч. Закладів І-ІІ

рівнів акредитації.-Вінниця:Нова книга,2008.-368с.:Іл.

2. Біологія: Підручник для студентів медичних спеціальностей ВУЗів ІІІ-ІV рівнів акредитації / Кол. авт.;

За ред. проф. В.П.Пішака та проф. Ю.І.Бажори. – Вінниця: Нова книга, 2004. – С. 190-192, 204, 205, 229-233,

309-313.

Література для поглибленого вивчення: 3. Збірник завдань для підготовки до ліцензійного тестового екзамену з природничо-наукових дисциплін

«Крок-1. Загальна лікарська підготовка»\ Кол. авт.; За ред. проф. В.Ф.Москаленка, проф. О.П. Волосовця, проф.

І.Є.Булах, проф. О.П.Яворського, проф. О.В.Романенка, доц. Л.І.Остапюк.-К.: Медицина, 2004.-368 с.; С.-9-41

4. Бужієвська Т. І. Основи медичної генетики. – К.: Здоров’я, 2001. – 135с.

Актуальність теми. Дослідження генетики людини пов'язане з великими труднощами: неможливость експериментального

схрещування, повільна зміна поколінь, мала кількість потомків у кожній сім'ї, складний каріотип та велика

кількість групп зчеплення.

Проте, не зважаючи на всі ці труднощі, генетика людини успішно розвивається. При вивченні генетики

людини використовуються такі методи: генеалогічний, близнюковий, популяційно-статистичний,

дерматогліфичний, біохімічний, цитогенетичний, гібридизації соматичних клітин і метод моделювання.Безліч

хронічних хвороб людини є проявом генетичного вантажу, ризик їх розвитку може бути передбачений задовго

до народження дитини на світ, і вже з'явилися практичні можливості знизити тиск цього вантажу. Генетичний

вантаж проявляється, як безпліддя і спонтанні аборти, викидні і мертвонародження, вроджені вади та розумова

відсталість.

Вступ

Розвиток медичної генетики в Україні пов’язаний з діяльністю видатного рос.

невропатолога і генетика С.М.Давиденкова (1880-1961), який після закінчення

Московського університету (1904) протягом кількох років працював практичним

лікарем у психіатричних лікарнях Московської і Харківської губерній, а в 1912-1920

рр. після захисту докторської дисертації був професором Харківського жіночого

медичного інституту. У 1925 р. у Харкові була надрукована його книга ―Спадкові

хвороби нервової системи‖. С.М. Давиденков сформулював принцип генетичної

гетерогенності спадкових хвороб, клінічного поліморфізму їх, обгрунтував

необхідність класифікації спадкових хвороб не за клінічними, а генетичними

закономірностями, організував у 20-х роках у Москві першу в світі медико-генетичну консультацію. В Україні перша медико-генетична консультація була організована в

1968 р. на базі Київського науково-дослідного інституту педіатрії, акушерства і

гінекології. Тепер в Україні існує галузь охорони здоров’я – медико-генетична служба, яка надає

спеціалізовану допомогу у вигляді медико-генетичного консультування.

До складу медико-генетичної служби в Україні входять: 53 міжрайонних медико-генетичних кабінети

(ММГК) і один міський, 18 обласних медико-генетичних консультацій (ОМГК), 7 міжобласних медико-

генетичних центрів – ММГЦ (Київський, Львівський, Харківський, Криворізький, Кримський, Донецький,

Одеський). У 1992 р. створений Український науковий центр медичної генетики МОЗ і Академії медичних наук

України. Йому і Львівському науково-дослідному інституту спадкової патології доручено координацію всіх

розділів роботи медико-генетичної служби України. Керує роботою всієї медико-генетичної служби

Координаційна рада з медичної генетики при Міністерстві охорони здоров’я (МОЗ) України і головний

спеціаліст МОЗ України. Спеціалізовану допомогу хворим із спадковими хворобами надають також спеціалісти

профільних науково-дослідних інститутів МОЗ України, кафедр медичних вищих наукових закладів та

інститутів удосконалення лікарів.

1. Клініко-генеалогічний метод. Типи успадкування ознак. Грунтується на простеженні якої-небудь ознаки у ряді поколінь з вказівкою родинних зв'язків між членами

родоводу. Генеалогія, у широкому розумінні слова — родовід людини.

Метод був введений у науку в кінці XIX ст. Ф. Гальтоном. Суть його полягає у тому, щоб з'ясувати

родинні зв'язки і прослідкувати наявність нормальної або патологічної ознаки серед близьких і далеких родичів

у даній сім'ї.

Дозволяє встановити:

• спадковий характер ознаки;

• тип успадкування і пенетрантність апеля;

• характер зчеплення генів і здійснювати картування хромосом; інтенсивність мутаційного процесу;

• розшифрування механізмів взаємодії генів.

Методика складання родоводів, аналіз. Складання родоводу розпочинають з пробанда - людини, яка звернулася до генетика або до лікаря

і містить ознаку, яку необхідно вивчити у родині.

При складанні родоводів користуються умовними позначеннями, що запропонував Г. Юст у 1931 р..

Фігури родоводів розміщують горизонтально (або по колу), в один рядок кожне покоління. Зліва позначають римською

цифрою кожне покоління, а окремих осіб у поколінні - арабськими зліва направо і зверху вниз. Причому найстарше по-

коління розташовують зверху родоводу і позначають цифрою І, а наймолодше - внизу родоводу.

Братів і сестер згідно з народженням найстаршого розташовують зліва. Якщо родовід великий, то різні покоління розташовуються не горизонтальними рядами, а концентричними.

Після складання родоводу до нього додається письмове пояснення - легенда родоводу.

У легенді мають бути такі відомості:

• результати клінічного і позаклінічного обстеження пробанда;

• відомості про особистий огляд родичів пробанда;

• зіставлення результатів особистого огляду пробанда з відомостями опитування його родичів;

• письмові відомості про родичів, які проживають в іншій місцевості;

• висновок щодо типу успадкування хвороби або ознаки.

Для людини характерні 5 типів успадкування ознак: домінантний і рецесивний, аутосомний і

зчеплений із статевими хромосомами.

Домінантною або рецесивною є ознака, а не ген. Домінантність чи рецесивність - це наслідок дії гена, а не

його властивість.

Аутосомно-домінантпний пип успадкування. Внаслідок того, що домінантні гени, які викликають розвиток захворювання, в гомозиготному стані

здебільшого летальні, то всі шлюби між здоровими і хворими відносяться до типу Аа х аа, де А домінантний

ген, який визначає розвиток спадкового захворювання, а рецесивний ген.

За цього типу успадкування переважають такі умови:

1) кожна хвора людина має хворого одного з батьків; 2) захворювання передається по спадковості; в поколіннях; хворі є в кожному поколінні;

3) у здорових батьків діти будуть здоровими;

4) захворіти можуть і чоловіки, і жінки однаково часто, оскільки ген локалізується в аутосомі;

5) імовірність народження хворої дитини, якщо хворий один з батьків, складає 50 %.

За таким типом успадковуються деякі нормальні і патологічні ознаки:

- здатність згортати язик трубочкою;

- полідактилія - багатопалість, коли кількість пальців досягає 6-9;

- синдактилія - зрощення м'яких або кісткових тканин фаланг 2х і більше пальців;

- арахнодактилія - сильно видовжені пальці та ін.

Аутосомно-рецесивний тип успадкування.

Якщо рецесивні гени локалізовані в аутосомах, то появляються вони тільки при шлюбі двох гетерозигот

або гомозигот за рецесивним алелем.

Існують три варіанти шлюбів: 1) аа х аа всі діти хворі;

2) Аа х аа 50 % дітей будуть хворими, 50 % фенотипно здорові, але є носіями;

3) Аа х Аа 25 % дітей будуть хворими, 75 % фенотипно здорові, але 50 % з них є носіями патологічного гена.

Особливості:

1) від здорових батьків народжуються хворі діти;

2) хворіють в основному сибси (брати, сестри), а не батьки і діти, як при домінантному типі успадкування;

3) у родоводі переважає більший відсоток близькородинних шлюбів;

4) всі здорові батьки хворих дітей є гетерозиготними носіями;

5) однаково часто хворіють чоловіки і жінки;

За аутосомно-рецесивним типом у людини успадковуються:

- волосся пряме, тонке

- шкіра тонка,

- хвороби обміну речовин (фенілкетонурія, галактоземія та ін.)

Ймовірність рецесивних спадкових хвороб зростає в популяціях де багато близькородинних шлюбів, через

високу "концентрацію" гетерозиготного носійства, ніж у загальній популяції.

Х- зчеплений домінантний тип успадкування . Навіть у випадку, коли жінка має один домінанатний ген, що визначає хворобу цього буде достатньо для

розвитку захворювання. У хворої жінки ризик народження хворих дітей (синів і доньок) становить 50% (1 з 2).

У хворого чоловіка усі доньки будуть хворі, але усі сини будуть здоровими.

Особливості:

1) Хворіють і чоловіки, і жінки, але хворих жінок у 2 рази більше у родині.

2) У здорових батьків всі діти здорові.

3) Передається із покоління в покоління по вертикалі, в кожному поколінні.

4) Уражені чоловіки передають своє захворювання дочкам, але не синам

5) Гетерозиготні жінки передають захворювання половині своїх дітей незалежно від їх статі;

Таким чином спадкуються: ниркова остеодистрофія; фосфат-діабет.

Х- зчеплений рецесивний тип успадкування. На Х хромосомі є багато генів, які є важливими для росту та розвитку. Y хромосома є значно меншою і

містить значно менше генів. Жінки мають дві Х хромосоми (ХХ) і тому, якщо один із генів на Х хромосомі

змінений, нормальний ген на іншій Х хромосомі може компенсувати змінену копію. Якщо таке трапляється, то

жінка зазвичай є здоровим носієм Х- зчепленого захворюванн, сама при цьому не хворіє. В окремих випадках, у

жінок проявляються легкі ознаки захворювання.

Чоловіки мають Х та Y хромосому (ХY) і тому, якщо один з генів на чоловічій Х хромосомі порушений,

то не має другої копії цього гена, яка б компенсувала змінений ген. Тому чоловік буде хворий. Захворювання, які успадковуються таким способом, мають назву Х- зчеплених рецесивних захворювань.

Особливості:

1) хворіють переважно особи чоловічої статі;

2) спостерігається у чоловіків родичів пробанда по материнській лінії;

3) син ніколи не успадковує захворювання батька;

4) якщо пробанд жінка, то її батько обов'язково хворий, а також хворі всі її сини;

5) від шлюбу хворих чоловіків і здорових жінок всі діти будуть здоровими, але у дочок можуть бути хворі сини;

6) від шлюбу між здоровим чоловіком і гетерозиготною жінкою ймовірність народження хворої дитини складає

50 % для хлопчиків і

0 % для дівчаток;

Родовід королеви Великої Британії Вікторії Приклади Х- зчеплених рецесивних захворювань: гемофілія, кольорова сліпота, м’язова дистрофія

Дюшенна, іхтіоз,

Y- зчеплений ( голандрічний ) Цю групу генів складають гени непарної ділянки Y-хромосоми. Такі гени отримали назву голандричних,

вони обмежені тільки чоловічою.

Особливості:

Хворий батько передасть хворобу сину100 %.

Приклади: перетинчасті пальці,фактор розвитку сім'яників, підвищена кількість волосся у зовнішньому

слуховому ході та ін.

На відміну від інших методів, генеалогічне обстеження повинно завершуватися генетичним аналізом його

результатів. Аналіз родоводу дає можливість дійти висновку щодо характеру ознаки (спадкова чи ні), типу

успадкування (аутосомно-домінантний, аутосомно-рецесивний або зчеплений зі статтю), зиготності пробанда

(гомо- або гетерозиготний), ступеня пенетрантності й експресивності досліджуваного гена.

Аналіз родоводів показує, що всі хвороби, детерміновані мутантним геном, підпорядковуються класичним за-

конам Менделя за різних типів успадкування.

Проте у шлюбах між близькими родичами або в ізолятах (невеликі групи людей), де відбуваються шлюби

за близьких родинних зв'язків, прояв рецесивних генів зростає. За таких умов ймовірність переходу в

гомозиготний стан і фенотипного виявлення малопоширених рецесивних генів різко зростає.

2. Близнюковий метод. Визначення впливу генотипу та довкілля у прояві патологічних ознак

людини. Метод полягає у вивченні закономірностей успадкування ознак моно- і дизиготних близнюків. Він дозволяє

виявити:

* спадковий характер ознаки,

* визначити пенетрантність алеля,

* оцінити ефективність дії на організм деяких зовнішніх чинників

(лікарські препарати, навчання, виховання).

Суть методу полягає в порівнянні прояву ознаки в різних групах

близнюків із зважанням на подібність або розходження їхніх генотипів.

Монозиготні близнюки, що розвиваються з однієї заплідненої яйцеклі-

тини, генетично ідентичні, оскільки мають 100 % загальних генів.

Тому серед монозиготних близнюків спостерігається дуже високий

відсоток конкордантних пар, у яких розвивається ознака в обох

близнюків. Порівняння монозиготних близнюків, що виховуються за

різних умов постембріонального періоду, дозволяє виявити ознаки, у формуванні яких істотна роль належить

чинникам середовища. За цими ознаками між близнюками спостерігається дискордантність, тобто розходження.

Встановлення співвідносної ролі спадковості і середовища в розвитку різноманітних патологічних станів

дозволяє лікареві вірно оцінити ситуацію і проводити профілактичні заходи при спадковій схильності до захворювання.

Труднощі близнюкового методу пов'язані, по-перше, з відносно низькою частотою народження близнюків у

популяції (1:86-1:88), що ускладнює добір достатньої кількості пар з даною ознакою; по-друге, з ідентифікацією

зиготності близнюків, що має велике значення для одержання достовірних результатів.

Для оцінки ролі спадковості у розвитку тієї чи іншої ознаки роблять розрахунки за формулою:

Н=(КОБ - КДБ) / (100% - КДБ) де Н — коефіцієнт спадковості; КОБ — конкордантність однозиготних близнюків (%), КдБ —

конкордантність дизиготних близнюків ( %)

Приклад: конкордантність монозиготних близнят за шизофренією дорівнює 70%, дизиготних— 13 %. Тоді

H = 70-13 = 0,65 або 65%

100-13

Вплив середовища визначається формулою С=100 % — Н. С=100% - 65 % = 35%.

Отже, у наведеному випадку переважає вплив спадковості, але суттєву роль відіграють і умови

середовища.

Інший приклад: група крові у монозиготних близнят співпадає у 100 % випадків, а у дизиготних — у 45%,

тобто ця ознака повністю визначається генотипом.

Зверніть увагу на те, що при Н, який дорівнює 1, ознака цілком зумовлюється спадковим

компонентом, а при Н, що дорівнює 0, визначальну роль у формуванні ознаки відіграє вплив нав-

колишнього середовища. Коефіцієнт, близький до 0,5, свідчить про приблизно однаковий вплив

спадковості й навколишнього середовища на формування ознаки.

Близнюковий метод показує спадкову схильність до деяких інфекційних хвороб (туберкульоз, поліомієліт).

3. Цитогенетичний, популяційно-статистичний, біохімічний та молекулярно-генетичні методи. Цитогенетичний аналіз дозволяє записувати діагноз спадкового захворювання у вигляді каріотипічної

формули і ґрунтується на мікроскопічному дослідженні структури і кількості хромосом. Він набув широкого

застосування у 20-і роки XX ст., коли було отримано перші відомості про кількість хромосом у людини. У 30-х

роках були ідентифіковані перші 10 пар хромосом.

Цитогенетичний метод використовують для:

• вивчення каріотипів організмів;

• уточнення числа хромосомних наборів, кількості і морфології хромосом для діагностики хромосомних хвороб;

• складання карт хромосом;

• для вивчення геномного і хромосомного мутаційного процесу;

• вивчення хромосомного поліморфізму в людських популяціях.

Для ідентифікації хромосом застосовують кількісний морфометричний аналіз. З цією метою проводять

вимірювання довжини хромосоми у мікрометрах. Визначають також співвідношення довжини короткого плеча

до довжини всієї хромосоми (центромерний індекс).

У 1960 р. була розроблена перша Міжнародна класифікація хромосом людини (Денверська). У основу її

були покладені особливості розмірів хромосоми і розташування первинної перетяжки.

Хромосомний набір людини містить велику кількість хромосом, основні відомості про які можна отримати

при вивченні їх в метафазі мітозу і профазі - метафазі мейозу. Клітини людини для прямого хромосомного аналізу

отримують шляхом пункції кісткового мозку і біопсії гонад, або непрямим методом — шляхом культивування клітин

периферичної крові (лімфоцити), коли отримують значну кількість метафаз. Непрямим методом досліджують

також клітини амніотичної рідини або фібробласти, отримані при амніоцентезі або біопсії хоріона, клітини

абортусів, мертвонароджених та ін.

Якщо порушення виникають у статевих хромосом, то діагностика спрощується. У цьому випадку

проводиться не повне каріотипування, а застосовується метод дослідження статевого хроматину у соматичних клітинах.

Статевий хроматин—це невелике дископодібне тільце, яке інтенсивно фарбується гематоксиліном та

іншими лужними барвниками. Статевий хроматин виявили вперше у 1949 р. М. Барр і Ч. Бертрам у нейронах

кішки; дослідники звернули увагу, що він є тільки у ядрах клітин самок і відсутній у самців.

Частіше всього досліджуються епітеліальні клітини слизової оболонки щоки (буккальний зскрібок). Це

особливо зручно при масових дослідженнях. Статевий хроматин можна визначити і на мазках крові, у ядрах

нейтрофі-лоцитів; вони мають характерний вигляд барабанних паличок, які відходять від складно-дольчастого

ядра цих лейкоцитів.

Визначення статевого хроматину використовують і у судовій медицині, коли необхідно за плямами крові

встановити статеву належність, при аналізі, коли необхідно встановити, чоловікові чи жінці належить знайдена

частина трупа, навіть через тривалий термін після смерті.

Популяційно-статистичний метод дозволяє вивчати поширення окремих генів у популяціях людей.

Звичайно проводиться безпосереднє вибіркове дослідження частини популяції або вивчають архіви лікарень,

пологових будинків, а також проводять опитування шляхом анкетування. Вибір способу залежить від мети

дослідження. Останній етап полягає у статистичному аналізі.

Запропонований Г. Харді і В. Вайнбергом. Можна визначити частоту генів у різних групах населення,

частоту гетерозиготних носіїв ряду спадкових аномалій і хвороб. Досліджувані популяції можуть розрізнятися за біологічними ознаками, географічними умовами життя,

економічним станом. Вивчення розповсюдженості генів на певних територіях показує, що їх можна розділити

на такі категорії: 1) мають універсальну поширеність (до них відноситься більшість відомих генів); це

рецесивні гени фенілкетонурії і деяких інших форм розумової відсталості, які зустрічаються у

гетерозиготному стані у І % населення Європи; ген дальтонізму, який проявляється у 7 % чоловіків і 0,5 %

жінок, але у гетерозиготному стані цей ген мають ІЗ % жінок; 2) зустрічаються локально, переважно у певних

районах; наприклад, ген серпоподібно-клітинної анемії, який поширений у країнах Африки і Середземномор'я;

ген, що зумовлює природжений вивих стегна, має високу концентрацію у корінного населення північно-східної

частини Євразії.

Метод дозволяє визначити генетичну структуру популяцій (співвідношення між частотою гомо- і

гетерозигот). Знання генетичного складу популяцій населення має велике значення для соціальної гігієни і

профілактичної медицини.

Математично закон Харді - Вайнберга можна зобразити формулою:

p (A) + q (a) = 1,

де р і q - частоти прояву алелів А і а відповідного гена. Розкриття цієї формули дає можливість

розрахувати частоту людей з різним генотипом і зокрема гетерозигот носіїв рецесивного алеля: р (АА) +

2рq (Аа) + q (аа) = 1. Наприклад, альбінізм зумовлений відсутністю ферменту, що бере участь в утворенні

пігменту меланіну і є спадковою рецесивною ознакою. Частота прояву в популяції альбіносів (аа) складає 1:20000. Отже, q

2 дорівнює 1/20000, тоді q=1/141, а р=1-q=140/141. Згідно з формулою закону Харді -

Вайнберга, частота прояву гетерозигот складає 2рq, тобто відповідає 2 х (1/141) > х (140/141) = 280/20000= 1/70.

Це означає, що в даній популяції гетерозиготні носії алеля альбінізму зустрічаються з частотою 1 на 70 осіб.

Біохімічні методи використовуються для діа.гностики хвороб обміну речовин, причиною яких є зміни

активності окремих ферментів. За допомогою біохімічних методів відкрито близько 5000 молекулярних хвороб,

які є наслідком прояву мутантних генів. При різних типах захворювання вдається або визначити сам

аномальний білок — фермент, або проміжні продукти обміну. Ці методи дуже трудомісткі, вимагають

спеціального обладнання і тому не можуть бути використані для масових популяційних досліджень з метою

раннього виявлення хворих із спадковою патологією обміну.

Останніми роками у різних країнах розробляються і використовуються для масових досліджень спеціальні

програми. Перший етап такої програми полягає у тому, щоб серед великої кількості обстежуваних виділити

ймовірно хворих, які мають якесь спадкове відхилення від норми. Така програма називається просіюючою, або

скринінг-програмою (англ. sreening — просіювання). Для цього етапу звичайно використовується невелика кількість простих, доступних методик (експрес-методів). Експрес-методи грунтуються на простих якісних

реакціях виявлення продуктів обміну у сечі, крові. На другому етапі проводиться уточнення (підтвердження

діагнозу або відхилення при хибно-позитивній реакції на першому етапі). Для цього використовуються точні

хроматографічні методи визначення ферментів, амінокислот тощо.

Використовують також мікробіологічні тести, які грунтуються на тому, що деякі штами бактерій ростуть

тільки на середовищах, які містять певні амінокислоти, вуглеводи. Вдалося отримати штами за речовинами, які

є субстратами або проміжними метаболітами у хворих при порушенні обміну. Якщо у крові або сечі є

необхідна для росту речовина, то у чашці Петрі навколо фільтрувального паперу, просоченого однією з цих

рідин, спостерігається активне розмноження мікробів, чого не буває у випадку аналізу у здорової людини.

Розробляються різні варіанти мікробіологічних методів.

Методи ДНК-діагностики використовують для виявлення мутантного гену, відповідального за

походження окремих форм спадкової патології. Методи молекулярної генетики надають можливість для

діагностування хвороб на рівні структури ДНК, вони дозволяють виявити локалізацію спадкових розладів.

Розрізняють прямі і непрямі методи ДНК-діагностики. Прямі методи застосовують, якщо відомі: ген,

відповідальний за розвиток відповідного спадкового захворювання та основні типи його мутацій. Метод ПЛР

(полімеразна ланцюгова реакція) дає можливість в умовах in vitro протягом 1 год отримати мільйони копій

заданого фрагмента молекули ДНК. Непрямі методи ДНК-діагностики спадкових (насамперед, моногенних) хвороб засновані на аналізі наявності в геномі та поведінки в сім’ї обстежуваного так званих поліморфних

генетичних маркерів – ділянок ДНК, тісно зчеплених у відповідному районі конкретної хромосоми з локусом,

відповідальним за генетичне захворювання. На даний момент на хромосомах людини картіровано порядку 6

тис. ДНК-маркерів (поліморфних генних локусів). Для деяких з них доведена асоціація з конкретним спадковим

або мультифакторним захворюванням.

Застосування непрямих методів ДНК-діагностики можливо при відсутності повної інформації про

«проблемний» ген (не ідентифікований і тому не відомий порядок проходження в ньому нуклеотидних

послідовностей, тобто ген НЕ секвенован). Необхідно, однак, знати, на якій хромосомі ген розташований.

4. Пренатальна діагностика спадкових патологій. Інвазивні методи дослідження в nренатальній діагностиці:

Амніоцентез - прокол плодового міхура з метою одержання навколоплідної рідини і злущених клітин

амніону плода. Процедура здійснюється на 15-18 тижнях вагітності. Ризик ускладнень вагітності при

амніоцентезі становить 0,2 %. Амніоцентез роблять через очеревину

під контролем УЗД, щоб не пошкодити плаценту.

Оптимальний строк для амніоцентезу 16й-17й тиждень вагітності.

В цей період обсяг амніотичної рідини досягає 200 см3. Для

дослідження треба 10-20 см3. З біохімічних показників рідини тільки

концентрація альфа-фетопротеїну (АФП) є діагностично значимою.

Рівень АФП істотно підвищується при аномаліях нервової трубки і

дефектах передньої черевної стінки. Основним джерелом

діагностичного матеріалу при амніоцентезі є клітини.Їх обов'язково

культивують (це триває 2-4 тижні) і для цитогенетичних, і для

біохімічних досліджень.

Кордоцентез, тобто взяття крові з пуповини, використовують

ширше після того,як його проводять під контролем УЗД, тобто без

фетоскопії. Процедуру проводять у термін з 18 до 22 тижні вагітності.

Зразки крові є об'єктом для цитогенетичних (культивують лімфоцити), молекулярно-генетичних і біохімічних

методів діагностики спадкових хвороб. Кордоцентез використовують для діагностики хромосомних хвороб,

гематологічних спалкових хвороб гемоглобінопатії, коагулопатії, тромбоцитопенії, імунодефіцитів,

гематологічного статусу при резус-сенсибілізації, внутрішньоутробних інфекцій. Процедура з першої спроби

успішна в 80-97% випадків. Перевага кордоцентезу в порівнянні з амоніоцентезом полягає у тому,що кров є

зручнішим об'єктом для дослідження, ніж клітини амніотичної рідини. Лімфоцити культивуються швидше (2-3

дні) і надійніше, ніж амніоцити.

Біопсія тканин плода як діагностична процедура здійснюється в 2-му триместрі вагітності під контролем УЗД. Для діагностики тяжких спадкових хвороб шкіри (іхтіоз,епідермоліз) роблять біопсію шкіри

плода. Далі проводиться патаморфологічне дослідження (іноді електронно-мікроскопічне). Морфологічні

критерії наявності спадкових хвороб шкіри дозволяють поставити точний діагноз чи впевнено відкинути його.

Фетоскоnія (введення зонду й огляд плода) при сучасній гнучко-

оптичній техніці не складає великих труднощів. Однак метод

використовується рідко - тільки при особливих показаннях. Він

використовується на 18-23-му тижнях вагітності. Майже всі природжені вади

розвитку, які можна побачити за допомогою оптичного зонда, діaгностуються

за допомогою УЗД. Зрозуміло, що процедура УЗД простіша і безпечніша. Для

фетоскопії потрібне введення зонда в амніотичну порожнину, що може

викликати ускладнення вагітності. Викидні відзначаються в 7-8 % випадків

фетоскопії.

Неінвазивні методи дослідження в nренатальній діагностиці. Основним неінвазивним методом пренатальної діагностики є ультразвукове дослідження (УЗД), яке

необхідно проводити усім вагітним. Ультразвукове сканування плода проводять не менше двох разів під час

вагітності кожній жінці. Перший огляд не пізніше 15-16 тижня, другий - у 25-26 тижнів.

Якщо є більш визначені показання для УЗД (наприклад, передбачувана редукція кінцівок плода), то його

проведення можна починати з 13-14 тижня. УЗД використовується для виявлення затримки росту ембріона чи

плода, починаючи з 6-8-го тижнів вагітності.

Скринінг материнських сироваткових факторів (СМСФ) належить до неінвазивних методів П.д.

деяких тяжких захворювань плоду. Його часто називають «потрійним» тестом, оскільки при його проведенні

досліджується вміст у крові вагітної трьох речовин: альфа-фетопротеїну, хоріонічного гонадотропіну

і некон’югованого естріолу. У разі, коли в плоду є деякі тяжкі вади розвитку, що призводять до смерті

чи інвалідності (черепно-мозкові або спинномозкові грижі, що називаються дефектами закриття нервової

трубки, а також незрощення передньої черевної стінки і т.д.), аналіз показує значне підвищення рівня альфа-

фетопротеїну у крові матері. При синдромі Дауна в плода рівень альфа-фетопротеїну у крові матері дуже

знижується. Певну допомогу в діагностиці синдрому Дауна надає визначення в крові жінки рівня двох інших

речовин — хоріонічного гонадотропіну і некон’югованого естріолу. За наявності хвороби в плода вони також

відхиляються від нормальних значень.

Зараз розроблено методи діагностування спадкових хвороб на молекулярному рівні на базі генної інженерії. Для цього виділяють невелику кількість хромосомної ДНК лімфоцита, розрізають її рестриктазами на

фрагменти, визначають у них послідовність нуклеотидів, а потім проводять гібридизацію (з’єднання) цих

фрагментів з міченою ДНК, визначають серед них гомологічні, проводять електрофорез і за відхиленням

гібридологічних смуг виявляють дефекти в молекулі ДНК.

Загальний висновок:

Методи генетики застосовуються для розвязання продовольчих, екологічних, космічних та інших глобальних проблем людства. Генетичні знання є складовою частиною всіх наукових програм з охорони

природи і здоров’я населення.

Генетика тісно пов’язана з медициною, адже близько 5 % дітей народжуються з різними генетичними

дефектами. Дані експериментальної генетики застосовуються для діагностики, лікування і профілактики

спадкових хвороб. За допомогою методів генетичної інженерії і біотехнології одержують іn vitro в промислових

кількостях інсулін, інтерферон, антибіотики, необхідні для практичної медицини.

ТЕМА № 6.

Генні хвороби людини та методи їх діагностики.

ПЛАН ЛЕКЦІЇ: 1. Спадкові хвороби людини: причини їх виникнення і класифікація. 2. Моногенні молекулярні хвороби людини. Ензимопатії. Характеристика спадкових порушень

метаболізму. Методи їх діагностики та профілактики.

3. Полігенні спадкові хвороби, причини виникнення їх.

Література: 1. Біологія: підручник для студентів медичних спеціальностей ВУЗів ІІI—ІV рівнів акредитації/ Кол. авт.; за

ред. проф. В.П. Пішака та проф. Ю.І. Бажори. — Вінниця: Нова книга, 2004. — 656 с.; іл.

Література для поглибленого вивчення:

2. Бариляк И.Р., Гнатейко О.З. Развитие медицинской генетики на Украине: Успехи и задачи / Цитология и

генетика. — 1987. —Т. 21, вып. 6.

3. Блинникова О.Е. Наследственные синдромы и медико-генетическое консультирование. — Л.: Медицина,

Ленингр. Отд-е, 1987.

4. www.gutaclinic.ru

Актуальність теми: Природжені метаболічні порушення проявляються фізіологічними дисфункціями і (або) дефектами

інтелекту. Для них характерний поліморфізм клінічних проявів, труднощі діагностики, особливо ранньої. На

жаль, спостерігається певний розрив між діагностичними та терапевтичними можливостями: діагностичних програм більше, ніж випробуваних засобів лікування патології, що виявляється.

Рання діагностика деяких спадкових хвороб обміну речовин може кардинально вплинути на перебіг

захворювання і прогноз. Все це визначає науковий і клінічний інтерес до даної проблеми, особливо на

сучасному етапі розвитку науки, коли з'явилися нові технології лікування багатьох відомих захворювань обміну

речовин.

1. Спадкові хвороби людини: причини їх виникнення і класифікація.

Всі форми патології людини можна розділити на 4 групи.

1) спадкові захворювання, в розвитку яких основну етіологічну роль складають спадкові фактори, а вплив

середовища лише модифікує їх прояв.

2) спадкові хвороби, зумовлені патологічними мутаціями, однак для їх прояву необхідний специфічний

вплив зовнішнього середовища.

3) більшість розповсюджених захворювань, особливо у людей старших вікових груп (гіпертонічна

хвороба, ішемічна хвороба серця, виразкова хвороба тощо). Основним етіологічним чинником в їх розвитку є

несприятливі фактори довкілля, однак реалізація їх дії залежить від генетичної схильності. Ці хвороби ще

називають мультифакторіальним, або хворобами з генетичною схильністю.

4) група захворювань у розвитку яких виключну роль відіграють чинники зовнішнього середовища (травми, опіки, інфекції).

Таким чином, фенотип людини є результатом взаємодії історично сформованого генотипу, який

реалізується під впливом факторів довкілля.

2. Моногенні молекулярні хвороби людини. Ензимопатії. Характеристика спадкових порушень

метаболізму. Методи їх діагностики та профілактики. Більшість спадкових моногенних захворювань — це дефекти обміну речовин. За класифікацією ВООЗ,

спадкові дефекти обміну речовин поділяються на 11 груп. Це захворювання, зумовлені порушенням:

1) амінокислотного обміну;

2) вуглеводневого;

3) ліпідного;

4) стероїдного;

5) пуринового і піримідинового;

6) обміну речовин у сполучній тканині, кістках і м'язах;

7) структури гему і порфірину;

8) обміну речовин в еритроцитах і порушення їх структури.

9) аномалії обміну металів; 10) захворювання, які характеризуються дефектом транспорту різних речовин;

11) захворювання, спричинені аномаліями будови і функції ферментів і білків плазми.

Більшість спадкових дефектів обміну — це ферментопатії, тобто порушення будови білків-ферментів, які

беруть участь в обміні тих чи інших речовин. При цьому в організмі спостерігається дефіцит кінцевого

продукту обміну і накопичення проміжних продуктів (дериватів або мінорних речовин).

Добре вивченими молекулярними хворобами людини є різні гемоглобінопатії та фенілкетонурія.

Гемоглобінопатії найчастіше — це наслідок порушення структури і регуляції синтезу глобінів, а фенілкетонурія

— порушення структури одного з ферментів, які регулюють обмін фенілаланіну і перетворення його через ряд

етапів до тирозину і меланіну.

Проте молекулярні хвороби можуть виникати і через порушення функції білка-ферменту, внаслідок чого

порушується обмін тієї чи іншої речовини. За таким типом розвивається більшість хвороб обміну речовин.

Фенілкетонурія - аутосомно-рецесивне захворювання.

Через мутацію гена, що контролює синтез фенілаланінгідроксилази, розвивається метаболічний блок на

етапі перетворення фенілаланіну в тирозин, внаслідок чого основним шляхом перетворення фенілаланіну стає

дезамінування і синтез токсичних похідних - фенілпіровиноградна, фенілмолочної та фенілоцтової кислот. У

крові і тканинах значно збільшується вміст фенілаланіна (до 0,2 г / л і більше при нормі 0,01-0,02 г / л). При

захворюванні порушуються обмінні процеси, особливо важливі для мозку, що розвивається дитини. Наслідком порушеного обміну в мозку є важке психічне недорозвинення.

Першими проявами хвороби є: - Млявість дитини, відсутність інтересу до навколишнього;

- Підвищена дратівливість, неспокій;

- Зригування, блювота;

- Судомний синдром;

- Запліснілий, мишачий, вовчий запах сечі та поту.

Діти з фенілкетонурією (ФКУ) народжуються без будь-яких ознак хвороби.

Проте вже на 2му місяці можна помітити деякі фізичні ознаки: освітлення волосся,

райдужок очей, що особливо помітно у дітей, народжених з темним волоссям.

Багато дітей дуже швидко і надмірно додають у вазі, проте залишаються

аморфними, млявими. У більшості з них рано заростає великий роднічок.

Найчастіше явні ознаки хвороби виявляються на 4-6 місяці життя:

перестають реагувати радістю на звернення до них,

перестають впізнавати матір,

не фіксують погляд і не реагують на яскраві іграшки,

не перевертаються на живіт, не сидять.

У міру прогресування хвороби можуть спостерігатися епілептиформні напади - розгорнуті судомні та

бессудорожного типу кивків, поклонів, здригувань, короткочасних відключень свідомості. Характерна

своєрідна "поза кравця" (стиснуті ноги і зігнуті руки). Можуть спостерігатися гіперкінези, атаксія, тремор рук,

іноді парези за центральним типом.

Дігностіка фенілкетонурії Надзвичайно важливо встановити діагноз принаймні не пізніше 2-го місяця життя. Для цього всіх

новонароджених обстежують за спеціальними программами скринінгу, що виявляє підвищення концентрації

фенілаланіну в крові вже в перші тижні життя. В даний час, згідно з наказом МОЗ України № 316 від 30.12.93 проведення неонатального скринінгу на

ФКУ стало обов'язковим. Скрінінірующіе тести повинні бути простими, недорогими і інформативними.

Цим вимогам відповідають методи для ранньої діагностики ФКУ:

мікробіологічний тест Гатрі;

метод флуоресцентних антитіл (лабораторний комплекс "Флюороскан", що

дозволяє проводити 800 проб на годину);

метод тонкошарової хроматографії.

Оптимальні терміни обстеження новонароджених - доношених, стиглих - 5-6

день життя; недоношених, незрілих, хворих - 10-14 день життя.

Головним способом лікування є дієтотерапія, що обмежує надходження в

організм фенілаланіну. Доводиться повністю виключити з харчування дитини: м'ясо,

ковбаси, рибу, бульйони, яйця, сир, сир, борошняні вироби, каші з природних круп,

квасоля, горіхи, шоколад.

Меню складається з фруктів, овочів, крохмальних виробів, жирів, із суворим урахуванням вмісту в них

фенілаланіну. Призначають білкові гідролізати (цімогран, лефанолак, берлофен, гіпофенат) або амінокислотні

суміші, позбавлені фенілаланіну, які стають головними продуктами харчування, забезпечують потребу в білку

"Лофенолак", "Фенілфрі" (США), "Берлофен", "Апонте", "Гіпофенат "у дітей до 4-5 років і "Нофелан "- у дітей старше 5 років. Білкові гідролізати вводять з фруктовими та овочевими соками, пюре, супами.

Лікування проводять під контролем вмісту фенілаланіну в крові, домагаючись підтримки його рівня в

межах 0,03-0,04 г / л. Суворе обмеження білків тваринного походження потрібно протягом перших 2-3 років

життя. Найбільш раціонально скасовувати дієтичне лікування у віці 7-8 років.

Після досягнення 12-14 років такі діти можуть переходити на нормальне харчування і жодних ознак

отруєння фенилаланином у них не спостерігається.

Профілактика фенілкетонурії 1. Виявлення гетерозиготних носіїв. Велике значення має спеціальне спостереження за сім'ями ризику,

тобто за такими сім'ями, де вже були діти з фенілкетонурією. Новонароджені з цих родин мають бути піддані

обов'язковому біохімічному дослідженню і при показаннях до раннього лікування.

2. Впровадження програм масового скринінгу новонароджених для раннього виявлення ФКУ і

своєчасного призначення дієтотерапії. Виявлення та лікування дітей за програмами масового скринінгу також

дозволяє попередити розвиток важкої психічної інвалідності.

3. Пренатальна діагностика: Запропоновано ДНК-зонд для пренатальної діагностики фенілкетонурії в

родинах високого ризику.

Алькаптонурія – це аутосомно-рецесивне захворювання. Належить до патології обміну тирозину і

зумовлене нестачею ферменту гомогентизинази з нагромадженням в організмі та екскрецією з сечею гомогентизинової кислоти.

Ознаки хвороби спостерігаються незабаром після народження. Сеча дитини зафарбовує пелюшки в

чорний колір (внаслідок окиснення на повітрі гомогентизинової кислоти). Повільне накопичення чорного

пігменту призводить до поступового чорного забарвлення (охроноз) щік, носа, склер, вух. З ростом дитини

розвиваються дефекти сполучної тканини, артрити.

Ідентифікувати гомогентизинову кислоту можна декількома методами:

•додавання лугу до сечі викликає її потемніння;

• у результаті реакції Бенедикта (лужний розчин цитрату двовалентної міді) з'явиться коричневе забарвлення з

жовтогарячим осадом;

• реакція з хлоридом заліза призводить до появи пурпурно-чорного забарвлення.

Остаточний діагноз може бути підтверджений за допомогою тонкошарової хроматографії або

ферментативним визначенням гомогентизату в плазмі крові.

Ефективних способів лікування немає. Рекомендується С-вітамінотерапія і дієтотерапія. З раціону

виключають продукти тваринного походження (м'ясо, яйця, сир). Критерієм ефективності лікування є

зникнення темного кольору сечі.

Альбінізм розвивається унаслідок відсутності пігменту меланіну. Розрізняють повний альбінізм, при

якому пігмент відсутній у всьому організмі, і частковий альбінізм, при якому пігмент відсутній тільки в окремих органах, наприклад в очах. При загальному альбінізмі вся

шкіра, в тому числі і шкіра повік, має блідо-рожеве або молочно-біле забарвлення.

Брови і вії білі. Зміни при альбінізмі не обмежуються шкірою, а проявляються

більшою чи меншою недостатністю пігменту всередині ока: у радужці, в хоріоїді, в

сітківці. Успадковується аутосомно-рецесивно. Частота – 1/20000, у індійців Панами – 1/132. Буває

генерализована форма і локальна, наприклад очна. Альбінізм обумовлений відсутністю ферменту тирозинази,

який перетворює тирозин на меланін.

В основі альбінізму лежить порушення утворення в клітинах шкіри, волосяних цибулинах і в оці чорного

пігменту - меланіну. Зазвичай цей пігмент утворюється з речовини, яка називається тирозин, під впливом

ферменту тирозинази.

Це складний біохімічний процес, в якому бере участь багато різних речовин і ферментів В основі

альбінізму лежить порушення утворення в клітинах шкіри, волосяних цибулинах і в оці чорного пігменту -

меланіну. Зазвичай цей пігмент утворюється з речовини, яка називається тирозин, під впливом ферменту

тирозинази. Це складний біохімічний процес, в якому бере участь багато різних речовин і ферментів. Через альбінізм розвивається фотофобія - світлобоязнь, людина не може переносити яскраве світло і змушена носити

темні окуляри або темні контактні лінзи з отвором в центрі. Дане відхилення

пов'язано з відсутністю в організмі пігменту, який носить назву меланін.

Меланін надає забарвлення нашій шкірі, волоссю, очам. Він міститься в

судинній оболонці ока, завдяки чому світло потрапляє в око тільки через

зіницю. Роль меланіну в оці дуже важлива. Недостатність пігменту в сітківці

призводить до виникнення особливого зорового розладу - нікталопії. Людина,

що страждає на цей розладом, погано бачить при денному освітленні і краще -

при сутінковому освітленні.

Діагностика Альбінізму: Існують методи, що дозволяють знайти в гені мутацію, відповідальну за хворобу, або ідентифікувати ДНК-

маркер, який генетично пов'язаний з хворим геном. За допомогою генетичних діагностичних тестів, заснованих

на аналізі ДНК, можна виявляти генетичні дефекти в організмі на ранніх стадіях

його розвитку і навіть ще до народження дитини..

Лікування альбінізму: Молекулярна генетика дозволяє знайти дефектний ген і уточнити, який

дефект в білковій молекулі є причиною відсутності пігменту в очах. Теоретично цілеспрямоване і виборче лікування можливо. Можлива реконструкція генів. Це

дуже складні технології, при використанні яких проводиться розсічення

молекули ДНК за допомогою ферментів, а потім зшивання з різних шматочків

оновленою, удосконаленою ДНК. Зшивання проводиться за допомогою іншого

ферменту. Ця нова ДНК може бути введена в клітину хворого, і там вона буде

функціонувати.

Дитина повинна уникати сонця, тому що в альбіносів високий ризик

виникнення сонячних опіків і раку шкіри. Сильне світло шкодить її очам, тому в

неї поганий зір.

Хвороба кленового сиропу – це аутосомно-рецесивне порушення обміну

речовин, що спричинене порушенням метаболізму амінокислот з розгалуженим ланцюгом. Свою назву,

захворювання отримало від специфічного солодкого запаху сечі у хворих немовлят. В крові та сечі відбувається

накопичення амінокислот з розгалуженим вуглецевим ланцюгом (лейцину, ізолейцину і валіну) та токсичних

продуктів їхнього метаболізму.

Діти народжуються без видимих ознак захворювання. Проте, якщо розлад не лікувати, то у хворих

виникають серйозні ушкодження головного мозку, які можуть призвести до смерті ураженої дитини.

Основні симптоми (які проявляються майже одразу після народження): поганий апетит, блювання, зневоднювання, млявість, гіпотонія, судоми, гіпоглікемія, кетоацидоз, опістотонус, панкреатит, кома і

різноманітні неврологічні порушення.

Хвороба поділяється на декілька типів, які виділені відповідно до ознак і симптомів, або згідно

з генетичними причинами. Найбільш поширеною і важкою формою захворювання вважається класичний тип,

який проявляється одразу після народження. Інші форми можуть виникати дещо пізніше і, як правило, прояви

цих типів легші і менш важкі. Проте, при відсутності належного лікування у всіх випадках призводить до

виникнення психічних та фізичних відхилень.

Лікування: дієта з мінімальним рівнем амінокислот лейцину, ізолейцин і валіну – для уникнення

пошкоджень нервової системи.

Целіакія (глютенова ентеропатія) - це спадкове аутоімунне захворювання тонкої кишки. Відношення

«жінки/чоловіки» становить 2:1. Поширеність целіакії має такий вигляд(за дослідженнями 2003р.):

Група ризику — родичі першого ступеня спорідненості 1:10

Група ризику — родичі другого ступеня спорідненості 1:39

Група ризику — пацієнти із симптомами 1:56

Групи поза ризиком 1:133

Симптоми: блідость, пронос, біль у животі і спазми, здуття живота і жирний стул (стеаторея), втрата ваги

або нездатність набрати вагу (у маленьких дітей). Можливий безсимптомній перебіг хвороби.

У багатьох дорослих спостерігається тільки втома або анемія.

Симптоми: блідость, пронос, біль у животі і спазми, здуття живота і жирний стул (стеаторея), втрата ваги

або нездатність набрати вагу (у маленьких дітей). Можливий безсимптомній перебіг хвороби.

У багатьох дорослих спостерігається тільки втома або анемія.

Симптоми целіакії також викликають деякі сорти пшениці та крупи з них

(наприклад, манна крупа і тверді сорти пшениці), а також інші види, такі як

ячмінь, жито, тритикале (злакова рослина, штучно створена селекціонерами

схрещуванням жита з пшеницею) та камут.

Дозволені при безглютеновій дієті: кукурудза, просо, сорго, теф,

звичайний і дикий рис, амарант, лобода та гречка. Незернові, багаті вуглеводами

продукти, такі як картопля і банани не містять глютену і не викликають симптоми захворювання, а також тапіока, амарант, горіхи, фрукти, молоко й сири, м’ясо, риба, яйця.

На сьогодні відомо кілька тестів, які дають змогу точно діагностувати наявність целіакії. Порядок

використання тестів встановлюється на основі рівня прояву симптомів. Проте, всі тести недієві якщо пацієнт

вже дотримується безглютенової дієти. Діяльність кишківника починає покращуватися, через декілька тижнів

після вилучення клейковини з раціону, а зниження рівня антитіл відбувається протягом декількох місяців.

Формуючи діагностичну систему, шляхом комбінації тих результатів, які можливо отримати під час

використання ендоскопічної біопсії (на рис. розміщеному зліва два верхніх зображення - результати досліджень

характерні для здорової людини, а два нижніх, для людини хворої на целіакію), дослідники повідомили про

100% чутливість (при ідентифікації всіх випадків) серед пацієнтів з високим індексом підозри на целіакію, з

супутньою специфічністю 61% (частка хибно-позитивних результатів 39%).

Лікарі рекомендують, що під час діагностики, пацієнти з симптомами, які вказують на високий ризик

присутності захворювання, або ж ті, які мають позитивний аналіз крові, повинні пройти ендоскопічну біопсію

другої частини дванадцятипалої кишки. Дослідження визначає такі симптоми (які вказують на високий

ризик розвитку захворювання) як: втрата ваги, анемія (гемоглобін менше 120 г/л у жінок або менше 130 г/л у

чоловіків) або діарея (більше трьох рідких випорожнень у день).

Порушення вуглеводневого обміну Галактоземія – це аутосомно-рецесивне захворювання. Галактоза — це складова частина молочного цукру (лактози). В організмі вона за допомогою ферменту

галактозо-1-фосфат-уридилтрансферази перетворюється в галактозо-1-фосфат, який далі перетворюється в

глюкозо-6-фосфат, що входить до метаболічного циклу глюкози. При галактоземії у дитини відзначається

накопичення в організмі галактозо-1-фосфату, який впливає токсично на тканини організму. У дітей через не

переносність материнського молока спостерігаються:

* диспепсичні розлади, вони худнуть,

* з'являється жовтяниця,

* затримується психічний розвиток.

Ці діти вмирають у перші місяці життя, якщо не буде своєчасно призначене необхідне лікування. Якщо

дитина залишається живою, то у неї відзначається мікроцефалія, знижується тонус м'язів, з'являються судоми,

гепато і спленомегалія, розвивається анемія, цироз печінки, уражуються нирки, внаслідок чого вони не здатні

реабсорбувати амінокислоти з провізорної сечі. З галактози утворюється дульцитол, який накопичується в

кришталику ока і призводить до ранньої катаракти.

За своєчасної діагностики захворювання, відлучення дитини від груді і переведення на годування коро-

в'ячим молоком (в якому галактози менше, ніж у жіночому), а також на спеціальну дієту можна домогтися

значного терапевтичного ефекту. Рання діагностика захворювання проводиться на ауксотрофних мікробах, а

також хроматографічним визначенням концентрації амінокислот у крові дитини. Фруктоземія - це аутосомно-рецесивне захворювання, що пов'язане з різко зниженою активністю

ферменту фруктозо-1-фосфатальдолази. При недостатній активності цього ферменту асиміляція фруктози

затримується до фруктозо-1-фосфату, що накопичується у тканинах і завдає токсичного впливу на клітини.

Клінічні прояви фруктоземії нагадує галактоземію, але вона звичайно виникає, коли дитина починає

одержувати соки, плоди й овочі або вживати цукор. Організм дитини не сприймає фрукти, у неї з'являється

блювота, характерний розвиток гіпотрофії, гепатоспленомегалії, асциту. Вживання великої кількості фруктози

може призвести до гострої гіпоглікемії, що супроводжується судомами, тремором і розвитком коматозного

стану.

Діагностика фруктоземії полягає у виявленні фруктозурії (реакція Селіванова) при навантаженні

фруктозою, гіпоглікемії, гіпофосфатемії, ознаках ураження печінки.

Лікування полягає у виключенні з раціону соків, ягід, фруктів і овочів. При своєчасному виключенні

фруктози дитина розвивається нормально і прояви захворювання набувають зворотного розвитку.

Близькими до порушення вуглеводневого обміну є мукополісахаридози.

Глікозамінглікани (мукополісахариди) — це аміноцукор (полісахарид) у комплексі з глюкуроновою,

сіаловою, сірчаною і оцтовою кислотами. Аміноцукор — це глюкоза, в якій гідроксильна група (ОН) при

другому атомі вуглецю замінена на аміногрупу (NН2). Глікозамінглікани в різних органах відрізняються

складом амінокислот і наявністю сульфгідрильних груп. Глікозамінглікани відкладаються в клітинах організму

і розвивається мукополісахаридоз. Захворювання вперше було описано Гурлером у 1919 р. і було визначене як гаргоїлізм, тому що голова хворих нагадує гаргоїлів — потворних фігур на паризькому соборі. В наступні роки

було встановлено, що це збірна група захворювань, при яких порушується обмін одного з гліканів.

Одним із мукополісахаридозів є синдром Гурлера (аутосомно-рецесивне). У хворих через дефект

ферменту α - ідуронідази відбувається накопичення гепарину і дерматансульфату. Захворювання звичайно

діагностується на другому році життя дитини. Воно виявляється розумовою відсталістю і скелетними змінами:

кіфозом, випинанням лоба, плоским носом, потовщенням губ, дрібними зубами, збільшеним язиком,

деформованими вушними раковинами, густим жорстким волоссям, коротким тулубом, деформованою грудною

кліткою, збільшенням поперекового і грудного кіфозу, потовщеними і розширеними епіфізами довгих кісток.

Пальці рук при синдромі Гурлера набувають напівзігнутого положення. У них збільшений живіт, часті пупкові

грижі, гепатоспленомегалія. Спостерігаються серцеві вади, помутніння рогівки, нерідко — вроджена глаукома.

Захворювання діагностується шляхом виявлення в сечі підвищеної концентрації кислих глікозамінгліканів

(гепаринсульфату). В культурі фібробластів у лейкоцитах відзначається зниження концентрації а-1-ідуроиідази.

Порушення обміну ліпідів До спадкових порушень обміну ліпідів належать хвороби Тея Сакса, Німана — Піка, Гоше. Це —

лізосомні захворювання. Через дефекти лізосомних ферментів, які беруть участь у метаболізмі ліпідів, останні

накопичуються всередині клітин і викликають їхню загибель.

Ліпіди — це складні сполуки ненасиченого аміноспирту сфінгозину, жирних кислот і вуглеводів.

Перетворення одного ліпіду в інший здійснюється за допомогою відповідного ферменту. Дефект того чи іншого

ферменту призводить до накопичення всередині клітин відповідного ліпіду, що називається ліпідозом, або

сфінголіпідозом.

При хворобі Німана — Піка- успадковується по аутосомно-рецесивному типу, в клітинах головного

мозку і внутрішніх органах накопичується сфінгомієлін (сполука цераміду з холіном і фосфорною кислотою).

Вперше хворобу Німана-Піка, тип А, описав Альберт Німан у 1914 році. Людвіг Пік теж займався вивченням

порушень, які виникають при цьому захворюванні, результати своїх досліджень, він опублікував у ряді робіт у

1930-х роках. В одних випадках захворювання розвивається в дитячому віці, а в других — у зрілому й

похилому. Основні ознаки захворювання: збільшення печінки і селезінки (гепатоспленомегалія), що може

викликати зниження апетиту, здуття і біль у животі. Наслідком спленомегалії може бути тромбоцитопенія.

Більшість пацієнтів помирають у віці до 18 місяців. Можливості лікування хвороби Німанн-Піка в основному є

обмеженими і переважно застосовується підтримуюча та симптоматична терапія.

При хворобі Гоше в клітинах головного мозку і внутрішніх органах накопичується глюкоцереброзид (сполука цераміду з глюкозою). Виділяють гостру, підгостру і хронічну форми захворювання.

При гострих формах захворювання спостерігається м'язова ригідність, порушення зору, психічна

деградація, остеопороз кісток, стоншення кортикального шару їх, деформація стегон за типом «пляшок» або

колб Ерленмейера. Часті переломи кісток через розростання клітин Гоше в кістковому мозку. Зменшення

кісткового мозку призводить до гіпохромної анемії, тромбопенії, що супроводиться носовими та іншими

кровотечами. Через гепатоспленомегалію у дітей різко збільшений живіт. На очному дні (як і при хворобі

Німана — Піка) виявляється вишнево - червона пляма. Діти зазвичай вмирають на 1му році життя від

виснаження.

При підгострій формі - симптоми мають більш м'який характер.

При хронічній (вісцеральній) формі захворювання пошкоджуються внутрішні органи без втягнення в

процес головного мозку. Хвороба Гоше — це гетерогенне захворювання. Описані як аутосомно-рецесивні, так і

аутосомно-домінантні форми успадкування.

Клінічно ранні форми хвороб Німана — Піка і Гоше мають багато спільних симптомів, тому

диференціальна діагностика їх проводиться на підставі дослідження біопсійного матеріалу (клітин печінки).

Порушення мінерального обміну. Серед порушення обміну металів відома хвороба Вільсона –Коновалова – це спадкове захворювання, що

характеризується поєднанням цирозу печінки з дистрофічним процесом у головному мозку. Успадковується за

аутосомно-рецесивним типом.

Причина: генетично зумовлені порушення обміну білків і міді. Порушення синтезу білків веде до

гіпераміноацидурії і гіпопротеїнемії, страждає й обмін нуклеотидів. Особливо велике значення має зменшення

вмісту церулоплазміну - білка, який містить мідь і володіє ферментативними властивостями оксидази. В

результаті мідь виявляється слабко зв'язаною з альбуміном і амінокислотами крові, легко відщеплюється від

них, у великій кількості виділяється із сечею і відкладається у тканинах, головним чином у печінці, головному

мозку і рогівці. Надлишок вільної міді пригнічує активність окисних і деяких інших ферментів, що призводить

до загибелі клітин. Ураження печінки з розпадом її тканини і зниженням бар'єрної функції веде до

аутоінтоксикації.

Діагноз ставлять на підставі даних анамнезу про спадковий характер захворювання, наявності рогівкового

кільця, вказівок на патологію печінки (діагностична пункція печінки виявляє цироз і великий вміст міді), явищ

геморагічного діатезу й особливо гіперкупрурії (виділення за добу більше 200 мкг міді) і гіпераміноацидурії

(більше 350 мкг за добу). У лікуванні ефект дають тіолові препарати, що зв'язують мідь і виводять її з

організму.

Спадкові порушення обміну білірубіну (спадкові пігментні гепатози) — відносно доброякісні жовтяниці,

які зумовлені порушенням обміну білірубіну — продукту перетворення гемоглобіну.

Гемоглобін відмерлих еритроцитів у клітинах системи мононуклеарних фагоцитів розпадається до глобіну, залізовмісного гемосидерину і без залізовмісного гематоїдину. Глобін розкладається до амінокислот, які йдуть

на побудову білків організму. Залізо піддається окисленню й використовується організмом у вигляді феритину.

Гематоїдин перетворюється в білірубін. Білірубін поступає в кров'яне русло, звідки захвачується клітинами

печінки, де відбувається з'єднання його з глюкуроновою кислотою за допомогою ферменту глюкуроніл

трансферази. Білірубін глюкуронід попадає разом з жовчю в кишки, де перетворюється в уробіліноген і

уробілін.

Вільний білірубін у воді не розчинний, його можна виявити в сироватці крові непрямою реакцією Гіманс-

ван-ден-Берга. Білірубін у сполуці з глюкуроновою кислотою (білірубін-глюкуронід) у воді розчинний і його

можна виявити прямою реакцією.

Підвищений вміст білірубіну в сироватці крові виявляється жовтяницею. Відомо 3 види жовтяниць:

1. Передпечінкова жовтяниця - виникає при підвищеному руйнуванні еритроцитів (розпад еритроцитів при

малярії, гемолітичній анемії, інфаркті легень, великих гематомах, серпоподібно-клітинній анемії). При цих

захворюваннях виникає велика кількість білірубіну, який не взмозі весь з'єднатися з глюкуроновою кислотою і в сироватці крові визначається вільний білірубін, який у воді не розчинний. Такий білірубін в сечу не поступає,

тому реакція сечі на білірубін — негативна.

2. Печінкова жовтяниця при гепатитах і гепатозах. Тут поруч з жовтяницею спостерігається збільшення

печінки, а нерідко і селезінки.

3. Післяпечінкова жовтяниця. Спостерігається при закупорці жовчних проток (камені, пухлини, спайки). Тут

білірубін з'єднується з глюкуроновою кислотою.

Це доброякісні захворювання.

Синдром (хвороба) Жільбера. Це доброякісна родинна гемолітична жовтяниця. Виникає в юнацькому віці. Виявляється світло-жовтим

забарвленням шкіри, особливо кістей і ступень, без пожовтіння склер.

У цих осіб легко виникає пігментація шкіри під впливом сонячного проміння,

тепла, фізичних і хімічних подразників. У них часті пігментні та судинні не-вуси,

ксантелазми і гіпсрнігмситації навколо очей. Ці люди чутливі до холоду і

алкоголю, схильні до гіпертеремії, мігрені, аліментарної глікозурії, ортоста-тичної і

переміжної альбумінурії. У них часто бувають диспепсичні явища. Пізніше може

спостерігатись збільшення печінки, рідше селезінки.

Відомі ще такі форми спадкових пігментних гепатозів: синдром Кріглера — Наджара, синдром Дубіна—Джонсона, синдром Ротора.

4. Полігенні спадкові хвороби, причини виникнення їх. Полігенні хвороби успадковуються складно. Раніше такі спадкові захворювання характеризували як

хвороби зі спадковою схильністю. Однак зараз їх визначають як мультифакторіальні захворювання з

адитивно-полігенним спадкуванням з пороговим ефектом.

До цих захворювань відносяться такі хвороби як рак, цукровий діабет, шизофренія, епілепсія, ішемічна

хвороба серця, гіпертензія та багато інших.

Мультифакторіальним захворюванням властиві певні закономірності успадкування. Так, ризик виникнення

захворювання і вираженість клінічної картини залежать від:

1. Кількості уражених родичів і ступеня їх споріднення з пробандом.

2. Віку, в якому відбувається прояв захворювання в родині.

3. Клінічної його тяжкості.

4. Кількості осіб менш ураженої статі.

5. Частоти повторюваності даної патології в популяції.

Отже, при мультифакторіальних захворюваннях має місце зростання відповідних патологічних станів серед

близьких родичів пробанда, нерідко з різною частотою ураження особин чоловічої чи жіночої статі. Чим вищий генетичний ризик (ступінь генетичного обтяження), тим менша інтенсивність зовнішньосередовищних впливів

необхідна для прояву "граничного ефекту", тобто розвитку хвороби. Поліфакторно зумовлені і деякі фізіологічні

особливості організму: розумові здібності, тривалість життя, схильність і опірність до інфекційних

захворювань. Це доведено науковцями на підставі близнюкового методу дослідження.

Загальний висновок: Підвищена цікавість до моногенних хвороб, викликана їх величезною різноманітністю. Ці хвороби доволі

рідкі але мають досить тяжкі і серйозні симптоми, що різко погіршує якість життя пацієнта або являються

смертельно небезпечними. У всіх моногенних хвороб досить різноманітна розповсюдженість, яка може

коливатися в залежності від географії і національності.

Завдяки прогресу медичної генетики і розширенню уявлень про характер успадкування різних

захворювань та вплив факторів навколишнього середовища на появу мутантних генів стали набагато виразніші

шляхи лікування і профілактики спадкових хвороб. Радикальним методом лікування спадкових моногенних

хвороб повинна стати генна терапія. Генна терапія — це метод уведення фрагмента ДНК у клітини хворої

людини з метою заміщення функції мутантного гена і лікування спадкових хвороб. Значно раніше з’явилися

ефективні методи консервативної терапії — вони не змінюють генотип, але спрямовані на корекцію

метаболічних чи імунологічних дефектів, що виникають під впливом мутантних генів. При ранньому

розпізнаванні хвороби вдається моделювання нормального фенотипу шляхом цілеспрямованої дієтотерапії,

уведення вітамінів, недостатніх гормонів, білків, мікроелементів. Велике значення в профілактиці спадкових хвороб відіграють методи пренатальної діагностики.

ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ 2

Тема 2. Молекулярні основи спадковості. Реалізація спадкової

інформації.

Актуальність теми. Знання про основні матеріальні носії спадковості та

мінливості - нуклеїнові кислоти, їх структурно-фунціональну організацію та роль у зберіганні

та перенесенні спадкової інформації є необхідними для подальшого розуміння процесів

реалізації спадкової інформації на всіх рівнях існування живого - від молекулярного до

організмового. Порушення цих процесів в подальшому може бути першопричиною

виникнення різноманітних патологічних станів у людини - онкологічних, спадкових,

молекулярних хвороб тощо.

Мета: знати: - Роль нуклеїнових кислот у біосинтезі білка.

- Генетичний код, його властивості.

- Транскрипцію, її суть та етапи. Ферменти, які забезпечують транскрипцію.

- Трансляцію, її суть та етапи. Ферменти, які забезпечують трансляцію.

вміти: - Аналізувати механізми послідовних етапів біосинтезу білка.

- Визначати послідовність амінокислот, закодовану в ДНК та іРНК.

- Визначати антикодони тРНК.

- Використовувати табл. генетичного коду для побудови поліпептидних ланцюгів.

Обладнання: таблиця генетичного коду, ситуаційні задачі.

Опанування практичних навичок. Навчитися розв’язувати задачі з молекулярної біології з метою моделювання

кодування і декодування спадкової інформації; процесів транскрипції і трансляції в нормі та

патології.

Завдання для самопідготовки: - Сабадишин Р.О.,Бухальська С.Є. Медична біологія. Підручник для студентів вищих

медичних навчальних закладів І-ІІ рівнів акредитації. - Вінниця: Нова Книга, 2008.-

368с.:Іл. Стор.63-75; 80-85

В зошиті для до аудиторної самостійної підготовки - письмово: 1. Повторити будову нуклеїнових кислот (заповнити таблицю).

2. Замалювати схему біосинтезу білка (підписати структури, які приймають участь в цьому

процесі)

Питання для самостійної підготовки 1. До складу яких клітинних структур входять білки?

2. Які структури білків Вам відомі?

3. Що таке денатурація і ренатурація білків?

4. Охарактеризуйте нуклеїнові кислоти.

5. Що таке реплікація ДНК? Які основні послідовні етапи реплікації ДНК?

6. Назвіть ферменти, які беруть участь у реплікації.

7. Яка роль РНК у біосинтезі білка?

8. Охарактеризувати процес транскрипції.

9. Дайте характеристику трансляції, її суть та етапи. Ферменти, які забезпечують цей

процес.

10. Яким чином припиняється біосинтез білка?

ЛІТЕРАТУРА.

Навчальна: 1. Біологія: підручник для студентів медичних спеціальностей ВУЗів ІІI—ІV рівнів акредитації / Кол. авт.; за ред. проф. В.П. Пішака та проф. Ю.І. Бажори. —

Вінниця: Нова книга, 2017. стор. 33-126

2. Практикум з медичної біології: Навч. посіб. для мед. ВНЗ І-ІІІ р.а. – 3-тє вид., перероб. і

доп. Затверджено МОЗ / Н.О. Саляк. - К. : ВСВ «Медицина» , 2017. – 296 с.

Додаткова: Медична біологія: посібник з практичних занять / О.В. Романенко, М.Г.

Кравчук та ін.— К.: Здоров’я, 2005. стор.7-24, 49-59, 73-83

Під час розв’язання таких задач необхідно пам’ятати, що: - довжина одного нуклеотида, або відстань між двома сусідніми вздовж осі ДНК, становить

0,34 нм;

- середня молекулярна маса одного нуклеотида 345 умовних одиниць;

- середня молекулярна маса однієї амінокислоти дорівнює 100 умовних одиниць;

- молекула білка в середньому складається з 200 амінокислот;

- кожну амінокислоту в білковій молекулі кодує триплет нуклеотидів і-РНК;

- для визначення довжини гена (l) l ДНК= нуклеотиди 1 ланцюга* 0,34 нм;

- для визначення молекулярної маси гена (Mr) враховують кількість нуклеотидів, що

міститься у двох ланцюгах ДНК, тобто

m ДНК = нуклеотиди двох ланцюгів * 345 а.о.м;

- трансляція здійснюється згідно з генетичним кодом;

- для всіх ДНК виконується правило Чаргаффа: А=Т; Г=Ц;

- А+Г = Т+Ц (вміст пуринових азотистих основ (аденіну і гуаніну) дорівнює вмісту

піримідинових азотистих основ (тиміну і цитозину);

- сума всіх нуклеотидів в молекулі ДНК або РНК (А+Т+Г+Ц чи А+У+Г+Ц) становить

100%.

Таблиця № 1. Генетичний код Перша

основа Друга основа

Третя основа

У Ц А Г

У ФЕН СЕР ТИР ЦИС У

ФЕН СЕР ТИР ЦИС Ц

ЛЕЙ СЕР ― ― А

ЛЕЙ СЕР ― ТРИ Г

Ц ЛЕЙ ПРО ПС АРГ У

ЛЕЙ ПРО ПС АРГ Ц

ЛЕЙ ПРО ГЛН АРГ А

ЛЕЙ ПРО ГЛН АРГ Г

А ІЛЕ ТРЕ АСН СЕР У

ІЛЕ ТРЕ АСН СЕР Ц

ІЛЕ ТРЕ ЛІЗ АРГ А

MET ТРЕ ЛІЗ АРГ Г

Г ВАЛ АЛА АСП ГЛІ У

ВАЛ АЛА АСП ГЛІ Ц

ВАЛ АЛА ГЛУ ГЛІ А

ВАЛ АЛА ГЛУ ГЛІ Г

Хід роботи Задача 1. Фрагмент ланцюга іРНК складається з послідовно розміщених

кодонів: ААУ-ЦЦГ-АГУ-УГA-ГАЦ. Які антикодони в тРНК відповідатимуть

кодонам у названому фрагменті іРНК? Які амінокислоти повинні перенести ці

тРНК до місця синтезу поліпептиду, закодованого в запропонованому фрагменті іРНК?

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача 2. Початковий фрагмент першого екзону гена, в якому закодовано

певний поліпептидний ланцюг, має таку послідовність нуклеотидів: 3' ТТГ -

ЦТЦ-ТГТ-АЦГ-АЦЦ-ГАТ 5'. Який склад фрагменту білка, закодованого в цій ділянці гена?

____________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Задача 3. З якої послідовності амінокислот починається білок, якщо він

закодований такою послідовністю нуклеотидів: ТАЦ ЦГЦ ЦЦА ТГГ? Яким

стане цей фрагмент білка, якщо внаслідок дії ультрафіолетового опромінення

відбудеться ділеція четвертого (Ц) нуклеотиду молекули ДНК? ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

Задача 4. Скільки нуклеотидів містить ген, в якому закодовано білок, що

складається з 150 амінокислотних залишків? Скільки кодонів матиме іРНК?

Скільки часу потрібно для синтезу даного білка на рибосомі? (Під час синтезу

білка в еукаріотів за 1 с приєднується 7 амінокислот.)

________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

Задача 5. Білкова молекула має 280 амінокислотних залишків. Визначити довжину і масу гена, який кодує цю молекулу. Скільки часу триватиме синтез

даного білка? Якщо за 1 с приєднується 7 амінокислот. Молекулярна маса

нуклеотиду - 345 а.о.м.; довжина нуклеотиду 0,34 нм.

____________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

Задача 6. Вміст нуклеотидів в ланцюгу і-РНК складає: цитозин – 20%, аденін – 25 %, урацил – 23 %, гуанін — 32%. Визначте відсотковий склад нуклеотидів

ділянки молекули ДНК, що є матрицею для цієї і-РНК.

____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________ Задача 7. Визначте молекулярну масу та довжину гена, якщо він несе

інформацію про білок, молекулярна маса якого дорівнює 280 000 а.о.м.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

Задача 8.Гормон росту людини (соматотропін) – білок, що складається із 191

амінокислоти. Скільки кодуючих нуклеотидів та триплетів входить до складу

гена – соматотропіну? ____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________ Задача 9. Ділянка молекули білка має наступну будову: Іле-Асн-Ала-Сер-Три-

Ала. Визначте склад нуклеотидів у молекулі ДНК, що несе інформацію про цей

фрагмент поліпептиду.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

Задача 10. Білок рибонуклеази складається з 224 амінокислот. Що важче: білок чи ген, який його кодує?

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

Тестовий контроль кінцевого рівня знань студентів. 1. Хто і коли ввів поняття «ген»?

а) К. Коренс у 1900р.

б) Г.Мендель у 1865р.

в) Ч. Дарвін у 1859р.

г) В. Йогансен у 1909р.

д) М. Вавілов у 1920 р.

2. З хімічної точки зору ген — це:

а) один з ланцюгів молекули ДНК

б) будь-яка послідовність нуклеотидів нуклеїнової кислоти

в) специфічна послідовність амінокислот

г) специфічна послідовність нуклеотидів нуклеїнової кислоти

д) специфічна послідовність нуклеотидів і амінокислот

3. Генетичний код - це:

а) послідовність етапів транскрипції

б) система запису спадкової інформації в клітинах

в) сукупність генів, локалізованих у групі зчеплення

г) сукупність усіх генів клітини

д) система запису генетичної інформації в молекулах білків у вигляді послідовності

амінокислот

4. Деякі триплети (УАА, УАГ, УГА) не кодують амінокислоти, а є термінаторами в

процесі зчитування інформації. Як називаються триплети, які припиняють

транскрипцію?

а) оператор

б) стоп-кодон

в) кодон

г) екзон

д) інтрон

5. Які зміни структури гена можуть призвести до зміщення рамки зчитування?

а) заміна однієї азотистої основи на іншу

б) збільшення кількості нуклеотидів

в) зменшення кількості нуклеотидів

г) зміна порядку нуклеотидних послідовностей

д) все вірно

6. Реалізація генетичної інформації відбувається за схемою:

а) ДНК → іРНК → тРНК → рРНК → поліпептидний ланцюг.

б) і РНК → поліпептид → фермент.

в) РНК → ДНК.

г) ДНК → іРНК → поліпептидний ланцюг.

д) усі варіанти вірні.

7. Які органічні сполуки виконують роль посередників між молекулами ДНК, як

носіями генетичної інформації, та поліпептидними ланцюгами, як елементарними

ознаками?

а) білки

б) вуглеводи

в) ліпіди

г) РНК

д) АТФ

Домашнє завдання

Задача1. Як зміниться будова молекули білка, якщо у фрагменті молекули

іРНК, що складається з нуклеотидів ГЦА ГЦА УАЦ УГУ УУЦ ГУГ, другий нуклеотид заміниться на гуанін, а п'ятий на аденін?

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача 2. Дослідження показали, що 34% від загальної кількості нуклеотидів

і-РНК приходиться на гуанін, 18% - на урацил, 28% - на цитозин, 20% - на

аденін. Визначте відсотковий склад азотистих основ дволанцюгової ДНК.

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

Задача3. Молекулярна маса білкової молекули становить 50000, а

молекулярна маса однієї амінокислоти – 100 а.о.м. Визначте масу та довжину відповідного гена, що кодує цю білкову молекулу, якщо маса одного

нуклеотиду складає 345 а.о.м. а довжина одного нуклеотиду складає 0,34 нм.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________ Підготуватися до практичного заняття №3 за темою «Закони спадковості. Взаємодія

генів.»:

1. Вивчити конспект лекції;

2. Сабадишин Р.О.,Бухальська С.Є. Медична біологія. Підручник для студентів вищих

медичних навчальних закладів І-ІІ рівнів акредитації. - Вінниця: Нова Книга, 2008.-

368с.:Іл. Стор.161-172

3. Виконати завдання для до аудиторної самостійної підготовки.

В зошиті для до аудиторної самостійної підготовки: Написати: визначення та

схеми схрещення закону одноманітності гібридів першого покоління, закон розщеплення.

Закон ―чистоти гамет‖. Аналізуючe схрещування, його практичне значення. Ди - і

полігібридне схрещування: закон незалежного комбінування ознак. Проміжний характер

успадкування в людини.

Висновок до практичного заняття:_____________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Оцінка___________

ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ 3

Тема: Закони спадковості. Взаємодія генів.

Актуальність теми. Знання закономірностей успадкування, встановлених Г.Менделем, а

також особливостей успадкування при взаємодії алельних та неалельних генів дає

можливість теоретично визначити ймовірність успадкування ознак (в тому числі

патологічних) у родині, що має значення у судово-медичній практиці та медико–

генетичному консультуванні. Мета: Знати:

- Роль спадковості у формуванні нормальних та патологічних ознак. - Сучасні уявлення про поняття класичної генетики: ген, алельні гени, генотип,

фенотип, домінантний ген, рецесивний ген, гомозигота, гетерозигота.

- Закони спадковості, встановлені Г. Менделем, та їхнє цитологічне

обгрунтування. - Форми взаємодії алельних та неалельних генів.

Уміти:

- Аналізувати закономірності успадкування менделюючих ознак у людини. - Визначати генотипи і фенотипи потомків за генотипами батьків, а також

генотипи батьків за генотипами дітей.

- Застосовувати знання про форми взаємодії генів для прогнозування

генотипів і фенотипів у наступних поколіннях.. Обладнання: таблиці «Закони спадковості», методична розробка для

практичного заняття.

Завдання для самопідготовки: - Сабадишин Р.О.,Бухальська С.Є. Медична біологія. Підручник для студентів вищих

медичних навчальних закладів І-ІІ рівнів акредитації. - Вінниця: Нова Книга, 2008.-368с.:Іл.

cтор.161-172

В зошиті для до аудиторної самостійної підготовки: Написати: визначення та схеми схрещення закону одноманітності гібридів першого

покоління, закон розщеплення. Закон ―чистоти гамет‖. Аналізуючe схрещування, його

практичне значення. Ди- і полігібридне схрещування: закон незалежного комбінування

ознак. Проміжний характер успадкування в людини.

Питання вихідного контролю:

1. Що є предметом вивчення медичної генетики?

2. Які ви знаєте домінантні та рецесивні ознаки в людини?

3. Що таке альтернативні ознаки? Менделюючі ознаки? 4. Які ви знаєте типи успадкування менделюючих ознак у людини?

5. Що таке аналізуюче схрещування? Для чого воно застосовується?

6. Що є цитологічною основою прояву другого закону Менделя? 7. Що є цитологічною основою прояву третього закону Менделя?

8. У яких випадках порушується менделівське розщеплення?

9. Які ви знаєте форми взаємодії алельних генів?

10. Які ви знаєте форми взаємодії неалельних генів? ЛІТЕРАТУРА.

1. Навчальна: 1. Біологія: підручник для студентів медичних спеціальностей ВУЗів ІІI—

ІV рівнів акредитації / Кол. авт.; за ред. проф. В.П. Пішака та проф. Ю.І. Бажори. — Вінниця:

Нова книга, 2017. стор. 150-176

2. Практикум з медичної біології: Навч. посіб. для мед. ВНЗ І-ІІІ р.а. – 3-тє вид., перероб. і

доп. Затверджено МОЗ / Н.О. Саляк. - К. : ВСВ «Медицина» , 2017. – 296 с.

Додаткова: 3. Медична біологія: посібник з практичних занять / О.В. Романенко,

М.Г. Кравчук та ін. — К.: Здоров’я, 2005. стор.111-131

Хід роботи

Використовуючи табл.№1, розв'яжіть задачі. Таблиця №1. Деякі ознаки, зумовлені генами, локалізованими в аутосомах

Ознака Альтернативний стан ознаки, зумовлений

домінантним геном рецесивним геном Слух Є Немає

Наявність райдужної оболонки Є Немає

Колір очей Карий Блакитний

Гострота зору Короткозорість Нормальний зір

Гострота зору Далекозорість Нормальний зір

Нормальна пігментація шкіри, волосся,

очей Є Немає

Фенілкетонурія Немає Є

Парагемофілія Немає Є

Кількість пальців на верхніх та нижніх

кінцівках

Полідактилія

Нормальна кількість

пальців

Волосся на голові кучеряве пряме

Резус-фактор крові позитивний негативний

Довжина пальців Брахідактилія

(короткопалість) нормальні пальці

Переважає володіння Праворукість ліворукість

Задача 1. Жінка-альбінос народила від чоловіка з нормальною пігментацією

шкіри дитину-альбіноса. Яка ймовірність повторного народження альбіноса в

цій родині?

Відповідь:__________________________________________________________

Задача 2. Гени, що визначають колір очей і нормальний зір, локалізуються в

різних парах аутосом. Яке потомство можна очікувати від шлюбу короткозорого кароокого чоловіка, батько якого був блакитнооким і мав

нормальний зір, з блакитноокою і з нормальним зором жінкою?

Відповідь:__________________________________________________________

Задача 3. Чоловік і дружина мають нормальний слух. У чоловіка - пряме

волосся, а в жінки - кучеряве. У сім'ї одна дитина глуха і має пряме волосся, а

друга дитина добре чує і має кучеряве волосся. Які генотипи мають чоловік і жінка, якщо гени, що зумовлюють указані ознаки, локалізуються в різних парах

аутосом?

Відповідь:__________________________________________________________

Задача 4. У матері група крові 0, у батька АВ. Чи можуть діти успадкувати

групу крові одного зі своїх батьків? Які групи крові можуть бути в дітей цих

батьків?

Відповідь:__________________________________________________________

Задача 5. Резус-негативна жінка має четверту групу крові, а її резус-позитивний чоловік — першу групу крові за системою АБО. Чи може в цій сім'ї

народитися дитина з генотипом батька?

Відповідь:__________________________________________________________ Задача 6. Жінка з III групою крові має дитину з І групою крові. Якою не може

бути група крові батька?

Відповідь:__________________________________________________________

Задача 7. Чоловік з карими очима і ІІІ групою крови одружився на жінці

з карими ичима і I групою крові. У них народилася блакитноока дитина з І групою крові. Визначте генотипи батьків та дітей.

Відповідь:__________________________________________________________

Тестовий контроль кінцевого рівня знань студентів. 1. Якщо при аналізуючому схрещуванні відбулося розщеплення за фенотипом 1:1,

генотипи батьківських форм, які брали участь у ньому, будуть такі:

а) АА х аа; б) АА х АА; в) Аа х Аа; г) Аа х аа.

2. Імовірність повторного народження дитини-альбіноса в сім'ї, де батько й мати

здорові і мають дівчинку-альбіноса,така:

а) 50%; б) 25%; в) 100%; г) 0%.

3. Якщо в обох батьків перша група крові за системою АВО,то у їхніх дітей може бути:

а) тільки перша група; б) тільки друга група;

в) тільки третя група; г) тільки четверта група

4. Схрещування особин, які відрізняються різними станами двох ознак називають

а) моногібридне; б)дигібридне; в)полігібридне; г)аналізуюче;

5 .Яке розщеплення характерне для другого закону Менделя?

а) 9:3:3:1 б) 1:1 в) 2:1 г) 13:3 д) 3:1

6. Яке розщеплення за генотипом і фенотипом можна спостерігати при проміжному

успадкуванні:

а) 3:1; б) 1:2:1; в)1:1; г) 9:3:3:1; д) 13:3

7. Відхилення результатів розщеплення у фенотипі нащадків від очікуваного

теоретично, згідно законів Менделя, можливе внаслідок:

а) повного домінування ;

б) зчепленого успадкування певних ознак;

в) множинної дії генів;

г)модифікаційної мінливості;

д) взаємодії неалельних генів;

8. Як позначається група крові людини з генотипом ІА ІО?

а) ІІІ (В) б) І (О) в) ІУ (АВ) г)ІІ (А) д)І (А).

9. За якої умови відбувається незалежне комбінування ознак? а) Коли пари алелів утворюють групи зчеплення.

б) Коли алелі розташовані в негомологічних хромосомах.

в) Коли гени, що аналізуються, розташовані в гомологічних хромосомах.

г) За умови плейотропної дії.

д) При неповному домінуванні.

10. Кодоминирование - це взаємодія між:

а) Алелями різних генів

б) Алелями одного і того ж гена

в) Рідкісними групами зчеплення

г) Генами Х і У-хромосом

д) Кластерами генів

11. Форми взаємодії між алельними генами:

а) неповне домінування

б) полімерія

в) епістаз

г) кодомінантность

д) сверхдомінірованіе

12. До лікарні потрапила жінка, якій необхідно терміново зробити переливання крові.

Аналіз виявив, що жінка має I группу крові rh–. Які групу кров іта резус-фактор

повинен мати чоловік цієї жінки, щоб її син міг стати для неї донором?

а) I (0) rh–

б) Будь-які

в) IV (AB) Rh+

г) Правильної відповіді немає

д) IV (AB) rh-

Домашнє завдання:

Задача 1. У здорових батьків народилася дитина - глухонімий альбінос. Визначте генотипи батьків, якщо відомо, що гени, які визначають ці ознаки,

локалізуються в різних парах аутосом.

Відповідь:__________________________________________________________

Задача 2. У здорових батьків (мати має ІІ групу крові, а батько - ІІІ) народилася

хвора на фенілкетонурію дитина з І групою крові. Визначте ймовірність народження в цій сім'ї другої хворої на фенілкетонурію дитини з І групою крові

Відповідь:__________________________________________________________

Задача 3. У суді слухається справа про стягнення аліментів. У дитини III група

крові, у матері дитини І група крові. Чи може бути батьком дитини чоловік із II групою крові? Яка група крові можлива у батька дитини?

Відповідь:__________________________________________________________ Підготуватися до практичного заняття №4 за темою «Зчеплене успадкування.

Успадкування зчеплене зі статтю»:

1. Вивчити конспект лекції;

2. Медична біологія: Посібник з практичних занять / О.В. Романенко, М.Г. Кравчук та ін. —

К.: Здоров’я, 2008. —372с. Стор.181-185

3. Виконати завдання для до аудиторної самостійної підготовки.

В зошиті для до аудиторної самостійної підготовки - письмово: 1. Описати типи хромосомного визначення статі, співвідношення статей і його регуляція.

2. Написати: положення хромосомної теорії спадковості.

Висновок до практичного заняття:_____________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

Оцінка__________________________________

ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ 4

Тема: Закони спадковості. Зчеплене успадкування. Актуальність теми. Хромосомна теорія спадковості розроблена Морганом пояснила

чисельні факти відхилень від закону незалежного комбінування ознак та властивостей (ІІІ

закону Г. Менделя) й надала можливість прогнозувати ймовірні комбінації ознак і

властивостей у нащадків у випадках зчепленого успадкування. Значення хромосомної теорії

для медицини витікає з того, що переважна більшість генів геному людини успадковується

зчеплено. Завдяки новітнім технологіям було визначено групи зчеплення генів людини, їх

локуси та побудовано генетичні карти хромосом. Знання генетичних карт і уміння ними

користуватись необхідні для встановлення етіології спадкових хвороб, а в майбутньому –

генної терапії. Мета заняття: знати: - Зчеплене успадкування, механізм кросинговеру,

- генетичні карти хромосом, методи картування хромосом людини,

- успадкування зчеплених зі статтю захворювань людини.

уміти: - визначати ймовірності прояву ознак у нащадків при успадкуванні, зчепленому зі статтю.

сформувати уміння здійснювати: - аналіз задач;

- пошук способу розв’язування задачі.

- розвивати у студентів мотиваційні досягнення та інтерес до спеціальності

Обладнання: таблиці «Закони спадковості», Таблиця 1. ―Деякі ознаки, зумовлені генами,

локалізованими в Х-хромосомі людини», методична розробка для практичного заняття. Завдання для самопідготовки: - Медична біологія: Посібник з практичних занять / О.В. Романенко, М.Г. Кравчук та ін. —

К.: Здоров’я, 2005. —372с. Стор.181-185

В зошиті для до аудиторної самостійної підготовки - письмово: 1. Описати типи хромосомного визначення статі, співвідношення статей і його регуляція.

2. Написати: положення хромосомної теорії спадковості.

Питання для самоконтролю: 1. Що таке зчеплене успадкування?

2. З чим пов'язане явище зчеплення генів? Що таке група зчеплення генів?

3. Як називається одиниця відстані між генами?

4. Що таке кросинговер? Яке його біологічне значення?

5. Від чого залежить частота кросинговеру?

6. Які основні положення хромосомної теорії спадковості?

7. Чим визначається число груп зчеплення генів?

8. Яку інформацію містить генетична карта хромосом?

9. Для чого проводиться картування хромосом?

10. Які ознаки називають зчепленими зі статтю?

11. Які ознаки називають голандричними?

12. Що таке залежні від статі ознаки? Наведіть приклади таких ознак у людини. ЛІТЕРАТУРА. Навчальна:

1. Біологія: підручник для студентів медичних спеціальностей ВУЗів ІІI—ІV рівнів

акредитації / Кол. авт.; за ред. проф. В.П. Пішака та проф. Ю.І. Бажори. — Вінниця: Нова

книга, 2017. стор. 150-176

2. Саляк Н.О. Практикум з медичної біології: навч. посіб. — К.: Медицина, 2017., стор.45-83

Додаткова: 3. Медична біологія: посібник з практичних занять / О.В. Романенко,

М.Г. Кравчук та ін. — К.: Здоров’я, 2005. стор.111-131

Хід роботи

Задача 1. Гени А, В, С містяться в одній групі зчеплення. Кросинговер між

генами А і В відбувається з частотою 18%, між В і С — 7%, між С і А — 11%. Визначте порядок розміщення генів уздовж хромосоми.

Таблиця 1. Деякі ознаки, зумовлені генами, локалізованими в Х-хромосомі людини

Ознака Альтернативний стан ознаки, зумовлений

домінантним геном рецесивним геном

Згортання крові Нормальне Гемофілія

Сприймання кольорів Нормальне Дальтонізм

Розвиток потових

залоз

Нормальний Немає

Будова емалі зубів Гіпоплазія (темна емаль) Нормальна

Фосфорно-кальцієвий

обмін

Рахіт-резистентний до вітаміну D Нормальний

Задача 2.У родині, де резус-позитивний батько має гіпертрихоз (ознака,

зумовлена геном, локалізованим в У-хромосомі) і резус-негативна мати, народилася резус-негативна дитина з гіпертрихозом. Які генотипи в усіх членів

цієї родини?

Відповідь:__________________________________________________________

Задача 3. Жінка з І групою крові й нормальним сприйманням кольорів одружилася з чоловіком, хворим на дальтонізм, у якого ІІ група крові. За яких

генотипів батьків у цій сім'ї може народитися дитина, хвора на дальтонізм і з І

групою крові?

Відповідь:__________________________________________________________

Задача4. Батько дівчини хворий на дальтонізм і гемофілію. Мати

здорова. Дівчина одружується з чоловіком, який не має таких аномалій.

Вкажіть варіанти всіх можливих генотипів, які можуть бути в її синів.

Відповідь:__________________________________________________________

Задача 5. Батько і син - короткозорі дальтоніки, мати і свекруха мають

цілком нормальний зір. Яка ймовірність того, що в цій сім'ї народиться

дочка з нормальним зором?

Відповідь:__________________________________________________________ Задача 6. У родині, де здорова дружина має першу групу крові, а чоловік —

третю за системою АBО, народився син-гемофілік з першою групою крові.

Визначте генотипи всіх членів родини.

Відповідь:__________________________________________________________

Задача 7. Батько має темні очі і хворіє на дальтонізм, мати має темні очі і нормальний зір, син дальтонік зі світлими очима. Яка ймовірність народження в

цій сім'ї дівчинки з фенотиповими ознаками її брата?

Відповідь:_________________________________________________________

Тестовий контроль кінцевого рівня знань студентів.

1. Що таке морганіда? а) Відстань між генами, що кодують пару альтернативних проявів ознаки.

б) Міра відстані між алельними генами.

в) Один відсоток кросинговеру.

г) Один з альтернативних проявів ознаки.

д) Пара альтернативних проявів ознаки.

2. Які особини мають назву рекомбінантів? 1. Ті, що утворилися з гамет з домінантними генами.

2. Утворилися з кросоверних гамет.

3. Ті, що утворилися з гамет, де всі гени рецесивні.

4. Мають альтернативні прояви ознак.

5. Ті, що є гетерозиготами

3. У сім'ї, де батько хворий на дальтонізм, а мати є гомозиготою за геном, який

зумовлює нормальний зір,слід очікувати нащадків з такими генотипами:

а) ХDХ

D; б) X

DX

d; в) X

DY; г) X

dY; д) X

dX

d.

4. Кількість груп зчеплення генів в організмах кожного біологічного виду дорівнює:

а) числу пар алельних генів;

б) диплоїдному набору хромосом;

в) гаплоїдному набору хромосом;

г) кількості статевих хромосом.

5. Що повинен знати лікар-генетик для прогнозування успадкування зчеплених зі

статтю ознак?

а) Що ознака детермінується аутосомним геном.

б) Ознака визначається домінантним аутосомним геном.

в) З якою з хромосом зчеплена ознака.

г) Що ознака визначається рецесивним аутосомним геном.

д) Що ознака детермінується полігенно.

6. Як успадковується дальтонізм?

а) Як зчеплений з Х-хромосомою домінантний ген.

б) Як автосомний рецесивний ген.

в) Як зчеплений з У-хромосомою рецесивний ген.

г) Як зчеплений з У-хромосомою домінантний ген.

д) Як зчеплений з Х-хромосомою рецесивний ген.

7. Чоловік хворий на гемофілію, отримав цю ознаку:

а) Від батька

б) Від матері

в) По одній копії гену від батька і матері

г) Від дідуся

д) Немає правильної відповіді

8. Які ознаки мають назву обмежених статтю?

а) Ті, що успадковуються через статеві хромосоми.

б) Проявляються однаково в будь-якої статі.

в) Ті, що домінують або ні залежно від статі.

г) Проявляються тільки у певної статі.

д) Залежать тільки від чоловічих статевих гормонів.

9. При частоті рекомбінацій 4% генетична дистанція між локусами дорівнює:

а) 1 М б) 12 М в)4 М г)10 М д)8 М

10. Расстояние между генами А и С, находящимися в одной паре гомологичных

хромосом очень мало и равно 1 сантиморганиде. Какие гаметы преимущественно

образуются при генотипе АС// ас ?

а) АС, ас, сс, АА б)АС, Ас, аС, ас в)АС, ас г)Ас, аС.

Домашнє завдання: Задача 1. Жінка з першою групою крові й нормальним сприйманням

кольорів одружилася з чоловіком, хворим на дальтонізм, у якого друга група

крові за системою АБО. За яких генотипів батьків у цій сім'ї може народитися

дитина, хвора на дальтонізм і з першою групою крові?

Відповідь:_________________________________________________________

Задача 2. Здорова жінка має п'ять синів. Два з них - дальтоніки, але мають нормальне згортання крові. Два — гемофіліки, але мають нормальний зір, а

один — хворий на дальтонізм і гемофілію. Які генотипи синів? Який генотип

може мати їхня матір?

Відповідь:__________________________________________________________

Підготуватися до практичного заняття №5 за темою «Мінливість організмів»

1. Вивчити конспект лекції;

2. Сабадишин Р.О.,Бухальська С.Є. Медична біологія. Підручник для студентів вищих

медичних навчальних закладів І-ІІ рівнів акредитації. - Вінниця: Нова Книга, 2008.-

368с.:Іл. Стор.187-194

3. Виконати завдання для до аудиторної самостійної підготовки.

В зошиті для доаудиторної самостійної підготовки – письмово: 1. Дати порівняльну характеристику форм мінливості.

2. Класифікація мутацій.

Висновок до практичного заняття:_____________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

Оцінка_______________________________