Введення у медичну генетику (презентація). Генетика людини та її значення для медицини та охорони здоров'я Завантажити презентацію на тему генетика та медицина

Слайд 8

Загальний вантаж мутацій з медичної точки зору виявляється у досить значних величинах

Слайд 9

Різностороння кількісна оцінка різних факторів показує, що здоров'я населення в розвинених країнах визначається: станом охорони здоров'я та медичної допомоги на 8-14%, довкіллям на 20-22%, умовами та способом життя на 48-50%, генетичними факторами на 18-20 %.

Слайд 10

Частка генетичної обумовленості показників медичної статистики та охорони здоров'я

Слайд 11

Внесок спадкових та середовищних факторів у патологію людини

Слайд 12

Власне спадкові хвороби

Фенотипове прояв мутації як етіологічного (причинного) чинника мало залежить від середовища; остання може лише змінювати вираженість симптомів та тяжкість перебігу хвороби. Це генні та хромосомні спадкові хвороби (гемофілія, альбінізм, фенілкетонурія, муковісцидоз, хвороба Дауна та ін.).

Слайд 13

Хвороби зі спадковою схильністю (мультифакторіальні)

Їх у свою чергу можна поділити ще на два види: Хвороби, спадковість при яких є етіологічним фактором, але для їх прояву потрібна дія відповідного фактора зовнішнього середовища (наприклад, подагра, діабет, серповидно-клітинна анемія). Хвороби, етіологічними факторами при яких є вплив середовища, проте частота виникнення та тяжкість перебігу цих хвороб залежать від спадкової схильності. До таких захворювань належать атеросклероз, ІТТ, гіпертонічна хвороба, виразкова хвороба, псоріаз, більшість видів раку та ін.

Слайд 14

«Середові» хвороби

Хвороби, у походження яких спадковість не відіграє ролі. Це, наприклад, травми, опіки, інфекційні хвороби. Генетичні чинники у разі можуть проводити лише патогенез захворювання, тобто. на особливості перебігу патологічних процесів (швидкість регенерації, одужання, компенсації функцій та ін.).

Слайд 15

Загальним етіологічним фактором власне генетичних захворювань є патологічна спадковість (у вигляді геномних, хромосомних та генних мутацій). Відповідно, прийнято розрізняти генні та хромосомні хвороби.

Слайд 16

Захворювання, зумовлені змінами структури молекули ДНК (генні мутації), називають генними хворобами (моногенні синдроми). Захворювання, зумовлені змінами числа та структури хромосом (геномні та хромосомні мутації відповідно), називаються хромосомними хворобами.

Слайд 17

Крім геномних, хромосомних і генних мутацій причинами виникнення спадкових хвороб можуть бути інші зміни генетичного матеріалу (нетрадиційний тип успадкування): порушення сплайсингу ДНК, збільшення числа (експансія) тринуклеотидних повторів, геномний імпринтинг та ін.

Слайд 18

Порушення сплайсингу

порушений сплайсинг пре-мРНК аргінінсукцинатсинтетази призводить до цитрулінемії (респіраторні розлади, судоми, пригнічення нервової системи) порушений сплайсинг м, пов'язаним із порушенням синтезу важких ланцюгів антитіл.

Слайд 19

Експансія тринуклеотидних повторів

Під експансією ДНК розуміють збільшення кількості копій коротких послідовностей, що повторюються, нуклеотидів усередині кластера при передачі генетичної інформації від батьків нащадкам. збільшення числа тринуклеотидних повторів викликають такі захворювання як синдром ламкої Х-хромосоми, атрофічна міотонія, хвороба Гентінгтона, Х - зчеплену бульбоспінальну аміотрофію, спиноцеребеллярні дегенерації та ін.

Слайд 20

Хвороби імпринтингу

На цей час виявлено близько 30 генів, які по-різному експресуються в батьківських та материнських хромосомах. Класичним прикладом хвороб імпринтингу є синдроми Прадера-Віллі та Ангельмана, основними клінічними проявами яких є розумова відсталість різного ступеня тяжкості у поєднанні з тяжкими неврологічними порушеннями.

Слайд 21

Найчастішою причиною виникнення синдромів Прадера-Віллі та Ангельмана є делеція критичного регіону (q11 – q13) у хромосомі №15. Синдром Прадера-Віллі розвивається, коли дитина успадковує делетовану 15 хромосому від батька. Причиною прояву синдрому Ангельмана є делеція в цій же області, але на материнській хромосомі 15. Таким чином, виникнення цих двох клінічно спадкових синдромів, що відрізняються, залежить від батьківського походження хромосомної мутації.

Слайд 22

Клінічний поліморфізм

Для спадкових хвороб характерний клінічний поліморфізм, який проявляється у відмінності у індивідів часу початку хвороби, в динаміці появи симптомів, у їх спектрі та ступеня виразності, у перебігу хвороби та її наслідку. клінічний поліморфізм обумовлений взаємодією генетичних та середовищних факторів. Важливе місце у цьому феномені займають такі генетичні явища, як генетична гетерогенність організмів, пенетрантність та експресивність генів, явища плейотропії та взаємодія алельних та неалельних генів.

Слайд 23

Хорея Гентінгтона

(від грец. choreia - танець) - хронічно прогресуюче захворювання нервової системи, що характеризується поєднанням хореїчного гіперкінезу та деменції. (З www.medkursor.ru)

Слайд 24

Клінічний поліморфізм

Хорея Гентінгтона є добре вивченим аутосомно-домінантним захворюванням, основу патогенезу якого становить ураження базальних гангліїв головного мозку. Починається захворювання з появи гіперкінезів, час появи яких варіює у різних хворих у досить широких межах. Згодом початку захворювання корелює і його тяжкість. Важливо, що великий поліморфізм проявів виявляється у членів однієї сім'ї, у разі причина поліморфізму навряд чи у генетичної гетерогенності хвороби.

Слайд 25

Маніфестація захворювань

Найчастіше спадкові хвороби виявляються ще до народження (в ембріональному періоді), або відразу після народження, однак є й такі, які дають перші симптоми тільки в зрілому або навіть похилого віку. У цих випадках говорять про т.зв. маніфестації захворювання. Так, наприклад, мозочкова атаксія вперше виявляється у носіїв відповідного мутантного гена у віці 20-30 років. Такі поширені захворювання як подагра, хвороба Паркінсона та хвороба Альцгеймера виявляються в основному у зрілому віці або в старості.

Слайд 26

Клінічна маніфестація моногенних хвороб в онтогенезі

Слайд 27

Спадкова та вроджена патологія

У медицині існують два поняття, що виражаються термінами "спадкові хвороби" та "вроджені хвороби". Ці поняття є синонімами, оскільки вроджені хвороби (проявляються від народження) може бути зумовлені як спадковими, і середовими чинниками. Наприклад, причинами таких аномалій як «вовча паща», «заяча губа», полідактилія, синдактилія, вади серця та інших внутрішніх органів можуть бути не тільки мутантні гени, але й вплив на плід під час вагітності з боку будь-якого (не обов'язково мутагенного) фактора , здатного порушити розвиток

Переглянути всі слайди

ГЕНЕТИКА ТА МЕДИЦИНА
[Область для ПІБ]

Генетика людини та такі фундаментальні дисципліни, як анатомія, фізіологія, біохімія, становлять основу сучасної медицини. Місце генетики серед біологічних наук та особливий інтерес до неї визначаються тим, що вона вивчає основні властивості організмів, а саме спадковість та мінливість.
Спадковість та мінливість у людини є предметом вивчення генетики людини на всіх рівнях її організації: молекулярному, клітинному, організмовому, популяційному. Генетика людини своїми успіхами значною мірою завдячує медичній генетиці - науці, що вивчає роль спадковості у патології людини. Прикладний розділ медичної генетики – це клінічна генетика, яка використовує досягнення медичної генетики, генетики людини та загальної генетики у вирішенні клінічних проблем, що виникають у людей.
Генетика є однією з найскладніших дисциплін сучасного природознавства. Щоб розібратися у ній глибоко, розглянемо основні етапи розвитку генетики, види генетики, досягнення генетики у сучасній медицині тощо.
Вступ

Історія розвитку генетики
Генетика – це наука, що вивчає закономірності спадковості та мінливості, а також забезпечують їх біологічні механізми.
Перший науковий крок у вивченні спадковості було зроблено австрійським ченцем Грегором Менделем, який у 1866 р. опублікував статтю «Досліди над рослинними гібридами», яка заклала основи сучасної генетики.
До відкриттів Менделя визнавалася теорія так званої злитої спадковості. Суть цієї теорії полягала в тому, що при заплідненні чоловіче та жіноче «початок» перемішувалися, «як фарби у склянці води», даючи початок новому організму. Мендель показав, що спадкові задатки не поєднуються, а передаються від батьків нащадкам у вигляді дискретних (відокремлених) одиниць. Ці одиниці, представлені у особин парами (аллями), залишаються дискретними і передаються наступним поколінням у чоловічих і жіночих гаметах, кожна з яких містить по одній одиниці з кожної пари. У 1909 р. датський ботанік-селекціонер У. Йогансен назвав їх «генами», а 1912 р. американський генетик Т. Р. Морган показав, що вони перебувають у хромосомах.

Офіційною датою народження генетики вважають 1900 рік. Тоді були опубліковані дані Г. де Фріза, К. Корренса та К.Чермака, які перевідкрили закономірності успадкування ознак, встановлені Г. Менделем. Перші десятиліття 20-го століття виявилися плідними у розвитку основних положень та напрямів генетики. Було сформульовано уявлення про мутації, популяції та чисті лінії організмів, хромосомна теорія спадковості, відкрито закон гомологічних рядів, отримано дані про виникнення спадкових змін під дією рентгенівських променів, було розпочато розробку основ генетики популяцій організмів.
У 1953 році в міжнародному науковому журналі була надрукована стаття біологів Джеймса Вотсона і Френка Крика про будову дезоксирибонуклеїнової кислоти - ДНК.
Структура ДНК виявилася зовсім незвичайною: її молекули мають величезну за молекулярними масштабами довжину і складаються з двох ниток, сплетених між собою у подвійну спіраль. Кожну з ниток можна порівняти з довгою ниткою намиста. У білків "бусинами" є амінокислоти двадцяти різних типів. У ДНК - всього чотири типи "намистин", і звуться вони нуклеотидами. Бусини двох ниток подвійної спіралі ДНК пов'язані між собою і суворо один одному відповідають. У ДНК навпроти нуклеотиду аденіну знаходиться тімін, а цитозину – гуанін. При такій побудові подвійної спіралі кожен з ланцюгів містить відомості про будову іншого. Знаючи будову одного ланцюга, завжди можна відновити інший.
Виходять дві подвійні спіралі – точні копії їхньої попередниці. Ця властивість точно копіювати себе має ключове значення життя на Землі.

1. Методи дослідження
Генетика та медицина

У генетиці основним методом дослідження є генетичний аналіз, який проводиться всіх рівнях організації живого (від молекулярного до популяційного). Залежно від мети дослідження "видозмінюється" у приватні методи - гібридологічний, популяційний, мутаційний, рекомбінаційний, цитогенетичний та ін.
Гібридологічний метод дозволяє встановити закономірності успадкування окремих ознак та властивостей організму шляхом проведення серії прямих чи поворотних схрещувань у низці поколінь. Закономірності успадкування ознак та властивостей у людини встановлюють, використовуючи генеалогічний метод (аналіз родоводів). Закони успадкування ознаки в популяціях визначають за допомогою методу популяції, або популяційного аналізу.
Цитогенетичний метод, який об'єднав принципи цитологічного і генетичного аналізу, застосовують щодо закономірностей матеріальної наступності у поколіннях окремих клітин та організмів і " анатомії " матеріальних носіїв спадковості.

Феногенетичний аналіз дозволяє вивчати дію гена та прояви генів в індивідуальному розвитку організму. Для цього використовують такі прийоми, як пересадка генетично різних тканин, клітинних ядер або окремих генів з однієї клітини в іншу, а також дослідження так химер - експериментально отриманих багатоклітинних організмів, що складаються з генетично різних клітин, що належать до різних індивідуумів.
Мутаційний та рекомбінаційний аналіз використовують при вивченні тонкої організації та функції генетичного матеріалу, структури різних ДНК, їх змін, механізмів функціонування та обміну генами при схрещуванні. Інтенсивно розвивається метод молекулярного генетичного аналізу.

2. Інтерес медицини
Генетика та медицина

З розвитком генетики стало можливим застосування її методів у дослідженні невиліковних раніше хвороб, патологій тощо. Що почало привертати неабиякий інтерес з боку вчених, які працюють у галузі медицини. Відомо кілька тисяч генетичних захворювань, які майже на 100% залежать від генотипу особини. До найстрашніших з них належать: кислотний фіброз підшлункової залози, фенілкетонурія, галактоземія, різні форми кретинізму, гемоглобінопатії, а також синдроми Дауна, Тернера, Кляйнфельтера. Крім того, існують захворювання, які залежать і від генотипу, і від середовища: ішемічна хвороба, цукровий діабет, ревматоїдні захворювання, виразкові хвороби шлунка та дванадцятипалої кишки, багато онкологічних захворювань, шизофренії та інших захворювань психіки.
Історично інтерес медицини до генетики формувався спочатку у зв'язку зі спостереженнями за успадкованими патологічними (болючими) ознаками. У другій половині 19 століття англійський біолог Ф.Гальтон виділив як самостійний предмет дослідження «спадковість людини». Він запропонував ряд спеціальних методів генетичного аналізу: генеалогічний, близнюковий, статистичний. Вивчення закономірностей успадкування нормальних та патологічних ознак і зараз займає чільне місце в генетиці людини.

Генетика та медицина
3. Генетика людини

Генетика людини (human genetics) – це особливий розділ генетики, який вивчає особливості успадкування ознак людини, спадкові захворювання (медична генетика), генетичну структуру популяцій людини. З напрямів генетики людини найінтенсивніше розвиваються цитогенетика, біохімічна генетика, імуногенетика, генетика вищої нервової діяльності, фізіологічна генетика.
Генетика людини є теоретичною основою сучасної медицини та сучасної охорони здоров'я. Її поділяють на антропогенетику, що вивчає закономірності спадковості та мінливості нормальних ознак людського організму, демографічну генетику (генетика народонаселення), екологічну генетику (вчення про генетичні аспекти взаємовідносин людини з навколишнім середовищем) та генетику медичну, яка вивчає спадкові та патології (хвороби ін).
Найважливішою галуззю генетики людини є медична генетика. Медична генетика допомагає зрозуміти взаємодію біологічних та факторів середовища в патології людини. Іноді її розглядають не як розділ генетики людини, бо як самостійну галузь загальної генетики.

Генетика та медицина
4. Медична генетика

Медична генетика вивчає явища спадковості та мінливості у різних популяціях людей, особливості прояви та розвитку нормальних (фізичних, творчих, інтелектуальних здібностей) та патологічних ознак, залежність захворювань від генетичної зумовленості та умов довкілля, у тому числі від соціальних умов життя. А також розробляє системи діагностики, лікування, профілактики та реабілітації, хворих на спадкові хвороби та диспансеризації їхніх сімей, вивчає роль та механізми спадкової схильності при захворюваннях людини.
Формування медичної генетики почалося 30-ті гг. XX століття, коли почали з'являтися факти, що підтверджують, що успадкування ознак у людини підпорядковується тим самим закономірностям, як і в інших живих організмів.
Завданням медичної генетики є виявлення, вивчення, профілактика та лікування спадкових хвороб, а також розробка шляхів запобігання впливу факторів середовища на спадковість людини.

Основним розділом медичної генетики є клінічна генетика, яка вивчає етіологію та патогенез спадкових хвороб, мінливість клінічних проявів та перебігу спадкової патології та хвороб, що характеризуються спадковим нахилом, залежно від впливу генетичних факторів та факторів навколишнього середовища, а також розробляє методи діагностики, лікування та лікування цих хвороб. Клінічна генетика включає нейрогенетику, дерматогенетику (що вивчає спадкові захворювання шкіри - генодерматози), офтальмогенетику, фармакогенетику (що вивчає спадково зумовлені реакції організму на лікарські засоби). Медична генетика пов'язана з усіма розділами сучасної клінічної медицини та іншими областями медицини та охорони здоров'я, зокрема з біохімією, фізіологією, морфологією, загальною патологією, імунологією.
Істотними досягненнями в галузі клінічної генетики стали розшифрування біохімічної та молекулярно-генетичної природи великої кількості моногенних спадкових хвороб та розробка на цій основі точних методів діагностики.

Застосування методів генетичної інженерії дозволило точно з'ясувати характер перебудов у структурі генів мутантів для цілого ряду спадкових хвороб, в т.ч. таласемій (a, b, d, g), міопатій Дюшенна та Беккера, гемофілії А та В, фенілкетонурії; дослідження у цій галузі здійснюються настільки інтенсивно, що будь-які дані швидко стають застарілими. В галузі генетики мультифакторіальних захворювань, до яких належать ішемічна хвороба серця, психози, цукровий діабет, виразкова хвороба, більшість ізольованих вад розвитку, мабуть, деякі інфекційні захворювання (туберкульоз, лепра, ревматизм), інтенсивно розвиваються теоретичні дослідження в галузі особливого напряму медичної генетики – генетичної епідеміології. Не менш важливим у генетиці мультифакторіальних захворювань є також з'ясування значущості факторів навколишнього середовища, у тому числі соціальних, а також їх взаємодії з генетичними факторами у розвиток поширених захворювань.
Знання основ медичної генетики дозволяють лікарям розуміти механізми індивідуального перебігу хвороби та вибирати відповідні методи лікування. На основі медико-генетичних знань набуваються навички діагностики спадкових хвороб, а також з'являється вміння спрямовувати пацієнтів та членів їх сімей на медико-генетичне консультування для первинної та вторинної профілактики спадкової патології. Придбання медико-генетичних знань сприяє формуванню точних орієнтирів у сприйнятті нових медико-біологічних відкриттів, що для лікарської професії необхідно повною мірою, оскільки прогрес науки швидко та глибоко змінює клінічну практику.

Незважаючи на успіхи в лікуванні ряду спадкових хвороб, суттєва роль у боротьбі з ними належить профілактиці, яка здійснюється у двох напрямках: попередження появи нових мутацій та поширення мутацій, успадкованих від попередніх поколінь. Профілактика хвороб, що виникають внаслідок спонтанних мутацій у зародкових клітинах здорових батьків, поки що ускладнена. Найбільше значення для профілактики проявів патологічних мутацій, успадкованих від попередніх поколінь, має медико-генетичне консультування.
Ефективне впровадження наукових досягнень медичної генетики у практичну охорону здоров'я може здійснюватись лише на основі підготовки кваліфікованих кадрів. У багатьох країнах, у тому числі в США, Канаді, ФРН, склалася система підготовки кадрів з медичної генетики, в якій особливе місце відведено 2-4-річному постдипломному навчанню лікарів, яке закінчується іспитами та видачею відповідного сертифікату. Крім того, у більшості випадків у рамках підготовки фахівців з медичної генетики передбачається спеціалізація з цитогенетики та клінічної генетики.

ВИСНОВОК
Розвиток генетики до наших днів - це фронт досліджень, що безперервно розширюється. У цій галузі зроблено дуже багато, і з кожним днем ​​передній край науки наближається до мети – розгадки природи гена. До теперішнього часу встановлено цілий ряд явищ, що характеризують природу гена. По-перше, ген у хромосомі має властивість самовідтворюватися (авторепродукції); по-друге, він здатний змінюватися мутаційно; по-третє, він пов'язаний із певною хімічною структурою дезоксирибонуклеїнової кислоти – ДНК; по-четверте, він контролює синтез амінокислот та їх послідовностей у білковій молекулі. У зв'язку з останніми дослідженнями формується нове уявлення про ген як функціональну систему, а дія гена на визначення ознак розглядається в цілісній системі генів - генотипі.
Генетика дуже важлива для вирішення багатьох медичних питань, пов'язаних насамперед із різними спадковими хворобами нервової системи (епілепсія, шизофренія), ендокринної системи (кретинізм), крові (гемофілія, деякі анемії), а також існуванням цілого ряду важких дефектів у будові людини: короткопалість , м'язова атрофія та інші. За допомогою новітніх цитологічних методів, зокрема цитогенетичних, виробляють широкі дослідження генетичних причин різноманітних захворювань, завдяки чому існує новий розділ медицини - медична цитогенетика.
Особливу роль генетика почала грати у фармацевтичній промисловості з розвитком генетики мікроорганізмів та генної інженерії. Безсумнівно, багато залишається вивченим, наприклад, процес виникнення мутацій чи причини появи злоякісних пухлин. Саме своєю важливістю для вирішення багатьох проблем людини викликана гостра необхідність подальшого розвитку генетика. Тим більше, що кожна людина відповідальна за спадкове благополуччя своїх дітей, при цьому важливим фактором є її біологічна освіта, оскільки знання в галузі аномалії, фізіології, генетики застережуть людину від помилок.

ДЯКУЄМО ЗА УВАГУ!

Взагалі, що таке медична генетика? Взагалі, що таке медична генетика? Генетика медична, розділ генетики людини, що вивчає спадкові захворювання та методи їх попередження, діагностики та лікування. Генетика медична, розділ генетики людини, що вивчає спадкові захворювання та методи їх попередження, діагностики та лікування.

Існування захворювань, що передаються у спадок (гемофілія та ін), а також той факт, що шлюби між родичами збільшують частоту появи в потомстві спадкових захворювань, були відомі давно. На початку 20 ст. досліджувалася головним чином співвідносна роль спадковості та середовища у походженні не тільки нормальних, а й патологічних ознак людини. У Росії її генетика медична зародилася лише за Радянської влади й значного розвитку досягла 30-ті гг. У Медико-генетичному інституті, який очолював С. Г. Левіт, успішно вивчалося успадкування цукрового діабету, виразкової та гіпертонічних хвороб та ін. С. Н. Давиденков та його школа всебічно досліджували спадкові хвороби нервової системи.

Спадкові хвороби та їх причини: СПАДЩІ ХВОРОБИ, патологічні стани організму, обумовлені змінами генетичного матеріалу мутаціями. СПАДКОВІ ХВОРОБИ, патологічні стани організму, обумовлені змінами генетичного матеріалу мутаціями.

У вузькому значенні під терміном «спадкові хвороби» розуміють моногенні захворювання, тобто зумовлені мутаціями окремих генів. Багато спадкових хвороб виявляються як уроджені стани. Для спадкових хвороб характерне також сімейне накопичення (захворювання зустрічається у кількох членів сім'ї). Терміни «спадкові хвороби», «сімейні хвороби» та «вроджені хвороби» (з якими індивід народжується на світ) не є синонімами. Наприклад, деякі вроджені вади розвитку можуть викликатися різними неспадковими факторами (вірус краснухи, алкоголь, талідомід, ряд антидіабетичних препаратів і т. д.), що порушують ембріогенез; сімейне накопичення зустрічається при інфекційних захворюваннях, а ряд спадкових хвороб, наприклад, хорея Гентінгтона, м'язові дистрофії, пігментна дистрофія сітківки та інші, не є вродженими, оскільки виявляються у зрілому віці.

До найчастіше зустрічаються (частота 0,5 - 0,1 на 1000 чоловік) спадковим хворобам з аутосомно-домінантним типом успадкування відносяться нейрофіброматоз, полікістоз нирок (дорослий тип), недосконалий дентиногенез, хорея Гентінгтона, сфероцитоз, одна з форм дитячої інші. До найчастіше зустрічаються (частота 0,5 - 0,1 на 1000 чоловік) спадковим хворобам з аутосомно-домінантним типом успадкування відносяться нейрофіброматоз, полікістоз нирок (дорослий тип), недосконалий дентиногенез, хорея Гентінгтона, сфероцитоз, одна з форм дитячої інші.

Лікування спадкових хвороб Успіхи у вивченні молекулярних основ спадкових хвороб розширили можливості точної діагностики моногенних хвороб. Успіхи щодо молекулярних основ спадкових хвороб розширили можливості точної діагностики моногенних хвороб.

Розрізняють пренатальну та постнатальну діагностику. У пре-натальній діагностиці використовують ряд методів, серед яких найбільш ефективним є так званий амніоцентоз. Постнатальна діагностика спадкових хвороб ґрунтується на результатах генетичного та клінічного обстеження пацієнтів. Розрізняють пренатальну та постнатальну діагностику. У пре-натальній діагностиці використовують ряд методів, серед яких найбільш ефективним є так званий амніоцентоз. Постнатальна діагностика спадкових хвороб ґрунтується на результатах генетичного та клінічного обстеження пацієнтів.

Переломним періодом щодо лікування спадкових хвороб можна вважати е роки. Так, у середині 20-х років в експериментах на дрозофілі були отримані факти, що показують різний рівень прояву дії генів залежно від впливу генотипу або зовнішнього середовища. На основі цих фактів були сформовані поняття про пенетрантність, експресивність та специфічність дії генів. Тому стала можливою логічна екстраполяція: якщо середовище впливає експресивність генів, то, отже, можна зменшити чи виключити патологічну дію генів при спадкових хворобах. Переломним періодом щодо лікування спадкових хвороб можна вважати е роки. Так, у середині 20-х років в експериментах на дрозофілі були отримані факти, що показують різний рівень прояву дії генів залежно від впливу генотипу або зовнішнього середовища. На основі цих фактів були сформовані поняття про пенетрантність, експресивність та специфічність дії генів. Тому стала можливою логічна екстраполяція: якщо середовище впливає експресивність генів, то, отже, можна зменшити чи виключити патологічну дію генів при спадкових хворобах.

Спадкові хвороби поки що не піддаються радикальному лікуванню, бо поки що не розроблені методи виправлення генотипу. Але багато спадкових хвороб можна лікувати, використовуючи симптоматичне лікування або впливаючи на розвиток хвороби. Зокрема, при деяких спадкових хворобах вдаються до дієтотерапії. Спадкові хвороби поки що не піддаються радикальному лікуванню, бо поки що не розроблені методи виправлення генотипу. Але багато спадкових хвороб можна лікувати, використовуючи симптоматичне лікування або впливаючи на розвиток хвороби. Зокрема, при деяких спадкових хворобах вдаються до дієтотерапії. Для лікування низки хвороб використовують переливання крові чи видалення з організму токсичних речовин з допомогою ліків. Лікарську терапію часто використовують з метою індукції відсутніх ферментів.

Для лікування спадкових хвороб необхідно: - Для лікування спадкових хвороб необхідно: - поставити точний діагноз; - поставити точний діагноз; - розпочати лікування до розвитку незворотних ушкоджень тканин; - розпочати лікування до розвитку незворотних ушкоджень тканин; - мати чітке уявлення про патогенез захворювання і про біохімічні порушення, що його викликають. - мати чітке уявлення про патогенез захворювання і про біохімічні порушення, що його викликають.

ГЕНЕТИКА ЛЮДИНИ ТА МЕДИЧНА ГЕНЕТИКА Сломінський Петро Андрійович доктор біологічних наук, професор Завідувач лабораторії молекулярної генетики спадкових захворювань Інституту молекулярної генетики Російської академії наук Закони генетики: батьки та діти на одну особу н А якщо подивитися ширше? Запитання: Наскільки велика роль генетики людини у житті кожного з нас? Відповідь: Вона дуже велика. Ми можемо змінити в собі багато - але наші гени нам не підвладні Генетика і геноміка людини буде займати все більш важливе місце у вивченні біології людини - у вирішенні проблем виникнення та еволюції виду Homo sapiens, у вивченні формування фенотипу індивідуума на всіх етапах онтогенезу - від зачаття до смерті. Що таке медична генетика? Нормальна анатомія Нормальна фізіологія ГЕНЕТИКА Патологічна анатомія Патологічна фізіологія МЕДИЧНА ГЕНЕТИКА Медична генетика Система знань про роль генетичних факторів у патології людини та система методів діагностики, лікування та профілактики спадкової патології у широкому розумінні. (Гінтер Є.К., 2003) Медична генетика вивчає роль спадковості у патології людини, закономірності передачі від покоління до покоління спадкових хвороб, розробляє методи діагностики, профілактики та лікування спадкової патології, включаючи хвороби зі спадковою схильністю. (Бочков Н.П., 2004) Клінічна генетика Прикладний розділ медичної генетики, що вивчає спадкові захворювання та методи їх попередження, діагностики та лікування. (Бочков Н.П., 2004) АКСІОМИ МЕДИЧНОЇ ГЕНЕТИКИ ПОЧАТКУ XXI СТОЛІТТЯ  Спадкові хвороби є частиною загальної спадкової мінливості людини. Немає різкої межі між спадковою патологією та варіантами нормальної варіабельності фенотипу.  У людини немає ознак, що залежать ТІЛЬКИ від генів або ТІЛЬКИ від середовища. Фенотип завжди є результатом взаємодії генетичної конституції організму з факторами зовнішнього середовища. В даний час відбувається різка зміна генетичної структури популяцій та умов зовнішнього середовища, що впливає на структуру генетичного вантажу та його величину.  Прогрес медицини призводить до підвищення тривалості життя та покращення репродуктивного здоров'я населення, що також призводить до зміни картини розподілу генетичного вантажу в популяції у ряді поколінь Трохи історії… Спадкові хвороби були завжди. І завжди цікавили людину Перші відомості про передачу спадкової патології у людини містяться в Талмуді (4 століття до н.е.), в якому вказано на небезпеку обрізання крайньої плоті у новонароджених хлопчиків, старші брати яких або дядьки по материнській лінії страждають на кровотечу Портрет Sebastian de Morra Веласкес Портрет Francisco Lezcano Френсіс Гальтон Першим почав вивчення однояйцевих близнюків і виявив, що деякі людські ознаки виразно передаються у спадок. Розвивав вчення про спадкову обумовленість індивідуально-психологічних відмінностей для людей. Автор терміна «євгеніка» У виданій у 1866 р. книзі «Удосконалення та виродження людського роду» вперше в російській літературі висловив деякі думки, покладені пізніше в основу медичної генетики, а також ідеї з питань євгеніки – науки про спадкове здоров'я людини та шляхи покращення її спадкових властивостей. В.М. Флоринський «Завдання профілактики у сфері спадкових хвороб нервової системи теоретично може бути можливим, як: 1) боротьба з виникненням хворобливих мутацій; 2) надання правильної медико-євгенічної ради в сім'ях, де менделюють важкі спадкові форми» С.М. Давиденков 1880-1961 Організував перші медико-генетичні консультації в Росії – у Москві (1925 рік) та Ленінграді (1932 рік), написав перші книги з описом спадкових захворювань нервової системи («Еволюційно-генетичні проблеми в невропатології», 1947; нервової системи», 1925; «Проблема поліморфізму спадкових хвороб нервової системи», 1934) «Вроджене» та «спадкове» захворювання – це одне й те саме? За визначенням ВООЗ у МКБ-10 «Це різні поняття» Термін «вроджене захворювання» говорить нам про те, що патологія була присутня у людини з моменту її народження. І з'явитися вона могла наслідком як «поломки» його генів, так і результатом впливу на плід, що розвивається, несприятливих факторів під час вагітності або травми під час пологів. Термін «спадкова хвороба» передбачає те, що причина порушення полягає у структурному зміні спадкової інформації клітин людини. А буде захворювання передано у спадок чи ні – залежить від конкретного захворювання. Вроджені вади розвитку Spina bifida Талідомід Генетичні хвороби не такі рідкісні, як передбачалося раніше, 2-3 % усіх вагітностей завершується народженням дитини з серйозними спадковими хворобами або вродженими аномаліями, які є причиною інвалідності, розумової відсталості або ранньої смерті. До 25 років 50-70 із 1000 живонароджених індивідуумів мають хвороби зі значною генетичною компонентою. Понад 25% пацієнтів дитячих клінік мають спадкову патологію. Більше 50 % дітей, не здатних до навчання – генетичні порушення. « Вживання терміну «негенетичні» зовсім не обґрунтоване з огляду на малу ймовірність, що якісь хвороби повністю не залежать від генетичних факторів» Пузырев В.П., 2006 до 1 року Частка померлих, % Головні причини Частка смерті віком від 1 померлих, року до 4 років % Перинатальні фактори 28 Нещасні випадки 31 Спадкові та вроджені хвороби 25 Спадкові та вроджені хвороби 23 Синдром раптової смерті 26 Іну 1 Інші 6 5 груп спадкових захворювань Хромосомні хвороби Хромосомні хвороби Хвороси ые Підлітки Дорослі Як класифікуються спадкові захворювання? Генетичний принцип класифікації спадкових захворювань Аутосомно-домінантні Аутосомно-рецесивні Х-зчеплені домінантні Х-зчеплені рецесивні Y-зчеплені (голандричні) Мітохондріальні.  Віднесення хвороби до тієї чи іншої групи допомагає лікарю зорієнтуватися щодо ситуації в сім'ї та визначити вид медико-генетичної допомоги. Основні закони наслідування ознак за Менделем 1. Закон одноманітності гібридів першого покоління 24 2. Закон розщеплення на фенотипічні класи гібридів другого покоління. При схрещуванні гібридів першого покоління між собою (тобто гетерозиготних особин) виходить наступний результат. При дигібридному схрещуванні кожна пара ознак у потомстві дає розщеплення незалежно від іншої пари. 9:3:3:1 = (3:1)2 26 Дигібридне схрещування Що таке клінікогенеалогічний метод? Клініко-генеалогічний метод розкриває закономірності успадкування ознак у межах однієї сім'ї, тому його називають методом родоводу; дозволяє встановити тип наслідування даного спадкового захворювання; оформлення родоводу дерева проводиться шляхом спеціальних позначень та правил; отримані дані мають бути відображені у легенді (генетичній карті). Етапи клініко-генеалогічного аналізу – збір даних про всіх родичів пробанда (анамнез); - побудова родоводу; - оформлення легенди до родоводу; - Клініко-генеалогічний аналіз родоводу: - виявлення спадкових хвороб та вроджених вад розвитку в родоводі; та рекомендації для пробанда та членів родоводу. Складності клінікогенеалогічного аналізу - Залежно від мети дослідження родовід може бути повним або обмеженим. - Бажано прагнути до найповнішого складання родоводу по висхідному, низхідному та бічним напрямкам. - Складність збору анамнезу: пробанд повинен добре знати родичів по лінії матері та батька не менше трьох поколінь та стан їхнього здоров'я, що буває вкрай рідко. - Одного опитування, як правило, недостатньо: для деяких родоводів доводиться призначати повне клінічне, параклінічне або лабораторне обстеження для уточнення стану їхнього здоров'я. Проблеми аналізу родоводів Грати Пеннета та тест хі-квадрат добре працюють для організмів з великою кількістю нащадків та контрольовані схрещування, але у людини все по-іншому: 1. Невеликий (і дуже невеликий) розмір сімей. 2. Довільний вибір шлюбних партнерів. 3. Проблеми з точним визначенням батьківства. Основні символи Чоловік – носій ознаки Сімейна пара Споріднена сімейна пара Жінка Жінка – носій ознаки Стать не визначена Померла? Необстежений клінічно член сім'ї ǀ 1 2 ΙΙ Сибси 1 2 Пробанд Гетерозиготний носій мутації Аутосомно-домінантне успадкування цесивному алелю Аутосомно-рецесивне успадкування Все хворі – гомозиготи за мутантним алелем Здорові аутсайдери за замовчуванням – гомозиготи за нормальним алелем У сім'ях з рецесивним успадкуванням часті близькі родинні шлюби Великі родоводи Головні завдання: 1. Визначити тип наслідування народження 3. Визначити геноти . між двома членами сім'ї. Домінантне чи рецесивне? 1. Якщо у двох хворих батьків дитина здорова, то це домінантне успадкування: у обох батьків може бути генотип Dd (де D патологічний аллель) та у дитини може бути нормальний генотип dd 2. Якщо у двох здорових батьків дитина хвора – це сім'я з рецесивним успадкуванням. Обидва батьки гетерозиготні за мутантним алелем (генотип Rr) і мають нормальний фенотип, а дитина може мати генотип rr – і бути хворою. 3. Якщо кожен хворий має хворого з батьків – успадкування домінантне! Аутосомно-домінантне успадкування I 2 1 II 1 2 3 4 5 6 III 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Визначення генотипів у сім'ях з домінантним успадкуванням 1. Усі здорові члени сім'ї мають генотип dd. 2. Хворі діти будуть гетерозиготні (Dd), якщо тільки один із батьків буде хворий. Така дитина отримає аллель D від хворого батька та аллель d від здорового батька. 3. Хворі батьки здорової дитини матимуть генотип Dd і передадуть дитині по одному алелелю. 4. Правило аутсайдера - хворий аутсайдер має генотип DdOutsider rule для dominant autosomal pedigrees: Affected outsider (а людина з невідомими parents) is assumed to be heterozygous (Dd). 5. Якщо хворі батьки гетерозиготні (Dd), їх хвора дитина матиме генотип DD з ймовірністю 33% і генотип Dd з ймовірністю 66%. Аутосомно-домінантне успадкування I 2 1 II 1 2 3 4 5 6 III 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Аутосомно-рецесивне успадкування Визначення генотипів у сім'ях з рецесивним успадкуванням 1. Усі хворі члени сім'ї мають ген. 2. При шлюбі хворого члена сім'ї (rr генотип) зі здоровим членом сім'ї усі діти матимуть генотип Rr. 3. При народженні хворої дитини у здорових батьків обидва батьки є Rr гетерозиготами. 4. Правило аутсайдера – всі здорові аутсайдери в аутосомно-рецесивній сім'ї гомозиготні за нормальним алелем (генотип RR). 5. Children of RR x Rr має 1/2 chance of being RR і 1/2 chance of being Rr. Note that any siblings who have an rr child must be Rr. 6. Здорова дитина у гетерозиготних по алелю r батьків на 66% матиме генотип Rr та на 33% генотип RR. Аутосомно-рецесивне успадкування Гладко було на папері, та забули про яри … ПРОБЛЕМИ  Фенокопії  Генокопії  Неповна і вік-залежна пенетрантність  Різна експресивність ознаки хворий на мітохондріальне захворювання матері успадковують це захворювання У чоловіка з мітохондріальним захворюванням всі діти будуть здорові Можлива гетероплазмія – поєднання в одній яйцеклітині кількох варіантів мтДНК Зчеплене з підлогою успадкування - 1 Зчеплений з Y варіант Ознака виявляється тільки у чоловіків і передається по чоловічій лінії всім синам Ознака ге його носіїв Зчеплене зі статтю успадкування – 2 (домінантне) Матері передають свою Х хромосому з мутантним алелем та дочкам, і синам daughters Мутантну Х хромосому батьки передають лише дочкам Стандартне правило аутсайдерів для жінок у сім'ях з Х-зчепленим захворюванням. Аутсайдери чоловіки гемізиготні і завжди очевидно, який варіант знаходиться на його Х хромосомі. XD = домінантний мутантний аллель Xd = рецесивний нормальний аллель Зчеплене зі статтю спадкування – 2 (рецесивне) Чоловіки отримують свою Х хромосому від матері Батьки передають свою Х хромосому тільки дочкам У жінок фенотип спостерігається тільки при гомозиготності по мутантному аллеля Правило аутсайдерів – клінічно здорові жінки розглядаються як гомозиготи за нормальним алелем Комп'ютерні генеалогічні програми Складання родоводу – завдання непросте, що вимагає й безліч інтелектуальних витрат і чимало тимчасових витрат. У вік інформатизації для полегшення збору та зберігання генеалогічної інформації запропоновано різні російськомовні та англомовні електронні програми, що дозволяють полегшити та прискорити складання родоводу. Клініко-генетичні бази даних Online Mendelian Inheritance in Man – OMIM www. Omim.org Gene Clinics www.geneclinics.org National Newborn Screening and Genetics Resource Center web site: NNSGRC – www.genes-r-us.uthscsa.edu/ Alliance of Genetic Support Groups www.medhlp.netusa.net/www/agsg .htm Електронна база даних "Менделевське успадкування у людини" (OMIM) OMIM - on-line mendelian inheritance of man Для кожної хвороби сумовані клінічні та молекулярно-генетичні дані (про картування, ідентифікацію гена, практичні можливості генодіагностики). База знаходиться у Національному центрі біотехнологічної інформації (США). Адреса в Інтернеті: www.ncbi.nlm.nih.gov/omim/ WWW.PROGENYGENETICS.COM PED або «Родовід» http://www.medgen.de/ped/index.html MyHeritage.com «Дерево життя» http: //genery.com/ Поточна версія – 4.0. Безкоштовний варіант – не більше ніж 40 осіб.