ГБПОУ МО «МОСКОВСКИЙ ОБЛАСТНОЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ №1» НАРО-ФОМИНСКИЙ ФИЛИАЛ Дисциплина: Генетика человека с основами медицинской генетики Лекция 6. Тема: Цитогенетический метод. Биохимический метод. Популяционно-статистический метод. Имунногенетический метод. Методы пренатальной диагностики. Список литературы • Рубан Э.Д. Генетика человека с основами медицинской генетики: учебник. – Ростов н/Д: Феникс, 2019. С. 123-131 • Генетика человека с основами медицинской генетики [Электронный ресурс]: учебник / Е. К. Хандогина, И. Д. Терехова, С. С. Жилина, М. Е. Майорова, В. В. Шахтарин - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2014 • Генетика человека с основами медицинской генетики: учеб. для студ.учреждений сред.проф.учеб.завдений/ В.Н.Горбунова. - М.: Изд.центр "Академия", 2012 стр.150-169, 99-102 Преподаватель к.м.н. Сизова Валентина Владимировна Цитогенетический метод Основа метода – микроскопическое изучение хромосом человека. Этот метод широко используется с начала 20-х годов XX в. для изучения морфологии и подсчета хромосом человека, культивируя лейкоциты для получения метафазных пластинок. Цитогенетический метод Цитогенетика – важнейший раздел практической медицины. Этот метод применяется для диагностики хромосомных болезней, составления генетических карт хромосом, изучения мутационного процесса. Рис. Кариотип человека с синдромом Дауна 1 Цитологический метод используют для изучения нормального кариотипа человека, а также при диагностике наследственных заболеваний, связанных с геномными и хромосомными мутациями. Метод включает: а) методы экспресс-диагностики пола – определение Х-хроматина (тельце Барри) и У-хроматина б) кариотипирование – определение количества и качества хромосом ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД Методы экспресс-диагностики пола • При цитологических исследованиях интерфазных ядер соматических клеток можно обнаружить так называемое тельце Барри, или половой хроматин Половой хроматин (X-хроматин, или тельце Барра) представляет собой одну из двух Х-хромосом индивидуумов женского пола, которая в норме инактивируется (гетерохроматинизируется) уже в раннем периоде эмбрионального развития Связь между числом Х-хромосом (I), числом телец Барра в клетках слизистой оболочки ротовой полости (II) и числом «барабанных палочек» в ядрах лейкоцитов (III). I 1Ххромасома 2Ххромасомы Связь между количеством X-хромосом (N) и числом телец полового хроматина (n) можно выразить в виде формулы n = N - 1 3Ххромасомы II III Нормальный мужчина ХУ или больная женщина ХО (синдром ШерешевскогоТернера) Нормальная женщина ХХ или больной мужчина ХХУ (синдром Клайнфельтера) Больная женщина ХХХ (трисомия Х) или больной мужчина ХХХУ (синдром Клайнфельтера) 2 Флуоресцентная диагностика полового хроматина Красный –Х Зеленый - Y Цитогенетический метод Для определения различных геномных и хромосомных нарушений используются различные способы их окраски. Самым простым способом окраски является рутинная окраска (по Гимзе), которая даёт возможность выявить нарушения числа хромосом. Этапы цитогенетического метода • культивирование клеток человека (чаще лимфоцитов) на искусственных питательных средах; • стимуляция митозов фитогемагглютинином (ФГА); • добавление алкалоида колхицина (разрушает нити веретена деления) для остановки митоза на стадии метафазы; • обработка клеток гипотоническим раствором, вследствие чего хромосомы "рассыпаются" и лежат свободно; • простое и дифференциальное окрашивание хромосом; • изучение хромосом под микроскопом и фотографирование; • вырезание отдельных хромосом и построение идиограмм. Методы дифференциального окрашивания • G-метод, окраска для световой микроскопии • Q-метод, окраска флуорохромами, тип расположения сегментов соответствует Gметоду • R-метод, реверсионная окраска, сегменты расположены противоположно G-методу • С-метод, окрашивается только конститутивный гетерохроматин • T-метод, окрашиваются теломерные области 3 G-и R- методы окраски Флуоресцентное окрашивание QFH- окрашивание, 100х, 46,XX Генетическая карта Х-хромосомы 4 Кариотипирование – цитогенетический метод , позволяющий выявить отклонения в структуре и числе хромосом, которые могут стать причиной бесплодия, другой наследственной болезни и рождения больного ребенка. Биохимический метод Аномалии, причины которых выявлены с помощью цитогенетического метода: Синдром Дауна Лейкоз Наследственные дефекты обмена можно диагностировать посредством определения структуры измененного белка или его количества, выявления дефектных ферментов или обнаружения промежуточных продуктов обмена веществ во внеклеточных жидкостях организма (крови, моче, поте и т.д.). Серповидноклеточная анемия N вал-гис-лей-тре-про-глутаминовая к.-глу-лиз-.. * вал-гис-лей-тре-про-валин-глу-лиз-.. 5 БИОХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД Используются для диагностики болезней обмена веществ Этапы: Первый этап (скрининг): среди большого количества обследуемых выделить предположительно больных, имеющих какое-то наследственное отклонение от нормы. Используется небольшое количество простых, доступных методик (экспересс-методов) Второй этап: уточнение (подтверждение диагноза или отклонение при ложно-положительной реакции на первом этапе). Для этого используются точные хроматографические методы определения ферментов, аминокислот и т.д. Популяционно-статистический метод В медицинской генетике этот метод используется при изучении наследственных болезней населения, частоты нормальных и патологических генов, генотипов и фенотипов в популяциях различных местностей, стран, городов. Метод изучает закономерности распространения генов в популяциях и возможность прогнозировать их частоту в последующих поколениях. Скрининг новорожденных на наследственные болезни обмена Проводится для выявления некоторых наследственных болезней, которые не проявляются при рождении, но в последующем приводят к тяжелым нарушениям развития, умственной отсталости и даже смерти. • Процедура проводится перед выпиской из роддома (на 4-5 день жизни). • Из пятки берется несколько капель крови на особую фильтровальную бумагу, которая отсылается в специальную лабораторию. (ДЛЯ Московской области – в МОНИКИ) Популяционно-статистический метод Это дает информацию о степени гетерозиготности и полиморфизма человеческих популяций, выявляет различия частот аллелей между разными популяциями. закон Харди-Вайнберга при наличии альтернативных форм (аллелей) в популяции при условии свободного скрещивания, при одинаково высокой жизнеспособности разных генотипов первоначальное количество аллелей сохраняется во всех последующих поколениях, независимо от абсолютной исходной частоты. Т.е. принимаем популяцию за 100% или в долях 1, а доля особей с разными сочетаниями аллелей – это дробь от 0 до 1. АА+Аа+аа=1 (100%) 6 Популяционно-статистический метод Распространённость групп крови Частота генотипов и фенотипов рассчитывается по формуле Харди-Вайнберга: p2+2pq+q2=1, где р – частота доминантного гена А, q – частота рецессивного гена а, q2 — доля гомозиготных особей по рецессивному гену с генотипом аа, т.е. процент особей с рецессивным фенотипом. аа АА p2+2pq - доля особей с доминантным фенотипом p2 - доля гомозиготных особей по Аа доминантному гену с генотипом АА 2pq - доля гетерозиготных особей с генотипом Аа Сравните: 2-ой закон Менделя - распределение по генотипу 1 : 2 : 1, т.е. АА : 2Аа : аа Страна O+ A+ 36,44 % 28,27 % Аллель В Аллель 0 Распределение групп AB0 и резус-фактора по странам В мире Аллель А B+ AB+ O− A− B− AB− 20,59 % 5,06 % 4,33 % 3,52 % 1,39 % 0,40 % Австралия 40 % 31 % 8% 2% 9% 7% 2% 1% Австрия Бразилия Великобритани я Германия Канада Китай Израиль 30 % 36 % 33 % 34 % 12 % 8% 6% 2,5 % 7% 9% 8% 8% 3% 2% 1% 0,5 % 37 % 35 % 9% 3% 7% 7% 2% 1% 35 % 39 % 40 % 32 % 37 % 36 % 26 % 34 % 9% 7,6 % 27 % 17 % 4% 2,5 % 7% 7% 6% 7% 0,31 % 3% 6% 6% 0,19 % 4% 2% 1,4 % 0,14 % 2% 1% 0,5 % 0,05 % 1% Ирландия 47 % 26 % 9% 2% 8% 5% 2% 1% Испания 36 % 34 % 8% 2,5 % 9% 8% 2% 0,5 % Нидерланды 39,5 % 35 % 6,7 % 2,5 % 7,5 % 7% 1,3 % 0,5 % 38 % 32 % 9% 3% 9% 6% 2% 1% 34 % 31 % 42,5 % 32 % 6,8 % 15 % 3,4 % 7% 6% 6% 7,5 % 6% 1,2 % 2% 0,6 % 1% Новая Зеландия Норвегия Польша Саудовская Аравия США Турция 48 % 24 % 17 % 4% 4% 2% 1% 0,23 % 37,4 % 29,8 % 35,7 % 37,8 % 8,5 % 14,2 % 3,4 % 7,2 % 6,6 % 3,9 % 6,3 % 4,7 % 1,5 % 1,6 % 0,6 % 0,8 % Финляндия 27 % 38 % 15 % 7% 4% 6% 2% 1% Франция Швеция 36 % 32 % 37 % 37 % 9% 10 % 3% 5% 6% 6% 7% 7% 1% 2% 1% 1% Иммуногенетический метод Заключается в изучении иммунного статуса индивидуума – способности организма к иммунному ответу на внедрение в него чужеродных веществ (антигенов с помощью комплекса клинических и лабораторных иммунологических исследований в данной семье). Этот метод позволяет поставить или уточнить диагноз: 1) при врожденных иммунодефицитных состояниях; 2) при подозрении на антигенную несовместимость матери и плода по системам крови. 7 Метод пренатальной диагностики – совокупность диагностических методов, которые могут быть применены для выявления заболеваний плода. Пренатальная диагностика являются одними из самых молодых и развивающихся направлений в медицинской генетике. Целью пренатальной диагностики является профилактика рождения детей с тяжелыми наследственными и врожденными болезнями, выделение и регистрация беременных женщин, имеющих риск рождения детей с наследственными дефектами. Методы пренатальной диагностики 1. УЗИ с применением черно-белой и цветной допплерографии. 2. Кардиомониторное исследование сердечной деятельности плода с одновременной регистрацией его двигательной активности и тонуса матки. 3. Методы визуального контроля: • амниоскопия; • фетоскопия. 4. Инвазивные диагностические процедуры (забор материала для исследования цитологическим, биохимическим или иммунологическим методом): • амниоцентез; • биопсия хориона; • кордоцентез. 5. Определение концентрации основных гормонов беременности и факторов материнской сыворотки (эстрогены, ПЛ, ХГ, АФП и т.д.). – биохимический метод Самостоятельная работа: • Доклад «Классические методы медицинской генетики» Тема следующей лекции 7: «Виды изменчивости и виды мутаций у человека. Факторы мутагенеза.» СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ 8
