 |
Моногенное полигенное
|
|
|
|
s \
Аутосомное гоносомное
У \,/ \
Доминантное рецессивное Х-сцепленное Y-сцепленное
Схема 2. Взаимодействие генов
Аллельных неаллельных
I
Полное доминирование 1. комплементарноеть
Неполное доминирование 2. эпистаз
Сверхдоминирование 3. полимерия
Кодоминирование
I закон Менделя - закон единообразия гибридов первого поколения: при скрещивании
гомозиготных особей, анализируемых по одной паре альтернативных признаков,
наблюдается единообразие гибридов первого поколения как по фенотипу, так и по
генотипу.
Р: 9 АА х S аа
G: А а
Fi: Аа.
II закон Менделя - закон расщепления: при скрещивании гибридов первого поколения
(гетерозиготных организмов), анализируемых по одной паре альтернативных признаков,
наблюдается расщепление в соотношении 3:1 по фенотипу и 1:2:1 по генотипу.
Р (F,): $ Аа х с? Аа
G: А, а А, а
2<$
F2: АА, Аа, Аа, аа.
III закон Менделя - закон независимого комбинирования признаков: при скрещивании
гомозиготных организмов, анализируемых по двум или более парам альтернативных
признаков, во втором поколении наблюдается независимое комбинирование признаков и
соответствующих им генов разных аллельных пар.
Р: § ААВВ х S аавв
G: АВ ав
F,: АаВв.
Р (F,): $ АаВв х с? АаВв
G: АВ, аВ, Ав, ав АВ, аВ, Ав, ав
F2:._________,_________,__________,___________
| \ 6 9 \ | АВ | аВ | Ав | ав |
| АВ | ААВВ | АаВВ | ААВв | АаВв |
| аВ | АаВВ | ааВВ | АаВв | ааВв |
| Ав | ААВв | АаВв | ААвв | Аавв |
| ав | АаВв | ааВв | Аавв | аавв |
Задание:
1. В браке двух здоровых супругов родился ребенок, страдающий парагемофилией (повышенная склонность к кожным и носовым кровотечениям). Двое старших детей (сын и дочь) здоровы. Определите тип наследования признака и возможные генотипы членов семьи.
|
|
|
2. Мужчина, страдающий черепно-ключичным дизостозом (изменение костей черепа и редукция ключиц) вступил в брак со здоровой женщиной. Все трое детей унаследовали патологию отца. Определите характер наследования патологии и генотипы родителей с
детьми.
3. Плече-лопаточно-лицевая форма миопатии (атрофия мышц) относится к заболеваниям с
аутосомно-доминантным типом наследования. Возможно ли рождение здорового ребенка у
больных родителей?
4. Женщина с 1 группой крови и резус-положительным фактором вышла замуж за мужчину с 4 группой крови и резус-положительным фактором. Первая и вторая беременности сопровождались резус-конфликтом. Определите возможные генотипы родителей и детей. Объясните причину возникновения резус-конфликта.
5. У человека псевдогипертрофическая мускульная дистрофия (смерть в 10-20 лет) в некоторых семьях зависит от рецессивного сцепленного с полом гена. Болезнь зарегистрирована только у мальчиков. Почему? Если больные мальчики умирают до деторожения, то почему эта болезнь не элиминируется из популяции?
6. В браке двух здоровых родителей родилось трое детей. Двое из которых (мальчик и девочка) - здоровы, а третий мальчик болен псевдогипертрофической дистрофией и умер в возрасте 12 лет. Определите тип наследования заболевания и возможные генотипы членов семьи. Объясните причину появления больного наследственной болезнью у здоровых
родителей.
7. В некоторых случаях часть Х-хромосомы оказывается генетически инертной, а У-
хромосома несет те, или иные аллели. У человека в Х-хромосоме находится ген,
определяющий развитие перепонки между вторым и третьим пальцами ног. Определите,
какие будут дети и внуки у мужчины с указанной патологией и здоровой женщиной.
Вопросы для защиты практической работы:
1. Каково значение законов Г. Менделя для генетики человека?
2. Какие типы наследования характерны для человека?
|
|
|
3. В чем причина отклонений от классического менделевского расщепления?
4. Охарактеризуйте аутосомно-доминантный тип наследования.
5. Каковы особенности сцепленного с полом наследования?
Литература:
1. Соколовская Х.Б. 120 задач по генетике (с решениями). - М: Центр, РСПИ, 1992.
2. Обучающие задачи по генетике человека и генетическим механизмам индивидуального и исторического развития. - Киев. КМИ, 1998.
3. Соколовская Х.Б. 100 задач по генетике и молекулярной биологии. - Новосибирск, 1970.
4. Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э., Рачковская И.В., Давыдов В.В. Общая и медицинская генетика. Лекции и задачи. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2003.
ПЛАН ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ № 5. По дисциплине: Физиология (ВНД и возрастная) с основами генетики. Тема занятия: Характеристика, строение и классификация хромосом. Цель исследования: изучение морфологии и классификации хромосом. Количество часов: 2.
Содержание работы: Задачи:
1. Изучить строение и виды хромосом человека.
2. Ознакомиться с Денверской классификацией хромосом.
Оборудование: световой микроскоп, готовые микропрепараты хромосом животных и растений; таблицы с изображением структуры хромосом, видов хромосом, кариотипа и идиограммы хромосом человека.
Методические указания по выполнению:
Хромосомы (грсч. chroma и soma - окрашенные тельца) - ядерные структуры, являющиеся носителями и хранителями генетической информации, передающейся от поколения к поколению. Они являются постоянными и обязательными компонентами ядра, отличающимися особой организацией и функциями. Для них характерна способность к самовоспроизведению при делении ядра, обеспечивающая их преемственность, проявляющуюся в наследственной передачи свойств и признаков от одного поколения живых организмов к другому.
Совокупность всех хромосом в клетке называют хромосомным набором. Принято различать два типа наборов - гаплоидный и диплоидный. Гаплоидный (одиночный) набор по числу хромосом вдвое меньше диплоидного, характерен для половых клеток. Диплоидный (двойной) набор образуется в результате объединения двух гаплоидных наборов - материнского и отцовского и содержится во всех соматических клетках организма.
В течение жизненного цикла хромосомы подвергаются значительным преобразованиям. В периоде покоя и интерфазе они составляют хроматин клеточного ядра, который активно участвует в жизнедеятельности клетки, обеспечивая образование белков и молекул РНК. В S-синтетическом периоде происходит редупликация (удвоение) хромосом. Это необходимо для дальнейшего процесса деления и равномерного распределения наследственного материала между дочерними клетками.
|
|
|
Во время деления нити хроматина претерпевают процессы спирализации и конденсации (укорочения и утолщения), в результате чего преобразуется в хромосомы, видимые в световой микроскоп структуры. В связи с этим изучение количества и структуры хромосом проводят во время деления. Тонкая морфология хромосом зависит от фазы митоза, наиболее сильной спирализации и конденсации хромосомы достигают в мета- и анафазе.
Метафазные хромосомы состоят из двух продольных нитей ДНП (дезокирибонуклеопротеинов) - хроматид (греч. chroma, eidos - подобный), соединенных друг с другом в области первичной перетяжки - центромеры (лат. centrum - центр и греч. meros - часть). С помощью центромер хромосомы прикрепляются к нитям ахроматинового веретена. В месте локализации центромеры хромосома тоньше, в метафазе первичная перетяжка выделяется как светлый участок. Центромера (кинетохор) занимает в хромосоме определенное и постоянное положение, разделяя ее тело на два плеча, которые могут быть
I
'
короткими (р) и длинными (q). В зависимости от расположения центромеры различают следующие типы хромосом (рис. 1):
1. метацснтричсекие (греч. meta - после и центромера) - центромера расположена в центре, плечи имеют практически одинаковую длину (p=q);
2. субметацентрические (лат. sub - под) - центромера несколько смещена от центра в результате чего одно из плеч хромосом несколько короче(р<ц);
3. акроцентрические (греч а - без и akros - кончик) - центромера смещена к одному концу хромосомы, в результате чего одно из плеч очень короткое.
Рис. 1. Типы мета фазных хромосом: 1, 7 - метацснтричсекие (равноплечие); 2 -субмегацентрическаи (слабо неравноплечая); 3, 4, 5 - акроцентрические (резко неравноплечие); 6 - гелоцентрическая (с терминальной центромерой); 8 -акроцентрическая со вторичной перетяжкой; 9 - снутничная (М. Е. Лобашев, 1969).
|
|
|
Морфология центромеры в ходе митотического цикла, также как и хромосомы, претерпевает существенные изменения. Наиболее четко центромера выражена на стадии профазы в виде более тонкого и светлого участка. В районе центромеры в профазе формируется особая белковая структура, имеющая сродство к белкам микротрубочек ахроматинового веретена деления. В процессе митоза микротрубочки веретена деления соединяются с хромосомами в районе центромеры, при этом на один центромерный район может приходиться более десяти микротрубочек. Центромера выполняет в хромосомах важные функции:
1.соединяет мелсду собой две сестринские хроматиды;
2.играет важную роль в организации веретена деления;
3.обеспечивает синхронность одновременного разделения всех хромосом на две хроматиды.
Таким образом, каждая хромосома представлена двумя хроматидами, состоящими из двух полухроматид (хромонем), из которых одна является исходной, оставшейся от предыдущего деления ядра, а другая - редуплицированной в интерфазе перед делением (рис. 2).
Рис. 2. Схема строения мегафазной хромосомы: 1 - морфология, 2 - внутренняя структура хроматиды, видимая при использовании специальных методов ослабления спирализации (М. Е. Лобашев, 1969).
У человека в каждой клетке находится 46 хромосом, разделенных на 23 пары. Хромосомы, образующие одну пару, называются гомологичными хромосомами (греч. homologos - согласный). Хромосомы подразделяют на аутосомы (одинаковые у обоих
полов) и гетерохромосомы, или половые хромосомы (отличаются у представителей мужского и женского полов). Для женщин характерны две идентичные Х-хромосомы гомогаметный пол, для мужчин - Х- и Y-хромосомы - гетерогамегный пол. Набор хромосом, характерный для соматических клеток, называется диплоидным (2п=46). Половые клетки характеризуются половинным, гаплоидным набором хромосом (п-23). Во время оплодотворения при объединении мужской и женской гамет в зиготе вновь восстанавливается исходный характерный для вида диплоидный набор хромосом.
Хромосомы человека существенно отличаются по размерам и форме, что вызвало необходимость создания их классификации. Чтобы легче было разобраться в сложном коиплексе хромосом, составляющем кариотип, их располагают в виде идиограммы (от греч. idios - своеобразный, gramma - запись). Идиограмма - это систематизированный кариотип, в котором хромосомы располагаются по мере убывания их величины, исключение делается для половых хромосом, которые выделяются отдельно. Однако расположить хромосомы безошибочно по величине не всегда удается, так как некоторые пары имеют близкие размеры. В связи с этим в 1960 г. в г. Денвере (США) была предложена первая классификация хромосом человека (Денверская классификация хромосом), в основу которой были положены не только размеры и форма хромосом, но и положение центромеры, вторичной перетяжки и спутников. 23 пары гомологичных хромосом были ранжированы на семь групп, обозначенных латинскими буквами от А до G. Важным параметром является центромерный индекс (ЦИ) - показатель, учитывающий процентное отношение длины короткого плеча к длине всей хромосомы.
|
|
|
К группе А относят 1-3 пары хромосом, являющихся самыми крупными метацентриками и субметацентриками. ЦИ=38-49.
К группе В относят 4 и 5 пары больших субметацентрических хромосом с ЦИ=24-30.
Группа С - самая многочисленная, включающая в себя средние субметацентрические хромосомы 6-12 пар с ЦИ=27-35. К этой группе относят также и половые Х-хромосомы.
Группа D включает в себя акроцентрические хромосомы 13-15 пар, ЦИ=15.
Группа Е (16-18 пары) - относительно мелкие метацентрическис и субметацентрические хромосомы с ЦИ=26-40.
Группа F (19, 20 пары) включает самые мелкие субметацентрические хромосомы, ЦИ=36-46.
К группе G относят самые мелкие акроцентрические хромосомы 21 и 22 пар, а также половую Y-хромосому, ЦИ=13-33.
1. Рассмотреть под микроскопом готовые микропрепараты растительных и животных клеток с хромосомами. Найти центромеру и плечи хромосом. Определить на какой стадии жизненного цикла клетки находятся хромосомы.
2. Зарисовать виды хромосом, характерные для кариотипа человека, подписать все компоненты хромосом.
3. Укажите количество хромосом в группе С, согласно Денверской классификации в кариотипе мужчин и женщин.
4. При митозе сперматогоний человека не разошлись хроматиды Х-хромосомы. Определите все возможные варианта кариотипа:
1) у сперматоцитов I порядка;
2) у сперматоцитов II порядка.
Вопросы для защиты практической работы:
1. Какое строение имеют хромосомы? Каково значение центромеры? К каким последствиям приведет потеря центромеры?
2. Почему в кариотипе человека диплоидный набор хромосом?
3. Укажите принципы, на основании которых была создана, Денверская классификация хромосом.
4. Хромосомы каких групп, согласно Денверской классификации являются метацентрическими? Акроцентрическими? Субметацентрическими?
Литература:
1. Дарлингтон С. Д. Хромосомы. Методы работы [пер. с англ.] / Под ред. Н. Н. Воронцова. -М: Атомиздат, 1980.
2. Кухтина Ж.М. Руководство к практическим занятиям по цитологии. - М.: Просвещение, 1971.
3. Паушева 3. П. Практикум по цитологии растений.- [3-е изд. допол. и иерераб.]. - М.: Колос, 1980.
4. Грин П. Биология: В 3-х т. [пер. с англ. / под ред. Р. Сопера]. - М.: Мир, 1990.
5. Атабекова А.И., Устиноа Е.И. Цитология растений. - М.: Колос, 1971.
ПЛАН ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ № 3.
По дисциплине: Физиология (ВИД и возрастная) с основами генетики. Тема занятия: Метод определения полового хроматина.
Цель занятия: освоить методику определения полового хроматина в соматических клетках человека.
Количество часов: 2.
Содержание работы: Задачи исследования:
1. Освоить методику приготовления временных препаратов с одновременным окрашиванием;
2. Научиться определять половой хроматин в клетках слизистой оболочки ротовой полости.
Оборудование: световой микроскоп, предметные и покровные стекла, готовый раствор ацетоорсеина, метиловый спирт, шпатели, салфетки.
Методические указания по выполнению:
Для определения полового хроматина клетки слизистой оболочки полости рта окрашивают ацетоорсеином, приготовленным по следующей методике: смесь, состоящую из 50 мл ледяной уксусной кислоты и 50 мл 60% раствора химически чистой молочной кислоты, нагревают в колбе с обратным холодильником; в закипевшую смесь кислот вносят 2 г орсеина, кипятят 4-5 минут и быстро охлаждают под краном, не фильтруют, хранят в высоком узком сосуде; для окраски берут смесь сверху, не взбалтывая и не перемешивая.
Для снятия клеток со слизистой внутренней поверхности щек используют металлический или деревянный шпатель с несколько заостренным, но не острым концом; шпатель стерилизуют, а после каждого соскоба тщательно вытирают салфеткой и обрабатывают спиртом. Слизистая щеки исследуемого протирается ватным тампоном путем легкого надавливания. Соскоб делают мягким движением шпателя, не сильно надавливая на ткань; перед взятием мазка пациент прополаскивает рот. Полученный соскоб в виде беловатого налета распределяют по середине предметного стекла; мазок фиксируют в течение 15-20 минут метиловым спиртом, после чего фиксированный мазок высушивают на воздухе.
Исследование препаратов производят с помощью светового микроскопа с иммерсионной системой при увеличении в 1200-1500 раз. Половой хроматин представляет собой тельце, окрашенное в темный цвет. Его обнаруживают в клетках кожи, слизистой рта, влагалища, уретры, в лейкоцитах крови и других тканях организма человека.
В слизистой полости рта половой хроматин в норме определяется у 30% ядер клеток (от 20 до 70%). Необходимо просматривать несколько полей зрения в различных местах препарата и просчитывать не менее 100 ядер. Учитываются только прилежащие к ядерной оболочке тельца полового хроматина.
-
t>±
Для сравнения половых отличий делают два препарата: женских и мужских половых клеток. В тетради для практических работ студенты зарисовывают увиденное.
Задание:
1. В центр медико-генетического консультирования обратилась больная Н. с жалобами на депрессивное состояние и бесплодие. При цитологическом анализе лейкоцитов было обнаружено, что около 75% исследованных клеток содержат по два тельца Барра. Какие прогнозы может сделать врач-генетик на основании данных цитологического анализа?
2. В медико-генетический центр обратилась молодая семейная пара, не имеющая детей. Обследование супруги показало отсутствие противопоказаний для беременности. При обследовании супруга было обнаружено, что около 50% клеток его тканей содержат одно тельце Барра. Какие прогнозы на основании полученных данных может сделать врач-генетик?
Вопросы для защиты практической работы:
1. Что такое гетеро- и эухроматин?
2. Какое значение имеет структурный и факультативный гетерохроматин?
3. Какое значение для медико-генетической диагностики имеет определение полового хроматина у пациентов?
Литература:
1. Пяткин К.Д. Лекции по общей и медицинской генетике. - Симферополь: КГМИ, 1970.
2. Кухтина Ж.М. Руководство к практическим занятиям по цитологии. - М: Просвещение, 1971.
3. Паушева 3. П. Практикум по цитологии растений.- [3-е изд. допол. и перераб.]. - М.: Колос, 1980.
4. Грин Н. Биология: В 3-х т. [пер. с англ. / под ред. Р. Сопера]. - М: Мир, 1990.
Методические рекомендации состав]
К.б.н., ст. преп. Ибрагимовой Э.Э.,
Утверждены на заседании кафед]рьй5т$*логии, экологии и БЖД
|
Протокол № -/ от JC[liriL?^iQL~. 20 fj г.
Заведующий кафедрой д.б.н., проф. Баличиева Д.В.
|
|
|
