Полная версия

Главная arrow Прочие arrow Биология: генетика. Практический курс

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Иммунологические и биохимические методы генетики человека

Цель:

  • 1) установить практическое значение методов;
  • 2) выявить особенности экспресс-диагностики некоторых генных болезней с помощью биохимических методов.

Контрольные вопросы:

1. Дайте определения понятий «генные заболевания», «моногенные болезни», «полигенные болезни».

  • 2. Объясните, почему большая часть генных заболеваний называется еще энзимопатиями.
  • 3. Перечислите известные вам нарушения процессов, которые обусловливают генные заболевания.
  • 4. Приведите примеры заболеваний, связанных с нарушением аминокислотного, липидного, углеводного обменов, обмена соединительной ткани, билирубина.
  • 5. По какой системе наследуются признаки «группа крови» (А, В, О) и «резус-фактор»?
  • 6. Объясните с генетической точки зрения механизм переливания крови по системе АВО.
  • 7. Назовите причину заболевания «бомбейский синдром» и, соответственно, генотипы фенотипов с этим заболеванием.
  • 8. Что может являться причиной иммунного конфликта плода и матери?
  • 9. К каким заболеваниям у новорожденных приводит иммунный конфликт?
  • 10. Какие мероприятия проводятся в случаях несовместимости по резус-фактору родителей?

Практическая контрольная работа

Пояснение к заданию

Иммунологический метод предполагает изучение наследственной обусловленности факторов иммунитета, разнообразие и наследование тканевых антигенов и тканевой несовместимости. Таким образом, объектом этого метода являются клетки и жидкости человеческого организма: слюна, желудочный сок, но чаще всего проводится изучение элементов крови: эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов, а также белков плазмы.

Так, благодаря этому методу в 1900 г. Ланштейнером было выделено 4 группы крови в зависимости от характера реакции между эритроцитами и плазмой крови. Реакция эта протекает между белками эритроцитов (агглютиногенами А и В) и белками сыворотки крови (агглютининами а и (3). В 1911 г. было доказано, что эти группы наследуются, а в 1924 г. Бернштейн установил, что группа кровипризнак, который контролируется серией множественных аллелей системы АВО одного генаI, с шестью генотипами: I группаI°I°, II группаIAI°, 1А1А, III группаIBI°, IBIB, IV группа1А1В. Как видно, согласно аллельному взаимодействию генов, признак представлен двумя аллелями, которые в сочетании АВ кодоминируют. Серологически отличить гомозиготные формы II и III групп крови от гетерозигот родителей невозможно, это можно сделать только как заключение по анализу групп крови их детей.

Следует помнить, что работа этих генов подвергается воздействию редкого рецессивного гена-модификатораh. При наличии этого гена в генотипе происходит ингибирование работы генов — 1А, 1В, поэтому не проявляется ни вторая, ни третья группы крови. Механизм ингибирования заключается в том, что этот ген отвечает за нарушение синтеза фермента, который модифицирует общий предшественник в антиген Я, который, в свою очередь, является предшественником антигенов А и В.

Это явление получило название «бомбейский синдром». В 1952 г. Бхенде обнаружил фенотипы, у которых эритроциты не агглютинируются ни в одной из сывороток анти-А, анти-В или анти-Я, хотя сыворотка содержала все три агглютинина.

В зависимости от того, какой аллель подавляется геном-модификатором, существуют следующие записи генотипов больных бомбейским синдромом: O/^Aj, 0Д2> OhB.

Позже были открыты и другие системы групп крови, но только при системе АВО в норме продуцируются антитела против соответствующих антигенов, поэтому определять группу крови по этой системе достаточно легко. На основании реакции агглютинации устанавливается группа крови, что, в свою очередь, является дополнительным метод диагностики родства членов семьи.

Не маловажным методом этой серии является определение резус- фактора — антитела белковой природы. Знание природы, механизма наследования этого фактора позволит грамотно организовать процедуру переливания крови, а также избежать иммунного конфликта несовместимости матери и плода.

Резус-факторэто аутосомно-доминантный менделирующий признак. Фенотипы с резус-положительным фактором могут быть гомозиготы и гетерозиготы, фенотип с резус-отрицательным фактором — гомозиготы с рецессивным состоянием аллельных генов, которые редко встречаются в природе и не имеют этого фактора. Около 15 % людей резус-отрицательные, в результате чего во время беременности женщины может возникнуть иммунный конфликт между матерью и плодом, 1/25 часть которых заканчивается эритробластозами. Эритробла- стозы — болезнь плода или ребенка как следствие несовместимости резус-фактора матери и ребенка еще называют гемолитической болезнью, так как наблюдается интенсивное разрушение форменных элементов крови, которое проявляется в виде анемии, желтухи, водянки. Чаще всего эти заболевания заканчиваются летально, т. е. мертворождением. В случае рождения ребенка эти заболевания приводят к поражению центральной нервной системы, спастическим параличам, умственной и физической отсталости.

Итак, задачи этой группы методов сводятся к следующему:

  • 1) определение типа (MZ, DZ) зиготности близнецов,
  • 2) установление групп сцепления признаков,
  • 3) решение вопросов судебно-медицинской экспертизы,
  • 4) организация переливания крови,
  • 5) профилактика беременности при несовместимости резус-факторов матери и ребенка.

Биохимические методы включают группу таких методов, как хроматографические, флюорометрические, радиоиммунологические и другие, направленные на выявление генных мутаций, причин болезней обмена веществ (энзимопатий). Техника методов основана на установлении аномального белка-фермента или промежуточного продукта обмена, достаточно сложная в исполнении, требует специального оборудования, поэтому широко не применяться. Хотя в последние время разработаны экспресс-методы первичного скрининга, позволяющие провести массовое обследование и выявить больных наследственно- обусловленной патологией, в частности генными заболеваниями. Эти методы основаны на качественных реакциях выявления продуктов обмена в моче, крови и других биологических жидкостях. Например, при экспресс-диагностики достаточно широко распространенного заболевания «фенилкетонурия» применяют тест реакции мочи с 10%-ным раствором хлорида железа, при диагностике алькаптонурии — тест реакции мочи на гомогентизиновую кислоту, при диагностике мукопо- лисахаридозов — тест реакции мочи на ортотолуидин и др.

Таким образом, экспресс-диагностика основывается на определении дефектов в обменных процессах, т. е. дефектов в химических реакциях, контролируемых ферментами, изменения которых затрагивают мутации. В зависимости от того, какая произошла мутация, активность фермента может быть изменена, повышена или понижена, вплоть до полного его исчезновения. Следовательно, конечные или промежуточные вещества обменных процессов накапливаются и могут оказывать токсическое действие на организм, а могут включаться в сложные цепи вторичных обменных процессов, вызывая нарушения их с образованием побочных продуктов, которые также накапливаются в организме и оказывают токсичный эффект. Поэтому эти заболевания еще называют болезнями накопления.

Такая диагностика включает небольшое количество простых, доступных методик для выявления нарушений при наиболее широко распространенных заболеваниях, таких как фенилкетонурия, галактоземия, гемофилия, муковисцидоз, гистидинемия, терозинемия, цистинурия и др.

В родильных домах сразу при рождении ребенка проводятся пробы на фенилкетонурию, гипотиреоз (определение тиреотропного гормона). Кроме того, у новорожденных от матерей Rh-отрицательных и с I группой крови проводится анализ на билирубин.

Таким образом, к задачам биохимических методов относятся:

  • 1) выявление генных мутаций в популяции человека;
  • 2) выявление носителей рецессивных генов, обусловливающих заболевания, связанные с нарушением обмена веществ;
  • 3) определение генетической предрасположенности к некоторым наследственно-обусловленным заболеваниям.

Контрольные задания:

  • 1. Решить задачи для проверки уровня сформированности понятий «механизм наследования признаков группа крови», «резус-фактор» и «практическое значение иммунологического метода генетики человека».
  • 2. Разработать систему первичного скрининга в родильных домах, используя описания заболеваний в каталоге наследственных заболеваний, с указанием недостающего фермента или накапливающегося продукта обменных процессов и техники метода диагностики.

Материал для выполнения задания (задачи):

1. Мужчина, имеющий резус-положительную кровь 3 группы (его мать имела резус-отрицательную кровь 1 группы), женился на женщине с резус-отрицательной кровью 4 группы. В семье два ребенка: первый — резус-отрицательный со 2 группой, второй — резус-положи- тельный с 1 группой. Один ребенок приемный.

Вопросы: Какой ребенок приемный? С помощью какого метода проведено обследование семьи? В чем преимущества этого метода, значение, суть? Как наследуются указанные признаки? Объясните характер наследования этих признаков.

2. В родильном доме в одну ночь родилось четверо детей. Из-за халатности медицинского обслуживающего персонала у детей перепутали бирочки. Необходимо восстановить информацию о новорожденных и определите кто чей ребенок. Известны группы крови супружеских пар: 1 — первая и вторая, 2 — четвертая и первая, 3 — вторая и третья, 4 — третья. Группы крови у детей: 1, 2, 3, 4.

Вопросы: С помощью какого метода будет проводиться обследование? В чем суть и значимость этого метода? Как наследуется указанный признак? Объясните характер наследования признака.

3. Мужчина имеет резус-отрицательную кровь 4 группы, его жена — резус-положительную 2 группы. Отец этой женщины имеет резус-отрицательную кровь 1 группы. В семье двое детей: один имеет резус-отрицательную кровь 3 группы, другой — резус-положительную 1 группы. Один ребенок приемный.

Вопросы: Какой ребенок приемный? Перечислите особенности метода с помощью которого проводится обследование. Укажите тип наследования указанных признаков.

4. В семье 3-е детей с 2-й, 3-й и 4-й группой крови. Случайно дети узнали, что один из них приемный ребенок. Они попытались установить, кто этот ребенок, для этого прежде всего выяснили группы крови родителей (4-я и 1-я) и установили.

Вопросы: С какой группой крови ребенок приемный? Какой метод использовали дети для установления этого факта? Укажите практическое значение и механизм наследования рассматриваемого признака.

5. Резус-положительные родители со 2-й и 3-й группой крови имеют дочь — резус-отрицательную с 4-й группой крови. Она вышла замуж за резус-положительного мужчину со 2-й группой крови, отец которого был резус-отрицательный с 1-й группой крови. Все родственники обеспокоены состоянием беременной молодой женщины.

Вопросы: Какие генотипы по двум рассматриваемым признакам имеют все упомянутые лица? Какова вероятность иммунного конфликта и какие последствия могут быть как следствие его? С каким генотипом по указанным признакам может родиться ребенок?

6. Резус-отрицательная женщина с 1-й группой крови родила ребенка от резус-положительного мужчины со 2-й группой крови, все родственники которого имели резус-положительный фактор. В этой семье идет речь о рождении второго и третьего ребенка.

Вопросы: Какова вероятность иммунного конфликта при рождении второго и третьего ребенка? Какие генотипы по двум рассматриваемым признакам могут быть у второго и третьего ребенка? Разработайте мероприятия по сохранению здоровья роженицы и новорожденных.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>