При синдроме ван дер вуда у 20 больных
Синдром Ван дер Вуда является аутосомно-доминантным синдромом, который характеризуется развитием расщелин губ или нёба, развитием отличительных ямок в нижней губе, или в обоих губах. Это наиболее распространенный синдром, связанный с заячьей губой или волчьей пастью.
Синдром Ван дер Вуда. Причины
Синдром Ван дер Вуда имеет аутосомно-доминантный признак. Ген синдрома Ван дер Вуда находится на первой хромосоме в регионе 1q32-q41. Совсем недавно, исследователи предположили, что за развитие этого синдрома также может отвечать еще два других гена. Первый ген находится на хромосоме 17 в регионе 17p11.2-p11.1. И второй ген — IRF-6 (теоретически), который был идентифицирован как специфический. По второму гену еще остаются вопросы, так как исследования над ним проводились на лабораторных мышах. И мутации в этом гене приводили к развитию проблем в регуляции развития лицевых костей плода у мышей.
Синдром Ван дер Вуда. Патофизиология
Наиболее известные и устойчивые проявления синдрома Ван дер Вуда (аномалии неба и губ) уже начинают развиваться в спустя 30-50 дней после зачатия ребенка. В большинстве реальных случаев развитие этого синдрома было связано с делециями в хромосоме №1 в регионе 1q32-q41. Возможно, ответственность за развитие этого синдрома может также лежать на мутациях в гене IRF-6, но точный механизм влияния мутаций в этом гене на развитие черепно-лицевых аномалий является неопределенным. Ну и как мы уже говорили выше, мутации в хромосоме №17 в регионе 17p11.2-p11.1 также имеют отношение к развитию этого синдрома.
Синдром Ван дер Вуда. Симптомы и проявления
Орофациальные проявления
- Синдром Ван дер Вуда характеризуется развитием расщелин в губах и / или в нёбе и отличительными ямками в нижней губе. Эта комбинация присутствует у приблизительно 70% лиц с этим синдромом, но присутствует менее чем у половины тех, кто является носителем дефектного гена.
- Тяжесть проявлений может варьироваться в широких пределах, даже у членов одной семьи.
Заячья губа и волчья пасть
- Заячья губа и волчья пасть являются относительно распространенным проявлением синдрома.
- Тяжесть этих аномалий варьируется в широких пределах и может быть односторонней или двусторонней.
- Субмукозная волчья пасть также является очень частым проявлением и она может быть легко пропущенна во время обычного физического обследования.
- Раздвоенный язычок также может присутствовать у некоторых лиц с синдромом Ван дер Вуда.
Ямки на губах
- Образование ямок на губах является довольно своеобразным проявлением. Ямки, как правило, медиальные, часто (но не всегда) появляются на ярко-красной части нижней губы. И уже с возрастом, они часто становятся простыми и относительно малозаметными углублениями. Тем не менее, глубина, диаметр и другие хар-ки этих ямок могут сильно изменяться между несколькими лицами с этим синдромом. Эти ямки, как правило, двусторонние и наиболее часто встречаются на нижней губе, хотя на сегодня уже также известно и о существовании других моделей расположения этих ямок.
- У некоторых детей, в ямках можно обнаружить постоянные накопления слюны, это может происходить из-за того, что в этих ямках могут находиться дополнительные слюнные железы.
Заячья губа и волчья пасть у младенца с синдромом Ван дер Вуда
У этого же ребенка, с синдромом Ван дер Вуда, на нижней губе расположено две ямки
Интраоральный вид заячьей губы и волчьей пасти у ребенка с синдромом
Зубы: гиподонтия (отсутствие некоторых зубов) является одним из самых распространенных зубных проявлений у детей с этим синдромом, чаще всего у детей отсутствуют боковые резцы на нижней челюсти. В некоторых случаях, это может быть единственным проявлением. Другие пероральные проявления: хотя они и редко встречаются, эти другие проявления включают врожденную адгезию челюстей, узкое, высокое, арочное небо и анкилоглоссию. Внеротовые проявления:
- Внеротовые проявления встречаются редко, но они включают развитие аномалий конечностей и развитие аномалий в головном мозгу.
- В некоторых случаях, внеротовые проявления могут быть несвязанными или очень нечастыми, что может привести в замешательство работников здравоохранения.
Синдром Ван дер Вуда. Диагностика
Хотя постановка диагноза синдрома Ван дер Вуда, прежде всего, проводится на основе определения клинических проявлений и аномалий, хромосомный анализ может быть целесообразным у большинства пациентов. Эта технология быстро улучшается и ее можно проводить неинвазивно с использованием образцов тканей, которые можно легко и безболезненно получить от пациента (например, кусок ногтя).
Синдром Ван дер Вуда. Лечение
Наряду с тщательным анализом аномалий, тщательно общее физическое обследование может помочь в определении других связанных с синдромом отклонений, например это касается сердечно-сосудистой системы, мочеполовой системы, конечностей или других органов и систем. Расщелины губ и нёба или другие аномалии часто требуют хирургического вмешательства.
- Реконструкция нижней губы может включать применение аллотрансплантата.
- Даже у менее пострадавших лиц, хирургическое иссечение ямок на губе выполняется часто, это необходимо для облегчения дискомфорта или в косметических целях (например, для улучшения внешнего вида губ или для уменьшения слизистых выделений). Хирургическое удаление слюнных путей проводится очень редко, так как эта операция может быть сложной задачей, а сложности могут заключаться в том, что эти пути могут быть довольно длинными и они могут проникать в другие близлежащие структуры.
Синдром Ван дер Вуда. Осложнения
Волчья пасть может быть связана с трудностями в кормлении, речи. Такие дети также часто развивают средний отит и потерю слуха.
Синдром Ван дер Вуда. Прогноз
Тяжесть синдрома Ван дер Вуда варьирует в широких пределах, даже в отдельных семьях. Примерно 25% людей с синдрома являются бессимптомными или ощущают только минимальный дискомфорт, связанный с отсутствующими зубами или с углублениями в нижней губе. С другой стороны, другие лица могут иметь серьезные аномалии губ или неба. Ямы в губе часто связаны с дополнительными слюнными железами, которые иногда приводят к неловкому видимому слюновыделению.
Источник
Цель занятия:Изучить основные формы изменчивости, механизмы их возникновения, значение для адаптации к условиям среды при эволюции и индивидуальном развитии организмов.
Задачи:
1. Разобрать причины возникновения, классификацию и медицинское значение разных форм изменчивости;
2. Разобрать классификацию мутаций и медицинское значение мутаций.
3. Овладеть навыками решения задач на разные формы изменчивости.
Студент должен знать:
А) до изучения темы:
1. Классификацию форм изменчивости;
2. Медицинское значение мутаций;
3. Экспрессивность и пенетрантность, способы определения пенетрантности.
Б) после изучения темы:
1. Механизмы возникновения, результаты и биологическую роль разных форм изменчивости;
2. Генные и хромосомные мутации у человека, их последствия для организма.
Уметь:
1. Решать задачи на формы изменчивости.
2. Идентифицировать хромосомные мутации по фотографиям кариотипа человека.
Задания для самостоятельной внеаудиторной работы студентов по указанной теме:
1). Ознакомиться с теоретическим материалом по теме занятия с использованием конспектов лекций и рекомендуемой учебной литературы.
2). Ответить на вопросы для самоконтроля:
1.Основные формы изменчивости, определение.
2.Модификационная изменчивость признаков у человека, ее адаптивное значение.
3.Статистический метод изучения модификационной изменчивости.
4.Пенетрантность и экспрессивность гена как проявление модификационной изменчивости.
5. Понятие о фенокопиях и генокопиях.
6. Виды генотипической изменчивости.
7.Комбинативная изменчивость, ее причины и значение.
8.Мутационная изменчивость, причины возникновения.
9. Принципы классификации мутаций.
10.Значение генных и хромосомных мутаций в патологии человека.
3). Проверить свои знания с использованием тестового контроля:
Выбрать правильный ответ (ответы).
1.Норма реакции определяется: 1)средой, 2)генотипом, 3)фенотипом, 4)сцеплением генов.
2.Степень выраженности признака: 1) пенетрантность, 2) экспрессивность, 3)плейотропия, 4) полимерия.
3.В течение нескольких поколений могут передаваться и вызывать наследственные болезни мутации:1)генеративные генные, 2)соматические генные, 3) генеративные геномные, 4)соматические геномные.
4.Заболевания человека, вызванные геномными мутациями, называются: 1) мультифакториальные, 2) генные, 3)геномные, 4) хромосомные.
5. К геномным мутациям относятся: 1) трисомии, 2)моносомии, 3) транслокации, 4)полиплоидия.
6. К генным болезням человека относятся: 1) фенилкетонурия, 2)синдром Дауна, 3)гемофилия, 4)синдром Шерещшевского-Тернера.
7.К антимутационным механизмам относятся: 1)многократные повторы генов, 2)парность хромосом, 3) рекомбинация, 4) репарация, 5)репликация.
8. При пенетрантности гена 100% ген проявится у: 1)50% особей, 2)100% особей, 75% особей.
4. Решите задачи:
1. При синдроме Ван дер Вуда (аутосомно-доминантный тип наследования) у 20% больных выявляется расщелина губы или неба. Какова вероятность развития расщелины у ребенка в семье, где болен один из родителей?
2. Полидактилия обусловлена аутосомно-доминантным геном с полной пенетрантностью, сахарный диабет – рецессивным геном с пенетрантностью 20%. Определить вероятность одновременного проявления двух аномалий у детей в семье, где отец страдает сахарным диабетом, но нормален в отношении кисти, а у жены – полидактилия, но нормальный углеводный обмен. Известно, что у отца жены была полидактилия, а у матери – сахарный диабет.
3. В овогенезе произошла робертсоновская транслокация между 15 и 21-ой хромосомами. Какова вероятность рождения детей с хромосомной болезнью?
4. Пациент направлен на медико-генетическую консультацию врачом-андрологом в связи с первичным бесплодием. У больного отмечается высокий рост, евнухоидные пропорции тела. В анализе спермы снижено количество и подвижность сперматозоидов. Половой хроматин обнаружен в 30% клеток. Какие исследования необходимы для окончательной диагностики? Поставьте диагноз заболевания. Запишите кариотип больного.
5. Пробанд, женщина 30 лет, обращается в консультацию для прогноза потомства. Первая беременность закончилась рождением ребенка с фенотипом синдрома Патау. Ребенок умер вскоре после рождения. Две последующие беременности заканчивались выкидышами. Кариотип пробанда 45,ХХ,t13q/13q, мужа – 46,ХУ. Дать прогноз потомства.
Литература:
Основная:
1. Учебник «Биология» в 2х томах под ред. В.Н. Ярыгина, 2008, т. 1, р.- 2.4, 3.5.
2. Учебник «Биология с общей генетикой», А.А. Слюсарев, 2011.
3. Лекции по биологии.
4. Родина Н.Е., Косых А.А. «Генетика».- Учебно-метод. пособие, КГМА, Киров, 2012.
Дополнительная:
1. Чебышев Н.В. Биология, М., 2005.
2. Косых А.А., Родина Н.Е Задачи по общей и медицинской генетике, Киров, 2001.
Ответы на тестовые задания: 1)1; 2)2,3; 3)1; 4)4; 5)1,2,4; 6)1,3; 7)1,2,4; 8)2.
Методические указания подготовлены: доцентом кафедры, к.б.н. Родиной Н.Е., зав.кафедрой, проф. Косых А.А. ___________________________________________
Методические указания утверждены на заседании кафедры № 10 от «02.04.2012» .
Зав. кафедрой: ________________________
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«КИРОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ»
Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации
Кафедра биологии
Методические указания для студентов1 курса
Специальности лечебное дело
по самостоятельной внеаудиторной работе
по дисциплине биология
Составитель: Родина Н.Е., Косых А.А.
Источник
Цель занятия:Изучить основные формы изменчивости, механизмы их возникновения, значение для адаптации к условиям среды при эволюции и индивидуальном развитии организмов.
Задачи:
1. Разобрать причины возникновения, классификацию и медицинское значение разных форм изменчивости;
2. Разобрать классификацию мутаций и медицинское значение мутаций.
3. Овладеть навыками решения задач на разные формы изменчивости.
Студент должен знать:
А) до изучения темы:
1. Классификацию форм изменчивости;
2. Медицинское значение мутаций;
3. Экспрессивность и пенетрантность, способы определения пенетрантности.
Б) после изучения темы:
1. Механизмы возникновения, результаты и биологическую роль разных форм изменчивости;
2. Генные и хромосомные мутации у человека, их последствия для организма.
Уметь:
1. Решать задачи на формы изменчивости.
2. Идентифицировать хромосомные мутации по фотографиям кариотипа человека.
Задания для самостоятельной внеаудиторной работы студентов по указанной теме:
1). Ознакомиться с теоретическим материалом по теме занятия с использованием конспектов лекций и рекомендуемой учебной литературы.
2). Ответить на вопросы для самоконтроля:
1.Основные формы изменчивости, определение.
2.Модификационная изменчивость признаков у человека, ее адаптивное значение.
3.Статистический метод изучения модификационной изменчивости.
4.Пенетрантность и экспрессивность гена как проявление модификационной изменчивости.
5. Понятие о фенокопиях и генокопиях.
6. Виды генотипической изменчивости.
7.Комбинативная изменчивость, ее причины и значение.
8.Мутационная изменчивость, причины возникновения.
9. Принципы классификации мутаций.
10.Значение генных и хромосомных мутаций в патологии человека.
3). Проверить свои знания с использованием тестового контроля:
Выбрать правильный ответ (ответы).
1.Норма реакции определяется: 1)средой, 2)генотипом, 3)фенотипом, 4)сцеплением генов.
2.Степень выраженности признака: 1) пенетрантность, 2) экспрессивность, 3)плейотропия, 4) полимерия.
3.В течение нескольких поколений могут передаваться и вызывать наследственные болезни мутации:1)генеративные генные, 2)соматические генные, 3) генеративные геномные, 4)соматические геномные.
4.Заболевания человека, вызванные геномными мутациями, называются: 1) мультифакториальные, 2) генные, 3)геномные, 4) хромосомные.
5. К геномным мутациям относятся: 1) трисомии, 2)моносомии, 3) транслокации, 4)полиплоидия.
6. К генным болезням человека относятся: 1) фенилкетонурия, 2)синдром Дауна, 3)гемофилия, 4)синдром Шерещшевского-Тернера.
7.К антимутационным механизмам относятся: 1)многократные повторы генов, 2)парность хромосом, 3) рекомбинация, 4) репарация, 5)репликация.
8. При пенетрантности гена 100% ген проявится у: 1)50% особей, 2)100% особей, 75% особей.
4. Решите задачи:
1. При синдроме Ван дер Вуда (аутосомно-доминантный тип наследования) у 20% больных выявляется расщелина губы или неба. Какова вероятность развития расщелины у ребенка в семье, где болен один из родителей?
2. Полидактилия обусловлена аутосомно-доминантным геном с полной пенетрантностью, сахарный диабет – рецессивным геном с пенетрантностью 20%. Определить вероятность одновременного проявления двух аномалий у детей в семье, где отец страдает сахарным диабетом, но нормален в отношении кисти, а у жены – полидактилия, но нормальный углеводный обмен. Известно, что у отца жены была полидактилия, а у матери – сахарный диабет.
3. В овогенезе произошла робертсоновская транслокация между 15 и 21-ой хромосомами. Какова вероятность рождения детей с хромосомной болезнью?
4. Пациент направлен на медико-генетическую консультацию врачом-андрологом в связи с первичным бесплодием. У больного отмечается высокий рост, евнухоидные пропорции тела. В анализе спермы снижено количество и подвижность сперматозоидов. Половой хроматин обнаружен в 30% клеток. Какие исследования необходимы для окончательной диагностики? Поставьте диагноз заболевания. Запишите кариотип больного.
5. Пробанд, женщина 30 лет, обращается в консультацию для прогноза потомства. Первая беременность закончилась рождением ребенка с фенотипом синдрома Патау. Ребенок умер вскоре после рождения. Две последующие беременности заканчивались выкидышами. Кариотип пробанда 45,ХХ,t13q/13q, мужа – 46,ХУ. Дать прогноз потомства.
Литература:
Основная:
1. Учебник «Биология» в 2х томах под ред. В.Н. Ярыгина, 2008, т. 1, р.- 2.4, 3.5.
2. Учебник «Биология с общей генетикой», А.А. Слюсарев, 2011.
3. Лекции по биологии.
4. Родина Н.Е., Косых А.А. «Генетика».- Учебно-метод. пособие, КГМА, Киров, 2012.
Дополнительная:
1. Чебышев Н.В. Биология, М., 2005.
2. Косых А.А., Родина Н.Е Задачи по общей и медицинской генетике, Киров, 2001.
Ответы на тестовые задания: 1)1; 2)2,3; 3)1; 4)4; 5)1,2,4; 6)1,3; 7)1,2,4; 8)2.
Методические указания подготовлены: доцентом кафедры, к.б.н. Родиной Н.Е., зав.кафедрой, проф. Косых А.А. ___________________________________________
Методические указания утверждены на заседании кафедры № 10 от «02.04.2012» .
Зав. кафедрой: ________________________
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«КИРОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ»
Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации
Кафедра биологии
Методические указания для студентов1 курса
Специальности лечебное дело
по самостоятельной внеаудиторной работе
по дисциплине биология
Составитель: Родина Н.Е., Косых А.А.
Источник
Цель. Знать основные формы изменчивости, механизмы их возникновения, значение для адаптации к условиям среды при эволюции видов и индивидуальном развитии организмов. Иметь представление о роли среды в проявлении генов при развитии признаков. Освоить вариационно-статистический метод изучения модификационной изменчивости. Уметь распознавать хромосомные мутации на цитогенетических препаратах клеток человека. Знать медицинское значение мутаций, в том числе вызывающих патологии зубочелюстной системы человека.
Задание для студентов
Работа 1. Основные формы изменчивости
Изменчивость является одним из основных свойств биосистем. Изменчивость обеспечивает приспособление организмов к условиям среды, эволюцию и многообразие форм жизни.
Изучите и перепишите таблицу.
Формы изменчивости | Механизмы возникновения | Результат | Биологическая роль |
I. Генотипическая (наследственная): – комбинативная – мутационная | 1. Кроссинговер 2. Независимое расхождение хромосом в мейозе 3. Случайная встреча гамет при оплодотворении 4. Случайный подбор родительских пар Действие мутагенов. Нарушение генетического гомеостаза | Разнообразие комбинаций генов в зиготе Изменение состава и последовательно- с ти расположения нуклеотидов в ДНК. Изменение структуры и количества хромосом | Удачные комбинации подхватываются естественным отбором Материал для естественного отбора и эволюции. У человека – источник генетического груза и генетических патологий |
II. Фенотипическая (ненаследственная, модификационная) | Взаимодействие генотипа и среды, одним из проявлений которого является изменение актив ности гена | Изменения признака в пределах нормы реакции | Приспособление к постоянно меняющимся факторам среды |
Работа 2. Формы изменчивости
Решите задачи и укажите наблюдаемую форму изменчивости.
1. У человека карие глаза доминируют над голубыми, а способность лучше владеть правой рукой – над левой. Какие новые сочетания признаков могут появиться у потомства в результате брака родителей, гетерозиготных по обоим признакам? Известно, что аллельные гены этих признаков находятся в разных парах хромосом.
2. В семье, где мать и отец здоровы, родились однояйцовые близнецы, у одного из которых обнаружены кисты на слизистой оболочке губы, расщелина губы и нёба, а у второго – только кисты губы.
Детям был поставлен диагноз – синдром Ван дер Вуда (аутосомнодоминантное заболевание). Каковы возможные причины возникновения заболевания у детей? Как можно объяснить различия в пороках развития у близнецов?
3. Два рода на протяжении многих поколений состояли из фенотипически здоровых людей. В одном из них родился сын, у которого развился остеомиелит нижней челюсти, остеосклероз костей черепа и таза. Во второй семье родилась дочь, у которой наблюдался остеосклероз и позднее прорезывание зубов аномальной формы. В обоих случаях был поставлен диагноз «остеопетроз». Однако в первой семье заболевание вызвал доминантный ген, расположенный в 16-й хромосоме, а во второй – рецессивный ген, расположенный в 11-й хромосоме. Каковы причины развития заболеваний у детей в этих семьях? Определите вероятности рождения следующих больных детей.
4. Мужчина, несколько лет проработавший у атомного реактора, стал отцом мальчика, страдающего гемофилией – единственный случай этого заболевания как в его роду, так и у предков его жены.
Правы ли супруги, приписавшие возникновение аномалии у ребенка неблагоприятному действию среды, в которой находился отец ребенка?
Работа 3. Классификация мутаций
Перепишите таблицу. Приведите примеры.
По изменению генетического материала | По типам клеток | По причинам возникновения | По результату |
Генные: – замена, выпадение, вставка нуклеотидов; – изменение последовательности нуклеотидов Хромосомные: – дупликации; – инверсии; – делеции; – транслокации (перемещение участка хромосомы) Геномные: – анеуплоидия; – гаплоидия; – полиплоидия | Генеративные: (происходят в гаметах, могут наследоваться при половом размножении) Соматические: (происходят в соматических клетках, наследуются при вегетативном размножении) | Спонтанные: (возникают при обычном физиологическом состоянии организма) Индуцированные: (возникают при воздействии на организм физических, химических или биологических мутагенных факторов) | Нейтральные Вредные Летальные Полезные |
Работа 4. Медицинское значение мутаций
Мутации, возникшие у человека, могут вызывать разнообразные генетические патологии. Часть из них проявляется сразу, часть – через какое-то время, которое может иногда составлять несколько десятков лет. Рецессивные генные мутации могут передаваться по наследству и вызывать заболевания у потомков в течение многих поколений после возникновения.
Изучите и перепишите таблицу.
Тип мутаций | Биологические эффекты | Примеры |
Соматические | Опухоли Преждевременное старение органов Другие структурнофункциональные нарушения органов и тканей | Лейкозы после атомной бомбардировки Хиросимы, рак легкого у курильщиков Старение кожи при высоких дозах ультрафиолетового облучения Язвенно-некротические поражения органов, выпадение волос, кровоизлияния и другие нарушения при острой лучевой болезни |
Генеративные | Снижение репродуктивной функции, бесплодие Спонтанные аборты Врожденные пороки развития Наследственные заболевания Увеличение генетического груза | Бесплодие при дозе облучения более 200 рентген Прерывание около 50% беременностей в доимплантационный период и до 20% в постимплантационный, более половины из которых вызвано мутациями Повышение частоты врожденных пороков развития с 5-6% до 15-17% в наиболее пострадавших после Чернобыльской катастрофы районах Гомельской и Могилевской областей У человека картировано несколько тысяч мутантных генов, вызывающих наследственные патологии У каждого человека имеется в среднем 10-15 вредных рецессивных генов в гетерозиготном состоянии |
Работа 5. Влияние возраста матери на частоту хромосомных болезней у человека
Большинство геномных и хромосомных мутаций у человека приводят к значительным нарушениям эмбрионального развития, выкидышам или смерти вскоре после рождения. Из мутаций, изменяющих количество аутосом, у новорожденных встречаются трисомии по 21-й (синдром Дауна), 13-й (синдром Патау) и 18-й (синдром Эдвардса) хромосомам. Как правило, они обусловлены нерасхождением хромосом в мейозе. Вероятность такого нерасхождения значительно увеличивается с возрастом матери, что связано с особенностями овогенеза у женщин.
Изучите таблицу.
Риск хромосомных болезней, вызванных трисомиями 13-й, 18-й и 21-й хромосом
Примечание. Около 90% из трех болезней составляет синдром Дауна.
Работа 6. Хромосомные аберрации в клетках человека
Одним из основных методов определения мутаций у человека является анализ метафазных пластинок на цитогенетических препаратах и выявление на них нарушений (аберраций) хромосом. Метод позволяет определить величину мутагенного воздействия на человека, например при работе на вредном производстве или после аварий, ведущих к загрязнению окружающей среды. Использование лимфоцитов крови, культивируемых в питательной среде (метод in vitro), дает возможность проводить экспериментальные исследования и определять мутагенную опасность лекарств, пищевых добавок, пестицидов и других факторов, что позволяет предотвратить их воздействие на человека и избежать возникновения генетических патологий.
Методика проведения работы
Рассмотрите под малым увеличением цитогенетический препарат лимфоцитов крови человека, подвергнутых in vitro мутагенному воздействию. Найдите метафазные пластинки. Рассмотрите их под большим увеличением (иммерсионный объектив X 90). Найдите метафазу с хромосомными нарушениями. Зарисуйте в тетрадь аберрантные хромосомы, определите тип мутации, используя рис. 1 и атлас хромосом человека (Захаров А.Ф. и др., 1982).
Рис. 1. Детали метафазных пластинок с хромосомными аберрациями. Снизу представлены реконструкции аберраций с хроматидными обменами (по А.Ф. Захарову и др., 1982)
Работа 7. Мутации у человека Решите задачи
5. В двух семьях у здоровых родителей родились дети с синдромом Дауна, обусловленным трисомией по 21-й хромосоме. Первая семья живет в экологически благополучном регионе, профессиональная деятельность родителей не связана с мутагенным воздействием. В семье имеются здоровые дети 7, 14 и 23 лет. Во второй семье мать после окончания школы в течение трех лет работала на вредном производстве, связанном с мутагенным воздействием (изготовление строительных материалов с использованием асбеста). С производства ушла за четыре месяца до рождения больного ребенка, который является первым в этой семье. Каковы вероятности рождения следующего ребенка с синдромом Дауна в первой и второй семьях?
6. Синдром Крузона (деформация черепа, гипоплазия верхней челюсти, иногда – расщелина язычка или нёба, редкие шиповидные зубы) – аутосомно-доминантное заболевание, встречающееся с часто-
той 16 на 1 млн новорожденных. 25% всех случаев обусловлены новой мутацией. Какова вероятность рождения больного ребенка в семье, где болен один из родителей? В семье здоровых родителей?
7. В процессе эволюции человека произошло уменьшение набора хромосом на одну пару. Как правило, отсутствие даже одной хромосомы является летальной мутацией. Какие мутации, произошедшие у наших предков, изменили кариотип человека? Почему эти мутации не привели к потере нужных генов и снижению жизнеспособности?
Работа 8. Моделирование изменений генетической информации при мутации гена
Участок полипептидной цепи белковой молекулы контролируется полинуклеотидной цепью ДНК –
ТАЦАТАГЦАТЦГАЦЦЦЦАГАТТЦАААААЦГ. Как изменится структура белка в случаях:
а) замены в пятом нуклеотиде основания Т на А;
б) при выпадении восьмого нуклеотида;
в) добавления нуклеотида с основанием Ц после третьего нуклеотида?
Работа 9. Вариационно-статистический метод изучения модификационной изменчивости Цель метода. Определение нормы реакции изучаемого признака, его среднего значения и возможные вариационные отклонения. В качестве примера изучить: длину игл сосны и частоту пульса человека.
Методика проведения работы
1. С помощью линейки измерьте длину сосновых игл одной ветки (не менее 50 игл). Размеры запишите в таблицу. Составьте не менее 5 возможных вариант-классов, определите частоту встречаемости признака в каждом классе и среднее значение каждого класса. Данные запишите в таблицу.
? п/п | Длина, в мм | Границы вариант-классов | Частота встречаемости признака в вариант-классе, P | Среднее значение вариант-класса, V | PV |
2. Вычислите среднее значение изучаемого признака по формуле:
где M – среднее значение признака; Σ – сумма произведений PV; V – среднее значение вариант-класса; P – частота встречаемости признака; n – общее число выборки.
3. Данные измерения выразите графически в виде вариационной кривой. На оси абсцисс отложите значения V, а на оси ординат P. Кривая изменчивости признака отразит его нормальное распределение.
4. Сосчитайте частоту пульса у студента группы в течение дня с 7 до 22 часов 50 раз. Показания пульса запишите в таблицу. Определите среднее значение этого признака и постройте вариационную кривую.
Работа 10. Пенетрантность и экспрессивность гена как проявление модификационной изменчивости
I. Пенетрантность – проявление гена в признак, выражается количественно в % особей, обладающих признаком, среди всех носителей гена.
Решите задачи
8. Рецессивный ген (d) обуславливает предрасположение к сахарному диабету. Пенетрантность этого признака равна 20% (т.е. из лиц с генотипом dd заболевает только 20%). Определите вероятность предрасположения и вероятность заболевания диабетом ребенка в семье гетерозиготных родителей.
9. При синдроме Ван дер Вуда (аутосомно-доминантный тип наследования) у 20% больных выявляется расщелина губы или нёба. Какова вероятность предрасположенности к заболеванию и вероятность развития расщелины у ребенка в семье, где болен один из родителей?
10. Рецессивный ген COH1, расположенный в 8-й хромосоме, обуславливает предрасположение к развитию выступающих резцов. Пенетрантность признака равна 65%. Определите вероятность, что у ребенка разовьется аномалия зубов, если известно, что выступающие резцы были у матери ребенка и деда по отцовской линии.
11. Отосклероз (поражение слуховых косточек) наследуется как аутосомно-доминантный признак с пенетрантностью 30%. Отсутствие верхних боковых резцов наследуется как сцепленный с Х-хромосомой рецессивный признак с полной пенетрантностью. Определите вероятность рождения детей с обеими аномалиями одновременно в семье, где
мать гетерозиготна в отношении обоих признаков, а отец нормален по обеим парам.
12. Синдром Ван дер Хеве определяется доминантным аутосомным плейотропным геном, вызывающим голубую окраску склер, хрупкость костей и глухоту. Пенетрантность признака изменчива. В ряде случаев (Штерн К., 1965) она составляет по голубой склере 100%, хрупкости костей – 63%, глухоте – 60%. В брак вступают два гетерозиготных носителя голубой склеры, нормальные в отношении других признаков синдрома. Определите вероятность рождения в этой семье глухих.
13. Полидактилия обусловлена аутосомно-доминантным геном с полной пенетрантностью, сахарный диабет – рецессивным геном, пенетрантность которого 20%. Определите вероятность одновременного проявления двух аномалий у детей в семье, где отец страдает сахарным диабетом, но нормален в отношении кисти, а у жены – полидактилия, но нормальный углеводный обмен. Известно, что у отца жены была полидактилия, а у матери – сахарный диабет.
II. Экспрессивность – различная степень выраженности признака. Например, при полидактилии (аутосомно-доминантный тип наследования) может наблюдаться различное увеличение числа пальцев кистей рук и стоп ног. Проследите наследование полидактилии по родословной. Цифры у носителя признака: верхние указывают на число пальцев на руках, нижние – на число пальцев на ногах.
Решите задачи
14. Синдром Томпсона вызывается аутосомным доминантным геном с различной экспрессивностью. В 35% случаев у больных наблюдается арковидное нёбо или расщелина нёба, в 78% случаев – гипоплазия нижней челюсти, в 5% – умственная отсталость. Определите вероятность, что у ребенка, родившегося в семье, где болен один из родителей, будет тяжелая форма заболевания с проявлением всех перечисленных аномалий? Какова вероятность, что у ребенка не проявится ни одной аномалии?
15. Синдром Гольтца (локальная атрофия кожи, недоразвитие нижней челюсти, агенезия и аномальное расположение зубов, дефект эмали, расщелина губы) обусловлен Х-сцепленным доминантным геном с различной экспрессивностью для женщин и летальностью для плодов мужского пола. Какова вероятность рождения больного ребенка у матери, страдающей заболеванием?
Работа 11. Наследственные синдромы с аномалиями развития зубочелюстной системы у человека
В настоящее время выявлено несколько тысяч наследственных заболеваний, значительная часть которых сопровождается различными нарушениями развития зубов и челюстно-лицевой области. Все эти заболевания обусловлены мутациями нормальных генов, прямо или опосредованно определяющих развитие зубочелюстной системы. Мутантные гены могут быть как доминантными, так и рецессивными, иметь различную пенетрантность и экспрессивность, располагаться в аутосомах или половых хромосомах. Рецессивные мутации могли произойти много поколений назад, пополнив «генетический груз» популяций человека. Существенную до