Что такое взаимодействие генов Типы взаимодействия генов Взаимодействие неаллельных генов

1. Классический объект генетических исследований – плодовая мушка дрозофила.

Широкое
распространение в 20 веке дрозофилы как
объекта генетических исследований
связано с большим числом положительных
качеств, плодовой мушки:

  1. Короткий период развития (от яйца до
    половозрелой репродуктивной формы)
    составляет 10 -12 суток при температуре
    24-250 С. Можно получить до 25 поколений
    в год

  2. Высокая плодовитость, многочисленное
    потомство: каждая самка откладывает
    около 200 яиц.

  3. Быстрая смена поколений.

  4. Компактность культур — в одной пробирке
    свободно развивается более чем 500
    особей.

  5. Имеет много альтернативных признаков
    по цвету глаз, окраске тела, форме
    крыльев.

  6. Большое число наследственных мутаций.

  7. Малое число хромосом в кариотипе 2п = 8

  8. Всего 4 группы сцепления

  9. Наличие гигантских политенных хромосом
    в клетках слюнных желез.

2.
Определение пола.Пол организма
– это совокупность взаимоисключающих
генеративных признаков особей данного
вида.

Представляет
важную фенотипическую характеристику,
которая обеспечивает воспроизведение
потомства.

Различают
первичные и вторичные половые признаки.

Первичные половые признаки –
это морфофизиологические особенности
организма, обеспечивающиеобразование
половых клеток – гамет и их оплодотворение.
К ним относятся половые органы – г е н
и т а л и и — наружные и внутренние органы
размножения, обеспечивающие образование
гамет, их сближение и соединение в
процессе оплодотворения.

Вторичные
половые признаки – это отличительные
особенности одного пола от другого, не
связанные с гаметогенезом и оплодотворением,
но играющие важную роль в половом
размножении — обнаружении и привлечении
партнёра.

У
человека к ним относитсятембр голоса:
высокий, низкий, оволосение, прочность
скелета, ширина тазовых костей, развитие
мускулатуры тела, отложение жира в
подкожной клетчатке, развитие молочных
желез.Различияпризнаков раздельнополых
особей определяетполовой д и м о р ф
и з м.

Половой
диморфизм – это явление, при котором
мужские и женские особи одного вида
морфологически отличаются друг от друга
по внешнему виду: размерам, окраске и
другим признакам.

мужскими
– а н д р о г е н а м и (основной гормон
тестостерон) и женскими – э с т р о г е
н а м.

Гермафродитизм –это явление, при
котором в одном организме развиваются
мужские и женские половые клетки. В
норме встречается у паразитов (плоские,
кольчатые черви), растений(обоеполые)
и низших животных (кишечнополостные,
губки)

У
раздельнополых организмов определение
пола может осуществляться:

  • прогамно

  • сингамно

  • эпигамно

Прогамное
определение пола происходит до
оплодотворения. У этих организмов
развиваются два вида яйцеклеток: крупные
и мелкие. Из крупных яйцеклеток развиваются
самки, а из мелких – самцы. Наблюдается
у коловраток, тлей, филлоксер.

Эпигамное(фенотипическое) определение пола после
оплодотворения. Формирование признаков
пола происходит под влиянием условий
развития (гормонов, стрессовых напряжений)
и внешних факторов (температуры, качества
пищи). Так, у кольчатого червя бонеллии
при выращивании личинок поодиночке все
одни превращаются в самок, если личинок
выращивать в присутствии самок или в
среде содержащей экстракт их тканей,
то все личинки превращаются в самцов.

Сингамное(генотипическое) определение пола в
момент оплодотворения. Зависит от
баланса хромосом.

Наиболее
обычно сингамное определение пола, при
котором в разных филогенетических
линиях возникают хромосомные механизмы
определения пола.

Индивидуальный набор хромосом включает
аутосомы и половые хромосомы Х и У.

История открытия

До того как были открыты типы взаимодействия неаллельных генов, было принято считать, что возможно только полное доминирование (если есть доминантный ген, то признак проявится; если же его нет, то и признака не будет). Преобладало учение об аллельном взаимодействии, которое долгое время являлось основным догматом генетики. Доминирование тщательно исследовалось, и были открыты такие его типы, как полное и неполное доминирование, кодоминирование и сверхдоминирование.

Все данные принципы подчинялись первому закону Менделя, который гласил о единообразии гибридов первого поколения.

При дальнейшем наблюдении и исследовании было замечено, что не все признаки подстраивались под теорию доминирования. При более глубоком изучении было доказано, что не только одинаковые гены влияют на проявление признака или группы свойств. Таким образом и были открыты формы взаимодействия неаллельных генов.

Гены у-хромосомы наследуются по линии гетерогаметного пола. Псевдоаутосомное наследование

Псевдоаутосомное
наследование — это наследование генов
расположенных в гомологичных локусах
половых Х и У хромосом.

Х и У негомологичные хромосомы, т.е.
имеют разное строение, но небольшие
участки (локусы) этих хромосом гомологичные,
т.е. имеют аллельные гены. Гомологичные
участки содержат гены, отвечающие за
развитие следующих признаков: общая
световая слепота, пигментная ксеродерма,
пигментный ретинит, геморрагический
диатез, судорожные расстройства. Аллели
этих признаков расположены как в Х
хромосоме, так и У. Наследование этих
признаков происходит по аутосомному
типу (например: ХаХа,

ХаУа– геморрагический диатез).

  1. Сцепленное наследование. Группы сцепления генов

Закономерности
наследования установленные Морганом.

По мере изучения
наследования признаков у различных
организмов было замечено, что не все
гены подчиняются менделевскому правилу
свободного комбинирования. Некоторые
гены обнаруживают отчетливую тенденцию
к совместному или сцепленному наследованию.
Это явление было впервые замечено в
1906 г У. Бэтсеном и Р.

Научное объяснение
этому явлению дал американский ученый
Т.Морган, проанализировавший наследование
ряда признаков у плодовой мушки дрозофилы.

Фенотип

Р ♀ сер. норм. Х ♂ черн. корот
чистые линии

F1сер. норм.

по фенотипу 100% единообразия,
по генотипу 100% дигетерозигот

При
дальнейшем скрещивании гибридов первого
поколения с гомозиготной рецессивной
особью (т.е. при анализирующим скрещивании)
вместо ожидаемого свободного комбинирования
признаков с Менделевским расщеплением
1:1:1:1 в потомстве наблюдались различные
варианты наследования:

  1. При скрещивании гибридного дигетерозиготного
    самца с рецессивной самкой имело место
    полное сцепление генов (гены окраски
    тела и длины крыльев наследовались
    вместе, не давая новых комбинаций):

Р ♀
черн. корот Х ♂(изF1)
сер. норм.

F2 сер. норм. черн. корот

1 : 1

Расщепление
1:1 свидетельствовало о том, что гибридный
самец дрозофилы производил только два
типа гамет с исходным родительским
сочетанием генов, поэтому у потомков
сохранились родительские сочетания
признаков.

  1. При обратном скрещивании гибридной
    самки с гомозиготным рецессивным
    самцом, наблюдалось неполное сцепление
    генов, часть потомков имела новые
    комбинации признаков, отличные от
    родительских:

Р ♀ (из F1) сер. норм. Х ♂
черн. корот

F2 сер. норм. черн. корот.
сер. корот. черн. норм.

41,5% 41,5% 8,5% 8,5%

В этом
случае в потомстве наблюдались все
возможные фенотипы с различными
комбинациями признаков, но количество
особей с исходным родительскими
сочетаниями признаков (83%) значительно
превосходило количество особей с новыми
комбинациями признаков (17%). Следовательно,
в этом скрещивании так же гены, отвечающие
за окраску тела и длину крыльев,
обнаруживали тенденцию к совместному
наследованию, но в определенном проценте
случаев в результате их перекомбинирования
у потомков появлялись новые сочетания
признаков.

Реакции между генами

Как было сказано, долгое время преобладало учение о доминантном наследовании. В данном случае имело место аллельное взаимодействие, при котором признак проявлялся только в гетерозиготном состоянии. После того как были открыты различные формы взаимодействия неаллельных генов, ученые получили возможность объяснить доселе необъяснимые типы наследования и получить ответы на многие вопросы.

Предлагаем ознакомиться:  Как определить основную мысль текста

Было выяснено, что генное регулирование напрямую зависело от ферментов. Данные ферменты позволяли генам вступать в реакции по-разному. При этом взаимодействие аллельных и неаллельных генов протекало по одним и тем же принципам и схемам. Это позволило сделать вывод о том, что наследование не зависит от условий, в которых гены взаимодействуют, а причина атипичной передачи признаков кроется в самих генах.

Неаллельное взаимодействие является уникальным, что позволяет получать новые комбинации признаков, обуславливающие новую степень выживания и развития организмов.

Неаллельные гены

Неаллельными называют те гены, что локализуются в различных участках негомологичных хромосом. Функция синтеза у них одна, однако кодируют они образование различных белков, обуславливающих разные признаки. Такие гены, реагируя между собой, могут обуславливать развитие признаков в нескольких комбинациях:

  • Один признак будет обусловлен взаимодействием нескольких, совершенно разных по строению генов.
  • Несколько признаков будут зависеть от одного гена.

Реакции между данными генами протекают несколько сложнее, чем при аллельном взаимодействии. Однако каждый из данных видов реакций обладает собственными чертами и особенностями.

Какие же есть типы взаимодействия неаллельных генов?

  • Эпистаз.
  • Полимерия.
  • Комплементарность.
  • Действие модификаторных генов.
  • Плейотропное взаимодействие.

Каждый из этих типов взаимодействия имеет свои уникальные свойства и проявляется по-своему.

Следует остановиться поподробнее на каждом из них.

В эволюционном плане все вышеуказанные виды взаимодействия неаллельных генов играют немаловажную роль. Новые генные комбинации обуславливают появление новых признаков и свойств живых организмов. В некоторых случаях, эти признаки способствуют выживанию организма, в других – наоборот, обуславливают смерть тех особей, что будут значительно выделяться среди своего вида.

Неаллельное взаимодействие генов широко используется в селекционной генетике. Некоторые виды живых организмов сохраняются благодаря подобной генной рекомбинации. Другие виды приобретают свойства, которые высоко ценятся в современном мире (например, выведение новой породы животных, обладающих большей выносливостью и физической силой, чем ее родительские особи).

Ведутся работы по поводу использования данных типов наследования у людей с целью исключения негативных признаков из генома человека и создания нового, бездефектного генотипа.

Как показывают результаты многочисленных генетических исследований, у живых организмов происходит взаимодействие генов. Гены влияют на проявление многих признаков, кодируемых другими генами или эти признаки «накладываются» друг на друга. Сегодня в науке различают взаимодействие аллельных и неаллельных генов.

К взаимодействию аллельных генов относят такие явления, как доминирование, неполное доминирование, кодоминирование, сверхдоминирование и наличие летальных генов.

Формы взаимодействия неаллельных генов получили название эпистаз, комплементарность, полимерия и множественное действие генов. Рассмотрению именно этих форм взаимодействия неаллельных генов и посвящена эта статья.

Эпистаз

Данное взаимодействие неаллельных генов – эпистаз – наблюдается в том случае, когда один ген подавляет активность другого (подавляющий ген носит название эпистатичного, а подавляемый – гипостатичного гена).

Реакция между данными генами может быть доминантной и рецессивной. Доминантный эпистаз наблюдается в случае, когда эпистатический ген (обычно он обозначается буквой I, если не имеет внешнего, фенотипического проявления) подавляет гипостатический ген (его обычно обозначают В или b). Рецессивный эпистаз наблюдается тогда, когда рецессивная аллель эпистатического гена угнетает проявление любой из аллелей гипостатическогот гена.

Расщепление по фенотипическому признаку, при каждом из видов этих взаимодействий, также отличается. При доминантном эпистазе чаще наблюдается следующая картина: во втором поколении по фенотипам разделение будет следующим – 13:3, 7:6:3 или 12:3:1. Все зависит от того, какие гены сойдутся.

При рециссивном эпистазе разделение такое: 9:3:4, 9:7, 13:3.

«Эпистаз» переводится как «угнетение, остановка. препятствие». Этим термином обозначили такой тип взаимодействия неаллельных генов, который характеризуется подавлением аллелью одного гена проявления аллели другого.

Если рассмотреть это явление на примере дрозофилы, то у нее пурпурный цвет глаз вызван рецессивной аллелью. Этот признак может передаться лишь гомозиготным по нему особям. Но он, при этом, не проявится, если в рецессивном гомозиготном состоянии будет находиться другой неаллельный ген, подавляющий действие первого.

Методы моделирования

Генетика человека сформировалась с
учетом особенностей, создающих трудности
при изучении наследственности и
изменчивости человека.

Этот
метод представляет собой культивирование,
клонирование, гибридизацию и селекцию
соматических клеток. КЛОНИРОВАНИЕ –
получение потомков (большого числа
клеток) от одной клетки за счет деления.Клонированные клеткииспользуют
для получения большого числа клеток
для хромосомного анализа, для изучения
особенностей обмена, для количественного
учета мутаций, для доказательства
гетерогенности клеточных популяций.

Селекция
в генетике соматических клеток
применяют для отбора мутантов порезистентности, ауксотрофности.
Отбор мутантов по резистентности основан
на их выживании в присутствии, какого
– либо летального фактора. Отбор
ауксотрофных клеток основан на их
свойствах использовать для своего роста
строго определенные вещества, не
синтезируемые клеткой.

Путем
гибридизации устанавливается
локализация генов в хромосомах.
Гибридизация основана на слиянии
совместно культивируемых клеток двух
разных типов. Гибридные клетки илигетерокарионы, содержат ядра с
хромосомными наборами двух разных
видов, например человека и мыши, человека
и крысы, человека и китайского хомячка.

Генотипы таких клеток находятся в
состоянии дисбаланса и поэтому при
клеточном делении гетерокарионы обычно
теряют часть хромосом. В разных гибридных
клетках утрачиваются хромосомы одного
вида. В гибридных клетках «человек —
мышь» постепенно исчезают хромосомы
человека. Постепенная утрата хромосом
человека может привести в конечном
итоге к сохранению единственной
хромосомы.

Разработаны
два метода: биологическое и математическое
моделирование.
С помощью этих
методов решаются разные задачи , имеющее
значение как для разработки теоретических
основ генетики человека, так и для
практического медико-биологического
консультирования.

Биологическое
моделирование –это использование
животных , имеющих наследованные
аномалии, соответствующие аномалиям
человека.

Используется
в генетике для:

      1. изучения
        патогенеза наследственных заболеваний.

      2. разработки
        методов их лечения.

Математическое
моделирование– основано на
использовании компьютерных технологий.
С помощью этого метода изучаются:

  1. Распространение мутаций в популяциях
    при разных условиях действие отбора;

  1. Влияние
    экспериментальных эволюционных факторов
    в разных сочетаниях на генофонд популяций
    при распространении наследственной
    патологии.

Комплементарность

Еще одним видом взаимодействия неаллельных генов является комплементарность. Этот термин означает «дополнение». Явление комплементарности связано с необходимостью присутствия двух и более доминантных неаллельных генов для развития и проявления некоторых признаков.

Например, фиалковые окраска плодов у баклажана проявляется при взаимодействия двух неаллельных доминантных генов. Взаимодействие этих генов способствует образованию антоциана — характерного пигмента . Но в случае, когда даже один из данных генов находится в гомозиготном рецессивном состоянии, пигмент антоциан не будет синтезироваться и у растения формируются бесцветные плоды.

Предлагаем ознакомиться:  Что такое лоза для плетения мебели и изготовления корзин

У некоторых видов животных для формирования темного окраса шерсти необходимо наличие двух доминантных неаллельных генов. Один из таких генов определяет непосредственно наличие пигмента, а другой ген отвечает за его распределение по всему волоску. В случае же, когда первый ген находится в гомозиготном рецессивном состоянии, темный пигмент не будет образовываться, и потомство будет представлено белыми особями (альбиносами).

Комплементарность генов присутствует и в формировании признаков у человека. Например, нормальный слух человека обеспечивается благодаря взаимодействию двух доминантных неаллельных генов — Б и Е. Один такое ген определяет нормальное развитие улитки внутреннего уха, а второй отвечает за закладку нормального слухового нерва. Гомозиготность по рецессивной аллели любого из этих генов проявляется в рождении глухого человека.

Взаимодействие неаллельных генов, при котором при объединении доминантных аллелей нескольких признаков образуется новый, доселе не встречавшийся фенотип, и называется комплементарностью.

Например, наиболее часто этот тип реакции между генами встречается у растений (особенно у тыкв).

Если в генотипе растения имеется доминантная аллель А или В, то овощ получает сферическую форму. Если же генотип рециссивный, то форма плода обычно удлиненная.

При наличии в генотипе одновременно двух доминантных аллелей (А и В) тыква приобретает дисковидную форму. Если же и дальше проводить скрещивание (т.е. продолжать это взаимодействие неаллельных генов с тыквами чистой линии), то во втором поколении можно получить 9 особей с дисковидной формой, 6 – со сферической и одну тыкву удлиненной формы.

Подобное скрещивание позволяет получать новые, гибридные формы растений с уникальными свойствами.

У людей данный тип взаимодействия обуславливает нормальное развитие слуха (один ген – развитие улитки, другой – слухового нерва), а при наличии только одного доминантного признака проявляется глухота.

Полимерия

Часто в основе проявления признака лежит не наличие доминантной или рецессивной аллели гена, а их количество. Взаимодействие неаллельных генов – полимерия – является примером подобного проявления.

Если кумулятивного действия не наблюдается, то проявление признака зависит от доминантных аллелей. Если есть хотя бы одна такая аллель, признак будет иметь место. При подобном эффекте расщепление в потомстве протекает в соотношении 15:1.

Полимерия – это такой вид взаимодействия неаллельных генов, когда разные доминантные неаллельные гены имеют влияние на степень развития определенного состояния признака.

Это явление обеспечивает изменчивость живых организмов. Биологическое важное значение полимерии также состоит в более устойчивом состоянии признаков, которые определяются при взаимодействии неаллельных доминантных генов, чем те, которые обусловленные взаимодействием различных аллелей одного гена, проявления мутаций и рекомбинаций отдельных генов при этом сглаживаются.

Например, у фигурной тыквы выделяют два неаллельных доминантных гена, которые влияют на форму и обуславливают размеры плодов. Если генотип содержит доминантные аллели обоих генов, то плоды будут отличаться дисковидной формой, а если только одного из них — шаровидной. В случае, если оба гена характеризуются гомозиготным рецессивным состоянием, то форма плодов будет удлиненной.

Животные также имеют большое количество состояний признаков, которые определяется полимерным взаимодействием неаллельных генов. Это такие признаки, как интенсивность роста, жирность молока, плодовитость и прочие, у человека это: рост, масса тела, и даже уровень артериального давления и др.

Дуга (англ.
arch)

Петля
(англ.
loop)

Двойная
петля

Завиток
(англ.
whorl)

A
5-6%

LU>LR

L
– 62%

2L

W

32%

Dl=0

Dl=1

Dl=2

Dl=2

А –
дуга полузамкнутый простой рисунок

L
— полузамкнутый узор, различают по
направлению открытого конца – ульнарный
(LU– петля ульнарная,
рисунок открывается в сторону мизинца)
и радиальный (LR–
петля радиальная, рисунок открывается
в сторону большого пальца )

W
– концентрический узор

Узорная
формула: D (правая
рука) — IIIIIIIVV

W
LR A 2L LU

S
(леваярука)
— I II III IV V

WLULUWA

Роль неаллельного взаимодействия

Взаимодействие неаллельных генов, контролируемое действием модификаторов, наблюдается сравнительно редко. Пример такого взаимодействия следующий:

  • Например, имеется ген D, отвечающий за интенсивность окраски. В доминантном состоянии, данный ген регулирует появление окраски, в то время как при образовании рециссивного генотипа по данному гену, даже если имеются другие гены, контролирующие непосредственно цвет, будет проявляться “эффект разбавления окраски”, что часто наблюдается у мышей молочно-белого цвета.
    виды взаимодействия неаллельных генов
  • Другим примером подобной реакции является появление пятнистости на теле животных. К примеру, имеется ген F, основная функция которого – равномерность окрашивания шерсти. При образовании рецессивного генотипа шерсть будет окрашена неравномерно, с появлением, например, белых пятен в той или иной области тела.

Подобное взаимодействие неаллельных генов у человека проявляется довольно редко.

Ранее уже рассматривали, как влияет взаимодействие нескольких генов на формирование определенных состояний признаков . Однако ученые открыли и противоположное явление, которое характерно для большинства генов, в случаях, когда на проявление состояний различных признаков генов влияет одна аллель. Такое явление именуется множественным действием генов.

К примеру, горох посевной имеет аллель, которая определяет красивый бурый цвет кожуры семян, а также одновременно предопределяет и фиалковую окраску венчика. У картофеля такая доминантная аллель предопределяет розовую окраску клубней и красно-фиалковую — венчика, а у гомозиготных по рецессивной аллели растений будут клубни и венчики — синеватые или белые.

У дрозофилы «белоглазость» (нет красного пигмента в глазах) определяется благодаря влиянию рецессивной аллели, которая, не только обеспечивает светлую окраску тела, но и снижает плодовитость, может изменять строение половых органов, и даже уменьшает продолжительность жизни.

У человека может проявиться такое заболевание, как галактоземия. Оно связано напрямую с рецессивной мутацией гена, который кодирует образование фермента, важного для усвоения клетками молочного сахара (галактозы). В то же время эта мутация приводит к скудоумию, слепоте, распаду (циррозу) печени.

Другое заболевание — арахнодактилия, обусловлено мутацией доминантного аллеля, при этом у человека наблюдаются такие изменения, как удлиняются пальцы конечностей (в народе именуются «паучьи пальцы»), неправильно располагается хрусталик глаза и появляются врожденные пороки сердца.

2. Дельтовый индекс

Dl
– дельта(треугольник) образуется в
результате схождения папиллярных линий,
идущих из 3-ех направлений и нигде не
пресекающихся.

Дельтовый
индекс равен сумме дельт на 10 пальцах
и колеблется от 0 до 20 дельт

Предлагаем ознакомиться:  Альтруизм - это что такое Альтруизм и эгоизм

A
– дуга не имеет трирадиусаDl
= 0

LU,
LR – петля имеет
один трирадиусDl
= 1

2L
– двойная петля имеет два трирадиусаDl = 2

W
– завиток имеет два трирадиусаDl
= 2

3.
Гребневой счёт (Q)– это количество папиллярных линий,
пересекающих прямую проведенную из
центра рисунка в центр радиуса.

Тип узора

W

LU

2L

A

LR

Номер
пальца

1(I)

большой

2(II)

указательный

3(III)

средний

4(IY)

безымянный

5(Y)

мизинец

Dl

2

1

2

1

Σ= 6

Q

27

10

20

13

Σ= 70

В норме
гребневой счёт равен Q10
= 127±50 ♀ Q10
= 145±50 ♂

Плейотропия

При данном типе взаимодействия один ген регулирует проявление или влияет на степень выраженности другого гена.

У животных плейотропия проявлялась следующим образом:

  • У мышей примером плейотропности является карликовость. Было замечено что при скрещивании фенотипически нормальных мышей в первом поколении все мышата оказались карликовыми. Был сделан вывод, что карликовость обуславливается рецессивным геном. Рецессивные гомозиготы переставали расти, наблюдалась недоразвитость их внутренних органов и желез. Данный ген карликовости влиял на развитие гипофиза у мышей, что и приводило к снижению синтеза гормонов и вызывало все последствия.
  • Платиновая окраска у лисиц. Плейотропия в данном случае проявлялась летальным геном, который при образовании доминантной гомозиготы вызывал гибель эмбрионов.
  • У людей плейотропное взаимодействие показано на примере фенилкетонурии, а также синдрома Марфана.

1. Ладонные подушечки– это шесть
возвышений окружающих

а. Тенар

б. Гипотенар

в. Ладонные межпальцевые подушечки (4
штуки)

а.
Тенар у основания большого пальца

б.
Гипотенар – у противоположного края
ладони

в. Межпальцевые
подушечки расположенные у межпальцевых
промежутков от I-Yпальцев

. 2.
Ладонные складки(В норме – 5, реже
4)

  1. Пястно-фаланговая

  2. Дистальная,
    трёхпальцевая, поперечная

  3. Проксимальная,
    5-ти пальцевая, косая

  4. Складка
    большого пальца.

  5. Запястная,
    карпальная, браслетная

При
соединении дистальнойипроксимальнойскладок образуетсяЧПЛчетырёхпальцевая
складка или бороздаЧПБ. Количество
ладонных складок при этом уменьшается
с 5 до 4. Образование ЧПЛ происходит в
норме 5-6% случаях. 100% характерно для
хромосомных синдромов.

Подбор клеточного материала. Культивирование

Препараты
хромосом можно приготовить из всех
тканей и клеточных суспензий, содержащих
делящиеся клетки. У человека в большинстве
случаев используют препараты из клеток
костного мозга, кратковременной культуры
крови или из длительной культуры
фибробластов кожи. Используют биоптаты
семенников, слущенные эмбриональные
клетки плода (аминиоцентез), плацетобиопсия
(биопсия плода – хорионбиопсия и
плаценты).

Наиболее
простым и доступным методом является
культивирование клеток крови. Пункция
костного мозга или биопсия кожи для
культивирования фибробластов технически
сложнее, и к тому же аспирация костного
мозга – весьма неприятная процедура.
Препараты из костного мозга имеют,
однако, то преимущество, что дают
возможность изучать митозы invivo, вне культуры клеток,
а сразу после взятия материала у пациента.

В крови здоровых людей нет делящихся
клеток. Однако митоз этих клеток можно
стимулировать искусственно, обработав
их стимулятором митоза фитогемагглютинином
ФГА. Берут один миллилитр периферической
крови. Суспензию лейкоцитов выращивают
в культуральной среде invitro72 часа и затем готовят
препараты хромосом.

Окрашивание.

Наиболее простой способ окрашивания –
простая рутинная сплошная по всей длине
хромосомы основным (щелочным) красителем
Гимза или 2% — ным ацетоорсеином или
ацеткармином. Эти красители окрашивают
хромосомы целиком, равномерно и
интенсивно.Для выявления численных
аномалий хромосом этот метод вполне
достаточен.

Для получения более детальной картины
структуры хромосом или их сегментов
используют различные способы
дифференциального окрашивания. Методы
дифференциальной окраски хромосом
основаны на действии солевых растворов
с определённым Ph,
температурным режимом, обработкой
ферментами протеазами. Этими методами
установлена четкая структурная
разнородность хромосом по длине на
красящиеся (тёмные — гетерохроматин) и
некрасящиеся (светлые — эухроматин)
полосы.

Дифференциальное окрашивание
приводит к появлению линейного рисунка
по длине хромосомы. Окрашивание может
охватывать отдельные районы. Рисунок
этих полос специфичен, индивидуален
для каждой пары хромосом. Рисунок
сегментации зависит от особенностей
неоднородности целостного комплекса
ДНК – белок в разных участках по длине
хромосом.

Различные типы сегментов обозначают
по методам, с помощью которых они
выявляются наиболее отчетливо.

Селективные программы

1.
Используются простые качественные
реакции:

  • тест
    с FeCl3
    на выявление фенилкетонурии – при
    наличии в моче фенилпировиноградной
    кислоты фильтровальная бумага
    окрашивается в зеленый цвет;

  • тест
    с динитрофенилгидразином для выявления
    кетокислот;

  • микробиологический
    ингибиторный тест Гатри – биохимические
    нарушения у новорожденных – аминокислот
    и углеводов: кровь новорожденного →
    диск фильтровальной бумаги → на агаровую
    культуру, которую выращивают на
    минимальной питательной среде, содержащей
    антиметаболит искомой аминокислоты
    (фенилаланина, лейцина, гистидина,
    фруктозы, галактозы и т.д.) –он должен
    тормозить рост микробов: при наличии
    в крови фенилаланина — разрушается
    антиметаболит и микробы растут.

2.
Точные методы (можно обнаружить большие
группы отклонений):

  • тонкослойная
    хроматография мочи и крови → наследственные
    нарушения обмена аминокислот,
    олигосахаридов, мукополисахаридов;

  • газовая
    хроматография → наследственные болезни
    обмена органических кислот;

  • электрофорез
    гемоглобинов → вся группа гемоглобинопатий.

В
современных условиях многие этапы
биохимической диагностики осуществляются
приборами: аминоанализаторами.

1
этап — 14
тестов (качественных и количественных)
на:

  • белок;

  • кетокислоты;

  • цистин,
    гомоцистин;

  • креатинин;

  • ионы
    аммония и т.д.

2
этап – а) тонкослойная
хроматография мочи и крови для выявления:

  • аминокислот;

  • фенольных
    кислот;

  • моно-
    и дисахаридов и др.соединений.

Показания
для применения биохимических методов

1.Синдром Дауна.


простая трисомия по хромосоме 21.
Встречаются в 95% всех случаев.


транслокация 21 хромосомы на другие (
чаще на 15, реже на 14, ещё реже на 21, 22, У-
хромосому) – 4% случаев.


мозаичный вариант синдрома – 1%

Фенотипы:
брахицефалическая форма черепа с
ускорением переднее–заднего размера
и утолщением затылка, избыток кожи на
затылке, плоский профиль лица, эпикант
(вертикальная кожная складка у внутреннего
угла глазной щели), монголоидный разрез
глазных щелей, помутнение хрусталика,
косоглазие, короткий нос с широким
плоским переносьем, полуоткрытый рот
с толстыми губами и высунутым языком
(макроглоссия), узкое и короткое нёбо.

2.Синдром Патау


простая трисомия по хромосоме 13 (75 %
случаев);


транслокация (чаще робертсоновская)
(20 % случаев);


мозаичная (5%).

Фенотипы:
микроцефалия, тригоноцефалия (расширение
черепа в затылочной и сужение в лобной
части), узкие глазные щели, широкое
основание носа, низко посаженные
деформированные уши, микрофтальмия
(малые размеры глазного яблока),
микрогнатия (малые размеры верхней
челюсти), расщелина губы и нёба,
полидактилия, пороки внутренних органов
(головного мозга, сердца и сосудов,
почек, пищеварения, половых органов).
Дети погибают обычно в течение первых
трёх месяцев жизни.

3.Синдром Эдвардса


трисомная по хромосоме 18 (90 % случаев);


мозаичная (10 % случаев).

Фенотип:
задержка роста, множественные аномалии
развития: долихоцефалический череп
(преобладание продольных размеров
головы над поперечным) с выступающим
затылком, «птичий» профиль лица, короткие
и горизонтально расположенные глазные
щели; маленькие, деформированные низко
расположенные уши, избыточная кожа на
затылке;

Загрузка ...
Adblock detector