ҚММУ Ф 4/3-06/02
2007 ж. 14 маусымдағы
ҚазММА жанындағы ОӘК № НХ
ҚАРАҒАНДЫ МЕМЛЕКЕТТІК МЕДИЦИНА УНИВЕРСИТЕТІ
Молекулярлық биология және медициналық генетика кафедрасы
Семинарлық сабаққа арналған әдістемелік – ұсыныс
25 Тақырып: Популяциялық генетика негіздері. Популяционды-генетикалық зерттеулер.
Дисциплина: Молекулярлық биология және медициналық генетика
Мамандығы: 5В130200 «Стоматология»
Курс:1
Құрастырушылар:
Есілбаева Б.Т., Ыбраймжанова А.К., Сейілханова А.Ә.
ҚАРАҒАНДЫ 2013
Кафедраның мәжілісінде талқыланып және бекітілген
«02» 09 2013 № 1 хаттама
Каф. меңгерушісі ____________________ Б.Ж. Култанов
25. Тақырып: Популяциялық генетика негіздері. Популяциялық-генетикалық зерттеулер.
Мақсаты: популяционды – статистикалық әдісті оқу.
Оқыту мақсаты:
Популяцияның экологиялық сипаттамасын оқу.
Популяцияның генетикалық сипаттамасын оқу.
Білім берудің және оқытудың әдістері: тақырыптық семинар: сабақ тақырыбын өңдеу және талқылау, тесттілеу, оқылған тақырып бойынша мәселелерді талқылау және терең танысу. Ситуациялық тапсырмалардың көмегімен мәселені шешу, білімді бекітетін тақырып бойынша сұрақтар қою және оларды шешу жолдары.
Тақырыптың негізгі сұрақтары:
1.Популяциялық-статистикалық әдістін негізі және оның қолдану аймағы.
2.Популяцияның генетикалық құрылымы.
3.Харди- Вайнберг заңы.
4.Популяцияда генотиптердің жиілігін анықтау;
5.Популяцияда аллельдердің жиілігін анықтау;
Сұрақтар:
1.Популяция туралы түсінік.
2. Тұқымқуалаушылық полиморфизм табиғаты популяцияларда.
3. Сандық популяция (демдер, изоляттар).
4. Популяциядағы мутациялық процестің маңызы.
5. Популяциялық толқындар, сипаттамасы, маңызы.
6. Генетико-автоматикалық процестер (гендер дрейфі).
7. Адамдар популяциясындағы генетикалық әртүрлілігі және генетикалық салмақ.
Білім берудің және оқытудың әдістері: тәжірибелік: сабақ тақырыбын өңдеу және талқылау, тесттілеу, оқылған тақырып бойынша мәселелерді талқылау және терең танысу. Ситуациялық тапсырмалардың көмегімен мәселені шешу, білімді бекітетін тақырып бойынша сұрақтар қою және оларды шешу жолдары.
Ұсынылған әдебиеттер тізімі:
Негізгі:
-
С.А.Әбілов. Молекулалық биология және генетика: Оқулық.- Шымкент: «Асқаралы» баспасы, 2008.- 424 с. -
С.А.Әбілов. Молекулалық биология және генетика: Оқулық.- 2-ші, түзет. Ж. Толық, 2010.- 388 б.
Қосымша:
1. Бегімқұл Б. Медициналық генетика негіздері: оқулық.- Астана: Фолиант, 2008.- 336 с.
2. Е.Куандыков, С.А.Әбілаев. Медициналық биология және генетика.- Алматы: НАS,2006.-320 б.
Ақпарттық блок
Популяциялық генетика негіздерінің бірі болып Харди–Вайнберг заңдылығы саналады. Бұл заңды генетикалық тепе-теңділік заңдылығы деп те атайды. Бұл заң – гендердің популяцияда нақты таралуын сипаттайды. Харди және Вайнберг тұжырымы бойынша, еркін шағылысу кезінде, особтардың миграциясы, және мутация болмағанда, индивидтердің әрбір аллелдерінің өзара қатынастық жиілігі, сол популяцияда, ұрпақтан- ұрпаққа тұрақты қалып отырады, яғни популяцияда гендер дрейфі болмайды. Популяционды-статистикалық әдіс популяциядағы қалыпты және патологиялық гендердің кездесу жиілігін есептеуге, аномальды гендердің тасымалдаушылары – гетерозиготалы особтардың өзара қатынасын анықтауға мүмкіндік береді. Осы әдістің көмегімен популяцияның генетикалық құрылымы (адам популяциясындағы гендер мен генотиптер жиілігі); частоты фенотиптер жиілігі анықталады. Сонымен қатар, популяцияның генетикалық құрылымын өзгертуші орта факторлары зерттеледі. Бұл әдіс Харди–Вайнберг заңына негізделген.
Харди–Вайнберг заңы: Гендер және генотиптер жиілігі, үлкен популяцияларда, панмексия жағдайында (еркін шағылысу), ұрпақтар қатарында тұрақты болады. Оны есептеу келесі формуламен жүзеге асырылады: р + q = 1, р2 + 2pq + q2 = 1. Мұнда р – популяциядағы доминантты ген (аллель) жиілігі, q – популяциядағы рецессивті ген(аллель) жиілігі, р2 – доминантты гомозиготалар жиілігі, q2 – рецессивті гомозиготлар жиілігі, 2pq – гетерозиготлы ағзалар жиілігі. Бұл әдісті қолдана отырып, патологиялық гендердің тасымалдаушысын анықтауға ьолады.
Харди Годфри Харолд (1877–1947), ағылшын математигі, Кранлидағы Суррей графствосында туылған,. Бейнелеу пәні оқытушысының баласы Кембридж және Оксфордс университетінде математиканы оқыған
Вайнберг Вильгельм (1862–1937), неміс дәрігері, Штуттгартта үлкен жекетәжірибелік орталығы болған. 3500 нәрестенің дүниеге келуіне, оның ішінде, 120 жұп егіздердің туылуына дәрігерлік үлесін қосқан.Өзінің дәрігерлік тәжірибесіедегі бақылауы бойынша, әртүрлі жұмыртқалы егіздердің туылуына бейімділік, ұрпақтан- ұрпаққа беріледі деген.. Молекулярлы-генетикалық әдіс. Қазіргі кездегі генетиканың даму деңгейі, ағзаның тұқым қуалаушылығы мен өзгергіштігінің молеклярлық негіздерін, генетикалық материалдың химиялық және физико-химялық құрылымын, оның қызметтерін зерттеуге мүмкіндік береді..
Адам генетикасын зерттеу, генетикалық аномалиялар мүмкіншілігін болжауға, диагноз қоюға септігін тигізеді. Қазіргі кезде 2 000- ға жуық белгілердің тұқым қуалау сипаты зерттелген. Генетикалық ауруларды болжау және профилактика жүргізу үшін, медико- генетикалық кеңестер құрылған. Адамның сомалық жасушаларының ядроларында жыныс хроматині. а — ядро жасушасы төрт Х-хромосомаларымен; б — қалыпты әйелдің жасуша ядросы; в — қалыпты ер адамның жасуша ядросы;
Жақтың сілекей қабықшасынан шпательмен қыры алып, содан кейін алынған материалдан дайын шынының үстін алдын-ала май дақтарын кетіріп жұғын дайындау. Препаратты фиксациялау үшін шыны стақанына 5-10 минутқа спирт пен эфирдің қосындысына салып қою керек. Фиксация біткеннен кейін препаратты орсеинмен бояп, жапқыш шынымен жауып, иммерсионды объективі бар микроскоппен қарау. Ауыз қуысының сілекейлі қабықшасының эпителиальды жасушаларын, жақсы боялған ядроларынан көруге болады. Соңғыларында, жыныс хромтиннің тегіс дөңгелек пішінді түрде ядро қабықшасына жақын орналасқандығынан көруге болады. Басқа хроматин жиынтығынан көлемімен (үлкен-ірі) тығыздығымен және орналасу мінезімен ееркшеленеді... Көңіл аударыңыздар перпараттарда ер адамның ауыз қуысынан алынған жыныс хроматині кездеседі, өте сирек әйелдердің ауыз қуысынан алынып жасалынған перпараттарға қарағанда (40-60% жасуша ядроларында байқалады).
ТҰҚЫМҚУАЛАУШЫЛЫҚ АУРУЛАРДЫҢ ЕМДЕУ ПРИНЦИПТЕРІ. Мутация типтерінің әртүрлілігін, зат алмасудың бұзылуын, мүшелермен жүйелердің қатысуын қадағалай отырып, әртүрлі тұқымқуалайтын аурулардың формаларына бірдей емдеу әдістері мүмкін емес. Оларды емдеу негізінде басқа аурулардың бағыттары – симптоматикалық, патогенетикалық, этиологиялық жатыр.
Симптоматикалық емдеу пратика жүргізгенде барлық тұқымқуалайтын ауруларда, ал көп түрінде ол жалғыз болып есептелінеді. Сонымен қатар ол күшейтеді оң эффектісін патогенетикалық емдеуде. Симптоматикалық емдеудің түрлері әртүрлі ол дәрі-дәрмектен хирургиялық коррекцияға дейін.
Патогенетикалық емдеу бағытталған бұзылған зат алмасу звеноларының коррекциясына. Егерде ген қызмет етпесе, онда оның өнімін орнына толтыру керек, егерде ген аномальді ақуызды шығарса және токсикалық өнімдер пайда болса, онда оларды алып тастап, геннің негізгі қызметін орынына келтіру керек, егерде ген көп өнім беріп отырса, онда олардың артығын алып тастау керек.
Патогенетикалық терапияның формалары:
1)арнаулы аздату диеталары, мысалы при фенилкетонурияда фенилаланиннің тамақпен түсуін аздату.
Галактоземия кезінде галактозаны алып тастайды.
Рефсум ауруы кезінде – фитанды қышқылды алып тастайды;
2)патологиялық метобалитті ағзадан шығару. Мысалы бірінші ретті гемохроматоз емдейді қанды қайталап шығарумен. Жинақталған зат аламсу аралық өнімдерін шығаруға болады дәрі-дәрмек арқылы, қанның диализімен, гемо және лимфосорбциямен;
3) жетіспейтін өнімді ауыстыруымен (антигемофильді глобулинді гемофилия А-ны гипотиреозды тиреоидты гормондармен, адреногенитальді синдромды гидрокартизонмен);
4) ферменттердің индукциясы (аз дозалы фенобарбиталды қолданады гипербилирубинемияның кейбір формаларында);
5)кофакторды толықтырады (дәрумен керек жағдайда);
6) мүшелермен ұлпалардың орынын алмастыру.
Этиологиялық емдеу кезінде геннің орынын толықтыру немесе оның белсенділігін басуға бағыты генотерапия деп аталады. ДНҚ клондалған бөлігі ген болып келетін немесе оның белсенді бөлігі, реттеуші бөліктерімен веторларға кіргізіп сосын жасушаға енгізеді. Векторлардың көшуін немесе ДНҚ клондалған бөліктерін жасушаға мүмкін тек тура микроинъекциямен, вирустардың көмегімен. Мұндай процедура трансгеноз деп аталынады.
Генді-инженериялық тақалу тұқымқуалайтын ауруларды емдеу ұрықтар жасушалар деңгейінде негізделеді белгілі генді енгізу (ДНҚ бөлігі) ұрықталған жұмыртқа жасушасына. Бірақта адам үшін мұндай тақалу әлі биоэтикалық жітісіп негізделмеген, әсіресе алыс зардаптарын есептемегенде. Сондықтан адамның жұмыртқа жасушаларына, зиготаларға немесе эмбриондарға жасаған эксперименттер социальды-этикалық көз қарас бойынша тыйым салу.
Сомалық жасушалардың трансгеноз арқылы генді-инженериялық емдеуі. Сомалық жасушаларда гендердің көшіруі өтеді ex vivo және in vivo арқылы. Ағзадан алынған бауыр, ми сүйегінен, лимфоциттер трансгенозға ұшыратуға мүмкін керекті генетикалық материалы болып ағзаға қайтадан қайтады, олар тұқымқуалаушылық дефекті өтпейді. Осындай емдеуді қолданады. Мутациямен шақырылатын генде аденозиндезаминазада лимфоциттер комбинирленген иммунодефицитте, Гоше ауруында (жілік майы), жан-ұя гиперхолестеринемисы (бауыр жасушалары).
Тік трансгеноз болуы мүмкін, яғни in vivo, қашан вектор берілген геннің конструкциясымен бағытталған ағзаның жасуша – нысаналарында.
жасушаларға өтеді.
Қазіргі уақытта көп түрлі зерттеулер өткізіліп жаңадан пайда болған, ісік ауруларын, вирусты инфекцияларды, әсіресе ЖИТС емдеуін генотерапияның әрүтүрлі жолдарын қолданып.
Генотерапия әдістерін зерттеуде және оларды пайдалануда көп көңіл аударады, қауіпсіздікті қамтамассыз етуге, сонымен бірге ауру үшін, сыртқы орта үшін, себебі лабораториялық жағдайда құрылады «жаңа генетикалық конструкциялар» табиғатта бұрын кездеспеген.
Мұндай жақындау апробирленеді муковисцидоз ауруын емдеу үшін. Аденовирусты вектор трансмембранды реттеуші натрий иондарының генімен (бұл генде мутация муковисцидозға әкеледі) жоғарғы тыныс алу жолдарымен енгізеді, онда ол эпителиальді
Препаратты салыңыз. Суретте мына белгілерді белгілеңіздер: 1) жасуша цитоплазмасы; 2) ядро қабықшасы; 3) ядродағы хроматин жиынтығы ; 4) жыныс хроматині
.
1 Жұмыс. Соматикалық жасушалар ядроларында Х- жыныс хроматинін анықтау.
Ең алдымен ауызды сумен шайып, содан кейін стерильді салфеткамен ауыз қуысының сілекей қабықшасының эпителиінің беткей қабатын алыңыз. Содан кейін сілекейдің жеңіл қырындысын жасаңыз
Бақылау түрі:
1. Бастапқы білім деңгейін бақылау.
2. Студентттердің өз бетінше жұмысының нәтижесін талдау.
3. Қорытынды білім деңгейін бақылау.