Методические указания для практического занятия
для студентов 1-го курса медицинского факультета
ЗАНЯТИЕ № 7
Темы. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ БОЛЕЗНИ. БИОХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД И ДНК ДИАГНОСТИКА.
ПОПУЛЯЦИОННО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД. МЕДИКО-ГЕНЕТИЧЕСКОЕ
КОНСУЛЬТИРОВАНИЕ.
Практические навычки содержательных модулей 2 и 3:
«ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ»,«МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ ЧЕЛОВЕКА. НАСЛЕДСТВЕННЫЕ БОЛЕЗНИ»
Цель. Выучить механизмы возникновения, основные фенотипические проявления и принципы лабораторной диагностики молекулярных болезней человека. Выучить популяционную структуру человечества, особенности действия элементарных эволюционных факторов и использования закона Харди-Вайнберга для определения генетической структуры частоты патологических генов в популяция людей. Уметь применять методы антропогенетики для диагностики хромосомных и генных заболеваний человека.
Количество часов: 2+2+2
Профессиональная ориентация студентов. Наследственная патология занимает значительное место в структуре заболеваемости и смертности население. Наследственных болезней начисляют свыше 6600. Близко 5 % детей рождаются с генетическими дефектами.
Популяційна структура вида характеризуется наличием не только больших популяций, но и демів и ізолятів. Для них характерные родственные браки, в результате которых частота даже очень редкого алеля может стать значительной (дрейфь генов). Следствия дрейфа генов представляют интерес для медицины, так как в таких популяциях накопляются наследственные болезни. Использования формул закона Харді-Вайнберга дает возможность определить генетическую структуру популяции человека, который имеет важное значение для медико-генетического консультирования, профилактической медицины и социальной гигиены. Использования амниоцентеза разрешает еще в пренатальном периоде диагностировать заболевание, определять пол плода.
Методика выполнения практической работы
І. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ БОЛЕЗНИ. БИОХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД И ДНК ДИАГНОСТИКА.
Работа 1. Классификация молекулярных болезней.
Выучить основные группы молекулярных болезней. Зарисовать схему классификации молекулярных болезней.
Биохимические методы направенны на исследование активности поврежденного фермента. Есть специальные тесты (screening) скрынинг-программы, благодаря каким удается из большого количества различных популяционных групп отобрать подозрительных на определенное насественно обусловленое заболевание обмена. Затем эти бльные подвергаются более углубленному и более точному обследованию, устанавливающему окончательный диагноз.такое двухстепенное обследование, проводимое среди новорожденых и детей младшего возраста, дает возможность выявить биохимические дефекты в самый ранний период жизни, до начала заержки умственного развития или других системных расстройств и приступить к максимально раннему лечению.
К наиболее распространенным экспресс-методам относится тест с 10% раствором хлорного железа для опредеения фенилкетонурии у детей, у которых уровень фенилаланина плазмы превышает 15 мг на 100 мл. Окраска мочи приобретаетсине-зеленого цвета.
ІІ. ПОПУЛЯЦИОННО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД.
МЕДИКО-ГЕНЕТИЧЕСКОЕ КОНСУЛЬТИРОВАНИЕ.
Работа 2. Определение ощущения горького вкуса фенилтиомочевины (ФТС)
Способность ощущать горький вкус ФТС и близких к ней веществ определяется аутосомним доминантным геном (Т), неспособность - рецесивним (t). В популяциях человека одни группы лиц ощущают горький вкус ФТС (генотипы ТТ и Тt), другие не ощущают (tt).
Полоску фильтровальной бумаги смочить слабым раствором ФТС и положить на язык. Ощущаете Вы или не ощущаете горький вкус ФТС?
Сделать вывод. Записать свой возможный генотип за исследуемым признаком. Дайте ответы на вопросы:
а) Сколько студентов в группе ощущают горький вкус ФТС?
б) Сколько студентов в группе не ощущают горький вкус ФТС?
в) Можно ли определить генетическую структуру данной популяции человека по результатам этого исследования?
Работа 3. Выучите методику решения ситуационных задач по популяционной генетике.
З
Для ррешения задачи используем формулы закона Харди-Вайнберга:
р + q = 1; p2 +2pq + q2 = 1, де
р – частота доминантного аллеля А, q – частота рецессивного аллеля а, р2 – частота доминантных гомозигот АА, 2рq – частота гетерозигот Аа, q2 – частота рецессивных гомозигот аа.
аа = q2 = √1/20000; а = q = 1/20000 = 1/141; А = р = 1– q = 1 – 1/141 = 140/141;
Аа = 2pq = 2 · 140/141·1/141 = 1/71 (0,014 або 1,4 %).
Ответ: Один носитель рецессивного гена альбинизма припадает на 71 особу.
адача 1. Альбинизм наследуется как рецесивный автосомный признак и встречается с частотой 1:20 000. Определите частоту гетерозигот в популяции.
Д
ано:
1
аа = ―
20000
Аа=?
Работа 4. Основные показания для направления семей в медико-генетическую консультацию:
-
Наличие подобных заболеваний в нескольких членов семьи. -
Первичное невынашивание беременности. -
Отставания ребенка в умственном и физическом развитии. -
Первичная аменорея, в особенности с недоразвитыми вторичными половыми признаками. -
Родственные браки.
Медико-генетическое консультирование – это процесс, в результате которого больные или их родственики с риском наследственного или предположительного наследственного заболевания получают сведения о последствиях данного заболевания, вероятности его развития и наследования, а также о способах его предупреждения и лечения.
Программа самоподготовки студентов
І. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ БОЛЕЗНИ. БИОХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД И ДНК ДИАГНОСТИКА.
1. Классификация молекулярных болезней.
2. Генные (молекулярные) болезни. Ферментопатии: болезни обмена аминокислот, белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот, минеральных веществ, витаминов, гормонов.
3. Механизмы возникновения молекулярных болезней.
4. Принципы лабораторной диагностики.
ІІ. ПОПУЛЯЦИОННО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД.
МЕДИКО-ГЕНЕТИЧЕСКОЕ КОНСУЛЬТИРОВАНИЕ.
1. Популяционно-статистический метод. Закон постоянности генетической структуры идеальных популяций.
2. Использования формулы закона Харди-Вайнберга в медицине для определения генетической структуры популяций людей.
3. Системы браков у человека: панмиксия (рандомизированый брак), аутбридинг, асортативные браки (положительный и отрицательный), инбридинг (инцестный брак, родственные браки). Следствия разнообразных ситем браков у человека.
4. Медико-генетические аспекты семьи. Медико-генетическое консультирование. Профилактика наследственной и урожденной патологии.
5. Пренатальна диагностика наследственных болезней.
ІІІ. Практические привычки содержательных модулей 2 и 3: «Закономерности наследственности и изменчивости», «Методы изучения наследственности человека. Наследственные болезни».
Семинарское обсуждение теоретических вопросов.
Тестовые задачи и ситуационные задачи
1. В районах Южной Африки у людей распространенная серпопообразная-клеточная анемия, при которой эритроциты имеют форму серпа вследствие замены в молекуле гемоглобина аминокислоты глутамина на валин. Примером которой изменчивости есть это заболевание?
2. Фенилкетонурия – тяжелое наследственное заболевание, связанное с отсутствием фермента, который превращает фенилаланин на тирозин. Вследствие этого фенилаланин превращается в фенилпировиноградную кислоту, которая выделяется с мочой. Фенилкетонурия сопровождается умственной отсталостью вследствие поражения центральной нервной системы. Если исключить из диеты пищу, которая содержит фенилаланин, то можно предотвратить развитию заболевание. Следствием какого вида мутации есть это заболевание? К какой группе наследственных заболеваний принадлежит фенилкетонурия?
3. Какая популяция называется изолятом?
а) частота близькородных браков около 90%; б) имеет место панмиксия; в) численность колеблется в широких границах; г) численность до 1500 мужчина; д) характерный генетико-автоматический процесс; е) имеет место постоянный генетический состав.
4. В изолированной популяции есть 16 % людей с резус-отрицательной кровью. Какую часть составляют гетерозиготные носители рецесивного гена резус-отрицательной крови.
5. В популяции людей кареглазые индивидуумы составляют 51%. Карие глаза доминируют над голубыми. Определить частоту гетерозигот в популяции.
6. В городе Х на протяжении 5 лет среди 25000 новорожденных зарегистрирован 2 случаи фенилкетонурии. Заболевания наследуется за аутосомно-рецесивним типом. Определить частоту гетерозигот в популяции.
7. Прирожденный вывих бедра наследуется как доминантная аутосомна признак. Заболевания встречается с частотой 6 : 10000, пенентрантность составляет 20 %. Определить частоту гена, который обусловливает данное заболевание.
8. В медико-генетическую консультацию обратилась здоровая беременная женщина с просьбой определить пол плода, так как ее брат и сын страдают тяжелой формой гемофилии. В клетках с амниотической жидкости половой хроматин не выявлен. Какой можно сделать вывод о поле плода? Определите вероятность рождения больного ребенка.
Исходный уровень знаний и умений проверяется путем решения ситуационных задач.
Студент должен знать:
1. Классификацию молекулярных болезней.
2. Механизмы возникновения наследственных болезней и принципы лабораторной диагностики.
3. Закон постоянства генетической структуры идеальных популяций.
4. Значение проблемы генетического отягощения у человека.
5. Методы пренатальной диагностики наследственных болезней.
6. Основные методы изучения наследственности человека, их применения в медицине.
7. Задачи медико-генетического консультирования.
Студент должен уметь:
1. Обяснять механизмы возникновения и принципы лабораторной диагностики наследственных болезней.
2. Решать ситуационные задачи по медицинской генетике.
3. Применить знания генетического равновесия генов и генотипов в популяциях для определения их генетической структуры.
4. Высчитать генетический состав популяций человека.
5. Рассчитать вероятность проявления наследственных болезней у потомков в зависимости от пенентрантності гена.
Ответы на тесты и ситуационные задачи:
1. Генная мутация. 2. Генная мутация, генное (молекулярное) заболевание обмена белков, ферментопатия. 3. а, б, д. 4. 48 %. 5. 42%. 6. 1,76 %. 7. 0,0015. 8. Мужской пол. Вероятность рождения больного ребенка 50%.
Источники информации
Главные:
1. Биология: Учебник для студентов медицинских специальностей Вузов. В 2-х книгах /Кол. авт.; Под ред. проф. Ярыгина В. Н. - М: Высшая школа, 2001 (1997). - 432 (448) с. (книга I): 334 (340) с. (книга II); ил.
2. Слюсарев А.А., Жукова С.В. Биология – К.: Высшая школа, 1987. – 415 с.
3. Биология / Под ред. В.Н. Ярыгина. – Г.: Медицина, 1984. – 560 с.
Дополнительные:
1. Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека / В 3-х т. – Мир, 1990.
2. Билич Г. Л., Крыжановский В. А. Биология / Полный курс. В 3-х т. – М.: Изд. дом «Оникс 21 век», 2002. – 864с.
Автор: ас. Недошитко К. Ю.
Утвержден на заседании кафедры
30. 08 2008 г., протокол № 1
Пересмотрен на заседании кафедры
________200 г., протокол №______