Henetika ng tao at ang kahalagahan nito para sa gamot

Mga pamamaraan para sa pag-aaral ng pagmamana ng tao

Ang lahat ng tao ay nabibilang sa parehong species Homo sapiens- isang makatwirang tao. Ang species na ito ay genetically heterogenous: walang dalawang tao na may parehong genome (maliban sa identical twins). Noong 30s. ika-20 siglo naging malinaw na ang pagmamana ng mga katangian sa mga tao ay napapailalim sa parehong mga pattern tulad ng sa mga hayop at halaman. Ito ang naging batayan para sa pag-unlad ng medikal na genetika.

Sa kasalukuyan, halos 4 na libong iba't ibang mga anomalyang namamana ng tao ang kilala, kung saan 1/3 ay itinuturing na malubhang sakit. Kasama sa namamana, halimbawa, mga sakit sa pag-iisip (iba't ibang uri ng demensya, schizophrenia, epilepsy), pati na rin ang mga metabolic disorder (diabetes, phenylketonuria, atbp.). Ang bawat isa sa atin ay carrier ng 4-8 hereditary anomalya.

Ang pag-unlad ng modernong sibilisasyon ay humahantong sa paglitaw sa kapaligiran ng mga kadahilanan na nagpapataas ng dalas ng mga mutasyon kapwa sa mga somatic cell at sa mga gametes. Habang umuunlad ang gamot, ang pagkilos ng natural na pagpili na may kaugnayan sa isang tao ay humina, samakatuwid, ang mga umuusbong na nakakapinsalang mutasyon ay hindi nawawala, ngunit nagpapatuloy, na nakakaapekto sa pagmamana. Ang medikal na genetika ay nahaharap sa isang kagyat na gawain: sa malapit na hinaharap, upang matutunan kung paano haharapin ang pagpapakita ng mga nakakapinsalang mutasyon sa phenotype ng tao. Ang solusyon sa problemang ito ay batay sa mga nagawa ng molecular genetics.

Ang pag-aaral ng pagmamana ng tao ay mahirap, dahil. imposibleng mag-eksperimento sa isang tao, siya ay medyo mabagal, may malaking bilang ng mga chromosome. Sa kabila nito, ang malawak na kaalaman tungkol sa pagmamana ng tao ay naipon hanggang sa kasalukuyan, na nakuha gamit ang mga pamamaraan ng pananaliksik tulad ng genealogical, kambal, cytogenetic, populasyon, biochemical, dermatoglyphic, atbp.

pamamaraan ng genealogical ay batay sa pag-aaral ng pedigree ng isang tao kung saan ang pamilya ay natagpuan ang iba't ibang mga namamana na sakit. Ang pamamaraan ng pedigree ay nagbibigay-daan sa iyo na itatag ang pangingibabaw o recessiveness ng isang katangian, ang pagkakaugnay nito sa iba pang mga katangian o sa kasarian. Sa kasalukuyan, ang pamana ng maraming normal at pathological na mga katangian sa mga tao ay pinag-aralan, ang ilan sa mga ito ay ipinapakita sa talahanayan.

nangingibabaw	recessive
kulot na buhok	Diretsong buhok
maagang pagkakalbo	Normal na pagkawala ng buhok
kayumangging mata	Asul o kulay abo
Mga pekas	Walang pekas
Polydactyly	Normal na bilang ng mga daliri
Kawalan ng ngipin	Pagkakaroon ng ngipin
Normal na pamumuo ng dugo	Hemophilia
Kakulangan ng mga kuko	Pagkakaroon ng mga kuko
Myopia	normal na paningin
Mahaba ang pilikmata	Maikli ang pilikmata
pagkabulag sa gabi	normal na paningin
Normal na pangitain ng kulay	pagkabulag ng kulay

Ang isang kaso ng tinatawag na royal hemophilia ay kilala mula sa kasaysayan. Si Queen Victoria ng England ay heterozygous para sa hemophilia bilang resulta ng isang mutation na naganap sa isa sa kanyang mga magulang. Hindi naghinala si Victoria na siya ay isang carrier ng hemophilia hanggang sa ipanganak niya ang kanyang ikawalong anak, ang anak ni Leopold. Ang gene para sa katangiang ito ay malawak na ipinamahagi sa mga maharlikang pamilya ng Europa dahil sa malapit na magkakaugnay na pag-aasawa. Ang Russian Tsarevich Alexei ay nagdusa mula sa hemophilia, at dalawang anak na lalaki ng Espanyol na Haring Adolf XIII, Gonzalo at Alphonse, ay namatay sa sakit na ito, na minana mula sa heterozygous na mga anak na babae ng Victoria, na nagdala ng gene sa mga naghaharing pamilya noon sa Espanya at Russia. Ang linya ng British ay ipinagpatuloy ng kanyang malusog na anak na si Edward VII.

Ang mga bata mula sa isang malapit na kaugnay na pag-aasawa ay hindi kinakailangang pasanin ng mga namamana na sakit. Maaaring sila ay medyo malusog. Sa gayong mga pag-aasawa, halimbawa, C. Darwin, A. Lincoln, A.S. Pushkin. Ang maalamat na Cleopatra ay ipinanganak mula sa unyon ng kanyang kapatid na lalaki at babae. Noong sinaunang panahon, ang mga intra-pamilya lamang, o, tulad ng sinasabi nila, ang mga kasal sa incest ay natapos sa maraming mga maharlikang bahay.

Kaya't ang mga miyembro ng naghaharing dinastiya ay naghangad na mapanatili ang "kadalisayan ng dugo." Sa kasamaang palad, ang nangyari, hindi niya ginagarantiyahan ang pagsilang ng isang matalino, malakas sa espiritu at katawan na mga supling.

Kadalasan sa gayong mga pamilya ay may mga bata na apektado ng mental at pisikal na karamdaman.

Sinusuri ang mummy ng Egyptian pharaoh na si Tutankhamen, na ang ina ay kanyang kapatid na babae sa ama, ang mga siyentipiko ay dumating sa konklusyon na ang isang malubhang namamana na sakit ay ang sanhi ng kanyang maagang pagkamatay. Naniniwala ang mga geneticist na ang pagkabulok ng Ptolemaic dynasty ay dahil sa consanguineous marriages.

Ano ang panganib ng consanguineous marriage? Mayroong isang bagay tulad ng koepisyent ng inbreeding. Para sa mga tiyuhin at pamangkin, ito ay 1/8, para sa mga pinsan - 1/16, para sa pangalawang pinsan - 1/32, para sa ikaapat na pinsan - 1/64, atbp. Ang karagdagang relasyon, ang hindi gaanong magkaparehong mga gene sa genetic apparatus ng bawat kamag-anak.

Sa consanguineous marriage, ang posibilidad ng paglitaw ng may sakit na supling ay direktang nakasalalay sa antas ng relasyon ng mag-asawa. Kabilang sa mga namamana na sakit, mayroong isang grupo dahil sa pagkilos ng nangingibabaw na mga gene, at ang iba pa - recessive. Ang nangingibabaw na gene, kahit na sa isahan, ay kinakailangang humahantong sa pag-unlad ng sakit. Mayroong, halimbawa, tulad ng isang bihirang ngunit malubhang sakit - Huntington's chorea. Ito ay sanhi ng isang abnormal na gene. Ang nakamamatay na gene, tulad ng isang time bomb, ay nagsisimulang magpakita ng aktibidad kapag ang carrier nito ay umabot sa edad na 30-35 taon. Ang isang ganap na malusog na tao ay literal na nagiging kasiraan sa maikling panahon: huminto siya sa paggalaw, nawawala ang kanyang memorya, pagsasalita at namatay sa matinding paghihirap. Sa ngayon, ang gamot ay makapagpapagaan lamang sa pisikal na pagdurusa ng pasyente, ngunit hindi makapagpapagaling sa kanya.

Recessive gene - ang isa sa field ay hindi isang mandirigma. Ang carrier nito ay maaaring maging isang ganap na malusog na tao, mabuhay nang ligtas at ipasa ang may sira na gene sa mga bata sa pamamagitan ng mana. Hangga't ang pagkilos ng "nakakapinsalang" recessive gene ay pinigilan ng normal na gene na natanggap mula sa ibang magulang, ang sakit ay hindi magpapakita mismo. Kung, sa pamamagitan ng pagkakataon, ang mga magulang ay naging mga carrier ng parehong "nakakapinsalang" recessive gene, ang banta ng pagsilang ng mga may sakit na supling ay nagiging totoo. Ang posibilidad ng naturang resulta ay tataas ng sampung beses kung ang mga kamag-anak na maaaring magmana ng may sira na gene mula sa kanilang karaniwang ninuno ay magpakasal. Ito ay kung gaano karaming mga karamdaman ang minana: deaf-mutism, albinism, mga sakit ng nervous system, atbp. Sa mga supling ng mga mag-asawa na nauugnay sa consanguinity, ang panganib na hindi lamang ang paglitaw ng mga namamana na sakit, kundi pati na rin ang mga patay na panganganak, pagkakuha, at congenital malformations ay tumataas.

Iba't ibang hugis ng auricle: may mga genetic disorder - a, b; pamantayan - sa

kambal na pamamaraan, na ipinakilala sa genetika ng Ingles na antropologo at psychologist na si F. Galton, ay batay sa paghahambing ng kambal. Ginagawang posible ng pamamaraang ito na matukoy ang papel ng genotype, gayundin ang pagsusuri sa impluwensya ng mga panlabas na salik, tulad ng pagsasanay, pagpapalaki, atbp., sa pagmamana ng mga katangian.

Ang kambal ay magkapareho at magkapatid. Ang magkatulad na kambal ay nabuo mula sa parehong itlog. Palagi silang magkaparehong kasarian, kapansin-pansing magkahawig, magkapareho sila ng uri ng dugo, magkapareho ang mga fingerprint, kahit ang kanilang mga magulang ay nalilito sa kanila, at ang mga aso ay hindi nakikilala sa pamamagitan ng amoy. Sila lang ang may matagumpay na organ transplant. Ang bahagi ng magkapareho sa mga tao ay humigit-kumulang 40% ng kabuuang bilang ng mga kambal. Ang pag-aaral ng magkatulad na kambal sa buong buhay nila, lalo na kung nakatira sila sa magkaibang sosyo-ekonomiko at klimatiko na mga kondisyon, ay kawili-wili dahil ang mental at pisikal na pagkakaiba sa pagitan nila ay hindi dahil sa magkakaibang genotype, ngunit sa impluwensya ng mga kondisyon sa kapaligiran. Ang pinakasikat na magkatulad na kambal na nakaligtas hanggang sa pagtanda ay ang limang kapatid na babae ni Dion, na ipinanganak sa Canada noong 1934.

Isang araw sa maliit na bayan ng Callander sa Canada, isang telepono ang tumunog sa tanggapan ng editoryal ng isang lokal na pahayagan. Isang boses ng lalaki ang hindi siguradong nagtanong, "Excuse me, magkano ang magagastos para i-advertise ang kapanganakan ng limang anak sa pahayagan?" Ang editor sa una ay hindi naiintindihan kung ano ang nakataya. Nagtanong siya ng ilang tanong at hindi nakaimik sa tubo. Nang mabawi ang kaloob ng pananalita, muli siyang nagtanong: “Ano ang sinasabi mo? Talagang limang bata ang ipinanganak nang sabay-sabay? Malungkot na kinumpirma ito ng lalaki sa kabilang linya. Ito ay isang sensasyon! “Kung nagsasabi ka ng totoo,” sigaw ng editor, “wala kang gagastusin kahit isang sentimos. Ano ang apelyido mo?" “Oliver Dion,” sagot ng lalaki.

Nagsimula ang isang kamangha-manghang kuwento ng limang maliliit na kapatid na babae. Ang kanilang mga binti ay manipis, tulad ng mga daliri, ang katawan ay malayang magkasya sa iyong palad. Ang bigat ng bawat isa ay higit pa sa 600 g. Ang doktor, gamit ang isang pipette, ay nagbuhos ng ilang patak ng tubig na may halong rum sa kanilang mga bibig. Natitiyak ng komadrona na ang mga bagong silang ay hindi mabubuhay kahit isang oras. Kaya dali-dali niyang ibinaba ang mga ito sa isang palanggana ng tubig, bininyagan sila sa kanilang mga pangalan: Emily, Marie, Cecile, Annette, Yvonne. Tama ang midwife: ang mga bagong silang ay walang pagkakataon na mabuhay. Ipinanganak sila sa bahay ng isang mahirap na magsasaka, kung saan walang kuryente o tubig, at limang iba pang miyembro ng pamilya ang nakatira sa isang masikip na silid.

Noong limang buwan na ang kambal, nagulat ang lahat sa balitang ipapakita sila ng kanilang biyolohikal na ama sa Chicago World's Fair. Noon ay seryosong kinuha ng mga awtoridad ng Canada ang magkapatid na Dion: isang espesyal na pavilion ang itinayo, kung saan inilagay ang limang kapatid na babae. Ang pavilion na ito ay may sampung malalaking bintana at isang gallery kung saan makikita ang mga ito. Ang mga batang babae ay nagsimulang mamuhay na parang nasa isang aviary. Mula 1935 hanggang 1943 mahigit 3 milyong tao ang dumaan sa gallery! Mayroong mga manonood hindi lamang mula sa Canada, USA, kundi pati na rin mula sa ibang mga bansa sa mundo. Binayaran ang viewing, napunta ang mga bayarin sa isang espesyal na binuksang account sa pangalan ng limang anak ni Dion. Dahil sa pagdagsa ng mga turista, yumaman ang lungsod, habang ang mga magulang ay nadama na iniwan. "Lahat ay yumaman sa aming mga anak na babae," reklamo ng ama, "at kami ay naiwan lamang ang karapatang magbenta ng mga postkard na may kanilang mga larawan ..."

Ang mga bata ay naging minahan ng ginto: ang mga kumpanyang gumagawa ng gatas, lampin, damit ng sanggol, pulbos ng sanggol, toothpaste ay nagbayad ng malaking halaga para sa paggamit ng mga larawan ng magkapatid na Dion sa mga ad para sa kanilang mga produkto. Gumawa ang Hollywood ng tatlong pelikula tungkol sa kanila. At kakaunti lamang ang mga doktor at psychologist na nagbabala: dahil sa katotohanan na ang mga batang babae ay pinananatiling tulad ng mga hayop sa isang hawla, sila ay lumaking hindi masaya, hindi nakikipag-usap.

Noong siyam na taong gulang sina Emily, Marie, Cecile, Annette, Yvonne, nagpasya ang mga awtoridad na magtayo ng isa pang malaking bahay sa Callander at doon ilagay ang buong pamilya Dion. Ang ideya ng isang magkasanib na buhay ng buong pamilya ay hindi matagumpay. Ang mga batang babae ay ganap na hindi nababagay dito. Iritado ang pakikitungo sa kanila ng ama, kahit na malupit: itinuring niya ang kanyang sarili na hindi patas na pinagkaitan sa paghahati ng kita. Noong labing-anim ang mga babae, ipinadala sila sa isang boarding school. Lumitaw sila doon na mahiyain, mahiyain, hindi makatagpo ng pakikipag-ugnayan sa mga kapantay at iba pang mga bata. Makalipas ang tatlong taon, nagpunta si Emily sa isang kumbento, ngunit hindi rin siya nagtagal doon. Pagkalipas ng ilang taon, nagsimula siyang magkaroon ng epileptic seizure. Isang gabi, sa panahon ng isa pang pag-atake, si Emily, na pinagkaitan ng pangangalagang medikal, ay namatay. Para sa ibang mga kapatid na babae, ito ay isang kakila-kilabot na dagok. Kaagad pagkatapos ng kamatayan ni Emily, sinimulan nilang isulat ang aklat na We Were Five, na naging isang akusasyon hindi lamang laban sa pamilya, ngunit, higit sa lahat, laban sa mga awtoridad.

Nagsimulang magkatotoo ang makulimlim na mga hula ng mga taong mapanghusga. Ang mga kapatid na babae ay hindi inangkop sa isang normal na buhay: wala sa kanila ang may propesyon, hindi sila makahanap ng pakikipag-ugnay sa ibang mga tao. Lumaki silang magkasama, alam nila kung paano maging magkaibigan lamang sa isa't isa. Namatay si Marie sa edad na tatlumpu. Matapos ang isang hindi matagumpay na pag-aasawa, namuhay siyang mag-isa sa Montreal, kung saan siya ay biglang namatay. Hindi rin nagkaroon ng kaligayahan sa pagsasama sina Annette at Cecile. Malakas na nakakabit sa isa't isa, gumugol sila ng maraming oras sa pakikipag-usap sa telepono o sa mga pagbisita sa isa't isa, kung saan nananabik silang naalala ang oras na lima sila.

Si Cecile ay nagkaroon ng kambal, ngunit ang isa sa mga kambal ay namatay kaagad. Siya ay nabalo pagkalipas ng tatlong taon. May apat na anak si Annette. Sinubukan ni Yvonne na maging isang madre, ngunit hindi nakasama sa monasteryo at namuhay nang mag-isa. Ganyan ang malungkot na sinapit ng magkapatid na Dion.

Isang kahanga-hangang pag-aaral ang isinagawa sa lungsod ng Gdansk ng Poland, kung saan noong Mayo 12, 1971, limang kambal ang ipinanganak sa klinika ng Gdansk Medical Academy. Mula sa sandali ng kapanganakan, inalagaan sila ng Pediatric Institute. Pagkatapos lamang ng dalawa at kalahating buwan ay umuwi ang mga bata. Sa edad na tatlo, sina Adan, Piotr, Roman, Agnieszka at Eva ay nagpunta sa kindergarten, at noong Mayo 1978 ang kambal ay naging mga mag-aaral ng Gdansk secondary school No. 15. Sa paaralan, lahat ng limang mabilis na sumali sa koponan, mayroon silang maraming mga kaibigan. Sila ay palakaibigan hindi lamang sa isa't isa, kundi pati na rin sa lahat ng mga kaklase. Lumaki ang mga bata na palakaibigan, malusog, mabait. Ito ang magkaibang kapalaran ng Canadian at Polish na kambal.

Cytogenetic na pamamaraan batay sa mikroskopikong pag-aaral ng istraktura at bilang ng mga kromosom. Ang paghahati ng mga leukocyte ay naayos, nabahiran at sinusuri sa ilalim ng mikroskopyo. Sa kasong ito, ang mga paglihis mula sa pamantayan ay maaaring matukoy kapwa sa pamamagitan ng bilang ng mga kromosom at sa istraktura ng bawat kromosoma.

Ang unang kumpletong impormasyon tungkol sa bilang at istraktura ng mga chromosome ay nakuha noong 1956 ng mga Swedish scientist na sina J. Tiyo at A. Levan. Natagpuan nila na ang isang normal na karyotype ng tao ay may kasamang 46 na chromosome, kung saan 22 pares ng mga autosome at isang pares ng mga sex chromosome.

Ang cytogenetic control ay ginagamit sa pagsusuri ng isang bilang ng mga namamana na sakit. Sa kawalan ng isang X chromosome, nagkakaroon ng Shereshevsky-Turner syndrome ang mga babae (genotype: 44 + X0 = 45). Ang sakit na ito ay unang inilarawan ng Soviet endocrinologist na si N.A. Shereshevsky noong 1925, at pagkatapos ay pinag-aralan nang mas detalyado ni Turner noong 1938. Sa pagsilang, ang bata ay mukhang isang batang babae, at madalas ay may kapansin-pansing puffiness sa likod ng mga braso at binti. Sa unang taon ng buhay, ang pamamaga ay unti-unting nawawala. Ang mga babaeng nasa hustong gulang ay karaniwang maikli, mas mababa sa 140 cm, at may mga pterygoid neck fold. Ang mga ovary ay kulang sa pag-unlad at kumakatawan sa isang strip ng connective tissue. baog.

Alam na ngayon na sa 45-60 kaso sa 100 kusang pagpapalaglag, tayo ay nakikitungo sa mga abnormalidad ng chromosomal. Para sa mga kadahilanang hindi pa nauunawaan, ang pinakakaraniwang anomalya (humigit-kumulang 20% ​​ng lahat ng kusang pagpapalaglag) ay Shereshevsky-Turner syndrome.

Ang pagkakaroon ng dagdag na X chromosome sa mga lalaki (genotype: 44 + XXY = 47) ay humahantong sa sakit na Klinefelter. Noong 1942, inilarawan ng Amerikanong manggagamot na si Klinefelter ang isang grupo ng siyam na lalaki na may abnormal na nabuo na mga glandula ng mammary, napakaliit na testes, at walang spermatozoa. Ang mga lalaking nagdurusa sa sakit na ito, bilang panuntunan, ay mas mataas kaysa sa normal, nahuhuli sa intelektwal. Kadalasan sila ay may kakayahang gumawa ng krimen at seksuwal na kabuktutan, at marami sa kanila ay napupunta sa mga psychiatric na ospital o mga bilangguan. Halos lahat sila ay dumaranas ng kawalan ng katabaan. Ang Klinefelter's syndrome ay nagpapakita rin ng sarili sa mga lalaki na may genotypes 44 + XXXY = 48 at 44 +
+ XXXXY = 49. Ang mga ganyang lalaki ay may kakayahang gumawa ng malupit, napaka-agresibo.

Ang pagkakaroon ng dagdag na 21st chromosome ay makikita sa ilalim ng mikroskopyo. Sa unang pagkakataon ang anomalyang ito ay natuklasan ng Pranses na doktor na si Lejeune at mga kasamahan noong 1959. Ang sakit na nauugnay dito ay inilarawan noong ika-19 na siglo. Ingles na doktor na si L. Down at tinawag na Down syndrome. Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng dementia, isang pangit na pangangatawan, at isang Mongoloid slit sa mga mata. Ang mutation na humahantong sa Down's syndrome ay sanhi ng mga mutagens na pumapasok sa katawan kasama ng pagkain o hangin. Ang pinakalaganap na mutagens ay mga kemikal na compound na bahagi ng usok ng tabako. Samakatuwid, ang mga naninigarilyo ay mas malamang na magkaroon ng mga anak na may Down syndrome. Ang edad ng ina ay hindi walang malasakit sa kalusugan ng bata, at mas matanda ito, mas madalas na nangyayari ang mga congenital developmental anomalya.

Hindi gaanong karaniwan kaysa sa Down syndrome ay Edwards syndrome. Ang mga naturang pasyente ay may dagdag na chromosome sa ika-18 na pares. Ang sobrang 18th chromosome ay nagdudulot ng mental retardation, mga depekto sa tainga, mata, kamay, ulo.

Ang pagkakaroon ng sobrang chromosome 13 ay humahantong sa Patau syndrome, na inilarawan noong 1960. Ang sakit ay sinamahan ng mental retardation, isang maliit na ulo, mga anomalya sa pag-unlad ng mga tainga at mata, isang cleft palate, isang cleft lip, ang presensya ng dagdag na daliri sa bawat kamay, pati na rin ang iba pang mga anomalya. Ang mga batang ito ay karaniwang namamatay bago ang edad na isa.

Ang paglabag sa integridad ng hindi bababa sa isang chromosome ay humahantong din sa malubhang kahihinatnan. Ang "cat cry" syndrome na nauugnay sa isang pagtanggal ng maikling braso ng 5th chromosome ay inilarawan noong 1963. Ang pag-iyak ng mga bagong silang ay katulad ng sigaw ng isang pusa, na nauugnay sa mga anomalya ng larynx at vocal cords. Ang mga bata ay lumalaki nang hindi maganda, nahuhuli sa pag-unlad ng kaisipan. Ang hitsura ng mga pasyente ay may mga tampok: isang nakahalang fold sa panloob na sulok ng mata, mga tainga ng hindi regular na hugis at mababa ang lokasyon, isang maikling leeg, ang mga malformations ng puso ay madalas. Karamihan sa mga bata ay namamatay sa murang edad, ngunit ang mga matatandang pasyente, lalo na ang isang 55 taong gulang na babae, ay inilarawan.

Ang pagpapaikli ng isang chromosome mula sa ika-22 na pares ay humahantong sa isang sakit sa dugo - malignant myeloid leukemia (leukemia).

Paraan ng biochemical batay sa pag-aaral ng hereditarily conditioned metabolism. Ang sanhi ng metabolic disorder ay isang pagbabago sa aktibidad ng ilang mga enzyme. Ang isang halimbawa ng isang amino acid metabolism disorder ay albinism, sanhi ng isang depekto sa tyrosinase enzyme, na humaharang sa conversion ng tyrosine sa melanin. Ang mga Albino ay may gatas na balat, napaka-fair na buhok, at walang pigment sa iris. Mayroon silang mas mataas na sensitivity sa sikat ng araw, na nagiging sanhi ng mga nagpapaalab na sakit sa balat.

Ang Phenylketonuria (isang disorder ng metabolismo ng amino acid) ay isang namamana na sakit na nauugnay sa akumulasyon ng phenylalanine dahil sa kakulangan ng enzyme na nagko-convert nito sa tyrosine. Ang Phenylalanine ay na-oxidized sa phenylpyruvic acid, na pinalabas sa ihi. Ang dalas ng sakit na ito ay 1: 5600. Ang isang may sakit na bata ay nagkakaroon ng mga kombulsyon, dermatitis, isang hindi kasiya-siyang amoy ay nagmumula sa kanya ("mouse", "lobo", "musty"). Upang masuri ang sakit, ang Felling test ay ginagamit: 10 patak ng isang 10% na solusyon ng FeCl 3 ay idinagdag sa 2-5 ml ng sariwang ihi. Ang hitsura ng isang asul-berde na kulay ay nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng sakit. Ang paggamot ay binubuo sa pagsunod sa isang espesyal na piniling diyeta.

Sa galactosemia (isang paglabag sa metabolismo ng karbohidrat), ang galactose ay naipon sa dugo, na pumipigil sa pagsipsip ng glucose. Kung ang gatas, na pinagmumulan ng galactose, ay hindi kasama sa pagkain, ang bata ay nabubuhay. Ang mga pasyente ay kulang sa enzyme galactosidase, na maaaring matukoy sa pamamagitan ng isang kemikal na pagsusuri sa dugo. Ang simula ng sakit ay maaaring maipakita mula sa mga unang araw ng buhay sa pamamagitan ng hindi pagkatunaw ng pagkain, ang atay ay pinalaki, ang pag-ulap ng lens ay napansin. Sa mga malubhang kaso at walang paggamot, ang mga bata ay namamatay sa unang taon ng buhay, at ang cirrhosis ng atay ay matatagpuan sa autopsy.

Ang sakit na Niemann-Pick ay nauugnay sa akumulasyon ng sphingomyelin sa utak at atay. Ang sakit ay bubuo sa maagang pagkabata at nagpapakita ng sarili sa pagtanggi na kumain, pagsusuka, pagpapalaki ng tiyan, atay, pali. Ang mga pasyente ay may kahinaan sa kalamnan, kombulsyon, pagbaba ng pandinig at paningin. Ang mga bata ay namamatay sa murang edad.

Sa 4,000 namamana na sakit na inilarawan sa ngayon, humigit-kumulang 600 ang medyo napag-aralan nang mabuti. Ang paggamit ng iba't ibang mga pamamaraan ay ginagawang posible upang makilala ang mga pattern ng pamana ng mga katangian sa mga tao sa normal na kondisyon at sa iba't ibang mga pathologies. Dahil dito, sa mga nakaraang taon, naging posible na maiwasan ang pagsilang ng mga bata na may mga depekto sa kapanganakan gamit ang prenatal diagnosis. Sa maraming bansa sa mundo, kabilang ang Russia, mayroong isang network ng mga institusyon na nagbibigay ng medikal na genetic counseling sa populasyon. Una sa lahat, ang mga bagong kasal na may genetically disadvantaged na mga kamag-anak ay dapat gumamit ng kanilang mga serbisyo. Ang genetic counseling ay obligado sa pag-aasawa ng mga kamag-anak, mga taong higit sa 30 taong gulang, gayundin sa mga nagtatrabaho sa produksyon na may nakakapinsalang kondisyon sa pagtatrabaho. Mababawasan ng mga doktor at geneticist ang panganib na magkaroon ng genetically defective na mga supling.

Mga Seksyon: Biology

klase: 9

"Pagsasabuhay ng siyentipikong katotohanan tungkol sa mga batas ng pagmamana
tumulong sa pagpapagaan sangkatauhan mula sa maraming kalungkutan at kalungkutan.

(I.P. Pavlov)

Mga layunin ng aralin:

Paksa:

• upang bumuo ng mga konsepto tungkol sa genetika ng tao, ang agham na nag-aaral ng mga katangian ng pagmamana ng mga katangian sa mga tao, mga namamana na sakit (medikal na genetika), ang genetic na istruktura ng mga populasyon ng tao, na siyang teoretikal na batayan ng modernong medisina at modernong pangangalaga sa kalusugan.
• ipakilala ang mga pangunahing pamamaraan ng genetika ng tao: cytogenetic, kambal, populasyon, biochemical, genealogical.

Pagbuo:

• bumuo ng pag-iisip, ang kakayahang ihambing at pag-aralan, ilapat ang impormasyong natanggap sa pagsasanay.
• bumuo ng pangangailangan para sa malikhaing pagsasakatuparan sa sarili, edukasyon sa sarili; organisasyon ng oras ng pagtatrabaho sa silid-aralan;

Nakatuon sa tao (edukasyon, pakikisalamuha):

• upang bumuo ng isang siyentipikong pananaw sa mundo,
• ipagpatuloy ang pagbuo ng mga kasanayan upang magtrabaho sa isang maliit na grupo, makinig sa mga kasama, suriin ang iyong sarili at ang iba.

Mga nakaplanong resulta: ang mga mag-aaral ay dapat na makilala ang kakanyahan ng mga pangunahing pamamaraan ng genetika ng tao, alamin ang kanilang papel sa pag-aaral ng pagmamana ng tao.

Uri ng aralin: pag-aaral ng bagong materyal.

Mga pamamaraan ng pagtuturo: may problema, bahagyang exploratory.

Mga anyo ng organisasyon ng mga aktibidad na pang-edukasyon: indibidwal, pares, pangharap.

Kagamitan: aklat-aralin S.G.Mamontov, V.B. Zakharov, N.I. Sonin "Biology. Pangkalahatang pattern", mga diagram, notebook, mga guhit.

Oras ng pag-aayos. Magandang hapon! Ang aralin ngayon ay puno ng maraming impormasyon. Magtrabaho tayo nang produktibo. Maingat naming sinusunod ang mga information message ng aming mga kaklase.

1. Pagsusuri ng kaalaman: Pangharap na pagsusuri ng mga termino, ang kaalaman kung saan kinakailangan para sa matagumpay na pag-master ng paksa: cytology, karyotype, populasyon, zygote, autosome, sex-linked, gene, DNA, homozygous, heterozygous, mutations.

2. Pag-aaral ng bagong materyal

Aktwalisasyon ng kaalaman, panimulang pananalita ng guro:

"Pumasok si Carlo sa aparador, naupo sa nag-iisang upuan sa mahinang mesa at, inikot ang troso dito at doon, sinimulang putulin ang isang manika mula dito gamit ang isang kutsilyo ... Una sa lahat, ginupit niya ang buhok sa ang log, pagkatapos ang noo, pagkatapos ang mga mata ... ". Ilang hampas pa ng kutsilyo - at ang batang kahoy ay umindayog sa manipis na mga binti. Napakasimple! Sa buhay, ang lahat ay mas kumplikado at mas mahaba.

Ang tao ang pinakamahirap na misteryo para sa agham at sa kanyang sarili, ang pag-unawa sa kanyang kalikasan ay naging at nananatiling paksa ng maraming pag-aaral, kabilang ang mga genetic.

Sumulat tayo sa isang kuwaderno: genetika ng tao- isang sangay ng agham ng genetika, na nagpapaliwanag ng marami sa kung ano ang dating misteryoso sa biyolohikal na kalikasan ng tao.

Malinaw na ngayon na ang pagmamana ng tao ay napapailalim sa parehong mga biyolohikal na batas gaya ng pagmamana ng lahat ng nabubuhay na nilalang. Ang mga batas ng pagmamana at ang likas na katangian ng pagmamana ng mga indibidwal na katangian sa mga tao at hayop ay pareho. Ang pag-aaral ng pagmamana ay may malaking kahalagahan, dahil ang malusog na pagmamana ay ang susi sa kalusugan ng tao.

Sa Russia, kapag pumipili ng isang nobya, isinasaalang-alang ng mga magulang hindi lamang ang hitsura ng pagkatao. Ngunit tiningnan din nilang mabuti ang mga kamag-anak ng nobya hanggang sa ikalimang tuhod: naghanap sila ng mga lasenggo, palaaway, mga baliw. Kahit na ang kasabihan ay: "Pumili ng isang baka sa pamamagitan ng mga sungay, at isang kasintahang babae sa pamamagitan ng kapanganakan." Sinubukan nilang magpakasal sa isang pamilyang may pantay na kasaganaan. Ano ang batayan ng gayong seryosong diskarte sa pagpili ng kapareha sa buhay?

Gayunpaman, dahil sa isang bilang ng mga tampok, ang pag-aaral ng pagmamana ng tao ay mahirap. sa tingin mo bakit? Ang mga mag-aaral ay nagpapahayag ng kanilang sariling opinyon. Pagkatapos nito, i-highlight ng guro ang mga tampok na ito, at isulat ito ng mga mag-aaral sa isang kuwaderno:

Ilista natin ang mga tampok na ito:

- ang imposibilidad ng may layuning pagtawid sa eksaktong mga pares na kailangan para sa pag-aaral;
- huli na pagdadalaga;
- maliliit na supling
- ang imposibilidad ng mga eksperimento na may mga artipisyal na mutasyon; ang imposibilidad na panatilihin ang lahat ng pinag-aralan na tao sa parehong mga kondisyon; medyo malaking bilang ng mga chromosome (23 pares).

Gayunpaman, ang pag-aaral ng genetika ng tao ay kinakailangan, kung dahil lamang Ano ito ay kinakailangan para sa gamot. Ang mga sakit na nakabatay sa genetic disorder ay mas laganap kaysa sa tila sa unang tingin. Dahil sa mga karamdamang ito, humigit-kumulang 15% ng mga embryo ang namamatay bago ipanganak, 3% ng mga bata sa kapanganakan, 3% ng mga bata ay namamatay bago sumapit ang pagdadalaga, 20% ng mga tao ay hindi nag-aasawa at 10% ng mga kasal ay walang anak. Mahigit sa 2,000 mga sakit ng tao ay kilala na sanhi ng genetic abnormalities.

Ang mga resulta ng genetic studies ay may malaking praktikal na kahalagahan para sa medisina at pampublikong kalusugan. Sa kasalukuyan, iba't ibang mga pamamaraan ang binuo para sa pag-aaral ng pagmamana ng tao, na malalaman natin ngayon.

Sa kurso ng pagganap ng mga pangkat, ang talahanayan ay napuno:

Mga pamamaraan para sa pag-aaral ng pagmamana ng tao

Paraan ng Pag-aaral	Antas ng organisasyong pinag-aralan	Ano ang pag-aaral	Ibig sabihin

Pagganap ng 1st group: GENEOLOGICAL METHOD

Ang genealogy ay ang pag-aaral ng genealogy. Ang pamamaraan ng genealogical ay binubuo sa pag-aaral ng mga pedigree batay sa mga batas ng mana ni Mendeleev at tumutulong upang maitaguyod ang likas na katangian ng pagmamana ng mga katangian (nangingibabaw o recessive). Ang kakanyahan ng pamamaraan ng genealogical ay upang makilala ang mga pedigree at bakas ang isang katangian o sakit sa mga malapit at malayong direkta at hindi direktang mga kamag-anak.
Ito ay kung paano itinatag ang pamana ng mga indibidwal na katangian ng isang tao: mga tampok ng mukha, taas, mga uri ng dugo, mental at sikolohikal na make-up, pati na rin ang ilang mga sakit.
Kadalasan ang pamamaraang ito ay tinatawag na klinikal-genealogical na pamamaraan, dahil ang obserbasyon ay sumusunod sa mga pathological sign. (Ang tinatawag na "Habsburg lip" ay minana ayon sa dominanteng uri, ang pamana ng hemophilia ay kawili-wili.)

Kung titingnang mabuti ang larawan ng isang miyembro ng pamilya noong ika-14 na siglo at sa larawan ng isang inapo na nabuhay noong ika-19 na siglo, makikita ng isa na ang tanda na ito ay ipinasa mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon sa mga siglo at eksaktong kopyahin. ( Aplikasyon)

Ang pamamaraang ito ay nagsiwalat ng mga masasamang epekto ng malapit na magkakaugnay na pag-aasawa. Sa mga kaugnay na pag-aasawa, ang posibilidad na magkaroon ng mga anak na may namamana na sakit at maagang pagkamatay ng sanggol ay sampu at daan-daang beses na mas mataas kaysa sa karaniwan.

Mensahe ( Aplikasyon ): Ang ugnayan ng pamilya ay sumira sa dinastiyang Habsburg

Sa teknikal, ang pamamaraan ng genealogical ay binubuo ng dalawang yugto:

1) pagbuo ng isang pedigree scheme;
2) wastong pagsusuri ng genealogical.

Proband - ang tao kung saan nagsisimula ang pagsasama-sama ng pedigree. Dahil ang karamihan sa mga namamana na sakit ay nagpapakita ng kanilang sarili sa pagkabata, ang mga magulang ng proband (kadalasan ang ina) ay kadalasang tinatanong.

Ang genealogical na pamamaraan ay isa sa mga pinaka-unibersal na pamamaraan ng medikal na genetika. Ito ay malawakang ginagamit sa paglutas ng teoretikal at inilapat na mga problema:

- upang maitaguyod ang namamana na katangian ng katangian;
– kapag tinutukoy ang uri ng mana at pagtagos ng gene;
– sa pagsusuri ng gene linkage at pagmamapa ng mga chromosome;
– kapag pinag-aaralan ang intensity ng proseso ng mutation;
- kapag nag-decipher ng mga mekanismo ng pakikipag-ugnayan ng gene;
- sa medikal na genetic counseling.

Kahulugan: Pinatunayan ng genealogical method ang pagmamana ng maraming sakit, tulad ng diabetes mellitus, schizophrenia, hemophilia, atbp.

Ang genealogical na paraan ay ginagamit para sa pagsusuri ng mga namamana na sakit at medikal na genetic counseling; nagbibigay-daan ito para sa genetic prophylaxis (pag-iwas sa pagsilang ng isang maysakit na bata) at maagang pag-iwas sa mga namamana na sakit.

Ang pag-aaral ng mga pedigree ay naging posible upang maitaguyod na hindi lamang ang mga pisikal na katangian ay minana, ngunit ang mga hilig. Ang isang halimbawa ay ang musicality ng pamilya Bach.

Pagninilay pagkatapos pag-aralan ang bawat pamamaraan: Pagganap ng mga mag-aaral na may nabuong mga sagot sa linya ng talahanayan ng pamamaraang pinag-uusapan.

Pangkat 2 pagganap: TWIN METHOD

Isang fragment ng newsreel na "Yeralash" - Triplets.

Ang kambal na pamamaraan ay ang pinakakaraniwan sa genetika ng pag-uugali ng tao. Ang pamamaraan ay binubuo sa pag-aaral ng mga pagkakaiba sa pagitan ng magkatulad na kambal. Ang pamamaraang ito ay ipinakita ng kalikasan mismo. (Mga isa sa 100 kaso, ang isang tao ay may kambal.) Upang mas maunawaan ang mga pangunahing kaalaman ng pamamaraang ito, pag-uusapan muna natin ang tungkol sa phenomenon ng twinning sa pangkalahatan. Sa ilang uri ng hayop at tao, isang itlog lamang ang kadalasang nagagawa sa panahon ng obulasyon, at bilang resulta, isang sanggol lamang ang isinilang. Totoo, kung minsan may mga pagbubukod - dalawa, at kung minsan tatlo o higit pang mga itlog, mature at pataba sa parehong oras.

Sa kasong ito, dalawa o higit pang mga cubs ang ipinanganak, at dahil nagmula sila sa iba't ibang fertilized na itlog, o zygotes, tinatawag silang dizygotic (DZ) twins, o twins. Kung ang mga triplet ay ipinanganak, kung gayon mas tama na tawagan ang mga naturang bata na trizygotic twins. Ang kambal ng DZ ay hindi kailangang magkaroon ng parehong ama. Kung ang isang babae ay nakipag-ugnayan sa iba't ibang lalaki sa panahon ng obulasyon, malamang na ang ipinanganak na kambal na DZ ay magkakaroon ng magkakaibang ama. Ang mga ganitong kaso ay inilarawan, kabilang ang mga kapag ang isa sa mga sanggol ay itim at ang isa naman ay puti.

Hindi lahat ng maramihang pagbubuntis ay nagreresulta sa DZ twins. Sa ilang mga kaso, ang gayong mga pagbubuntis ay humahantong sa pagsilang ng ibang uri ng kambal. Ang mga ito ay monozygotic (MZ) na kambal. Ang mga kambal ng MZ sa panimula ay naiiba sa DZ, dahil hindi sila nagmula sa iba't ibang mga zygotes, ngunit mula sa parehong isa, na sa isang tiyak na yugto ng pagkapira-piraso, para sa hindi kilalang mga kadahilanan, ay nahahati sa dalawang independiyenteng mga organismo. Ang pinagmulan ng MZ twins mula sa parehong zygote ay paunang tinutukoy ang ganap na pagkakakilanlan ng kanilang genetic na konstitusyon. Ang MZ twins ay ang tanging tao sa Earth na may parehong hanay ng mga gene. Iyon ang dahilan kung bakit sila ay karaniwang tulad ng dalawang patak ng tubig, sila ay magkatulad sa bawat isa.

Kung ang paghihiwalay ng embryo sa dalawang organismo ay hindi kumpleto, fused, o Siamese, maaaring ipanganak ang kambal. Kadalasan ang gayong kambal ay namamatay kaagad pagkatapos ng kapanganakan, ngunit sa ilang mga kaso ay nabubuhay sila at maaari pa ngang ihiwalay sa isa't isa sa pamamagitan ng operasyon.

Ang pangalang "Siamese" tulad ng kambal ay natanggap bilang parangal sa unang pinag-aralan at inilarawan na pares ng conjoined twins. Sila ay magkadugtong na kambal na sina Chang at Eng, na isinilang sa Siam (Thailand) noong 1811. Ginugol nila ang halos buong buhay nila sa Estados Unidos ng Amerika. Parehong may asawa at may mga anak, isa - 12, at ang isa pa - 10. Ang magkapatid ay nabuhay ng 63 taon, at ang sanhi ng kanilang halos magkasabay na pagkamatay ay ang pagkakasakit ng isa sa mga kapatid.

Nabanggit din na ang mga lalaki ay nangingibabaw sa mga ipinanganak na kambal.

Sa bawat 10 milyong kapanganakan, mayroon lamang Siamese twins.

Ang mga salik na nag-aambag sa maraming pagbubuntis, ang mga siyentipiko ay kinabibilangan ng:

• Pagtaas ng edad ng ina (higit sa 30-35 taong gulang)
• Ang isang malaking bilang ng mga nakaraang kapanganakan
• Anomalya sa pag-unlad ng matris (bifurcation ng matris)
• Pagbubuntis kaagad pagkatapos itigil ang paggamit ng mga contraceptive
• Pagbubuntis dahil sa paggamit ng fertility drugs o artificial insemination
• Namamana na mga kadahilanan - ang kambal ay madalas na ipinanganak sa isang bilang ng mga henerasyon ng parehong pamilya. Bukod dito, ang parehong mga magulang ay maaaring kumilos bilang isang "henerasyon"; pagkatapos ng kapanganakan ng unang pares ng kambal, may posibilidad na ulitin ang "kambal" na tagumpay.

Bilang karagdagan sa klasikal na bersyon, mayroong ilang mga uri ng kambal na paraan, sa partikular, ang paraan ng pinaghiwalay na kambal, na nagpapahintulot sa pinaka-malinaw na paghihiwalay ng namamana at mga impluwensya sa kapaligiran.

Kahalagahan: Ang pag-aaral ng pag-unlad at morbidity ng kambal ay nagkaroon ng malaking impluwensya sa pag-unawa sa kapaligiran kung saan maraming sakit ang nangyayari. Kung ang isang katangian ay magkapareho sa magkatulad na kambal, kung gayon ito ay katibayan ng pag-asa nito sa pagmamana.

Kaya sa kurso ng pananaliksik ay nalaman na para sa paglitaw ng mga sakit tulad ng tigdas, whooping cough, chickenpox, bulutong, isang nakakahawang simula lamang ang kailangan; at para sa paglitaw ng mga sakit tulad ng dipterya, beke, pulmonya, poliomyelitis, tuberculosis, namamana na mga katangian ng katawan ay gumaganap ng isang papel.

Ang Gemini ay isang tunay na kayamanan. Hindi nang walang dahilan sa panahon ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig, ang kambal ay protektado bilang isang kayamanan ng estado sa Denmark at Sweden na inookupahan ng mga Aleman. Ang rehistro ng Danish at Swedish na kambal ay nababantayan na parang gintong pondo.
Kremlin guard of honor company.

Pagtatanghal ng ika-3 pangkat: CYTOGENETIC METHOD

Ang cytogenetic na pamamaraan ay batay sa pag-aaral ng pagkakaiba-iba at pagmamana sa antas ng mga cell at subcellular na istruktura. Ang pamamaraan ay nagbibigay-daan sa iyo upang makilala ang karyotype - isang tampok na istruktura at ang bilang ng mga chromosome. Ang isang koneksyon ay naitatag para sa isang bilang ng mga malubhang sakit na may mga chromosomal abnormalities. Ang isang cytogenetic na pag-aaral ay isinasagawa sa proband, sa mga magulang nito, mga kamag-anak o fetus kung pinaghihinalaan ang isang chromosomal syndrome o iba pang chromosomal disorder.

Ang mga abnormalidad ng chromosomal ay nangyayari sa 7 sa bawat libong bagong panganak, at humantong sila sa pagkamatay ng embryo (pagkakuha) sa unang ikatlong bahagi ng pagbubuntis sa kalahati ng lahat ng mga kaso. Kung ang isang bata na may mga chromosomal disorder ay ipinanganak na buhay, ito ay kadalasang dumaranas ng malubhang karamdaman, nahuhuli sa mental at pisikal na pag-unlad.

Ang lahat ng chromosome ay ipinares at may serial number. Down syndrome - trisomy ng 21 pares ng chromosome (1 sa 500-600 bagong silang). Katangian: isang tiyak na ekspresyon ng mukha, pagkaantala sa pag-iisip, maikling tangkad, maikling braso at binti. Ang trisomy para sa iba pang mga autosome ay napakabihirang, dahil ito ay humahantong sa pagkamatay ng mga embryo sa mga unang yugto ng pag-unlad. Ang mga paglihis sa bilang ng mga sex chromosome ay nagdudulot ng malubhang karamdaman sa pag-unlad. Kabilang sa mga ito ang Klinefelter's syndrome (1 batang lalaki sa 400-600 bagong panganak). Nailalarawan sa pamamagitan ng hindi pag-unlad ng pangunahin at pangalawang sekswal na katangian, pagbaluktot ng mga proporsyon ng katawan. Ang isa pang anomalya na nangyayari sa mga bagong silang na batang babae 1 sa 5000 ay Shereshevsky-Turner syndrome. 45 chromosome. XO. (pahina 189 ng aklat-aralin, figure 98).

Mga indikasyon para sa pagsusuri ng cytogenetic ng pasyente:

- maramihang mga malformations (na kinasasangkutan ng tatlo o higit pang mga sistema); ang pinaka-permanente na mga paglabag ay mga malformations ng utak, musculoskeletal system, puso at genitourinary system;
- mental retardation kasabay ng kapansanan sa pisikal na pag-unlad.
- patuloy na pangunahing kawalan ng katabaan sa mga kalalakihan at kababaihan na may pagbubukod ng gynecological at urological pathology;
- nakagawiang pagkakuha, lalo na sa mga unang yugto;
- paglabag sa sekswal na pag-unlad;
- isang maliit na timbang ng isang batang ipinanganak sa buong panahon na pagbubuntis.

Kahalagahan: ang mga resulta ng pamamaraan ay naglalayong bawasan ang porsyento ng panganib para sa kapanganakan ng mga bata na may chromosomal pathology (pangunahin na may Down syndrome) para sa kasunod na mga diagnostic procedure.

Pagganap ng pangkat 4: PARAAN NG POPULASYON

Pinag-aaralan ng genetics ng populasyon ang mga pagkakaibang genetic sa pagitan ng mga indibidwal na grupo ng mga tao (populasyon), tinutuklasan ang mga pattern ng heograpikal na pamamahagi ng mga gene. Ang mga pamamaraan ng genetics ng populasyon ay malawakang ginagamit sa pananaliksik ng tao. Ang pagsusuri sa intrafamilial ng morbidity ay hindi mapaghihiwalay mula sa pag-aaral ng namamana na patolohiya, kapwa sa mga indibidwal na bansa at sa medyo nakahiwalay na mga grupo ng populasyon. Ang pag-aaral ng dalas ng mga gene at genotype sa mga populasyon ay ang paksa ng genetic research ng populasyon. Nagbibigay ito ng impormasyon sa antas ng heterozygosity at polymorphism ng mga populasyon ng tao, ay nagpapakita ng mga pagkakaiba sa mga allele frequency sa pagitan ng iba't ibang populasyon.

Ang pagtatasa ng istatistika ng pamamahagi ng mga indibidwal na namamana na katangian (mga gene) sa mga populasyon ng tao sa iba't ibang bansa ay ginagawang posible upang matukoy ang adaptive na halaga ng mga partikular na genotype. Sa sandaling lumitaw, ang mga mutasyon ay maaaring maipasa sa mga supling sa maraming henerasyon. Ito ay humahantong sa polymorphism (genetic heterogeneity) ng mga populasyon ng tao. Sa populasyon ng Earth halos imposible (maliban sa magkatulad na kambal) na makahanap ng mga genetically identical na tao. Sa heterozygous state, ang mga populasyon ay naglalaman ng isang makabuluhang bilang ng mga recessive alleles (genetic load), na tumutukoy sa pag-unlad ng iba't ibang mga namamana na sakit. Ang dalas ng kanilang paglitaw ay nakasalalay sa konsentrasyon ng recessive gene sa populasyon at tumataas nang malaki sa pagtatapos ng malapit na nauugnay na mga kasal.

Kahalagahan: ang pamamaraan ay nagpapahintulot sa iyo na pag-aralan ang pamamahagi ng mga indibidwal na gene o chromosomal abnormalities sa mga populasyon ng tao

Pagganap ng ika-5 pangkat: BIOCHEMICAL METHOD

Ang pamamaraang ito ay nakakatulong upang makita ang isang bilang ng mga sakit na may mga metabolic disorder (enzymopathies). Dugo, ihi, cerebrospinal fluid, bone marrow punctates, amniotic fluid, semilya, pawis, buhok, kuko, dumi, atbp.

Mga indikasyon para sa biochemical research:

- mental retardation, mental disorder;
- paglabag sa pisikal na pag-unlad - abnormal na paglaki at istraktura ng buhok o mga kuko; abnormal na paglaki na may kurbada ng mga buto ng trunk at limbs, labis na pagtitiwalag ng taba, malnutrisyon o cachexia, paninigas o pagkaluwag ng mga kasukasuan;
- mahinang paningin o ganap na pagkabulag, pagkawala ng pandinig o pagkabingi;
- convulsions, kalamnan hypotension, hyper- at hypopigmentation, photosensitivity, jaundice;
- hindi pagpaparaan sa ilang mga pagkain at gamot, hindi pagkatunaw ng pagkain, madalas na pagsusuka, pagtatae, maluwag na dumi.
- nephrolithiasis.
- hemolytic anemia at iba pang mga kondisyon.

Halaga: Sa tulong ng mga biochemical na pamamaraan, mga 500 molekular na sakit ang natuklasan, na resulta ng pagpapakita ng mutant genes.

3. Pagsasama-sama ng pinag-aralan na materyal.– Sinusuri ang pagpuno ng talahanayan.

4. Pagsasagawa ng pagninilay ng aralin

Sinusuri ng mga mag-aaral ang pagganap ng mga kaklase, indibidwal ang kanilang mga aktibidad sa aralin, sa pangkat. Nasusuri ang gawain ng mga indibidwal na mag-aaral.

Ang resulta ng aralin ay inihayag: Sa aralin na nakilala namin ang mga pangunahing pamamaraan ng genetika ng tao, naghihintay sa iyo ang susunod na yugto - upang magsagawa ng pag-aaral ng pamana ng napiling katangian sa 3-4 na henerasyon ng iyong mga kamag-anak. Pinagsasama-sama ng gawaing ito ang iyong kaalaman sa kurso ng praktikal na aplikasyon ng impormasyong natanggap.

5. Takdang-Aralin

– Pag-aralan ang parapo 39, mga sagot sa mga tanong sa pahina 192. mga tala sa isang kuwaderno;
– Magsagawa ng gawaing pananaliksik "Pag-aaral ng namamana na kondisyon ng pinag-aralan na katangian, pati na rin ang uri ng pamana nito, sa aking pamilya gamit ang genealogical method" (term 1 week).

Mga Ginamit na Aklat:

1. Brusilovsky A.I."Buhay bago ipanganak", Moscow "Kaalaman" 1984
2. Baev A.A.(ed.). Human genome, VINITI, tomo 1. M., 1990.
3. Bochkov N.P., Chebotarev A.N. Ang pagmamana ng tao at mga mutagen sa kapaligiran. M. : Medisina, 1989
4. Ivin M."Ang mga Lihim ng Buhay", Leningrad "Literatura ng mga Bata" 1965
5. Kiseleva Z.S., Myagkova A.N."Genetics", Moscow "Enlightenment", 1983
6. Lisitsyn A.P."Mga Batayan ng Genetics", Moscow "Kolos", 1972
7. Tartakovsky M.S."Tao - ang korona ng ebolusyon?", Moscow "Kaalaman", 1990
8. Fogel F., Motulsky A. Henetika ng tao. M. : Mir, 1990.

Panitikan para sa karagdagang pagbabasa:

1. N.P. mga bariles"Genes and Fates", M. "Young Guard", 1990;
2. S.Auerbach"Heredity", M. "Atomizdat", 1969;
3. Yu.P. Laptev"Nakakaaliw na genetika" M. "Spike", 1982;
4. I.P. Karuzina"Biology" M. "Medicine", 1977;
5. N. Dubinin, V. Gubarev"Thread ng Buhay" M. "Atomizdat", 1968;
6. N.P. Dubinin"Genetics and Man" M. "Enlightenment", 1978;
7. Z.S. Kiseleva, A.N. Myagkova"Mga paraan ng pagtuturo ng opsyonal na kurso sa genetika" M. "Enlightenment" 1979.

Ang genetika, kasama ng morpolohiya, pisyolohiya at biochemistry, ay ang teoretikal na batayan ng medisina at nagbibigay ng susi sa pag-unawa sa mga molekular na genetic na proseso na humahantong sa pag-unlad ng mga sakit.

Ang mga ideya tungkol sa minanang pagkakaiba sa pagitan ng mga tao ay umiral na noong sinaunang panahon (tingnan ang Kabanata 1). Nasa mga akda na ng mga sinaunang pilosopong Griyego, ang problema ng likas at nakuha ay iniharap (Hippocrates, Anaxagoras, Aristotle, Plato). Ang ilan sa kanila ay nagmungkahi pa ng "eugenic" na mga hakbang. Kaya, si Plato sa kanyang akda na "Politika" ay nagpapaliwanag nang detalyado kung paano pumili ng mga asawa upang ang mga bata ay ipinanganak na sa hinaharap ay magiging mga natatanging personalidad kapwa sa pisikal at moral.

Ang Ingles na manggagamot na si Adams (1756-1818) sa kanyang akdang "Treatise on the alleged hereditary properties of diseases" ay gumawa ng isang bilang ng mga kapansin-pansing konklusyon. Narito ang ilan sa mga ito.

1. May pamilya at mga salik na namana.

2. Sa kaso ng mga sakit sa pamilya, ang mga magulang ay mas madalas na magkakamag-anak.

3. Ang mga namamana na sakit ay maaaring magpakita ng kanilang sarili sa iba't ibang edad.

4. May predisposisyon sa sakit, na humahantong sa sakit kapag nalantad sa panlabas na mga kadahilanan.

5. Nababawasan ang reproductive ability sa maraming pasyenteng may hereditary disease.

Pinuna ni Adams ang mga negatibong programang eugenics.

Noong 1820, ang Aleman na propesor ng medisina na si Nasse ay wastong natukoy ang pinakamahalagang mga pattern ng pamana ng hemophilia.

Sa mga gawa ng karamihan sa mga mananaliksik noong ika-19 na siglo, ang mga tunay na salik at mga maling ideya ay pinaghalo, at ang pamantayan para sa pagtatatag ng katotohanan ay wala pa noong panahong iyon. Ang genetika ng tao ay walang mga pangunahing teoretikal na probisyon. Bilang isang agham, ito ay nabuo noong 1865, nang lumitaw ang biometrics at Mendelism.

Ang mga gawa ni F. Galton ay may malaking impluwensya sa pag-unlad ng genetika ng tao. Noong 1865, inilathala niya ang artikulong "The Inheritance of Talent and Character", kung saan isinulat niya: "... we have every reason to believe that ability or character traits depend on many unknown reasons." Batay sa kanyang pananaliksik, napagpasyahan ni Galton na ang mga dakilang kakayahan at ang pagkamit ng katanyagan ay lubos na nakadepende sa pagmamana. Mula sa gawain ni Galton, ang pananaliksik sa genetika ng tao ay nakakuha ng isang malakas na pokus sa eugenics. Nang maglaon, sa panahon ng Nazism sa Alemanya (1933-1945), naging malinaw kung anong kahila-hilakbot na kahihinatnan ang maaaring humantong sa isang baluktot na interpretasyon ng utopia na ideya ng pagpapabuti ng sangkatauhan.

Ang isang kontribusyon sa genetika ng tao ay ginawa ng gawain ng Ingles na manggagamot na si A.E. Garrod sa pag-aaral ng mga congenital metabolic disorder sa alkaptonuria, albinism at cystinuria. Noong 1908 inilathala ni Garrod ang kanyang klasikong gawain sa paksang ito. Sa loob nito, tinukoy niya ang mga sakit na ito bilang "congenital errors of metabolism," na minana nang recessive at mas madalas na lumilitaw sa mga pamilya kung saan ang mga magulang ay malapit na kamag-anak. Iminungkahi din niya na ang iba't ibang mga reaksyon sa mga gamot at mga nakakahawang ahente ay maaaring dahil sa mga indibidwal na pagkakaiba sa kemikal. Sumulat siya: "... bilang kabilang sa mga kinatawan ng species na ito ay walang dalawang indibidwal na may magkaparehong istraktura ng katawan, kaya ang mga proseso ng kemikal sa kanilang mga organismo ay hindi maaaring magkapareho." Si Garrod ay nararapat na ituring na tagapagtatag biochemical genetic ng tao .

Gaya ng nabanggit kanina, sa pagtatapos ng ika-19 na siglo, natuklasan ang mga kromosom at pinag-aralan ang mitosis at meiosis. Noong una, ang mga paboritong bagay ng mga geneticist ay mga halaman at insekto. Cytogenetics Ang tao ay nagsimulang umunlad nang mabilis mula noong 1956, nang matuklasan na ang mga selula ng tao ay naglalaman ng 46 na chromosome. Ang pagtuklas ng trisomy sa chromosome 21 sa Down syndrome at mga anomalya ng sex chromosome sa mga karamdaman ng sekswal na pag-unlad ay tumutukoy sa kahalagahan ng cytogenetics sa medisina.

Pagtuklas ng mga pangkat ng dugo ng ABO K. Landstein noong 1900 (Nobel Prize noong 1930) at ang mga batas ng kanilang pamana nina Dungern at Hirschfeld noong 1911 ay naging patunay ng pagiging angkop ng mga batas ni Mendel sa pagmamana ng mga katangian sa mga tao. Noong 1924, itinatag ni Bernstein na ang mga pangkat ng dugo ng tao ay kinokontrol ng isang serye ng maramihang mga alleles. Pagkaraan ng 25-30 taon, natuklasan nina Wiener, Levin at Landstein ang Rh factor (Rh) at ipinakita na ang hemolytic jaundice ng mga bagong silang ay nangyayari dahil sa immunological incompatibility sa pagitan ng ina at fetus.

Mula noong ito ay nagsimula, ang genetika ng tao ay nabuo hindi lamang bilang isang teoretikal kundi bilang isang klinikal na disiplina. Sa isang banda, ang pag-aaral ng pangkalahatang mga pattern ng pamana ng mga katangian sa isang bilang ng mga henerasyon, ang pag-unlad ng chromosome theory of heredity ay pinasigla ang koleksyon ng mga pedigree at ang kanilang genetic analysis; sa kabilang banda, ang pag-aaral ng mga pathological variant ng mga palatandaan (ang paksa ng medikal na propesyon) ay nagsilbing batayan para sa kaalaman ng pagmamana ng tao. Batay sa paggamit ng mga batas ng klasikal na genetika, nabuo ang isang pag-unawa sa pangkalahatang mga pattern ng namamana na patolohiya, ang mga sanhi ng klinikal na polymorphism, at ang pagkilala sa papel ng kapaligiran sa pagbuo ng mga sakit na may namamana na predisposisyon.

Ang tagapagtatag ng medikal na genetika sa Russia ay itinuturing na S.N.Davidenkov, parehong geneticist at neuropathologist. Siya ang unang nagtaas ng isyu sa paglikha ng isang katalogo ng mga gene (1925) at inorganisa ang unang medikal na genetic na konsultasyon (1929). Nag-publish siya ng ilang mga libro sa genetika ng mga namamana na sakit ng sistema ng nerbiyos: "Mga namamana na sakit ng sistema ng nerbiyos" (1932), "Mga problema ng polymorphism ng namamana na sakit ng sistema ng nerbiyos" (1934), "Mga problema sa ebolusyonaryong genetic sa neuropathology" (1947).

Ang pinaka-kapansin-pansin na yugto ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng genetika ng tao at gamot ay nagsisimula sa huling bahagi ng 50s, pagkatapos ng pagtuklas noong 1959 ng chromosomal na kalikasan ng mga namamana na sakit at pagpapakilala sa medikal na kasanayan. cytogenetic na pamamaraan pananaliksik. Batay sa interaksyon ng tatlong sangay ng genetics ng tao - cytogenetics, Mendelian at biochemical genetics - ang modernong medikal at klinikal na genetika na ang mga pangunahing gawain ay:

1. pag-aaral ng mga namamana na mekanismo para sa pagpapanatili ng homeostasis ng katawan, na tinitiyak ang kalusugan ng indibidwal;

2. pag-aaral ng kahalagahan ng namamana na mga kadahilanan sa etiology ng mga sakit;

3. pag-aaral ng papel ng namamana na mga kadahilanan sa pagtukoy ng klinikal na larawan ng mga sakit;

4. diyagnosis, paggamot at pag-iwas sa mga namamana na sakit, atbp.

Ang direktang koneksyon at magkaparehong impluwensya ng genetika at gamot ng tao ay naging sa huling 40 taon ang pagtukoy sa mga kadahilanan para sa aktibong pag-aaral ng pagmamana ng tao at ang pagpapatupad ng kanilang mga nagawa sa pagsasanay.

Ang kahalagahan ng genetika para sa medisina ay napakalaki. Mayroong higit sa 4000 mga anyo ng mga namamana na sakit sa populasyon ng tao. Humigit-kumulang 5% ng mga bata ay ipinanganak na may namamana o congenital na sakit. Ang kontribusyon ng namamana at congenital na mga sakit sa pagkamatay ng sanggol at bata sa mga binuo bansa (ayon sa WHO) ay 30%. Ang pag-unlad sa pag-unlad ng medisina at lipunan (pagpapabuti ng pangangalagang medikal, pagpapataas ng pamantayan ng pamumuhay) ay humahantong sa isang kamag-anak na pagtaas sa bahagi ng genetically determined pathology sa morbidity, mortality at kapansanan. Kasabay nito, ang isang tao ay nahaharap sa mga bagong salik sa kapaligiran na hindi pa nakatagpo sa kabuuan ng kanyang ebolusyon, nakakaranas ng mahusay na panlipunan at pangkapaligiran na mga pagkarga (labis sa impormasyon, stress, polusyon sa atmospera, kabilang ang mutagenic at carcinogenic na mga kadahilanan ng isang kemikal at pisikal na kalikasan ). Ang isang bagong kapaligiran ay maaaring humantong sa isang pagtaas sa antas ng proseso ng mutation at, bilang isang resulta, ang paglitaw ng isang bagong namamana na patolohiya.

Ang isang makabuluhang kontribusyon ng mga genetic na kadahilanan sa pag-unlad ng mga sakit sa oncological, pati na rin ang mga laganap na multifactorial na sakit tulad ng cardiovascular, gastric at duodenal ulcers, diabetes mellitus, sakit sa isip, atbp., ay napatunayan din. Para sa paggamot at pag-iwas sa namamana at, sa partikular, mga multifactorial na sakit na nakatagpo sa pagsasanay ng mga doktor ng lahat ng mga specialty, kinakailangang malaman ang mga mekanismo ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng kapaligiran at namamana na mga kadahilanan sa kanilang paglitaw at pag-unlad, upang lubos na maunawaan ang lahat ng mga yugto ng indibidwal na pag-unlad mula sa anggulo ng pagpapatupad ng namamana na impormasyon.

Kaya, ang genetic na edukasyon ng isang doktor ay isa sa mga kinakailangang kondisyon para sa pagsusuri, paggamot at pag-iwas sa mga namamana na sakit.

Nagbibigay ang genetika ng klinikal na gamot na may:

1. Mga pamamaraan para sa maagang pagsusuri ng mga namamana na sakit;

2. Mga paraan ng prenatal (prenatal) diagnosis ng mga namamana na sakit; mga pamamaraan ng pre-implantation (bago itanim ang embryo) diagnostics ng namamana sakit ay din intensively binuo;

3. Mga programa sa screening para sa pag-diagnose ng namamana na metabolic disease sa mga bagong silang, na nagbibigay-daan sa napapanahong interbensyon sa kurso ng sakit at maiwasan ang abnormal na pag-unlad o pagkamatay ng mga bagong silang;

4. Molecular genetic at cytogenetic na pamamaraan para sa differential diagnosis ng mga sakit na oncological;

5. Mga pamamaraan para sa pag-diagnose ng namamana na predisposisyon sa pag-unlad ng mga sakit;

6. Isang komprehensibong sistema para sa pag-iwas sa mga namamana na sakit, ang pagpapakilala kung saan natiyak ang pagbawas sa dalas ng kapanganakan ng mga bata na may namamana na patolohiya ng 60%. Ang nangungunang papel sa pag-iwas sa mga namamana na sakit ay nilalaro ng medikal na genetic counseling - isang dalubhasang uri ng pangangalagang medikal, na binubuo sa pagtukoy ng pagbabala para sa kapanganakan ng isang bata na may isang patolohiya batay sa isang na-update na diagnosis, sa pagpapaliwanag ng posibilidad na ito. kaganapan sa mga tagapayo at pagtulong sa pamilya sa paggawa ng desisyon tungkol sa panganganak.

Ang mga pag-unlad sa molecular genetics sa larangan ng mga pangunahing produkto ng mutant genes at sa pag-unawa sa pathogenesis ng mga namamana na sakit ay naging posible upang mapabuti ang paggamot ng maraming mga sakit (phenylketonuria, galactosemia, hypothyroidism, hemophilia, atbp.).

Ang pinakamahalagang bahagi ng genetika ng tao ngayon ay ecogenetics at pharmacogenetics, pag-aaral ng kahalagahan ng mga genetic na kadahilanan sa mga indibidwal na reaksyon ng katawan sa mga kadahilanan sa kapaligiran (kemikal, biyolohikal at pisikal) at sa mga gamot, ayon sa pagkakabanggit. Kamakailan, maraming pag-aaral ng papel ng mga genetic na kadahilanan na nakakaimpluwensya sa toxicity ng mga parmasyutiko, na sinamahan ng mabilis na paglaki ng impormasyon tungkol sa istraktura at pag-andar ng genome ng tao, ay humantong sa paglitaw ng isang qualitatively bagong direksyon - pharmacogenomics . Ang gawain ng pharmacogenomics ay pag-aralan, sa antas ng genome, ang mga biochemical at genetic na mekanismo na pinagbabatayan ng mga indibidwal na pagkakaiba bilang tugon sa mga gamot, at bumuo sa batayan na ito ng indibidwal na therapy, i.e. therapy na iniayon sa indibidwal na pasyente.

Ang resulta ng pag-unlad ng genetic engineering sa pagtatapos ng ika-20 siglo ay ang paglikha ng isang bilang ng mga genetic na teknolohiya na ginagawang posible upang malutas ang mga problema ng genetic at hygienic na regulasyon ng mga kadahilanan sa kapaligiran (pag-iwas sa kanilang mutagenic, teratogenic at carcinogenic effect. ), ang paggawa ng mga gamot, ang paglikha ng mga bagong bakuna at sera para sa paggamot ng maraming sakit.

E. coli cell clones na may kakayahang gumawa ng somatotropin, insulin, interferon, interleukins, bradykinin at iba pang mga gamot sa isang pang-industriya na sukat ay nakuha sa pamamagitan ng mga pamamaraan ng genetic engineering.

Ang mga pamamaraan ay binuo para sa pagpapakilala ng mga gene ng pathogenic virus sa bacterial cell at paghahanda ng antiviral sera mula sa mga protina na synthesize ng mga ito. Kaya, halimbawa, ang suwero laban sa isa sa mga anyo ng hepatitis ay nakuha.

Kabilang sa mga mahahalagang praktikal na tagumpay ng genetic engineering, dapat ding isama ng isa ang paglikha ng mga diagnostic na paghahanda. Sa ngayon, higit sa 200 bagong diagnosticum ang ipinakilala sa medikal na kasanayan. Ginagamit ang mga ito para sa maagang mga diagnostic ng gene ng mga malignant neoplasms ng iba't ibang lokalisasyon, mga nakakahawang sakit (mga impeksyon sa urogenital at intrauterine, mga sakit sa balat na viral, hepatitis).

Ang isa sa mga pangunahing resulta ng pag-aaral ng genome ng tao ay ang paglitaw at mabilis na pag-unlad ng isang qualitatively bagong yugto sa medisina - molekular na gamot . Ang pagkakakilanlan ng libu-libong mga gene ng tao, ang pagpapaliwanag ng genetic na kalikasan at molekular na mekanismo ng maraming namamana at multifactorial na sakit, ang papel ng genetic na mga kadahilanan sa etiology at pathogenesis ng iba't ibang mga pathological na kondisyon ay bumubuo ng siyentipikong batayan ng molekular na gamot. Tinukoy din nila ang dalawang katangiang katangian nito:

1. Indibidwal na diskarte sa pasyente (pag-iwas, paggamot at pagsusuri ng anumang sakit ay batay sa mga genetic na katangian ng bawat indibidwal);

2. Predictive (precautionary) character - ang pag-iwas at paggamot ay maaaring magsimula nang maaga, bago ang hitsura ng isang tunay na larawan ng proseso ng pathological.

Ang mga praktikal na tagumpay ng molekular na gamot ay pangunahing batay sa malawakang paggamit ng mga molecular na pamamaraan para sa paglutas ng mga problemang medikal:

1. Ang mga unibersal na pamamaraan para sa pag-diagnose ng mga namamana na sakit sa anumang yugto ng ontogenesis ay binuo;

2. Ang mga molecular approach ay binuo para sa tumpak na pagkakakilanlan ng isang tao (genomic fingerprinting), para sa genotyping organ at tissue na nilayon para sa paglipat;

3. Inilatag ang mga eksperimental at klinikal na pundasyon gene therapy para sa namamana at oncological na sakit .

Gene therapy ay isang panimula bagong direksyon sa paggamot ng mga sakit. Mula sa isang teoretikal na pananaw, ang mga pakinabang nito sa iba pang mga pamamaraan ng paggamot ay halata. Sa kanilang tulong, posible na isagawa ang pagwawasto ng mga genetic defect sa mga somatic cells ng katawan. Ang mga selula ng tao na maaaring magamit para sa paglipat ng gene ay mga selula ng utak ng buto at mga fibroblast. Maaari silang alisin sa katawan, lumaki sa kultura, ang nais na gene ay maaaring ilipat sa kanila sa tulong ng isang vector, at muling ipakilala sa pasyente.

Ang unang matagumpay na pagtatangka na mag-apply ng gene therapy sa klinikal na kasanayan ay ginawa sa Estados Unidos noong 1990. Isang bata na nagdurusa mula sa malubhang pinagsamang immunodeficiency na nauugnay sa isang depekto sa gene encoding adenosine deaminase ay ipinakilala na may isang buo na kopya ng gene. Ang mga selula ng dugo (T-lymphocytes) na kinuha mula sa pasyente ay na-culture sa isang test tube, isang buo na adenosine deaminase gene ang ipinakilala sa kanila gamit ang isang retroviral vector, at ang mga selula ng pasyente ay ibinalik. Pagkatapos ng ilang kurso ng gene therapy, ang kondisyon ng batang babae ay bumuti nang husto na maaari siyang mamuhay ng normal at hindi matakot sa mga hindi sinasadyang impeksyon.

Sa kasalukuyan, ang maingat na gawain ay isinasagawa upang lumikha ng mga vector, pumili ng mga sakit at target na mga cell, at mga pamamaraan para sa pagpapakilala ng mga gene. Nagpapatuloy ang pananaliksik sa malawak na larangan, lalo na sa larangan ng paggamot ng mga malignant na sakit (higit sa 60% ng lahat ng patuloy na klinikal na pagsubok). Karamihan sa mga klinikal na protocol ay nauugnay sa 1st at 2nd phase ng pag-aaral - ang paglikha ng mga vectors, ang kaligtasan ng mga gene construct at ang pagiging epektibo ng gene transfer. Sa kasalukuyan, higit sa 400 protocol para sa mga klinikal na pagsubok ng iba't ibang gene construct ang naaprubahan na para sa paggamot ng maraming namamana, multifactorial at kahit na mga nakakahawang sakit (AIDS). Sa kasamaang palad, ang pagkamatay ng isa sa mga pasyente na may namamana na paroxanase enzyme deficiency pagkatapos ng pagpapakilala ng isang adenoviral construct noong 1999 ay medyo nagpabagal sa pag-unlad ng gene therapy. Ang kasong ito ay nagpakita ng potensyal na panganib ng direksyong ito, lalo na kapag gumagamit ng mga viral vector. Sa pangkalahatan, ang mga resulta ng unang 10 taon ng mga klinikal na pagsubok ng gene therapy ay nagmumungkahi na ang pamamaraang ito ng paggamot ay naging napakamahal at teknikal na mas kumplikado kaysa sa inaasahan. Ang pangunahing dahilan, mula sa punto ng view ng agham, na humahadlang sa pagpapakilala ng gene therapy sa klinika, ay ang hindi sapat na kahusayan ng paglilipat ng mga gene construct sa mga selula ng pasyente sa vivo para sa pagpapakita ng isang therapeutic effect. Ngayon, ang ebolusyon ng mga paraan ng paghahatid ng DNA ay umuunlad sa landas ng karagdagang mga pagbabago sa istruktura ng mga viral at synthetic na hindi viral carrier (liposomes at polymers). Gayunpaman, walang duda na sa paglipas ng panahon, ang gene therapy ay matagumpay na magagamit upang gamutin ang namamana at malignant na mga sakit at kukuha ng isa sa mga nangungunang lugar sa paglaban sa mga pinaka-kahila-hilakbot na karamdaman ng tao.

Ang pag-decipher sa pangunahing istraktura ng genome ng tao ay naging posible na makakuha ng impormasyon na pangunahing mahalaga para sa lahat ng sangay ng medisina. At, sa turn, ay nagbunga ng mga bagong larangan ng medikal na agham, ang isa ay predictive (predictive) gamot.

Ang konsepto ng genetic polymorphism ay bumubuo ng konseptwal na batayan ng predictive na gamot. Sa mga terminong molekular, ang genetic polymorphism ay nangangahulugan ng pagkakaroon sa antas ng molekular (sa pangunahing istraktura ng DNA) ng mga maliliit na paglihis sa mga pagkakasunud-sunod ng nucleotide na nagpapahintulot sa mga indibidwal na mabuhay, i.e. katugma sa normal na paggana ng genome nito sa ontogenesis, ngunit humahantong sa ilang mga pagkakaiba-iba sa istraktura ng mga protina, at sa gayon ay bumubuo biochemical individuality ng bawat tao . Hindi tulad ng mga mutasyon na humahantong sa mga pagbabago sa pathological at binabawasan ang posibilidad na mabuhay, ang mga genetic polymorphism ay hindi gaanong binibigkas sa phenotype, sa karamihan ng mga kaso na humahantong sa hitsura ng mga produktong protina na may medyo binagong mga katangian at mga parameter ng functional na aktibidad. Sa ilang partikular na kundisyon, ang ilang genetic polymorphism ay maaaring magpredispose o maiwasan ang paglitaw ng iba't ibang sakit. Ang mga gene, ang mga allelic na variant kung saan, sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ay may predispose sa ilang mga sakit, ay tinatawag na "mga gene ng pagkamaramdamin". Ang mga allelic na variant ng mga gene na ito ang sumasailalim sa mga madalas na sakit gaya ng atherosclerosis, coronary heart disease, diabetes, bronchial asthma, tumor. Ang kanilang kumbinasyon para sa bawat tiyak na patolohiya ay tinatawag na "mga network ng gene". Sa bawat isa sa mga network na ito, ang pangunahing (gitnang) mga gene na responsable para sa pagsisimula ng sakit at karagdagang (modifier genes) ay nakikilala, ang epekto nito ay higit na tinutukoy ng mga kadahilanan sa kapaligiran.

Ang pagsasama-sama ng isang network ng gene para sa bawat multifactorial na sakit, ang pagkakakilanlan ng mga sentral na gene at modifier na mga gene sa loob nito, ang pagsusuri ng kaugnayan ng kanilang polymorphism sa isang tiyak na sakit, ang pag-unlad sa batayan na ito ng isang hanay ng mga hakbang sa pag-iwas para sa isang partikular na pasyente at bumubuo ng batayan ng predictive na gamot.

Sa kasalukuyan, tulad ng ipinapakita ng pagsusuri ng panitikan sa daigdig, 150-200 genetic na pagsusuri para sa maraming multifactorial na sakit ay magagamit na para sa klinikal na paggamit. Ang pagkakakilanlan ng lahat ng mga gene ng tao, ang pagtuklas ng mga bagong network ng gene ay hindi masusukat na magpapataas ng mga posibilidad ng genetic testing ng namamana na predisposisyon at ang kahalagahan ng medikal na genetic counseling sa napapanahong pagwawasto ng isang potensyal na posibleng patolohiya.

Konklusyon

Ang modernong genetika ay nakadirekta pasulong. Ang mga problemang kailangan niyang lutasin sa malapit na hinaharap ay mas mahirap kaysa sa mga nalutas na niya sa ngayon. Kung ang ika-20 siglo ay ang siglo ng pisika, na nagbigay sa sangkatauhan ng maraming mahahalagang imbensyon at pagtuklas, kung gayon ang ika-21 siglo ay magiging siglo ng biology, o sa halip, ang siglo ng genetika, dahil sa malapit na hinaharap mayroong lahat ng dahilan upang asahan ang pinakakahanga-hangang mga pagtuklas sa agham ng pagmamana at pagkakaiba-iba ng mga buhay na organismo, simula sa pinaka primitive (mga virus at bakterya) at nagtatapos sa pinaka kumplikado (mga mammal). Ang mga huling taon ng ika-20 siglo ay minarkahan ng mahusay na tagumpay sa pag-decipher ng mga genome ng iba't ibang mga organismo: noong 1996 ang yeast genome ay ganap na na-decipher, noong 1998 ang roundworm genome, noong 2000 ang Drosophila genome at higit sa 600 genome ng iba't ibang bakterya. Sa pagpasok ng ika-20 - ika-21 siglo, nasaksihan namin ang isang epochal na kaganapan - ang pag-decode ng magandang istraktura ng genome ng tao. Sa kauna-unahang pagkakataon, ang isip ng tao ay tumagos sa kabanal-banalan ng Buhay na Kalikasan - sa istraktura ng namamana na kagamitan, kung saan hindi lamang ang buong programa ng indibidwal na pag-unlad ng tao ay naka-encode, kundi pati na rin ang buong kasaysayan ng tao bilang isang biyolohikal. species (kaniyang phylogenesis), gayundin ang kasaysayan ng sangkatauhan mismo bilang kumbinasyon ng mga lahi at grupong etniko (ang kanyang etnogenesis). Ang Human Genome Project ay ang pinaka-kapansin-pansing siyentipikong tagumpay noong ika-20 siglo, na napakahalaga at praktikal na kahalagahan. Bilang bahagi ng proyektong ito at bilang pagpapatuloy nito, lumitaw ang mga bagong larangan ng pangunahing agham, kabilang ang comparative genomics at functional genomics , ang mga tagumpay na ginagawang posible upang malutas ang pinakamahalagang teoretikal at praktikal na mga problema.

Sa balangkas ng unang direksyon, sa panimula ang bagong data sa pinagmulan ng tao, ang kanyang ebolusyon, ang paglitaw ng mga lahi at ang kanilang etnogenesis ay nakuha na. Ang genetic analysis ng iba't ibang mga umiiral na populasyon at grupong etniko, paghahambing ng nakuha na data sa mga resulta ng pagsusuri ng DNA ng mga labi ng mga primitive na tao, ay naging posible upang tingnan ang bagong ebolusyon ng tao. Sa partikular, halos napatunayan na ang mga Neanderthal ay kumakatawan sa isang dead-end na sangay ng ebolusyon at hindi ang mga ninuno ng modernong tao. Ang mga unang bakas ng Homo sapiens ay natagpuan sa Africa at mga 500,000 taong gulang. Nakakapagtataka na ang pagsusuri ng mitochondrial DNA, na ginagawang posible na masubaybayan ang phylogeny ng maternal line, ay naging posible upang patunayan ang tunay na pag-iral ng ninuno na si Eva, na nanirahan sa Africa mga 200,000 taon na ang nakalilipas.

Ang partikular na interes ay ang paghahambing ng mga genome ng iba't ibang klase at mga pangkat ng taxonomic upang lumikha ng isang bagong sistema ng pag-uuri para sa mga buhay na organismo batay sa kaalaman sa DNA. Ang mga unang pagtuklas ng molecular genetics (ang pagkakaroon ng DNA sa halos lahat ng nabubuhay na organismo, ang pagiging pandaigdigan ng genetic code, ang pangkalahatang mga katangian ng pag-record at paghahatid ng namamana na impormasyon) ay naglatag ng isang seryosong pundasyon para sa pagkilala sa malalim na panloob na pagkakaisa ng buhay sa lahat. mga antas ng ebolusyon nito. Ang tao, bagaman hindi walang dahilan na nag-aangkin na nasa tuktok ng hierarchy ng ebolusyon dahil sa mga kamangha-manghang katangian ng kanyang utak, sa katunayan, sa antas ng DNA, RNA at mga protina ay naiiba nang kaunti sa iba pang mga organismo, lalo na sa mga mammal. Humigit-kumulang 2300 na yeast protein ay katulad o malapit sa istraktura sa mga protina ng tao, 6000 na protina ang kilala sa ascaris at 7000 sa Drosophila. Mahigit sa 20% ng mouse genome ay katulad ng istraktura sa genome ng tao, sa kabila ng katotohanan na ang mga tao at mga daga ay nagbabahagi. humigit-kumulang 75 milyon taon. Ang iba pang mga halimbawa ng ebolusyonaryong "konserbasyon" ng mga gene ay mas kahanga-hanga. Kaya, ang pangunahing pagkakasunud-sunod ng nucleotide ng SRY gene, ang pangunahing gene na tumutukoy sa kasarian sa Y-chromosome ng lahat ng mammal at tao, ay halos kapareho sa gene para sa kadahilanan sa pagtukoy ng kasarian sa bakterya! Ang napaka-conserved na DNA-binding domain ng mga genes-regulator (ang tinatawag na transcription factor) na nagdidirekta sa mga unang yugto ng embryogenesis ng tao ay halos magkapareho sa lahat ng mga mammal at sa maraming aspeto ay katulad sa mga kinatawan ng iba pang mga klase (mga insekto, isda, amphibian). , atbp.). Kaya, ang mga pag-aaral ng mga genome ay nagpapakita na ang buhay ay tunay na makatuwiran at matipid: lahat ng mga bagong gene ay nagmumula sa mga luma, at ang ebolusyon ay hindi isang proseso ng ebolusyon ng gene kundi ang ebolusyon ng mga sistema ng regulasyon ng genome.

Ang pangunahing gawain ng functional genomics ay upang ipaliwanag ang mga function at maintindihan ang mga produkto ng gene, pangunahin ang mga protina ( proteomics ). Ang umiiral at aktibong binuo na mga pamamaraan ng proteomics ay ginagawang posible na pag-aralan ang mga profile ng expression ng maraming libu-libong mga gene at gamitin ang nakuhang impormasyon sa molecular medicine. Ang diagnosis ng mga sakit sa pamamagitan ng isang functional na depekto sa mga profile ng maraming protina o sa pamamagitan ng isang partikular na produkto ng isang partikular na gene ay bubuo ng batayan ng molekular na gamot. Bilang karagdagan sa pag-aaral ng functional na estado ng mga gene at indibidwal na mga network ng gene para sa mga layunin ng predictive na gamot, kabilang ang pag-iwas at paggamot ng mga tumor, ang paggamit ng mga functional na pamamaraan ng genomics ay napakahalaga. Mahalaga ito para sa paglutas ng mga pangunahing problema ng biology ng pag-unlad, lalo na para sa pag-aaral ng mga mekanismo ng pagsasakatuparan ng namamana na impormasyon sa proseso ng indibidwal na pag-unlad (paano, sa ilalim ng kontrol ng kung aling mga gene at network ng gene, ang genetic na impormasyon ay nabuksan sa proseso ng ontogenesis? ). Sa wakas, tiyak sa tulong ng functional genomics na posible na makamit ang naka-target na produksyon ng mga transgenic na hayop na nagdadala ng mga gene ng tao sa kanilang genome at lubos na epektibong gumagawa ng mga bioactive na gamot na lalong mahalaga para sa mga tao at kailangang-kailangan sa paggamot ng maraming malalang sakit. Ang pag-alam sa mga network ng gene at mga salik ng transkripsyon ng mga prosesong morphogenetic, posible na kontrolin ang mga proseso ng pagkita ng kaibhan ng mga embryonic stem cell sa vitro at sa ganitong paraan makakuha ng mga precursor cell sa kinakailangang dami na kinakailangan para sa pagpapanumbalik ng mga nawalang mga tisyu at organo.

Ang synthesis ng mga modernong ideya tungkol sa genome ng tao at ang mga pag-andar ng mga gene nito ay higit na binuo sa bioinformatics , na nagbibigay-daan upang magsagawa ng pagsusuri sa computer ng genome, upang mabuo at masuri ang mga pag-andar ng mga network ng gene na responsable para sa mga normal na proseso ng morphogenesis at sa mga kasangkot sa iba't ibang mga proseso ng pathological. Ang pangunahing mga bagong diskarte sa paglutas ng mga praktikal na problema na binuo batay sa programa ng Human Genome ay humantong na sa paglikha ng molecular medicine at ang mga pangunahing seksyon nito: molecular diagnostics, predictive medicine at gene therapy.

Marahil ay walang isang tao sa planeta na may ganap na perpektong genome. Lahat tayo ay may nasira o na-mutate na mga gene na, sa ilang partikular na kumbinasyon, ay maaaring magdulot ng sakit. Ito ay para sa kadahilanang ito na ang malusog na mga magulang ay maaaring magkaroon ng isang may sakit na anak. Ang mga pagsulong sa molecular genetics ay nakakatulong upang masuri ang antas ng panganib. Hinuhulaan ng mga siyentipiko ang magandang kinabukasan para sa agham ng pagmamana. Ang mga pinuno ng internasyonal na programa na "Human Genome" ay hinuhulaan kung anong taas ng genetika ang maaabot sa 2010-2040. Ayon sa kanila, sa 2010, ang gene treatment ng 25 hereditary disease ay magiging posible. Magkakaroon ng gene cures para sa diabetes, hypertension at iba pang karamdaman. Sa paglipas ng panahon, ang gene therapy para sa kanser ay magiging isang katotohanan. Tutukuyin ng mga siyentipiko ang mga gene para sa paglaban at pagiging sensitibo sa maraming gamot. Sa pamamagitan ng 2030, ayon sa lahat ng parehong mga pagtataya, ang pag-decode ng buong genome ay magiging karaniwan, at ang pamamaraang ito ay nagkakahalaga ng mas mababa sa isang libong dolyar (para sa paghahambing: ngayon kailangan mong gumastos ng hanggang $500 milyon upang mabasa ang genome). Sa parehong oras, tutukuyin ng mga geneticist ang mga gene para sa pagtanda - isasagawa ang mga klinikal na pagsubok upang mapataas ang pag-asa sa buhay. Pagsapit ng 2040, lahat ng nakasanayang hakbang sa kalusugan - maging ang karaniwang kumpletong bilang ng dugo - ay ibabatay lamang sa genomics. At ang pinakamahalaga, magagamit ang epektibong pang-iwas na gamot, na isinasaalang-alang ang indibidwal na larawan ng genetic. Mahirap paniwalaan na sa mga 30-40 taon isang rebolusyon ang magaganap sa medisina. Gayunpaman, ang genetika ay sumusulong nang mabilis, kaya marahil ang mga hula sa "science fiction" sa malapit na hinaharap ay magiging isang pang-araw-araw na katotohanan para sa sangkatauhan.

Panimula

Ang genetika ng tao at ang mga pangunahing disiplina tulad ng anatomy, physiology, biochemistry ay bumubuo ng batayan ng modernong medisina. Ang lugar ng genetika sa mga biyolohikal na agham at ang espesyal na interes dito ay tinutukoy ng katotohanan na pinag-aaralan nito ang mga pangunahing katangian ng mga organismo, lalo na ang pagmamana at pagkakaiba-iba.

Ang pagmamana at pagkakaiba-iba sa mga tao ay ang paksa ng pag-aaral ng genetika ng tao sa lahat ng antas ng organisasyon nito: molekular, cellular, organismo, populasyon. Ang genetika ng tao ay may malaking utang sa tagumpay nito sa medikal na genetika, ang agham na nag-aaral sa papel ng pagmamana sa patolohiya ng tao. Ang inilapat na sangay ng medikal na genetika ay klinikal na genetika, na gumagamit ng mga tagumpay ng medikal na genetika, genetika ng tao at pangkalahatang genetika sa paglutas ng mga klinikal na problema na lumitaw sa mga tao.

Ang genetika ay isa sa pinakamasalimuot na disiplina ng modernong natural na agham. Upang maunawaan ito nang malalim, sa aking trabaho ay isasaalang-alang ko ang mga pangunahing yugto sa pag-unlad ng genetika, ang mga uri ng genetika, ang mga tagumpay ng genetika sa modernong gamot, atbp.

1. Kasaysayan ng pag-unlad ng genetika

Ang genetika ay isang agham na nag-aaral ng mga batas ng pagmamana at pagkakaiba-iba, pati na rin ang mga biological na mekanismo na nagbibigay sa kanila.

Ang unang pang-agham na hakbang sa pag-aaral ng pagmamana ay ginawa ng Austrian monghe na si Gregor Mendel, na noong 1866 ay naglathala ng artikulong "Mga Eksperimento sa Plant Hybrids", na naglatag ng mga pundasyon ng modernong genetika.

Bago ang mga pagtuklas kay Mendel, kinilala ang teorya ng tinatawag na fused heredity. Ang kakanyahan ng teoryang ito ay na sa panahon ng pagpapabunga, ang lalaki at babae na "simula" ay pinaghalo, "tulad ng mga pintura sa isang baso ng tubig", na nagbubunga ng isang bagong organismo. Ipinakita ni Mendel na ang mga hereditary inclinations ay hindi naghahalo, ngunit ipinadala mula sa mga magulang hanggang sa mga inapo sa anyo ng mga discrete (hiwalay) na mga yunit. Ang mga yunit na ito, na kinakatawan sa mga indibidwal sa pamamagitan ng mga pares (alleles), ay nananatiling discrete at ipinapasa sa mga susunod na henerasyon sa male at female gametes, na ang bawat isa ay naglalaman ng isang yunit mula sa bawat pares. Noong 1909, tinawag sila ng Danish na botanist-breeder na si W. Johansen na "mga gene", at noong 1912 ang American geneticist na si T. G. Morgan ay nagpakita na sila ay matatagpuan sa mga chromosome.

Ang opisyal na petsa ng kapanganakan ng mga geneticist ay 1900. Pagkatapos ay nai-publish ang data ng G. de Vries, K. Correns at K. Chermak, na muling natuklasan ang mga pattern ng pamana ng mga katangian na itinatag ni G. Mendel. Ang mga unang dekada ng ika-20 siglo ay mabunga sa pagbuo ng mga pangunahing probisyon at direksyon ng genetika. Nabuo ang konsepto ng mutasyon, populasyon at purong linya ng mga organismo, natuklasan ang chromosome theory of heredity, natuklasan ang batas ng homological series, nakuha ang data sa paglitaw ng mga namamana na pagbabago sa ilalim ng impluwensya ng X-ray, at ang pag-unlad. ng mga pundasyon ng genetika ng mga populasyon ng mga organismo ay sinimulan.

Noong 1953, isang artikulo ng mga biologist na sina James Watson at Francis Crick sa istruktura ng deoxyribonucleic acid, DNA, ay inilathala sa isang internasyonal na siyentipikong journal.

Ang istraktura ng DNA ay naging ganap na hindi pangkaraniwan: ang mga molekula nito ay may malaking haba sa isang molekular na sukat at binubuo ng dalawang mga hibla na pinagsama sa isang double helix. Ang bawat isa sa mga sinulid ay maihahambing sa isang mahabang string ng mga kuwintas. Sa mga protina, ang "kuwintas" ay mga amino acid na may dalawampung iba't ibang uri. Ang DNA ay mayroon lamang apat na uri ng "kuwintas", at ang mga ito ay tinatawag na nucleotides. Ang "beads" ng dalawang strands ng DNA double helix ay magkakaugnay at mahigpit na tumutugma sa isa't isa. Sa DNA, ang thymine ay nasa tapat ng adenine nucleotide, at ang guanine ay nasa tapat ng cytosine. Sa pagbuo ng isang double helix, ang bawat isa sa mga chain ay naglalaman ng impormasyon tungkol sa istraktura ng isa pa. Alam ang istraktura ng isang chain, maaari mong palaging ibalik ang isa pa.

Dalawang double helix ang nakuha - eksaktong mga kopya ng kanilang hinalinhan. Ang pag-aari na ito ng tumpak na pagkopya sa sarili ay susi sa buhay sa Earth.

2. Genetics at gamot

2.1 Paraan ng pananaliksik

Sa genetika, ang pangunahing paraan ng pananaliksik ay genetic analysis, na isinasagawa sa lahat ng antas ng organisasyon ng buhay (mula sa molekular hanggang sa populasyon). Depende sa layunin ng pag-aaral, ito ay "binago" sa mga pribadong pamamaraan - hybridological, populasyon, mutational, recombination, cytogenetic, atbp.

Ang hybridological na pamamaraan ay ginagawang posible na magtatag ng mga pattern ng pagmamana ng mga indibidwal na katangian at katangian ng isang organismo sa pamamagitan ng pagsasagawa ng isang serye ng mga direkta o backcrosses sa isang bilang ng mga henerasyon. Ang mga pattern ng pagmamana ng mga katangian at katangian sa mga tao ay itinatag gamit ang genealogical method (pagsusuri ng mga pedigrees). Ang mga batas ng pagmamana ng isang katangian sa mga populasyon ay tinutukoy gamit ang paraan ng populasyon, o pagsusuri ng populasyon.

Ang cytogenetic na pamamaraan, na pinagsasama ang mga prinsipyo ng cytological at genetic analysis, ay ginagamit sa pag-aaral ng mga pattern ng materyal na pagkakasunud-sunod sa mga henerasyon ng mga indibidwal na mga cell at organismo at ang "anatomy" ng mga materyal na carrier ng pagmamana.

Ginagawang posible ng pagsusuri ng phenogenetic na pag-aralan ang pagkilos ng isang gene at ang pagpapakita ng mga gene sa indibidwal na pag-unlad ng isang organismo. Upang gawin ito, gumagamit sila ng mga pamamaraan tulad ng paglipat ng mga genetically different tissues, cell nuclei o indibidwal na mga gene mula sa isang cell patungo sa isa pa, pati na rin ang pag-aaral ng chimeras - mga eksperimentong nakuhang multicellular organism na binubuo ng genetically different cells na orihinal na kabilang sa iba't ibang indibidwal.

Ang pagsusuri ng mutational at recombination ay ginagamit sa pag-aaral ng mahusay na organisasyon at pag-andar ng genetic na materyal, ang istraktura ng iba't ibang DNA, ang kanilang mga pagbabago, ang mga mekanismo ng paggana at pagpapalitan ng mga gene sa panahon ng pagtawid. Ang paraan ng molecular genetic analysis ay masinsinang binuo.

2.2 Interes na medikal

Sa pag-unlad ng genetika, naging posible na gamitin ang mga pamamaraan nito sa pag-aaral ng mga dati nang walang lunas na sakit, mga pathology, atbp. Nagsimula itong makaakit ng malaking interes mula sa mga siyentipiko na nagtatrabaho sa larangan ng medisina. Ilang libong genetic na sakit ang kilala, na halos 100% ay nakadepende sa genotype ng indibidwal. Ang pinaka-kahila-hilakbot sa kanila ay kinabibilangan ng: acid fibrosis ng pancreas, phenylketonuria, galactosemia, iba't ibang anyo ng cretinism, hemoglobinopathies, pati na rin ang Down, Turner, Klinefelter syndromes. Bilang karagdagan, may mga sakit na nakasalalay sa parehong genotype at sa kapaligiran: ischemic disease, diabetes mellitus, rheumatoid disease, gastric at duodenal ulcers, maraming oncological disease, schizophrenia at iba pang mga sakit sa isip.

Sa kasaysayan, ang interes ng gamot sa genetika ay nabuo sa simula na may kaugnayan sa mga obserbasyon ng minanang mga katangian ng pathological (sakit). Sa ikalawang kalahati ng ika-19 na siglo, tinukoy ng Ingles na biologist na si F. Galton ang "pagmana ng tao" bilang isang malayang paksa ng pag-aaral. Iminungkahi din niya ang isang bilang ng mga espesyal na pamamaraan ng genetic analysis: genealogical, twin, statistical. Ang pag-aaral ng mga pattern ng pamana ng normal at pathological na mga katangian ay sumasakop pa rin sa isang nangungunang lugar sa genetika ng tao.

2.3 Henetika ng tao

Ang genetika ng tao ay isang espesyal na sangay ng genetika na nag-aaral ng mga katangian ng pagmamana ng mga katangian sa mga tao, mga namamana na sakit (medikal na genetika), at ang genetic na istruktura ng mga populasyon ng tao. Sa mga larangan ng genetika ng tao, ang cytogenetics, biochemical genetics, immunogenetics, genetics ng mas mataas na aktibidad ng nerbiyos, at physiological genetics ay mas masinsinang umuunlad.

Ang genetika ng tao ay ang teoretikal na batayan ng modernong gamot at modernong pangangalagang pangkalusugan. Ito ay nahahati sa anthropogenetics, na nag-aaral ng mga pattern ng pagmamana at pagkakaiba-iba ng mga normal na katangian ng katawan ng tao, demograpikong genetika (populasyon genetics), ekolohikal na genetika (ang pag-aaral ng genetic na aspeto ng relasyon ng tao sa kapaligiran) at medikal na genetika, na nag-aaral ng mga namamana na pathologies (mga sakit, depekto, deformidad at iba pa).

Ang pinakamahalagang lugar ng genetika ng tao ay medikal na genetika. Ang medikal na genetika ay tumutulong upang maunawaan ang pakikipag-ugnayan ng biological at kapaligiran na mga kadahilanan sa patolohiya ng tao. Minsan ito ay itinuturing na hindi bilang isang seksyon ng genetika ng tao, ngunit bilang isang independiyenteng lugar ng pangkalahatang genetika.

2.4 Medikal na genetika

Pinag-aaralan ng medikal na genetika ang mga phenomena ng pagmamana at pagkakaiba-iba sa iba't ibang populasyon ng tao, ang mga tampok ng pagpapakita at pag-unlad ng normal (pisikal, malikhain, intelektwal na kakayahan) at mga palatandaan ng pathological, ang pag-asa ng mga sakit sa genetic predetermination at mga kondisyon sa kapaligiran, kabilang ang mga kondisyong panlipunan ng buhay. Bumubuo din ito ng mga sistema para sa pagsusuri, paggamot, pag-iwas at rehabilitasyon ng mga pasyente na may namamana na sakit at medikal na pagsusuri ng kanilang mga pamilya, pinag-aaralan ang papel at mekanismo ng namamana na predisposisyon sa mga sakit ng tao.

Ang pagbuo ng medikal na genetika ay nagsimula noong 1930s. XX siglo, nang magsimulang lumitaw ang mga katotohanan na nagpapatunay na ang pamana ng mga katangian sa mga tao ay sumusunod sa parehong mga pattern tulad ng sa iba pang mga nabubuhay na organismo.

Ang gawain ng medikal na genetika ay kilalanin, pag-aralan, pigilan at gamutin ang mga namamana na sakit, gayundin ang bumuo ng mga paraan upang maiwasan ang epekto ng mga salik sa kapaligiran sa pagmamana ng tao.

Ang pangunahing seksyon ng medikal na genetika ay klinikal na genetika, na pinag-aaralan ang etiology at pathogenesis ng mga namamana na sakit, ang pagkakaiba-iba ng mga klinikal na pagpapakita at ang kurso ng namamana na patolohiya at mga sakit na nailalarawan sa namamana na predisposisyon, depende sa impluwensya ng genetic at kapaligiran na mga kadahilanan, at din bumuo ng mga pamamaraan para sa pagsusuri, paggamot at pag-iwas. mga sakit na ito. Kabilang sa clinical genetics ang neurogenetics, dermatogenetics (pag-aaral ng namamana na mga sakit sa balat - genodermatosis), ophthalmogenetics, pharmacogenetics (pag-aaral ng namamana na reaksyon ng katawan sa mga gamot). Ang medikal na genetika ay nauugnay sa lahat ng mga seksyon ng modernong klinikal na gamot at iba pang mga lugar ng medisina at pangangalagang pangkalusugan, kabilang ang biochemistry, pisyolohiya, morpolohiya, pangkalahatang patolohiya, at immunology.

Genetics, pag-aaral gawain

-Pamamaraan ng genealogical

-Cytogenetic na pamamaraan

-Mga pamamaraan ng biochemical

Pamilyar na katangian ng sakit

mga sakit sa pamilya- ito ay mga sakit na sinusunod sa mga miyembro ng parehong pamilya. Sa pamamagitan ng kanilang pinagmulan, maaari silang maging namamana o umunlad sa ilalim ng impluwensya ng mga kadahilanan sa kapaligiran sa pagkakaroon ng isang tiyak na genetic predisposition. Halimbawa, ang familial periodontal disease (sakit sa gilagid) ay maaaring nauugnay sa mga pagbabago sa gene ng parehong collagen protein, o maaari itong makuha at maipakita sa ilalim ng impluwensya ng pangkalahatang masamang mga kadahilanan sa kapaligiran (halimbawa, calcium, fluorine, kakulangan sa bitamina, hindi sapat na nutrisyon ng protina, atbp.) para sa lahat ng miyembro ng pamilyang ito. Kung ang doktor, kapag sinusuri ang isang pasyente, ay tumatanggap ng impormasyon tungkol sa mga katulad na kaso ng sakit sa pamilya, kung gayon ito ay nagsisilbing isang direktang indikasyon ng kanilang posibleng namamana na kalikasan. Samakatuwid, sa pagkakaroon ng mga kaso ng pamilya ng sakit, ang ikalawang yugto ng pagsusuri ng pasyente ay dapat isagawa, na naglalayong ang diagnosis ng kaugalian ng isang tiyak na namamana na sakit. Kasabay nito, ang pagkakaroon ng isang sakit sa isa lamang sa mga miyembro ng pedigree ay hindi ibinubukod ang namamana na katangian ng sakit na ito, dahil ang sakit ay maaaring resulta ng isang bagong nangingibabaw na mutation sa isa sa mga magulang o heterozygous ™ ng parehong mga magulang para sa isang recessive na sakit (paghihiwalay ng mutant phenotype).

Mga tiyak na sintomas ng mga namamana na sakit

Ang pagkakaroon ng mga bihirang partikular na sintomas o ang kanilang mga kumbinasyon sa isang pasyente ay nagbibigay ng dahilan upang isipin ang tungkol sa congenital o namamana na katangian ng sakit. Halimbawa, ang dislokasyon o subluxation ng lens ng mata ay katangian ng tatlong namamana na anyo: Marfan syndrome, Weil-Marchesani syndrome at homocystinuria. Ang asul na sclera ay katangian ng osteogenesis imperfecta at ilang iba pang sakit sa connective tissue. Sa alkaptonuria, umiitim ang ihi sa mga lampin. Ang mga pasyente na may phenylketonuria ay nailalarawan sa pamamagitan ng amoy ng mouse. Sa pagdurugo, maiisip mo ang von Willebrand's disease o hemophilia. Ang magaspang na facial features ay katangian ng mga pasyente na may mucopolysaccharidoses (Fig. 3.1). Ang isang asthenic na pangangatawan na may binagong dibdib ay matatagpuan sa Marfan's syndrome (Larawan 3.2). Ang hindi katimbang na ratio ng mga limbs at torso, maikling tangkad, isang kakaibang bungo ng mukha ay nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng achondroplasia.

Etiology ng mga genetic na sakit.

Ang mga mutasyon ay ang sanhi ng mga namamana na sakit, kung saan mayroong mga 2000.

Ang mga mutation ng gene ay sanhi ng mga pagbabago sa molecular structure ng DNA. Sa kaukulang seksyon ng DNA, ang mga pagbabagong ito ay nauugnay sa mga nucleotide na bumubuo sa gene. Ang ganitong mga pagbabago sa komposisyon ng nucleotide ng gene ay maaaring may 4 na uri:

1. Pagpasok ng bagong nucleotide

2. Pag-dropout ng nucleotide

3. Repositioning ng mga nucleotides

4. Pagpapalit ng mga nucleotides.

Ang genome ay ang kabuuan ng lahat ng namamana na impormasyon ng isang organismo (lahat ng mga gene at mababang nucleotide sequence). Ang genome ng tao ay 3 bilyong pares ng base.

Gene - isang seksyon ng DNA na nag-encode ng synthesis ng isang polypeptide chain ng mga amino acid (isang molekula ng protina); ang laki ng gene ay tinutukoy ng bilang ng mga pares ng nucleotide. Ang bawat selula ng tao ay naglalaman ng humigit-kumulang 30-40 libong pares ng mga gene, ngunit ang eksaktong bilang nito ay hindi pa nalalaman. Ang mga gene ay naglalaman ng impormasyon tungkol sa istruktura ng mga molekula ng RNA.

Ang mga genetic na sakit ay isang pangkat ng mga sakit, na magkakaibang mga klinikal na pagpapakita, na nagreresulta mula sa pagkasira ng DNA o mga mutasyon sa antas ng gene. Ang batayan para sa pagsasama-sama ng mga ito sa isang grupo ay ang etiological genetic na mga katangian at mga pattern ng mana sa mga pamilya at populasyon.

Ang mga klinikal na pagpapakita ng mga sakit sa gene, ang kalubhaan at bilis ng kanilang pag-unlad ay nakasalalay sa mga katangian ng genotype ng organismo, ang edad ng pasyente, mga kondisyon sa kapaligiran (nutrisyon, paglamig, stress, labis na trabaho) at iba pang mga kadahilanan.

Dahil ang mga mutasyon sa mga indibidwal na gene ay ang etiological factor ng mga sakit sa gene, ang mga pattern ng kanilang mana ay tumutugma sa mga patakaran ng paghahati sa mga supling. Ayon sa maraming pag-aaral ng iba't ibang namamana na sakit at ang genome ng tao sa kabuuan, maaari nating pag-usapan ang iba't ibang uri ng mutasyon sa parehong gene.

Anuman sa mga ganitong uri ng mutasyon ay maaaring humantong sa mga namamana na sakit. Kahit na ang parehong sakit sa gene ay maaaring sanhi ng iba't ibang mutasyon. Ang mga mutasyon na nagdudulot ng mga namamana na sakit ay maaaring makaapekto sa istruktura, transportasyon, mga protina ng embryonic, mga enzyme.

Karamihan sa mga pathologies ng gene ay sanhi ng mga mutasyon sa mga istrukturang gene na nagsasagawa ng kanilang pag-andar sa pamamagitan ng synthesis ng polypeptides - mga protina.

Ang mga mutation ng gene (point), bilang panuntunan, ay nakakaapekto sa isa o ilang mga nucleotide, habang ang isang nucleotide ay maaaring maging isa pa, maaaring mahulog, madoble, at ang isang pangkat ng mga nucleotide ay maaaring maging 180 degrees. Ang mga mutation ng gene ay humantong sa isang pagbabago sa pagkakasunud-sunod ng amino acid ng protina. Ang pinaka-malamang na mutation ng mga gene ay nangyayari kapag nagsasama ng mga malapit na nauugnay na organismo na nagmana ng mutated gene mula sa isang karaniwang ninuno. Ang mga mutation ng gene ay humahantong sa mga sakit tulad ng amaurotic idiocy, albinism, color blindness, atbp.

Ang mga chromosomal mutations ay humahantong sa pagbabago sa bilang, laki at organisasyon ng mga chromosome, kaya kung minsan ay tinatawag silang mga chromosomal rearrangements. Madalas silang humantong sa mga pathological disorder sa katawan, ngunit sa parehong oras, ang mga chromosomal rearrangements ay nilalaro ang isa sa mga nangungunang papel sa ebolusyon.

Genomic mutations - isang natatanging tampok na nauugnay sa isang paglabag sa bilang ng mga chromosome sa karyotype. Ang mekanismo ng paglitaw ng genomic mutations ay nauugnay sa pagkakaroon ng genetically heterogenous na mga cell. Ang prosesong ito ay tinatawag na mosaicism. Ang genomic mutations ay kabilang sa pinakamasama. Ang mga ito ay humahantong sa mga sakit tulad ng Down's syndrome, Klinefelter's syndrome, atbp.

Monogenic na anyo ng mga sakit.

Ang genetic na batayan ng monogenically na tinutukoy na mga anyo ng namamana na predisposisyon ay mga mutasyon ng mga indibidwal na gene. Ang predisposisyon na ito ay karaniwang minana sa isang autosomal recessive o X-linked recessive na paraan. Gayunpaman, ang paghahati ng mga may sakit na supling (batay sa sakit) sa mga henerasyon ay hindi tumutugma sa mga uri ng mana ng Mendelian, dahil ang carrier ay dapat na nakikipag-ugnay sa "nagpapakita" na kadahilanan sa buong buhay. Ang mga dahilan para sa pagpapatuloy ng mga pormang ito ng namamana na patolohiya sa mga populasyon ng tao, sa kabila ng nabawasan na kakayahang umangkop ng kanilang carrier sa ilang partikular na mga kadahilanan sa kapaligiran, ay hindi pa ganap na naipaliwanag. Ang paliwanag ng populasyon-genetic na paliwanag para sa mataas na konsentrasyon ng naturang mga mutasyon ay nakasalalay sa pagkilala sa pagpapanatili ng buong genetic fitness (bilang ng mga supling) ng mga heterozygous carrier sa naturang mga kadahilanan sa kapaligiran at maging ang pagkakaroon ng isang pumipili na kalamangan (mas malaking bilang ng mga supling. ) kung ihahambing sa mga normal na homozygotes. Ang pathological na epekto ng "tahimik" na mga gene ay ipinapakita sa ilalim ng impluwensya ng mga salik sa kapaligiran. Sa ngayon, higit sa 40 loci ang kilala, ang mga mutasyon kung saan maaaring magdulot ng mga sakit sa ilalim ng karagdagang kondisyon - ang pagkilos ng isang "manifesting" factor na tiyak sa bawat gene. Ang pagkakaiba sa "konsentrasyon" ng mga panlabas na kadahilanan (madalas na ito ay mga kemikal sa komposisyon ng pagkain, tubig, hangin) ay humahantong sa katotohanan na ang parehong sakit ay nagpapakita ng sarili nang iba kahit na sa loob ng parehong pamilya (variable penetrance at expressivity).

Ang paksa at mga gawain ng genetika, ang kahalagahan nito para sa gamot.

Genetics, pag-aaral phenomena ng pagmamana at pagkakaiba-iba sa iba't ibang populasyon ng mga tao, mga tampok ng pagpapakita at pag-unlad ng normal (pisikal, malikhain, intelektwal na kakayahan) at mga palatandaan ng pathological, ang pag-asa ng mga sakit sa genetic predetermination at mga kondisyon sa kapaligiran, kabilang ang mga panlipunang kondisyon ng buhay. gawain ay ang pagkilala, pag-aaral, pag-iwas at paggamot ng mga namamana na sakit, gayundin ang pagbuo ng mga paraan upang maiwasan ang mga nakakapinsalang epekto ng mga salik sa kapaligiran sa pagmamana ng tao.

Kapag pinag-aaralan ang pagmamana at pagkakaiba-iba ng isang tao, ginagamit ang mga sumusunod na pamamaraan:

-Pamamaraan ng genealogical ay nagbibigay-daan sa iyo upang malaman ang mga ugnayan ng pamilya at masubaybayan ang mana ng normal o pathological na mga katangian sa mga malalapit at malalayong kamag-anak sa isang naibigay na pamilya batay sa compilation ng isang pedigree - genealogy.

Ang kambal na pamamaraan ay binubuo sa pag-aaral ng pagbuo ng mga katangian sa kambal. Pinapayagan ka nitong matukoy ang papel ng genotype sa pagmamana ng mga kumplikadong katangian, pati na rin suriin ang impluwensya ng mga kadahilanan tulad ng pagpapalaki, pagsasanay, atbp.

-Cytogenetic na pamamaraan batay sa mikroskopikong pagsusuri ng istraktura ng mga chromosome sa malusog at may sakit na mga tao. Ginagamit ang cytogenetic control sa pagsusuri ng ilang namamana na sakit na nauugnay sa aneuploidy at iba't ibang chromosomal rearrangements. Ginagawa rin nitong posible na pag-aralan ang pag-iipon ng tissue batay sa mga pag-aaral ng dinamika na nauugnay sa edad ng istraktura ng cell, upang maitaguyod ang mutagenic na epekto ng mga kadahilanan sa kapaligiran sa mga tao, atbp.

-Mga pamamaraan ng biochemical Ang mga pag-aaral ng pagmamana ng tao ay nakakatulong upang makita ang isang bilang ng mga metabolic na sakit (carbohydrate, amino acid, lipid, atbp.) gamit, halimbawa, ang pag-aaral ng mga biological fluid (dugo, ihi, amniotic fluid) sa pamamagitan ng qualitative o quantitative analysis. Ang sanhi ng mga sakit na ito ay isang pagbabago sa aktibidad ng ilang mga enzyme.

Tulad ng anumang iba pang disiplina, ang modernong genetika ng tao ay gumagamit ng mga pamamaraan ng mga kaugnay na agham: pisyolohiya, molecular biology, genetic engineering, biological at mathematical modeling, atbp. Ang isang makabuluhang lugar sa paglutas ng mga problema ng medikal na genetika ay inookupahan ng ontogenetic na pamamaraan, na nagpapahintulot sa amin upang isaalang-alang ang pag-unlad ng normal at pathological na mga katangian sa kurso ng indibidwal na pag-unlad.

Ang medikal na genetika ay tumutulong upang maunawaan ang pakikipag-ugnayan ng biological at kapaligiran na mga kadahilanan sa patolohiya ng tao. Sa batayan ng medikal na kaalaman sa genetic, ang mga kasanayan sa pag-diagnose ng mga namamana na sakit ay nakuha. Sa kasalukuyan, ang isang magkakaugnay na sistema para sa pag-iwas sa mga namamana na sakit ay nabuo: medikal na genetic counseling, prenatal diagnosis, mass diagnosis ng namamana metabolic disease sa mga bagong silang na pumapayag sa dietary at drug therapy, klinikal na pagsusuri ng mga pasyente at kanilang mga pamilya. Ang pagpapakilala ng sistemang ito ay nagsisiguro ng pagbawas sa dalas ng kapanganakan ng mga bata na may congenital malformations at hereditary disease ng 60-70%.

Batay sa mga nakamit ng genetics na ipinatupad na sa praktikal na pangangalagang pangkalusugan, posible na mahulaan ang mga prospect tulad ng malawakang paggamit ng preimplantation diagnosis sa pangunahing medikal na genetic center, genetic testing para sa mga sakit na may namamana na predisposition at ang pag-aampon, ayon sa mga resulta. , ng mga hakbang sa pag-iwas, ang paglikha ng mga bagong diskarte at pamamaraan ng paggamot (kabilang ang gene therapy para sa ilang mga sakit), pati na rin ang paggawa ng mga bagong uri ng gamot batay sa impormasyon ng gene. Ang nasa katanghaliang-gulang at mas matandang populasyon ay maaaring masuri para sa panganib ng maraming sakit na maaaring mapigilan o maibsan sa pamamagitan ng pagkalantad sa pagkain o droga. Ang molecular genetic testing ng indibidwal na sensitivity sa mga gamot ay dapat na isang karaniwang pamamaraan bago ang anumang paggamot sa droga.