Характеристика кариотипа человека в норме и патологии · GitHub

Для чего проводится исследование кариотипа супругов?

Планируя рождение ребенка, супруги должны полностью владеть информацией о возможном проявлении наследственных заболеваний у будущего малыша. С этой целью проводится исследование кариотипа будущих родителей.

Что это?

Как известно, при зачатии ребенок получает 46 хромосом, из которых одна пара отвечает за выбор пола, а оставшиеся 22 пары – за соматические признаки (разрез глаз, форму ушных раковин, цвет волос, форму носа, цвет глаз и другие). Рождение мальчика или девочки зависит от наличия в хромосомном наборе особенной Y-хромосомы, она то и отвечает за формирование плода по мужскому типу.

Эти 23 пары хромосом и составляют нормальный кариотип человека. Но известен ряд заболеваний, при которых хромосомный набор может отличаться от нормального состава, как по количеству, так и по качеству. Подобные заболевания могут стать бесплодия, спонтанных выкидышей, самопроизвольных абортов, замершей беременности. Часто в основе таких заболеваний лежит тяжелая патология не совместимая с жизнью.

Чтобы избежать или хотя бы рассчитать вероятность рождения ребенка с наследственной патологией проводится исследование кариотипа супругов, а в случае, если женщина уже беременна, дополнительно делается кариотипирование ребенка, находящегося в утробе матери.

Интересно знать, что генетические недуги начинают формироваться уже в начале внутриутробной жизни плода. После рождения ребенка отклонения, вызванные хромосомными мутациями, уже присутствуют и всего лишь завершают свое формирование. Выраженность одних и тех же отклонений может значительно варьировать у разных детей. Это зависит от того, хромосомы всех ли клеток пострадали или поражение затронуло только часть клеток, от размера потерянного или измененного генетического материала, от типа хромосомных аберраций и т. д.

Некоторые из отклонений, вызванных генетическими мутациями, можно корректировать путем раннего развития ребенка, занятиями в специальных группах. Часто усилия родителей вознаграждаются сведением наследственных проявлений до минимума, который невозможно определить непосвященному человеку. При необходимости занятия стимулирующие развитие ребенка дополняются лечением гормональными препаратами.

Многочисленными исследованиями доказано, что дети, которым диагноз наследственного заболевания был выставлен еще до появления на свет, развиваются значительно лучше, чем дети, генетическое заболевание которых было диагностировано только после их рождения.

Показания

Идеальным вариантом является проведение исследования кариотипа у всех пар, решивших обзавестись потомством. Но на практике такому исследованию подвергается лишь те пары, которые имеют для этого определенные показания.

  1. Возрастные супруги. В течение жизни хромосомы имеют свойство накапливать мутации, изменяющие их качество в худшую сторону, следовательно, чем старше человек, тем большее количество мутаций содержит его кариотип. А это, в свою очередь, ведет к закладке наследственных заболеваний у плода. По этой причине исследование кариотипа рекомендуют тем парам, в которых хотя бы один из родителей имеет возраст старше 35 лет.
  2. Сложности с вынашиванием ребенка: самопроизвольные аборты, спонтанные выкидыши, замершая беременность.
  3. Бесплодие в паре по неясным причинам.
  4. Наличие в родословной одного или обоих супругов наследственных заболеваний
  5. Если в семье случались близкородственные браки.
  6. Наличие в семье детей с врожденными пороками развития.
  7. Неоднократные безуспешные попытки забеременеть методом ЭКО.
  8. Наличие у одного из супругов врожденного заболевания.
  9. Проживание в районах с плохой экологической обстановкой, в которых производится выброс химических веществ, близость испытательных полигонов и т. д.
  10. Воздействие на одного из супругов профессиональных вредностей (ионизирующая радиация, химические вещества, тяжелые металлы и другие).

Как выполняется?

Исследование кариотипа может быть полным, а может проводиться лишь по тем хромосомам, в которых наиболее часто встречаются аномалии. Такими парами хромосом являются 21, 18, 13. К частичному кариотипированию также относится исследование половых хромосом (Х и Y).

Важно знать! За 1-2 недели перед сдачей крови для определения кариотипа желательно исключить воздействие на организм вредных факторов:

Кариотипирование должно проводиться в специализированном центре генетики, врачом-генетиком.

Материалом для исследования обычно являются клетки крови лимфоциты, которые выделяют из предварительно взятой венозной крови. Особенностью проводимого исследования является то, что взятый материал должен быть подвергнут изучению немедленно.

Читайте также:  Ведь что такое фото­графия Светопись

Взятые лимфоциты обрабатываются специальными веществами ускоряющими наступление деления. После вступления клеток в процесс деления и получения необходимого для изучения количества хромосом, их окрашивают специальным красителем. Окрашенные хромосомы имеют светлые и темные полосы, расположенные в каждой паре хромосом по-своему.

Затем, определяется количество хромосом, их сравнивают с цитогенетическими схемами, отражающими нормальный кариотип человека.

При этом возможны следующие хромосомные нарушения (аберрации):

  • Наличие дополнительной хромосомы в паре (трисомия).
  • Пара может быть неполной и состоять всего из одной хромосомы (моносомия).
  • Часть хромосомы может быть продублирована (дупликация).
  • Участки хромосомы могут быть заменены одна на другую (транслокация).
  • Хромосома может иметь последовательность генов наоборот (инверсия).
  • Один из участков может отсутствовать вовсе (делеция).

Аномалии могут затрагивать не только соматические хромосомы, но и половые. Может быть нарушено число половых хромосом (анеуплоидия):

  • Наличие только одной Х-хромосомы. Запись выглядит так 45 ХО. Такое нарушение встречается при синдроме Шерешевского-Тернера. У женщин отсутствие одной из Х-хромосом обозначается как моносомия по Х-хромосоме.
  • Возможна такая формула 45 ХYY. Это синдром удвоенной Y-хромосомы.
  • Удвоенной может быть также Х-хромосома: 47 ХХХ или 47 ХХY. Такой кариотип характерен для синдрома Клайнфельтера.
  • Число половых хромосом может быть 4 и 5. Такое нарушение определяется как полисомия. Встречается крайне редко.

Аномальным может быть не только количество, но и качество половых хромосом. Часть генетического материала в такой хромосоме попросту отсутствует, а выраженность проявлений генетического заболевания будет напрямую зависеть от количества потерянных генов в хромосоме.

Что делать, если выявлены аномалии?

Обнаружение нарушений в кариотипе супругов может стать очень трагичным для пары, так как наследственные заболевания не излечимы. При выявлении тяжелой наследственной патологии в кариотипе одного из родителей, генетик высчитывает вероятность ее передачи будущему ребенку. После этого решение заводить ребенка или нет, полностью перекладывается на плечи будущих родителей.

Если генетическая патология была обнаружена уже в пренатальный период (период вынашивания ребенка), то исследованию подвергается кариотип плода. В случае обнаружения сходной патологии у вынашиваемого ребенка ставится вопрос о проведении аборта по медицинским показаниям.

Для женщины аборт – это всегда очень тяжелое испытание, как на физическом, так и на психологическом уровне, требующее длительной реабилитации. Поэтому так важно провести исследование кариотипа еще до зачатия ребенка, чтобы трезво оценивать шансы рождения здорового младенца. Возможно, стоит задуматься об использовании донорской яйцеклетки, сперматозоида или о возможности, усыновления ребенка из детского дома.

Биология. 10 класс

Что определяют наши гены?

Генетика человека

Необходимо запомнить

Для генетических исследований человек является неудобным объектом, так как у человека: невозможно экспериментальное скрещивание; большое количество хромосом; поздно наступает половая зрелость; малое число потомков в каждой семье; невозможно создать одинаковые условия жизни.

В генетике человека используется ряд методов исследования.

Использование этого метода возможно в том случае, когда известны прямые родственники – предки человека, для которого составляется родословная (пробанда) по материнской и отцовской линиям в ряду поколений или потомки пробанда также в нескольких поколениях.

Близнецами называют одновременно родившихся детей. Они бывают монозиготными (однояйцевыми) и дизиготными (разнояйцевыми).

Монозиготные близнецы развиваются из одной зиготы (1), которая на стадии дробления разделилась на две (или более) части. Поэтому такие близнецы генетически идентичны и всегда одного пола. Монозиготные близнецы характеризуются большой степенью сходства по многим признакам.

Дизиготные близнецы развиваются из двух или более одновременно овулировавших и оплодотворённых разными сперматозоидами яйцеклеток (2). Поэтому они имеют различные генотипы и могут быть как одного, так и разного пола. В отличие от монозиготных, дизиготные близнецы характеризуются – несходством по многим признакам.

Благодаря близнецовому методу, была выяснена наследственная предрасположенность человека к ряду заболеваний: шизофрении, эпилепсии, сахарному диабету и другим.

Цитогенетический метод

Основан на изучении хромосом человека в норме и при патологии. В норме кариотип человека включает 46 хромосом – 22 пары аутосом и две половые хромосомы. Использование данного метода позволило выявить группу болезней, связанных либо с изменением числа хромосом, либо с изменениями их структуры. Такие болезни получили название хромосомных. К числу хромосомных заболеваний относятся: синдром Клайнфельтера, синдром Тёрнера-Шерешевского, синдром Дауна, синдром Патау, синдром Эдвардса и другие. Чаще всего хромосомные болезни являются результатом мутаций, произошедших в половых клетках одного из родителей.

Биохимический метод

Читайте также:  Морфология клеток моноцитарного ростка

Позволяет обнаружить нарушения в обмене веществ, вызванные изменением генов и, как следствие, изменением активности различных ферментов. Наследственные болезни обмена веществ подразделяются на болезни углеводного обмена (сахарный диабет), обмена аминокислот, липидов, минералов и др.

Популяционно-статистический метод

Это метод изучения распространения наследственных признаков (наследственных заболеваний) в популяциях. Существенным моментом при использовании этого метода является статистическая обработка получаемых данных.

Генетика человека – одна из наиболее интенсивно развивающихся отраслей науки. Она является теоретической основой медицины, раскрывает биологические основы наследственных заболеваний. Знание генетической природы заболеваний позволяет вовремя поставить точный диагноз и осуществить нужное лечение.

Решение генетических задач

Хромосомные болезни

Это интересно

Генетические заболевания и заболевания, к которым выявлена наследственная предрасположенность, – разные понятия.

Генетические болезни обусловлены нарушениями в строении генома. В качестве примера можно привести галактоземию. При этом заболевании плохо работают ферменты, которые превращают молочный сахар в глюкозу. Уже выявлен ген, «отвечающий» за развитие заболевания. Более того, выяснено, что если ребёнок получает «дефектный» ген от одного из родителей, то ферментная система работает примерно на 50%, а если от обоих, то всего на 10%. Заболевания, к которым у человека есть наследственная предрасположенность, зависят не только от генетики, но и от факторов внешней среды: того, где мы живём, сколько двигаемся, что едим. Например, у человека может быть склонность к атеросклерозу, но правильный образ жизни и рациональное питание помогают ему оставаться здоровым.

К наиболее распространённым генетическим заболеваниям относятся: дальтонизм – около 850 случаев на 10 000; расщепление позвоночника – 10–20 случаев на 10 000 человек; синдром Клайнфельтера (характеризуется наличием лишней Х-хромосомы в кариотипе, является причиной мужского бесплодия)– 14–20 на 10 000; синдром Дауна – 9–13 на 10 000; синдром Шершевского-Тёрнера (болезнь, которая приводит к половому инфантилизму) – около 7 на 10 000; фенилкетонурия (нарушение метаболизма аминокислот) – до 3,8 на 10 000; нейрофиброматоз (заболевание, при котором у больного возникают опухоли) – около 3 на 10 000.

Сегодня врачи выявляют генетические заболевания с высокой точностью, так как передовые технологии позволяют буквально заглянуть внутрь гена, определить, на каком уровне произошло нарушение.

В зависимости от того, чем вызвано генетическое заболевание, врач выбирает и методы обследования пациента. Рассмотрим основные группы патологий.

Хромосомные болезни

Причиной этих генетических заболеваний служит нарушение в количественном составе хромосом или в их строении. Например, при наличии дополнительной (третьей) 21-й хромосомы формируется синдром Дауна. Причиной синдрома Шершевского-Тёрнера является наличие всего одной Х-хромосомы у женщин. А если у мужчины половые хромосомы присутствуют в сочетании XXY, а не XY, то ему ставится синдром Клайнфельтера. Генные болезни

Нарушения могут произойти не в хромосоме, а лишь на одном её участке. Тогда мы говорим о генной мутации. Эти заболевания называются моногенными, к ним, в частности, относятся многие нарушения метаболизма: муковисцидоз, фенилкетонурия, андрогенитальный синдром и т. д.

Кариотип человека в норме и при патологии. Примеры

Хромосомные болезни возникают при нарушении кариотипа (нормальный кариотип человека 46,ХХ, 46,ХУ), которое может быть вызвано изменением числа (геномные мутации) или структуры (хромосомные мутации) аутосом и половых хромосом. При хромосомных болезнях имеется определенный комплекс стабильных аномальных признаков — симптомов, который входит в понятие синдром. Синдромы характеризуются определенной частотой проявления, продолжительностью жизни детей и средним весом при рождении, внешними морфологическими признаками, пороками развития внутренних органов, функциональными симптомами, дерматоглификой и определенным кариотипом. Среди хромосомных болезней, связанных с изменением числа половых хромосом (моносомии, полисомии), наиболее часто встречаются синдромы Клайнфельтера (47,ХУ), Шерешевского-Тернера (45,Х), трисомия по Х-хромосоме (47,ХХХ), полисомия по У-хромосоме (47,ХУУ); может наблюдаться полисомия по Х-хромосоме и У-хромосоме одновременно ( 48,ХХУУ). Эффект мутаций аутосом различен: при геномных мутациях 1-12 хромосом возникают аномалии, несовместимые с жизнью; 13-18 — полулетальные мутации (спонтанные аборты, множественные уродства, незначительная продолжительность жизни родившихся от нескольких недель до нескольких лет — синдром Патау (47,ХХ/ХУ + 13), синдром Эдвардса (47,ХУ/ХХ + 18). Трисомия по 21 хромосоме — синдром Дауна (47,ХХ/ХУ + 21) — является аномалией, совместимой с жизнь. При анализе синдромов по половым хромосомам и аутосомам показано, что при аномалиях по половым хромосомам сохраняется нормальный интеллект или отмечается его снижение, но в большей степени нарушается развитие половых органов и гормонозависимый рост (выше или ниже средней нормы). Моносомия Х встречается реже (1: 25ОО), чем полисомии ХХУ (1: 700) и ХХХ (1: 1000). Хромосомные аберрации в основном представлены делециями и транслокациями: при делеции короткого плеча 5 хромосомы (46,ХХ/ХУ 5р-) наблюдается синдром «кошачьего крика» (название обусловлено сходством плача ребенка с мяуканьем кошки), происхождение которого вызвано нарушением центральной нервной системы, а не аномалией голосового аппарата. Встречаются делеции по 13, 18, 21, 22 хромосомам (46,ХХ/ХУ 13q- — синдром Орбели). Транслокация 15/21 хромосом приводит к возникновению синдрома Дауна; а 9/22- хроническому миелолейкозу. Для диагностики хромосомных болезней используется цитогенетический метод (кариотипирование, определение полового хроматина); методы амниоцентеза и дерматоглифики. Хромосомные болезни не наследуются, так как у больных нарушена репродуктивная функция, но синдромы появляются в каждом поколении с определенной частотой как результат вновь возникших мутаций у здоровых людей.

Читайте также:  Таблетки Гомеовокс инструкция по применению, цена и отзывы

Работы Моргана по изучению полного и неполного сцепления генов.

Основоположник хромосомной теории Томас Гент Морган, американский генетик, нобелевский лауреат, выдвинул гипотезу об ограничении законов Менделя.

В экспериментах он использовал плодовую мушку-дрозофилу, обладающую важными для генетических экспериментов качествами: неприхотливостью, плодовитостью, небольшим количеством хромосом (четыре пары), множеством четко выраженных альтернативных признаков.

Работы Моргана заложили основы хромосомной теории наследственности, они показали, что ограничения в свободной комбинаторике некоторых генов обусловлены расположением этих генов в одной хромосоме и их физическим сцеплением. Морганом было установлено, что сцепление генов, расположенных в одной хромосоме, не является абсолютным. Во время мейоза хромосомы одной пары могут обмениваться гомологичными участками между собой с помощью процесса, который называется кроссинговером. Чем дальше друг от друга расположены гены в хромосоме, тем чаще они разделяются кроссинговером. На основе этого феномена была предложена мера силы сцепления генов — процент кроссинговера — и построены первые генетические карты хромосом для разных видов дрозофилы. В качестве объекта генетического анализа была выбрана плодовая мушка дрозофила и Морган изучал наследование у нее разных признаков. Скрестив гомозиготную самку с серыми телом и длинными крыльями (домин), с гомозиготным чернокрылым короткокрылым самцом, в F1 – однообразие (серое тело, длинные крылья) Далее Морган провел несколько анализирующих скрещиваний. Оказалось, что результаты будут разные в зависимости от пола гибрида. Если гибридным был самец, то в потомстве получалось 2 фенотипических класса полностью повторяющих признаки родителей. Если гибридной была самка, то получалось 4 фенотипических классов потомком в неравных пропорциях. Большую часть потомства (83%) составляют потомки с родительскими признаками, меньшую (17%) – особи с новыми комбинациями признаков. Морган сделал вывод, что сцепление может быть неполным, где группа сцепления нарушается кроссинговером. Необычность процентного соотношения у потомков объясняется тем, что кроссинговер происходит не всегда, частота кроссинговера зависит от расстояния между генами – чем больше расстояние, тем меньше силы сцепления между генами, тем чаще кроссинговер. Гаметы, в которые попали хромосомы, не прошедшие кроссинговер, называются некроссоверные. Если в гаметах хромосомы претерпевшие кроссинговер – кроссоверные. Морган и его ученики установили следующее: 1. Гены, расположенные в одной хромосоме, наследуются совместно или сцепленно. 2. Группы генов, расположенных в одной хромосоме, образуют группы сцепления. Число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом у гомогаметных особей и п+1 у гетерогаметных особей. 3. Между гомологичными хромосомами может происходить обмен участками (кроссинговер); в результате кроссинговера возникают гаметы, хромосомы которых содержат новые комбинации генов. 4. Частота кроссинговера между гомологичными хромосомами зависит от расстояния между генами, локализованными в одной хромосоме. Чем это расстояние больше, тем выше частота кроссинговера. За единицу расстояния между генами принимают 1 морганиду (1% кроссинговера) или процент появления кроссоверных особей. При значении этой величины в 10 морганид можно утверждать, что частота перекреста хромосом в точках расположения данных генов равна 10% и что в 10% потомства будут выявлены новые генетические комбинации. 5. Для выяснения характера расположения генов в хромосомах и определения частоты кроссинговера между ними строят генетические карты. Карта отражает порядок расположения генов в хромосоме и расстояние между генами одной хромосомы. Эти выводы Моргана и его сотрудников получили название хромосомной теории наследственности. Важнейшими следствиями этой теории являются современные представления о гене как о функциональной единице наследственности, его делимости и способности к взаимодействию с другими генами.

Ссылка на основную публикацию
Функционально (клинически) узкий таз — симптомы болезни, профилактика и лечение Функционально (клини
Беременность и диагноз «узкий таз» Размеры таза приобретают большое значение во время беременности и родов. Узкий таз может стать причиной...
Форсига» — инструкция по применению, состав, фармакологические особенности, отзывы пациентов, цена и
Форсига Форсига: инструкция по применению и отзывы Латинское название: Forxiga Код ATX: A10BX09 Действующее вещество: Дапаглифлозин (Dapagliflozin) Производитель: AstraZeneca Pharmaceuticals...
Фортранс или мовипреп что лучше для колоноскопии — Врачи в град — портал отзывов о докторах
В чем разница между Фортрансом и Мовипрепом? За сутки до проведения такой процедуры, как колоноскопия, пациент должен принять лекарственное средство,...
Функциональное расстройство желудка у детей Компетентно о здоровье на iLive
Бабаян М.Л. Функциональные нарушения желудочно-кишечного тракта у детей: от общего к частному // Участковый Педиатр. 2013. №2. Популярно о болезнях...
Adblock detector