Sissejuhatus

Inimese geneetika ja sellised fundamentaalsed distsipliinid nagu anatoomia, füsioloogia, biokeemia moodustavad tänapäevase meditsiini aluse. Geneetika koht bioloogiliste teaduste hulgas ja eriline huvi selle vastu on tingitud asjaolust, et see uurib organismide põhiomadusi, nimelt pärilikkust ja varieeruvust.

Inimeste pärilikkus ja varieeruvus on inimese geneetika uurimise objektiks kõigil selle organisatsiooni tasemetel: molekulaarsel, rakulisel, organismilisel, populatsioonil. Inimese geneetika võlgneb oma edu meditsiinigeneetikale - teadusele, mis uurib pärilikkuse rolli inimese patoloogias. Meditsiinigeneetika rakendatav haru on kliiniline geneetika, mis kasutab meditsiinigeneetika, inimgeneetika ja üldgeneetika edusamme inimestel tekkivate kliiniliste probleemide lahendamiseks.

Geneetika on tänapäevase loodusõpetuse üks keerukamaid distsipliine. Selle sügavaks mõistmiseks käsitlen oma töös geneetika arengu põhietappe, geneetika liike, geneetika saavutusi tänapäeva meditsiinis jne.

1. Geneetika arengu ajalugu

Geneetika on teadus, mis uurib pärilikkuse ja varieeruvuse mustreid, samuti neid pakkuvaid bioloogilisi mehhanisme.

Pärilikkuse uurimise esimese teadusliku sammu tegi Austria munk Gregor Mendel, kes avaldas 1866. aastal artikli "Taimede hübriidide katsed", mis pani aluse tänapäevasele geneetikale.

Enne Mendeli avastusi tunnustati nn sulatatud pärilikkuse teooriat. Selle teooria põhiolemus oli see, et viljastamise ajal segati meeste ja naiste "algused", "nagu värvid veeklaasis," mis tekitas uue organismi. Mendel näitas, et pärilikud kalduvused ei segune, vaid kanduvad vanematelt järeltulijatele diskreetsete (eraldatud) üksuste kujul. Need üksused, mida üksikud esindavad paaridena (alleelid), jäävad eraldiseisvateks ja neid antakse edasi mees- ja naissoost sugurakkudes järgmistele põlvkondadele, millest igaüks sisaldab igast paarist ühte ühikut. 1909. aastal nimetas taani botaanik-aretaja V. Johansen neid "geenideks" ja 1912. aastal näitas Ameerika geneetik T. G. Morgan, et nad asuvad kromosoomides.

Geneetika ametlik sünniaeg on 1900. Seejärel avaldati G. de Vriesi, K. Corrensi ja K. Chermaki andmed, kes taasavastasid G. Mendeli loodud tunnuste pärimismustrid. 20. sajandi esimesed kümnendid osutusid geneetika põhisätete ja -suundade väljatöötamisel viljakaks. Organismide mutatsioonide, populatsioonide ja puhaste joonte idee, sõnastati pärilikkuse kromosomaalne teooria, avastati homoloogsete seeriate seadus, saadi andmed pärilike muutuste esinemise kohta röntgenikiirguse mõjul ning alustati organismide populatsioonide geneetika aluste väljatöötamist.

1953. aastal avaldati rahvusvahelises teadusajakirjas bioloogide James Watsoni ja Francis Cricki artikkel desoksüribonukleiinhappe - DNA struktuurist.

DNA struktuur osutus täiesti ebaharilikuks: selle molekulidel on tohutu molekulaarskaala ja need koosnevad kahest topeltheeliksis põimunud ahelast. Kõiki ahelaid saab võrrelda pika helmestega. Valkudel on "helmestena" kakskümmend erinevat tüüpi aminohapet. DNA-l on ainult neli tüüpi "helmeid" ja neid nimetatakse nukleotiidideks. DNA topeltheeliksi kahe ahela "helmed" on omavahel seotud ja vastavad rangelt üksteisele. DNA-s on tümiin adeniini nukleotiidi vastas ja guaniin tsütosiini vastas. Topeltheeliksi ehituse korral sisaldab iga ahel teavet teise struktuuri kohta. Teades ühe ahela struktuuri, saate alati teise taastada.

Saadakse kaks topeltheelikat - nende eelkäija täpsed koopiad. See võime ennast täpselt kopeerida on Maakera elu jaoks võtmetähtsusega.

2. Geneetika ja meditsiin

2.1 Uurimismeetodid

Geneetikas on peamiseks uurimismeetodiks geneetiline analüüs, mida viiakse läbi elusolendite organiseerimise kõigil tasanditel (alates molekulaarsest kuni populatsioonini). Sõltuvalt uuringu eesmärgist modifitseeritakse see eraviisilisteks meetoditeks - hübridoloogilisteks, populatsioonilisteks, mutatsioonilisteks, rekombinatsioonilisteks, tsütogeneetilisteks jne.

Hübroloogiline meetod võimaldab kindlaks teha organismi üksikute omaduste ja omaduste pärimismustrid, viies läbi rea põlvkondade otsese või tagasiristamise. Inimeste tunnuste ja omaduste pärimismustrid kehtestatakse genealoogilise meetodi abil (sugupuude analüüs). Tunnuse pärimise seadused populatsioonides määratakse populatsiooni meetodil ehk populatsiooni analüüsil.

Tsütogeneetilist meetodit, mis ühendab tsütoloogilise ja geneetilise analüüsi põhimõtteid, kasutatakse üksikute rakkude ja organismide põlvkondade materjali järjepidevuse mustrite ja pärilikkuse materiaalsete kandjate "anatoomia" uurimiseks.

Fenogeneetiline analüüs võimaldab uurida geeni toimet ja geenide avaldumist organismi individuaalses arengus. Selleks kasutatakse selliseid tehnikaid geneetiliselt erinevate kudede, raku tuumade või üksikute geenide siirdamiseks ühest rakust teise, aga ka nii kimääride uurimiseks - eksperimentaalselt saadud mitmerakulised organismid, mis koosnevad geneetiliselt erinevatest rakkudest, mis algselt kuulusid erinevatele indiviididele.

Mutatsiooni- ja rekombinatsioonianalüüsi kasutatakse geneetilise materjali peene korralduse ja funktsiooni, erinevate DNA struktuuride, nende muutuste, toimimismehhanismide ja geenivahetuse uurimiseks ristumise ajal. Molekulaargeneetilise analüüsi meetod areneb intensiivselt.

2.2 Meditsiinihuvi

Geneetika arenguga sai võimalikuks selle meetodite kasutamine varem ravimatute haiguste, patoloogiate jms uurimisel. See hakkas meditsiinivaldkonnas töötavate teadlaste seas äratama suurt huvi. On teada mitu tuhat geneetilist haigust, mis peaaegu 100% sõltuvad inimese genotüübist. Kõige kohutavam neist on: kõhunäärme happeline fibroos, fenüülketonuuria, galaktoseemia, mitmesugused kretinismi vormid, hemoglobinopaatia, aga ka Down, Turner, Kleinfelter sündroomid. Lisaks on haigusi, mis sõltuvad nii genotüübist kui ka keskkonnast: pärgarteritõbi, suhkurtõbi, reumatoidsed haigused, mao- ja kaksteistsõrmiksoole haavandid, paljud onkoloogilised haigused, skisofreenia ja muud vaimuhaigused.

Ajalooliselt tekkis meditsiinihuvi geneetika vastu algselt seoses päritud patoloogiliste (valulike) tunnuste vaatlustega. 19. sajandi teisel poolel tõi inglise bioloog F. Galton välja iseseisva uurimistöö objektina inimese pärilikkuse. Samuti pakkus ta välja mitmeid geneetilise analüüsi erimeetodeid: genealoogilisi, kaksikute ja statistilisi. Normaalsete ja patoloogiliste tunnuste pärimismustrite uurimine võtab inimese geneetikas endiselt juhtivat kohta.

2.3 Inimese geneetika

Inimese geneetika on geneetika erilõik, mis uurib inimeste tunnuste pärilikkuse tunnuseid, pärilikke haigusi (meditsiinigeneetika) ja inimpopulatsioonide geneetilist struktuuri. Inimese geneetika suundadest arenevad kõige intensiivsemalt tsütogeneetika, biokeemiline geneetika, immunogeneetika, kõrgema närvikavaga geneetika ja füsioloogiline geneetika.

Inimese geneetika on tänapäevase meditsiini ja tänapäevase tervishoiu teoreetiline alus. See jaguneb antropogeneetikaks, mis uurib inimkeha normaalsete tunnuste pärilikkuse ja varieeruvuse mudeleid, demograafilist geneetikat (populatsioonigeneetika), ökoloogilist geneetikat (inimese suhete geneetiliste aspektide uurimine keskkonnaga) ja meditsiinigeneetikat, mis uurib pärilikke patoloogiaid (haigused, defektid, deformatsioonid jne). jne.).

Inimese geneetika kõige olulisem valdkond on meditsiinigeneetika. Meditsiinigeneetika aitab mõista bioloogiliste ja keskkonnategurite koostoimet inimese patoloogias. Mõnikord peetakse seda mitte inimese geneetika haruks, vaid üldgeneetika iseseisvaks alaks.

2.4 Meditsiinigeneetika

Meditsiinigeneetika uurib pärilikkuse ja varieeruvuse nähtusi inimeste erinevates populatsioonides, normaalsete (füüsiliste, loominguliste, intellektuaalsete võimete) ja patoloogiliste tunnuste avaldumise ja arengu tunnuseid, haiguste sõltuvust geneetilisest eelmääratlusest ja keskkonnatingimusi, sealhulgas sotsiaalseid elutingimusi. Samuti arendab ta pärilike haigustega patsientide diagnostika, ravi, ennetamise ja rehabilitatsiooni ning nende perekonna tervisekontrolli süsteeme, uurib päriliku eelsoodumuse rolli ja mehhanisme inimese haiguste korral.

Meditsiinigeneetika kujunemine algas 30. aastatel. XX sajand, kui hakkasid ilmnema faktid, mis kinnitavad, et tunnuste pärimine inimeses järgib samu seadusi nagu teiste elusorganismide puhul.

Meditsiinigeneetika ülesanne on pärilike haiguste väljaselgitamine, uurimine, ennetamine ja ravi, samuti välja töötada viisid, kuidas vältida keskkonnategurite mõju inimese pärilikkusele.

Meditsiinigeneetika põhiosa on kliiniline geneetika, mis uurib pärilike haiguste etioloogiat ja patogeneesi, kliiniliste ilmingute varieeruvust ja päriliku patoloogia ning päriliku eelsoodumusega iseloomustatud haiguste kulgu sõltuvalt geneetiliste ja keskkonnategurite mõjust ning arendab ka diagnoosimis-, ravi- ja ennetusmeetodeid need haigused. Kliiniline geneetika hõlmab neurogeneetikat, dermatogeneetikat (pärilike nahahaiguste - genodermatooside uurimine), oftalmogeneetikat, farmakogeneetikat (keha pärilike reaktsioonide uurimine ravimitele). Meditsiinigeneetika on seotud kõigi tänapäevase kliinilise meditsiini harude ning teiste meditsiini ja tervishoiu valdkondadega, sealhulgas biokeemia, füsioloogia, morfoloogia, üldise patoloogia, immunoloogiaga.

Geneetika, uuringud Ülesanne

-Genealoogiline meetod

-Tsütogeneetiline meetod

-Biokeemilised meetodid

Haiguse perekondlik iseloom

Perehaigused - need on haigused, mida täheldatakse sama perekonna liikmetel. Päritolu järgi võivad nad olla pärilikud või areneda keskkonnategurite mõjul teatud geneetilise eelsoodumuse olemasolul. Näiteks võib perekondlikku periodontaalset haigust (igemehaigust) seostada muutustega sama kollageenvalgu geenis või see võib omandada ja avalduda üldiste ebasoodsate keskkonnategurite mõjul (näiteks kaltsiumi, fluoriidi, vitamiinide puudus, valgu ebapiisav toitumine jne). kõigile selle perekonna liikmetele. Kui arst saab patsiendi uurimisel teavet perekonnas esinevate sarnaste haigusjuhtude kohta, siis on see otsene märk nende võimalikust pärilikust olemusest. Seetõttu tuleks haiguse perekondlike juhtumite esinemise korral läbi viia patsiendi läbivaatuse teine \u200b\u200betapp, mille eesmärk on konkreetse päriliku haiguse diferentsiaaldiagnostika. Samal ajal ei välista haiguse esinemine ainult ühes sugupuu liikmetes selle haiguse pärilikku olemust, kuna haigus võib olla retsessiivse haiguse korral uue domineeriva mutatsiooni tagajärjel mõlema vanema ühes või mõlema vanema heterosügootses TM-s (mutandi fenotüübi eraldamine).

Pärilike haiguste spetsiifilised sümptomid

Haruldaste spetsiifiliste sümptomite või nende kombinatsioonide esinemine patsiendil annab põhjust mõelda haiguse kaasasündinud või päriliku olemuse üle. Näiteks on silma läätse dislokatsioon või subluksatsioon kolmele pärilikule vormile iseloomulik: Marfani, Weil-Marchesani sündroomid ja homotsüstinuuria. Sinine sklera on iseloomulik osteogenesis imperfecta ja mõnedele teistele sidekoe haigustele. Alkoholuuria korral tumeneb mähkmed uriiniga. Fenüülketonuuriaga patsientidele on iseloomulik hiire i lõhn. Verejooksuga võite mõelda von Wil-Lebrandi haigusele või hemofiiliale. Karedad näojooned on iseloomulikud mukopolüsahharoosiga patsientidele (joonis 3.1). Asfääriline füüsis koos muutunud rindkerega on Marfani sündroomi korral (joonis 3.2). Jäsemete ja kere ebaproportsionaalne suhe, lühike kehaehitus, omamoodi näo kolju näitavad achondroplasia esinemist.

Geenhaiguste etioloogia.

Mutatsioonid põhjustavad umbes 2000 pärilikku haigust.

Geenimutatsioonid on põhjustatud muutustest DNA molekulaarstruktuuris. DNA vastavas piirkonnas on need muutused seotud geeni moodustavate nukleotiididega. Sellised muutused geeni nukleotiidide koostises võivad olla 4 tüüpi:

1. Sisestage uus nukleotiid

2. Nukleotiidi kaotus

3. Nukleotiidide positsiooni ümberkorraldamine

4. Nukleotiidide asendamine.

Genoom on kogu organismi päriliku teabe kogum (kõik geenid ja madala vooluga nukleotiidijärjestused). Inimese genoomis on 3 miljardit aluspaari.

Geen - DNA tükk, mis kodeerib aminohapete ühe polüpeptiidahela (üks valgu molekul) sünteesi. Geeni suurus määratakse aluspaaride arvu järgi. Igas inimese rakus on umbes 30-40 tuhat geenipaari, kuid nende täpne arv pole veel teada. Geenid sisaldavad teavet RNA molekulide struktuuri kohta.

Geenhaigused on haiguste rühm, mille kliinilised ilmingud on mitmekesised ja mis tulenevad DNA kahjustustest või geenitaseme mutatsioonidest. Nende üheks rühmaks ühendamise aluseks on perekondade ja populatsioonide etioloogilised geneetilised omadused ja pärimismustrid.

Geneetiliste haiguste kliinilised ilmingud, nende arengu raskus ja kiirus sõltuvad organismi genotüübi omadustest, patsiendi vanusest, keskkonnatingimustest (toitumine, jahutamine, stress, ületöötamine) ja muudest teguritest.

Kuna üksikute geenide mutatsioonid on geenhaiguste etioloogiline tegur, vastavad nende pärimismustrid järglaste jaotamise reeglitele. Erinevate pärilike haiguste ja inimese genoomi kui terviku arvukate uuringute kohaselt võime rääkida geeni mitut tüüpi mutatsioonidest.

Mis tahes seda tüüpi mutatsioonid võivad põhjustada pärilikke haigusi. Isegi sama geenhaiguse võivad põhjustada erinevad mutatsioonid. Pärilikke haigusi põhjustavad mutatsioonid võivad mõjutada struktuuri, transporti, embrüonaalseid valke, ensüüme.

Enamik geenipatoloogiaid on põhjustatud mutatsioonidest struktuurgeenides, mis täidavad oma funktsiooni polüpeptiidide - valkude sünteesi kaudu.

Geneetilised (punkt) mutatsioonid mõjutavad tavaliselt ühte või mitut nukleotiidi, samal ajal kui üks nukleotiid võib muunduda teiseks, võib välja kukkuda, dubleerida ja nukleotiidide rühm võib pöörduda 180 kraadi. Geenimutatsioonid muudavad valgu aminohappejärjestust. Kõige tõenäolisem geenimutatsioon toimub siis, kui paarituvad omavahel lähedased organismid, kes on mutandi geeni pärinud ühiselt esivanemalt. Geenimutatsioonid põhjustavad selliseid haigusi nagu amaurootiline idiootsus, albinism, värvipimedus jne.

Kromosomaalsed mutatsioonid muudavad kromosoomide arvu, suurust ja korraldust, mistõttu neid nimetatakse mõnikord kromosoomide ümberkorraldusteks. Need põhjustavad sageli kehas patoloogilisi häireid, kuid samal ajal on kromosomaalsed ümberkorraldused mänginud evolutsioonis üht juhtivat rolli.

Genoommutatsioonid on eristatav omadus, mis on seotud krüoomide arvu rikkumisega karüotüübis. Genoomsete mutatsioonide mehhanism on seotud geneetiliselt erinevate rakkude olemasoluga. Seda protsessi nimetatakse mosaiikiks. Genoommutatsioonid on ühed halvimad. Need põhjustavad selliseid haigusi nagu Downi sündroom, Klinefelteri sündroom jne.

Haiguste monogeensed vormid.

Päriliku eelsoodumuse monogeenselt määratud vormide geneetiline alus on üksikute geenide mutatsioon. See eelsoodumus päritakse tavaliselt autosomaalselt retsessiivse või X-seotud retsessiivse mustrina. Haigete järglaste jagunemine (haiguse põhjal) põlvkondade kaupa ei vasta siiski Mendeli päranditüüpidele, kuna kandja peab kogu elu jooksul olema kontaktis ilmneva teguriga. Nende päriliku patoloogia vormide säilimise põhjused inimpopulatsioonides, vaatamata nende kandja vähesele kohanemisvõimele ühe või teise konkreetse keskkonnateguriga, ei ole täielikult arusaadavad. Selliste mutatsioonide kõrge kontsentratsiooni populatsioonigeneetiline seletus seisneb selles, et tunnustatakse heterosügootsete kandjate täieliku geneetilise kohanemisvõime (järglaste arvu) säilimist selliste keskkonnategurite suhtes ja isegi nende selektiivset eelist (rohkem järglasi) normaalsete homosügootide suhtes. Vaiksete geenide patoloogiline mõju avaldub keskkonnategurite mõjul. Praeguseks on teada enam kui 40 lookust, mille mutatsioonid võivad põhjustada haigusi lisatingimustes - igale geenile spetsiifilise "manifestatiivse" teguri toimel. Ilmselt avalduvate välistegurite (enamasti on need toidu, vee, õhu koostises esinevad keemilised ained) kontsentratsioonide erinevus põhjustab asjaolu, et sama haigus avaldub erinevatel viisidel isegi sama perekonna piires (erinev läbitavus ja väljendusvõime).

Geneetika teema ja ülesanded, selle tähtsus meditsiinis.

Geneetika, uuringud pärilikkuse ja varieeruvuse nähtused inimeste erinevates populatsioonides, normaalsete (füüsiliste, loominguliste, intellektuaalsete võimete) ja patoloogiliste tunnuste avaldumise ja arengu tunnused, haiguste sõltuvus geneetilisest eeldusest ja keskkonnatingimused, sealhulgas sotsiaalsed elutingimused. Ülesanne on pärilike haiguste tuvastamine, uurimine, ennetamine ja ravi, samuti keskkonnategurite kahjuliku mõju inimese pärilikkusele ennetamise võimaluste väljatöötamine.

Inimese pärilikkuse ja varieeruvuse uurimisel kasutatakse järgmisi meetodeid:

-Genealoogiline meetodvõimaldab teil sugupuu - sugupuu koostamise põhjal välja selgitada peresidemed ja jälgida normaalsete või patoloogiliste tunnuste pärimist antud pere lähisugulaste ja kaugemate sugulaste vahel.

Kaksikmeetod on kaksikute tunnuste arengu uurimine. See võimaldab teil määrata genotüübi rolli keerukate tunnuste pärimisel, samuti hinnata selliste tegurite mõju nagu kasvatus, haridus jne.

-Tsütogeneetiline meetod põhineb tervete ja haigete inimeste kromosoomide struktuuri mikroskoopilisel uuringul. Tsütogeneetilist kontrolli kasutatakse mitmete pärilike haiguste diagnoosimisel, mis on seotud aneuploidsuse ja mitmesuguste kromosomaalsete ümberkorraldustega. Samuti võimaldab see uurida kudede vananemist rakustruktuuri vanuse dünaamika uuringute põhjal, teha kindlaks keskkonnategurite mutageenne mõju inimesele jne.

-Biokeemilised meetodidinimese pärilikkuse uuringud aitavad tuvastada mitmeid metaboolseid haigusi (süsivesikud, aminohapped, lipiidid jne), kasutades näiteks bioloogiliste vedelike (veri, uriin, amnionivedelik) uuringuid kvalitatiivse või kvantitatiivse analüüsi abil. Nende haiguste põhjus on teatud ensüümide aktiivsuse muutus.

Nagu iga teinegi distsipliin, kasutab kaasaegne inimese geneetika seotud teaduste meetodeid: füsioloogiat, molekulaarbioloogiat, geenitehnoloogiat, bioloogilist ja matemaatilist modelleerimist jne. Meditsiinigeneetika probleemide lahendamisel on märkimisväärne koht ontogeneetilisel meetodil, mis võimaldab kaaluda normaalsete ja patoloogiliste tunnuste arengut. organismi individuaalse arengu käigus.

Meditsiinigeneetika aitab mõista bioloogiliste ja keskkonnategurite koostoimet inimese patoloogias. Meditsiiniliste ja geneetiliste teadmiste põhjal omandatakse pärilike haiguste diagnoosimise oskused. Praegu on välja arenenud harilik pärilike haiguste ennetamise süsteem: meditsiiniline ja geneetiline nõustamine, sünnieelne diagnostika, toitumis- ja ravimiraviks kasutatavate pärilike metaboolsete haiguste vastsündinute massidiagnostika, patsientide ja nende perekondade kliiniline läbivaatus. Selle süsteemi kasutuselevõtt on vähendanud kaasasündinud väärarengute ja pärilike haigustega laste sündimissagedust 60–70%.

Juba praktilises tervishoius juba rakendatud geneetika saavutuste põhjal on võimalik ennustada selliseid väljavaateid nagu implantatsioonieelse diagnostika laialdane kasutamine peamistes meditsiinilistes ja geenikeskustes, päriliku eelsoodumusega haiguste geenitestid ning vastavalt saadud tulemustele ennetusmeetmete vastuvõtmine, uute lähenemisviiside ja meetodite loomine. ravi (sealhulgas valitud haiguste geeniteraapia) ja uut tüüpi ravimite tootmine geeniteabe põhjal. Keskealisi ja vanemaid elanikkondi saab läbi vaadata paljude haiguste riski osas, mida saab dieedi või ravimite sekkumise abil ära hoida või leevendada. Individuaalse vastuvõtlikkuse molekulaarsest geneetilisest testimisest peaks saama enne uimastiravi tavapärane protseduur.

Geneetika olulisus meditsiinis ja tervises

Inimese geneetika teema ja ülesanded. Inimese geneetika ehk meditsiinigeneetika uurib pärilikkuse ja varieeruvuse nähtusi inimeste erinevates populatsioonides, normaalsete (füüsiliste, loominguliste, intellektuaalsete võimete) ja patoloogiliste tunnuste avaldumise ja arengu tunnuseid, haiguste sõltuvust geneetilisest ettemääratusest ja keskkonnatingimusi, sealhulgas sotsiaalseid tingimusi elu. Meditsiinigeneetika kujunemine algas 30. aastatel. XX sajand, kui hakkasid ilmnema faktid, mis kinnitavad, et tunnuste pärimine inimeses järgib samu seadusi nagu teiste elusorganismide puhul.

Meditsiinigeneetika ülesanne on pärilike haiguste väljaselgitamine, uurimine, ennetamine ja ravi, samuti keskkonnategurite kahjuliku mõju inimese pärilikkusele ennetamise võimaluste väljatöötamine.

Inimese pärilikkuse uurimise meetodid. Inimese pärilikkuse ja varieeruvuse uurimisel kasutatakse järgmisi meetodeid: genealoogiline, kaksik-, tsütogeneetiline, biokeemiline, dermatoglüüfiline, somaatiliste rakkude hübridisatsioon, modelleerimine jne.

Genealoogiline meetod võimaldab teil sugupuu - sugupuu koostamise põhjal välja selgitada peresidemed ja jälgida normaalsete või patoloogiliste tunnuste pärimist antud pere lähisugulaste ja kaugemate sugulaste vahel. Kui on olemas sugupuud, siis on mitme pere koondandmeid kasutades võimalik kindlaks teha iseloomuomandi pärimisviis - domineeriv või retsessiivne, sooga seotud või autosoomne, samuti selle monogeensus või polügeensus. Genealoogiline meetod on tõestanud paljude haiguste, näiteks suhkruhaiguse, skisofreenia, hemofiilia jne pärilikkust.

Genealoogilist meetodit kasutatakse pärilike haiguste diagnoosimiseks ja meditsiinilise geneetilise nõustamise jaoks; see võimaldab geneetiliselt ennetada (haige lapse sündi ennetada) ja pärilikke haigusi varakult ennetada.

Kaksikmeetod on kaksikute tunnuste arengu uurimine. See võimaldab teil määrata genotüübi rolli keerukate tunnuste pärimisel, samuti hinnata selliste tegurite mõju nagu kasvatus, haridus jne.

On teada, et inimestel on kaksikud identsed (monosügootsed) ja vennad (dizügootsed). Identsed või identsed kaksikud arenevad ühest munarakust, mida viljastab üks sperma. Nad on alati samast soost ja silmatorkavalt sarnased, kuna neil on sama genotüüp. Lisaks on neil sama veregrupp, samad sõrmejäljed ja käekiri, neid segavad isegi vanemad ja neid ei saa eristada koera lõhna järgi. Ainult identsed kaksikud on 100% -liselt edukad elundisiirdamisel, kuna neil on ühesugune valkude komplekt ja siirdatud kudesid ei lükata tagasi. Identsete kaksikute osakaal inimestel on umbes 35-38% nende koguarvust.

Vennalikud ehk dizügootsed kaksikud arenevad kahest erinevast munarakust, mida viljastavad samaaegselt erinevad seemnerakud. Dizügootsed kaksikud võivad olla samast või erinevast soost ning geneetilise külje poolest pole nad sarnasemad tavaliste õdede-vendadega.

Kogu elu jooksul identsete kaksikute uurimine, eriti kui nad elavad erinevates sotsiaalmajanduslikes ja kliimatingimustes, on huvitav, kuna nendevahelisi erinevusi füüsiliste ja vaimsete omaduste kujunemisel ei seletata mitte erinevate genotüüpide, vaid keskkonnatingimuste mõjuga.

Tsütogeneetiline meetod põhineb tervete ja haigete inimeste kromosoomide struktuuri mikroskoopilisel uurimisel. Tsütogeneetilist kontrolli kasutatakse mitmete pärilike haiguste diagnoosimisel, mis on seotud aneuploidsuse ja mitmesuguste kromosomaalsete ümberkorraldustega. Samuti võimaldab see uurida kudede vananemist rakustruktuuri vanuse dünaamika uuringute põhjal, teha kindlaks keskkonnategurite mutageenne mõju inimesele jne.

Viimastel aastatel on tsütogeneetiline meetod omandanud suure tähtsuse seoses inimese geneetilise analüüsi võimalustega, mis avanes somaatiliste rakkude hübridiseerimisel kultuuris. Rakkudevaheliste hübriidide (näiteks inimese ja hiire) saamine võimaldab suures osas läheneda suunatud ristide võimatusega seotud probleemide lahendusele, lokaliseerida geen konkreetses kromosoomis, luua aheldusrühm mitmete tunnuste jaoks jne. Genealoogilise meetodi ühendamine tsütogeneetiliste meetoditega samuti on uusimate geenitehnoloogia tehnikatega oluliselt kiirendanud inimestel geenide kaardistamise protsessi.

Inimese pärilikkuse uurimise biokeemilised meetodid aitavad tuvastada mitmeid metaboolseid haigusi (süsivesikud, aminohapped, lipiidid jne), kasutades näiteks bioloogiliste vedelike (veri, uriin, amnionivedelik) uurimist kvalitatiivse või kvantitatiivse analüüsi abil. Nende haiguste põhjus on teatud ensüümide aktiivsuse muutus.

Biokeemiliste meetodite abil on avastatud umbes 500 molekulaarset haigust, mis on mutantsete geenide avaldumise tagajärg. Erinevat tüüpi haiguste korral on võimalik kas ebanormaalne ensüümvalk ise kindlaks teha või luua vahepealsed metaboolsed produktid. Biokeemiliste analüüside tulemuste põhjal on võimalik haigust diagnoosida ja määrata ravimeetodeid. Varane diagnoosimine ja mitmesuguste dieetide kasutamine postembryoonilise arengu varases staadiumis võib ravida mõnda haigust või vähemalt leevendada puudulike ensüümsüsteemidega patsientide seisundit.

Nagu iga teinegi distsipliin, kasutab kaasaegne inimese geneetika seotud teaduste meetodeid: füsioloogiat, molekulaarbioloogiat, geenitehnoloogiat, bioloogilist ja matemaatilist modelleerimist jne. Meditsiinigeneetika probleemide lahendamisel on märkimisväärne koht ontogeneetilisel meetodil, mis võimaldab kaaluda normaalsete ja patoloogiliste tunnuste arengut. organismi individuaalse arengu käigus.

Inimeste pärilikud haigused, nende ravi ja ennetamine. Praeguseks on registreeritud üle 2000 päriliku inimese haiguse ja enamik neist on seotud psüühikahäiretega. Maailma Terviseorganisatsiooni andmetel registreeritakse tänu uute diagnostikameetodite kasutamisele aastas keskmiselt kolm uut pärilikku haigust, mida leidub mis tahes eriala arsti praktikas: terapeut, kirurg, neuropatoloog, sünnitusarst-günekoloog, lastearst, endokrinoloog jne. pärilikkusega absoluutselt mitte midagi pistmist, praktiliselt pole olemas. Erinevate haiguste (viiruslike, bakteriaalsete, mükooside ja isegi vigastuste) kulg ja taastumine ühel või teisel määral pärast seda sõltub inimese pärilikest immunoloogilistest, füsioloogilistest, käitumuslikest ja vaimsetest omadustest.

Tingimuslikult pärilikud haigused võib jagada kolme suurde rühma: ainevahetushaigused, molekulaarhaigused, mis on tavaliselt põhjustatud geenimutatsioonidest, ja kromosomaalsed haigused.

Geenimutatsioonid ja ainevahetushäired. Geenimutatsioone saab väljendada mõnede ensüümide aktiivsuse suurenemises või vähenemises kuni nende puudumiseni. Fenotüüpiliselt ilmnevad sellised mutatsioonid pärilike metaboolsete haigustena, mille määrab vastava biokeemilise reaktsiooni produkti puudumine või ülejääk.

Geenimutatsioone liigitatakse vastavalt nende fenotüüpsele avaldumisele, see tähendab haigustele, mis on seotud aminohapete, süsivesikute, lipiidide, mineraalide metabolismi, nukleiinhapete metabolismi rikkumisega.

Aminohapete metabolismi rikkumise näide on albinism, suhteliselt kahjutu haigus, mis esineb Lääne-Euroopas sagedusega 1: 25000. Haiguse põhjustajaks on ensüümi türosinaasi defekt, mille tagajärjel türosiini muundamine melaniiniks blokeeritakse. Albiinidel on piimjas nahk, väga heledad juuksed ja iirises pole pigmenti. Nad on ülitundlikud päikesevalguse suhtes, mis põhjustab neil põletikuliste nahahaiguste tekkimist.

Süsivesikute ainevahetuse üks levinumaid haigusi on suhkurtõbi. Seda haigust seostatakse hormooni insuliini vaegusega, mis põhjustab glükogeeni moodustumise häireid ja veresuhkru taseme tõusu.

Mitmeid patoloogilisi tunnuseid (hüpertensioon, ateroskleroos, podagra jne) ei määra mitte üks, vaid mitu geeni (polümerisatsiooni nähtus). Need on päriliku eelsoodumusega haigused, mis sõltuvad rohkem keskkonnatingimustest: soodsates tingimustes ei pruugi sellised haigused ilmneda.

Kromosomaalsed haigused. Seda tüüpi pärilikku haigust seostatakse kromosoomide arvu või struktuuri muutumisega. Kromosomaalsete kõrvalekallete sagedus vastsündinutel on 0,6–1% ja 8–12-nädalase staadiumi korral on neid umbes 3% embrüodest. Spontaansete raseduse katkemiste hulgas on kromosomaalsete kõrvalekallete esinemissagedus umbes 30% ja varases staadiumis (kuni kaks kuud) - 50% ja rohkem.

Inimestel kirjeldatakse igat tüüpi kromosomaalseid ja genoomseid mutatsioone, sealhulgas aneuploidsust, mis võib olla kahte tüüpi - monosoomia ja polüsoomia. Monosoomia on eriti raske.

X-kromosoomi jaoks on kirjeldatud kogu keha monosoomiat. See on Shereshevsky-Turneri sündroom (44 + X), mis avaldub naistel, keda iseloomustavad füüsilised patoloogilised muutused (lühike kehaehitus, lühike kael), reproduktiivsüsteemi arengu häired (enamiku naiste sekundaarsete seksuaalsete tunnuste puudumine) ja vaimsed piirangud. Selle anomaalia esinemissagedus on 1: 4000-5000.

Naiste trisoomikat (44 + XXX) iseloomustab reeglina häiritud seksuaalne, füüsiline ja vaimne areng, kuigi mõnel patsiendil need sümptomid ei pruugi ilmneda. Selliste naiste viljakuse juhtumeid on. Sündroomi sagedus on 1: 1000.

Klinefelteri sündroomiga (44 + XXY) mehi iseloomustab sugunäärmete halvenenud areng ja aktiivsus, eunuchoidne kehatüüp (kitsamatel kui vaagul, õlgadel, karvasus ja rasva ladestumine kehal vastavalt naissoost tüübile, piklikud käed ja jalad kehaga võrreldes). Seega suurem kasv. Need nähud koos teatava vaimse alaarenguga ilmnevad suhteliselt normaalsel poisil alates puberteedieast.

Klinefelteri sündroomi täheldatakse polüsoomias mitte ainult X-kromosoomis (XXX XXXY, XXXXY), vaid ka Y-kromosoomis (XYY. XXYY. XXYYY). Sündroomi sagedus on 1: 1000.

Autosomaalsetest haigustest on enim uuritud 21. kromosoomi trisoomi ehk Downi sündroomi. Erinevate autorite sõnul on Downi sündroomiga laste sündimise sagedus 1: 500–700 vastsündinut ja viimastel aastakümnetel on trisoomia-21 sagedus suurenenud.

Downi sündroomiga patsientide tüüpilised nähud: väike nina laia ninasillaga, silmad kaldusid epicanthus'ega - ülemise silmalau kohal on üleulatuv voldik, deformeerunud väikesed auriküljed, pooleldi avatud suu, lühike kehaehitus, vaimne alaareng. Umbes pooltel patsientidel on südamehaigus ja suured anumad.

Downi sündroomiga laste saamise riski ja ema vanuse vahel on otsene seos. On kindlaks tehtud, et 22–40% selle haigusega lastest sünnivad üle 40-aastastele emadele (2–3% fertiilses eas naistest).

Siin käsitletakse vaid mõnda näidet inimese geneetilistest ja kromosomaalsetest haigustest, mis annavad siiski teatud ettekujutuse tema geneetilise organisatsiooni keerukusest ja haprusest.

Pärilike haiguste ennetamise peamine viis on nende ennetamine. Selleks on paljudes maailma riikides, sealhulgas Valgevenes, asutuste võrk, mis pakub elanikkonna meditsiinilist geneetilist nõustamist. Esiteks peaksid selle teenuseid kasutama abielluvad isikud, kellel on geneetiliselt ebasoodsas olukorras sugulased.

Geneetiline nõustamine on vajalik, kui abielluvad sugulased, üle 30–40-aastased isikud, samuti tootjad, kes töötavad kahjulike töötingimustega. Arstid ja geneetikud saavad kindlaks teha geneetiliselt puudulike järglaste sünnitamise riski astme ning tagada lapse kontrolli emakasisese arengu ajal. Tuleb märkida, et sündimata lapse ema või isa suitsetamine, alkoholi ja narkootikumide tarvitamine suurendavad dramaatiliselt raskete pärilike tervisehäiretega lapse saamise tõenäosust.

Haige lapse sünni korral on mõnikord võimalik teda ravida, dieediga ja hormonaalselt ravida. Poliomüeliit võib olla selge näide, mis kinnitab ravimi potentsiaali võitluses pärilike haiguste vastu. Seda haigust iseloomustab pärilik eelsoodumus, kuid haiguse otsene põhjus on viirusnakkus. Haiguse põhjustaja vastu massilise immuniseerimise abil oli võimalik päästa kõik pärilikult eelsoodumusega lapsed haiguse rasketest tagajärgedest. Fenüülketonuuria, suhkruhaiguse ja muude haiguste ravis kasutatakse edukalt dieedi- ja hormonaalseid ravimeetodeid.

Aktiivsed tegurid biosfääris. Seetõttu on selliste tegurite sisalduse geneetiline ja hügieeniline reguleerimine keskkonnas inimeste haigestumuse ennetamise kohustuslik komponent. Selle kujunemise etapis määrati meie riigis aegade vaimus inimese geneetika - eugeenika. Arutelu eugeenika võimaluste üle, mis langeb ajaliselt kokku geneetilise alguse ja kiire arenguga ...

Idealism. "Teine vastus istungile oli NSVL Meditsiiniteaduste Akadeemia presiidiumi laiendatud kohtumine 9. – 10. Septembril (vt:" Meditsiinitöötaja ", 15. september 1948), mis kuulutas välja inimese geneetika ametliku keelustamise. Pärast kümneaastast täielikku vaikust olid B-laborid P. Efroimson, A. A. Prokofyeva-Bel'govskaya, E. E. Pogosyan, M. A. Arsenyeva, kes hõlmasid oma teemadesse probleeme ...

Inimese geneetika teema ja ülesanded. Inimese geneetika ehk meditsiinigeneetika uurib pärilikkuse ja varieeruvuse nähtusi inimeste erinevates populatsioonides, normaalsete (füüsiliste, loominguliste, intellektuaalsete võimete) ja patoloogiliste tunnuste avaldumise ja arengu tunnuseid, haiguste sõltuvust geneetilisest ettemääratusest ja keskkonnatingimusi, sealhulgas sotsiaalseid tingimusi elu. Meditsiinigeneetika kujunemine algas 30. aastatel. XX sajand, kui hakkasid ilmnema faktid, mis kinnitavad, et tunnuste pärimine inimeses järgib samu seadusi nagu teiste elusorganismide puhul.

Meditsiinigeneetika ülesanne on pärilike haiguste väljaselgitamine, uurimine, ennetamine ja ravi, samuti keskkonnategurite kahjuliku mõju inimese pärilikkusele ennetamise võimaluste väljatöötamine.

Inimese pärilikkuse uurimise meetodid. Inimese pärilikkuse ja varieeruvuse uurimisel kasutatakse järgmisi meetodeid: genealoogiline, kaksik-, tsütogeneetiline, biokeemiline, dermatoglüüfiline, somaatiliste rakkude hübridisatsioon, modelleerimine jne.

Genealoogiline meetod võimaldab teil sugupuu - sugupuu koostamise põhjal välja selgitada peresidemed ja jälgida normaalsete või patoloogiliste tunnuste pärimist antud pere lähisugulaste ja kaugemate sugulaste vahel. Kui on olemas sugupuud, siis on mitme pere koondandmeid kasutades võimalik kindlaks teha iseloomuomandi pärimisviis - domineeriv või retsessiivne, sooga seotud või autosoomne, samuti selle monogeensus või polügeensus. Genealoogiline meetod on tõestanud paljude haiguste, näiteks suhkruhaiguse, skisofreenia, hemofiilia jne pärilikkust.

Genealoogilist meetodit kasutatakse pärilike haiguste diagnoosimiseks ja meditsiinilise geneetilise nõustamise jaoks; see võimaldab geneetiliselt ennetada (haige lapse sündi ennetada) ja pärilikke haigusi varakult ennetada.

Kaksikmeetod on kaksikute tunnuste arengu uurimine. See võimaldab teil määrata genotüübi rolli keerukate tunnuste pärimisel, samuti hinnata selliste tegurite mõju nagu kasvatus, haridus jne.

On teada, et inimestel on kaksikud identsed (monosügootsed) ja vennad (dizügootsed). Identsed või identsed kaksikud arenevad ühest munarakust, mida viljastab üks sperma. Nad on alati samast soost ja silmatorkavalt sarnased, kuna neil on sama genotüüp. Lisaks on neil sama veregrupp, samad sõrmejäljed ja käekiri, neid segavad isegi vanemad ja neid ei saa eristada koera lõhna järgi. Ainult identsed kaksikud on 100% -liselt edukad elundisiirdamisel, kuna neil on ühesugune valkude komplekt ja siirdatud kudesid ei lükata tagasi. Identsete kaksikute osakaal inimestel on umbes 35-38% nende koguarvust.

Vennalikud ehk dizügootsed kaksikud arenevad kahest erinevast munarakust, mida viljastavad samaaegselt erinevad seemnerakud. Dizügootsed kaksikud võivad olla samast või erinevast soost ning geneetilise külje poolest pole nad sarnasemad tavaliste õdede-vendadega.

Kogu elu jooksul identsete kaksikute uurimine, eriti kui nad elavad erinevates sotsiaalmajanduslikes ja kliimatingimustes, on huvitav, kuna nendevahelisi erinevusi füüsiliste ja vaimsete omaduste kujunemisel ei seletata mitte erinevate genotüüpide, vaid keskkonnatingimuste mõjuga.

Tsütogeneetiline meetod põhineb tervete ja haigete inimeste kromosoomide struktuuri mikroskoopilisel uurimisel. Tsütogeneetilist kontrolli kasutatakse mitmete pärilike haiguste diagnoosimisel, mis on seotud aneuploidsuse ja mitmesuguste kromosomaalsete ümberkorraldustega. Samuti võimaldab see uurida kudede vananemist rakustruktuuri vanuse dünaamika uuringute põhjal, teha kindlaks keskkonnategurite mutageenne mõju inimesele jne.

Viimastel aastatel on tsütogeneetiline meetod omandanud suure tähtsuse seoses inimese geneetilise analüüsi võimalustega, mis avanes somaatiliste rakkude hübridiseerimisel kultuuris. Rakkudevaheliste hübriidide (näiteks inimese ja hiire) saamine võimaldab suures osas läheneda suunatud ristide võimatusega seotud probleemide lahendusele, lokaliseerida geen konkreetses kromosoomis, luua aheldusrühm mitmete tunnuste jaoks jne. Genealoogilise meetodi ühendamine tsütogeneetiliste meetoditega samuti on uusimate geenitehnoloogia tehnikatega oluliselt kiirendanud inimestel geenide kaardistamise protsessi.

Inimese pärilikkuse uurimise biokeemilised meetodid aitavad tuvastada mitmeid metaboolseid haigusi (süsivesikud, aminohapped, lipiidid jne), kasutades näiteks bioloogiliste vedelike (veri, uriin, amnionivedelik) uurimist kvalitatiivse või kvantitatiivse analüüsi abil. Nende haiguste põhjus on teatud ensüümide aktiivsuse muutus.

Biokeemiliste meetodite abil on avastatud umbes 500 molekulaarset haigust, mis on mutantsete geenide avaldumise tagajärg. Erinevat tüüpi haiguste korral on võimalik kas ebanormaalne ensüümvalk ise kindlaks teha või luua vahepealsed metaboolsed produktid. Biokeemiliste analüüside tulemuste põhjal on võimalik haigust diagnoosida ja määrata ravimeetodeid. Varane diagnoosimine ja mitmesuguste dieetide kasutamine postembryoonilise arengu varases staadiumis võib ravida mõnda haigust või vähemalt leevendada puudulike ensüümsüsteemidega patsientide seisundit.

Nagu iga teinegi distsipliin, kasutab kaasaegne inimese geneetika seotud teaduste meetodeid: füsioloogiat, molekulaarbioloogiat, geenitehnoloogiat, bioloogilist ja matemaatilist modelleerimist jne. Meditsiinigeneetika probleemide lahendamisel on märkimisväärne koht ontogeneetilisel meetodil, mis võimaldab kaaluda normaalsete ja patoloogiliste tunnuste arengut. organismi individuaalse arengu käigus.

Inimeste pärilikud haigused, nende ravi ja ennetamine. Praeguseks on registreeritud üle 2000 päriliku inimese haiguse ja enamik neist on seotud psüühikahäiretega. Maailma Terviseorganisatsiooni andmetel registreeritakse tänu uute diagnostikameetodite kasutamisele aastas keskmiselt kolm uut pärilikku haigust, mida leidub mis tahes eriala arsti praktikas: terapeut, kirurg, neuropatoloog, sünnitusarst-günekoloog, lastearst, endokrinoloog jne. pärilikkusega absoluutselt mitte midagi pistmist, praktiliselt pole olemas. Erinevate haiguste (viiruslike, bakteriaalsete, mükooside ja isegi vigastuste) kulg ja taastumine ühel või teisel määral pärast seda sõltub inimese pärilikest immunoloogilistest, füsioloogilistest, käitumuslikest ja vaimsetest omadustest.

Tingimuslikult pärilikud haigused võib jagada kolme suurde rühma: ainevahetushaigused, molekulaarhaigused, mis on tavaliselt põhjustatud geenimutatsioonidest, ja kromosomaalsed haigused.

Geenimutatsioonid ja ainevahetushäired. Geenimutatsioone saab väljendada mõnede ensüümide aktiivsuse suurenemises või vähenemises kuni nende puudumiseni. Fenotüüpiliselt ilmnevad sellised mutatsioonid pärilike metaboolsete haigustena, mille määrab vastava biokeemilise reaktsiooni produkti puudumine või ülejääk.

Geenimutatsioone liigitatakse vastavalt nende fenotüüpsele avaldumisele, see tähendab haigustele, mis on seotud aminohapete, süsivesikute, lipiidide, mineraalide metabolismi, nukleiinhapete metabolismi rikkumisega.

Aminohapete metabolismi rikkumise näide on albinism, suhteliselt kahjutu haigus, mis esineb Lääne-Euroopas sagedusega 1: 25000. Haiguse põhjustajaks on ensüümi türosinaasi defekt, mille tagajärjel türosiini muundamine melaniiniks blokeeritakse. Albiinidel on piimjas nahk, väga heledad juuksed ja iirises pole pigmenti. Nad on ülitundlikud päikesevalguse suhtes, mis põhjustab neil põletikuliste nahahaiguste tekkimist.

Süsivesikute ainevahetuse üks levinumaid haigusi on suhkurtõbi. Seda haigust seostatakse hormooni insuliini vaegusega, mis põhjustab glükogeeni moodustumise häireid ja veresuhkru taseme tõusu.

Mitmeid patoloogilisi tunnuseid (hüpertensioon, ateroskleroos, podagra jne) ei määra mitte üks, vaid mitu geeni (polümerisatsiooni nähtus). Need on päriliku eelsoodumusega haigused, mis sõltuvad rohkem keskkonnatingimustest: soodsates tingimustes ei pruugi sellised haigused ilmneda.

Kromosomaalsed haigused. Seda tüüpi pärilikku haigust seostatakse kromosoomide arvu või struktuuri muutumisega. Kromosomaalsete kõrvalekallete sagedus vastsündinutel on 0,6–1% ja 8–12-nädalase staadiumi korral on neid umbes 3% embrüodest. Spontaansete raseduse katkemiste hulgas on kromosomaalsete kõrvalekallete esinemissagedus umbes 30% ja varases staadiumis (kuni kaks kuud) - 50% ja rohkem.

Inimestel kirjeldatakse igat tüüpi kromosomaalseid ja genoomseid mutatsioone, sealhulgas aneuploidsust, mis võib olla kahte tüüpi - monosoomia ja polüsoomia. Monosoomia on eriti raske.

X-kromosoomi jaoks on kirjeldatud kogu keha monosoomiat. See on Shereshevsky-Turneri sündroom (44 + X), mis avaldub naistel, keda iseloomustavad füüsilised patoloogilised muutused (lühike kehaehitus, lühike kael), reproduktiivsüsteemi arengu häired (enamiku naiste sekundaarsete seksuaalsete tunnuste puudumine) ja vaimsed piirangud. Selle anomaalia esinemissagedus on 1: 4000-5000.

Inimese geneetikauurib pärilikkuse ja varieeruvuse nähtusi selle korralduse ja olemasolu kõikidel tasanditel: molekulaarsel, rakulisel, organismilisel, populatsiooni, biokloroloogilisel, biogeokeemilisel.

Kliiniline geneetikaselle sõna otseses tähenduses - meditsiinigeneetika rakendatud osa, s.t. oma saavutuste rakendamine patsientide või nende pereliikmete kliiniliste probleemide korral: mis haigus patsiendil on (diagnoos), kuidas teda aidata (ravi), kuidas vältida haigete järglaste sündi (prognoosimine ja ennetamine). Praegu põhineb kliiniline geneetika genoomikal, tsütogeneetikal, biokeemilisel geneetikal, immunogeneetikal, formaalsel geneetikal, sealhulgas populatsiooni- ja epidemioloogilisel geneetikal, somaatiliste rakkude geneetikal ja molekulaargeneetikal.

Meditsiinigeneetikauurib pärilikkuse rolli inimese patoloogias, pärilike haiguste põlvest põlve ülekandumise mustreid, töötab välja päriliku patoloogia, sealhulgas päriliku eelsoodumusega haiguste diagnoosimise, ravi ja ennetamise meetodid. See suund sünteesib meditsiinilisi ja geneetilisi avastusi ja saavutusi, suunates neid haigustega võitlema ja inimeste tervist parandama.

Geneetika tähtsus meditsiinis

keha homöostaasi säilitamise pärilike mehhanismide uurimine, tagades inimese tervise;

pärilike tegurite tähtsuse uurimine haiguste etioloogias;

pärilike tegurite rolli uurimine haiguste kliinilise pildi määramisel;

pärilike haiguste diagnostika, ravi ja ennetamine jne.

Päriliku patoloogia ennetamine

Kogu päriliku patoloogia määrab mutatsioonide koormus, mis tekivad ja pärivad eelmistest põlvkondadest.

Ennetava vaatepunktist on soovitatav jagada kõik pärilikud patoloogiad kolme kategooriasse: äsja tekkinud mutatsioonid (esiteks on need aneuploidsused ja domineerivate mutatsioonide rasked vormid); päritud eelmistelt põlvkondadelt (nii geen kui kromosoom); päriliku eelsoodumusega haigused.

Päriliku patoloogia ennetamist on 3 tüüpi.

Esmane ennetus

Esmase ennetamise all mõistetakse toiminguid, mis peaksid takistama haige lapse viljastumist; see on viljakuse kavandamine ja inimkeskkonna parandamine.

Viljakuse planeeriminesisaldab 3 peamist ametikohta:

Optimaalne reproduktiivne vanus, mis on naistel 21-35 aastat vana (varasemad või hilisemad rasedused suurendavad kaasasündinud kõrvalekallete ja kromosomaalsete haigustega lapse saamise tõenäosust) (vt joonis 5.28);

Fertiilsest keeldumine päriliku ja kaasasündinud patoloogia suure riski korral (usaldusväärsete meetodite puudumisel sünnieelseks diagnoosimiseks, patsientide raviks, kohanemiseks ja rehabilitatsiooniks);

Viljastumisest keeldumine abieludes vere sugulastega ja patoloogilise geeni kahe heterosügootse kandja vahel.

Inimkeskkonna parandaminepeaks olema suunatud uute tekkivate mutatsioonide ärahoidmisele, kontrollides keskkonnas mutageenide ja teratogeenide sisaldust. See on eriti oluline kogu somaatiliste geneetiliste haiguste rühma (kaasasündinud väärarengud, pahaloomulised kasvajad, immuunpuudulikkused jne) ennetamiseks.

Teisene ennetamine

Teisene ennetamine koosneb raseduse katkestamine

suure tõenäosusega lootehaigus või prenataalselt diagnoositud haigus. Rasedust saab lõpetada ainult kindlaksmääratud aja jooksul ja naise nõusolekul. Embrüo või loote kõrvaldamise alus on pärilik haigus.

Raseduse katkestamine ei ole parim lahendus, kuid seni on see ainus praktiliselt sobiv meetod kõige raskemate ja surmaga lõppevate geneetiliste defektide korral.

Kolmanda astme ennetus

Päriliku patoloogia tertsiaarset ennetamist mõistetakse järgmiselt patoloogiliste genotüüpide manifestatsiooni korrigeerimine.Seda saab nimetada ja tavaline kopeerimine,sest patoloogilise genotüübiga püüavad nad saada normaalset fenotüüpi.

Kolmanda astme ennetus viiakse läbi nii pärilike haiguste kui ka (eriti sageli) päriliku eelsoodumusega haiguste puhul. Selle abiga saate saavutada funktsioonide täieliku normaliseerimise või patoloogilise protsessi raskuse vähenemise. Mõne päriliku patoloogia vormi korral võib see kokku langeda terapeutiliste meetmetega üldises meditsiinilises mõttes.

Päriliku haiguse (normokoopia) arengut saab ära hoida emakas või pärast sündi.

Mõnede pärilike haiguste korral on võimalik emakasisene ravi (näiteks Rh-i sobimatuse, mõne atsiduuria, galaktoseemiaga).

Haiguse arengut saab praegu enne korrigeerimist (ravi) ära hoida pärast patsiendi sündi. Tertsiaarse profülaktika tüüpilisteks näideteks võivad olla galaktoseemia, fenüülketonuuria, hüpotüreoidism (vt allpool) jne. Näiteks avaldub tsöliaakia siis, kui laps hakkab mannatoitu söötma. Haigus põhineb teraviljavalgu gluteeni allergial. Gluteeni väljajätmine toidust garanteerib täielikult seedetrakti kõige tõsisemast patoloogiast vabanemise.

Geneetiliselt on päriliku patoloogia ennetamiseks 5 lähenemisviisi

Geeniekspressiooni kontroll

20. sajandi 20-ndate aastate keskpaigas avastati eksperimentides läbitungimise ja ekspressiivsuse nähtused, millest varsti sai meditsiinigeneetika uurimise objekt. Eespool märgiti, et N.K. Koltsov sõnastas mõiste "eufenika", millega ta mõistis inimeses heade omaduste kujunemist või pärilikkuse valulike ilmingute korrigeerimist, luues sobivad tingimused (ravim, toitumine, haridus jne). Neid ideid hakati ellu viima alles XX sajandi 60ndatel, kui koguti teavet patoloogilise geeni esmaste saaduste ja pärilike haiguste patogeneesi molekulaarsete mehhanismide kohta. Teades patoloogiliste geenide toimemehhanisme, on võimalik välja töötada meetodid nende fenotüüpseks korrigeerimiseks, teisisõnu hallata läbitungimist( geeni ekspressiooni sagedus, mis on määratud indiviidide arvuga (seotud organismide rühmas), kus ilmneb selle geeni poolt kontrollitav tunnus.) ja ekspressiivsus( antud geeniga määratud tunnuse raskusaste. See võib varieeruda sõltuvalt antud geeni genotüübist ja keskkonnatingimustest).

Teaduse arenedes kuhjub teave päriliku patoloogia ennetamise meetodite kohta ontogeneesi erinevatel etappidel - ravitoime või toitumise mõju kohta. Geeniekspressiooni kontrolli kliiniline näide, mis on juba läbinud pikaajalise praktilise testi, on fenüülketonuuria, galaktoseemia ja kaasasündinud hüpotüreoidismi tagajärgede ennetamine. Nende haiguste kliiniline pilt moodustub varases sünnitusjärgses perioodis ja seetõttu on kolmanda astme ennetamise põhimõte suhteliselt lihtne. Haigus tuleb diagnoosida mõne päeva jooksul pärast sündi, et viivitamatult rakendada ennetavat ravi, vältides patoloogilise fenotüübi (kliiniline pilt) kujunemist. Normokoopia võib saavutada dieediga (fenüülketonuuria, galaktoseemiaga) või meditsiiniliste (hüpotüreoidismiga) meetoditega.

Patoloogiliste geenide manifestatsiooni korrigeerimine võib alata embrüonaalsest arenguetapist. Alused nn pärilike haiguste ennetamine ja sünnieelne ennetamine(mitu kuud enne rasestumist ja enne sünnitust). Näiteks raseduse ajal ema hüpofenüülalaniini dieet vähendab lapse sünnitusjärgsel perioodil fenüülketonuuria ilminguid. Märgitakse, et neuraaltoru kaasasündinud anomaaliad (polügeenne pärand) on vähem levinud naiste lastel, kes saavad piisavas koguses vitamiine. Täiendav kontroll näitas, et kui naisi raviti 3-6 kuud enne viljastumist ja raseduse esimestel kuudel hüpervitamiinidieediga (vitamiinid C, E, foolhape), siis väheneb tõenäosus, et lapsel tekivad närvitorude kõrvalekalded. See on oluline nii perede jaoks, kus on juba haigeid lapsi, kui ka populatsioonide jaoks, kus on sageli esinevaid patoloogilisi geene (näiteks kaasasündinud neuraaltoru anomaaliad - Iirimaa elanikkond).

Tulevikus võib välja töötada uusi meetodeid geenide patoloogiliste ilmingute emakasiseseks korrigeerimiseks, mis on eriti oluline peredele, kus raseduse katkestamine on usulistel põhjustel vastuvõetamatu.

Sünnieelse ravi kogemus 21-hüdroksülaasivaegusega naislootega võib olla lähtepunktiks muude pärilike haiguste ravi väljatöötamisel. Ravi viiakse läbi järgmise kava kohaselt.

Kaasasündinud neerupealiste hüperplaasiaga lapseohtlikele rasedatele määratakse deksametasooni (20 μg / kg) kuni 10. rasedusnädalani, olenemata haigusseisundist ja

loote sugu. Deksametasoon pärsib embrüo neerupealiste kaudu androgeenide sekretsiooni. Samal ajal on vaja läbi viia loote soo prenataalne diagnoosimine ja geeni mutatsioonide DNA diagnoosimine (kas koorionbiopsia või amniotsenteesi abil). Kui leitakse, et lootel on meessoost või et emasloom ei ole mõjutatud, siis sünnieelne ravi katkestatakse ning kui naislootel leitakse homosügootses seisundis mutatsioone, jätkatakse ravi kuni sünnituseni.

Sünnieelne ravi deksametasooni väikeste annustega ei avalda tõenäoliselt kõrvaltoimeid. Alla 10-aastaste laste vaatlemisel ei leitud kõrvalekaldeid. Naistel, kes saavad deksametasooni, on väiksemaid kõrvaltoimeid (meeleolu kõikumine, kehakaalu tõus, vererõhu tõus, üldine ebamugavustunne), kuid nad nõustuvad oma tütarde tervise nimel neid ebameeldivusi taluma. Naissoost loote 21-hüdroksülaasi defitsiidiga ravi positiivsed tulemused kaaluvad märkimisväärselt üles negatiivsed küljed.

Geeniekspressiooni kontrollil põhinev kolmanda astme ennetus on pärilike haiguste ennetamisel eriti oluline ja tõhus. Patoloogilise fenotüübi kujunemist soodustavate ja mõnikord seda põhjustavate tegurite välistamine keskkonnast on otsene tee selliste haiguste ennetamiseks.

Kõik päriliku eelsoodumuse monogeensed vormid sobivad ennetuseks. See on manifestatsioonifaktorite, peamiselt farmakoloogiliste ainete, mis välistavad glükoos-6-fosfaatdehüdrogenaasi defitsiidi, ebanormaalse pseudokoliiniesteraasi ja mutantse atsetüültransferaasi kandjad, elupaigast väljajätmine. See on esmane (kaasasündinud) ravimite talumatus, mitte omandatud uimastihaigus.

Töötamiseks tööstuslikes tingimustes, mis provotseerivad mutantsete alleelidega inimestel haigusseisundeid (näiteks kokkupuude plii, pestitsiidide, oksüdeerijatega), tuleb töötajad valida vastavalt kehtestatud põhimõtetele.

Ehkki multifaktoriaalsete seisundite ennetamine on keerulisem, kuna need on põhjustatud mitme keskkonnateguri ja polügeense kompleksi koostoimest, on sellegipoolest õige perekonnaanalüüsi abil võimalik haiguse ilmnemise märgatav aeglustumine ja selle kliiniliste ilmingute vähenemine avalduvate keskkonnategurite tegevuse välistamise tagajärjel. Sellel põhimõttel põhineb hüpertensiooni, ateroskleroosi ja kopsuvähi ennetamine.

Päriliku patoloogiaga embrüote ja loote kõrvaldamine

Mitteelujõuliste embrüote ja loote elimineerimise mehhanismid töötati välja evolutsiooniliselt. Inimestel on need spontaansed abordid ja enneaegsed sünnitused. Muidugi, mitte kõik neist ei esine embrüo või loote alaväärsuse tõttu; osa neist on seotud kandmise tingimustega, s.t. naisorganismi seisundiga. Kuid vähemalt 50% aborditud rasedustest on lootel kas kaasasündinud väärarengud või pärilikud haigused.

Seega asendab päriliku patoloogiaga embrüote ja loote eemaldamine spontaanse abordi loomuliku nähtusena. Sünnieelsed diagnostikameetodid arenevad kiiresti, nii et see ennetav lähenemisviis muutub üha olulisemaks. Loote päriliku haiguse diagnoosi seadmine on näidustus raseduse katkestamiseks.

Sünnieelse diagnoosimise ja eriti raseduse katkestamise protseduur tuleks läbi viia naise nõusolekul. Nagu eespool märgitud, ei saa mõnes peres usulistel põhjustel rasedust katkestada.

Looduslik valik inimestel sünnieelsel perioodil võimaldas ameerika embrüoloogil J. Workcani 1978. aastal selle kontseptsiooni sõnastada teratanasia.Mõiste "teratanasia" tähistab kaasasündinud kõrvalekalletega puuviljade sõelumise (või sõelumise) looduslikku protsessi. Teratanasiat saab läbi viia patoloogilise loote talumatute tingimuste loomisega, kuigi sellised tingimused on normaalse loote jaoks üsna vastuvõetavad. Need tegurid, nagu see oli, näitavad patoloogilist seisundit ja põhjustavad samal ajal loote surma. Mõni eksperimentaalne tõendusmaterjal on selle seisukoha toetuseks juba olemas. Teadusuuringute eesmärk võib olla patoloogilise genotüübiga loote põhjustatud selektiivse surma meetodite leidmine. Meetodid peavad olema ema jaoks füsioloogilised ja normaalse loote jaoks täiesti ohutud.

Geenitehnoloogia sugurakkude tasemel

Pärilike haiguste ennetamine võib olla kõige täielikum ja tõhusam, kui zügooti sisestatakse geen, mis funktsionaalselt asendab mutantset geeni. Päriliku haiguse põhjuse kõrvaldamine (ja see on täpselt ennetuse kõige põhilisem aspekt) tähendab üsna tõsist manööverdamist geneetiliste andmetega zygote'is. See võib olla normaalse alleeli sisestamine genoomi transfektsiooni teel ( Eraldatud faagi DNA molekulide kunstlikuks sisestamise protsess bakterirakkudesse, mis viib küpsete faagide järglaste moodustumiseni; ka T ... - geneetilise teabe kunstlik edastamine eukarüootsetesse rakkudesse puhastatud DNA abil.), patoloogilise alleeli vastupidine muteerimine, normaalse geeni tööle panemine, kui see on blokeeritud, mutantse geeni väljalülitamine. Nende ülesannete keerukus on ilmne, kuid intensiivsed eksperimentaalsed arengud geenitehnoloogia valdkonnas näitavad nende lahenduse olulist võimalust. Pärilike haiguste geenitehniline ennetamine pole muutunud enam utoopiaks, vaid väljavaateks, ehkki kaugeks.

Inimese geenide korrigeerimise eeldused sugurakkudes on juba loodud. Need võib kokku võtta järgmiselt:

1. Inimese genoomi esmane dekodeerimine on lõpule viidud, eriti normaalsete ja patoloogiliste alleelide järjestamise tasemel. Loodetakse, et enamiku pärilike haiguste korral sekveneeritakse mutatsioonid. (geeni nukleotiidide järjestuse määramine.) järgmistel aastatel. Funktsionaalne genoomika areneb kiiresti (geneetika haru, uurides genoomi lagunemise struktuuri ja toimimist. organismid bioloogi abil, füüsikalised ja keemilised. ja arvutimeetodeid.) , tänu millele saab teada geenidevahelist koostoimet.

2. Igasuguseid inimese geene saab keemilisel või bioloogilisel sünteesil hõlpsasti puhtal kujul saada. Huvitav on see, et inimese globiini geen oli üks esimesi kunstlikult toodetud geene.

3. On välja töötatud meetodid geenide kaasamiseks inimese genoomi erinevate vektoritega või puhtal kujul transfektsiooni teel.

4. Suunatud keemilise mutageneesi meetodid võimaldavad indutseerida spetsiifilisi mutatsioone rangelt määratletud lookuses (pöördmutatsioonide saamine - patoloogilisest alleelist normaalseks).

5. Erinevate loomadega tehtud katsetes saadi tõendeid üksikute geenide (Drosophila, hiir, kits, siga jne) geenide transfekteerimiseks zygote etapis. Sissetoodud geenid toimivad retsipientorganismis ja on päritavad, ehkki mitte alati vastavalt Mendeli seadustele. Näiteks funktsioneerib vastsündinud hiirtel hiire tsügootide genoomi sisestatud roti kasvuhormooni geen. Selliste transgeensete hiirte suurus ja kehakaal on oluliselt suuremad kui tavalistel.

Pärilike haiguste geenitehniline ennetamine zygote tasemel on endiselt vähe arenenud, ehkki geenide sünteesi meetodite ja nende rakkudesse viimise meetodite valik on juba üsna lai. Inimeste transgeneesi probleemide lahendus ei sõltu tänapäeval mitte ainult geenitehnoloogiaga seotud raskustest, vaid ka eetilistest probleemidest. Lõppude lõpuks räägime uute genoomide koosseisust, mille ei loo evolutsioon, vaid inimene. Need genoomid ühinevad inimese geenivaramuga. Milline saab olema nende saatus geneetiliselt ja sotsiaalselt, kas nad toimivad normaalsete genoomidena, kas ühiskond on valmis leppima kahetsusväärsete tagajärgedega? Täna on neile küsimustele keeruline vastata ja neile vastamata on kliinilisi uuringuid alustada võimatu, kuna toimub pöördumatu sekkumine inimese genoomi. Ilma geenitehnoloogia evolutsiooniliste tagajärgede objektiivse hindamiseta ei saa neid meetodeid inimestel rakendada (isegi meditsiinilistel eesmärkidel zygote etapis). Inimese geneetika on genoomi toimimise kõigi tunnuste mõistmisest veel kaugel. On ebaselge, kuidas genoom töötab pärast täiendava geneetilise teabe sisestamist sinna, kuidas ta käitub pärast meioosi, kromosoomide arvu vähenemist koos uue sugurakuga jne.

Kõik eelnev andis aluse biomeditsiinieetika valdkonna spetsialistidele rahvusvahelisel tasandil (WHO, UNESCO, Euroopa Nõukogu) ajutiselt hoiduda eksperimentide tegemisest ja veelgi enam kliinilistest uuringutest sugurakkude transgeneesiga.