Методы генетики соматических клеток

С помощью этих методов изучают наследственность и изменчивость соматических клеток, что в значительной мере компенсирует невозможность применения к человеку метода гибридологического анализа.

Методы генетики соматических клеток, основанные на размножении этих клеток в искусственных условиях, позволяют не только анализировать генетические процессы в отдельных клетках организма, но благодаря полноценности наследственного материала, заключенного в них, использовать их для изучения генетических закономерностей целостного организма.

В связи с разработкой в 60-х гг. XX в. методов генетики соматических клеток человек оказался включенным в группу объектов экспериментальной генетики. Благодаря быстрому размножению на питательных средах соматические клетки могут быть получены в количествах, необходимых для анализа. Они успешно клонируются, давая генетически идентичное потомство. Разные клетки могут, сливаясь, образовывать гибридные клоны. Они легко подвергаются селекции на специальных питательных средах и долго сохраняются при глубоком замораживании. Все это позволяет использовать культуры соматических клеток, полученные из материала биопсий (периферическая кровь, кожа, опухолевая ткань, ткань эмбрионов, клетки из околоплодной жидкости), для генетических исследований человека, в которых используют следующие приемы: 1) простое культивирование, 2) клонирование, 3) селекцию, 4) гибридизацию.

Культивирование позволяет получить достаточное количество клеточного материала для цитогенетических, биохимических, иммунологических и других исследований.

Планирование — получение потомков одной клетки; дает возможность проводить в генетически идентичных клетках биохимический анализ наследственно обусловленных процессов.

Селекция соматических клеток с помощью искусственных сред используется для отбора мутантных клеток с определенными свойствами и других клеток с интересующими исследователя характеристиками.

Гибридизация соматических клеток основана на слиянии совместно культивируемых клеток разных типов, образующих гибридные клетки со свойствами обоих родительских видов. Для гибридизации могут использоваться клетки от разных людей, а также от человека и других животных (мыши, крысы, морской свинки, обезьяны, джунгарского хомячка, курицы).

Гибридные клетки, содержащие два полных генома, при делении обычно «теряют» хромосомы предпочтительно одного из видов. Например, в гибридных клетках «человек — мышь» постепенно утрачиваются все хромосомы человека, а в клетках «человек — крыса» — все, кроме одной, хромосомы крысы, с сохранением всех хромосом человека. Таким образом можно получать клетки с желаемым набором хромосом, что дает возможность изучать сцепление генов и их локализацию в определенных хромосомах.

Постепенная потеря хромосом человека из гибридных клеток параллельно с изучением ферментов дает возможность судить о локализации гена, контролирующего синтез данного фермента, в определенной хромосоме.

Благодаря методам генетики соматических клеток можно изучать механизмы первичного действия и взаимодействия генов, регуляцию генной активности. Они позволяют судить о генетической гетерогенности наследственных болезней, изучать их патогенез на биохимическом и клеточном уровнях. Развитие этих методов определило возможность точной диагностики наследственных болезней в пренатальном периоде.

Цитогенетический метод используется для диагностики пола и анализа хромосомных заболеваний.

Диагностика пола производится с помощью анализа Х-хроматина в клетках кро­ви или буккального эпителия. Х-хромосома образует, так называемое, тельце Барра, У-хромосома - F-тельце.

Для анализа хромосомных аномалий используют различные методы окраски:

· рутинная окраска - дает возможность выявить нарушения числа хромосом, т.к. они окрашиваются в равномерно черный цвет.

· дифференциальные методы дают возможность окрасить хромосомы неравномерно, выделяя светлые и темные участки. При таком окрашивании можно выявить не только числовые нарушения, но и структурные изменения хромосом.

Показания для использования цитогенетического метода:

1.Если при клиническом обследовании у пробанда обнаружены признаки хрони­ческих болезней, но диагноз не установлен.

2.При диагностике наследственных болезней, характеризующихся хромосом­ной нестабильностью.

3.При определении прогноза потомства, если в родословной имеются лица с хромосомными болезнями.

4.При многократных спонтанных абортах, мертворождениях и наличии несколь­ких детей с врожденными пороками развития.

5.У женщин с нарушением репродуктивной функции неясного генеза.

Биохимический метод используется для:

1) установления дифференцированного диагноза заболевания

2) выявления гетерозиготности

3) в дородовой диагностике

С его помощью выясняют нарушения обмена. Показания к биохимическим исследованиям:

1) умственная отсталость

2) нарушение психического статуса

3) нарушение физического развития костей туловища и конечностей, снижение слуха, зрения, ожирение

4) непереносимость отдельных продуктов и лекарств

Амниоцентез -метод забора и исследования околоплодной жидкости. Используется в пренатальной (дородовой) диагностике. Амниоцентез производят после предварите­льного УЗ-исследования с помощью которого определяют положение плаценты, срок беременности, исключают грубые пороки развития плода. Амниоцентез производят, как правило, трансабдоминально (прокол передней брюшной стенки). С помощью данного метода определяют:

1) пол плода. Для этого берут 2-5 мл околоплодной жидкости. После центри­фугирования осадок, содержащий слущенные клетки эпителия плода, микрос-копируют для выявления Х- и У-хроматина

2) кариотип плода. Это дает возможность определить хромосомные заболевания

3) насл. дефекты обмена определяются б/х анализом амниотической жидкости. В случае выявления аномального плода возможно его абортирование, либо лечение внутриутробно или сразу после рождения.

Просеивающие программы (скрининг). Скрининг означает выявление болезни или дефекта развития с помощью тестов, обследований или процедур, дающих быстрый ответ. Основная цель скрининга - ранее выявление заболевания. В настоящее время более 20 заболеваний можно выявить с помощью скрининга, например: ФКУ, дефекты обмена, анемии, дефекты зрения, слуха, поведения, отклонения в росте, синдром Дауна, дефекты нерв­ной трубки и др. ДНТ - к этой группе относятся анэнцефалия и Анэнцефалия - это отсутствие части головного мозга, костей черепа и мягких тканей. Частота встречаемости 1 на 1000 новорожденных. Дети с анэнцефалией погибают вскоре после рождения вследствие дыхательных расстройств или при­соединения инфекции.

Spina bifita - это не закрытие позвоночного канала с отсутствием отдельных частей позвонков, в области дефекта спинной мозг деформирован и оказывается открытым или расположенным непосредственно под кожей. Патология встречается у 1 из 1000 новорожденных, а скрытый дефект лишь одного позво­нка - примерно у каждого десятого человека. Прогноз для жизни зависит от протяженности дефекта позвоночника, наличия спинномозговых грыж.

Просеивающие программы характеризуются следующими признаками:

1) слепой безотборный подход к обследованию

2) массовый характер обследования

3) профилактический характер обследования

4) двухэтажный характер обследования.

Рекомендуемая литература

Основные источники:

1. Биология. В 2 кн. Кн. 2: Учеб. для спец. вузов/ В.Н.Ярыгин, В.И.Васильева, И.Н.Волков, В.В.Синельщикова; Под ред. В.Н.Ярыгина.- 2-е изд., испр.- М.: Высш. шк., 2008.

2. Биология с общей генетикой. Слюсарев А.А. изд. 2-Е, М.: Медицина, 2007

Дополнительная литература:

1. Биология. Пособие для пост, в ВУЗы биол.-мед. профиля. -М.: Школа-Пресс, 2008.
2. Гилберт С. Биология развития: в 3 т. / Пер. с англ. - М.: Мир, 2008.
3. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: в 3 т. / Пер. с англ. - М.: Мир, 2009.
4. Богданова Т.Л. Биология: задания и упражнения. Пособие для поступающих в ВУЗы. - М.: Высшая школа, 2008.
5. Морозов Е.И., Тарасевич Е.И., Анохин B.C. Генетика в вопросах и ответах. - Минск, 2007.
6. Пехов А.П. Биология. Медицинская биология, генетика и паразитология. Учебник. Изд.2-е, испр. и доп.- М.: РУДН, 2007.- 664с.: ил.
7. Дж. Харрисон и др. Биология человека //самая полная электронная библиотека книг: URL: http://bankknig.com/knigi/63750-biologiya-cheloveka.html (дата обращения 23.12.2010)
8. Хен Ю.В. Усовершенствование человека (евгеника) как проблема биоэтики. // всемирный философский конгресс: URL: http://www.congress2008.dialog21.ru/Doklady/21811.htm (дата обращения 23.12.2010)
9. Биология и генетика пола // Генетика: URL: http://www.twirpx.com/files/medicine/genetics/(дата обращения 23.12.2010)
10. Щербо С.Н. Генодиагностика в современной лаборатории // Этапы развития генодиагностики. Преимущества в использовании нуклеиновых кислот для диагностики. Молекулярно-генетические методы диагностики: URL: http://www.twirpx.com/file/297399/ (дата обращения 23.12.2010)
11. Строение хромосом // Конспекты лекций, учебные пособия: URL: http://www.twirpx.com/file/329582/ (дата обращения 23.12.2010)
12. Презентация - ФКУ PPTX // Конспекты лекций, учебные пособия: URL: http://www.twirpx.com/file/286669/ (дата обращения 23.12.2010)
13. Хромосомные болезни пола (синдром Тернера, синдром трисомии X) // Конспекты лекций, учебные пособия: URL: http://www.twirpx.com/file/113781/(дата обращения 23.12.2010)
14. Тесты по медицинской биологии и общей генетике // Конспекты лекций, учебные пособия: URL: http://www.twirpx.com/file/266378/ (дата обращения 23.12.2010)

Дата добавления: 2014-01-04