Цели, задачи, проблемы медицинской генетики

Медицинская генетика (или генетика человека, клиническая генетика, генопатология) — область медицины, наука, которая изучает явления наследственности и изменчивости в различных популяциях людей, особенности проявления и развития нормальных и патологических признаков, зависимость заболеваний от генетической предрасположенности и условий окружающей среды. Задачей мед. генетики является выявление, изучение, профилактика и лечение наследственных болезней, разработка путей предотвращения воздействия негативных факторов среды на наследственность человека.

Основные разделы медико-генетической помощи:

- профилактика повреждения генов

- общественная (социальная)

- индивидуальная

- диагностика повреждения генов

- прямая

- косвенная

- лечение последствий повреждения генов

- генотерапия

- терапия генов

- терапия генами

- коррекция продукта гена

- коррекция морфологического или биохимического дефекта, вызванного патологическим геном.

Генотерапия — совокупность генноинженерных (биотехнологических) и медицинских методов, направленных на внесение изменений в генетический аппарат соматических клеток человека в целях лечения заболеваний. Это новая и бурно развивающаяся область, ориентированная на исправление дефектов, вызванных мутациями (изменениями) в структуре ДНК, или придания клеткам новых функций.

Концепция генотерапии, по-видимому, появилась сразу после открытия явления трансформации у бактерий и осознания механизмов трансформации клеток животных опухолеобразующими вирусами. Эти вирусы осуществляли стабильное внедрение генетического материала в геном клетки хозяина, и поэтому тогда же было предложено использовать их, как векторы для доставки желаемой генетической информациии в геном клеток, чтобы в случае необходимости поправлять дефекты генома.

Реальностью генная коррекция соматических клеток стала после 1980-х годов, когда были разработаны методы получения изолированных генов, созданы эукариотические экспрессирующие векторы, стали обычными переносы генов у мышей и других животных.

Исторически генная терапия нацеливалась на лечение наследственных генетических заболеваний, но впоследствии поле её применения, по крайней мере теоретически, расширилось таким образом, что она стала рассматриваться, как потенциально универсальный подход к лечению практически всего спектра болезней, начиная от инфекционных и заканчивая чисто генетическими, наследственными заболеваниями.

Методы генотерапии. Новые подходы к генной терапии соматических клеток можно поделить на две большие категории: генная терапия ex vivo и in vivo. Разрабатываются специфические лекарственные препараты на основе нуклеиновых кислот: РНК-ферменты, модифицированные методами генной инженерии олигонуклеотиды, корректирующие генные мутации in vivo и т. д.

Существует несколько способов введения новой генетической информации в клетки млекопитающих. Это позволяет разрабатывать прямые методы лечения наследственных болезней — методы генотерапии.

Используют два основных подхода, различающиеся природой клеток-мишеней:

- фетальная генотерапия, при которой чужеродную ДНК вводят в зиготу или эмбрион на ранней стадии развития; при этом ожидается, что введенный материал попадет во все клетки реципиента (и даже в половые клетки, обеспечив тем самым передачу следующему поколению);

- соматическая генотерапия, при которой генетический материал вводят только в соматические клетки и он не передается половым клеткам.

Наследственное заболевание — заболевания, возникновение и развитие которых связано с дефектами в программном аппарате клеток, передаваемыми по наследству через гаметы. Термин употребляется в отношении полиэтиологических заболеваний, в отличие от более узкой группы - Генные болезни.

Среди наследственных болезней, развивающихся в результате мутаций, традиционно выделяют три подгруппы: моногенные наследственные заболевания, полигенные наследственные болезни и хромосомные аберрации.

От наследственных заболеваний следует отличать врождённые заболевания, которые обусловлены внутриутробными повреждениями, вызванными, например, инфекцией (сифилис или токсоплазмоз) или воздействием иных повреждающих факторов на плод во время беременности.

Многие генетически обусловленные заболевания проявляются не сразу после рождения, а спустя некоторое, порой весьма долгое, время. Так, при хорее Гентингтона дефектный ген обычно проявляет себя только на третьем-четвёртом десятилетии жизни, проявление признаков спинальной мускульной атрофии (СМА) наблюдается в возрасте от 6 месяцев до 4—50 лет (в зависимости от формы заболевания).

Наследственные болезни и врождённые заболевания представляют собой два частично перекрывающихся множества.

Это наиболее широкая группа наследственных заболеваний. В настоящее время описано более 4000 вариантов моногенных наследственных болезней, подавляющее большинство которых встречается довольно редко (например, частота серповидноклеточной анемии — 1/6000).

Широкий круг моногенных болезней образуют наследственные нарушения обмена веществ, возникновение которых связано с мутацией генов, контролирующий синтез ферментов и обусловливающих их дефицит или дефект строения — ферментопатии.

Кроме того, имеется ряд моногенных болезней, связанных с дефектами митохондриальных генов, передаваемых преимущественно яйцеклеткой.

Полигенные болезни наследуются сложно. Для них вопрос о наследовании не может быть решён на основании законов Менделя. Ранее такие наследственные заболевания характеризовались как болезни с наследственной предрасположенностью. Однако сейчас о них идёт речь как о мультифакториальных заболеваниях с аддитивно-полигенным наследованием с пороговым эффектом.

К этим заболеваниям относятся такие болезни как рак, сахарный диабет, шизофрения, эпилепсия, ишемическая болезнь сердца, гипертензия и многие другие.

Хромосомные болезни обусловлены грубым нарушением наследственного аппарата — изменением числа и структуры хромосом. Типичная причина, в частности, — алкогольная интоксикация родителей при зачатии («пьяные дети»).

Сюда относятся синдромы Дауна, Клайнфельтера, Шерешевского — Тернера, Эдвардса, «кошачьего крика» и другие.

Диагностика производится цитогенетическими, молекулярно-цитогенетическими и молекулярно-генетическими, а также на основании фенотипических признаков (синдромологический подход).

Вопросы для укрепления материала:

1. Что такое митохондрион?

2. Кем и в каком году была открыта митохондриальная ДНК?

3. В каком виде бывают молекулы ДНК в митохондриях?

4. Почему митохондриальные признаки в большинстве случаев наследуются по материнской линии?

5. Встречаются ли наследования митохондриальных признаков по отцовской линии?

6. На какие группы делятся митохондриальные заболевания?

7. Что такое цитоплазматическая мужская стерильность?

8. У каких растений наблюдалась ЦМС?

9. Какие типы существуют ЦМС?

10. Из скольких генов состоит геном человека?

11. Какую часть генома составляют кодирующие белок последовательности?

12. Для чего нужны некодирующие участки ДНК?

13. Какие виды существуют некодирующих объектов?

14. Что изучает медицинская генетика?

15. Что такое генотерапия?

16. Какие методы генотерапии существют?

17. Какие виды существуют наследственных заболеваний?

Лекция 13. Генетика популяции и ее эволюция. Структура вида, граница вида

Цель лекции: Укрепить знания студентов о структуре и границах вида, объяснить значимость этих знаний для понимания появления и становления популяций.

План:

1. Генетика популяции и ее эволюция

2. Структура вида, граница вида

3. Генетическая структура популяций. Закон Харди-Вайнберга. Полиморфизм и гетереогенность

4. Отбор и селекция. Аутбридинг, инбридинг, отдаленная гибридизация

Дата добавления: 2014-01-05