Lekárska genetika a jej úlohy
Dedičnosť existuje vlastnosť živých bytostí a telesných buniek prenášať svoje vlastnosti (anatomické a fyziologické vlastnosti) na svojich potomkov. Zabezpečuje relatívnu stabilitu druhu. Základ pre prirodzený a umelý výber, pre evolúciu druhu, poskytuje variabilita- vlastnosť organizmu a jeho buniek prejavujúca sa vznikom nových znakov. Hmotnými nosičmi dedičnej informácie sú gény – úseky molekuly DNA.
Veda o dedičnosti a variáciách sa nazýva genetika. Odvetvie genetiky, ktoré študuje dedičnosť a premenlivosť človeka z pohľadu patológie, sa nazýva lekárska genetika.
Hlavné úlohy lekárskej genetiky sú nasledovné:
^ Štúdium dedičných foriem patológie . To znamená študovať ich etiológiu, patogenézu, zlepšovať diagnostiku, rozvíjať metódy prevencie a liečby. Smrteľná povaha dedičných chorôb existuje len dovtedy, kým nie sú známe konkrétne príčiny a mechanizmy ich rozvoja. Stanovenie zákonitostí vývoja mnohých dedičných chorôb umožnilo nielen liečbu, ale do určitej miery aj prevenciu pomerne závažných foriem dedičnej patológie.
^ Štúdium príčin a mechanizmov dedične podmienených predispozícia a odpor k rôznym chorobám (vrátane infekčnej povahy).
Štúdium úlohy a významu genetického aparátu pri rozvoji adaptačných reakcií, kompenzačných a dekompenzačných javov(Pozri „Dvojitý charakter choroby“).
Podrobné komplexné štúdium procesov mutagenézy a antimutagenézy a ich úloha pri rozvoji chorôb.
^ Štúdium množstva všeobecných biologických problémov : molekulárno-genetické mechanizmy karcinogenézy, úloha genetického aparátu pri javoch tkanivovej inkompatibility, autoimunitných reakciách organizmu atď.
^ 2. Šírenie dedičných foriem patológie.
Začnime rozlišovaním ďaleko od nejednoznačných pojmov « dedičné choroby» a« vrodené choroby» . Vrodené choroby, ktoré sa objavia hneď po narodení sa nazývajú. Môžu byť dedičné aj nededičné – v dôsledku pôsobenia nepriaznivých faktorov prostredia na vyvíjajúci sa plod počas tehotenstva a neovplyvňovania jeho genetického aparátu. K číslu dedičné choroby zahŕňajú len tie, ktoré sú založené na štrukturálnych zmenách v genetickom materiáli. Niektoré z nich sa klinicky prejavujú už v prvých dňoch po narodení, iné v dospievaní, zrelom veku, niekedy až v starobe.
V tomto odseku si povieme niečo o dedičných chorobách a vývojových anomáliách.
Dnes počet známych dedičných chorôb presahuje 2500, len dedične podmienených porúch látkovej premeny sprevádzaných mentálnym postihnutím je asi tisíc. Na každých 500 – 800 novorodencov pripadá jedno dieťa s Downovou chorobou, čo je vysoká frekvencia narodenia detí s inými pomerne závažnými chromozomálnymi ochoreniami, ako je Klinefelterov syndróm (1,39 – 1,98; v priemere 1,3 na 1 000 chlapcov), trizómia X-chromozómu (1 zo 750 dievčat). 1/3 až 1/2 nevidomých trpí dedičnými chybami v orgáne zraku. Podľa USA, Kanady, Veľkej Británie až 25 % nemocničných lôžok v detských nemocniciach zaberajú pacienti s dedičnými formami patológie. Len na území bývalého ZSSR sa ročne narodilo asi 60 000 detí s dedičnou patológiou, z toho asi 5 000 detí s takými dedičnými vývojovými chybami ako je rázštep pery, podnebia, mikrocefália, hydrocefalus, anencefália. .
Polovica spontánnych potratov a predčasných pôrodov je podmienená geneticky. V zozname sa dá pokračovať ešte dlho.
V priebehu 20. storočia bol zaznamenaný výrazný absolútny aj relatívny nárast počtu dedičných chorôb a vývojových anomálií. Je na to veľa dôvodov. Vymenujme tie najdôležitejšie:
Významné pokroky v medicíne v liečbe a prevencii mnohých infekčných a alimentárnych chorôb prakticky eliminovali také obzvlášť nebezpečné infekcie ako mor, kiahne, cholera, ktoré si v minulých storočiach vyžiadali desiatky miliónov životov, a poliomyelitída, ktorá zanechala desaťtisíce mrzákov. . Tuberkulóza, ktorá v minulom storočí obsadila prvé miesto kvôli úmrtnosti vo väčšine vyspelých krajín sveta, sa dnes posunula na 10. – 15. miesto. V takejto situácii sa tie formy patológie, ktorých úspešnosť v liečbe a prevencii je oveľa skromnejšia, dostali na poprednejšie miesto;
Zlepšenie diagnostických metód;
Zvyšujúce sa znečistenie životného prostredia mutagénnymi činidlami;
Pokroky v molekulárnej biológii, ktoré umožnili stanoviť genetickú povahu mnohých závažných chorôb, ktoré predtým neboli spojené s abnormalitami genómu (príkladom sú chromozomálne choroby);
Zvýšenie priemernej dĺžky života človeka. Na území Bieloruska to bolo napríklad v roku 1898 37,5 roka, v roku 1978 - 72 rokov a mnohé formy dedičných chorôb, ako už bolo spomenuté, sa prejavujú až mnoho rokov po narodení (dna - po 30-40, chorea Huntington - po 40-50 rokoch).
Možné dôvody, že dedičné choroby majú „svoj vek“ vývoja, môžu byť tieto:
1) abnormálny gén môže byť zatiaľ v potláčanom stave a potom, napríklad pod vplyvom zmeneného hormonálneho pozadia tela, derepresuje a začína prejavovať svoju aktivitu;
2) v niektorých prípadoch si realizácia pôsobenia abnormálneho génu vyžaduje viac-menej dlhodobý špecifický – „prejavujúci sa“ vplyv prostredia (pri dne množstvo foriem diabetes mellitus);
3) s vekom aktivita reparačných procesov klesá.
^ 3. Klasifikácia dedičných foriem patológie
Na vzniku akéhokoľvek ochorenia, ako aj na živote zdravého organizmu, sa podieľajú rôzne druhy vplyvov prostredia (vonkajší faktor) a dedičnosť (vnútorný faktor). Ako etiologický faktor ochorenia alebo súčasť jeho patogenézy. Podiel účasti každého z nich na rôznych ochoreniach je rôzny.
S prihliadnutím na špecifickú váhu dedičnosti a prostredia sa rozlišujú 4 skupiny chorôb, medzi ktorými neexistuje ostrá hranica (N.P. Bochkov).
Prvú skupinu tvoria vlastne dedičné choroby, pri vzniku a rozvoji ktorých rozhodujúcu úlohu zohrávajú anomálie genetického aparátu. Zahŕňa monogénne ochorenia (alkaptonúria, fenylketonúria, hepatocerebrálna dystrofia, hemofília atď.) a chromozomálne ochorenia. Prostredie určuje len penetranciu (prejav pôsobenia génu v populácii jedincov s daným génom 1) a expresivitu (mieru prejavu pôsobenia génu u konkrétneho jedinca).
Pri vzniku chorôb druhej skupiny, ako aj pri prvej, má zásadný význam dedičnosť, je však nevyhnutné špecifické, takzvané „prejavujúce sa“ pôsobenie prostredia, bez ktorého ochorenie napriek prítomnosti tzv. patologická mutácia, klinicky sa neprejavuje. Takže u heterozygotných nosičov H v S (autozomálne recesívna alebo semidominantne dedičná hemoglobinopatia - kosáčikovitá anémia) sa hemolytické krízy vedúce k anémii vyskytujú iba v podmienkach hypoxie alebo acidózy; pri dedičnej fermentopatii spojenej s deficitom glukózo-6-fosfátdehydrogenázy môže hrať podobnú úlohu užívanie oxidačných liečiv, užívanie konského bôbu a niekedy aj vírusová infekcia. Výskyt klinických príznakov dny, pri ktorej je geneticky podmienené narušenie metabolizmu kyseliny močovej, je podporovaný systematickým prejedaním, nadmernou konzumáciou mäsitých potravín, hroznového vína a iných látok, ktorých metabolizmus vedie k tvorbe nadmerného množstva soli kyseliny močovej, ktoré sa ukladajú v kĺboch a spôsobujú ich poškodenie.
Hlavným etiologickým faktorom tretej skupiny ochorení sú faktory prostredia. Precitlivenosť na takzvané „rizikové faktory“ je podmienená geneticky. Ide o ochorenia s dedičnou predispozíciou, multifaktoriálne polygénne ochorenia. Patria sem prevažná väčšina chorôb zrelého a vysokého veku: hypertenzia, ateroskleróza, ischemická choroba srdca, peptický vred žalúdka a dvanástnika, zhubné nádory atď.
Štvrtú skupinu tvoria choroby, ktorých výskyt je spôsobený environmentálnymi faktormi, voči pôsobeniu ktorých organizmus nemá prostriedky ochrany – extrém. Ide o úrazy (mechanické, elektrické), pôsobenie ionizujúceho žiarenia, popáleniny, omrzliny, najmä nebezpečné infekcie. Genetický faktor v týchto prípadoch určuje závažnosť ochorenia, jeho výsledok, v niektorých prípadoch - pravdepodobnosť výskytu. Je napríklad známe, že výskyt aj ochorení spôsobených takými vysokopatogénnymi patogénmi, ako sú pôvodcovia moru, kiahní, cholery, do určitej miery súvisí s krvnou skupinou, ktorá sa, ako je známe, určuje, geneticky. Ľudia s prvou krvnou skupinou sú náchylní na mor, s druhou skupinou sú náchylní na kiahne a choleru.
Takže podľa vyššie uvedenej klasifikácie sa dedičné formy patológie delia na skutočne dedičné choroby (vyžadujúce a nepotrebujúce pôsobenie špecifických - "prejavujúcich sa" faktorov prostredia) a choroby s dedičnou predispozíciou.
Podľa počtu génov postihnutých poškodením (mutáciou) sa rozlišujú monogénne a polygénne ochorenia. Posledne uvedené zahŕňajú choroby s dedičnou predispozíciou, pretože sú multifaktoriálne, ako aj veľkú samostatnú skupinu chorôb spojených s chromozomálnymi alebo genómovými mutáciami - chromozomálne.
Monogénne choroby dedičné podľa Mendelových zákonov sa zasa delia podľa typu dedičnosti: na autozomálne dominantné, autozomálne recesívne a dedičné viazané na pohlavné (spravidla X) chromozómy. Medzi najčastejšie autozomálne dominantné ochorenia a vývojové anomálie, ktorých celková frekvencia je 7 na 1000 novorodencov (C.O. Carler, I969), patrí polydaktýlia (častejšie - hexodaktýlia), achondroplázia, neurofibromatóza, tallezémia, Huntingtonova chorea, kongenitálna osteoskleróza imperfecta a iné Autozomálne recesívne (celková frekvencia 2 na 1000 novorodencov) zahŕňajú detský retinoblastóm, xeroderma pigmentosum, Addisonovu-Birmerovu anémiu, alkaptonúriu, fenylketonúriu, familiárnu hypercholesterolémiu, hepatocerebrálnu dystrofiu, hydrocerebrálnu dystrofiu, galaktozémiu, jednu formu, anémia, mikroorganizmus
Príklady foriem zdedených patológií spojených s chromozómom X sú:
Recesívne dedičné (celková frekvencia 0,4 na 1000 pôrodov) hemofília A a B, Duchennova svalová dystrofia, ichtyóza, farbosleposť, albinizmus, fermentopatia spojená s deficitom glukózo-6-fosfáthydrogenázy, atrofia zrakového nervu;
Dominantne dedičná hypoplázia zubnej skloviny, rachitída odolná voči vitamínu D.
Často sa používa systémovo-orgánová klasifikácia dedičných foriem patológie, ktorá je založená na účtovaní prevažne postihnutých orgánov (dedičné choroby a anomálie vo vývoji kardiovaskulárneho systému, endokrinného systému, nervového systému atď.). Táto klasifikácia je skôr svojvoľná, pretože genetické defekty veľmi často postihujú mnohé orgány a systémy.
Klinicky najvýznamnejšia je klasifikácia podľa primárneho biochemického defektu, ktorého detekcia umožňuje nielen diagnostikovať ochorenie s dostatočnou mierou spoľahlivosti, ale aj realizovať patogeneticky podloženú liečbu ochorenia. Primárny biochemický defekt bol však doteraz identifikovaný pre relatívne malý počet dedičných ochorení.
^ 4. Metódy na určenie dedičnej povahy
choroby a vývojové anomálie
Genealogická metóza, založená na zostavovaní genealogických tabuliek s použitím symbolov akceptovaných v genetike, umožňuje identifikovať dedičnú povahu skúmanej vlastnosti alebo choroby a určiť typ dedičnosti (dominantná, recesívna, viazaná na pohlavie). Dominantné znaky a choroby sa dedia v priamej línii (od rodičov k deťom, od potomkov k potomkom a objavujú sa u homozygotov aj heterozygotov); recesívne - nie v priamej línii, prerušovane, objavujú sa iba v homozygotnom stave.
Metóda dvojčiat (porovnanie vnútropárovej zhody - identity znakov alebo foriem patológie u identických a dvojvaječných dvojčiat žijúcich v rovnakých a odlišných podmienkach prostredia) umožňuje identifikovať relatívnu úlohu dedičnosti a prostredia vo vývoji analyzovaného patologického stavu. fenomén. Vysoká zhoda jednovaječných dvojčiat žijúcich v rôznych podmienkach podľa skúmaného znaku svedčí v prospech jeho dedičnosti. Vysoká zhoda dvojčiat, najmä tých, ktoré žijú v rovnakých podmienkach, hovorí o rozhodujúcom význame pri rozvoji konkrétnej formy patológie environmentálnych faktorov.
Demografická (štatistická) metóda je založená na štatistickom rozbore výskytu izolátov – skupiny ľudí (najmenej 50 osôb), ktorí sú kvôli geografickým podmienkam, náboženským či kmeňovým tradíciám často nútení uzatvárať úzko príbuzné manželstvá. Posledne menované výrazne zvyšujú pravdepodobnosť stretnutia dvoch identických patologických recesívnych génov a narodenie detí homozygotných pre túto vlastnosť. Škodlivosť manželstiev medzi blízkymi príbuznými sa prejavuje vo vyššom výskyte recesívnych foriem patológie, predčasných pôrodov, počtu mŕtvo narodených detí a skorej dojčenskej úmrtnosti, keďže letálne a semiletálne gény, ktoré tieto javy podmieňujú, sú tiež klasifikované ako recesívne.
Karyologická alebo cytogenetická metóda je metóda štúdia karyotypu (štrukturálna organizácia jadra charakterizovaná počtom a štruktúrou chromozómov) v deliacich sa bunkách pacienta, ktorá umožňuje identifikovať a určiť povahu chromozomálnych ochorení, ktoré sú na základe génových mutácií a chromozomálnych aberácií.
Metóda štúdia pohlavného chromatínu (Barrových teliesok) v leukocytoch a epiteli pacienta tiež umožňuje identifikovať pacientov s chromozomálnymi ochoreniami.
Pohlavný chromatín alebo chromatínové teliesko, ktoré sa nachádza pod obalom jadra, v neutrofiloch tvarom pripomína paličku, je tvorené neaktívnym chromozómom X v stave špirály. Normálne sa jeden pohlavný chromatín nachádza iba v bunkách žien, pretože majú 2 chromozómy X: jeden aktívny a jeden v stave špirály. Detekcia pohlavného chromatínu v bunkách mužského tela, ako aj zvýšenie počtu alebo absencia pohlavného chromatínu v bunkách ženského tela, spolu s výsledkami karyologického výskumu, nám umožňujú určiť typy chromozomálnych chorôb spojených so zmenou počtu pohlavných chromozómov (Klinefelterov syndróm, trizómia-X, Shereshevského syndróm - Turner atď.).
Biochemická metóda založená na stanovení biochemických rozdielov v zložení moču a krvi prispieva k identifikácii množstva závažných dedičných ochorení. Detekcia H v S v erytrocytoch pacienta teda umožňuje diagnostikovať u neho kosáčikovitú anémiu, stanovenie kyseliny fenylpyrohroznovej v moči slúži na diagnostiku fenylketonúrie.
Štúdium povahy a vzorcov vývoja dedičných foriem patológie uľahčuje aj experimentálna metóda výskumu, pre ktorú identifikujú a vytvárajú podmienky na reprodukciu zvierat s rôznymi druhmi dedičných defektov podobných tým, ktoré sú vlastné ľuďom. Psy trpia hemofíliou, králiky majú achondropláziu, myši majú hypofýzový nanizmus, obezitu atď.
^ 5. Etiológia dedičných foriem patológie
Príčiny dedičných chorôb a vývojových anomálií sú faktory, ktoré môžu zmeniť kvalitatívne alebo kvantitatívne charakteristiky genotypu (štruktúra jednotlivých génov, chromozómov, ich počet), čiže spôsobiť mutácie. Takéto faktory sa nazývajú mutagény. Mutagény sa delia na exogénne a endogénne. Exogénne mutagény môžu byť chemickej, fyzikálnej alebo biologickej povahy. Medzi chemické exogénne mutagény patria mnohé látky priemyselnej výroby (benzpyrén, aldehydy, ketóny, epoxid, benzén, azbest, fenol, formalín, xylén atď.), pesticídy. Alkohol má výraznú mutagénnu aktivitu. V krvinkách alkoholikov sa počet defektov genetického aparátu vyskytuje 12-16-krát častejšie ako u nepijúcich alebo slabo pijúcich. Oveľa častejšie sa v rodinách alkoholikov rodia deti s Downovým syndrómom, Klinefelterovou, Patauovou, Edwardsovou a inými chromozomálnymi ochoreniami. Mutagénne vlastnosti sú vlastné aj niektorým liekom (cytostatiká, chinakrín, klonidín, zlúčeniny ortuti atď.), látkam používaným v potravinách (silný mutagén, hydrazín sa nachádza vo veľkých množstvách v jedlých hubách, estragón a piperín v čiernom korení; mnohé látky ktoré majú genotoxické vlastnosti, vznikajú pri varení tuku atď.). Značné genetické riziko vzniká pri dlhodobej ľudskej konzumácii mlieka a mäsa zo zvierat, ktorých v krmive prevládajú bylinky s mnohými mutagénmi (napríklad lupina). Skupinu exogénnych fyzikálnych mutagénov tvoria všetky druhy ionizujúceho žiarenia (α-, β-, γ-, röntgenové žiarenie), ultrafialové žiarenie. Vírusy osýpok sú producentmi biologických exogénnych mutagénov. , rubeola, hepatitída.
Endogénne mutagény môžu byť aj chemickej (H 2 O 2, peroxidy lipidov, voľné radikály) a fyzikálnej (K 40, C 14, radón) povahy.
Existujú tiež pravé a nepriame mutagény. Posledne menované zahŕňajú zlúčeniny, ktoré v normálnom stave nemajú škodlivý účinok na genetický aparát, ale akonáhle sú v tele, získavajú mutagénne vlastnosti v procese metabolizmu. Napríklad niektoré rozšírené látky obsahujúce dusík (dusičnany dusíkatých hnojív) sa v organizme premieňajú na vysoko aktívne mutagény a karcinogény (dusitany).
Úloha prídavných stavov v etiológii dedičných ochorení je v niektorých prípadoch veľmi významná (ak je vznik dedičnej choroby, jej klinická manifestácia spojená s pôsobením určitých „prejavujúcich sa“ faktorov prostredia), v iných prípadoch je menej významná. obmedzená len vplyvom na expresivitu ochorenia, nesúvisiaca s pôsobením žiadnych alebo špecifických faktorov prostredia.
^ 6. Všeobecné vzorce patogenézy dedičných chorôb
Počiatočným článkom v patogenéze dedičných chorôb sú mutácie – náhla náhla zmena dedičnosti v dôsledku zmeny štruktúry génu, chromozómov alebo ich počtu, teda charakteru alebo množstva dedičnej informácie.
Berúc do úvahy rôzne kritériá, bolo navrhnutých niekoľko klasifikácií mutácií. Podľa jedného z nich sa rozlišujú spontánne a indukované mutácie. Prvé vznikajú v podmienkach prirodzeného pozadia okolitého a vnútorného prostredia tela, bez zvláštnych účinkov. Môžu byť spôsobené vonkajším a vnútorným prirodzeným žiarením, pôsobením endogénnych chemických mutagénov atď. Indukované mutácie sú spôsobené špeciálnym cieleným pôsobením, napríklad v experimentálnych podmienkach.
Podľa inej klasifikácie sa rozlišujú špecifické a nešpecifické mutácie. Urobme si výhradu, že väčšina genotypov nepozná prítomnosť špecifických mutácií, domnievajúc sa, že povaha mutácií nezávisí od kvality mutagénu, že rovnaké mutácie môžu byť spôsobené rôznymi mutagénmi a rovnaký mutagén môže vyvolať rôzne mutácie. Zástancami existencie špecifických mutácií sú I.P. Dubinin, E.F. Davydenková, N.P. Bochkov.
Podľa typu buniek poškodených mutáciou sa rozlišujú somatické mutácie, ktoré sa vyskytujú v bunkách tela, a gametické mutácie - v zárodočných bunkách tela. Dôsledky oboch sú nejednoznačné. Pri somatických mutáciách sa choroba vyvíja u nositeľa mutácie, potomstvo týmto druhom mutácie netrpí. Napríklad bodová mutácia alebo amplifikácia (zmnoženie) protoonkogénu v somatickej bunke môže iniciovať rast nádoru v danom organizme, ale nie u jeho detí. V prípade gametických mutácií naopak hostiteľský organizmus mutácie neochorie. Potomok takouto mutáciou trpí.
Podľa objemu genetického materiálu zasiahnutého mutáciou sa mutácie delia na génové alebo bodové mutácie (zmeny v rámci jedného génu, narúša sa sekvencia alebo zloženie nukleotidov), chromozomálne aberácie alebo prestavby, ktoré menia štruktúru jednotlivých chromozómov, chromozómové aberácie alebo prestavby, ktoré menia štruktúru jednotlivých chromozómov. a genómové mutácie, charakterizované zmenou počtu chromozómov.
Chromozomálne aberácie sú zase rozdelené do nasledujúcich typov:
Delécia (chýbanie) je typ chromozomálnej prestavby, pri ktorej vypadnú určité úseky a zodpovedajúce gény chromozómu. Ak je sekvencia génov v chromozóme znázornená ako séria čísel 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ........ 10 000, potom s deléciou oblasti 3-6, skracuje sa chromozóm a mení sa v ňom sekvencia génov (1, 2, 7, 8...... 10000). Príkladom vrodenej patológie spojenej s deléciou je syndróm „cat's cry“, ktorý je založený na delécii segmentu p1 – p-eg (krátke rameno) 5. chromozómu. Ochorenie sa prejavuje množstvom vývojových chýb: mesiačikovitá tvár, antimongoloidný rez očí, mikrocefália, ochabnutá epiglottis, zvláštne usporiadanie hlasiviek, následkom čoho je plač dieťaťa pripomína krik mačky. S deléciou jednej až štyroch kópií H in - génov je spojený rozvoj jednej z foriem dedičných hemoglobinopatií - α-talasémie (pozri časť "Patofyziológia krvného systému");
Duplikácia je typ chromozomálneho preskupenia, pri ktorom sa časť chromozómu a zodpovedajúci blok génov zdvojnásobí. Pri vyššie uvedenom číslovaní génov v chromozóme a duplikácii na úrovni 3-6 génov bude sekvencia génov v takomto chromozóme vyzerať takto - 1, 2, 3, 4, 5, 6, 3, 4, 5 , 6, 7, 8 - 10000 Dnes sú známe rôzne varianty duplikácií (parciálnych trizómií) takmer pre všetky autozómy. Sú pomerne zriedkavé.
Inverzia - typ chromozomálneho preskupenia, pri ktorom sa časť chromozómu (napríklad na úrovni génov 3-6) otáča o 180 ° - 1, 2, 6, 5, 4,3 , 7, 8 .... 10000;
Translokácia je typ chromozomálneho preskupenia charakterizovaný pohybom chromozómového segmentu na iné miesto na rovnakom alebo inom chromozóme. V druhom prípade spadajú gény translokovaného miesta do inej väzbovej skupiny, iného prostredia, čo môže prispieť k aktivácii „tichých“ génov alebo naopak k potlačeniu aktivity normálne „pracujúcich“ génov. Príkladom závažnej patológie založenej na fenoméne translokácie v somatických bunkách môže byť Burkittov lymfóm (recipročná translokácia medzi 8. a 14. chromozómom), myelocytická leukémia - recipročná translokácia medzi 9. a 22. chromozómom (podrobnejšie pozri nižšie). časť „Nádory“).
Posledným článkom v patogenéze dedičných chorôb je realizácia pôsobenia abnormálneho génu (génov). Existujú 3 hlavné možnosti:
1. Ak abnormálny gén stratil programový kód na syntézu štrukturálneho alebo funkčne dôležitého proteínu, syntéza zodpovedajúcej messengerovej RNA a proteínu je narušená. Pri nedostatku alebo nedostatočnom množstve takéhoto proteínu dochádza k narušeniu procesov, pri realizácii ktorých v určitom štádiu zohráva tento proteín kľúčovú úlohu. Narušenie syntézy antihemofilného globulínu A (faktor VIII), B (faktor IX), plazmatického prekurzora tromboplastínu (faktor XI), ktoré sú mimoriadne dôležité pri implementácii rôznych štádií vnútorného mechanizmu fázy I. zrážanlivosť krvi, vedie k rozvoju hemofílie (v tomto poradí: A , B a C). Klinicky sa ochorenie prejavuje ako hematómový typ krvácania s poškodením pohybového aparátu. Prevažujú krvácania do veľkých kĺbov končatín, profúzne krvácanie aj pri drobných poraneniach, hematúria. Hemofília A a B sa dedí spojená s chromozómom X, recesívne. Hemofília C sa dedí dominantným alebo semidominantným spôsobom, autozomálne.
Rozvoj hepato-cerebrálnej dystrofie je založený na deficite proteínu - cerruloplazmínu, ktorý je spojený so zvýšenou absorpciou, zhoršeným metabolizmom a vylučovaním medi a jej nadmernou akumuláciou v tkanivách. Toxický účinok medi má obzvlášť silný vplyv na stav a funkciu nervového systému a pečene (proces, ktorý končí cirhózou). Prvé príznaky ochorenia sa objavujú vo veku 10-20 rokov, rýchlo postupujú a končia smrťou. Dedičnosť je autozomálne recesívna.
2. Strata mutantného génového kódu programu na syntézu jedného alebo druhého enzýmu končí znížením alebo zastavením jeho syntézy, jeho nedostatkom v krvi a tkanivách a porušením procesov, ktoré sú ním katalyzované. Ako príklady vývoja dedičných foriem patológie na tejto ceste možno uviesť množstvo chorôb aminokyselín, metabolizmu uhľohydrátov atď. Napríklad fenylpyruvínová oligofrénia je spojená s porušením syntézy fenylalanínhydroxylázy, ktorá normálne katalyzuje premenu fenylalanínu konzumovaného s jedlom na tyrozín. Nedostatok enzýmu vedie k prebytku fenylalanínu v krvi , rôznorodé zmeny v metabolizme tyrozínu, produkcia značného množstva kyseliny fenylpyrohroznovej, poškodenie mozgu s rozvojom mikrocefálie a mentálnej retardácie. Ochorenie sa dedí autozomálne recesívnym spôsobom. Jeho diagnózu je možné stanoviť v prvých dňoch po narodení dieťaťa, ešte pred prejavom výrazných symptómov ochorenia na základe detekcie kyseliny fenylpyrohroznovej a fenylalaninémie v moči. Včasná diagnostika a včasná liečba (diéta s nízkym obsahom fenylalanínu) pomáha vyhnúť sa rozvoju ochorenia, jeho najzávažnejšiemu prejavu – mentálnemu postihnutiu.
Neprítomnosť oxidázy kyseliny homogentisovej podieľajúcej sa na metabolizme tyrozínu vedie k akumulácii medziproduktu metabolizmu tyrozínu - kyseliny homogentisovej, ktorá sa neoxiduje na kyselinu maleylacetooctovú, ale ukladá sa v kĺboch, chrupavkách, spojivovom tkanive, čo s vekom spôsobuje (zvyčajne po 40 rokoch) rozvoj ťažkej artritídy. Aj v tomto prípade môže byť diagnóza stanovená veľmi skoro: na vzduchu moč takýchto detí sčernie kvôli prítomnosti kyseliny homogentisovej v ňom. Dedí sa autozomálne recesívnym spôsobom.
3. Často sa v dôsledku mutácie vytvorí gén s patologickým kódom, v dôsledku čoho sa syntetizuje abnormálna RNA a abnormálny proteín so zmenenými vlastnosťami. Najmarkantnejším príkladom tohto typu patológie je kosáčikovitá anémia, pri ktorej je na 6. pozícii β-reťazca hemoglobínu glutánová aminokyselina nahradená valínom, vzniká nestabilný H v S. V redukovanom stave, jeho rozpustnosť prudko klesá a jeho schopnosť polymerizácie sa zvyšuje. Vznikajú kryštály, ktoré narúšajú tvar erytrocytov, ktoré sa najmä v podmienkach hypoxie a acidózy ľahko hemolyzujú, čo vedie k rozvoju anémie. Dedičnosť je autozomálne recesívna alebo semidominantná (podrobnejšie v časti „Patológia krvného systému“).
Dôležitou podmienkou pre vznik a realizáciu pôsobenia mutácií je zlyhanie systému opravy DNA, ktoré môže byť geneticky podmienené alebo sa môže vyvinúť v priebehu života, vplyvom nepriaznivých faktorov vonkajšieho alebo vnútorného prostredia organizmu. .
Takže v genotype zdravých ľudí existuje gén s kódom pre program na syntézu enzýmu exonukleázy, ktorý zabezpečuje „vyrezanie“ pyrimidínových dimérov, ktoré sa tvoria pod vplyvom ultrafialového žiarenia. Anomália tohto génu, vyjadrená stratou kódu pre program syntézy exonukleázy, zvyšuje citlivosť kože na slnečné žiarenie. Pod vplyvom čo i len krátkeho vdýchnutia vzniká suchá koža, jej chronický zápal, patologická pigmentácia, neskôr sa objavujú novotvary, ktoré podliehajú malígnej degenerácii. Dve tretiny pacientov zomierajú pred dosiahnutím veku 15 rokov. Ochorenie, xeroderma pigmentosa, sa dedí autozomálne recesívnym spôsobom.
Funkčná sila systému opravy DNA sa s vekom oslabuje.
Určitú úlohu v patogenéze dedičných foriem patológie môžu zrejme patriť pretrvávajúce poruchy v regulácii génovej aktivity, ktoré, ako už bolo uvedené, môžu byť jednou z možných príčin prejavu dedičnej choroby až mnoho rokov po narodení.
Hlavné mechanizmy rozvoja dedičnej patológie sú teda spojené s:
1) mutácie, ktoré vedú k
A) strata normálnej dedičnej informácie,
B) zvýšenie objemu normálnej dedičnej informácie,
C) nahradenie normálnej dedičnej informácie patologickou informáciou;
2) zhoršená oprava poškodenej DNA;
3) pretrvávajúce zmeny v regulácii aktivity génov.
^ 7. Chromozomálne ochorenia
Osobitnú skupinu chorôb spojených so štrukturálnymi zmenami v genetickom materiáli tvoria chromozomálne choroby, podmienene klasifikované ako dedičné. Faktom je, že v drvivej väčšine prípadov sa chromozomálne choroby na potomkov neprenášajú, pretože ich nositelia sú najčastejšie neplodní.
Chromozomálne ochorenia sú spôsobené genómovými alebo chromozomálnymi mutáciami, ktoré sa vyskytli v gaméte jedného z rodičov alebo v zygote tvorenej gamétami s normálnou sadou chromozómov. V prvom prípade budú všetky bunky nenarodeného dieťaťa obsahovať abnormálnu sadu chromozómov (úplná forma chromozomálneho ochorenia), v druhom prípade sa vyvinie mozaikový organizmus, z ktorého iba časť buniek má abnormálnu sadu chromozómov. (mozaiková forma choroby). Závažnosť patologických znakov v mozaikovej forme ochorenia je slabšia ako v kompletnej forme.
Fenotypový základ chromozomálnych ochorení tvoria porušenia včasnej embryogenézy, v dôsledku čoho je ochorenie vždy charakterizované viacerými malformáciami.
Frekvencia chromozomálnych porúch je pomerne vysoká: z každých 1000 živonarodených detí majú 3-4 chromozomálne ochorenia, u mŕtvo narodených detí tvoria 6%; asi 40 % spontánnych potratov je spôsobených nerovnováhou chromozómov (N.P. Bochkov, 1984). Počet variantov chromozomálnych ochorení nie je taký veľký, ako by sa dalo teoreticky očakávať. Nerovnováha postihujúca všetky páry chromozómov spôsobuje v organizme také výrazné poruchy, že sa spravidla už v skorých alebo neskorších štádiách embryogenézy ukážu ako nezlučiteľné so životom. Monoploidia sa teda nenašla ani u novorodencov, ani u abortov. Popísané sú zriedkavé prípady triploidie a tetraploidie u abortov a u živonarodených detí, ktoré však zomreli v prvých dňoch života. Častejšie sú zmeny v počte alebo štruktúre jednotlivých chromozómov. Nedostatok genetického materiálu spôsobuje výraznejšie defekty ako nadbytok. Napríklad úplná monozómia na autozómoch sa prakticky nenachádza. Zdá sa, že takáto nerovnováha spôsobuje letálny výsledok už v gametogenéze alebo v štádiu zygoty a skorej blastuly.
Základ pre vznik chromozomálnych ochorení spojených so zmenou počtu chromozómov sa tvorí v gametogenéze, pri prvom alebo druhom meiotických deleniach alebo pri rozdrvení oplodneného vajíčka, najčastejšie v dôsledku nondisjunkcie chromozómov. Zároveň jedna z gamét namiesto jednej sady chromozómov obsahuje extrémne zriedkavo - diploidnú sadu všetkých chromozómov alebo 2 chromozómy ktoréhokoľvek z párov chromozómov, druhá gaméta žiadne takéto chromozómy neobsahuje. Keď je abnormálne vajíčko oplodnené spermiou s normálnou sadou chromozómov alebo normálne vajíčko abnormálnou spermiou, menej často, keď sa spoja dve gaméty so zmeneným počtom chromozómov, vytvárajú sa predpoklady pre rozvoj chromozomálneho ochorenia.
Pravdepodobnosť takýchto porúch a následne narodenie detí s chromozomálnymi ochoreniami sa zvyšuje s vekom rodičov, najmä matky. Frekvencia nondisjunkcie 21. páru chromozómov v 1. meiotickom delení je teda 80 % všetkých jeho prípadov, z toho 66,2 % u matky a 13,8 % u otca; celkové riziko, že sa narodí dieťa s trizómiou na 13., 18., 21. chromozóme pre ženu vo veku 45 rokov a viac, je 60-krát vyššie ako riziko pre ženu vo veku 19-24 rokov (N. P. Bochkov et al. 1984).
Downov syndróm je najčastejšou chromozomálnou poruchou. Karyotyp pacientov v 94 % pozostáva zo 47 chromozómov v dôsledku trizómie na 21. chromozóme. Asi v 4 % prípadov dochádza k translokácii nadbytočného 21. chromozómu na 14. alebo 22., celkový počet chromozómov je 46. Ochorenie je charakterizované prudkým oneskorením a narušením fyzického a duševného vývoja dieťaťa. Takéto deti sú poddimenzované, začínajú chodiť a rozprávať neskoro. Výzor dieťaťa je nápadný (charakteristický tvar hlavy so šikmým tylovým hrbolčekom, široký, hlboko vpadnutý mostík nosa, mongoloidný rez očí, otvorené ústa, abnormálny rast zubov, makroglosia, svalová hypotenzia s uvoľnenosť kĺbov, brachydaktýlia, najmä malíčka, priečna ryha na dlani a pod.) a ťažká mentálna retardácia, niekedy až úplná idiocia. Porušenia sú zaznamenané vo všetkých systémoch a orgánoch. Časté sú najmä malformácie nervového (v 67 %), kardiovaskulárneho (64,7 %) systému. Spravidla sa menia reakcie humorálnej a bunkovej imunity, trpí systém opravy poškodenej DNA. S tým je spojená zvýšená náchylnosť k infekciám, vyššie percento vzniku zhubných novotvarov, najmä leukémie. Vo väčšine prípadov sú pacienti neplodní. Existujú však prípady narodenia detí chorou ženou, niektoré z nich trpia rovnakou chorobou.
Druhou najčastejšou (1:5000-7000 pôrodov) patológiou v dôsledku zmeny počtu autozómov je Patauov syndróm (trizómia 13). Syndróm je charakterizovaný ťažkými malformáciami mozgu a tváre (defekty stavby kostí mozgovej a tvárovej lebky, mozgu, očí; mikrocefália, rázštep pery a podnebia), polydaktýlia (častejšie - hexodaktýlia), defekty srdcové prepážky, uvoľnená rotácia čreva, polycystická choroba obličiek, vývojové malformácie iných orgánov. 90% detí narodených s touto patológiou zomiera do prvého roku života.
Na treťom mieste (1:7000 pôrodov) medzi polysémiou autozómov je trizómia 18 (Edwardsov syndróm). Hlavné klinické prejavy ochorenia: početné defekty kostrového systému (patológia štruktúry tvárovej časti lebky: mikrognatia, epikantus, ptóza, hypertelorizmus), kardiovaskulárne (defekty medzikomorového septa, defekty chlopní pľúcna artéria, aorta), hypoplázia nechtov, podkovovitá oblička, kryptorchizmus u chlapcov. 90% pacientov zomiera v prvom roku života.
Oveľa bežnejšie sú chromozomálne ochorenia spojené s nedisjunkciou pohlavných chromozómov. Známe varianty gonozomálnej polyzómie sú uvedené v tabuľke.
Typy gonozomálnych polyzómií nájdených u novorodencov
(podľa N.P. Bochkova, A.F. Zacharova, V.I. Ivanova, 1984)
| ^ X-polyzómia v neprítomnosti y-chromozómu | X-polyzómia v prítomnosti jedného y-chromozómu | y-polyzómia v prítomnosti jedného X chromozómu | Polyzómia na oboch chromozómoch |
| 47XXX (1,3: 1000) | 47 XXY (1,5: 1000) | 47 HUU (1: 1000) | 48 XXYU |
| 48 XXXX (30 známych prípadov) | 48 XXX (zriedka) | 48 HUUU (zriedka) | 49 XXXXY (1:25000) |
| 49 XXXXX (počet prípadov Nešpecifikované) | 49 XXXXX (asi 100 známych prípadov) | 49 HUUUU (počet prípadov neuvedený) |
Ako vyplýva z tabuľky, prevažný počet polysým na pohlavných chromozómoch pripadá na trizómiu XXX, XXV, XVV.
Pri trizómii X-chromozómu („superžena“) klinické príznaky ochorenia často chýbajú alebo sú minimálne. Ochorenie sa diagnostikuje detekciou dvoch Barrových teliesok namiesto jedného a karyotypom 47,XXX. V iných prípadoch majú pacienti hypopláziu vaječníkov, maternice, neplodnosť, rôzne stupne mentálneho postihnutia. Zvýšenie počtu X chromozómov v karyotype zvyšuje prejav mentálnej retardácie. Takéto ženy častejšie ako v bežnej populácii trpia schizofréniou.
Varianty polyzómie zahŕňajúce Y-chromozómy sú početnejšie a rôznorodejšie. Najbežnejší z nich - Klinefelterov syndróm - je spôsobený zvýšením celkového počtu chromozómov až na 47 v dôsledku X chromozómu. Chorý muž (prítomnosť chromozómu Y dominuje s akýmkoľvek počtom chromozómov X) sa vyznačuje vysokým rastom, ženským typom kostrovej štruktúry, zotrvačnosťou a mentálnou retardáciou. Genetická nerovnováha sa zvyčajne začína prejavovať v období puberty, nedostatočným rozvojom mužských sexuálnych charakteristík. Semenníky sú zmenšené, vyskytuje sa aspermia alebo oligospermia, často gynekomastia. Spoľahlivým diagnostickým znakom syndrómu je detekcia pohlavného chromatínu v bunkách mužského tela. Syndróm supercline-felter (ХХХУ, dve Barrove telieska) sa vyznačuje väčšou závažnosťou týchto znakov, duševné zlyhanie dosahuje stupeň idiocie.
Majiteľ karyotypu 47, HUU - "super muž" sa vyznačuje impulzívnym správaním s výraznými prvkami agresivity. Medzi väzňami sa nachádza veľké množstvo takýchto jedincov.
Gonosomálna monozómia je oveľa menej bežná ako polyzómia a je obmedzená iba na monozómiu X (Shereshevsky-Turnerov syndróm). Karyotyp pozostáva zo 45 chromozómov, neexistuje žiadny pohlavný chromatín. Pacienti (ženy) sa vyznačujú nízkym vzrastom, krátkym krkom, cervikálnymi laterálnymi kožnými záhybmi. Charakterizovaný lymfatickým edémom chodidiel, zlým vývojom sexuálnych charakteristík, absenciou gonád, hypopláziou maternice a vajíčkovodov, primárnou amenoreou. Takéto ženy sú neplodné. Duševná schopnosť spravidla netrpí.
Neboli nájdené žiadne prípady Y monozómie. Absencia chromozómu X je zjavne nezlučiteľná so životom a jedinci typu „OU“ zomierajú v skorých štádiách embryogenézy.
Chromozomálne ochorenia spôsobené štrukturálnymi zmenami v chromozómoch sú menej časté a spravidla vedú k závažnejším následkom: spontánne potraty, predčasne narodené deti, mŕtve narodenie a skorá dojčenská úmrtnosť.
8. Fenokópie
Fenokópie sa nazývajú formy patológie, ktoré sa tvoria počas obdobia embryogenézy pod vplyvom environmentálnych faktorov, ktoré nesúvisia so zmenami v genetickom aparáte, ale vo svojich hlavných prejavoch sú podobné dedičným formám patológie.
Príčiny fenokópií môžu byť:
Kyslíkové hladovanie plodu, predĺžená expozícia, ktorá je plná poškodenia centrálneho nervového systému;
Infekčné ochorenia tehotnej ženy, najmä v ranom období tehotenstva. Infekcie ako tokeoplazmóza, rubeola, syfilis atď. sú mimoriadne nebezpečné a vo významnom percente prípadov (až 60 – 70 %) spôsobujú vážne deformácie (mikrocefália, hydrocefalus, očné anomálie, hluchota, rázštep podnebia atď.). );
Endokrinné poruchy v tele tehotnej ženy, až 2-2,5-krát alebo viackrát zvyšujúce pravdepodobnosť rôznych druhov abnormalít u nenarodeného dieťaťa;
Duševná trauma a emocionálne preťaženie ženy počas tehotenstva;
Lieky s cytotoxickými alebo antimetabolickými účinkami. Svojho času bol celý svet šokovaný vážnymi následkami užívania široko propagovanej tabletky na spanie - talidamidu tehotnými ženami (desaťtisíce detí s ťažkými formami deformácií a malformácií;
Nedostatok stopových prvkov (železo, kobalt, meď), vitamínov (C, E, B 1, PP atď.) V jedle ženy;
Alkoholizmus rodičov (pre porovnanie: intelektové postihnutie, malformácie u detí nepijúcich rodičov sú asi 2%, u miernych pijanov - do 9%, u ťažkých pijanov - asi 74%);
Negramotné používanie antikoncepčných prostriedkov, ako aj používanie rôznych druhov prostriedkov na umelé prerušenie tehotenstva.
^ 9. Zásady prevencie dedičných patológií a fenokópií
Zásady prevencie dedičných foriem patológie a fenokopií sú stručne redukované na tieto hlavné ustanovenia:
1. Ochrana životného prostredia pred znečistením mutagénmi a vytváranie podmienok, ktoré obmedzujú (lepšie - zabraňujú) ich vstupu do ľudského organizmu.
2. Prevencia negatívnych účinkov mutagénov na organizmus.
3. Kompetentné, zavedené genetické poradenstvo ľudí, ktorí sa chystajú do manželstva alebo sa pripravujú na otehotnenie so stanovením možného rizika chorého dieťaťa. Je to dôležité najmä v prípadoch, keď aspoň jeden z rodičov alebo ich príbuzných trpí (trpí) dedičnými chorobami alebo mal deformácie a iné vývojové anomálie.
4. Vyhýbanie sa úzko spriazneným manželstvám a vysvetľovanie obyvateľstva škodlivosť manželstva medzi blízkymi príbuznými.
5. Zdravý životný štýl.
7. Ochrana zdravia tehotnej ženy.
8. Vyhýbanie sa kriminálnym potratom a používanie prostriedkov na ukončenie tehotenstva.
Pozrime sa podrobnejšie na prvé dve z týchto ustanovení.
Dnes sa navrhujú 3 spôsoby boja proti znečisteniu životného prostredia, mutagénnym látkam a obmedzovaniu miery ich škodlivých účinkov na organizmus:
A) technologické - presun priemyselnej výroby do uzavretých cyklov (bezodpadová výroba) - najradikálnejší, ale extrémne drahý, prakticky nedosiahnuteľný spôsob (v podmienkach intenzívnej prepravy) mutagénov a chýbajúce poistenie proti možným haváriám, ktorých následky niekedy dopadne katastrofálne (napríklad havária v Černobyle);
B) zložka - zahŕňajúca identifikáciu environmentálnych mutagénov a ich odstránenie - je tiež veľmi lákavá, neuveriteľne nákladná a obmedzená cesta implementácie, už len preto, že ľudstvo dnes nie je schopné odmietnuť použitie mnohých mutagénov (z použitia X- lúče, rádioizotopy, cytostatiká, iné lieky a diagnostické postupy s mutagénnym vedľajším účinkom - v medicíne, z používania pesticídov v poľnohospodárstve, niektorých chemických zlúčenín v hutníctve, chemickej a koksárenskej výrobe a pod.;
C) kompenzačné - určené na zníženie pravdepodobnosti frekvencie mutácií zvýšením odolnosti genetického aparátu voči mutagénnym účinkom a elimináciou mutácií, ktoré sa už vyskytli - najsľubnejší, najčastejšie používaný spôsob boja proti následkom znečistenia životného prostredia.
Proces potláčania spontánnych a indukovaných mutácií sa nazýva antimutagenéza a látky s takýmito vlastnosťami sa nazývajú antimutagény. Medzi antimutagény patria zlúčeniny, ktoré 1) neutralizujú mutagén pred jeho reakciou s molekulou DNA, 2) odstraňujú poškodenie molekuly DNA spôsobené mutagénom alebo zvyšujú jej odolnosť voči nim, 3) zabraňujú premene nepriamych mutagénov na skutočné mutagény v organizme. . Dnes je známych asi 200 prírodných a syntetických zlúčenín, ktoré majú všetky alebo časť uvedených vlastností. Ide o niektoré aminokyseliny (arginín, histidín, metionín atď.), enzýmy (peroxidáza, NADP oxidáza, katalázy, glutamínperoxidáza atď.), množstvo liečiv (sulfónamidy, interferón, antioxidanty atď.). Vysokú antimutagénnu aktivitu majú vitamíny E, C, A, K. Prvé dva z nich sú univerzálne antimutagény, ktoré blokujú rôzne väzby mutagenity: zvyšujú aktivitu enzýmov, ktoré neutralizujú mutagény, tlmia proces premeny nepriamych mutagénov na pravé, tlmia proces premeny nepriamych mutagénov na pravé. chrániť DNA pred škodlivými účinkami mutagénov, inhibovať aktivitu voľných radikálov, aktivovať proces opravy DNA, t.j. zvýšiť jeho odolnosť voči genotoxickým vplyvom (Alekperov U.K., 1989). Výrazné antimutagénne vlastnosti sú vlastné mnohým zeleninám a ovociu. Obzvlášť silné sú v kapuste, jablkách, mäte, zelenom korení, ananáse, baklažáne, hrozne. Toxický účinok mutagénov sa v experimente mnohonásobne zníži (od 4 do 11-krát). Práve preto môže byť správne vyvážená strava bohatá na ovocie a zeleninu jedným z účinných prostriedkov individuálnej prevencie genotoxického pôsobenia faktorov prostredia.
^ 10. Zásady liečby dedičných chorôb a vývojových chýb
Na liečbu dedičných chorôb, ako aj pri liečbe chorôb nededičného charakteru (infekčné, alimentárne, metabolické a iné) sa používa symptomatická, patogenetická, etiologická liečba s využitím všetkých typov liečebných účinkov: od použitia liekov, dietoterapie, fyzio-, balneoklimatoterapie až po chirurgickú intervenciu.
Najčastejšie sa používa symptomatická liečba (na rozdiel od nededičných foriem patológie, pri ktorých sa táto metóda zvyčajne používa len ako pomocná látka). Pri mnohých dedičných ochoreniach je symptomatická liečba jediná. Obzvlášť často sa používa lieková terapia: analgetiká na dedičné formy migrény; pilokarpín na glaukóm; špeciálne, zmierňujúce svrbenie a bolesť, masti na mnohé kožné ochorenia; mukolytické (zrieďujúce hlien) činidlá v kombinácii s antibiotikami pri cystickej fibróze, ktorej hlavným a najbolestivejším prejavom jednej z foriem je hojná tvorba veľmi hustého a viskózneho hlienu v kanáloch exokrinných žliaz priedušiek.
Patogenetická liečba, určená na prerušenie patologického reťazca patogenézy choroby, je najrozumnejšia a najefektívnejšia pre dedičné, ako aj pre nededičné formy chorôb. Patogenetické možnosti liečby dedičných foriem patológie môžu byť nasledovné:
1. Dosiahnutá korekcia výmeny
Vylúčenie alebo obmedzenie v strave pacienta látok, ktoré sa v dôsledku pôsobenia mutantného génu a s tým spojeného narušeného metabolizmu stávajú pre organizmus toxickými (fenylalanín pri fenylketonúrii, galaktóza pri galaktozémii a pod.);
Kompenzácia za produkt, ktorého produkcia je narušená v dôsledku génovej mutácie (podávanie inzulínu pri diabetes mellitus, antihemofilný globulín A alebo B pri zodpovedajúcich formách hemofílie, hormóny štítnej žľazy pri hypotyreóze a pod.);
Oslobodenie od metabolických produktov, ktoré sa intenzívne hromadia v organizme (predpis prípravkov BAL, Unitod, D-penicilamín, ktoré podporujú vylučovanie medi; pri hepato-cerebrálnej dystrofii; lieky zabezpečujúce vylučovanie solí kyseliny močovej pri dne; v niekt. prípady sa uchyľujú k použitiu sorpčných metód detoxikácie);
Metabolická inhibícia (alopurinod sa napríklad používa pri dne na inhibíciu syntézy xantín oxidázy a tým na zníženie koncentrácie kyseliny močovej).
2. Pridanie určitých látok do stravy pacienta, ktoré kompenzujú porušenie ich syntézy.
3. Vylúčenie liekov, ktorých užívanie vyvoláva exacerbáciu dedičného ochorenia (napríklad antimalariká na deficit glukózo-6-fosfátdehydrogenázy).
Dôležité miesto v liečbe dedičných foriem patológie má chirurgická liečba, ktorú možno v niektorých prípadoch považovať za symptomatickú (korekčná operácia rázštepu pery), v iných za patogenetickú (odstránenie nádoru pri retinoblastóme, polypy hrubého čreva, odstránenie defektov v srdcových priehradkách, transplantácia obličky).s ich polycystickými a pod.).
Etiologická liečba dedičných chorôb zahŕňa vážne „manévrovanie“ s genetickým materiálom (transplantácia génu, vypnutie mutantného génu, vyvolanie reverzných mutácií, ktoré premenia patologický gén na jeho normálnu alelu atď.). Doteraz sa genetické inžinierstvo vykonáva v experimentálnych štúdiách. Pred jeho aplikáciou v klinickom prostredí je potrebné vyriešiť mnoho zložitejších problémov, vrátane otázok etického charakteru.
Pri liečbe dedičných chorôb sa používa aj špeciálna metóda.
1 pri recesívnych ochoreniach sa samozrejme berú do úvahy iba jedinci, ktorí sú homozygotní pre analyzovaný gén.
MINISTERSTVO ZDRAVOTNÍCTVA BIELORUSKEJ REPUBLIKY
BIELORUSKÁ ŠTÁTNA LEKÁRSKA UNIVERZITA
KATEDRA PATOLOGICKEJ FYZIOLÓGIE
S. A. Zhadan, T. N. Afanas'eva, F. I. Vismont
ÚLOHA DEDIČNOSTI V PATOLÓGII
Učebná pomôcka
Minsk BSMU 2012
VŠEOBECNÁ CHARAKTERISTIKA DEDIČNEJ PATOLÓGIE
Lekárska genetika a jej úlohy
Dedičnosť- to je vlastnosť živých bytostí a buniek tela prenášať svoje vlastnosti (anatomické a fyziologické vlastnosti) na svojich potomkov. Zabezpečuje relatívnu stabilitu druhu. Hmotnými nosičmi dedičnej informácie sú gény – úseky molekuly DNA.
Variabilita je vlastnosť organizmu a jeho buniek, prejavujúca sa vznikom nových znakov.
AT V súčasnosti je známych asi 2000 typov dedičnej patológie.
a geneticky podmienené syndrómy. Ich počet neustále rastie, ročne sú popísané desiatky nových foriem dedičných chorôb.. Hlavné dôvody, ktoré prispievajú k zvýšeniu rastu dedičnej patológie, sú:
– významný pokrok v medicíne v liečbe a prevencii mnohých infekčných chorôb;
– zvýšenie znečistenia životného prostredia mutagénnymi činidlami;
- predĺženie strednej dĺžky života človeka.
Spolu s tým zlepšenie diagnostických metód a pokroky v molekulárnej biológii umožňujú odhaliť genetickú podstatu mnohých závažných ochorení, ktoré predtým neboli spojené s abnormalitami genómu (napríklad chromozomálne ochorenia).
Genetika je veda o dedičnosti a variáciách v organizme. Sekcia genetiky, ktorá študuje dedičnosť a variabilitu človeka z hľadiska patológie, sa nazýva lekárska genetika.
Hlavné úlohy lekárskej genetiky sú:
1. Štúdium dedičných foriem patológie, ich etiológie, patogenézy, zlepšenie diagnostiky, rozvoj metód prevencie a liečby.
2. Štúdium príčin a mechanizmov dedičnej predispozície a odolnosti voči rôznym chorobám (vrátane infekčnej povahy).
3. Štúdium úlohy a významu genetického aparátu pri rozvoji adaptačných reakcií, kompenzačných a dekompenzačných javov.
4. Podrobná komplexná štúdia procesov mutagenézy a antimutagenézy, ich úloha pri vzniku chorôb.
5. Štúdium množstva všeobecných biologických problémov: molekulárno-genetické mechanizmy karcinogenézy, úloha genetického aparátu v javoch tkanivovej inkompatibility, autoimunitné reakcie organizmu atď.
Koncept dedičnej a vrodenej patológie. Fenokópie
Pojmy „dedičné choroby“ a „vrodené choroby“ nie sú ani zďaleka jednoznačné.
Vrodená označuje akékoľvek ochorenie, ktoré sa objaví bezprostredne po narodení dieťaťa. Môžu byť dedičné alebo nededičné.
K číslu dedičné choroby zahŕňajú iba tie, ktoré sú založené na štrukturálnych zmenách v genetickom materiáli. Niektoré z nich sa klinicky prejavujú už v prvých dňoch po narodení, iné - v mladosti, zrelosti a niekedy aj v starobe.
Nededičné choroby sú spôsobené pôsobením nepriaznivých faktorov prostredia na vyvíjajúci sa plod počas tehotenstva a neovplyvňujú jeho genetický aparát.
Fenokópie, dôvody ich vývoja
V lekárskej genetike sa rozlišuje iný pojem - fenokópie. Fenokópia je klinický syndróm, ktorý sa vyskytuje pod vplyvom environmentálnych faktorov počas obdobia embryonálneho vývoja, podobný vo svojich prejavoch dedičnej chorobe, ale má negenetickú povahu výskytu. Napríklad také anomálie ako „rázštep podnebia“, „rázštep pery“ môžu byť dedičné (Patauov syndróm) aj nededičné, vyplývajúce z narušenia embryonálneho vývoja. Hypotyreóza sa dedí ako autozomálne recesívny znak, ale môže sa vyskytnúť aj ako fenokópia u ľudí žijúcich v oblastiach, kde je pitná voda chudobná na jód. Predčasná hluchota môže byť zdedená ako recesívna alebo dominantná vlastnosť a môže sa vyskytnúť ako fenokópia u detí narodených ženám, ktoré mali rubeolu počas tehotenstva.
Fenokópie sú teda ochorenia, ktoré sú navonok podobné dedičným ochoreniam, ale nesúvisia so zmenou genotypu.
Príčiny fenoskopie môžu byť:
– kyslíkové hladovanie plodu (vnútromaternicová hypoxia), ktoré spôsobuje rozvoj závažných defektov v štruktúre mozgu a lebky, mikrocefália;
– endokrinné poruchy v tele tehotnej ženy (pravdepodobnosť chorého dieťaťa u takejto ženy je asi 2,5-krát vyššia);
– infekčné ochorenia tehotnej ženy (toxoplazmóza, rubeola, syfilis a pod.), najmä v ranom období tehotenstva, spôsobujúce značné percento prípadov (až 60-70%) ťažké deformity (mikrocefália, hluchota-mutizmus, rázštep podnebia atď.);
– ťažká duševná trauma a dlhodobé emocionálne preťaženie ženy počas tehotenstva;
– lieky, ktoré majú cytotoxický alebo antimetabolický účinok;
– chronický alkoholizmus rodičov (malformácie u detí nepijúcich rodičov sú asi 2%, u miernych pijanov - do 9%, u ťažkých pijanov - 74%) atď.
Klasifikácia chorôb s prihliadnutím na vzťah dedičných a environmentálnych faktorov pri ich vzniku. koncepcia
o priebojnosť a expresivita
AT na vzniku ochorenia, ako aj na živote zdravého organizmu sa podieľajú dva hlavné faktory: vplyv vonkajšieho prostredia.
(vonkajší faktor ) a dedičnosť ( vnútorný faktor).
S prihliadnutím na podiel vnútorných a vonkajších faktorov na vzniku ochorenia sa rozlišujú tieto skupiny ochorení (N. P. Bochkov, 2002):
1. Vlastne dedičné choroby. Príčinou týchto ochorení sú anomálie genetického aparátu bunky, t.j. mutácie (genetické, chromozomálne a genomické). Prostredie len určuje penetrácia (frekvencia prejavov abnormálneho génu v populácii jedincov s týmto génom)
a expresívnosť(stupeň prejavu pôsobenia génu u konkrétneho jedinca). Do tejto skupiny patria také monogénne ochorenia ako alkaptonúria, fenylketonúria, hepatocerebrálna dystrofia, hemofília atď., Ako aj všetky chromozomálne ochorenia.
2. Ekogenetické choroby. Táto skupina dedičných chorôb je spôsobená mutáciou, ktorej účinok sa prejaví až vtedy, keď je telo vystavené určitému faktoru prostredia špecifickému pre tento mutantný gén. Pre tieto choroby, genetické aj environmentálne
zložku predstavuje jediný faktor: individuálny gén je environmentálnym faktorom špecifickým pre tento gén. Medzi takéto ochorenia patrí napríklad kosáčikovitá anémia (semidominantne dedičné hemoglobinopatie). U heterozygotných nosičov HbS sa hemolytické krízy vedúce k anémii vyskytujú iba v podmienkach hypoxie alebo acidózy. Pri dedičnej fermentopatii spojenej s nedostatkom glukózo-6-fosfátdehydrogenázy môže hrať podobnú úlohu užívanie oxidačných liečiv, užívanie fazule a niekedy aj vírusová infekcia.
3. Choroby s dedičnou predispozíciou. Sú výsledkom interakcie genetických a environmentálnych faktorov, ktorých je veľa. Niekedy sa tieto choroby nazývajú multifaktoriálne alebo multifaktoriálne. Patrí medzi ne prevažná väčšina chorôb zrelého a vysokého veku: hypertenzia, ateroskleróza, ischemická choroba srdca, peptický vred a 12 dvanástnikový črevá, zhubné novotvary atď.
Medzi druhou a treťou skupinou chorôb nie je jasný rozdiel. Často sa spájajú do jednej skupiny ochorení s dedičnou predispozíciou, pričom sa rozlišuje monogénna a polygénna predispozícia.
4. Choroby spôsobené faktormi prostredia, pred pôsobením ktorých telo nemá prostriedky ochrany (extrémne). Ide o rôzne zranenia.
(mechanické, elektrické), choroby vznikajúce pod vplyvom ionizujúceho žiarenia, popáleniny, omrzliny, najmä nebezpečné infekcie a pod.. V týchto prípadoch genetický faktor určuje len závažnosť ochorenia, jeho výsledok a v niektorých prípadoch aj pravdepodobnosť vzniku ochorenia. výskyt.
Klasifikácia dedičných foriem patológie
AT Vzhľadom na komplexnú povahu dedičnej patológie existujú dva hlavné princípy jej klasifikácie: klinické a genetické.
Princíp klinickej klasifikácie znamená rozdelenie dedičných foriem patológie v závislosti od orgánu alebo systému, ktorý sa najviac podieľa na patologickom procese. V súlade s týmto kritériom dedičné choroby nervového systému, chorobypohybového aparátuaparát, koža, krv atď.
Základ genetická klasifikácia dedičné ochorenia sú založené na etiologickom princípe, a to na type mutácií a charaktere ich interakcie s prostredím. V súlade s týmto kritériom možno všetky dedičné patológie rozdeliť do skupín:
1) génové choroby, spôsobené génovými mutáciami;
2) chromozomálne choroby, vyplývajúce z chromozomálnych alebo genómových mutácií;
3) choroby s dedičnou predispozíciou (multifaktoriálne)
- rozvíjať sa u jedincov s vhodnou kombináciou „predisponujúcich“ dedičných a „prejavujúcich sa“ vonkajších faktorov;
4) genetické choroby somatických buniek;
5) choroby genetickej inkompatibility medzi matkou a plodom.
Každá z týchto skupín je zase rozdelená podľa podrobnejších genetických vlastností a spôsobu dedičnosti.
Etiológia dedičných foriem patológie. Mutácie, ich typy. Koncept mutagénov
Jednotlivé gény, chromozómy i genóm ako celok neustále prechádzajú rôznymi zmenami. Napriek tomu, že existujú mechanizmy na opravu (obnovu) DNA, niektoré poškodenia a chyby zostávajú. Zmeny v sekvencii a počte nukleotidov v DNA sa nazývajú mutácie.
Mutácie sú trvalé náhle zmeny v dedičnom aparáte bunky, ktoré nesúvisia s obvyklou rekombináciou genetického materiálu.
Všetky mutácie sú klasifikované podľa niekoľkých kritérií. jeden. Vzhľadom na výskyt rozlišovať medzi spontánnym a indukovaným
Spontánne mutácie - Ide o mutácie, ktoré vznikli spontánne pod vplyvom prirodzených mutagénov exogénneho alebo endogénneho pôvodu. Príčinou takýchto mutácií môže byť kozmické žiarenie, rádioaktívne izotopy, endogénne chemické mutagény (peroxidy a voľné radikály – automutagény) vznikajúce v organizme pri metabolizme. Vek zohráva významnú úlohu pri výskyte spontánnych mutácií. U mužov sa s vekom v zárodočných bunkách hromadia génové mutácie. U žien nebola zaznamenaná závislosť génových mutácií od veku, ale bola zistená jednoznačná súvislosť medzi vekom matky a frekvenciou chromozomálnych ochorení u potomkov.
indukované mutácie - ide o mutácie spôsobené usmerneným pôsobením na organizmus faktorov rôzneho pôvodu – fyzikálnych, chemických alebo biologických mutagénov. Prevalencia niektorých mutagénov v ľudskom prostredí je uvedená v prílohe. jeden.
Komu fyzikálne mutagény zahŕňajú ionizujúce žiarenie (α-, β- a γ-lúče, röntgenové lúče, neutróny) a UV žiarenie. Zvláštnosťou ionizujúceho žiarenia je, že môže vyvolať mutácie
v nízke dávky, ktoré nespôsobujú radiačné poškodenie.
Komu chemické mutagény zahŕňajú alkoholy, kyseliny, ťažké kovy, soli a iné zlúčeniny. Chemické mutagény sa nachádzajú vo vzduchu (arzén, fluór, sírovodík, olovo atď.), v pôde (pesticídy a iné
chemikálie), potraviny, voda. Zistilo sa, že mnohé lieky majú výraznú mutagénnu aktivitu (príloha 2). Veľmi silným mutagénom je kondenzát cigaretového dymu, ktorý obsahuje benzpyrén. Dymový kondenzát a povrchová kôra, ktoré sa tvoria pri vyprážaní rýb a hovädzieho mäsa, obsahujú pyrolyzáty tryptofánu, ktoré sú chemickými mutagénmi. Charakteristickým znakom chemických mutagénov je, že ich pôsobenie závisí od dávky a štádia bunkového cyklu. Čím vyššia je dávka mutagénu, tým silnejší je mutagénny účinok.
Komu biologické mutagény zahŕňajú bakteriálne toxíny, osýpky, rubeolu, chrípku, herpes, antigény niektorých mikroorganizmov.
Hlavné medicínske dôsledky mutagenézy v rôznych typoch buniek sú znázornené na obr. jeden.
2. Podľa typu buniek, v ktorých sa mutácia vyskytla, sa rozlišujú gametické, somatické a mozaikové mutácie.
Gametické mutácie vyskytujú v zárodočných bunkách. Dedia ich potomkovia a spravidla sa nachádzajú vo všetkých bunkách tela. Ich následky ovplyvňujú osudy potomkov a spôsobujú dedičné choroby.
Ryža. jeden . Lekárske dôsledky mutagenézy v rôznych typoch buniek
Somatické mutácie sa vyskytujú v somatických bunkách, sú náhodného charakteru, môžu sa vyskytnúť v ktoromkoľvek štádiu vývoja, počnúc zygotou. Nededia sa.
Mozaikové mutácie sú mutácie, ktoré sa vyskytujú v bunkách embrya alebo plodu. V dôsledku toho vznikajú bunkové línie s rôznymi genotypmi. Niektoré bunky tela majú normálny karyotyp, zatiaľ čo iné majú abnormálny. Čím skôr v ontogenéze dôjde k somatickej mutácii, tým viac buniek túto mutáciu obsahuje a tým výraznejšie sú jej prejavy.
3. Podľa hodnoty sa rozlišujú patogénne, neutrálne a priaznivé mutácie.
Patogénne mutácie viesť k smrti embrya (alebo plodu) alebo k rozvoju dedičných a vrodených chorôb. Delia sa na letálne, pololetálne, nesmrtiace. Letalita sa môže prejaviť na úrovni gamét, zygot, embryí, plodov, ako aj po narodení.
Neutrálne mutácie zvyčajne neovplyvňujú životne dôležitú činnosť organizmu (napríklad mutácie, ktoré spôsobujú výskyt pieh na koži, zmeny farby vlasov, dúhovky).
Priaznivé mutácie zvýšiť životaschopnosť organizmu alebo druhu (napríklad tmavá farba kože u obyvateľov afrického kontinentu).
4. V závislosti od množstva poškodeného materiálu mutácie sa delia na genetické (zmeny v jednotlivých génoch), chromozomálne (štrukturálne chromozomálne aberácie), genomický (numerické chromozómové aberácie).
Antimutagenéza. Mechanizmy účinku antimutagénov
Antimutagenéza je proces potlačenia spontánnych a indukovaných mutácií. Látky s takýmito vlastnosťami sa nazývajú antimutagény. Niektoré z nich sú uvedené v prílohe. 3.
Existujú rôzne princípy klasifikácie antimutagénov:
1) podľa pôvodu: exogénne a endogénne, intracelulárne a extracelulárne;
2) mechanizmus akcie;
3) chemická štruktúra a antikarcinogénne vlastnosti.
Exogénne antimutagény zahŕňajú:
– esenciálne aminokyseliny (metionín, histidín, arginín, kyselina glutámová atď.);
– vitamíny a provitamíny (hlavne A, E, C, K);
– polynenasýtené mastné kyseliny;
– stopové prvky (Se), chlorid kobaltnatý;
– potravinová vláknina;
2) prenikanie do tela dýchacími cestami (fytoncídy);
3) vstupujú do ľudského tela orálne v procese farmakoterapie alebo profylaktického použitia:
– lieky (streptomycín, chloramfenikol a pod., pouţívané v malých
– špeciálne syntetizované lieky (bemitil);
– biologicky aktívne prísady(indol-3-karbinol, atď.);
– syntetické antimutagény (ionol, dibunol atď.).
Endogénne antimutagény zahŕňajú:
1) poškodený systém opravy DNA;
2) antioxidačný systém;
3) enzýmové systémy;
4) bunkové metabolity;
5) hormóny štítnej žľazy, melatonín;
6) embryonálne látky (Co);
7) Zlúčeniny obsahujúce S (glutatión).
Mechanizmy účinku antimutagénov
Medzi hlavné mechanizmy účinku antimutagénov patria:
1. Inaktivácia mutagénov vonkajšieho pôvodu a ochrana DNA pred ich škodlivými účinkami(dismutagény). Vo väčšine prípadov sa dismutagény stabilne viažu na mutagén a odstraňujú ho z tela (výťažky z petržlenu, cvikly, reďkovky, zeleru, sliviek, čučoriedok, jabĺk).
2. Potlačenie tvorby skutočných mutagénov z prekurzorových nemutagénov(vitamíny C, E, triesloviny,
niektoré fenoly).
3. Potláča aktivitu voľných radikálov, ktoré môžu poškodiť DNA(antioxidanty: superoxiddismutáza, glutatiónperoxidáza, kataláza, vitamín C, A,α-tokoferol, β-karotén, E, melatonín atď.).
4. Zvýšená aktivita enzýmových systémov, ktoré neutralizujú mutagény, karcinogény a iné genotoxické zlúčeniny. Univerzálny mechanizmus inaktivácie xenobiotík zabezpečujú mikrozomálne pečeňové enzýmy, ktoré metabolizujú až 75 % všetkých liečiv.
5. Antimutagény, ktoré znižujú chyby opravy a replikácie DNA,
aktivácia a korekcia opravy (reparatívy) . Na reparácie
Antimutagény nachádzajúce sa v určitých potravinách (napríklad kukurica, bavlník, slnečnica, sójové bôby a iné rastlinné oleje) zahŕňajú:
– vanilín, kyanamaldehyd a ďalšie aldehydy vznikajúce pri oxidácii nasýtených mastných kyselín. Tieto látky stimulujú genetickú rekombináciu, dočasne inhibujú delenie buniek, čím predlžujú čas opravy DNA;
– kobaltové soli, ktoré zvyšujú účinnosť bezchybnej opravy DNA (obsiahnuté v dostatočnom množstve v cibuli, kapuste, paradajkách, šaláte, zemiakoch, čiernych ríbezliach a hruškách).
6. Antimutagény s neznámym mechanizmom účinku.V posledných rokoch sa zistila polyfunkčnosť niektorých antimutagénov (fenolová zložka zeleného čaju - epigalokatechinhalát, izokyanáty z krížovej zeleniny - sulforan a fenolizokyanát atď.). Antimutagény pôsobia ako lapače voľných radikálov, inhibujú syntézu metabolickej aktivácie xenobiotík a stimulujú ich detoxikáciu, modulujú opravu DNA, ovplyvňujú transkripčné faktory a signálne dráhy zapojené do apoptózy a regulácie bunkového cyklu a potláčajú zápal a angiogenézu.
Medzi hlavné antimutagény teda patria:
1) zlúčeniny, ktoré neutralizujú mutagén predtým, ako reaguje s molekulou
2) látky, ktoré odstraňujú poškodenie molekuly DNA spôsobené mutagénom alebo zvyšujú jej odolnosť voči mutagénu;
3) zlúčeniny, ktoré zabraňujú premene nepriamych mutagénov na skutočné mutagény v organizme.
CHOROBY GÉNOV
Genetické ochorenia predstavujú skupinu ochorení, ktoré sú v klinických prejavoch heterogénne a sú spôsobené mutáciami na génovej úrovni. Základom ich spojenia do jednej skupiny sú etiologické genetické charakteristiky a podľa toho aj vzorce dedičnosti v rodinách a populáciách.
Etiológia génových chorôb
Príčinou génových chorôb sú génové mutácie, ktoré môžu ovplyvniť konštrukčné, dopravné a embryonálne proteíny, ako aj enzýmy.
Génové mutácie sú molekulárne zmeny v štruktúre DNA. Sú spôsobené zmenou chemickej štruktúry génu, konkrétne špecifickej
Variabilita- ide o všeobecnú vlastnosť živých systémov spojenú so zmenami fenotypu a genotypu, ku ktorým dochádza vplyvom vonkajšieho prostredia alebo v dôsledku zmien dedičného materiálu. Rozlišujte medzi nededičnou a dedičnou variabilitou.
Nededičná variabilita. Nededičné, alebo skupinové (definované), príp variabilita modifikácie- ide o zmeny fenotypu pod vplyvom podmienok prostredia. Variabilita modifikácie neovplyvňuje genotyp jedincov. Genotyp, aj keď zostáva nezmenený, určuje hranice, v rámci ktorých sa môže fenotyp meniť. Tieto limity, t.j. príležitosti na fenotypový prejav vlastnosti sú tzv reakčná rýchlosť a zdedené. Reakčná norma stanovuje hranice, v rámci ktorých sa môže konkrétny znak meniť. Rôzne znaky majú rôznu rýchlosť reakcie – široké alebo úzke. Takže napríklad také znaky ako krvná skupina, farba očí sa nemenia. Tvar oka cicavca sa nevýznamne mení a má úzku reakčnú rýchlosť. Dojivosť kráv sa môže meniť v pomerne širokom rozmedzí v závislosti od podmienok plemena. Iné kvantitatívne charakteristiky môžu mať tiež širokú reakčnú rýchlosť - rast, veľkosť listov, počet zŕn na klas atď. Čím väčšia je rýchlosť reakcie, tým viac príležitostí má jednotlivec prispôsobiť sa podmienkam prostredia. Preto je viac jedincov s priemerným prejavom vlastnosti ako jedincov s jej extrémnymi prejavmi. Dobre to ilustruje taký príklad, akým je počet trpaslíkov a obrov u ľudí. Je ich málo, pričom ľudí s výškou v rozmedzí 160-180 cm je tisíckrát viac.
Fenotypové prejavy vlastnosti sú ovplyvnené kumulatívnou interakciou génov a podmienok prostredia. Modifikačné zmeny sa nededia, ale nemusia mať nutne skupinový charakter a nie vždy sa prejavujú u všetkých jedincov druhu za rovnakých podmienok prostredia. Úpravy zabezpečujú prispôsobenie jednotlivca týmto podmienkam.
dedičná variabilita(kombinatívna, mutačná, neurčitá).
Variabilita kombinácie vzniká pri pohlavnom procese v dôsledku nových kombinácií génov, ku ktorým dochádza pri oplodnení, crossing over, konjugácii, t.j. v procesoch sprevádzaných rekombináciami (redistribúciou a novými kombináciami) génov. V dôsledku kombinovanej variability vznikajú organizmy, ktoré sa od svojich rodičov líšia genotypmi a fenotypmi. Niektoré kombinované zmeny môžu byť pre jednotlivca škodlivé. Pre druhy sú kombinované zmeny vo všeobecnosti užitočné, pretože. vedú ku genotypovej a fenotypovej diverzite. To prispieva k prežitiu druhov a ich evolučnému pokroku.
Mutačná variabilita spojené so zmenami v sekvencii nukleotidov v molekulách DNA, delécie a inzercie veľkých úsekov v molekulách DNA, zmeny v počte molekúl DNA (chromozómov). Takéto zmeny sú tzv mutácie. Mutácie sa dedia.
Medzi mutácie patria:
– genetické- spôsobenie zmien v sekvencii nukleotidov DNA v určitom géne, a teda v mRNA a proteíne kódovanom týmto génom. Génové mutácie sú dominantné aj recesívne. Môžu viesť k objaveniu sa znakov, ktoré podporujú alebo potláčajú životnú aktivitu organizmu;
– generatívny mutácie ovplyvňujú zárodočné bunky a prenášajú sa počas sexuálneho rozmnožovania;
– somatická mutácie neovplyvňujú zárodočné bunky a nededia sa u zvierat, zatiaľ čo u rastlín sa dedia počas vegetatívneho rozmnožovania;
– genomický mutácie (polyploidia a heteroploidia) sú spojené so zmenou počtu chromozómov v bunkovom karyotype;
– chromozomálne mutácie sú spojené s prestavbami v štruktúre chromozómov, zmenou polohy ich úsekov v dôsledku zlomov, stratou jednotlivých úsekov atď.
Najčastejšie génové mutácie, v dôsledku ktorých dochádza k zmene, strate alebo inzercii nukleotidov DNA v géne. Mutantné gény prenášajú rôzne informácie na miesto syntézy proteínov, čo následne vedie k syntéze iných proteínov a vzniku nových vlastností. Mutácie sa môžu vyskytnúť pod vplyvom žiarenia, ultrafialového žiarenia, rôznych chemických činidiel. Nie všetky mutácie sú účinné. Niektoré z nich sú opravené počas opravy DNA. Fenotypovo sa mutácie prejavujú, ak neviedli k smrti organizmu. Väčšina génových mutácií je recesívnych. Evolučný význam majú fenotypovo prejavené mutácie, ktoré poskytovali jedincom buď výhody v boji o existenciu, alebo naopak, ktoré spôsobili ich smrť pod tlakom prirodzeného výberu.
Mutačný proces zvyšuje genetickú diverzitu populácií, čo vytvára predpoklady pre evolučný proces.
Frekvencia mutácií sa môže zvýšiť umelo, čo sa používa na vedecké a praktické účely.
PRÍKLADY ÚLOH
Časť A
A1. Variabilita modifikácie sa chápe ako
1) fenotypová variabilita
2) genotypová variabilita
3) rýchlosť reakcie
4) akékoľvek zmeny vo funkcii
A2. Označte vlastnosť s najširšou reakčnou rýchlosťou
1) tvar krídel lastovičky
2) tvar orlieho zobáka
3) čas línania zajaca
4) množstvo vlny v ovci
A3. Uveďte správne tvrdenie
1) faktory prostredia neovplyvňujú genotyp jedinca
2) nededí sa fenotyp, ale schopnosť prejaviť sa
3) zmeny modifikácie sa vždy dedia
4) zmeny modifikácie sú škodlivé
A4. Uveďte príklad genómovej mutácie
1) výskyt kosáčikovitej anémie
2) objavenie sa triploidných foriem zemiakov
3) vytvorenie plemena psa bez chvosta
4) narodenie albínskeho tigra
A5. So zmenou v sekvencii nukleotidov DNA v géne,
1) génové mutácie
2) chromozomálne mutácie
3) genómové mutácie
4) kombinované preskupenia
A6. Prudký nárast percenta heterozygotov v populácii švábov môže viesť k:
1) zvýšenie počtu génových mutácií
2) tvorba diploidných gamét u mnohých jedincov
3) chromozomálne preskupenia u niektorých členov populácie
4) zmena teploty okolia
A7. Príkladom je zrýchlené starnutie pokožky vidieckych obyvateľov v porovnaní s mestskými
1) mutačná variabilita
2) variabilita kombinácie
3) génové mutácie pod vplyvom ultrafialového žiarenia
4) variabilita modifikácie
A8. Hlavnou príčinou chromozomálnej mutácie môže byť
1) nahradenie nukleotidu v géne
2) zmena okolitej teploty
3) porušenie meiotických procesov
4) inzercia nukleotidu do génu
Časť B
V 1. Aké príklady ilustrujú variabilitu modifikácií
1) ľudské opálenie
2) materské znamienko na koži
3) hustota srsti králika rovnakého plemena
4) zvýšenie dojivosti u kráv
5) šesťprstý u ľudí
6) hemofília
V 2. Uveďte udalosti súvisiace s mutáciami
1) viacnásobné zvýšenie počtu chromozómov
2) zmena podsady zajaca v zime
3) náhrada aminokyselín v molekule proteínu
4) objavenie sa albína v rodine
5) rast koreňového systému kaktusu
6) tvorba cýst u prvokov
VZ. Zlaďte vlastnosť, ktorá charakterizuje variabilitu, s jej typom
Časť C
C1. Aké sú spôsoby, ako dosiahnuť umelé zvýšenie frekvencie mutácií a prečo by sa to malo robiť?
C2. Nájdite chyby v danom texte. Opravte ich. Uveďte počet viet, v ktorých sa vyskytli chyby. Vysvetlite ich.
1. Variabilita modifikácie je sprevádzaná genotypovými zmenami. 2. Príkladom úpravy je zosvetlenie srsti po dlhom pobyte na slnku, zvýšenie dojivosti kráv pri súčasnom zlepšení kŕmenia. 3. Informácie o modifikačných zmenách sú obsiahnuté v génoch. 4. Všetky zmeny modifikácie sa zdedia. 5. Prejav modifikačných zmien ovplyvňujú faktory prostredia. 6. Všetky znaky jedného organizmu sa vyznačujú rovnakou rýchlosťou reakcie, t.j. hranice ich variability.
Škodlivé účinky mutagénov, alkoholu, drog, nikotínu na genetický aparát bunky. Ochrana životného prostredia pred znečistením mutagénmi. Identifikácia zdrojov mutagénov v životnom prostredí (nepriamo) a posúdenie možných následkov ich vplyvu na vlastný organizmus. Dedičné choroby človeka, ich príčiny, prevencia
Hlavné pojmy a koncepty testované v skúške: biochemická metóda, metóda dvojčiat, hemofília, heteroploidia, farbosleposť, mutagény, mutagenéza, polyploidia.
Nededičná (fenotypová) variabilita - ide o typ variability, ktorá odráža zmeny vo fenotype pod vplyvom podmienok prostredia, ktoré neovplyvňujú genotyp. Stupeň jeho závažnosti môže byť určený genotypom. Fenotypové rozdiely u geneticky identických jedincov vznikajúce vplyvom faktorov prostredia sú tzv modifikácií . Existujú vekové, sezónne a ekologické úpravy. Sú redukované na zmenu stupňa prejavu znaku. Nedochádza u nich k porušeniu štruktúry genotypu.
Vekové (ontogenetické) modifikácie sú vyjadrené vo forme neustálej zmeny znakov v procese vývoja jednotlivca. U ľudí sa v procese vývoja pozorujú modifikácie morfofyziologických a mentálnych znakov. Napríklad dieťa sa nebude môcť správne vyvíjať fyzicky ani intelektuálne, ak naňho v ranom detstve nemajú vplyv bežné vonkajšie a sociálne faktory. Dlhodobý pobyt dieťaťa v sociálne znevýhodnenom prostredí môže spôsobiť nezvratnú poruchu jeho intelektu.
Ontogenetická variabilita, podobne ako samotná ontogenéza, je určená genotypom, kde je zakódovaný vývojový program jedinca. Znaky tvorby fenotypu v ontogenéze sú však spôsobené interakciou genotypu a prostredia. Pod vplyvom neobvyklých vonkajších faktorov môžu nastať odchýlky vo formovaní normálneho fenotypu.
Sezónne úpravy jedincov alebo celých populácií sa prejavujú v podobe geneticky podmienenej zmeny vlastností (napríklad zmena farby srsti, výskyt páperia u zvierat), ku ktorej dochádza v dôsledku sezónnych zmien klimatických podmienok. Napríklad pri vysokých teplotách má králik bielu farbu srsti a pri nízkych teplotách tmavú. U siamských mačiek sa v závislosti od ročného obdobia mení plavá farba srsti na tmavo plavú až hnedú.
Úpravy prostredia sú adaptívne zmeny vo fenotype v reakcii na meniace sa podmienky prostredia. Ekologické modifikácie sa fenotypovo prejavujú v zmene miery prejavu znaku. Môžu sa objaviť v počiatočných štádiách vývoja a pretrvávajú počas celého života jedinca. Príklady zahŕňajú veľké a malé exempláre rastlín pestované v pôdach obsahujúcich rôzne množstvá živín; poddimenzované a slabo životaschopné jedince u zvierat, ktoré sa vyvíjajú v zlých podmienkach a nedostávajú dostatok živín potrebných pre život; počet okvetných lístkov v kvetoch pečeňovníka, popovníka, masliaka, počet kvetov v súkvetí rastlín atď.
Ekologické úpravy ovplyvňujú kvantitatívne (počet okvetných lístkov v kvete, potomstvo u zvierat, hmotnosť zvierat) a kvalitatívne (farba ľudskej pokožky pod vplyvom ultrafialových lúčov).
Ekologické úpravy sú reverzibilné a s výmenou generácií podliehajúcich zmenám vonkajšieho prostredia sa nemusia prejaviť. Napríklad potomstvo nízko rastúcich rastlín na dobre oplodnených pôdach bude mať normálnu výšku; človek s krivými nohami v dôsledku rachitídy má celkom normálne potomstvo. Ak sa v sérii generácií podmienky nezmenia, miera prejavu znaku u potomstva je zachovaná, potom sa to berie ako pretrvávajúci dedičný znak (dlhodobé modifikácie). Keď sa zmenia podmienky vývoja, dlhodobé modifikácie sa nededia. Predpokladalo sa, že z dobre trénovaných zvierat sa potomstvo získava s lepšími „hereckými“ údajmi ako z netrénovaných zvierat. Potomstvo trénovaných zvierat sa skutočne ľahšie vychováva, ale vysvetľuje sa to tým, že nededí zručnosti získané od rodičov, ale schopnosť trénovať v dôsledku zdedeného typu nervovej činnosti.
Vo väčšine prípadov ide o úpravy primerané charakter, t.j. stupeň prejavu symptómu je priamo závislý od typu a trvania pôsobenia konkrétneho faktora. Zlepšenie chovu hospodárskych zvierat teda prispieva k zvýšeniu živej hmotnosti zvierat, plodnosti, dojivosti a obsahu tuku v mlieku. Úpravy sa nosia prispôsobivý, prispôsobivý charakter. To znamená, že v reakcii na meniace sa podmienky prostredia jedinec vykazuje také fenotypové zmeny, ktoré prispievajú k jeho prežitiu. Príkladom je obsah erytrocytov a hemoglobínu u osôb, ktoré sa nachádzajú vysoko nad morom. Nie sú to však samotné úpravy, ktoré sú adaptívne, ale schopnosť tela meniť sa v závislosti od podmienok prostredia.
Jednou z hlavných vlastností modifikácií je ich masový charakter. Je to spôsobené tým, že rovnaký faktor spôsobuje približne rovnakú zmenu u jedincov, ktorí sú si genotypovo podobní.
Variabilita modifikácie je spôsobená vonkajšími faktormi, ale jej limit a mieru prejavu znaku riadi genotyp. Jednovaječné dvojčatá sú teda fenotypovo podobné a dokonca reagujú rovnakým spôsobom na rôzne stavy (napríklad najčastejšie trpia rovnakými chorobami). Ale prostredie výrazne ovplyvňuje tvorbu znakov. Napríklad jednovaječné dvojčatá vykazujú pehy v rôznej miere v rôznych klimatických podmienkach. U zvierat môže prudké zhoršenie stravy viesť u niektorých k úbytku hmotnosti a u iných k smrti. U osoby s rovnako zvýšenou výživou hyperstenik prudko zvýši telesnú hmotnosť, v menšej miere - normastenický, zatiaľ čo hmotnosť astenika sa nemusí vôbec zmeniť. To naznačuje, že genotyp riadi nielen schopnosť organizmu meniť sa, ale aj jeho limity. Limit modifikácie sa nazýva reakčná rýchlosť . Dedí sa rýchlosť reakcie a nie samotné modifikácie, t.j. schopnosť rozvíjať jednu alebo druhú vlastnosť je zdedená. Rýchlosť reakcie je špecifická kvantitatívna a kvalitatívna charakteristika genotypu, t.j. určitá kombinácia génov v genotype a charakter ich interakcie. Medzi génové kombinácie a interakcie patria:
polygénne určovanie znakov, kedy niektoré z polygénov, ktoré riadia vývoj kvantitatívneho znaku, môžu v závislosti od podmienok prejsť z heterochromatického stavu do euchromatického a naopak (hranicu modifikácie v tomto prípade určuje počet polygénov v genotype);
zmena dominancie u heterozygotov pri zmene vonkajších podmienok;
rôzne typy interakcií nealelických génov;
expresivita mutácie.
Rozlišujte znaky od široký(hmotnosť, výťažnosť atď.), úzky(napr. percento tuku v mlieku, počet kurčiat u vtákov, krvné bielkoviny u ľudí) a jednoznačná reakčná norma(väčšina kvalitatívnych znakov: farba zvierat, farba ľudských vlasov a očí atď.).
Niekedy sú jedince určitého druhu vystavené takým škodlivým faktorom, s ktorými sa v procese evolúcie nestretli a ich toxicita je taká veľká, že vylučuje možnosť modifikácie variability organizmu, determinovanej rýchlosťou reakcie. Takéto činidlá môžu byť letálne alebo obmedzené na vyvolanie vývojových malformácií. Deformácie alebo anomálie vývoja sa nazývajú morfózy. Morofózy - ide o rôzne porušenia procesov morfogenézy v období morfogenézy, ktoré vedú k prudkej zmene morfologických, biochemických, fyziologických znakov a vlastností organizmu. Príkladmi morfóz sú defekty vo vývoji krídel a končatín u hmyzu, deformácie schránky mäkkýšov a deformácie vo fyzickej štruktúre cicavcov. Príkladom morfóz u ľudí je narodenie detí bez končatín, s nepriechodnosťou čriev, nádorom hornej pery, ktoré v roku 1961 v Nemecku a niektorých krajinách západnej Európy a Ameriky nabralo charakter takmer epidémie. Dôvodom deformácií bolo, že matky v prvých troch mesiacoch tehotenstva brali talidomid ako sedatívum. Je známe, že množstvo ďalších látok (teratogénov alebo morfogénov) spôsobuje deformácie vo vývoji človeka. Patria sem chinín, halucinogén LSD, drogy a alkohol. Morfózy sú nové reakcie organizmu na nezvyčajné škodlivé faktory prostredia, ktoré nemajú historický základ. Fenotypovo sa výrazne líšia od modifikácií: ak modifikácia je zmena stupňa prejavu vlastnosti, teda morfóza- ide o prudko zmenené, často kvalitatívne nové znamenie.
Morfóza nastáva, keď škodlivé látky (morfogény) ovplyvňujú skoré procesy embryonálneho vývoja. Embryogenéza je rozdelená do niekoľkých etáp, počas ktorých sa uskutočňuje diferenciácia a rast určitých orgánov a tkanív. Vývoj vlastnosti začína krátkym obdobím, ktoré sa nazýva „kritické“. V tomto období sa telo vyznačuje vysokou citlivosťou a poklesom reparačných (obnovujúcich) schopností. V prípade vystavenia morfogénom počas kritických období sa obvyklá cesta vývoja primordia mení, pretože je sprevádzaná indukovanou represiou génov zodpovedných za jeho tvorbu. Vývoj tohto alebo toho orgánu akoby skáče z jednej cesty na druhú. To vedie k odchýlkam od normálneho vývoja fenotypu a k tvorbe deformít. Poruchy embryogenézy majú niekedy špecifickú povahu, pretože ich fenotypové vyjadrenie závisí od štádia vývoja organizmu v čase expozície. Rôzne toxické látky môžu spôsobiť rovnaké alebo podobné anomálie, ak je telo ovplyvnené v presne definovanom období vývoja, keď je zvýšená citlivosť zodpovedajúcich tkanív a orgánov. Niektoré morfogény (chemické látky) môžu vďaka svojim štruktúrnym vlastnostiam spôsobiť špecifické morfózy v dôsledku selektívneho pôsobenia v určitom období vývoja.
Morfózy nie sú svojou povahou adaptívne, pretože reakcia tela na faktory, ktoré ich naznačujú, je zvyčajne nedostatočná. Frekvencia indukovaných morfóz a citlivosť organizmov voči škodlivým činiteľom-morfogénom je riadená genotypom a je rozdielna u rôznych jedincov toho istého druhu.
Morfózy sú často fenotypovo podobné mutáciám a v takýchto prípadoch sú tzv fenokópie. Mechanizmy výskytu mutácií a fenokópií sú rôzne: mutácia je dôsledkom zmeny štruktúry génu a fenokópia je výsledkom porušenia implementácie dedičných informácií. Fenokópie môžu nastať aj v dôsledku potlačenia funkcie určitých génov. Na rozdiel od mutácií sa nededia.
Biológia [Kompletný sprievodca prípravou na skúšku] Lerner Georgy Isaakovich
3.6.1. Variabilita, jej typy a biologický význam
Variabilita- ide o všeobecnú vlastnosť živých systémov spojenú so zmenami fenotypu a genotypu, ku ktorým dochádza vplyvom vonkajšieho prostredia alebo v dôsledku zmien dedičného materiálu. Rozlišujte medzi nededičnou a dedičnou variabilitou.
Nededičná variabilita . Nededičné, alebo skupinové (definované), príp variabilita modifikácie- ide o zmeny fenotypu pod vplyvom podmienok prostredia. Variabilita modifikácie neovplyvňuje genotyp jedincov. Genotyp, aj keď zostáva nezmenený, určuje hranice, v rámci ktorých sa môže fenotyp meniť. Tieto limity, t.j. príležitosti na fenotypový prejav vlastnosti sú tzv reakčná rýchlosť a zdedené. Reakčná norma stanovuje hranice, v rámci ktorých sa môže konkrétny znak meniť. Rôzne znaky majú rôznu rýchlosť reakcie – široké alebo úzke. Takže napríklad také znaky ako krvná skupina, farba očí sa nemenia. Tvar oka cicavca sa nevýznamne mení a má úzku reakčnú rýchlosť. Dojivosť kráv sa môže meniť v pomerne širokom rozmedzí v závislosti od podmienok plemena. Iné kvantitatívne charakteristiky môžu mať tiež širokú reakčnú rýchlosť - rast, veľkosť listov, počet zŕn na klas atď. Čím väčšia je rýchlosť reakcie, tým viac príležitostí má jednotlivec prispôsobiť sa podmienkam prostredia. Preto je viac jedincov s priemerným prejavom vlastnosti ako jedincov s jej extrémnymi prejavmi. Dobre to ilustruje taký príklad, akým je počet trpaslíkov a obrov u ľudí. Je ich málo, pričom ľudí s výškou v rozmedzí 160-180 cm je tisíckrát viac.
Fenotypové prejavy vlastnosti sú ovplyvnené kumulatívnou interakciou génov a podmienok prostredia. Modifikačné zmeny sa nededia, ale nemusia mať nutne skupinový charakter a nie vždy sa prejavujú u všetkých jedincov druhu za rovnakých podmienok prostredia. Úpravy zabezpečujú prispôsobenie jednotlivca týmto podmienkam.
dedičná variabilita (kombinatívna, mutačná, neurčitá).
Variabilita kombinácie vzniká pri pohlavnom procese v dôsledku nových kombinácií génov, ku ktorým dochádza pri oplodnení, crossing over, konjugácii, t.j. v procesoch sprevádzaných rekombináciami (redistribúciou a novými kombináciami) génov. V dôsledku kombinovanej variability vznikajú organizmy, ktoré sa od svojich rodičov líšia genotypmi a fenotypmi. Niektoré kombinované zmeny môžu byť pre jednotlivca škodlivé. Pre druhy sú kombinované zmeny vo všeobecnosti užitočné, pretože. vedú ku genotypovej a fenotypovej diverzite. To prispieva k prežitiu druhov a ich evolučnému pokroku.
Mutačná variabilita spojené so zmenami v sekvencii nukleotidov v molekulách DNA, delécie a inzercie veľkých úsekov v molekulách DNA, zmeny v počte molekúl DNA (chromozómov). Takéto zmeny sú tzv mutácie. Mutácie sa dedia.
Medzi mutácie patria:
– genetické- spôsobenie zmien v sekvencii nukleotidov DNA v určitom géne, a teda v mRNA a proteíne kódovanom týmto génom. Génové mutácie sú dominantné aj recesívne. Môžu viesť k objaveniu sa znakov, ktoré podporujú alebo potláčajú životnú aktivitu organizmu;
– generatívny mutácie ovplyvňujú zárodočné bunky a prenášajú sa počas sexuálneho rozmnožovania;
– somatická mutácie neovplyvňujú zárodočné bunky a nededia sa u zvierat, zatiaľ čo u rastlín sa dedia počas vegetatívneho rozmnožovania;
– genomický mutácie (polyploidia a heteroploidia) sú spojené so zmenou počtu chromozómov v bunkovom karyotype;
– chromozomálne mutácie sú spojené s prestavbami v štruktúre chromozómov, zmenou polohy ich úsekov v dôsledku zlomov, stratou jednotlivých úsekov atď.
Najčastejšie génové mutácie, v dôsledku ktorých dochádza k zmene, strate alebo inzercii nukleotidov DNA v géne. Mutantné gény prenášajú rôzne informácie na miesto syntézy proteínov, čo následne vedie k syntéze iných proteínov a vzniku nových vlastností. Mutácie sa môžu vyskytnúť pod vplyvom žiarenia, ultrafialového žiarenia, rôznych chemických činidiel. Nie všetky mutácie sú účinné. Niektoré z nich sú opravené počas opravy DNA. Fenotypovo sa mutácie prejavujú, ak neviedli k smrti organizmu. Väčšina génových mutácií je recesívnych. Evolučný význam majú fenotypovo prejavené mutácie, ktoré poskytovali jedincom buď výhody v boji o existenciu, alebo naopak, ktoré spôsobili ich smrť pod tlakom prirodzeného výberu.
Mutačný proces zvyšuje genetickú diverzitu populácií, čo vytvára predpoklady pre evolučný proces.
Frekvencia mutácií sa môže zvýšiť umelo, čo sa používa na vedecké a praktické účely.
PRÍKLADY ÚLOH
Časť ALE
A1. Variabilita modifikácie sa chápe ako
1) fenotypová variabilita
2) genotypová variabilita
3) rýchlosť reakcie
4) akékoľvek zmeny vo funkcii
A2. Označte vlastnosť s najširšou reakčnou rýchlosťou
1) tvar krídel lastovičky
2) tvar orlieho zobáka
3) čas línania zajaca
4) množstvo vlny v ovci
A3. Uveďte správne tvrdenie
1) faktory prostredia neovplyvňujú genotyp jedinca
2) nededí sa fenotyp, ale schopnosť prejaviť sa
3) zmeny modifikácie sa vždy dedia
4) zmeny modifikácie sú škodlivé
A4. Uveďte príklad genómovej mutácie
1) výskyt kosáčikovitej anémie
2) objavenie sa triploidných foriem zemiakov
3) vytvorenie plemena psa bez chvosta
4) narodenie albínskeho tigra
A5. So zmenou v sekvencii nukleotidov DNA v géne,
1) génové mutácie
2) chromozomálne mutácie
3) genómové mutácie
4) kombinované preskupenia
A6. Prudký nárast percenta heterozygotov v populácii švábov môže viesť k:
1) zvýšenie počtu génových mutácií
2) tvorba diploidných gamét u mnohých jedincov
3) chromozomálne preskupenia u niektorých členov populácie
4) zmena teploty okolia
A7. Príkladom je zrýchlené starnutie pokožky vidieckych obyvateľov v porovnaní s mestskými
1) mutačná variabilita
2) variabilita kombinácie
3) génové mutácie pod vplyvom ultrafialového žiarenia
4) variabilita modifikácie
A8. Hlavnou príčinou chromozomálnej mutácie môže byť
1) nahradenie nukleotidu v géne
2) zmena okolitej teploty
3) porušenie meiotických procesov
4) inzercia nukleotidu do génu
Časť B
V 1. Aké príklady ilustrujú variabilitu modifikácií
1) ľudské opálenie
2) materské znamienko na koži
3) hustota srsti králika rovnakého plemena
4) zvýšenie dojivosti u kráv
5) šesťprstý u ľudí
6) hemofília
V 2. Uveďte udalosti súvisiace s mutáciami
1) viacnásobné zvýšenie počtu chromozómov
2) zmena podsady zajaca v zime
3) náhrada aminokyselín v molekule proteínu
4) objavenie sa albína v rodine
5) rast koreňového systému kaktusu
6) tvorba cýst u prvokov
VZ. Zlaďte vlastnosť, ktorá charakterizuje variabilitu, s jej typom
Časť S
C1. Aké sú spôsoby, ako dosiahnuť umelé zvýšenie frekvencie mutácií a prečo by sa to malo robiť?
C2. Nájdite chyby v danom texte. Opravte ich. Uveďte počet viet, v ktorých sa vyskytli chyby. Vysvetlite ich.
1. Variabilita modifikácie je sprevádzaná genotypovými zmenami. 2. Príkladom úpravy je zosvetlenie srsti po dlhom pobyte na slnku, zvýšenie dojivosti kráv pri súčasnom zlepšení kŕmenia. 3. Informácie o modifikačných zmenách sú obsiahnuté v génoch. 4. Všetky zmeny modifikácie sa zdedia. 5. Prejav modifikačných zmien ovplyvňujú faktory prostredia. 6. Všetky znaky jedného organizmu sa vyznačujú rovnakou rýchlosťou reakcie, t.j. hranice ich variability.
Z knihy Finančný manažment autora Daraeva Julia Anatolievna4. Finančný trh, jeho druhy a význam Finančný trh je finančný mechanizmus realizovaný sprostredkovateľmi na základe ponuky a dopytu po kapitále, ktorý sa prerozdeľuje medzi veriteľov a dlžníkov. V praxi ide o súpravu
Z knihy Veľká sovietska encyklopédia (BI) autora TSB Z knihy Veľká sovietska encyklopédia (OD) autora TSB Z knihy Veľká sovietska encyklopédia (OK) autora TSB autora Ščerbatych Jurij Viktorovič Z knihy Služobný pes [Sprievodca výcvikom špecialistov v chove služobných psov] autora Krushinsky Leonid Viktorovič Z knihy Ekológia od Mitchella Paula Z knihy Social Science: Cheat Sheet autora autor neznámy1. BIOLOGICKÉ A SOCIÁLNE V ČLOVEKU Človek je mnohostranná a mnohorozmerná bytosť, spájajúca biologické a sociálne črty. Náboženstvo pripisuje človeku božský pôvod, veda hovorí o pôvode človeka zo sveta zvierat.
Z knihy Biológia [Úplný sprievodca prípravou na skúšku] autora Lerner Georgij Isaakovič3.4. Genetika, jej úlohy. Dedičnosť a variabilita sú vlastnosti organizmov. Základné genetické pojmy Hlavné pojmy a pojmy testované v testovacej práci: alelické gény, analýza kríženia, génová interakcia, gén, genotyp,
Z knihy Homeopatická príručka autora Nikitin Sergej Alexandrovič3.6. Variabilita znakov v organizmoch: modifikácia, mutácia, kombinatívnosť. Typy mutácií a ich príčiny. Hodnota premenlivosti v živote organizmov a v evolúcii. Rýchlosť reakcie Hlavné pojmy a koncepty testované v skúške: metóda dvojitej,
Z knihy Psychológia lásky a sexu [Populárna encyklopédia] autora Ščerbatych Jurij Viktorovič3.8. Chov, jeho úlohy a praktický význam. Učenie N.I. Vavilov o centrách diverzity a pôvodu kultúrnych rastlín. Zákon homológneho radu v dedičnej premenlivosti. Metódy šľachtenia nových odrôd rastlín, plemien zvierat, kmeňov mikroorganizmov.
Z knihy Poznám svet. Tajomstvá človeka autor Sergeev B.F.4.4.5. Kvet a jeho funkcie. Súkvetia a ich biologický význam Kvet je upravený generatívny výhonok, ktorý slúži na rozmnožovanie semenami. Na základe štruktúry kvetov sú rastliny priradené k určitej rodine. Kvet sa vyvíja z generatívneho púčika.
Z knihy autora6.2. Vývoj evolučných myšlienok. Hodnota diel K. Linného, učenia J.-B. Lamarck, evolučná teória Ch.Darwina. Vzťah hnacích síl evolúcie. Elementárne faktory evolúcie. Formy prirodzeného výberu, typy boja o existenciu. Vzťah hnacích síl evolúcie.
Z knihy autora Z knihy autora Z knihy autoraBiologické zbrane V posledných desaťročiach sa pojem „biologické zbrane“ stal bežným javom v médiách. Pripadalo mi to ako niečo úplne nové a iné. Medzitým sa zdá, že biochemické zbrane boli prvé
