uabooks.top

Emlékezzetek az emberi örökletes betegségek osztályozására! Mi a mutációs változékonyság, milyen típusai vannak? Milyen mutációkat hívunk spontánnak? Milyen feltételekre van szükség a gének aktivitásának biztosításához? Mi az RNS-interferencia jelensége? Hogyan történik a DNS-molekulák reparációja? Mik a provitaminok?

Az örökletes betegségek gyógyítását és megelőzését szolgáló eljárások kidolgozása a fő feladata az orvosgenetikának. Sajnos az örökletes patológiák többsége ellen egyelőre még nincs hatásos gyógymód. A betegségek fő tüneteinek enyhítésére és az életminőség javítására irányul a terápia.

A terápia - az orvoslás területe, amely a belsőszervi betegségek vagy sérülések, a patológiás állapotok gyógyítási és megelőzési módjait vizsgálja. A terápiás módszere a betegek gyógyulására irányulnak, általában sebészeti beavatkozás alkalmazása nélkül.

Az örökletes betegségek gyógyítása. Az örökletes betegségek gyógyításának megtervezése és a sikere a patológia elsődleges okaitól függ, vagyis a fő tünetek súlyosságától és mennyiségétől, a bizonyos patológiás állapotok korrekciójának modern lehetőségeitől. Az eljárások többnyire nem különböznek a nem öröklött betegségek esetében alkalmazottaktól.

A sebészeti beavatkozást akkor alkalmazzák, amikor ez az egyetlen módja az örökletes elváltozás korrekciójának. Például, a polidaktília (felesleges ujjak jelenléte a kézen és a lábon; lásd. 31.2,В ábra) esetében a sebészeti beavatkozás megszabadítja a pácienst a patológia összes kellemetlenségétől (legyen az fizikai vagy morális).

A szervek és szövetek átültetése (transzplantációja). Ha a betegség fő tünete egy bizonyos szerv sérülése vagy sérült működése, akkor ezt a problémát meg lehet oldani a megfelelő szerv átültetésével. így csontvelő átültetést (41.1. ábra) javasolnak a különböző típusú hemoglobinopátia esetében (például sarlósejtes vér-szegénység).

Speciális diéta hasznos lehet egyes veleszületett anyagcserezavar esetén. Ha a fenilketonuriás személyeket rögtön születés után fenilalanin mentes diétára fogják, akkor a fő tünetei a betegségnek nem fejlődnek ki. Diétával gyógyítják a laktózérzékenységet is (a tejcukor monoszacharidjának, a galaktóznak a megemésztésére képtelen a páciens): a beteg étrendjéből rögtön születése után kizárják a tejet és tejtermékeket.

Ha a patológiás tünetek megjelenésének fő oka mutáció, ami egyes fehérjék, hormonok hiányához vezet, akkor ezeket az anyagokat felhasználják a betegség tüneteinek kezelésére. Klasszikus példa erre az örökletes és szerzett cukorbetegség inzulinnal való kezelése. Másik példa a helyettesítő terápia sikeres alkalmazására a bizonyos típusú törpenövés növekedési hormonnal (szomatotropinnal) való kezelése.

A betegségek bizonyos tüneteinek megszüntetésére tüneti kezelést alkalmaznak. A különféle kromoszóma szindrómák gyakran járnak veleszületett szív rendellenességekkel (például a Down-szindróma), ezért a betegeknek a megfelelő időben végzett sebészeti beavatkozásra van szüksége. Néha szükség van a Mar-fan-szindróma esetében az aorta vagy más nagyobb erek falának megerősítésére, hogy megelőzzék azok megrepedését. A sebészeti beavatkozáson kívül, a Mar-fan-szindrómás betegeknél, az aorta szétrepedésének megakadályozására egyes

gyógyszereket alkalmaznak (internetes források felhasználásával találjatok példákat örökletes betegségek kezelésére).

Örökletes betegségek génterápiája. Bár az örökletes betegségek létező terápiás módjai néha viszonylag hatásosan kezelni a tünet együtteseiket, a gyógyítás leggyökeresebb módja, ha megszüntetjük a betegség közvetlen okait. Az örökletes betegségek gyógyításának ilyen gyökeres módja volna a páciens sejtjeiben lévő hibás gén lecserélése normálisra, ami éppen a génterápia feladata.

41.1. ábra. A csontátültetés terápiás hatásmechanizmusa. A

transzplantációhoz vagy a nem rokon donor személy csontvelejét használják, vagy a beteg saját csontvelősejtjeit, amelyekben a normális gének vannak jelen

A génterápia — az örökletes betegségek gyógyításának irányzata, az emberi genom megváltoztatására irányul.

Jelenleg közel 3500 olyan gén ismert, amelyek mutációja 5000 genetikai anomáliát eredményez. A modern molekuláris módszerek segítségével elég könnyen izolálható és szaporítható a szükséges gén normális változata. Ugyanakkor a sikeres génterápiához bizonyos feltételeknek kell teljesülniük.

1. A gén funkcionalitása. A páciens sejtjei számára szükséges génnek teljesen működőképesnek kell lennie, vagyis rendelkeznie kell a génexpresszióhoz biztosításához szükséges szabályozó elemmel.

2. A gén sejtbejuttatásának hatásos módja. A génterápiában legaktívabban a módosított vírusok általi génbeültetést alkalmazzák. Az idegen DNS-t be lehet vinni a sejtbe mikroinjekció, nanorészecskék segítségével, vagy a sejtek liposzó-mák általi összeolvasztásával. Ez utóbbi esetében mesterséges lipidcseppeket hoznak létre, amelyek belsejébe bizonyos gén DNS-ét csomagolják.

3. A megfelelő célsejtek kiválasztása. A génterápia modern irányzatainak többsége úgy alkalmazza, mint a páciens szomatikus sejtjeinek célsejtjei (ún. szomatikus génterápia). A páciens sejtjeiben DNS-t beültetni lehet a szervezeten kívül vagy a szervezeten belül. Az erre ideális sejtek aktívan osztódnak, vagy az osztódásukat lehet a szervezeten kívül stimulálni (a csontvelősejteket, a perifériás vér limfocitáit, a májsejteket (a hepatocitákat), a kötőszövet sejtjeit, a sejtközti anyagot termelő sejteket (a íibroblasztokat)) {gondolkozzatok, miért) (41.2. ábra).

A szomatikus sejtek génterápiája (vagy a szomatikus génterápia) csak páciens számára lehet hatásos, de, mivel nem változik az ivarsejtek mutáns gen-omja, a betegséget örökölhetik az utódjai. Módszertanilag fel lehet használni célsejtekként a gamétákat vagy a zigótákat is. Akkor a normális gén adódik át az utódoknak. Bár az állatkísérletek bemutatták ennek az eljárásnak a hatá-

sósságát, az emberkísérletek morális szempontból kétségesek (gondolkozzatok, miért).

A génterápia elterjedt megközelítéseinek komoly hibái vannak. Először is, a vírusok vektorként való felhasználása a normál gén bejuttatására kiválthatja a páciens erőteljes immunválaszát. Másodszor, fennáll a fertőzés veszélye, ha a modifikált vírus kölcsönhatásba lép a páciens sejtjeiben lévő változatlan vírusokkal. Harmadszor, ha a normál gének nem épülnek be a mutánsok helyére, akkor ez más gének struktúrájának változását okozhatja, és más patológiák alakulhatnak ki, például onkológiai jellegűek.

Jelenleg aktív kidolgozás alatt állnak olyan módszerek, amelyek képesek megkerülni ezeket a problémákat. Például, ki lehet kapcsolni a patológiás gént olyan RNS-molekulák segítségével, amelyek a megfelelő gén mRNS-ének antiszenszei. Ezeknek az RNS-molekuláknak a szervezetbe vitele az RNS-interferencia folyamatát indítja be a sejtekben, és nem keletkezik a patológiás gén terméke. Érthető, hogy ebben az esetben a páciens sejtjének genomja nem változik, ugyanakkor az RNS-interferencia folyamatai visszafordíthatatlanul kikapcsolhatják a patológiás gént.

A génterápia másik perspektívája az ún. genomszerkesztés módszerének kidolgozása: speciális mesterséges fehérjék vagy RNS és fehérjék komplexe felismeri az adott genom szekvenciáját, ahol megbontják a DNS kettősspirált. Attól függően, hogyan megy majd végbe a DNS kettősspirál reparációja, az adott gén elvesztheti funkcióját vagy lecserélődik a normális génmásolatra.

Az örökletes patológiák megelőzése. Az örökletes betegségek korai diagnosztizálása és rizikójának felismerése az orvosgenetikai konzultáció segítségével a megelőzés egyik iránya. A patológiás gének populációban való előfordulási gyakoriságának meghatározása (vagyis a lakosság tömeges vizsgálata), illetve a lakosság és a házaspárok széleskörű tájékoztatása a rokonházasságok következményeiről, az örökletes betegségek kialakulásának rizikójáról és okairól, a prenatális és preimplantációs módszerek fejlődéséről lehetőséget nyújtott a fejlett országokban jelentősen lecsökkenteni az örökletes patológiával születő gyermekek arányát.

A megelőzési eljárásoknak nem csak az előző generációtól örökölt betegségekre kell vonatkozniuk, de azokra is, amelyek újonnan keletkező mutációkat kiváltják.

Jelenleg megkülönböztethetünk technológiai, monitoring és kompenzációs megelőzési eszközöket a környezetszennyezés lehetséges genetikai következményei ellen. A technológiai eszköz előrevetíti az ipar zárt ciklusú termelésre váltá-

sát. Eközben az alapanyagnak és a végtermékeknek nem kell mutagénnak lennie, és a mutagén köztes termékeknek nem kell kikerülnie a környezetbe.

Szükség van az összes újonnan szintetizált kémiai anyag monitor ingj ára, a környezet mutagén állapotának folyamatos kontrolljára, a mutagének kizárására a mindennapi életből, és azok lecserélésére biztonságos analógokra. A kompenzációs eszköz előrevetíti olyan anyagok keresését és alkalmazását, amelyek megvédik az emberi genomot a káros hatásoktól, megnövelik az ember örökletes apparátusának ellenálló képességét az extrém körülményekhez, aktiválják a szervezet védelmi rendszerét. Ennek a megközelítésnek az egyik megvalósítása lehet az antimutagének alkalmazása.

Az antimutagének - biológiailag aktív anyagok, amelyek csökkentik a spontán és indukált mutációk szintjét. Az antimutagén tulajdonságokkal rendelkeznek az egyes vitaminok (C és E), provitaminok (p-karotin), növényi pigmentek (antocián, karotinoidok), stb.

Антимутагени — біологічно активні речовини, які знижують рівень спонтанних та індукованих мутацій. Антимутагенні властивості мають деякі вітаміни (С та Е), провітаміни ф-каротин), рослинні пігменти (антоціан, невітамінні каротиноїди) тощо.

1. Milyen fő irányzatai vannak az emberi örökletes betegségek gyógyításának? 2. Mi az alapja az örökletes betegségek génterápiájának? 3. Milyen feltételei vannak a sikeres génterápiának?

4. Jellemezzétek a génszerkesztés módszerét! 5. Milyen módok vannak az örökletes betegségek megelőzésére? 6. Mik az antimutagének? Mi a szerepük az emberi örökletes betegségek megelőzésében?

Milyen morális etikai problémákat vet fel a génterápia aktív alkalmazása?

2. SZÁMÚ LABORATÓRIUMI MUNKA

Téma: Az emberi modifikációs változékonyság törvényszerűségeinek vizsgálata

Eszközök és anyagok: vonalzó, Luschan skála.

1. Készítsetek táblázatot, amelybe beírjátok egyes saját minőségi és mennyiségi bélyegeiteket, például: szemszín, hajszín, hajszerkezet (egyenes szálú, göndör, hullámos), arc-gödröcskék, állgödröcske, fogak közötti rés, a nyelv „összetekerésének” képessége, fülcimpák (lenőtt, félig lenőtt, szabad), fülhossz, fülszélesség, jobbkezesség, balkezesség, rhesus faktor (ha ismered), vércsoport az ABO rendszerben (ha ismered), bőrszín, magasság, testtömeg.

2. A bőrszín leírásához használjátok a Luschen skálát; és mutassatok rá, hogyan változik az évfolyamán!

3. Az interneten találjatok információkat a felsorolt bélyegek öröklődés típusát illetően! Jegyezzétek fel a füzetbe!

4. A rokonaidról szóló információk alapján határozd meg (ha lehetséges) a saját genotípusodat és a szüleid genotípusát! Jegyezzétek fel a füzetbe!

5. Csoportokban dolgozva, számoljátok meg, hány tanuló rendelkezik bizonyos minőségi bélyegekkel! Határozzátok meg, milyen bélyeg a legelterjedtebb az osztályotokban!

6. Határozzátok meg a mennyiségi bélyegek minimális, maximális és átlagos értékét a teljes osztályban, majd külön a fiúknál és a lányoknál!

7. Vonjátok le a következtetéseket a vizsgált bélyegek modifikációs változékonyságának törvényszerűségeit illetően! Hatást gyakorol-e a külső környezet bizonyos bélyeg megjelenésére? Hogyan? A megfelelő modifikációk adaptív vagy nem adaptív jellegűek?

2. SZÁMÚ GYAKORLATI MUNKA GENETIKAI FELADATOK MEGOLDÁSA

Cél: rögzíteni az elméleti tudást. Megtanulni az emberi örökletes bélyegek elemzését.

1. A barnaszemű szülők családjában négy gyermek van. Kettő kékszemű, vércsoportjuk I és IV; kettő pedig barnaszemű, vércsoportjuk II és III. Határozzátok meg a szülők és a gyerekek genotípusát a vércsoport és a szemszín alapján!

2. Az albinizmus - recesszív bélyeg. A talasszémia - öröklött betegsége a vérnek, amely bélyeg nem teljes dominanciával öröklődik. A homozigótáknál találkozunk a betegség legrosszabb formájával - a talasszémia majorral, ami általában halálos a gyerekek számára. A heterozigótáknál sokkal veszélytelenebb formája jelenik meg - a talasszémia minor. A gyerek albinizmusban és talasszémia minorban szenved. Milyen genotípusa lehet a szülőknek?

3. A kékszemű apának és anyának barnaszemű gyermeke született. A férj kételkedni kezdet az apaságában, de a genetikai vizsgálat bebizonyította, hogy ő a gyermek biológiai apja. Hogyan lehet megmagyarázni a jelenséget?

4. A vizsgált családokban, ahol a férfiak foga sötét színű, a nőké pedig normális, 10 fiú és 7 lány volt. Mindegyik lánynak sötét színű foga volt, mindegyik fiúnak világos. Hogyan öröklődik ez a bélyeg?

5. Számítsátok ki a cukorbetegség öröklődési együtthatóját, ha az egypetéjű ikrek konkordanciája 65 %, a többpetéjűeké pedig 18 %!

6. Megállapították, hogy 300 tanulmányozott lókusz közül 31-ből teljesen hiányzik a változékonyság. Határozzátok meg a populáció polimorfitását!

7. A populációban a gén három alléi formájában létezik, az allélgyakoriságok a1 - 0,2; a2 - 0,1; a3 - 0,7. Milyen a gyakorisága a heterozigótáknak a populációban?

8. Az 500 000 fős lakosságú járásban 4 fő regisztrált alkaptonúriás beteg (autoszomális recesszív öröklődésű). Határozzátok meg a mutáns gén hordozóinak számát a populációban!

9. A daltonizmust X-kromoszómához kötött recesszív alléi gén határozza meg. Az alléi gyakorisága a populációban 0,01. Milyen a daltonizmusban szenvedő férfiak és nők aránya?

10. A következő családfa a Nance-Horan szindróma öröklődését ábrázolja, amely betegségben szenvedő emberek szürke hályoggal és anomális formájú fogakkal születnek.

a) A családfa alapján határozzátok meg a bélyeg öröklődésének típusát!

b) Ha még egy gyermeke születik a III-7 és III-8 párnak, akkor mi az esélye, hogy egészséges gyermek szülessen?

c) На a III-2 és III-7 személyek összeházasodnak, mi az esélye annak, hogy a születendő gyermek Nance-Horan szindrómás lesz?

Az „Öröklődés és változékonyság” című téma összefoglalása

Ennek a témának a elsajátítása közben ismerkedtetek az ember örökítő anyagának szerveződési sajátosságaival. Meggyőződtetek róla, hogy az ember öröklődésének és változékonyságának fő törvényszerűségei ugyan olyanok, mint más eukarióta organizmus esetében. Az emberi szervezet - nyitott rendszer, ezért az örökletes programja a genotípus és a külső környezet kölcsönhatása révén valósul meg. A környezet életfeltételei határozzák meg az öröklött bélyegek megjelenési fokát. Az ember öröklődésének és változékonyságának vizsgálatához majdnem az össze olyan módszert felhasználják, mint más organizmusok genetikájában.

Az emberi öröklődés és változékonyság törvényszerűségeit a humángenetika vizsgálja. Ez szoros kapcsolatban áll az orvosgenetikával - az ember örökletes betegségeinek és rendellenességeinek tudományával. Az orvosgenetika módszereket dolgoz ki az örökletes betegségek diagnosztikájára, megelőzésére és gyógyítására. Az örökletes betegségek, illetve a genetikai hajlam a különböző betegségekre képezi az orvosgenetika aktuális problémáit. Jelenleg több mint 4000 örökletes betegség vagy örökletes hajlam ismert. Ezeknek a betegségeknek a száma nő a környezetünk mutagénekkel történő szennyezése miatt.

4. TÉMA.

REPRODUKCIÓ ÉS FEJLŐDÉS

a reprodukció folyamatainak jelentőségével az élet létezésében Földünkön;

a sejtosztódás különböző mechanizmusainak jellegzetességével és jelentőségével a reprodukció folyamataiban;

az embernek, mint bioszociális lénynek reprodukciós jellegzetességével; az ember fejlődésének embrionális és posztembrionális szakaszaival; az öregedés hipotézisével és a modern gerontológia feladataival.

 

 

Tankönyv 10. osztálya számára Biológia és ökológia Osztapcsenko, Bálán,  Kompanec, Ruskovszkij