Занятие 12

ТЕМА: Изменчивость и наследственность. Методы изучения наследственности. Генетика человека.

Цель: Изучить явление изменчивости и наследственности, виды изменчивости. Уметь давать оценку степени и характеру изменчивости и определяющим ее факторам, прогнозировать степень риска проявления наследственной патологии.

Задание для самоподготовки

1. Наследственность и изменчивость – функциональные свойства живого. Диалектическое единство наследственности и изменчивости.

2. Понятие о генетическом материале и его свойствах: хранение, изменение, репарация.

3. Виды изменчивости: модификационная, комбинативная, мутационная.

4. Классификация мутаций:

а) соматические и генеративные;

б) спонтанные и индуцированные;

в) генные, хромосомные, геномные.

5. Методы изучения наследственности человека. Генеалогический и близнецовый методы, их значение для медицины.

6. Цитологический и биохимический методы диагностики хромосомных нарушений человека, их значение для медицины.

7. Популяционно-статистический метод. Закон Харди-Вайнберга.

8. Дерматоглифика в изучении наследственности человека.

9. Наследственные болезни человека.

10. Заполнить таблицы 30, 31, 32, 33, 34 (см. Приложение 2).

11. Решить задачи 69-77 (см. Приложение 1).

НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ – это свойство организмов обеспечивать материальную и функциональную преемственность между поколениями, а также обуславливать специфический характер индивидуального развития в определенных условиях внешней среды.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ – это изменение наследственных факторов и проявление этих изменений в процессе развития. Благодаря изменчивости, организмы способны приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды. Различают изменчивость:

1. ненаследственную или фенотипическую

2. наследственную или генотипическую.

Наследственность и изменчивость неразрывно связаны с эволюцией. В процессе филогенеза органического мира они находятся в диалектическом единстве. Новые свойства организма появляются только благодаря изменчивости, но она лишь тогда может играть роль в эволюции, когда появившиеся изменения сохраняются в последующих поколениях, т.е. наследуются.

ГЕНОТИП – совокупность наследственной информации, закодированной в генах. Элементарная единица наследственности – ген – участок ДНК, определяющий последовательность аминокислот в белке. ДНК хранится в ядре клетки. Ген имеет сложную структуру, внутри которой могут осуществляться процессы мутирования и рекомбинации. Гены могут не кодировать белок, а контролировать этот процесс. Под действием различных физических и химических агентов, а также при нормальном биосинтезе ДНК в клетке могут возникнуть повреждения. Репарация – способность клеток к исправлению повреждений в молекулах ДНК. Она может быть световой и темновой. При световой репарации исправляются повреждения, возникшие только под воздействием ультрафиолетовых лучей, осуществляются на свету ферментом, активирующимся квантами видимого света. При темновой репарации исправляются повреждения, появившиеся под влиянием физических и химических агентов, происходит без участия видимого света.

ФЕНОТИП – совокупность всех внешних и внутренних признаков организма, сформировавшихся в процессе онтогенеза в данных условиях среды.

Формирование того или иного фенотипа, т.е. особи с определенными признаками и свойствами, обусловлено, с одной стороны, генотипом этой особи, а с другой – теми конкретными условиями среды, в которых протекает развитие фенотипа.

Ненаследуемые фенотипические изменения, вызванные воздействием условий среды, называют МОДИФИКАЦИОННОЙ изменчивостью. Размах модификационной изменчивости зависит от нормы реакции организма. Норма реакции – диапазон изменений, при котором один генотип может давать различные фенотипы. Это предел модификационной изменчивости данного признака. Модификационная изменчивость соответствует условиям окружающей среды и является приспособительной.

Генотипическая изменчивость связана с изменением генотипа. Виды генотипической изменчивости:

1. комбинативная

2. мутационная

КОМБИНАТИВНАЯ изменчивость связана с получением новых сочетаний генов в генотипе. Достигается это в результате 3-х процессов (цитологическое обоснование комбинативной изменчивости):

1) независимого расхождения хромосом при мейозе,

2) случайного их сочетания при оплодотворении,

3) рекомбинации генов благодаря кроссинговеру.

При этом сами гены не изменяются, но новые сочетания их между собой приводят к появлению организмов с новым фенотипом.

МУТАЦИОННАЯ изменчивость – скачкообразные и устойчивые изменения генетическоего материала, передающиеся по наследству. При мутационной изменчивости изменяется структура гена, структура или число хромосом.

В зависимости от места возникновения различают мутации соматические и генеративные. СОМАТИЧЕСКИЕ – возникающие в соматических клетках. Они приводят к изменению только части организма, возникают мозаично. Особи, в которых они возникают, называют химерами или мозаиками. ГЕНЕРАТИВНЫЕ – возникающие в незрелых и зрелых половых клетках. Генеративные мутации передаются по наследству и проявляются при скрещивании в последующих поколениях.

В зависимости от причин возникновения мутации бывают спонтанные и индуцированные. СПОНТАННЫЕ возникают в естественных условиях без специального воздействия необычными агентами или в результате физиологических и биохимических изменений организма. ИНДУЦИРОВАННЫЕ возникают под влиянием специальных воздействий (ионизирующая радиация, рентгеновские лучи, химические вещества, экстремальные условия и прочее).

По характеру нарушения генотипа различают мутации генные, хромосомные и геномные. ГЕННЫЕ (или точковые) – изменения в структуре ДНК. ХРОМОСОМНЫЕ – связаны с нарушением структуры хромосом. ГЕНОМНЫЕ – связаны с изменением числа хромосом.

Таким образом, наследственность и изменчивость – общие свойства жизни, лежат в основе относительной стабильности видов. Они связаны между собой, составляя противоположные стороны одного и того же явления. В процессе филогенеза они находятся в непрерывном, диалектическом единстве.