Методичні вказівки до практичного заняття
для студентів 1-го курсу стоматологічного факультету
ЗАНЯТТЯ № 7
Тема: МОЛЕКУЛЯРНІ ХВОРОБИ. БІОХІМІЧНИЙ МЕТОД і ДНК-ДІАГНОСТИКА. ПОПУЛЯЦІЙНО-СТАТИСТИЧНИЙ МЕТОД. МЕДИКО-ГЕНЕТИЧНЕ КОНСУЛЬТУВАННЯ. ПЕРЕДУМОВИ ВРОДЖЕНИХ ВАД РОЗВИТКУ.
Кількість годин: 6
Мета. Вивчити механізми виникнення, основні фенотипові прояви та принципи лабораторної діагностики молекулярних хвороб людини. Вивчити популяційну структуру людства, особливості дії елементарних еволюційних факторів і використання закону Харді-Вайнберга для визначення генетичної структури частоти патологічних генів у популяція людей. Вміти застосовувати методи антропогенетики для діагностики хромосомних і генних захворювань людини. Вивчити методи медичної генетики.
Професійна орієнтація студентів. Спадкова патологія займає значне місце в структурі захворюваності та смертності населення. Спадкових хвороб нараховують понад 6600. Близько 5 % дітей народжуються з генетичними дефектами.
Популяційна структура виду характеризується наявністю не лише великих популяцій, але й демів і ізолятів. Для них характерні родинні шлюби, в результаті яких частота навіть дужерідкого алеля може стати значною (дрейф генів). Наслідки дрейфу генів представляють інтерес для медицини, так як в таких популяціях нагромаджуються спадкові хвороби. Використання формул закону Харді-Вайнберга дає можливість визначити генетичну структуру популяції людини, що має важливе значення для медико-генетичного консультування, профілактичної медицини та соціальної гігієни. Використання амніоцентезу дозволяє ще в пренатальному періоді діагностувати захворювання, визначати стать плода.
Методика виконання практичної роботи: (900 – 1200).
І. Молекулярні хвороби. Біохімічний метод і ДНК-діагностика.
Робота 1. Класифікація молекулярних хвороб.
Вивчити основні групи молекулярних хвороб. Замалювати схему класифікації молекулярних хвороб.
ІІ. Популяційно-статистичний метод. Медико-генетичне консультування.
Робота № 2. Визначення відчування гіркого смаку фенілтіосечовини (ФТС)
Здатність відчувати гіркий смак ФТС і близьких до неї речовин визначається аутосомним домінантним геном (Т), нездатність – рецесивним (t). У популяціях людини одні групи осіб відчувають гіркий смак ФТС (генотипи ТТ і Тt), інші не відчувають (tt).
Смужку фільтрувального паперу змочити слабким розчином ФТС і покласти на язик. Відчуваєте Ви чи не відчуваєте гіркий смак ФТС?
Зробити висновок. Записати свій можливий генотип за досліджуваною ознакою. Дайте відповіді на запитання:
а) Скільки студентів у групі відчувають гіркий смак ФТС?
б) Скільки студентів у групі не відчувають гіркий смак ФТС?
в) Чи можна визначити генетичну структуру даної популяції людини за результатами цього дослідження?
Робота 3. Вивчіть методику розв’язування ситуаційних задач з популяційної генетики.
|
Дано: 1 аа = ―― 20000
Аа=?
|
Для розв’язання задачі використовуємо формули законуХарді-Вайнберга: р + q = 1; p2 +2pq + q2 = 1, де р – частота домінантного алеля А, q – частота рецесивногоалеля а, р2 – частота домінантнихгомозиготАА, 2рq – частота гетерозигот Аа, q2 – частота рецесивних гомозигот аа. аа = q2 = √1/20000; а = q = 1/20000 = 1/141; А = р = 1– q = 1 – 1/141 = 140/141; Аа = 2pq = 2 · 140/141·1/141 = 1/71 (0,014 або 1,4 %). Відповідь: Один носій рецесивного гена альбінізму припадає на 71 особу.
|
Задача 1. Альбінізм успадковується як рецесивна автосомна ознака і зустрічається з частотою 1 : 20 000. Визначте частоту гетерозигот у популяції.
Робота 4. Основні покази для направлення сімей у медико-генетичну консультацію:
1. Наявність подібних захворювань у декількох членів сім’ї.
2. Первинне невиношування вагітності.
3. Відставання дитини у розумовому та фізичному розвитку.
4. Первинна аменорея, особливо з недорозвиненими вторинними статевими ознаками.
5. Родинні шлюби.
ІІІ. Практичні навички змістових модулів 2 і 3: «Закономірності спадковості та мінливості», «Методи вивчення спадковості людини. Спадкові хвороби».
1. Людина як специфічний об’єкт генетичного аналізу.
2. Методи вивчення спадковості людини: генеалогічний, близнюковий, цитогенетичний, молекулярно-генетичні (ДНК-аналіз), біохімічні, імунологічні, дерматогліфіка, популяційно-статистичні, гібридизації соматичних клітин. Генетичні маркери.
3. Медико-генетичні аспекти сім’ї. Системи шлюбів у людини: панміксія (рандомізований шлюб), аутбридинг, асортативні шлюби (позитивний і негативний), інбридинг (інцестний шлюб, родинні шлюби). Наслідки різноманітних систем шлюбів.
4. Медико-генетичне консультування.
5. Пренатальна діагностика спадкової патології.
6. Скринінг-програми новонароджених для виявлення спадкових порушень обміну речовин.
7. Перспективи генотерапії.
Семінарське обговорення теоретичних питань: (1230 – 1400).
Програма самопідготовки студентів:
І. Молекулярні хвороби. Біохімічний метод і ДНК-діагностика.
1. Класифікація молекулярних хвороб.
2. Генні (молекулярні) хвороби. Ферментопатії: хвороби обміну амінокислот, білків, вуглеводів, ліпідів, нуклеїнових кислот, мінеральних речовин, вітамінів, гормонів.
3. Механізми виникнення молекулярних хвороб.
4. Принципи лабораторної діагностики.
ІІ. Популяційно-статистичний метод. Медико-генетичне консультування.
1. Популяційно-статистичний метод. Закон постійності генетичної структури ідеальних популяцій.
2. Використання формули закону Харді-Вайнберга в медицині для визначення генетичної структури популяцій людей.
3. Системи шлюбів у людини: панміксія (рандомізований шлюб), аутбридинг, асортативні шлюби (позитивний і негативний), інбридинг (інцестний шлюб, родинні шлюби). Наслідки різноманітних ситем шлюбів у людини.
4. Медико-генетичні аспекти сім’ї. Медико-генетичне консультування. Профілактика спадкової та вродженої патології.
5. Пренатальна діагностика спадкових хвороб.
Тестові завдання та ситуаційні задачі
1. У районах Південної Африки в людей розповсюджена серпоподібно-клітинна анемія, при якій еритроцити мають форму серпа внаслідок заміни в молекулі гемоглобіну амінокислоти глутаміну на валін. Прикладом якої мінливості є це захворювання?
2. Фенілкетонурія – тяжке спадкове захворювання, пов’язане з відсутністю ферменту, що перетворює фенілаланін на тирозин. Внаслідок цього фенілаланін перетворюється на фенілпіровиноградну кислоту, яка виділяється з сечею. Фенілкетонурія супроводжується розумовою відсталістю внаслідок ураження центральної нервової системи. Якщо виключити з дієти їжу, що містить фенілаланін, то можна запобігти розвиткові захворювання. Наслідком якого виду мутації є це захворювання? До якої групи спадкових захворювань належить фенілкетонурія?
3. Яка популяції називається ізолятом?
а) частота близькородинних шлюбів біля 90%; б) має місце панміксія; в) чисельність коливається в широких межах; г) чисельність до 1500 чоловік; д) характерний генетико-автоматичний процес; е) має місце постійний генетичний склад.
4. В ізольованій популяції є 16 % людей з резус-негативною кров’ю. Яку частину складають гетерозиготні носії рецесивного гена резус-негативної крові.
5. У популяції людей кароокі індивідууми складають 51%. Карі очі домінують над блакитними. Визначити частоту гетерозигот в популяції.
6. У місті Х протягом 5 років серед 25000 новонароджених зареєстровано 2 випадки фенілкетонурії. Захворювання успадковується за аутосомно-рецесивнимтипом. Визначити частоту гетерозигот у популяції.
7. Природжений вивих стегна успадковується як домінантна аутосомна ознака. Захворювання зустрічається з частотою 6 : 10000, пенентрантність складає 20 %. Визначити частоту гена, що обумовлює дане захворювання.
8. У медико-генетичну консультацію звернулась здорова вагітна жінка з проханням визначити стать плода, тому що її брат і син страждають тяжкою формою гемофілії. У клітинах з амніотичної рідини статевого хроматину не виявлено. Який можна зробити висновок про стать плода? Визначте ймовірність народження хворої дитини.
Самостійна робота студентів: (1415 – 1500).
Письмове тестування студентів за системою «MOODLE», здача матрикулів практичних навичок, перегляд тематичних навчальних відеофільмів, тренінг тестів ліцензійного іспиту «Крок – 1», поглиблене вивчення матеріалу тем, винесених на самостійне опрацювання тощо.
Студент повинен знати:
1. Класифікація молекулярних хвороб.
2. Механізми виникнення спадкових хвороб та принципи лабораторної діагностики.
3. Закон сталості генетичної структури ідеальних популяцій.
4. Значення проблеми генетичного обтяження в людини.
5. Методи пренатальної діагностики спадкових хвороб.
6. Основні методи вивчення спадковості людини, їх застосування в медицині.
7. Завдання медико-генетичного консультування.
Студент повинен вміти:
1. Обгрунтовувати механізми виникнення та принципи лабораторної діагностики спадкових хвороб.
2. Розв’язувати ситуаційні задачі з медичної генетики.
3. Застосувати знання генетичної рівноваги генів і генотипів у популяціях для визначення їх генетичної структури.
4. Вирахувати генетичний склад популяцій людини.
5.Розрахувати ймовірність прояву спадкових хвороб у нащадків залежно від пенентрантності гена.
6. Розв’язувати ситуаційні задачі з медичної генетики.
7. Складати та аналізувати родоводи.
Вихідний рівень знань та вмінь перевіряється шляхом розв”язування ситуаційних задач.
Вірні відповіді на тести і ситуаційні задачі:
1. Генна мутація. 2. Генна мутація, генне (молекулярне) захворювання обміну білків, ферментопатія. 3. а, б, д. 4. 48 %. 5. 42%. 6. 1,76 %. 5. 0,0015. 8. Чоловіча стать. Ймовірність народження хворої дитини 50%.
Джерела інформації
1. Біологія: Підручник для студентів медичних спеціальностей ВУЗів ІІІ-ІV рівнів акредитації / Кол. авт.; За ред. проф. В.П.Пішака та проф. Ю.І.Бажори. – Вінниця: Нова книга, 2004. – С. 190-192, 204, 205, 229-233, 309-313.
2. Биология: Учебник для студентов медицинских специальностей ВУЗов. В 2-х книгах / Кол. авт.; Под ред. проф. Ярыгина В. Н. – М.: Высшая школа, 2001– Книга І. – С. 273, 274, 282-285.
3. Слюсарєв А.О., Жукова С.В. Біологія: Підручник для студентів медичних спеціальностей ВУЗів (Переклад з російської мови к.біол.н. В.О.Мотузного). – К.: Вища школа, Головне видавництво, 1992. – C. 114, 115, 137, 138, 215-218.
4. Збірник задач і вправ з біології / За ред. А.Д. Тимченка. – К.: Вища школа, 1992. – C. 155-163.
5. Бужієвська T.I. Основи медичної генетики. – К.: Здоров’я, 2001. – 135 с
6. Матеріали для підготовки студентів до практичних занять.
Автор: асист. Гоч І.В.
Затверджено на засіданні кафедри 13.01.2014 р., протокол №6
