Спадкові захворювання людини. Генетичне консультування. Сучасні методи молекулярної генетики. Захист міні-проектів

Тема:Спадкові захворювання людини. Генетичне консультування. Сучасні методи молекулярної генетики. Захист міні-проектів

Мета:довести до учнів відомості про спадкові захворювання людини та сучасні методи молекулярної генетики; розвивати розуміння необхідності медико-генетичного консультування; виховувати бережливе ставлення до власного здоров′я

Базові поняття і терміни:спадкові хвороби, медико-генетичне консультування, фенокопії, рестриктази

Державні вимоги щодо рівня загальноосвітньої підготовки учнів:

називає:

- методи генетичних досліджень;

- спадкові захворювання людини;

пояснює:

- значення генотипу й умов середовища для формування фенотипу;

застосовує знаннядля:

- оцінки спадкових ознак у родині і планування родини;

висловлює судження:

- про важливість генетичного консультування та  молекулярних методів діагностики у сучасній генетиці;

- вплив на потомство шкідливих звичок (тютюнокуріння, вживання алкоголю, наркотичних речовин).

Тип уроку: комбінований

Хід уроку

І. Привітання

Привітання вчителя і учнів. Перевірка готовності до уроку. Перевірка присутніх.

ІІ. Повідомлення теми уроку

Вам  уже відомі такі захворювання людини як грип, ангіна та багато інших. Також ви знаєте методи їх профілактики. А що ж таке спадкові хвороби людини та чи можна їх попередити ви дізнаєтеся на сьогоднішньому уроці тема якого «Спадкові захворювання людини. Генетичне консультування. Сучасні методи молекулярної генетики».

ІІІ. Очікування

 Вміння працювати в групах, презентувати результати виконаної роботи, доводити власні думки

ІV. Актуалізація опорних знань

Тестові завдання

1. Спадкова мінливість проявляється у нащадків: а) так; б) ні.

2. Причиною комбінативної мінливості є: а) різні способи з′єднання батьківських генів; б) структурні зміни в генотипі; в) вплив зовнішніх умов.

3. Мутації виникають: а) поступово; б) раптово.

4. Мутація проявляється у фенотипі в організмі: а) будь-якому; б)гомозиготному; в) гетерозиготному.

5. Передаються наступним поколінням мутації, що відбулися у клітинах: а) соматичних; б) статевих.

6. Які мутації знижують життєздатність організму: а) летальні; б)сублетальні; в) нейтральні ?

7. Для мутацій не характерна властивість: а) постійність; б) масовість; в)успадковуваність; г) адаптивність; д) неспрямованість.

8. Які зміни генетичного матеріалу характерні для генних мутацій: а)зміна послідовності амінокислот; б) вставляння пари азотистих основ у ДНК; в) зміна положення ділянок хромосом; г) зміна кількості хромосом, не кратна гаплоїдному; д) заміна пари азотистих основ у ДНК.

9. Які зміни генетичного матеріалу характерні для хромосомних мутацій: а) зміна послідовності амінокислот; б) вставляння декількох азотистих основ у ДНК; в) зміна положення ділянок хромосом; г) зміна кількості гаплоїдних наборів.

V. Інформаційне повідомлення

Презентація роботи домашніх груп

І група

Спадкові хвороби людини: методи їх визначення

Спадкові хвороби людини- захворювання, викликані хромосомними і генними дефектами. Основою спадкових захворювань є генні, хромосомні і мітохондріальні порушення спадкової інформації. Не варто плутати спадкові та вроджені захворювання. Вроджені захворювання обумовлені не тільки спадковими, але і зовнішніми чинниками, наприклад негативним впливом на ембріон хімічних речовин, ліків або опромінення. Спадкові захворювання людини можуть бути виявлені відразу після народження, а можуть проявитися через тривалий час. Близько 10% всіх захворювань людини обумовлено патологічними генами або генами, які відповідають за схильність до хвороби.

Класифікація спадкових хвороб людини

Генетичні захворювання.Виникають як результат пошкодження ДНК на рівні гена. До таких захворювань належать хвороба Німана-Піка і фенілкетонурія.

Хромосомні захворювання.Хвороби, пов'язані з аномалією кількості хромосом. Прикладами хромосомних захворювань є синдром Дауна, синдром Клайнфельтера і синдром Патау.

Захворювання зі спадковою схильністю(гіпертонія, цукровий діабет, ревматизм, шизофренія, ішемічна хвороба серця).

Методи визначення спадкових хвороб. Генетика людини вивчає особливості успадкування генетичних ознак в залежності від генотипу людини і факторів зовнішнього середовища. Незважаючи на труднощі в дослідженнях, генетика людини сьогодні вивчена набагато краще генетики інших організмів. Вчені виділяють наступні методи визначення спадковості і генетичних захворювань. Генеалогічний (генетичний) метод грунтується на вивченні родоводу людини. Даний метод допомагає виявити особливості успадкування нормальних і патологічних ознак організму людини. Близнюковий метод - вивчення близнюків для виявлення впливу спадковості і зовнішнього середовища на розвиток хвороб. Основа даного методу - відмінності між однояйцевими і різнояйцевими близнюками, обумовлені різними факторами. Цитогенетичний метод. Основою даного методу є дослідження структури хромосом у здорових і хворих людей. Біохімічний метод. За допомогою цього методу вчені досліджують особливості обміну речовин людини (безліч спадкових захворювань безпосередньо пов'язані з порушенням обміну речовин). Імуногенетичний метод. Даний метод дозволяє ставити діагноз при вроджених імунодефіцитних патологіях. Метод дерматогліфіки - вивчення папілярних візерунків долонь і стоп. Дерматогліфічні візерунки залишаються незмінними протягом усього життя людини. Дерматогліфічний аналіз використовується для діагностики деяких геномних і хромосомних мутацій. Профілактика спадкових хвороб Найбільш ефективним і поширеним методом профілактики спадкових хвороб є медико-генетичне консультування, яке дозволяє попередити появу в сім'ї хворої дитини. Перш за все це стосується важких пороків розвитку і спадкових хвороб. Спадкові захворювання - трагедія не тільки для хворого, але і для всієї його родини. Рання постановка діагнозу при спадкової патології допоможе не тільки підготуватися до хвороби морально, а й визначити можливі методи лікування.

ІІ група

Медико-генетичне консультування, принципи, загальні положення

  Медико-генетичне консультування (МГК) - один із видів спеціалізованої допомоги населенню, спрямований, головним чином, на попередження появи в сім'ї хворих із спадковою та вродженою патологією. МГК, за визначенням робочого комітету Американського товариства генетиків людини «...комунікативний процес, пов'язаний з вирішенням проблем, що відносяться до появи або ризику появи спадкових хвороб в сім'ї. Цей процес полягає у спробі одного або кількох кваліфікованих спеціалістів пояснити пацієнту або сім'ї діагноз, тип успадкування, основні прояви, перебіг і доступне лікування спадкової хвороби; допомогти сім'ї прийняти певне рішення відносно репродуктивної поведінки з врахуванням величини повторного ризику і вибрати ряд дій відповідно до цього рішення, враховуючи ступінь ризику й сімейні цілі; допомогти тим, хто звернувся на консультацію, краще адаптуватись до наявності хворого в сім'ї і ризику повторення цієї хвороби».

  Головна мета МГК в державному масштабі - зменшення генетичного вантажу в популяції, а в кожному окремому випадку - визначення прогнозу народження дитини із спадковою патологією, пояснення ймовірності такої події, допомога сім'ї прийняти рішення про подальше дітонародження. Суть МГК полягає в профілактиці подальшої передачі спадкових хвороб за рахунок попередження дітонародження в носіїв спадкових хвороб, усуненні провокуючих факторів появи генетичних аномалій та наслідків їх шляхом лікування.

  На сучасному етапі термін «МГК» визначає два поняття: 1) консультація лікаря-генетика як лікарський висновок і 2) структурний підрозділ у закладі охорони здоров'я.

Основні завдання МГК.1) встановлення точного діагнозу спадкової хвороби; 2) встановлення типу успадкування захворювання в даній сім'ї; 3) розрахунок ризику повторення спадкової хвороби в сім'ї; 4) визначення найбільш ефективного способу профілактики; 5) пояснення тим, хто звернувся за допомогою, змісту зібраної інформації.

  Принципово важливе завдання МГК - знайти прості та доступні методи виявлення гетерозиготних носіїв мутантного гена, провести диференційну діагностику з фенокопіями, новими мутаціями. Фенокопії - не спадкові зміни фенотипу, зумовлені впливом середовища, але не схожі з мутаціями. Вони виникають на ранніх стадіях ембріогенезу, різко змінюють фенотип (сукупність зовнішніх і внутрішніх ознак організму). Практично кожна сімейна пара повинна пройти МГК до планування народження дітей.

  Обов'язкове МГК повинно проводитись у сім'ях, що належать до групи ризику за такими показаннями:

1) народження дитини з природженою вадою розвитку;

2) встановлена спадкова хвороба або підозра про неї у сім'ї;

3)  затримка фізичного розвитку або розумова відсталість у дитини;

4) повторні мимовільні викидні, мертвонароджені;

5) кровноспоріднені шлюби;

6)  неспрятливий перебіг вагітності.

МГК проводиться в чотири етапи: 1) встановлення діагнозу; 2) складання прогнозу; 3) висновки або заключення; 4) порада сім'ї щодо профілактики народження хворої дитини.

  У наш час більшість лікарів пропонують своїм вагітним пацієнткам у рутинному порядку (без спеціальних медичних показів) зробити аналіз крові, який вказує, при наявності, на вищий від середнього ризик деяких серйозних вроджених вад, таких як spina bifida (не зарощений хребет) та синдром Дауна (хромосомне порушення). За допомогою цього виду аналізу крові, який називається потрійним, можна отримати дуже корисну інформацію про розвиток плода. При цьому важливо, щоб кожна вагітна жінка пам'ятала, що у більшості випадків позитивний результат аналізу ще не означає, що є проблеми із плодом, і в цьому можна переконатись завдяки подальшим обстеженням.

 За допомогою цього аналізу неможливо діагностувати вроджені недоліки, він тільки вказує на підвищений ризик їх виникнення. Позитивний результат означає тільки, що треба пройти додаткові обстеження. Серед 1000 жінок, які здають потрійний аналіз крові, 100, як правило, отримують результат з відхиленням від норми. І тільки у 2-3 з них народжуються діти із вродженими вадами.

  Дефект невральної трубки (ДНІ). Підвищений рівень одного з вимірюваних компонентів - МСАФП - викликає припущення про підвищений ризик дефектів невральної трубки.  Невральна трубка — це частина ембріона, з якої розвивається головний та спинний мозок. В результаті неправильного зрощення невральної трубки через 4 тижні після запліднення можуть виникнути такі аномалії, як spina bifida (спинномозкова кила) та аненцефалія. З цими вадами в нашій країні щорічно народжується 2500 дітей.

  Spina bifida, яку ще часто називають «відкритий хребет», є вродженою аномалією хребта. У більшості випадків цього дефекту спинний мозок деформований і випинається назовні, що призводить до різних ступенів паралічу ніг та порушень функцій сечового міхура і кишківника. При аненцефалії верхній кінець невральної трубки не закривається, що призводить до тяжких деформацій мозку та черепа. Немовлята з аненцефалією не виживають.

  Синдром Дауна. Сьогодні один з вісімсот немовлят народжується із синдромом Дауна. Хворі діти мають характерні риси обличчя, розумове відставання, серцеві аномалії та інші відхилення.

  Ризик синдрому Дауна та інших хромосомних захворювань підвищується пропорційно вікові жінки. Зазвичай вагітним жінкам віком 35 і більше років пропонують пренатальне обстеження - амніоцентез або біопсію хоріоїдних волокон, щоб діагностувати, а частіше виключити ці хвороби.

  При позитивних результатах потрійного аналізу наступним кроком, як правило, є ультразвукова діагностика (УЗД). При УЗ обстеженні використовують звукові хвилі для отримання зображення плода.

  При встановленні діагнозу або припущенні ДНТ чи інших захворювань подружжя має можливість обговорити із кваліфікованими спеціалістами свої подальші дії. Вони можуть спланувати пологи у спеціально обладнаному медичному центрі для того, щоб дитина могла, в разі потреби, отримати необхідне лікування або хірургічне втручання зразу після народження.

 ІІІ група

Молекулярно-генетичні методи

Це різноманітна група методів, що застосовуються для виявлення варіацій у структурі досліджуваної ділянки ДНК, а також для розшифровування первинної послідовності основ. Ці методи ґрунтуються на "маніпуляціях" з ДНК і РНК.

 

Основні етапи молекулярно-генетичних методів:

1. Отримання зразків ДНК або РНК - вихідній етап всіх методів. Джерелом геномної ДНК є будь-які клітини, що мають ядро. Частіше використовують периферійну кров (лейкоцити), хоріон, амніотичні клітини. Основне завдання - накопичення необхідної кількості певних фрагментів ДНК.

2. Рестрикція ДНК на фрагменти за допомогою рестриктаз. Основна їх властивість - розривати дволанцюгову ДНК у визначених послідовностях нуклеотидів. Рестриктази - ферменти, виділені з бактеріальних клітин, розрізають молекулу ДНК на фрагменти у визначених місцях.Застосування цих ферментів дає можливість одержати досить короткі фрагменти ДНК, в яких легко можна визначити послідовність нуклеотидів. Розробка методу зворотної транскрипції ДНК на молекулах мРНК визначених білків з наступним клонуванням цих ДНК призвела до появи ДНК-зондів. Використання таких зондів для гібридизації з ДНК-клітин пацієнта дає можливість точно локалізувати генну мутацію.

3. Електрофорез фрагментів ДНК. Кожен фрагмент ДНК займає певне місце у вигляді дискретної смуги в конкретному місці гена.

4. Візуалізація та ідентифікація фрагментів ДНК у гені.

VІ. Хвилинка розвантаження

Рідкісні  захворювання людини.

  1. Синдром «кам’яної людини» відома також як «хвороба другого скелета». Її суть в тому, що процеси, які протікають в сполучній тканинні призводять до окостеніння тканини, що може сприяти появі «другого скелета».

2. Прогресивна ліподістрофія

У людей з цією недугою зовнішній вигляд набагато старший їх віку. Причина цьому — спадкова генетична мутація і прийняття ліків, через які в організмі порушуються аутоімунні механізми в результаті чого людина втрачає підшкірний жир, а шкіра стає зморшкуватою.

3. Географічний язик

Це захворювання з’являється у 2,58% людей і найчастіше воно хронічне або внаслідок прийняття їжі. Також причиною виникнення цього захворювання можуть бути стреси або гормональні збої. Найцікавіший факт, що проявляється воно у вигляді білих плям на язиці, які мають форму, схожу на «острова».

4. Мальформація Арнольда — Кіарі

Через надто швидке зростання мозку в повільно зростаючому черепі мигдалини мозочка занурюються в потиличний отвір при чому довгастий мозок здавлюється.

5.Сіндром нігтів - наколінника (нейл-пателло)

При цьому рідкісному захворюванні людини мутує ген LMX1B, що проявляється у відсутності або неправильному зростанні нігтів, а іноді колінної чашечки.

VІІ. Корекційно-оцінюючий етап

 Обговорення презентацій домашніх груп, їх  коригування, спільне виставлення оцінок.

VІІІ. Підведення підсумків уроку

1. Підсумок уроку.

2. Домашнє завдання: опрацювати відповідний параграф підручника.