48282736-Genetická medicína
Dokumenty
učebnica lekárskej genetiky.základná genetika pre študentov
A. OBSAH ĽUDSKEJ GENETIKY 1. GENETIKA V DEDIČSTVE A VARIABILITE1.1. DEDIČSTVO Dedičstvo je vlastnosť jednotlivca, aby mohol odovzdať svoje postavy
osobné aj vytvorené a patriace druhy. Týmto procesom sa dosahuje biologická podobnosť medzi potomkami a potomkami.
Ale rodičia neprenášajú deťom znaky, ale informácie (obsiahnuté v génoch v rozsahu), ktoré sú potrebné na výrobu znakov. V tejto súvislosti je dedičnosť informačný proces, ktorý spočíva v uložení, vyjadrení a prenose dedičných informácií s cieľom dosiahnuť vlastnosti jednotlivca. Dedičnosť je preto funkcia, nevyhnutná pre život.
a). Kyselina deoxyribonukleová (DNA) je molekulárnym substrátom dedičnosti. Táto makromolekula, pozostávajúca z dvoch priestorovo usporiadaných polynukleotidových reťazcov vo forme dvojitej špirálovej špirály („špirála života“), plní tri hlavné úlohy (obrázok 1.1): DNA má geneticky zakódované informácie na dosiahnutie špecifických vlastností
telo. Základnou jednotkou dedičnej informácie je gén - segment DNA, ktorý určuje určitý charakter. Zmena štruktúry normálneho génu, ktorý sa nazýva mutácia, vedie k variantu génu (alele), normálnemu alebo abnormálnemu.
DNA vyjadruje dedičné informácie syntézou špecifických proteínov, ktoré vytvoria morfologické a funkčné vlastnosti organizmu („gén a proteín znak“) (obrázok 1.1.a).
DNA uchováva dedičné informácie v postupnosti generácií buniek a organizmov. Proces sa uskutočňuje biosyntézou dvoch nových a identických molekúl DNA semikonzervatívnou replikáciou, po ktorej nasleduje ich rovnaká a celková distribúcia bunkovým delením (obrázok 1.1.b). Replikácia a delenie sa vykonáva s vysokou presnosťou, aby sa zabezpečil verný prenos informácií; môžu však trpieť chybami, ktoré generujú mutácie.
b). Genetický aparát bunky zahrnuje bunkové štruktúry, ktoré obsahujú DNA, jadro a mitochondrie. Hlavným prvkom genetického aparátu je jadro, riadiace a kontrolné centrum väčšiny bunkových aktivít.
V medzifázovom jadre sa každá molekula DNA špecificky viaže na určité proteíny (históny) a formuje postupnými špirálami a záhybmi vlákno chromatínu. Na začiatku delenia chromatínové vlákno kondenzuje a vytvára chromozóm.
Chromozómy predstavujú morfologický substrát dedičnosti; sú to trvalé orgány jadra, ale sú viditeľné iba pri delení. Počet a tvar chromozómov sú charakteristické prvky každého druhu. U ľudí sa v somatických bunkách nachádza 46 chromozómov (2n = diploidné číslo); V zrelých sexuálnych bunkách (rozsah) sa počet chromozómov zníži meiózou na 23 chromozómov (n = počet haploidov). Termín ľudský genóm sa v súčasnosti používa na opísanie všetkých genetických informácií v ľudských bunkách. Je tvorený jadrovým genómom a mitochondriálnym genómom. Termíny diploidný genóm a haploidný genóm sa tiež používajú na rozlíšenie medzi genómom somatických buniek a gamétami.
ĽUDSKÁ GENETIKA je v lekárstve dôležitá
Mitochondrie obsahujú malú časť bunkovej DNA (0,5%).
1.2. VARIABILITA Variabilita je jav, ktorý vytvára genetické rozdiely medzi jednotlivcami
ako aj medzi rôznymi populáciami. Hlavným zdrojom variability sú mutácie, genetické rekombinácie (prebiehajúce v
meióza, počas formovania rozsahov) a migrácie niektorých jedincov z jednej populácie do druhej populácie (po ich prechode dochádza k zmenám v genetickej štruktúre potomkov). Vďaka procesom variability má každý jedinec jedinečnú a charakteristickú genetickú štruktúru 2. ĽUDSKÁ GENETIKA - ZÁKLADNÁ, KLINICKÁ A MEDICO-SOCIÁLNA DISCIPLÍNA.
Genetika človeka študuje dedičnosť a variabilitu ľudí. Je to základná a aplikovaná veda, ktorá má hlavnú úlohu v lekárskej teórii a praxi.
a). Ľudská genetika je základnou disciplínou, pretože študuje štruktúry, mechanizmy a základné zákony ukladania, prenosu a prejavu dedičných informácií pre formovanie, vývoj a fungovanie ľudského tela. Ľudská genetika má pre koncepčný základ medicíny dôležitú úlohu, pretože ponúka nový pohľad na modernú medicínu, v ktorej dominuje bunková molekulárna biológia, genetika a imunológia.
b). Ľudská genetika je tiež klinickou disciplínou, pretože skúma vzťah medzi dedičnosťou a chorobou alebo presnejšie úlohu mutácií pri vzniku chorôb alebo predispozície k chorobe. Je známych viac ako 10 000 geneticky podmienených alebo podmienených chorôb, ktoré postihujú 5 - 8% novorodencov; majú veľkú rozmanitosť a nachádzajú sa takmer vo všetkých lekárskych odboroch. Lekárska genetika - ako súčasť ľudskej genetiky - je zreteľnou klinickou špecializáciou, ktorá sa zaoberá diagnostikou a starostlivosťou o pacientov s genetickými chorobami a ich rodinami prostredníctvom genetického poradenstva, prenatálnej diagnostiky, neonatálneho skríningu alebo presymptomatickej diagnostiky. Genetika je oblasť pôsobenia niektorých špecialít, ale každý lekár musí vo svojom vzťahu k pacientovi a jeho rodine používať genetický prístup (myslenie).
c). Ľudská/lekárska genetika je tiež medicínsko-sociálnym odborom, pretože genetické choroby sa za posledných 20 rokov stali „závažnými problémami v oblasti verejného zdravia“. 1 Sú početné ako celok (viac ako 5% novorodencov) a často majú vážne následky. pre postihnutého jedinca a jeho rodinu. Genetické choroby majú vzhľadom na svoju chronickú a invalidizujúcu povahu negatívny vplyv na chorobnosť a úmrtnosť detí a vyžadujú si značné liečebné náklady; genetické choroby sú preto dôležitým bremenom pre spoločnosť; Za týchto podmienok musí byť úsilie odborníkov a organizátorov v oblasti verejného zdravia zavŕšené prostredníctvom národného systému prevencie a včasného odhalenia genetických chorôb.
B. ĽUDSTVO, DEDIČSTVO A ŽIVOTNÉ PROSTREDIE.1. GENETICKÁ A BIOLOGICKÁ INDIVIDUALITA.1.1. GENETICKÁ INDIVIDUALITA Každý človek je tvorený počiatočnou bunkou, zygotou, ktorá je výsledkom oplodnenia.
haploidné rozsahy: jadro spermií sa zjednocuje s jadrom vajíčka a vytvára jadro zygoty, prvej bunky novej bytosti. Zygota teda obnovuje diploidný počet 46 chromozómov charakteristických pre ľudský druh a je stanovené jeho genetické pohlavie: XX alebo XY. V skutočnosti sa vytvorí 23 párov homológnych chromozómov, ktoré sú identické veľkosťou, tvarom a genetickým obsahom, ale odlišného pôvodu, jeden materský a jeden otcovský. Z toho vyplýva, že každý znak je určený dvojicou génov, ktoré zaujímajú rovnakú pozíciu (miesto) v homológnych chromozómoch; nazývajú sa alelové gény.
Ak má byť choroba alebo skupina chorôb „problémom verejného zdravia“, musí spĺňať tri podmienky: musí byť častá, musí vyžadovať značné výdavky na starostlivosť o pacienta a musí sa jej účinne predchádzať prostredníctvom osobitných programov.
Zygota spája v jadre rodičovské gény v rozsahu v novej, jedinečnej a stálej kombinácii nazývanej genetická individualita alebo genotyp. Cytoplazma zygoty je výlučne materského pôvodu. Takže mitochondrie v zygote, ktoré obsahujú DNA, a neskôr mitochondrie všetkých somatických buniek pochádzajú od matky.
Chromozómy zygoty obsahujú vo svojich génoch dedičné informácie potrebné pre formovanie znakov nového organizmu, ako aj pre genetický program jeho budúceho vývoja: každý jedinec počas svojej biologickej existencie prechádza niekoľkými po sebe nasledujúcimi, povinnými, kvalitatívne a presne definovanými etapami. ontogenetický vývoj.
1.2. BIOLOGICKÁ INDIVIDUALITA Moderná genetika ukázala, že každý človek je jedinečný svojou genetickou štruktúrou a
a prostredím, v ktorom sa časom vyvinula. Životné prostredie zahŕňa všetky ekologické (prírodné) faktory, najmä psychologické a sociálne-
kultúrne, ktoré na človeka pôsobí, v určitom období jeho ontogenetického vývoja. Určuje niektoré vlastnosti tela a ovplyvňuje dosiahnutie primárne podmienených dedičných znakov.
Dve „sily“, ktoré sa podieľajú na formovaní našich postáv, sú vzájomne podmienené. Dedičnosť určuje potenciál pre formovanie postáv, ktoré sa končia rôznymi spôsobmi, v závislosti od konkrétnych podmienok sociálno-ekonomického a kultúrneho prostredia, v ktorých sa určitý človek vyvíja. Z toho vyplýva, že jedinečnosť človeka je bio-psycho-sociálna.
Jedinečná sada špecifických znakov, ktorá sa vytvára permanentnou interakciou, ale v rôznych pomeroch medzi dedičnosťou (genotypom) a prostredím, sa nazýva biologická individualita alebo fenotyp.
1.3. VÝZNAM KONCEPCIE GENETICKEJ A BIOLOGICKEJ INDIVIDUALITY.
Analýza úlohy dedičnosti a prostredia v determinizme ľudských postáv nám umožnila konkretizovať dve veľmi dôležité myšlienky: bio-psycho-sociálna jedinečnosť každej bytosti a permanentná interakcia, ale v rôznych pomeroch, dedičnosť a prostredie (medzi „narodenými a získanými“). v genéze ľudských, normálnych a patologických znakov. Tieto základné myšlienky koncepcie biologickej individuality majú dôležitý vplyv na lekárske myslenie a prax. Samotný koncept má ale uplatnenie v iných odvetviach ľudskej činnosti: kultúrnych, politických a sociálnych.
V medicíne vysvetľuje biologická individualita každého človeka: rozdiely v reakcii každého organizmu na agresie životného prostredia, a teda zraniteľnosť
rôzni chorí ľudia; determinizmus bežných chorôb, prostredníctvom interakcie medzi genetickou štruktúrou jednotlivca (čo
určiť určitú predispozíciu k chorobe a agresívnym faktorom životného prostredia; variabilné prejavy