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遺傳學研究:適應症,方法

 
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最近審查:23.04.2024
 
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近年來,遺傳性疾病在整體疾病結構中的比例有所增加。在這方面,基因研究在實際醫學中的作用正在增加。如果不了解醫學遺傳學,就不可能有效地診斷,治療和預防遺傳性和先天性疾病。

遺傳傾向可能是幾乎所有疾病所固有的,但其程度差異很大。如果我們考慮遺傳因素在各種疾病發生中的作用,我們可以區分它們的下列組。

  • 疾病,其起源完全由遺傳因素決定(暴露於病理基因); 該組包括單基因疾病,其遺傳受孟德爾定律(mendelirovannye病)的基本規則的製約,並且外部環境的影響僅影響病理過程的某些表現(其症狀)的強度。
  • 疾病的發生主要取決於外部環境的影響(感染,受傷等); 遺傳只能影響身體反應的某些數量特徵,決定病理過程的特殊性。
  • 遺傳是一種致病因素的疾病,但外在環境的某些表現形式是必要的,它們的遺傳不受孟德爾法(非月經性疾病)的影響; 它們被稱為多環形。

遺傳性疾病

每個人的發展都是遺傳和環境因素相互作用的結果。在受精過程中建立了一套人類基因,然後與環境因素一起決定了發育的特徵。身體中的基因體稱為基因組。整個基因組非常穩定,但在環境條件變化的影響下,它可能會發生變化 - 突變。

遺傳的基本單位是基因(DNA分子的一部分)。遺傳信息的傳遞機制基於DNA自我複制(複製)的能力。DNA含有遺傳密碼(使用DNA和信使RNA中核苷酸排列的序列記錄蛋白質中氨基酸位置信息的系統),它決定了細胞的發育和代謝。基因位於染色體中,細胞核的結構元素,含有DNA。基因佔據的位置稱為基因座。單基因疾病 - 單基因,多基因疾病(多因素) - 多位點。

染色體(在細胞核的光學顯微鏡中可見的桿狀結構)由數千個基因組成。在人類中,每個體細胞,即非性,細胞含有46對染色體,由23對代表。其中一對 - 性染色體(X和Y) - 決定了個體的性別。在女性體細胞的細胞核中,有兩條染色體X,在男性中 - 一條染色體X和一條染色體Y.男性的性染色體是異源的:染色體X較大,它包含許多基因,負責確定性別和身體的其他體徵; Y染色體很小,具有與X染色體不同的形狀,主要攜帶決定男性的基因。細胞含有22對常染色體。人類常染色體分為7組:A(1,2,3對染色體),B(4,5對),C(6,7,8,9,10, ,第11對,第12對,以及染色體X,大小與染色體6和7相似),D(13,14,15對),E(第16,17,18對) ),F(第19,第20對),G(第21,22對和Y染色體)。

基因沿染色體線性定位,每個基因佔據嚴格定義的位置(基因座)。佔據同源基因座的基因稱為等位基因。每個人有兩個相同基因的等位基因:每對的每個染色體一個,除了男性染色體X和Y上的大多數基因。在染色體的同源區域中存在相同等位基因的情況下,它們談及純合性,並且當它們包含相同基因的不同等位基因時,通常說該基因的雜合性。如果基因(等位基因)發揮其作用,僅存在於一條染色體中,則稱其為顯性。只有當隱性基因存在於染色體對的兩個成員中時(或在具有X0基因型的男性或女性中的單個染色體X中),才顯示隱性基因。如果基因(及其相應的性狀)位於X染色體上,則稱其為X連鎖。所有其他基因稱為常染色體。

區分顯性遺傳和隱性遺傳。在顯性遺傳的情況下,該特徵表現為純合和雜合狀態。在隱性遺傳的情況下,表型(一組身體的外部和內部特徵)表現僅在純合狀態下觀察到,而它們缺乏雜合性。與性有關的顯性或隱性遺傳方式也是可能的; 以這種方式,與位於性染色體上的基因相關的性狀是遺傳的。

當顯性遺傳性疾病通常影響同一家族的幾代人。由於隱性遺傳,突變基因的潛在雜合子攜帶狀態可以在家族中存在很長時間,因此患病的兒童可以從健康的父母或甚至在幾代沒有患病的家庭中出生。

遺傳性疾病基於基因突變。沒有對術語“基因”的現代理解,對突變的理解是不可能的。目前,基因組被認為是由專性和任選元件組成的多基因組共生構建體。專性元素的基礎由結構基因座(基因)構成,基因組中基因座的數量和位置相當恆定。結構基因約占基因組的10-15%。術語“基因”包括轉錄區:外顯子(實際編碼區)和內含子(分離外顯子的非編碼區); 和側翼序列 - 在基因開始之前的前導序列和尾部非翻譯區。可選元件(整個基因組的85-90%)是不攜帶蛋白質氨基酸序列信息的DNA,並不是嚴格要求的。該DNA可參與基因表達的調控,發揮結構功能,提高同源交配和重組的準確性,並有助於DNA的成功複製。現在證明了選修元素參與人物的遺傳傳播和突變變異的形成。基因組的這種複雜結構決定了基因突變的多樣性。

從最廣泛的意義上講,突變是DNA中穩定的,遺傳的變化。突變可能伴隨著在顯微鏡檢查中可見的染色體結構的變化:缺失 - 染色體的一部分丟失; 重複 - 染色體區域加倍,插入(倒置) - 染色體區域破裂,旋轉180°並附著於破裂位置; 易位 - 分離一條染色體的一部分及其與另一條染色體的附著。這種突變具有最大的破壞作用。在其他情況下,突變可能涉及替換單個基因的一個嘌呤或嘧啶核苷酸(點突變)。這些突變包括:錯義突變(意義改變的突變) - 用表型表現替代密碼子中的核苷酸; 無義突變(無意義) - 形成終止密碼子的核苷酸取代,結果,由該基因編碼的蛋白質的合成過早終止; 剪接突變是外顯子和內含子連接處核苷酸的取代,導致延伸的蛋白質分子的合成。

最近,已經確定了一類新的突變 - 動態突變或擴增突變與基因功能顯著部分中三核苷酸重複數目的不穩定性相關。位於基因的轉錄或調節區域中的許多三核苷酸重複的特徵在於高水平的群體變異性,其中未觀察到表型病症(即,疾病不發展)。只有當這些部位的重複次數超過某一臨界水平時才會出現疾病。根據孟德爾定律,這種突變不是遺傳的。

因此,遺傳性疾病是由細胞基因組損傷引起的疾病,它可以影響整個基因組,個體染色體並引起染色體疾病,或影響個體基因並引起基因疾病。

所有遺傳性疾病可分為三大類:

  • 單基因;
  • 多基因或多因子,其中幾個基因和非遺傳因子的突變相互作用;
  • 染色體異常,或染色體結構或數量的異常。

屬於前兩組的疾病通常稱為遺傳性疾病,第三種疾病稱為染色體疾病。

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遺傳性疾病的分類

染色體

單基因

多因素(多基因)

性染色體數量的異常:

- Shereshevsky-Turner綜合徵;

- Kleinfelter綜合症;

- 三體X綜合徵;

- 綜合徵47,XYY
常染色體:

- 唐氏綜合症;

- 愛德華茲綜合症;

- 帕托綜合徵;

- 部分三體性
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染色體結構異常:

貓啼哭綜合症;

4p缺失綜合徵;

鄰近基因微缺失的綜合症

常染色體dominantnye:

馬凡綜合症; 馮維勒布蘭德病;

貧血Minskskogo-Shophfara等

常染色體隱性遺傳:

- 苯丙酮尿症;

- 半乳糖血症;

- 囊性纖維化等

X連鎖隱性:

血友病A和B;

肌病Dushena;

和其他人

X連鎖顯性:

- 維生素D抗性佝僂病;
- 棕色

牙釉質等

CNS:某些形式的癲癇,精神分裂症等。

心血管系統:風濕病,高血壓病,動脈粥樣硬化等

皮膚:特應性皮炎,牛皮癬等

呼吸系統:支氣管哮喘,過敏性肺泡炎等

泌尿系統:尿石症,遺尿等

消化系統:消化性潰瘍,潰瘍性結腸炎等

染色體疾病可由定量染色體異常(基因組突變)以及結構染色體異常(染色體畸變)引起。臨床上,幾乎所有的染色體疾病都表現為智力發育受損和多種先天性畸形,往往與生活不相容。

單基因疾病由於個體基因的損害而發展。大多數遺傳性代謝疾病(苯丙酮尿症,半乳糖血症,粘多醣,囊性纖維化,腎上腺素綜合徵,糖原病等)屬於單基因疾病。單基因疾病根據孟德爾的定律遺傳,可分為常染色體顯性遺傳,常染色體隱性遺傳和通過遺傳類型與染色體X連鎖。

多因素疾病是多基因的,因為它們的發育需要某些環境因素的影響。多因素疾病的常見症狀如下。

  • 人口中頻率高。
  • 顯著的臨床多態性。
  • 先證者和近親的臨床表現的相似性。
  • 年齡和性別差異。
  • 早期發病和一些放大的臨床表現在下一代。
  • 藥物的治療功效可變。
  • 直系親屬和先證者的疾病的臨床和其他表現的相似性(多因素疾病的遺傳係數超過50-60%)。
  • 繼承法與孟德爾定律的不一致。

對於臨床實踐,重要的是要理解術語“先天性畸形”的本質,其可以是單個或多個,遺傳性或散發性的。遺傳性疾病不能歸因於在不利環境因素(物理,化學,生物等)的影響下在胚胎髮生的關鍵時期發生的那些先天性疾病,並且不是遺傳性疾病。這種病理學的一個例子可以是先天性心臟缺陷,其通常由心臟鋪設期間(妊娠三個月)的病理學效應引起,例如,病毒感染,向發展中心臟的組織移動; 胎兒的酒精綜合症,四肢,耳朵,腎臟,消化道等的異常發育。在這種情況下,遺傳因素僅形成遺傳易感性或對某些環境因素的作用的易感性增加。據世界衛生組織稱,所有新生兒中有2.5%存在發育異常; 其中1.5%是由懷孕期間不良外源因素的作用引起的,其餘主要是遺傳性的。遺傳和先天性疾病之間的區別是非遺傳性的,對於預測特定家庭的後代具有重要的實際意義。

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遺傳性疾病的診斷方法

目前,實用醫學具有一整套診斷方法,可以以一定的概率識別遺傳性疾病。這些方法的診斷靈敏度和特異性是不同的 - 一些只允許表明疾病的存在,另一些則非常準確地識別疾病的突變或確定其病程的特徵。

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細胞遺傳學方法

細胞遺傳學研究方法用於診斷染色體疾病。它們包括:

  • 性染色質研究 - X染色質和Y染色質的測定;
  • 核型分析(核型 - 細胞染色體的組合) - 確定染色體的數量和結構,以診斷染色體疾病(基因組突變和染色體畸變)。

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