Занятие 9

Тема: «молекулярные основы изменчивости. Мутации как следствие нарушений митоза и мейоза»

.

Актуальность темы

Мутации у человека возникают постоянно, как в процессе обычных физиологических функций, так и вследствие отрицательного воздействия разнообразных факторов среды, что неизбежно приводит к генным или хромосомным мутациям: изменениям структуры генов (генные мутации), изменениям структуры хромосом (хромосомные аберрации) или изменениям числа хромосом (геномные мутации). Мутации, возникающие в соматических клетках (патология митоза), снижают жизнеспособность клеток и сокращают продолжительность жизни. Мутации, возникающие в гаметах (нарушение мейоза), приводят к гибели зигот или проявляются в будущих поколениях в виде хромосомных болезней. Материал, изучаемый в этой теме, необходим для усвоения курса медицинской генетики, педиатрии, акушерства, гинекологии, психиатрии, невропатологии с последующим использованием его в практике врачей любой специальности, где будут встречаться больные с наследственной патологией.

Цели обучения

ОБЩАЯ ЦЕЛЬ:

Уметь оценить влияние факторов среды на структуру наследственного материала клетки.

КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ

Студент должен уметь:

1. Распознавать мутации по способу деления и типам клеток.

2. Анализировать механизмы различных мутационных изменений.

3. Классифицировать мутации по уровню организации наследственного материала.

4. Объяснять характер изменения наследственного материала (трансгенации, аберрации, гетероплоидии).

5. Оценивать генетические последствия мутаций на клеточном уровне.

Содержание обучения

Теоретические вопросы, на основании которых возможно выполнение целевых видов профессиональной деятельности

1. В каких клетках и при каких видах деления возникают хромосомные мутации?

2. Как классифицируют генные, хромосомные и геномные мутации?

3. В какие периоды клеточного цикла происходит фрагментация хромосом?

4. Как возникает хромосомный дисбаланс?

5. Дать характеристику хромосомных аберраций.

6. Что такое геномные мутации, к каким изменениям наследственного материала они приводят?

7. В результате чего возникают полиплоидии и гетероплоидии?

8. К чему приводят внутрихромосомные и межхромосомные перестройки?

9. Какие генетические последствия вызывают хромосомные аберрации?

10. Как влияют хромосомные мутации на жизнедеятельность клеток и организма?

11. Что такое генные мутации?

12. Как классифицируют генные мутации?

13. Охарактеризовать мутации по типу замены оснований, привести примеры.

14. Что такое транзиции и трансверсии?

15. Объяснить механизм возникновения транзиций и трансверсий.

16. Как характеризуются мутации, вызывающие сдвиг рамки считывания?

17. Каковы генетические последствия миссенс - мутаций?

18. Каковы генетические последствия нонсенс – мутаций?

19. Как нарушается метаболизм клетки в результате изменений в структурных генах?

20. К чему приводят мутационные изменения в функциональных генах?

Для усвоения теоретических вопросов Вам необходимо ознакомиться с графом логической структуры темы и информацией, заключенной в литературных источниках и конспекте лекций.

Граф логической структуры темы «молекулярные основы изменчивости. Мутации как следствие нарушений митоза и мейоза»

Хромосомные

Генные

Геномные

Типы мутаций

(на разных уровнях

организации

генетического

материала)

Генетические

последствия

мутаций

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ЦЕЛЕЙ ОБУЧЕНИЯ

Обязательные источники информации

1. Медична біологія / За ред. В.П. Пішака, Ю.І. Бажори. Підручник.- Вінниця: НОВА КНИГА, 2004.- с. 132-139.

2. Конспект лекций.

Дополнительная литература

1. Медична біологія: Посібник з практичних занять / О.В. Романенко, М.Г. Кравчук, В.М. Грінкевич та ін. – К.: Здоров’я, 2005. – с. 73 – 91.

ОРИЕНТИРОВОЧНАЯ ОСНОВА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Инструкции по проведению практических работ

Работа 1. СДВИГ РАМКИ СЧИТЫВАНИЯ – ПРИМЕР ГЕННЫХ МУТАЦИЙ.

Используя рис.1, определите для каждого примера:

а) тип мутации (делеция, вставка);

б) стрелкой обозначьте сайты вставок и делеций;

в) цифрой в кружке укажите число встроенных или делетированных нуклеотидов;

г) фигурной скобкой отметьте искаженную последовательность в полипептиде.

В качестве образца используйте пример 1.

Рис. 1. Примеры различных вариантов изменений в структуре мРНК и полипептидной цепи, вызванных мутациями в кодирующей области гена (сдвиг рамки считывания)

НОРМА

мРНК УАГ УУУГ АУГ ГЦЦ УЦУ УГЦ ААА ГГЦ УАУ АГУ АГУ УАГ...

Полипептид мет - ала - сер - цис - лиз - глу - тир - сер - сер - СТОП

Пример 1 делеция (-1)

-1 У

мРНК УАГ УУУГ АУГ ГЦЦ ЦУУ ГЦА ААГ ГЦУ АУА ГУА ГУУ АГ...

Полипептид мет - ала - лей - ала - лиз - ала - иле - вал - вал - сер -

Искаженная последовательность

Пример 2

мРНК УАГ УУУГ АУГ ГЦЦ УЦУ ААА ГГЦ УАУ АГУ АГУ УАГ...

Полипептид мет - ала - сер - лиз - глу - тир - сер - сер - СТОП

Пример 3

мРНК УАГ УУУГ АУГ ГЦЦ ЦУЦ УУГ ЦАА АГГ ЦУА УАГ УАГ УУАГ

Полипептид мет - ала - лей - лей - глн - арг - лей - СТОП

Работа 2. МЕЖХРОМОСОМНЫЕ ПЕРЕСТРОЙКИ.

К межхромосомным перестройкам относят транслокации. Выделяют: реципрокные (обмен сегментами двух хромосом); нереципрокные (перенос сегментов одной хромосомы на другую) и робертсоновские, или центрические (соединение двух акроцентрических хромосом в области центромер) (рис. 2).

Рассмотрите рис. 2, зарисуйте в альбомы схематическое изображение нормальных и аберрантных хромосом. Укажите тип повреждения. В выводе укажите возможные генетические последствия хромосомных мутаций.

До и после До и после До и после

транслокации транслокации транслокации

Рисунок 2. Механизм образования хромосомных аберраций.

Работа 3. ГЕНОМНЫЕ МУТАЦИИ КАК СЛЕДСТВИЕ НЕРАСХОЖДЕНИЯ ХРОМОСОМ ПРИ МИТОЗЕ ИЛИ ПРИ МЕЙОЗЕ.

Механизм возникновения анеуплоидий. Изучите механизм возникновения анеуплоидий, используя рис. 4. Зарисуйте в альбомах его цитогенетическую схему, укажите:

а) какой набор хромосом имеют гаметы, обозначенные вопросом;

б) какой набор хромосом будет у зиготы после слияния анеуплоидной и нормальной гамет.

А)Нормальный мейозБ) Анеуплоидия(нерасхождение

хромосом в мейозе)