4. Продолжительность занятия 2 часа

5. Контрольные вопросы по теме:

Для успешной работы на практическом занятии необходимо знать теоретический материал:

Тема: Генные болезни и биохимические методы изучения наследственности человека. Пренатальная диагностика.

5.1. Молекулярные основы гена.

5.2. Принципы кодирования информации в молекуле ДНК.

5.3. Классификация мутаций (доминантные и рецессивные мутации; спонтанные и индуцированные; нейтральные, летальные, сублетальные; соматические и генеративные; прямые и обратные).

5.4. Частота мутирования генов.

5.5. Определение понятия «Молекулярные болезни».

5.6. Классификация молекулярных болезней.

5.7. Фенилкетонурия; тип наследования, частота встречаемости заболевания, схема генетического дефекта ферментов, осуществляющих обмен фенилаланина.

5.8. Суть биохимической диагностики.

5.9. Уровни биохимической диагностики.

5.10. Объект биохимической диагностики.

5.11. Показания для применения биохимического метода.

5.12. Методы диагностики гетерозиготных состояний.

5.13. Понятие пренатальная диагностика.

5.14. Показания к проведению пренатальной диагностики.

5.15. Основные методы пренатальной диагностики.

5.16. Что относится к прямым инвазивным методам пренатальной диагностики?

5.17. Термины: амниоцентез, кордоцентез, хорионбиопсия, плацентобиопсия, фетоскопия, фетоамниоцентез, ультрасонография, преимплантационная диагностика.

6. Задания и методические указания к их выполнению.

На занятии студенту необходимо:

6.1. Выполнить самостоятельную работу:

Решить задачи № 1, 2, 3, 4, 5.

Задача № 1 (тип задачи - «делеция нуклеотидов»).

Как изменится структура белка, если из кодирующего его участка ДНК – ГАТАЦТТАТАААГАЦ удалить пятый и тринадцатый (слева) нуклеотиды?

Записать вывод: мутации типа «выпадения» и типа «добавления» нуклеотида обусловливают глубокие изменения первичной структуры белка, т.к. вызывают сдвиг в считывании триплетов. Это приводит к полной потере ферментативной активности белка.

Задача № 2 (тип задачи - «вставка» нуклеотидов).

Какие изменения произойдут в структуре белка, если в кодирующем его участке ДНК - ТААЦАГАГГАЦТААГ между 10 и 11 нуклеотидом включен цитозин, между 13 и 14 – тимин, а на конце рядом с гуанином прибавится еще один гуанин?

Задача № 3 (тип задачи - «делеция-выпадение нуклеотидов»).

Участок молекулы ДНК, кодирующий полипептид, имеет в норме следующий порядок азотистых оснований: АААААЦЦАТАГАГАГААГТАА. В процессе репликации второй слева аденин был заменен на цитозин.

Определите структуру полипептидной цепи, кодируемой данным участком ДНК, в норме и после замены нуклеотида.

Записать вывод: если ген испытывает мутации типа замены одного из нуклеотидов, то изменение генетической информации затронет лишь один из аминокислотных остатков в молекуле программируемого геном белка.

Задача № 4 (тип задачи - расшифровка структуры ДНК по данным строения фрагмента молекулы белка).

Четвертый пептид в нормальном гемоглобине (гемоглобин А) состоит из следующих аминокислот: валин – гистидин – лейцин – треонин – пролин – глутаминовая кислота – глутаминовая кислота – лизин.

1. У больного с симптомом спленомагелии при умеренной анемии обнаружили следующий состав 4-го пептида: валин – гистидин – лейцин – треонин – пролин – лизин – глутаминовая кислота – лизин. Определите изменения, произошедшие в ДНК, кодирующей 4-ый полипептид, после мутации.

2. У больного серповидноклеточной анемией состав аминокислот 4-го полипептида гемоглобина следующий: валин – гистидин – лейцин – треонин – пролин – валин – глутаминовая кислота – лизин. Определите изменения в участке ДНК, кодирующем 4-й пептид гемоглобина, приведшее к заболеванию.

Записать вывод: если мутации возникают в структурном гене, кодирующем белок, не являющийся ферментом, то меняются физико-химические свойства белка. Так, например, при серповидноклеточной анемии эритроциты содержат аномальный гемоглобин, у которого β-цепи вместо глутаминовой кислоты в шестом положении находится валин. Такой гемоглобин в восстановленном состоянии имеет низкую растворимость. Это служит причиной морфологических изменений эритроцитов, помещенных в условиях низкого парциального давления кислорода. Последнее, в свою очередь, приводит к повышению вязкости крови, затем - к локальному тромбозу, нарушению микроциркуляции и трофики тканей.

Задача № 5 (тип задачи - расшифровка структуры ДНК по данным строения фрагмента молекулы белка).

В четвертом пептиде нормального гемоглобина А 6-я и 7-я позиция представлена двумя одинаковыми аминокислотами: глутаминовая кислота – глутаминовая кислота. У других форм гемоглобина произошли следующие замещения:

Форма гемоглобина	Аминокислота в позиции
	6	7
S	Валин	Глутаминовая кислота
C	Лизин	Глутаминовая кислота
G	Глутаминовая кислота	Глицин
Джорджтаун	Глутаминовая кислота	Лизин

6.2. Ответить на контрольные вопросы.