Методические указания для студентов Учебно-методическое сопровождение практического занятия



бет2/3
Дата07.07.2016
өлшемі1.81 Mb.
#182269
түріМетодические указания
1   2   3

ХОД ЗАНЯТИЯ Продолжение таблицы



1

2

3

4

5

6

7













Задание преподавателя

Ответ на задание преподавателя

3) Методические рекомендации для студентов
4)Рисунок «Хромосомный набор мужчины и женщины»


По кариограмме мужчины и женщины на рисунке дайте характеристику хромосом по их размеру и форме согласно положению их в определенной группе

(см. Блок содержания)


В норме у женщины 1 тельце Барра ( из 2 ХХ одна рабочая, отвечает за развитие организма по женскому типу, вторая инактивирована- тельце Барра), определите количество телец Барра у нормального мужчины.
Определите количество телец Барра у человека с набором хромосом 49, ХХХУУ, Нарисуйте на доске, как выглядит ядро соматической клетки с таким кариотипом.

У нормального мужчины нет телец Бара
Это мужчина с синдромом Клайнфельтера, количество телец Барра -2.

(см. Блок содержания, рисунок 2 )



V

Практическое усвоение материала

Задачи:

1.Способствовать формированию у студентов первичных умений выявлять морфологические отличия между отдельными хромосомами и их группами, различать нормативный кариотип и патологию,

2.Развитие умений находить положение отдельных генов на схеме дифференциально окрашенных хромосом человека.


30 мин.

Задания 1-3



(см.блок контроля)


Преподаватель делает пояснения к практическому усвоению нового материала и предлагает студентам выполнить следующие задания на закрепление пройденного материала:

  • анализ кариотипа по кариограмме (устное и письменное выполнение задания, совместное обсуждение полученных результатов)




  • решение задач на дисбаланс половых хромосом и определение количества телец Бара.



Студенты выполняют задания 1-3, устно объясняют правила анализа кариотипа, нахождения количества полового хроматина в конкретных ситуациях, на схемах хромосом находят локализацию отдельных генов. При необходимости 3-4 студента хорошо усвоившие материал , осуществляют в группах проверку этих умений

Доска, мел.

Методические рекомендации для студентов

Слайды №32-33

Слайды №41-42





ХОД ЗАНЯТИЯ Продолжение таблицы


1

2

3

4

5

6

7




3. Формирование навыков определять число телец Барра у людей с дисбалансом хромосом, соотносить количество телец Барра, пол и диагноз.








  • решение задач на нахождение гена на картах дифференциально окрашенных хромосом

Преподаватель осуществляет проверку выполненных студентами заданий.

находить отдельные гены на схеме дифференциально окрашенных хромосом человека.
Эталоны ответов к заданиям в блоке контроля


Слайды №47-59



VI

Подведение итогов, домашнее задание


5 мин

Содержание домашнего задания (см.блок контроля)

Преподаватель оценивает студентов, которые отвечали на занятии

Просить повторить к следующему занятию материал по генеалогическому методу, решить задачу по характеристике кариотипа.





Записывают домашнее задание

Задают вопросы



Слайд № 60

Листы 1-5 «Домашнее задание»










«Задачей курса генетики человека с основами медицинской генетики является не только знакомство с современными теоретическими основами возникновения наследственной патологии, но и формирование практических навыков по основным методам генетического обследования больных»
Из пояснительной записки к рабочей программе «Генетика человека с основами медицинской генетики»
Блок содержания
Этап «Формирование новых знаний и представлений»

План изучения нового материала.


  1. Нормативный кариотип женщины и мужчины

  2. Строение и типы метафазных хромосом

  3. Хроматин и его виды

  4. Структурные элементы в дифференцировано окрашенных хромосомах.



1. Нормативный кариотип женщины и мужчины

Совокупность хромосом клетки, характеризующаяся их числом, размером и формой, называется кариотипом. В состав кариотипа человека входит 46 хромосом, из них 22 пары- это аутосомы, и одна пара половых: ХХ, ХY. У человека женский пол определяется наличием двух Х-хромосом. Одна X-хромосома наследуется от матери, а вторая от бабушки по отцовской линии, а мужской — одной X-и одной Y-хромосомы . X-хромосома человека содержит около 150 миллионов пар оснований, что составляет примерно 5 % ДНК в клетках женщин, 2,5 % в клетках мужчин. Несёт более 1400 генов, из них белок-кодирующих — около 800 . Y-хромосома несёт всего 78 генов). У женщин две X-хромосомы; у мужчин одна X-хромосома и одна Y-хромосома. Х -Хромосома связана с больше чем 300 болезнями (дальтонизм, аутизм, гемофилия, умственное развитие, мускульная дистрофия). Х- хромосомы могут затрагивать мужчин, т.к. они не имеют другой Х хромосомы, чтобы дать компенсацию за ошибкиY-хромосомы. Меньше размером, чем Х-хромосома Содержит меньшее количество генов. Известны несколько признаков, гены которых только в Y-хромосомах и передаются от отца всем сыновьям, внукам и т.д. Официально принятые формулы для изображения соответствующих кариотипов выглядят следующим образом: 46, XX; 46, XY.


Хромосома - это интенсивно окрашенное тельце, состоящее из хроматина. Общая длина молекулы ДНК в хромосоме человека (средней по размерам) достигает 4 см, а суммарная длина этих молекул в клетке с диплоидным (двойным) набором около 180 см. Благодаря спирализации ДНК и упаковке белками молекула ДНК укорачивается в 5000 раз.
Хроматин (от греч. chгоmа - цвет, краска) это ДНК, связанная с белками гистонами (основными белками) и негистоновыми белками (нейтральными или кислыми), с ферментами: для репликации, транскрипции и репарации (восстановления поврежденных участков) ДНК. Хроматин интенсивно окрашен. Термин "хроматин" ввел В. Флемминг в 1880.
2. Строение и типы метафазных хромосом

Хромосомы формируются в начале деления клеток. Но удобнее их изучать в метафазе митоза, когда хромосомы хорошо видны в световой микроскоп.



Метафазные хромосомы состоят из двух сестринских хроматид (удвоенных молекул ДНК), соединенных друг с другом в области первичной перетяжки — центромеры. Центромера делит хромосому на два плеча. В зависимости от расположения центромеры хромосомы подразделяют на типы

1) метацентрические - центромера расположена по середине и плечи равной длины;

2) субметацентрические- центромера смещена от середины хромосомы и одно плечо несколько короче другого;

3) акроцентрические - центромера расположена близко к концу хромосомы и одно плечо значительно короче другого.

В некоторых хромосомах есть вторичные перетяжки, отделяющие от плеча хромосомы участок, называемый спутником.

Для того чтобы легче разобраться в сложном комплексе хромосом, составляющих кариотип, их располагают в виде идиограммы.



Идиограмма (от греч. idios — своеобразный. gгаmma- запись) - это схематизированный кариотип. По Денверской классификации (Денвер, США, 1960 г.) хромосомы располагаются попарно по мере убывания их величины, с учетом положения центромеры, наличия вторичных перетяжек и спутников. Исключением являются половые хромосомы, которые выделяются особо. Согласно классификации все хромосомы человека разделены на 7 групп, расположенных в порядке уменьшения их длины, и обозначаются буквами латинского алфавита от A до G . Все пары хромосом стали нумеровать арабскими цифрами.

Группа А. (1- 3) – самые большие хромосомы; 1 и 3-я- метацентрические, 2-я- субметацентрические.

Группа В. 4 и 5-я)- крупные субметацентрические хомосомы.

Группа С (6-12-я и Х-хромосома)- субметацентрические хромосомы среднего размера.

Группа D(13-15-я)- акроцентрические хромосомы средних размеров.

Группа Е (16-18-я)- маленькие субметацентрические хромосмы.

Группа F(19-20-я)- самые маленькие метацентрические хромосомы.

Группа G((21,22-я и Y) –самые маленькие акроцентрические хромосомы.

Предложенная классификация позволяла четко различать хромосомы, принадлежащие к разным группам. Для окраски хромосом чаще используют краситель Романовского—Гимзы, 2% ацеткармин или 2 % ацеторсеин. Они окрашивают хромосомы целиком, равномерно (ругинный метод) и могут быть использованы для выявления численных аномалий хромосом человека (45, 47 и т. д.).



3. Хроматин и его виды

Наиболее подходящей фазой для исследования хромосом является метафаза митоза. Для изучения хромосом чаще используют препараты кратковременной культуры крови, полученные через 48 -72 ч после взятия крови. При приготовлении препаратов хромосом к культуре клеток добавляют колхицин, который разрушаем веретено деления и останавливает деление клетки в метафазе. Затем клетки обрабатывают гипотоническим раствором, после чего их фиксируют и окрашивают. После их исследуют с помощью микроскопа., фотографируют, полученные изображения хромосомных комплексов переносят на фотобумагу, из которой затем вырезают отдельные хромосомы для последующего анализа и систематизации. Следует отметить, что на основе указанных выше принципов удается относительно легко отнести ту или иную пару гомологичных хромосом к соответствующей группе.

Однако, при использовании обычных методов, обеспечивающих интенсивное равномерное окрашивание каждой хромосомы, во многих случаях невозможно провести разграничение отдельных хромосом внутри группы. Поэтому в дальнейшем были разработаны более сложные методы дифференциального окрашивания хромосом (Парижская классификация, 1971 г.):

Хроматин клеточного ядра подразделяется на два основных типа на эу- и гетеро хроматин. Это наследственный материал различной степени спирализации и упаковки белками различной степени конденсации.

Эухроматин (от греч. еu — полностью и сhгоmа - цвет) это- область хромосомы , которая плохо окрашивается или не окрашивается вообще в метафазных хромосомах. В эухроматине находятся структурные активные уникальные гены, которые контролируют развитие признаков организма. Эухроматин менее плотно упакован и доступен для ферментов РНК-полимераз, обеспечивающих синтез и-РНК, а затем синтез белков.

В интерфазе (между делением клетки, когда ядро оформленное) находится в деспирализованном состоянии, то есть, образует невидимые в световой микроскоп фибриллы

Гетерохроматин это участки хроматина, который при дифференциальном окрашивании метафазных хромосомах выглядит в виде темных полос различных размеров, состоящих из плотно упакованной молекулы ДНК. Даже в интерфазном ядре гетерохроматин в виде глыбок хорошо виден в световой микроскоп, находящиеся в течение клеточного цикла в конденсированном (компактном) состоянии. Особенностью гетерохроматиновой ДНК является крайне низкая транскрибируемость. Переписывания информации и-РНК с данных участков не происходит. Эти гены неактивны Чаще всего он расположен вокруг ядрышка и около ядерной оболочки. Гетерохроматин бывает конститутивный (структурный) и факультативный.

Структурный гетерохроматин в интерфазном ядре спирализирован, плотно упакован в метафазных хромосомах постоянно обнаруживается вокруг центромеры во всех 46 хромосомах (составляет около 13 % от генома). Расположение темных полос для каждой пары хромосом строго индивидуально. Структурный гетерохроматин конденсирован всегда Функция структурного гетерохроматина в целом пока неясна.

Факультативный гетерохроматин- это спирализованный эухроматин, появляется в интерфазном ядре не всегда и присутствует только в одной из гомологичных хромосом. Пример гетерохроматина такого типа — вторая X-хромосома у человека, которая в ходе раннего эмбриогенеза инактивируется вследствие её необратимой конденсации. Благодаря этому женские и мужские организмы уравновешиваются по количеству функционирующих генов, сцепленных с полом, так как у мужчин одна-X-хромосома и одна доза генов Х-хромосомы.

Впервые обнаружил половые различия в строении интерфазных ядер в 1940 г. М. Барр. Оказалось, что в ядре соматических клеток у женщин обнаруживаются темно-окрашенная хроматиновая глыбка, прикрепленная к оболочке ядра. Впоследствии эти хроматиновые глыбки были названы половым хроматином, или тельцем Барра. Тельце Барра – это инактивированная Х-хромосома или половой хроматин Тельце Барра можно обнаружить в большом количестве клеток во всех тканях женщин. Наиболее простой метод определения полового хроматина связан с окраской ацеторсеином клеток слизистой оболочки рта, полученных путем соскоба с внутренней поверхности щеки при помощи шпателя. Материал соскоба распределяют по поверхности предметного стекла и на 1 - 2 мин наносят, краситель. Затем покрывают препарат покровным стеклом и, слегка нажимая на него, удаляют остаток красителя фильтровальной бумагой. Окрашенный препарат изучают с помощью светового микроскопа с иммерсионным объективом. При этом половой хроматин выявляется под ядерной оболочкой клетки в виде плотного образования (тельца) различной формы, чаще всего овальной или треугольной (рис. 7.4).

В норме половой хроматин обнаруживается в ядрах большинства клеток (50 - 70 %) у лиц женского пола, тогда как у индивидуумов мужского пола он встречается очень редко (0 - 5% всех клеток). При изменении числа X-хромосом в кариотипе индивидуума меняется и содержание полового хроматина в его клетках.

Рис.1. Ядра клеток буккального эпителия

а - ядро без глыбки полового

хроматина,

б - с глыбкой полового хроматина

Связь между количеством X-хромосом (N) и числом телец полового хроматина (л)можно выразить в виде формулы n = N - 1

Определение содержания X-хроматина в клетках человека в клинической практике обычно проводят в следующих ситуациях: 1) при цитологической диагностике пола в случаях его реверсии (гермафродитизм); 2) с целью установления пола будущего ребенка в процессе дородовой диагностики (при высоком риске заболевания, сцепленного с полом); 3) для предварительной диагностики наследственных заболеваний, связанных с нарушением числа половых хромосом.
Рис. 2 Ядра клеток слизистой оболочки ротовой полости человека с различным числом телец Барра


Для диагностики синдромов, связанных с нарушениями в системе половых хромосом, используют микроскопический анализ интерфазных ядер. Отсутствие тельца Барра у женщин и присутствие у мужчин тельца Барра позволяет диагностировать количественные аномалии хромосом по половой паре хромосом. Правильно ли утверждение: тельце Барра присутствует только в клетках женщин?

4. Структурные элементы в дифференцировано окрашенных хромосомах (объяснение проводиться на рисунке 12 хромосомы).

Фенилпирровиноградная олигофрения- моногенное заболевание связанное с нарушением активности фермента фенилаланингидроксилазы вызывается мутацией гена картированого 12g 12



На примере 12-й дифференциально окрашенной хромосомы разберем из каких структурных элементов она состоит. Хромосома состоит из двух хроматид. В коротком плече р выделяют 1 район, в котором дифференцируют 3 сегмента с разной интенсивностью окраски. Эти сегменты пронумерованы от центромеры к теломере. В длинном плече g выделяют два района, первый из которых содержит 5 сегментов, а второй 4 Символическая запись 12g 12 означает, что имеется в виду 2 сегмент первого района длинного плеча хромосомы.
Сложные методы дифференциального окрашивания хромосом (Парижская классификация, 1971 г.)R-, G-, Q-, С-методы, и способ дифференциального окрашивания хроматид бромдезоксиуридином, при которых окраска распределяется не равномерно по всей длине исследуемой структуры, а в виде отдельных сегментов. Такие сегменты являются идентичными в хромосомах гомологичной пары, но отличаются в случае гетерологичных хромосом. При дифференциальной окраске хромосом в каждой парс хромосом выявляется характерный только для нее уникальный порядок чередования темных и светлых полос гетеро- и эухроматина.

G-метод: по длине хромосомы выявляется ряд окрашенных и неокрашенных полос. Чередование этих полос и их размеры строго индивидуальны и постоянны для каждой пары гомологичных хромосом, поэтому при дифференциальной окраске можно легко определить, к какой паре относится хромосома, если даже пары сходны между собой по размерам и форме. При Q-окрашивании флюоресцентным красителем (акрихином, акрихин-ипритом), с помощью ультрафиолетового излучения можно выявлять оттенки интенсивности окраски и четко дифференцировать Y-хромосому. Характер сегментированности хромосом при Q- и G-окрашиваниях обычно является сходным. При использовании флюорохромов для R-окрашивания удается четко определять концевые (теломерные) районы хромосом, при этом картина чередующихся окрашенных и светлых сегментов будет обратной по сравнению с той, которую наблюдают при G- и Q-окрашивании. Для установления локализации околоцентромерного и других участков гетерохроматина также применяется специальное окрашивание - (С-окрашивание), позволяющее выявлять соответствующий хромосомный полиморфизм.

Блок контроля
Этап: актуализация знаний на начало занятия

Знания методов изучения генетики человека необходимы врачу любой специальности и биологии всех профилей. Инструментарий одного из методов диагностики наследственной патологии человека мы будем разбирать на занятии. Но для начала повторим те знания, которые понадобятся вам на занятии




  1. Терминологический диктант

Повторяемые понятия:

  • генеалогический метод (Ответ: построение и анализ родословных);

  • близнецовый метод (Ответ: определение роли генотипа и среды в проявлении признаков);

  • биохимический метод (Ответ: выявляет изменение в обмене веществ);

  • неонатальный скрининг на ФКУ (Ответ: у новорожденного доношенного- на 3-5-й день, у недоношенного - на 7-10-й день из большого пальца стопы или боковой поверхности пяточки берут анализ крови на анализ содержания фенилаланина, териотропного гормона на предположительное выявление моногенных заболеваний);

  • методы пренатальной диагностики (Ответ: на предотвращение рождения ребенка с тяжелыми наследственными заболеваниями);

  • дерматоглифический метод (Ответ: изучение кожных узоров ладоней и стоп);

  • причина синдрома Дауна (Ответ: трисомия по 21 паре хромосом);

  • причина синдрома Эдварса (Ответ: трисомия по 18 паре хромосом);

  • причина синдрома Патау (Ответ: трисомия по 13 паре хромосом);

  • причина синдрома Клайнфельтера (Ответ: трисомия по 23 паре хромосом);

  • причина синдрома Шерешевского-Тернера(Ответ: трисомия по 18 паре хромосом);

  • аутосомы (Ответ: неполовые хромосомы);

  • цитологический метод (Ответ: позволяет при микроскопическом анализе хромосом выявить их числовые и структурные изменения).

  • хроматин (Нет ответа, студенты это понятие не изучали);

  • эухроматин (Нет ответа, студенты это понятие не изучали);

  • тельца Барра (Нет ответа, студенты это понятие не изучали);

  • гетерохроматин (Нет ответа, студенты это понятие не изучали).


2. Логическая цепочка

«На слайде (доске) показана последовательность этапов выполнения одного из методов изучения наследственности человека. Назовите метод и прокомментируйте последовательность этапов»



Этапы метода:

  1. культивирование клеток человека;

  2. стимуляция митозов;

  3. вырезание хромосом и построение идеограммы, анализ

  4. добавление колхицина;

  5. добавление гипотонического раствора;

  6. окрашивание хромосом

  7. изучение, фотографирование под микроскопом хромосом.


Ответы на вопросы к логической цепочке

  • Метод изучения наследственности – цитологический

  • Ошибка в последовательности этапов.


Должна быть последовательность этапов:

1. Культивирование клеток человека;

2. Стимуляция митозов;

3. Добавление колхицина;

4. Добавление гипотонического раствора;

5. Окрашивание хромосом

6. Изучение, фотографирование под микроскопом хромосом;

6. Вырезание хромосом и построение идеограммы , анализ.




Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3




©www.dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет