ТЕМА: МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ (III)
Цели занятия: 1) Изучить основные механизмы регуляции экспрессии генов у про- и эукариот. 2) Рассмотреть классификацию генов и современное состояние теории гена. 3) Разобрать основные методы ДНК-диагностики. Базисные знания: 1) Из материалов практических занятий №5 и №6 Вы должны знать строение и свойства нуклеиновых кислот, принципы кодирования наследственной информации, этапы реализации наследственной информации у прокариот и эукариот. Учебная карта занятия:
А) Вопросы для подготовки к занятию: · Классификация генов: репрессированные, дерепрессированные, конститутивные, регулируемые. · Регуляция экспрессии генов у прокариот. Теория оперона. · Регуляция экспрессии генов у эукариот. · Современное состояние теории гена. · Методы анализа ДНК. ДНК–диагностика наследственных заболеваний.
Б) Список основной и дополнительной литературы по теме: Основная литература: 1. Биология: в 2 кн. / Под ред. В.Н. Ярыгина. – 2-е изд., испр. – М.: Высш. шк., 2001-2008. – Кн.1: Жизнь. Гены. Клетка. Онтогенез. Человек. 2. Конспекты лекций. Дополнительная литература: 1. Биология. / Под ред. В.Н. Ярыгина. – М.: Медицина. – 1984. – С. 74-81, 93-94, 111-116, 132-134, 145-147. 2. Биология. В 2-х кн. / Под ред. В.Н. Ярыгина. – М.: Высш. шк. – 1997. – Кн.1, – С. 78-84, 103-117, 171-180. 3. Биология. / А.А. Слюсарев, С.В. Жукова. – К.: Вища шк. – 1987. – С. 39-43, 87-97. 4. Биология с общей генетикой. / А.А. Слюсарев. – М.: Медицина. – 1977. – С. 62-66, 139-142. 5. Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э., Рачковская И.В., Давыдов В.В. Общая и медицинская генетика. Лекции и задачи. – Ростов н/Д: Феникс, 2002. – С. 45-47, 50-52, 59-66. 6. Пехов А. П. Биология: медицинская биология, генетика и паразитология/ А.П. Пехов. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. – 656 с.
В) Задания для учебно-исследовательской работы студентов: Задание 1. Изучение правил решения генетических задач по теме занятия. Познакомьтесь с примерами решения типовых задач, основанных на использовании правил интерпретации результатов ДНК-диагностики. Задача 1. В гене одного из ферментов поджелудочной железы, включающего 242 пары нуклеотидов, произошла мутация – замена 43-й пары нуклеотидов. В результате возник новый сайт рестрикции для рестриктазы R. Определите генотипы людей (1, 2, 3) по приведенным результатам рестрикционного анализа.
242 - 242 - 199 - 199 - 43 - 43 -
1 2 3 Решение: 1. В результате произошедшей мутации и возникновения нового сайта рестрикции отрезок ДНК, длиной 242 пары нуклеотидов, соответствующий нормальному аллелю гена фермента, разрезается рестриктазой R на 2 фрагмента длиной 199 и 43 пары нуклеотидов. 2. Известно, что скорость отрезков ДНК, а, следовательно, и расстояние, которое они проходят в электрофоретическом геле, зависит от длины этих отрезков: чем меньше длина, тем больше скорость и расстояние. 3. Анализ результатов: при отсутствии мутации на электрофореграмме должен присутствовать только один фрагмент ДНК длиной 242, что соответствует нормальной гомозиготе (образец 2); у мутантной гомозиготы оба аллеля разрезаются и образуются фрагменты длиной 199 и 43, что выявляется электрофореграммой (образец 3); у гетерозиготы, имеющего один нормальный аллель (длиной 242) и один мутантный, который разрезается на два фрагмента (длины 199 и 43), электрофореграмма выявляет все три фрагмента (образец 1). Ответ: Генотипы обследованных пациентов следующие: образец 1 – гетерозигота. образец 2 – нормальный гомозигота. образец 3 – мутантный гомозигота. Задание 2: Самостоятельное решение генетических задач по молекулярно-генетической диагностике(составлено на основе: Задачи по современной генетике: Учеб. пособие / Под ред. М.М. Асланяна. – М.: КДУ, 2005. – 224 с.). Решите следующие задачи самостоятельно: Задача 2.1. Муковисцидоз является тяжелым аутосомно-рецессивным заболеванием. Мутация связана с делецией в гене трех нуклеотидов. Нормальный аллель имеет длину 253 пары нуклеотидов. Проанализируйте приведенные электрофореграммы и установите генотипы обследуемых:
253 - 253 - 250 - 250 -
1 2 3 Задача 2.2. Ген содержит 2 экзона длиной 300 и 250 нуклеотидных пар. Мутантный аллель сопровождается возникновением в более длинном экзоне нового сайта рестрикции в районе 180 пары нуклеотидов, узнаваемого рестриктазой R. Определите генотипы пациентов по приведенному результату амплификации и рестрикционного анализа экзонов:
300 - 300 -
250 - 250 - 250 - 180 - 180 - 120 - 120 -
1 2 3 Задача 2.3. Нормальный аллель гена имеет длину 260 нуклеотидных пар. В результате замены пары нуклеотидов в 60–м положении исчез сайт рестрикции для узнавания рестриктазой R. Определите генотипы пациентов по приведенным результатам рестрикционного анализа:
260 - 260 - 200 - 200 -
60 - 60 -
1 2 3 Задача 2.4. В Y-хромосоме человека на участке, гомологичном Х-хромосоме, всегда имеется вставка мобильного элемента AluYa протяженностью 329 п. н. Проведена амплификация фрагмента гомологичных участков Х и Y-хромосом. Определите процент мужчин в изученной группе людей (дорожки 1-9) на основе электрофореграммы продуктов ПЦР-амплификации участка генома, затронутого инсерцией AluYa. Цифрами справа обозначены длины фрагментов ДНК в п. н.
X Y X Y
→
участок
Задача 2.5. В Х-хромосоме человека на участке, гомологичном Y-хромосоме, всегда имеется вставка мобильного элемента AluXa протяженностью 322 п. н. Проведена амплификация фрагмента гомологичных участков Х и Y-хромосом. Ниже представлена электрофореграмма продуктов ПЦР-амплификации участка генома, затронутого инсерцией AluXa. Определите, какие дорожки соответствуют образцам ДНК женщин. Цифрами справа обозначены длины фрагментов ДНК в п. н.
Y Х Y Х
→
участок
Задача 2.6. Представлена электрофореграмма, полученная при окрашивании серебром 4%-го денатурирующего полиакриламидного геля, на который нанесены пробы с продуктами ПЦР-амплификации трех тетрануклеотидных микросателлитных локусов (CSF1PO, TPOX и THO1), применяемых для идентификации личности, в образцах ДНК матери (М), ребенка (Р) и трех предполагаемых отцов (О1, О2 и О3). У каждого человека имеется строго определенное, индивидуальное количество повторов каждого микросателлитного локуса. L-маркер, который состоит из амплифицированных фрагментов изучаемого локуса с различным количеством повторов. Цифрами справа обозначено количество повторов. Определите генотипы и установите, какой из предполагаемых отцов может быть исключен на основании этого анализа.
Задача 2.7. Представлена электрофореграмма, полученная при окрашивании серебром 4%-го денатурирующего полиакриламидного геля, на который нанесены пробы с продуктами ПЦР-амплификации трех тетрануклеотидных микросателлитных локусов (D16S539, D7S820 и D13S317), применяемых для идентификации личности, в образцах ДНК матери (М), двух ее детей (Р1 и Р2) и двух предполагаемых отцов (О1 и О2). L-маркер, который состоит из амплифицированных фрагментов изучаемого локуса с различным количеством повторов. Цифрами справа обозначено количество повторов. Определите генотипы и установите, какой из предполагаемых отцов может быть исключен на основании этого анализа.
Г) Практические навыки, которыми должен овладеть студент по теме занятия: 1) Решение генетических задач с использованием таблиц генетического кода. 2) Использование правил интерпретации результатов ДНК-диагностики (по электрофореграммам).
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|