Информация

8: Генетика и цитогенетика человека - Биология

8: Генетика и цитогенетика человека - Биология



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

8: Генетика и цитогенетика человека

Цитогенетика в штате Кеннесо

Департамент молекулярной и клеточной биологии (MCB) и Департамент экологии, эволюции и биологии организма (EEOB) предлагают программу B.S. по программе биологии. В рамках B.S. В рамках программы «Биология» мы предлагаем обучение цитогенетическим технологиям. В Программа обучения цитогенетике имеет национальную аккредитацию Национальное агентство по аккредитации клинических лабораторных наук (NAACLS) и это единственный курс бакалавриата по клинической цитогенетике на юго-востоке США. Наша миссия состоит в том, чтобы набирать и обучать студентов бакалавриата, которые являются сильными кандидатами на должности технолога в клинических и исследовательских лабораториях цитогенетики на Юго-Востоке, особенно в Северной Джорджии, и выпускать высокомотивированных, независимых и квалифицированных специалистов, которые будут оказывать услуги обществу.

Цели

  1. Предлагайте отличную профессиональную подготовку для работы на различных должностях в цитогенетической лаборатории, от диагностики до фундаментальных исследований. Эта подготовка включает интенсивное обучение теоретическим знаниям в области генетики и молекулярной биологии. Тренинг также направлен на интеграцию теоретических знаний и лабораторной практики, а также на развитие высоких стандартов профессионализма и этики.
  2. Построить тесные и взаимовыгодные отношения с цитогенетическими лабораториями на Юго-Востоке посредством научного сотрудничества в области обучения студентов и молекулярных цитогенетических исследований.

Учебный план

Студенты, проходящие курс цитогенетики, выполняют основные требования учебной программы Попечительского совета университетской системы Джорджии. К ним относятся курсы гуманитарных наук, социальных наук, искусств, математики, химии, физики и биологии. Курсы младшего и старшего уровня включают биологию, химию и физику. Обязательными курсами высшего уровня, специфичными для курса цитогенетики, являются медицинская генетика, подготовка и анализ хромосом и практика цитогенетики (клиническая стажировка). Настоятельно рекомендуется молекулярная генетика и микробиология.

Клинический опыт

23-недельная стажировка в дочерней клинической лаборатории обеспечивает необходимый клинический опыт. В дополнение к обширному обучению рутинным методам цитогенетической диагностики студенты получат практическое обучение новейшим диагностическим технологиям в молекулярной цитогенетике, включая сравнительную геномную гибридизацию массива (aCGH) и секвенирование следующего поколения (NGS).

Сертификация ASCP

Выпускник программы будет иметь право сдать сертификационный экзамен ASCP по специальности цитогенетика.

Критерии приема на программу обучения цитогенетике

  • Должен быть в настоящее время зачислен на программу получения степени биологии
  • Или у человека может быть B.S. степень в области биологии или смежных областях и предварительная курсовая работа
  • Минимальный совокупный средний балл 2,5
  • Минимальный средний балл по математике и естествознанию - 2,5.
  • Личная встреча с директором академической программы
  • Отправьте одно или несколько рекомендательных писем от инструкторов или руководителей студентов.
  • Рекомендация директора академической программы

Особые требования для перехода на цитогенетическую практику (стажировку)

  • Старший статус
  • Оценка «B» или выше по результатам подготовки и анализа хромосом.
  • Оценка «C» или выше от Medical Genetics
  • График стажировки согласовывайте с директором лично
  • Утверждение директора академической программы

Стажировка зависит от наличия места в одной из клинических лабораторий. Задание производится в порядке очереди.


Вступление

1.3.1 Несколько CG-CNV

CG-CNVs всегда присутствуют вместе с MG-CNVs [Girirajan et al., 2011]. Кроме того, два или более CG-CNV могут регулярно обнаруживаться при хромосомном анализе (раздел 1.2). Интересно, что «недавно было замечено, что более одного (субмикроскопического) CNV (более 500 т.п.н.) могут вносить вклад в серьезную задержку развития и часто ответственны за фенотипическую изменчивость, связанную с геномными нарушениями »[Girirajan et al., 2011]. Этот феномен называется моделью «двух ударов» [Girirajan et al., 2010] и еще не был протестирован на пациентах с множественными CG-CNV или с CG-CNV и MG-CNV и синдромом или заболеванием.


От цитогенетики к цитогеномике: полногеномное секвенирование в качестве теста первой линии всесторонне охватывает разнообразный спектр вызывающих заболевания генетических вариаций, лежащих в основе умственной отсталости

Фон: Поскольку различные типы генетических вариантов, от однонуклеотидных вариантов (SNV) до крупных хромосомных перестроек, лежат в основе умственной отсталости, мы оценили использование полногеномного секвенирования (WGS), а не анализа хромосомных микрочипов (CMA) в качестве генетической диагностики первой линии. тестовое задание.

Методы: Мы проанализировали три когорты с коротким WGS: (i) ретроспективную когорту с подтвержденными вариантами числа копий (CNV) (когорта 1, n = 68), (ii) индивидуумы, отнесенные к моногенным мультигенным панелям (когорта 2, n = 156), и (iii) 100 предполагаемых, последовательных случаев, направленных в наш центр для CMA (когорта 3). Разработанные биоинформатические инструменты включают FindSV, SVDB, Rhocall, Rhoviz и vcf2cytosure.

Полученные результаты: Во-первых, мы проверили наш конвейер вызова структурных вариантов (SV) в когорте 1, состоящий из трех трисомий и 79 делеций и дупликаций со средним размером 850 kb (минимум 500 bp, max 155 Mb). Были обнаружены все варианты. Во-вторых, мы использовали тот же конвейер в когорте 2 и проанализировали с помощью моногенных панелей WGS, увеличив диагностический результат до 8%. Затем когорта 3 была проанализирована как CMA, так и WGS. Данные WGS были обработаны для больших (> 10 т.п.н.) SV в масштабе всего генома и для экзонных SV и SNV в панели из 887 генов, связанных с умственной отсталостью, а также генов, соответствующих фенотипам онтологии человеческого фенотипа (HPO), специфичным для пациента. Это дало всего 25 патогенных вариантов (SNV или SV), 12 из которых также были обнаружены с помощью CMA. Мы также применили обнаружение расширения коротких тандемных повторов (STR) и обнаружили одно патологическое расширение в ATXN7. Наконец, случай синдрома Прадера-Вилли с монородительской дисомией (UPD) был подтвержден в данных WGS. Важная позиционная информация была получена во всех когортах. Примечательно, что в 7% проанализированных случаев были обнаружены сложные структурные варианты, например кольцевая хромосома и две дупликации, которые оказались инсерционной транслокацией и частью скрытой несбалансированной транслокации, соответственно.

Заключение: Общий диагностический показатель 27% был более чем удвоен по сравнению с клиническим микрочипом (12%). Используя WGS, мы с высокой точностью обнаружили широкий спектр КА. Поскольку данные WGS также позволяют анализировать SNV, UPD и STR, они представляют собой мощный комплексный генетический тест в условиях клинико-диагностической лаборатории.

Ключевые слова: Вариация количества копий Умственная отсталость Моногенное заболевание Повторное распространение Вариант с одним нуклеотидом Структурная вариация Однородительская дисомия Полное геномное секвенирование.


8: Генетика и цитогенетика человека - Биология

Генетика человека представляет оригинальные и актуальные статьи по всем аспектам генетики человека. Охват включает структуру и организацию гена, экспрессию генов, обнаружение мутаций, анализ связей, анализ и генетическое картирование, физическое картирование, цитогенетику и цитогеномику, структуру и организацию генома, биоинформатику, генную терапию и редактирование генов, исследования ассоциаций болезней молекулярную диагностику, генетическую эпидемиологию, эволюционную генетику, генетику развития, генетику, взаимосвязь генотип-фенотип, фармакогенетику и - геномика молекулярная генетика онкогенеза генетика сложных заболеваний и эпистатических взаимодействий этические, правовые и социальные вопросы.

  • Генетика человека это трансформирующий журнал (TJ). Когда статья принята к публикации, авторы могут выбрать публикацию с использованием любого традиционного способа публикации. илинемедленное золото Открытый доступ (Финансирование доступно! См .: https://www.springer.com/journal/439/open-access-publishing)
  • Плата за публикацию не взимается, за исключением специальных услуг (открытый доступ, бумажные оттиски, электронные оттиски, плакаты и т. Д.)
  • Цветное искусство бесплатно для печати и публикации в Интернете.
  • 95% авторов, ответивших на опрос, сообщили, что они обязательно опубликуют или, возможно, снова опубликуют в журнале.

8: Генетика и цитогенетика человека - Биология

Цитогенетическое тестирование - это исследование хромосом для определения хромосомных аномалий, таких как анеуплоидия и структурные аномалии. Нормальная клетка человека содержит 23 пары хромосом, включая 22 пары аутосом и пару половых хромосом (XX или XY). Анеуплоидия предполагает наличие одной или нескольких дополнительных хромосом (например, 47 XX +21, 48 XXXY) или отсутствие хромосом (например, 45 XO). Наиболее частыми анеуплоидиями являются синдром Дауна (трисомия 21), синдром Эдварда (трисомия 18), синдром Тернера (моносомия X) и т. Д.

Типы структурных аномалий следующие [1]:

  • Дублирование: часть хромосомы повторяется
  • Делеция: часть хромосомы отсутствует
  • Транслокация: происходит обмен материалом между двумя разными хромосомами (этот обмен может быть сбалансированным или несбалансированным)
  • Инверсия: часть хромосомы инвертирована внутри хромосомы.
  • Вставка: добавление материала из другой хромосомы.

Цитогенетическое тестирование может проводиться в различных ситуациях, включая злокачественные новообразования твердых органов, гематологические злокачественные новообразования, врожденные заболевания. Это может быть выполнено пренатально после биохимического скрининга или ультразвукового исследования с отклонениями от нормы. Он также & # 160 используется & # 160 для родителей с множественными выкидышами или значительными результатами анализа родословной. Постнатально цитогенетическое тестирование играет роль в различении пациентов с мозаицизмом, умственной отсталостью, аутизмом или задержкой развития.

Цитогенетический анализ также может использоваться для диагностики злокачественных новообразований, определения подходящей терапии для прогностической стратификации. В этом обзоре объясняются типы хромосомного анализа, такие как кариотипирование, флуоресцентная гибридизация in situ (FISH) и анализ хромосомных микрочипов (CMA).

Сбор образцов

Методы сбора образцов включают цитологическое исследование тонкоигольной аспирации, отбор и центрифугирование жидкости, а также отбор образцов тканей. Цитогенетический тест может быть проведен для диагностики плода уже на 10 неделе гестации на основе анализа проб ворсинок хориона (CVS) & # 160 с использованием клеток трофобласта или культивированных мезенхимальных клеток. Анализируя клетки, культивируемые из околоплодных вод, можно исключить ложный мозаицизм, обнаруженный при взятии проб ворсинок хориона. Амниоцентез можно проводить с 15 по 18 неделю беременности. Для этого культивированный образец должен расти в течение одной-двух недель.

Другой тест, который может быть выполнен, - это исследование лимфоцитов плода путем взятия пробы из пупочной вены примерно на 19-й неделе беременности. Фибробласты являются предпочтительным материалом для получения из кожи аборта. После рождения можно провести оценку фибробластов или лимфоцитов периферической крови. Для анализа хромосомных микрочипов (CMA) геномная ДНК может быть получена из периферической крови, фибробластов кожи или амниоцентеза. [2]

При остром лейкозе обычно берут образцы костного мозга для стандартного кариотипа и FISH-тестирования. Своевременный сбор образца костного мозга для цитогенетического тестирования при диагностике острого лейкоза имеет важное значение для адекватной прогностической оценки и выбора лечения. При солидных опухолях и лимфопролиферативных заболеваниях FISH обычно выполняется с использованием гистопатологических образцов, а также влияет на прогноз и выбор лечения.

Процедуры

Кариотипирование - один из наиболее предпочтительных методов выявления структурных и числовых аномалий. Делеции, дупликации, сбалансированные или несбалансированные транслокации, вставки и инверсии являются примерами структурных аномалий. Общие наследственные аномалии включают трисомии хромосом 13, 16, 18 или 21, а также моносомию, триплоидию или тетраплоидию Х-хромосомы. Используя метод G-бэндинга, анализ 20 клеток с метафазным состоянием является предпочтительным методом для кариотипирования. Если есть подозрение на & # 160мозаицизм & # 160, необходимо проанализировать & # 16030 до 50 метафаз. [3]

Флуоресцентная гибридизация in situ (FISH) обнаруживает хромосомные аномалии, нацеленные на определенные генетические последовательности, с использованием зондов с флуоресцентным красителем, который прикрепляется к комплементарной ДНК. Его можно проводить на стадии интерфазы, но он не анализирует полный набор хромосом, а только последовательности, на которые нацелены используемые зонды. Следовательно, перед выбором конкретных датчиков необходимо провести всесторонний анализ случая с адекватной дифференциальной диагностикой. Исследования FISH могут обнаруживать инверсии, вставки, транслокации, микроделеции и микродупликации. [3] [4] & # 160 Примером & # 160FISH-анализа является обнаружение inv (16) (p13q22), включающего ген слияния & # 160CBFB-MYH11, при остром миелоидном лейкозе (ОМЛ). [4]

Хромосомный микроматричный анализ (CMA) - это относительно новый метод диагностики пациентов с отсутствием явного синдромального фенотипа. Диагностика когнитивных нарушений, задержки развития или аутизма у подозреваемых пациентов увеличивается на 20% при использовании CMA, особенно в случаях подозрения на мозаицизм. [5] [2] & # 160 Сравнительная геномная гибридизация на основе микрочипов (aCGH) и однонуклеотидный полиморфизм ( SNP) являются подтипами CMA. Подобно FISH, олигонуклеотидные зонды, прикрепленные к флуоресцентным красителям, используются для мечения геномной ДНК посредством гибридизации. [2]

Показания

Цитогенетическое тестирование - важный диагностический инструмент в фетальной и генетической медицине, онкологии и гематологии.

Основными показаниями к кариотипированию и исследованиям FISH при неопластических заболеваниях являются [4]:

  • Диагностика и классификация лейкозов
  • Оценка прогноза
  • Оценка соответствующих схем лечения
  • Оценка ответа на лечение путем поиска удаления клеток, несущих аномальный генотип.

Основными показаниями к цитогенетическим исследованиям при врожденных генетических заболеваниях являются:

  • Отклонения от нормы при УЗИ
  • Аномальные результаты биохимии
  • Рецидивирующие выкидыши
  • Пожилой возраст матери, особенно> 35 лет
  • История семьи
  • Аномальные результаты неинвазивных пренатальных тестов (NIPTS)
  • Множественные нерелевантные врожденные аномалии

Аномальные биохимические результаты в материнской сыворотке могут включать: снижение уровня альфа-фетопротеина (AFP), что может указывать на трисомию 21, снижение неконъюгированного эстриола (UE3), повышение уровня хорионического гонадотропина человека (ХГЧ) и аномальные уровни ингибина-A также связаны с синдромом Дауна. [6] & # 160 Кроме того, при трисомии 18 АФП, ХГЧ и UE3 имеют тенденцию к снижению & # 160 [7] & # 160

Хотя большинство результатов ультразвукового исследования недостаточны для подтверждения диагноза, укорочение бедра и утолщение воротной складки кожи могут вызвать подозрение на трисомию 21. [8] [2] & # 160 Многие исследования показывают, что риск трисомии 21, трисомия 18 и трисомия 13 увеличивается с возрастом матери. [9] [10] & # 160 Принимая во внимание биохимические тесты, результаты ультразвукового скрининга и возраст матери, можно провести пренатальное цитогенетическое тестирование. [11] Родословная, в которой есть особь с хромосомной аномалией, может также иметь некоторых других особей со сбалансированными транслокациями. В этих случаях родители должны пройти обследование, так как в эмбрионе может произойти несбалансированная перестройка [12] & # 160. Большинство таких беременностей прерываются в течение первого триместра. Более двух случаев прерывания беременности должны предупредить врача о возможности сбалансированной транслокации у одного из родителей. [13] & # 160 Хромосомные исследования позволят диагностировать любую возможную несбалансированную транслокацию. Более того, трисомия рецидивирует примерно в 1% последующих беременностей у пар, у которых была диагностирована трисомия во время предыдущей беременности. В этих случаях может помочь хромосомный анализ [14].

Неинвазивное пренатальное тестирование / скрининг (NIPTS) - это относительно новый метод, который обнаруживает хромосомные аномалии с использованием циркулирующей внеклеточной ДНК плода, присутствующей в плазме матери. [15] & # 160 21 связан с соответствующими синдромами. Более того, это может служить методом выявления синдромов микроделеции путем обнаружения аномального количества копий. [7]

Возможный диагноз

Как упоминалось выше, хромосомный анализ можно использовать для диагностики различных анеуплоидий, таких как моносомия X, трисомии, триплоидия (3n / 69) и тетраплоидия (4n / 92). Эти тесты предпочтительны для диагностики сбалансированных и несбалансированных транслокаций, повторяющихся микроделеций, таких как делеция 22q11.2 (синдром ДиДжорджи), делеция 15q11.2q13.1 (Прадера-Вилли / Ангельмана) или микроделеция 5p15.3 (синдром кри-дю-чат). ). В частности, CMA может использоваться для диагностики этиологии задержки развития у пациентов без известной причины. Также полезно проанализировать расстройство аутистического спектра или умственную отсталость. [16]

Транслокация между длинными плечами хромосом 9 и 22 t (922) (q34q11) была первой демонстрацией того, что рак может быть результатом генетической аномалии. Эта аберрация была названа филадельфийской хромосомой. [4] [17] & # 160 Она является ключевой для диагностики хронического миелоидного лейкоза (ХМЛ), а также может возникать при остром лимфобластном лейкозе (ОЛЛ) и остром миелоидном лейкозе (ОМЛ). Эта транслокация приводит к образованию слитого белка BCR-ABL с конститутивной тирозинкиназной активностью. [4]

Другие значительные аномалии включают транслокацию (1517) при остром промиелоцитарном лейкозе (APL). Эта подгруппа AML хорошо реагирует на полностью транс-ретиноевую кислоту (третиноин), что подчеркивает роль цитогенетического тестирования в выборе подходящего лечения. Кроме того, характерные транслокации в лимфомах включают t (814) в лимфоме Беркитта, t (1418) в фолликулярной лимфоме, t (1114) в лимфоме из клеток мантии. Транслокация (1221) при ОЛЛ у детей и инверсия (16) при ОМЛ являются примерами аберраций, дающих благоприятный прогноз, тогда как инверсия (3) и сложный кариотип, определяемый как 3 или более одновременных хромосомных аномалии, являются примерами неблагоприятного прогноза при ОМЛ.

Нормальные и критические результаты

Каждая клетка человека содержит 22 пары аутосом и пару половых хромосом (женская: XX, мужская: XY). При кариотипировании аутосомы сортируются по размеру. Важнейшие результаты обычного кариотипирования выявляют анеуплоидии, которые включают наличие одной или нескольких дополнительных хромосом или отсутствие хромосом, а также структурные аномалии, такие как транслокация, делеция, дупликация, инверсия, вставка. Эти данные помогают диагностировать врожденные заболевания, специфические синдромы, а также злокачественные новообразования солидных органов и гематологические заболевания.

Мешающие факторы

Оценка предтестовой вероятности любого потенциального диагноза имеет первостепенное значение, чтобы дать возможность разумного использования цитогенетического тестирования и избежать подхода «дробового тестирования», особенно с учетом дорогостоящего характера этих тестов. Отсутствие соответствующего дифференциального диагноза или фиксации на конкретном диагнозе может привести к неправильному тестированию или смещению подтверждения при получении результатов тестирования.

Для обычного кариотипирования потребность в клетках на стадии метафазы требует деления клеток в культивируемом образце. Отсутствие адекватного препарата или типы клеток, которые не склонны к росту in vitro без определенных средств, могут препятствовать адекватному тестированию. Учет этих ошибок позволяет эффективно использовать цитогенетический анализ и в полной мере реализовать преимущества такого тестирования.

Осложнения

Риски, связанные с взятием проб ворсинок хориона, особенно высоки до 10 недель беременности. В то время как процент осложнений при взятии проб ворсинок хориона составляет примерно 1%, при амниоцентезе частота ниже (0,5%). Взятие пробы ворсинок хориона позволяет пациенту задуматься о прерывании беременности раньше [2] [18]. Амниоцентез связан с разрывом амниотического мешка, утечкой околоплодных вод и хориоамнионитом & # 160.

Безопасность пациентов и образование

Пациенты должны быть осведомлены о небольшой вероятности ложноположительных результатов во время цитогенетических анализов. Они также должны быть проинформированы о соответствующих сроках, мерах предосторожности и любых рисках, связанных с процессом отбора проб & # 160 & # 160

Клиническое значение

Цитогенетическое тестирование дает нам возможность улучшить лечение врожденных заболеваний, злокачественных новообразований крови и солидных опухолей. Родителей можно проконсультировать об ожиданиях в отношении определенного врожденного заболевания, проанализировать риски для плода и матери и даже принять решение о продолжении беременности. Без ранней цитогенетической диагностики риски, связанные с прерыванием беременности, выше. Надлежащая помощь ребенку с врожденным заболеванием может включать «обследование на сердечные дефекты, оценку слуха и зрения, а также специализированное обучение», которое может быть недостаточно предложено без своевременного диагноза.

Правильный диагноз, прогностическая оценка и улучшенные терапевтические возможности - часто требуют соответствующего цитогенетического тестирования при острых лейкозах и других формах рака. Более широкая доступность диагностических инструментов является ключом к улучшению лечения рака и выживаемости.


ПОЛИМЕРАЗНАЯ ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ

Большая часть современной молекулярной цитогенетики зависит от внедрения полимеразной цепной реакции (ПЦР) в 1988 году. 59 ПЦР использует фермент Taq-полимеразу для амплификации ДНК между последовательностями праймеров. Этот метод применяется к тестированию на мутации, картированию генов и почти ко всем аспектам анализа ДНК и секвенирования. Используя случайные праймеры ДНК, можно амплифицировать практически любой образец ДНК любого вида. ПЦР широко используется в современных методах судебно-медицинской дактилоскопии ДНК и, например, в производстве и маркировке зондов окраски хромосом из хромосомно-специфической ДНК, которые в 1992 году были впервые использованы в методах многоцветной флуоресценции in situ для анализа кариотипа. 60 Хромосомно-специфическая ДНК получается с помощью ПЦР из хромосом, отсортированных в двойном лазерном проточном цитометре, или путем ПЦР-амплификации микродиссектированных хромосом. Межвидовая картина реципрокной хромосомы имеет важное применение в изучении эволюции кариотипа млекопитающих. 61 Хромосомно-специфические краски стали полезными дарвиновскими маркерами при отслеживании линий происхождения, в таксономических исследованиях и в изучении эволюционных механизмов. В настоящее время моя лаборатория использует хромосомную ДНК и методы картирования генов для исследования эволюции механизмов определения пола у позвоночных. 62 Из этих сравнительных исследований нам предстоит многое узнать о генетике человека.


Предоставление диагностических возможностей, доступа к новейшим тестам, консультированию, образованию и управлению

Члены команды Института генетики человека Харви обладают опытом в области репродуктивной, клинической, педиатрической, взрослой, онкологической и лабораторной генетики. Персонал включает трех врачей, сертифицированных по своей основной специальности и генетике, а также трех сертифицированных генетических консультантов. Зарегистрированные специалисты по диагностической ультразвуковой сонографии имеют единообразную сертификацию в своей области. Опытные сотрудники офиса могут помочь в планировании встреч, ответах на страховые вопросы и при сборе записей до визитов. Персонал также делает генетическое образование доступным не только пациентам, семьям и специалистам в области здравоохранения, но и всему сообществу, как медицинскому, так и географическому.

Все сотрудники Института с докторской степенью аккредитованы по своим специальностям и под-специальностям Американскими советами по медицинской генетике, акушерству и гинекологии и / или педиатрии. Консультанты-генетики аккредитованы Американским советом генетического консультирования.


СОДЕРЖАНИЕ

Наследование черт для людей основано на модели наследования Грегора Менделя. Мендель пришел к выводу, что наследование зависит от дискретных единиц наследования, называемых факторами или генами. [1]

Аутосомно-доминантное наследование Править

Аутосомные признаки связаны с одним геном на аутосоме (неполовая хромосома) - они называются «доминантными», потому что одной копии, унаследованной от любого из родителей, достаточно, чтобы вызвать появление этого признака. Это часто означает, что у одного из родителей должна быть такая же черта, если только она не возникла из-за маловероятной новой мутации. Примерами аутосомно-доминантных признаков и нарушений являются болезнь Хантингтона и ахондроплазия.

Аутосомно-рецессивное наследование Править

Аутосомно-рецессивные признаки - это один из вариантов наследования признака, заболевания или расстройства, который передается через семьи. Для отображения рецессивного признака или заболевания необходимо представить две копии признака или расстройства. Признак или ген будет находиться на неполовой хромосоме. Поскольку для отображения признака требуется две копии признака, многие люди могут неосознанно быть носителями болезни. С эволюционной точки зрения рецессивное заболевание или признак могут оставаться скрытыми в течение нескольких поколений, прежде чем проявить фенотип. Примеры аутосомно-рецессивных заболеваний - альбинизм, муковисцидоз.

X-сцепленное и Y-сцепленное наследование Править

Х-сцепленные гены находятся на Х-хромосоме пола. Х-сцепленные гены, как и аутосомные гены, имеют как доминантные, так и рецессивные типы. Рецессивные Х-сцепленные расстройства редко встречаются у женщин и обычно поражают только мужчин. Это связано с тем, что самцы наследуют свою Х-хромосому, и все гены, сцепленные с Х-хромосомой, будут унаследованы от матери. Отцы передают только свою Y-хромосому своим сыновьям, поэтому никакие X-сцепленные черты не передаются от отца к сыну. Мужчины не могут быть носителями рецессивных X-сцепленных признаков, поскольку у них есть только одна X-хромосома, поэтому любой X-сцепленный признак, унаследованный от матери, будет обнаружен.

Женщины проявляют Х-сцепленные расстройства, когда они гомозиготны по расстройству, и становятся носителями, когда они гетерозиготны. Х-сцепленное доминантное наследование будет демонстрировать тот же фенотип, что и гетерозигота и гомозигота. Так же, как и при наследовании, сцепленном с Х-хромосомой, не будет наследования от мужчины к мужчине, что делает его отличимым от аутосомных признаков. Одним из примеров X-сцепленного признака является синдром Коффина – Лоури, который вызывается мутацией в гене рибосомного белка. Эта мутация приводит к скелетным, черепно-лицевым аномалиям, умственной отсталости и низкому росту.

Х-хромосомы у женщин подвергаются процессу, известному как Х-инактивация. Инактивация X - это когда одна из двух X-хромосом у женщин почти полностью инактивирована. Важно, чтобы этот процесс происходил, иначе женщина вырабатывала бы вдвое больше нормальных белков Х-хромосомы. Механизм инактивации X будет происходить на эмбриональной стадии. Для людей с такими расстройствами, как трисомия X, где в генотипе есть три X-хромосомы, X-инактивация инактивирует все X-хромосомы до тех пор, пока не будет активна только одна X-хромосома. Мужчины с синдромом Клайнфельтера, у которых есть дополнительная Х-хромосома, также будут подвергаться инактивации Х, чтобы иметь только одну полностью активную Х-хромосому.

Y-сцепленное наследование происходит, когда ген, признак или заболевание передаются через Y-хромосому. Поскольку Y-хромосомы можно найти только у мужчин, признаки, сцепленные с Y, передаются только от отца к сыну. Фактор, определяющий семенник, расположенный на Y-хромосоме, определяет мужской пол человека. Помимо мужского пола, унаследованного в Y-хромосоме, других признаков Y-сцепления не обнаружено.

Анализ родословных Править

Родословная - это диаграмма, показывающая родственные связи и передачу генетических черт в течение нескольких поколений в семье. Квадратные символы почти всегда используются для обозначения мужчин, а круги - для женщин. Родословные используются для выявления множества различных генетических заболеваний. Родословная также может быть использована для определения шансов родителя произвести на свет потомство с определенным признаком.

С помощью анализа родословной карты можно выделить четыре различных признака: аутосомно-доминантный, аутосомно-рецессивный, x-связанный или y-связанный. Частичная пенетрантность может быть показана и рассчитана на основе родословных. Пенетрантность - это выраженная в процентах частота, с которой люди данного генотипа проявляют по крайней мере некоторую степень специфического мутантного фенотипа, связанного с признаком.

Инбридинг, или спаривание между близкородственными организмами, можно четко увидеть на родословных картах. Породные карты королевских семей часто имеют высокую степень инбридинга, потому что для королевской семьи было принято и предпочтительнее выходить замуж за другого члена королевской семьи. Консультанты-генетики обычно используют родословные, чтобы помочь парам определить, смогут ли родители произвести на свет здоровых детей.

Кариотип Править

Кариотип - очень полезный инструмент цитогенетики. Кариотип - это изображение всех хромосом на стадии метафазы, расположенных в соответствии с длиной и положением центромеры. Кариотип также может быть полезен в клинической генетике из-за его способности диагностировать генетические нарушения. При нормальном кариотипе анеуплоидию можно обнаружить, четко наблюдая за отсутствующими или лишними хромосомами. [1]

Гимза-бэндинг, g-бэндинг кариотипа можно использовать для обнаружения делеций, вставок, дупликаций, инверсий и транслокаций. G-полосы окрашивают хромосомы светлыми и темными полосами, уникальными для каждой хромосомы. FISH, флуоресцентная гибридизация in situ, может использоваться для наблюдения делеций, вставок и транслокаций. FISH использует флуоресцентные зонды для связывания с определенными последовательностями хромосом, которые заставляют хромосомы флуоресцировать уникальный цвет. [1]

Геномика - это область генетики, занимающаяся структурными и функциональными исследованиями генома. [1] Геном - это вся ДНК, содержащаяся в организме или клетке, включая ядерную и митохондриальную ДНК. Геном человека - это совокупность генов человека, содержащихся в хромосоме человека, состоящая из более чем трех миллиардов нуклеотидов. [2] В апреле 2003 года в рамках проекта «Геном человека» удалось секвенировать всю ДНК в геноме человека и обнаружить, что геном человека состоит из примерно 20 000 генов, кодирующих белок.

Медицинская генетика это отрасль медицины, которая включает в себя диагностику и лечение наследственных заболеваний. Медицинская генетика - это применение генетики в медицине. Он перекрывает генетику человека, например, исследования причин и наследования генетических нарушений будут рассматриваться как в рамках генетики человека, так и в рамках медицинской генетики, в то время как диагностика, лечение и консультирование людей с генетическими нарушениями будут считаться частью медицинской генетики.

Популяционная генетика - это раздел эволюционной биологии, ответственный за исследование процессов, вызывающих изменения частот аллелей и генотипов в популяциях, основанных на менделевском наследовании. [3] На частоты могут влиять четыре различных фактора: естественный отбор, мутация, поток генов (миграция) и дрейф генов. Популяцию можно определить как группу скрещивающихся особей и их потомков. С точки зрения генетики человека, популяции будут состоять только из человеческого вида. Принцип Харди – Вайнберга - широко используемый принцип для определения частот аллелей и генотипов.

Помимо ядерной ДНК, у человека (как и почти у всех эукариот) есть митохондриальная ДНК. Митохондрии, «электростанции» клетки, имеют собственную ДНК. Митохондрии передаются по наследству от матери, и их ДНК часто используется для отслеживания материнских линий происхождения (см. Митохондриальную Еву). Митохондриальная ДНК имеет длину всего 16 килобайт и кодирует 62 гена.

Гены и пол Править

В Система определения пола XY is the sex-determination system found in humans, most other mammals, some insects (Дрозофила), and some plants (Ginkgo). In this system, the sex of an individual is determined by a pair of половые хромосомы (gonosomes). Females have two of the same kind of sex chromosome (XX), and are called the homogametic sex. Males have two distinct sex chromosomes (XY), and are called the heterogametic sex.

X-linked traits Edit

Sex linkage is the phenotypic expression of an allele related to the chromosomal sex of the individual. This mode of inheritance is in contrast to the inheritance of traits on autosomal chromosomes, where both sexes have the same probability of inheritance. Since humans have many more genes on the X than the Y, there are many more X-linked traits than Y-linked traits. However, females carry two or more copies of the X chromosome, resulting in a potentially toxic dose of X-linked genes. [4]

To correct this imbalance, mammalian females have evolved a unique mechanism of dosage compensation. In particular, by way of the process called X-chromosome inactivation (XCI), female mammals transcriptionally silence one of their two Xs in a complex and highly coordinated manner. [4]


Учебный план

  • HGEN 601: Basic Human Genetics I (4)
  • HGEN 602: Basic Human Genetics II (4)
  • PREV 620: Biostatistics (3)
  • HGEN 608: Human Genetics Seminar (1)
  • At least two of the following seven courses:
    • GPLS 712/ HGEN 701: Human Cytogenetics (2)
    • 722/ HGEN 720: Genetics and Metabolism (2)
    • GPLS 711/ PREV 711/ HGEN 711: Genetic Epidemiology (3)
    • GPLS 731/ GEN 731: Clinical Genetics II (2)
    • PREV 780/Molecular Epidemiology (3)
    • GPLS 716: Bioinformatics (4)
    • GPLS 601/602/603: Mechanisms in Biomedical Science (8)

    Students may take additional courses during their training in their specific areas of interest.


    8: Human Genetics and Cytogenetics - Biology

    Updated August 4, 2017

    The American Board of Medical Genetics and Genomics (ABMGG) certifies individuals in various specialty areas of medical genetics and genomics. Medical genetics and genomics encompasses the application of genetics and genomics to medical care and as such is recognized by the American Board of Medical Specialties (ABMS) [www.abms.org] as one of the primary medical specialty certification boards.

    The field of medical genetics and genomics is comprised of several different specialties. Of these, ABMGG currently offers certification in five specialties and two subspecialties, as outlined below. To be eligible for certification by the ABMGG, an individual must complete all training requirements, meet the specified criteria in the area of desired certification and provide the required supporting documentation.

    Specialties in Medical Genetics and Genomics

    Clinical Genetics and Genomics

    A clinical geneticist is a physician who holds a U.S. or Canadian earned M.D. or D.O. degree, or equivalent*, who has trained a minimum of one year in an ACGME-accredited residency (that includes 12 months of direct patient care), and then has completed an ACGME-accredited residency in medical genetics and genomics. This can be done in a two-year categorical residency or in one of the 4-year combined residency training programs (combined programs with Medical Genetics and Genomics are offered with Pediatrics, Internal Medicine, Maternal Fetal Medicine, or Reproductive Endocrinology & Infertility). A clinical geneticist demonstrates competence to provide comprehensive genetic diagnostic, management, therapeutic, and counseling services.

    These requirements imply that the individual possesses:

    • broad knowledge in medical genetics and genomics, including an understanding of heterogeneity, variability, and natural history of genetic disorders
    • diagnostic and therapeutic skills in a wide range of genetic disorders
    • the ability to elicit and interpret individual and family histories
    • the ability to integrate clinical and genetic and genomic information and understand the uses, limitations, interpretation, and significance of specialized laboratory and clinical procedures
    • the expertise in genetic and mathematical principles to perform risk assessment
    • the skills in interviewing and counseling techniques required to: (1) elicit from the patient or family the information necessary to reach an appropriate conclusion (2) anticipate areas of difficulty and conflict (3) help families and individuals recognize and cope with their emotional and psychological needs (4) recognize situations requiring psychiatric referral and (5) transmit pertinent information in a way that is comprehensible to the individual or family and
    • knowledge of available health care resources (community, regional, and national) required for appropriate referral or support.

    Clinical Biochemical Genetics

    A diplomate certified in clinical biochemical genetics is an individual with a U.S. or Canadian earned doctoral degree (M.D., D.O., Ph.D.), or equivalent*, who can direct and interpret biochemical analyses relevant to the diagnosis and management of human genetic diseases, and who acts as a consultant regarding laboratory diagnosis of a broad range of biochemical genetic disorders.

    These requirements imply that the individual possesses:

    • the ability to supervise and direct the operations of a clinical biochemical genetics diagnostic laboratory, including technical expertise and knowledge in quality control and quality assessment procedures and adherence to regulatory requirements (e.g., CLIA, CAP)
    • broad knowledge of (1) basic biochemistry and genetics, (2) the application of biochemical techniques to the diagnosis and management of genetic diseases, and (3) the etiology, pathogenesis, clinical manifestations, and management of human inherited biochemical disorders
    • an understanding of the heterogeneity, variability, and natural history of biochemical genetic disorders
    • diagnostic and interpretive skills in a wide range of biochemical genetic problems and
    • the ability to communicate biochemical laboratory results in the capacity of consultant to medical genetics professionals and other clinicians, and directly to patients in concert with other professional staff.

    Laboratory Genetics and Genomics (check out the Laboratory Genetics and Genomics FAQs)
    A diplomate certified in Laboratory Genetics and Genomics is an individual with a U.S. or Canadian earned doctoral degree (M.D., D.O., Ph.D.), or equivalent*, who can direct and interpret both clinical cytogenetic and molecular genetic analyses relevant to the diagnosis and management of human genetic disease. These individuals act as consultants in laboratory diagnoses for a broad range of molecular and chromosomal-based disorders, including both inherited and acquired conditions.
    These requirements imply that the individual must possess:

    • the ability to supervise and direct the operations of a clinical molecular genetics or clinical cytogenetics diagnostic laboratory, including requisite technical expertise, understanding of quality control and quality assessment procedures and adherence to regulatory requirements (e.g., CLIA, CAP)
    • an understanding of the etiology, heterogeneity, variability, natural history and clinical management of disorders with a cytogenetic or molecular basis
    • an understanding of basic molecular biology, chromosome biology and genomic mechanisms of disease
    • the ability to select and apply the most appropriate current and evolving technologies, including karyotype, FISH, microarrays and next-generation DNA sequencing methodologies, to diagnose human disease.
    • the ability to guide the development and validation of appropriate assays used in the evaluation of disorders with a chromosomal or molecular basis
    • the ability to interpret a broad range of genetic diagnostic tests, including methodologies that assess for chromosomal aneuploidies, structural chromosome rearrangements, genomic copy number variants (CNVs), single nucleotide variants (SNVs), structural changes within single genes, and absence or loss of heterozygosity (AOH/LOH)
    • the ability to analyze various tissue types such as: tumors, cell free DNA, bone marrow, fibroblasts, and saliva.
    • the ability to integrate clinical data (e.g., family history, physical examination, results of any diagnostic testing) into an individualized interpretation of laboratory results
    • strong communication skills that facilitate discussion of laboratory results with referring providers, and that allow a team approach to guiding further testing and clinical management
    • the ability to communicate cytogenetic and molecular genetic laboratory results directly to patients, when necessary, and in conjunction with others members of the clinical team.

    Clinical Cytogenetics and Genomics
    *After July 1, 2017, no new trainees may begin training solely in Clinical Cytogenetics & Genomics or Clinical Molecular Genetics & Genomics. These specialties are now merged into Laboratory Genetics and Genomics.
    A diplomate certified in Clinical Cytogenetics and Genomics is an individual with a U.S. or Canadian earned doctoral degree (M.D., D.O., Ph.D.), or equivalent, who can correctly perform and interpret cytogenetic analyses relevant to the diagnosis and management of human genetic diseases, and who acts as a consultant regarding laboratory diagnosis for a broad range of cytogenetic disorders, including inherited and acquired conditions.

    These requirements imply that the individual possesses:

    • the ability to supervise and direct the operations of a clinical cytogenetic diagnostic laboratory, including technical expertise and knowledge in quality control and quality assessment procedures
    • broad knowledge in human cytogenetics, including prenatal and postnatal cytogenetic diagnosis, infertility, recurrent pregnancy loss, and of various cancers
    • an understanding of the heterogeneity, variability, and natural history of cytogenetic disorders the analyses of various tissue types to diagnose and manage suspected or known diseases such as leukemias, lymphomas, and various solid tumors
    • diagnostic and interpretive skills in a wide range of cytogenetic and molecular cytogenetic and CGH microarray problems and
    • the ability to communicate cytogenetic laboratory results in the capacity of consultant to medical genetics professionals and other clinicians, and directly to patients in concert with other professional staff.

    Clinical Molecular Genetics and Genomics
    *After July 1, 2017, no new trainees may begin training solely in Clinical Cytogenetics & Genomics or Clinical Molecular Genetics & Genomics. These specialties are now merged into Laboratory Genetics and Genomics
    A diplomate certified in Clinical Molecular Genetics and Genomics is an individual with a U.S. or Canadian earned doctoral degree (M.D., D.O., Ph.D.), or equivalent*, who can correctly perform and interpret molecular analyses relevant to the diagnosis and management of human genetic diseases, and who can act as a consultant regarding laboratory diagnosis of a broad range of molecular genetic disorders.

    These requirements imply that the individual possesses:

    • the ability to supervise and direct the operations of a clinical molecular genetics diagnostic laboratory, including technical experience and knowledge in quality control and quality assessment procedures
    • the ability to perform a variety of molecular diagnostic assays
    • an understanding of the heterogeneity, variability, and natural history of molecular genetic disorders
    • a broad knowledge of evolving technology including CGH microarray and next generation DNA sequencing, and their application to genomic medicine, (1) basic molecular biology and genetics, (2) the application of molecular genetic
      techniques to the diagnosis of genetic diseases, and (3) the etiology, pathogenesis, clinical manifestations, and management of human genetic disorders
    • diagnostic and interpretive skills in a wide range of clinical molecular genetics problems and
    • the ability to communicate molecular diagnostic laboratory results in the capacity of a consultant to medical genetics professionals and other clinicians, and directly to patients in concert with other professional staff.

    SUBSPECIALTIES OF GENETICS

    Medical Biochemical Genetics encompasses the evaluation, prevention, treatment, and discovery of diseases due to genetic defects in human biochemical processes. This area of genetics is recognized as a subspecialty by the American Board of Medical Specialties (ABMS) [www.abms.org]. Residency training programs in this subspecialty are accredited by the Accreditation Council of Graduate Medical Education (ACGME) [www.acgme.org], are one year in duration, and are available only to licensed physicians who are board-certified by the ABMGG as clinical geneticists. This subspecialty is also available as a two-year training program for licensed physicians certified by other appropriate ABMS member boards. Training in medical biochemical genetics focuses on the diagnosis and treatment of patients with metabolic disorders. Training does not include those skills and knowledge necessary to direct a clinical laboratory. A medical biochemical geneticist deals with the evaluation and treatment of patients with biochemical genetic disorders, defined as inborn errors of metabolism at any age of onset.

    Molecular Genetic Pathology focuses on diagnosing and confirming diagnoses of Mendelian genetic disorders, diseases of human development, infectious diseases, and malignancies, as well as assessing the natural history of those disorders. Molecular Genetic Pathology is recognized as a subspecialty by the American Board of Medical Specialties (ABMS) [www.abms.org]. Residency training programs in this subspecialty are accredited by the Accreditation Council of Graduate Medical Education (ACGME) [www.acgme.org], are one year in duration, and available only to licensed clinical geneticists who are board certified by ABMGG or diplomates of the American Board of Pathology. These training programs instruct molecular genetic pathologists in the principles, theory, and technologies of molecular biology and molecular genetics. Upon graduation, molecular genetic pathologists can provide information about gene structure, function, and alteration, as well as apply laboratory techniques for diagnosis, treatment, and prognosis for individuals with related disorders.

    *NOTE TO GRADUATES OF NON-U.S., PUERTO RICO, OR CANADIAN ACADEMIC OR MEDICAL PROGRAMS:

    • Individuals with a doctoral degree earned outside of the U.S., Canada or Puerto Rico are strongly urged to have their international credentials reviewed by the ABMGG Credentials Committee for equivalency of their doctoral degree prior to entering medical genetics and genomics training in an ABMGG-accredited fellowship or ACGME-accredited clinical genetics and genomics residency program. For more information, review the Foreign Medical Graduates Credentials Review page.

    ABMGG 6120 Executive Blvd. Rockville, MD 20852 Contact ABMGG Terms & Conditions


    Смотреть видео: GENETICA UMANA: CROMOSOMI E DNA (August 2022).