Ответы
вид (лат. species) — основная структурная единица биологической систематики живых организмов (животных, растений имикроорганизмов)[1]; таксономическая, систематическая единица, группа особей с общими , и поведенческими признаками, способная к взаимному скрещиванию, в ряду поколений плодовитое потомство, закономерно распространённая в пределах определённого ареала и сходно изменяющаяся под влиянием факторов внешней среды.
по состоянию на 2011 год число описанных видов живых организмов составляло примерно 1,7 млн[2] (см. раздел «статистика»). общее число видов, существующих на земле, оценивается по-разному: называется цифра 8,7 млн[3][4], в том числе цветковые растения — около 400 тысяч видов[5] (сейчас описано примерно 300 тысяч); другие учёные считают, что одних лишь видов грибов на нашей планете существует более 5 миллионов видов (при том, что сейчас описано всего лишь около 100 тысяч)[5]. число вымерших видов, по некоторым оценкам, составляет около 500 миллионов[6].
вид (лат. species) — основная структурная единица биологической систематики живых организмов (животных, растений имикроорганизмов)[1]; таксономическая, систематическая единица, группа особей с общими , и поведенческими признаками, способная к взаимному скрещиванию, в ряду поколений плодовитое потомство, закономерно распространённая в пределах определённого ареала и сходно изменяющаяся под влиянием факторов внешней среды.
Планируя ребенка, многие родители задумываются, какое генетическое «наследство» он получит. Не передадутся ли ему заболевания или генетические аномалии по отцовской или материнской линии и правда ли, что по наследству передается даже темперамент? Что должно насторожить будущих мам и пап, узнала автор «Дэйли Бэби» Юлия Маркова.
Утверждение 1: генетические аномалии передаются всем детям пары
Неправда. Шанс родить здорового ребенка есть даже у пары, у которой на свет уже появлялись дети с генетическими заболеваниями. Но в этом случае без консультации генетика не обойтись. Врач рассчитает риски и на основе разных видов диагностики даст будущим родителям наиболее точный прогноз.
Утверждение 2: если один или оба родителя имеют в анамнезе генетические заболевания, то и ребенок родится больным
Неправда. Генетическую мутацию несут в себе не все гены родителей. Поэтому ребенку могут достаться, как здоровые, так и неполноценные гены. И хотя риски все же велики, есть шанс зачать и здорового малыша. Консультация врача-генетика здесь также необходима.
Утверждение 3: онкологические заболевания передаются по наследству
Правда. В развитии рака у отдельного человека, конечно, есть такой фактор риска, как семейный анамнез. Однако полностью «винить» наследственность в предрасположенности к онкологическим заболеваниям неверно. Существует и множество внешних факторов, провоцирующих возникновение злокачественных опухолей.
Кроме того, большую роль играет и вид заболевания. Если вид рака совпадет с обеих сторон родственников, то риски повышаются, но это все равно не значит, что заболевание обязательно проявится.
Утверждение 4: интеллект ребенок наследует от матери
Правда. Но лишь отчасти. Дело в том, что гены, которые «отвечают за ум», связаны с X-хромосомой. У женщины их две, а у мужчины только одна. Поэтому и вероятность того, что интеллект ребенок наследует от матери, выше.
Утверждение 5: ребенок наследует от родителей темперамент, привычки и предпочтения
Правда. Привычки, предпочтения и даже темперамент связаны с белками в организме, за которые отвечает определенный набор генов. Конечно, генетическую закладку характера изменить нельзя, но применяя различные меры воспитания, приобщая ребенка к семейным традициям и нормам в конкретном обществе, родители меняют и его поведенческие черты.
Утверждение 6: у темноволосых и родителей с темными глазами не могут быть светлоглазые дети-блондины
Неправда. Если с обеих сторон у темноволосых родителей были родственники со светлыми волосами и светлыми глазами, то есть вероятность, что у такой пары родится светловолосый ребенок. А все потому, что в какой-то момент, как мозаика, могут сложиться два гена, отвечающие за светлый цвет волос и глаз.
Утверждение 7: если у одного из родителей есть особенности внешности (большая родинка на теле, искривленный палец на ноге), то они будут и у ребенка
Неправда. За особенности внешности у человека отмечает слишком большое количество генов, а потому шанс, что набор этих же генов «выпадет» ребенку, ничтожно мал.
Утверждение 8: ребенок, рожденный у родителей разных национальностей, наследует болезни и аномалии от каждого из них
Неправда. Напротив, с генетической точки зрения, ребенок, рожденный у родителей разной национальности, более здоров. У людей разных наций наборы генов отличаются сильнее, чем у представителей одной нации, а значит, меньше риск того, что генетические аномалии мужчины и женщины проявятся в их ребенке.
Утверждение 9: по внешности пары можно оценить риск генетических заболеваний у их будущих детей
Неправда. Незаметные глазу обывателя изменения во внешности человека могут подсказать врачу точный диагноз. Например, сколиоз (искривление позвоночника), который тоже «передается по наследству», может «выдать себя» неправильным прикусом. Но неправильный прикус может быть и у вполне здорового человека. Поэтому по внешним признакам доктор никак не может судить о предрасположенности к генетическим заболеваниям.
Утверждение 10: дети, появившиеся на свет в результате ЭКО, генетически неполноценные
Неправда. Здоровье детей, родившихся в результате ЭКО, неоднократно проверялось в ходе медицинских исследований. Специалисты выяснили, что действительно, у детей после ЭКО врожденные аномалии встречаются чаще, чем у зачатых естественным способом. Однако виноват в этом не сам способ, а генетические аномалии у родителей. Ведь на ЭКО решаются пары, у которых не получается зачать ребенка естественным способом (например, из-за возраста, нарушений в хромосомном составе одного из супругов, ведущих к самопроизвольным выкидышам т.д.). В целом же, с точки зрения генетики, ЭКО не производится каким-то принципиально отличным от природных механизмов зачатия способом.
Планируя ребенка, многие родители задумываются, какое генетическое «наследство» он получит. Не передадутся ли ему заболевания или генетические аномалии по отцовской или материнской линии и правда ли, что по наследству передается даже темперамент? Что должно насторожить будущих мам и пап, узнала автор «Дэйли Бэби» Юлия Маркова.
Контрольная работа по теме: ГЕНЕТИКА И СЕЛЕКЦИЯ
А Выберите одно правильное утверждение из 4 предложенных.
1. Основные закономерности наследственности и изменчивости были впервые установлены:
А. Т. Морганом. Б. Г. Менделеевым. В. . Г.
2. Грегор Мендель при изучении наследственности использовал метод:
А. генеалогический. Б. цитогенетический.
В. Гибридологический. Г. Биохимический.
3. совокупность всех наследственных задатков клетки или организма – это:
А. генотип. Б. фенотип. В. Генофонд. Г. Кариотип.
4. сцепленными генами называют гены, наследующиеся:
А. независимо друг от друга. Б. в свободных комбинациях.
В. Совместно друг с другом. Г. Каждый ген наследуется вместе со всеми генотипом.
5. Взаимоисключающие состояния признака определяются генами:
А. доминантными. Б. аллельными. В. Рецессивными. Г. Альтернативными.
6. Взаимодействие неаллельных генов, при котором в потомстве проявляется новое состояние признака:
А. эпистаз. Б. комплементарность. В. Полимерия. Г. Плейотропия.
7. Множественное действие генов:
А. эпистаз. Б. комплементарность. В. Полимерия. Г. Плейотропия.
8. Метод изучения генетики человека, ранее относившийся к евгенике:
В. Генеалогический. Г. Близнецовый.
9. Комплекс генов, передаваемых потомству при размножении:
А. генотип. Б. фенотип. В. Генофонд. Г. Кариотип.
10. условия успешного применения гибридологического метода:
А. использование для скрещивания чистых линий организмов,
Б. индивидуальный анализ потомства каждого скрещивания,
В. Статистическая обработка полученных результатов.
Г. Все перечисленные условия.
11. метод, применяющийся для изучения явления сцепленного наследования признаков и определения расстояния между соответствующими генами:
А. цитогенетический. Б. близнецовый.
В. Молекулярно-биологический. Г. Гибридологический.
12. каждая гамета несет по одному гену из каждой аллельной пары генов – это формулировка закона:
А. доминирования. Б. чистоты гамет.
В. Расщепления. Г. Сцепленного наследования.
13. женская гетерогаметность имеет место у:
А. дрозофилы. Б. человека. В. Вороны. Г. Кошки.
14. наследование групп крови у человека относят к :
А. плейотропии. Б. кодоминированию.
В. Дигибридному скрещиванию. Г. Комплементарности.
15. признаки, степень выраженности которых плавно варьирует в определенных границах:
А. качественные. Б. количественные.
В. Полуколичественные. Г. Неопределенные.
16. гены, обладающие множественным действием, не кодируют:
А. ключевые белки-ферменты. Б. мембранные белки-рецепторы.
17. признак, наследуемый сцеплено с полом:
А. острота зрения. Б. свертываемость крови.
В. Форма волос. Г. Число пальцев.
18. биологический мутогенез осуществляется при помощи:
А. простейших. Б. одноклеточных грибов.
В. Одноклеточных водорослей. Г. Вирусов.
19. модификационная изменчивость связана с изменением:
А. генотипа. Б. генофонда. В. Фенотипа. Г. Генома.
20. мутации, приводящие к изменчивость связана с изменением:
А. генные. Б. геномные. В. Хромосомные. Г. Соматические.
21. цитогенетический метод генетики человека основан на изучении:
А. родословных. Б. особенностей обмена веществ.
В. Морфологии хромосом. Г. Свойств гибридов.
22. резко повышает вероятность генетических отклонений в потомстве:
А. резус-фактор. Б. близкородственный брак.
В. множественный аллелизм. Г. Сидячий образ жизни.
23. альбинизм у млекопитающих и человека – это пример изменчивости:
А. модификационный. Б. мутационный.
В. Цитоплазматический. Г. Комбинативной.
Б. выберите три правильных утверждения
1. для корректного применения гибридологического метода необходимо, чтобы:
А. родительские особи были чистыми линиями (гомозиготными).
Б. родительские особи могли быть как одного, так и разных видов.
В. Осуществляется анализ потомков от каждой родительской пары в каждом поколении.
Г. Анализ потомков проводился в первых двух поколениях, потом может не проводиться.
Д. анализ потомков проводился статистическими методами.
Е. проводился биохимический анализ потомства.
2. закон независимого наследования признаков соблюдается при условиях:
А. один ген отвечает за один признак.
Б. один ген отвечает за несколько признаков.
В. Гибриды первого поколения должны быть гомозиготными.
Г. Гибриды первого поколения должны быть гетерозиготными.
Д. изучаемые гены должны располагаться в разных парах гомологичных хромосом.
Е. изучаемые гены могут располагаться в одной паре гомологичных хромосом.
3. признаки, характеризующие генотип:
А. совокупность генов организма. Б. совокупность внешних признаков
В. Совокупность внутренних признаков. Г. Совокупность хромосом.
Д. совокупность половых клеток. Е. весь наследственный материал клетки.
4. основные характеристики ненаследственной изменчивости:
А. генотипическая. Б. фенотипическая. В. Индивидуальный характер.
Г. Групповой характер. Д. зависимость от условий среды. Е. сохраняется в потомстве.
5. Признаки, характеризующие доминантные мутации:
А. в гетерозиготном состоянии не проявляются.
Б. проявляются в первом поколении гибридов.
В. Могут снижать жизнеспособность организма только в гомозиготном состоянии.
Г. Проявляются как в гомо — так и в гетерозиготном состоянии.
Д. формируют скрытый резерв наследственной изменчивости.
Е. будучи летальными, в гетерозиготном состоянии вызывают гибель организма.
В. Подберите соответствия.
1. гомозиготные и гетерозиготные организмы.
А. гомозиготные_____________ Б. гетерозиготные ______________
1. организмы, в генотипе которых в гомологичных хромосомах находятся аллельные гены, кодирующие различные состояния признака.
2. организмы, в генотипе которых в гомологичных хромосомах находятся аллельные гены, кодирующие одинаковое состояние признака,
3. образуют два сорта гамет по данному гену. 4. образуют один сорт гамет по данному гену. 5. при скрещивании этих организмов в потомстве происходит расщепление признаков. 6. при скрещивании этих организмов в потомстве не наблюдается расщепления по данному признаку.
2. сцепленные и несцепленные признаки (гены).
А. Сцепленные ______________ Б. несцепленные ______________________
1. окраска и характер поверхности семян гороха.
2. окраска тела и степень развития крыльев у дрозофилы
3. окраска волос и цвет глаз у человека.
4. Цветовая и ночная слепота у человека
5. гемофилия и дальтонизм у человека.
6. близорукость и цвет глаз у человека.
3. Реализация в генотипе генных мутаций.
А. Рецессивные _____________________ Б. Доминантные _______________
1. только в гомозиготном состоянии. 2. Как в гомо — так и в гетерозиготном
3. при отсутствии угнетающего влияния (ингибирования) неаллельных. (эпистатических) генов (генов-ингибиторов).
4. гомогаметный и гетерогаметный пол у различных групп многоклеточных животных организмов.
А. мужской пол гетерогаметен ____________
Б. женский пол гомогаметен _____________
1. Зяблик. 2. Собака. 3. Человек. 4. Дрозофила. 5. Колибри. 6. Синица.
5. Характеристика соматических и генеративных мутаций.
А. Соматические мутации ____________ Б. Генеративные мутации ________
1. не наследуются. 2. Возникают в гаметах. 3. Возникают в клетках тела.
4. наследуются. 5. Имеют эволюционное значение. 6. Не имеют эволюционного значения.
А Выберите одно правильное утверждение из 4 предложенных.
1. Хромосомную теорию наследственности разработал:
А. Т. Морган. Б. Г. Мендель. В. . Г. .
2. генная теория наследственность была разработана:
А. Т. Морганом. Б. Г. Менделем. В. . Г.
3. у Моргана основным объектом изучения закономерностей наследования признаков были:
А. растения гороха. Б. мухи дрозофилы. В. Плесневые грибы. Г. Растения ястребинки волосистой.
4. ген – это часть молекулы:
А. белка. Б. ДНК. В. РНК. Г. АТФ.
5. Ген, проявляющийся в фенотипе первого гибридного поколения.
А. сцепленный. Б. рецессивный. В. Мутационный. Г. Доминантный.
6. При скрещивании двух гетерозиготных особей, различающихся по двум и более парам признаков, гены (и соответствующие им признаки) наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях – это формулировка закона:
А. чистоты гамет. Б. независимого наследования.
В. Доминирования. Г. Расщепления.
7. Фенотип – это совокупность:
А. генов организма. Б. генов данной популяции или вида.
В. Внешних и внутренних признаков организма.
Г. Внешних и внутренних признаков популяции или вида.
8. независимыми генами называют гены, наследующиеся:
А. сцепленно. Б. отдельно друг от друга.
В. Группой в хромосоме. Г. Группой в генотипе.
9. анализирующим называют скрещивание:
А. двух гетерозигот. Б. доминантный гомозиготы и гетерозиготы.
В. рецессивной гомозиготы и гетерозиготы. Г. Двух рецессивных гомозигот.
10. гены, определяющие развитие альтернативных состояний признака:
А. доминантные. Б. аллельные. В. Рецессивные. Г. Мутантные.
11. подавление аллелями одного гена проявления аллелей другого гена:
А. комплементарность. Б. эпистаз. В. Полимерия. Г. Плейотропия.
12. женская гетерогаметность имеет место у:
А. дрозофилы. Б. шимпанзе. В. Воробья. Г. Собаки.
13. пол, образующий гаметы, различающиеся по половой хромосоме:
А. гомогаметный. Б. гетерозиготный. В. Гомозиготный. Г. Гетерогаметный.
14. явление, при котором множество мутантных вариантов гена обуславливают множество вариантов проявления соответствующего признака:
А. наследование по материнской линии. Б. неполное доминирование.
В. Неполное сцепление генов. Г. Множественный аллелизм.
15. механизм, лежащий в основе неполного сцепления генов:
А. независимое расхождение гомологичных хромосом в мейозе.
Б. случайная комбинация негомологичных хромосом.
В. Кроссинговер. Г. Комплементарность.
16. раздел биологической науки, являющейся теоретической базой селекции:
А. цитология. Б. экология. В. Эмбриология. Г. Генетика.
17. отсутствие пигмента в покровах у птиц, земноводных, рептилий и млекопитающих – одно из доказательств закона:
А. чистоты гамет. Б. сцепленного наследования генов. В. Гомологичных рядов наследственной. Г. Доминирования.
18. Основной подход к преодолению бесплодия межвидовых гибридов – использование:
А. полиплоидных форм. Б. вегетативное размножение. В. Индуцированного партеногенеза. Г. Клонирования.
19. Изменения, происходящие с организмом под влиянием факторов внешней и внутренней среды, — это проявление:
А. мутационной изменчивости, Б. модификационной изменчивости.
В. Цитоплазматической изменчивости. Г. Комбинативной изменчивости.
20. Пределы, в которых возможны изменения признаков особи:
А. количественный признак. Б. качественный признак.
В. Модификации. Г. Норма реакции.
А. доминантны. Б. рецессивны. В. Летальны. Г. Гетерогаметны.
22. Различия в размерах листьев одного дерева – это пример изменчивости:
А. генотипической. Б. модификационной.
В. Мутационной. Г. Комбинативной.
А. происходящие в гене. Б. изменяющие внутреннюю структуру хромосом.
В. Изменяющие число хромосом. Г. Изменяющие генотип соматических клеток.
Б. выберите три правильных утверждения
1. Классическая генетика создана трудами ученых:
А. Г. Менделя. Б. . В. .
Г. Т. Моргана. Д. А. Вейсмана. Е. А. Уоллеса
2. Признаки, характеризующие фенотип:
А. совокупность генов организма. Б. совокупность внешних признаков организма. В. Совокупность внутренних качеств организма.
Г. Наличие генетического материала. Д. общее строение тела организма.
3. Взаимодействие неаллельных генов:
А. плейотропия. Б. комплементарность. В. Эпистаз. Г. Сцепленное наследование. Д. независимое наследование. Е. полимерия.
4. основные характеристики наследственной изменчивости:
А. генотипическая. Б. фенотипическая. В. Индивидуальный характер.
Г. Групповой характер. Д. зависит от условий среды. Е. сохраняется в потомстве.
5. признаки, характеризующие рецессивные мутации:
А. в гетерозиготном состоянии не проявляются.
Б. проявляются в первом поколении гибридов.
В. Могут снижать жизнеспособность организма только в гомозиготном состоянии.
Г. Проявляются как в гомозиготном так и в гетерозиготном состоянии.
Д. формируют скрытый резерв наследственной изменчивости.
Е. будучи летальными, в гетерозиготном состоянии вызывают гибель организма.
В. Подберите соответствия.
1. доминантные и рецессивные признаки у гороха.
А. доминантные _____________ Б. рецессивные _____________________
1. гладкие семена. 2. Морщинистые семена. 3. Зеленая окраска семян.
4. желтая окраска семян. 5. Белые цветки. 6. Окрашенные цветки.
2. Некоторые характеристики диплоидных организмов.
А. Гомозиготный ______________ Б. Гетерозиготный ___________________
1. в обеих Х-хромосомах находятся одинаковые аллели данного гена.
2. в гомологичных аутосомах находятся разные аллели данного гена.
3. в гомологичных аутосомах находятся одинаковые аллели данного гена.
4. в обеих Х-хромосомах находятся разные аллели данного гена.
3. Антимутационные барьеры.
А. ликвидирующие сами мутации __________________
Б. Предотвращающие их вредные последствия ________________________
1. диплоидность эукариотов. 2. Подавление рецессивного мутантного гена в гетерозиготном состоянии. 3. Вырожденность генетического кода. 4. Система молекулярного мониторинга ДНК. 5. Репарация «дефектов» ДНК.
6. Летальность большинства мутаций.
4. Распределите признаки по типам изменчивости.
А. Наследственная изменчивость____________________________
Б. Ненаследственная изменчивость ___________________________
6. разная форма рогов у коров одной породы.
5. Определите, какие из приведенных признаков относятся к мутациям, а какие к модификациям.
А. Мутации ________________ Б. Модификации ______________________
1. пределы изменчивости укладываются в норму реакции. 2. Происходят резкие, скачкообразные изменения а генотипе. 3. Происходят изменения под влиянием среды. 4. Изменяется степень выраженности качественных признаков. 5. Происходит изменение числа генов в хромосоме. 6. Проявляется в сходных условиях среды у генетически близких организмов, т. е. имеет групповой характер.
А. сцепленный. Б. рецессивный. В. Мутационный. Г. Доминантный.
Бесплодие существовало уже тысячи лет тому назад, и будет встречаться в будущем. О генетических причинах бесплодия, возможностях их диагностики и лечения рассказал «МедНовостям» ведущий научный сотрудник лаборатории генетики нарушений репродукции ФГБНУ «Медико-генетический научный центр», доктор медицинских наук Вячеслав Борисович Черных.
Вячеслав Борисович, каковы основные причины нарушения репродуктивной функции?
— Причин и факторов нарушений репродуктивной функции очень много. Это могут быть генетически обусловленные нарушения (различные хромосомные и генные мутации), негативные средовые факторы, а также их комбинация – многофакторная (мультифакториальная) патология. Многие случаи бесплодия и не вынашивания беременности обусловлены сочетанием различных генетических и негенетических (средовых) факторов. Но большинство тяжелых форм нарушения репродуктивной системы связано с генетическими факторами.
С развитием цивилизации и ухудшением экологии ухудшается и репродуктивное здоровье человека. Помимо генетических причин на фертильность (способность иметь собственное потомство) может влиять множество различных негенетических факторов: перенесенные инфекции, опухоли, травмы, операции, облучение, интоксикация, гормональные и аутоиммунные нарушения, курение, алкоголь, наркотики, стресс и психические расстройства, неправильный образ жизни, профессиональные вредности и другие.
Различные инфекции, в первую очередь передающиеся половым путем, способны приводить к снижению фертильности или бесплодию, порокам развития у плода и/или невынашиванию беременности. Осложнения от инфекции (например, орхит и орхоэпидидимит при паротите у мальчиков), а также от лечения лекарственными препаратами (антибиотиками, химиотерапия) у ребенка, и даже у плода во время его внутриутробного развития (при приеме лекарств матерью во время беременности), могут приводить к нарушению гаметогенеза и быть причиной проблем репродукции, с которыми он столкнется, уже став взрослым.
За последние десятилетия существенно изменились показатели качества семенной жидкости у мужчин, поэтому несколько раз были пересмотрены нормативы ее анализа — спермограммы. Если в середине прошлого века нормой считали концентрацию 100-60-40 миллионов сперматозоидов в одном миллилитре, в конце ХХ века – 20 миллионов, то теперь нижняя граница нормы «спустилась» до 15 миллионов в 1 миллилитре, при объеме не менее 1,5 мл и общем количестве не менее 39 млн. Подверглись пересмотру также показатели подвижности и морфологии сперматозоидов. Сейчас они составляют не менее 32% прогрессивно подвижных и не менее 4% нормальных сперматозоидов.
Но, как бы то ни было, бесплодие существовало и тысячи и миллионы лет тому назад, и будет встречаться в будущем. И регистрируют его не только в мире людей, но и у разных живых существ, в том числе бесплодие или невынашивание беременности может быть связано с генетическими нарушениями, блокирующими или снижающими способность деторождения.
Что это за нарушения?
Существует большое количество генетических нарушений репродукции, которые могут затрагивать разный уровень наследственного аппарата – генома (хромосомный, генный и эпигенетический). Они могут негативно влиять на различные стадии развития или функцию репродуктивной системы, этапы репродуктивного процесса.
Часть генетических нарушений связана с аномалиями формирования пола и пороками развития половых органов. Например, когда у девочки внутриутробно не формируются или не развиваются какие-то органы репродуктивной системы, она может родиться с недоразвитием или даже с отсутствием яичников или матки и маточных труб. У мальчика могут быть пороки, связанные с аномалиями мужских половых органов, например, недоразвитие одного или обеих яичек, придатков или семявыносящих протоков, крипторхизм, гипоспадия. В особенно тяжелых случаях возникают нарушения формирования пола, вплоть до того, что при рождении ребенка бывает даже невозможно определить его пол. В целом, пороки развития половой системы стоят на третьем месте среди всех врожденных аномалий – после пороков развития сердечно-сосудистой и нервной системы.
Другая группа генетических нарушений не сказывается на формировании половых органов, но ведет к задержке полового созревания и/или к нарушению гаметогенеза (процесса образования половых клеток), гормональной регуляции функционирования гипоталамо-гипофизарно-гонадной оси. Такое часто наблюдается при поражении головного мозга, при нарушении функции половых желез (гипогонадизме) или других органов эндокринной системы, и может приводить, в конечном итоге, к бесплодию. Хромосомные и генные мутации могут затрагивать только гаметогенез – полностью или частично нарушать продукцию достаточного количества и качества половых клеток, их способность участвовать в оплодотворении и развитии нормального эмбриона/плода.
Генетические нарушения часто являются и причиной или факторами невынашивания беременности. Вообще большинства потерь беременности происходят из-за вновь возникших хромосомные мутации, которые образуются в ходе деления незрелых половых клеток. Дело в том, что «тяжелые» хромосомные мутации (например, тетраплоидия, триплоидия, моносомии и большинство трисомии по аутосомам) несовместимы с продолжением развития эмбриона и плода, поэтому в таких ситуациях большинство зачатий не заканчиваются родами.
Сколько супружеских пар сталкивается с такой проблемой?
В целом с проблемой бесплодия сталкиваются 15-18% супружеских пар, и каждая седьмая (около 15%) из клинически зафиксированных беременностей заканчивается невынашиванием. Большинство беременностей самопроизвольно прерывается на самых ранних сроках. Зачастую это случается так рано, что женщина даже не знала, что у нее была беременность – это, так называемые, доклинические потери (незафиксированные беременности). Около двух третей всех беременностей теряются в первом триместре – на сроке до 12 недель. Для этого есть биологические основания: количество хромосомных мутаций в абортивном материале составляет порядка 50-60%, наиболее высоко при анэмбрионии. На первых днях — неделях этот процент еще выше – достигает 70%, а мозаицизм по набору хромосом встречается у 30-50% эмбрионов. С этим же связана не очень высокая эффективность (примерно 30-40%) наступления беременности в программах ЭКО/ICSIбез проведения предимплантационной генетической диагностики (ПГД).
Кто чаще является носителем «ущербного» гена – мужчина или женщина? И как понять, насколько генетически «совместимы» супруги?
— «Мужской» и «женский» факторы бесплодия встречаются примерно с одинаковой частотой. При этом у трети бесплодных супружеских пар имеются нарушения репродуктивной системы со стороны обоих супругов. Все они, конечно, очень разные. Некоторые генетические нарушения чаще встречаются у женщин, другие – чаще или преимущественно у мужчин. Встречаются и пары с выраженными или тяжелыми нарушениями репродуктивной системы одного из партнеров, а также снижением фертильности у обоих супругов, при этом у них снижена способность к зачатию и/или повышен риск вынашивания беременности. При смене партнеров (при встрече партнера с нормальным или высоким репродуктивным потенциалом) может наступать беременность. Соответственно, все это рождает досужие вымыслы по поводу «несовместимости супругов». Но как таковой генетической несовместимости у каких-либо супружеских пар нет. В природе существуют барьеры межвидового скрещивания – у разных видов присутствует разный набор хромосом. Но все люди относятся к одному виду – Homo sapiens.
Каким образом тогда пара может удостовериться, что она не бесплодна и, главное, может иметь здоровое потомство?
Заранее сказать точно, будут или не будут у данной супружеской пары проблемы деторождения, невозможно. Для этого необходимо проведение комплексного обследования. Да и после этого гарантировать успешность наступления беременности нельзя. Это обусловлено тем, что способность фертильности (иметь жизнеспособное потомство) очень сложный фенотипический признак.
Предполагается, что на репродуктивную систему человека, его способность иметь детей влияет, по крайней мере, каждый 10-ый ген – всего примерно 2-3 тысячи генов. Помимо мутаций в геноме человека присутствует большое количество (миллионы) вариантов ДНК (полиморфизмов), сочетание которых составляет основу генетической предрасположенности к тому или иному заболеванию. Сочетание различных генетических вариантов, влияющих на способность иметь потомство, просто огромно. Многие генетические причины бесплодия не имеют клинических проявлений со стороны репродуктивной системы. Многие генетически обусловленные нарушения репродуктивной системы клинически выглядят одинаково при совершенно разных причинах, в том числе при различных хромосомных и генных мутациях, многие так называемые, несиндромальные нарушения, не имеют специфичной клинической картины, по которой можно было бы предположить конкретный генетический эффект. Все это очень усложняет поиск генетических нарушений и диагностику наследственных болезней. К сожалению, существует огромная пропасть между знаниями генетики человека и практическим их использованием в медицине. Кроме того, в России значительный дефицит врачей-генетиков, цитогенетиков и других специалистов, квалифицированных в медицинской генетике.
Тем не менее, при многих наследственных заболеваниях и нарушениях репродукции, в том числе связанных с генетическими факторами, есть возможность иметь здоровых детей. Но, конечно, надо так планировать лечение и профилактику, чтобы минимизировать риски наследственных заболевания и пороков развития у потомства.
В идеале любая супружеская пара перед планированием беременности должна пройти комплексное, в том числе медико-генетическое обследование и консультирование. Врач-генетик изучит анамнез, родословную и, если будет необходимость, проведет специфические тесты для выявления генетических заболеваний/нарушений или их носительства. Проводится клиническое обследование, цитогенетическое исследование, анализ хромосом. По необходимости они дополняются более детальным молекулярно-генетическим или молекулярно-цитогенетическим исследованием, то есть исследованием генома на какие-то конкретные генные мутации или микроструктурные перестройки хромосом. При этом генетическая диагностика является поисковой, подтверждающей, но не может полностью исключить наличие генетического фактора. Она может быть направлена на поиск мутаций, и если ее нашли, то это большая удача. Но если мутаций не нашли, это не значит, что их нет.
Если так сложна уже сама диагностика генетических нарушений, то что тогда говорить о лечении?
— Сами по себе генетические изменения, действительно, скорректировать невозможно. По крайней мере, на сегодняшний день генная терапия разработана только для небольшого числа наследственных заболеваний, и эти заболевания преимущественно не связанны с репродуктивной системой. Но это не значит, что влияющие на репродукцию генетические заболевания не поддаются лечению. Дело в том, что лечение может быть разное. Если говорить об устранении причины заболевания, то пока это, действительно, невозможно. Но есть еще другой уровень лечения – борьба с механизмами развития заболевания. Например, при заболеваниях, связанных с нарушением продукции гонадотропных или половых гормонов, эффективна заместительная или стимулирующая выработку гормонов терапия. Но при дефекте рецептора к гормону (например, к мужским – андрогенам) лечение может быть неэффективно.
Многие проблемы деторождения могут быть успешно решены с помощью вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ), среди которых особое место занимают методы ЭКО – экстракорпорального оплодотворения. ЭКО дает шанс иметь собственное потомство многим супружеским парам с тяжелыми формами бесплодия и привычным невынашиванием, в том числе вызванными генетическими причинами.
С помощью методов вспомогательной репродукции стало возможным преодоление бесплодия, даже при таких тяжелых нарушениях фертильности у мужчин, как азооспермия, олигозооспермия и астено-/тератозооспермия тяжелой степени, при непроходимости или отсутствии маточных труб, выраженных нарушениях созревания яйцеклеток у женщин. В случае отсутствии или дефектности собственных гамет (зрелых половых клеток) можно добиться зачатия и родить ребенка при использовании донорских половых клеток, а при невозможности выносить – прибегнув в программе суррогатного материнства.
Дополнительные методы отбора половых клеток позволяют использовать для оплодотворения более качественные мужские половые клетки. А предимплантационная генетическая диагностика (ПГД) эмбрионов, которая направлена на выявление хромосомных и генных мутаций, помогает родить генетически здоровое потомство, не имеющее тех мутаций, которые несли родители.
Вспомогательные репродуктивные технологии могут помочь и парам с повышенным риском невынашивания, либо рождения ребенка с несбалансированным кариотипом и тяжелыми пороками развития. В таких случаях проводится процедура ЭКО с предимплантационной генетической диагностикой, при которой отбираются эмбрионы с нормальным набором хромосом, не имеющие мутаций. Появляются и новые методики вспомогательной репродукции. Например, для женщин с плохим качеством ооцитов (женских половых клеток в период их роста в яичнике) используется технология реконструкции ооцита, при которой используются донорские клетки, из которых удалены ядра. В эти клетки вставляются ядра реципиентов, после чего их оплодотворяют сперматозоидами мужа.
А есть ли «минусы» у вспомогательных репродуктивных технологий?
— Да, это может негативно сказаться на демографической картине в будущем. Среди пар, которые имеют проблемы с деторождением и идут на ЭКО, повышена частота генетических изменений, особенно связанных с нарушением репродуктивной системы. В том числе, таких, которые не диагностируются и могут передаваться будущим поколениям. А это значит, что будущие поколения будут все больше и больше нести груз генных мутаций и полиморфизмов, связанных с бесплодием и невынашиванием беременности. Для снижения вероятности этого необходимо повсеместное медико-генетическое обследование и консультирование супружеских пар с проблемами деторождения, в том числе перед проведением ЭКО, а также развитие и широкое использование дородовой (предимплантационной и пренатальной) диагностики.
Тем не менее, при многих наследственных заболеваниях и нарушениях репродукции, в том числе связанных с генетическими факторами, есть возможность иметь здоровых детей. Но, конечно, надо так планировать лечение и профилактику, чтобы минимизировать риски наследственных заболевания и пороков развития у потомства.
Эксперт
– Анастасия Владимировна, как гены могут помешать женщине стать матерью, а мужчине – отцом?
– Чтобы ответить на этот вопрос, немного расскажу об организации генетического материала. Хромосомы расположены в ядре клетки, они сложены из непрерывной ДНК. И вот эту ДНК мы условно делим на гены.
На данный момент наиболее изучены генетические причины мужского бесплодия на уровне генов. У мужчин есть на У-хромосоме фактор азооспермии AZF, который состоит из 3 регионов: a, b, c. Выпадение или отсутствие части или полностью региона сопровождается нарушением созревания и деления сперматозоидов.
У мужчин также может быть нарушен отток спермы по семявыносящим канальцам. Это происходит либо из-за повышенной вязкости спермы, либо в силу недоразвития семявыносящих протоков. Такое патологическое состояние мы видим у мужчин, больных наследственным заболеванием – муковисцидозом, а также у носителей мутации в гене CFTR, ответственном за развитие данного заболевания.
– Часто будущие родители не подозревают, что являются носителями серьезных наследственных заболеваний или даже имеют хромосомные мутации. В какой момент проблема «вылезает» наружу?
– Если рассматривать целые хромосомы, состоящие из большого количества генов, то и здесь можно обнаружить причины, приводящие к бесплодию или рождению больного ребенка.
Речь идет о носителях сбалансированных перестроек в своих хромосомах. Внешне это здоровые люди, без клинических проявлений. Однако когда встает вопрос о деторождении, в семье наступает неразвивающаяся беременность, возможно, потом еще одна. Ко мне приходят семьи с двумя и тремя потерями беременности в анамнезе. При исследовании хромосом обоих супругов – анализ кариотипа – обнаруживается сбалансированная перестройка. Например, транслокация – обмен генетическим материалом между двумя хромосомами. При сбалансированном типе перестройки не происходит потери генов, поэтому внешне перестройка никак себя не проявляет. Но у носителя повышен риск передачи своему ребенку хромосом с утратой участка гена или дупликацией, то есть в несбалансированном виде.
Некоторые перестройки чаще приводят к выкидышам на ранних сроках, другие – к рождению ребенка с хромосомной аномалией. Трисомия 21-й хромосомы, или синдром Дауна, в ряде случаев «передается» от родителей-носителей. Бессимптомное носительство мутаций есть и на уровне генов.
Тогда одна дефектная копия гена передастся ребенку от папы, а вторая — от мамы. В этой ситуации ребенок будет болен. Данный тип наследования называется аутосомно-рецессивный, риск для потомства в семье двух носителей составит 25%.
– Как человеку догадаться, что он является носителем опасных болезней, связанных с патологиями генов?
– Генетик при планировании беременности рекомендует пройти генетическое тестирование на скрининг носительства мутаций в генах. Семья может выбрать расширенное обследование, например, поиск частых мутаций в генах самых распространенных аутосомно-рецессивных заболеваний. Выделяют также этноспецифический скрининг – когда мы знаем, что в данной популяции высокая частота носительства по конкретным заболеваниям. Например, у армян распространено наследственное заболевание – средиземноморская лихорадка, или периодическая болезнь. Каждый десятый является носителем мутации в гене, ответственном за развитие заболевания.
– Какие болезни родственников – родителей, бабушек и дедушек – должны стать сигналом, что нужно пройти консультацию генетика, прежде чем самому планировать детей?
– Всего описано около 7 тысяч редких болезней, и с каждым днем их количество увеличивается.
– У моей мамы была СКВ – системная красная волчанка – серьезное и сложное аутоиммунное заболевание. Стоит ли мне беспокоиться и при планировании беременности сдавать специальные генетические анализы?
– Системная красная волчанка – многофакторное заболевание, то есть болезнь с наследственной предрасположенностью. Разовьется ли заболевание при жизни у человека, зависит от действия множества генов и наличия факторов внешней среды. Поэтому не имеет смысла сдавать генетические анализы.
– А если не знаешь, какое было здоровье у дальних родственников? Или, например, о твоем собственном отце ничего не известно, а о его родителях – и подавно.
– При отсутствии информации о здоровье ближайших родственников семья может пройти скрининг носительства мутаций, чтобы определить, какие мутации в «спящем» состоянии «достались» от родителей.
– Как составляется карта генетических рисков?
– Карта генетических рисков – это расширенная панель скрининга носительства мутаций в генах. Панели могут включать разное количество заболеваний. При составлении панели лаборатория руководствуется следующими критериями: высокая частота носительства в популяции, заболевания имеют четкие клинические проявления и оказывают пагубное влияние на качество жизни, требуют хирургического или медикаментозного вмешательства и прочие.
– Какие риски чаще всего обнаруживаются?
– Частота «обнаружения» зависит от частоты носительства мутаций. Наиболее распространены моногенные заболевания: спинальная амиотрофия, частота носительства в популяции, в среднем, 1:32 — 1:40, и муковисцидоз – 1:45.
– Если у супругов происходит конфликт на уровне хромосом и годами не наступает беременность, им можно как-то помочь? У них есть шанс стать родителями?
– Да, можно. В некоторых случаях у мужчин-носителей транслокаций выявляют выраженные изменения в показателях спермы. Естественным путем в такой ситуации беременность не наступит. Поэтому лечение бесплодия рекомендовано методом ЭКО с проведением ПГТ – преимплантационного генетического тестирования.
ПГТ необходимо для выявления у эмбриона несбалансированных перестроек и численных нарушений хромосом, которые может принести сперматозоид для оплодотворения.
– Как парам, планирующим беременность, узнать, что у них есть серьезные хромосомные мутации?
– Узнать о носительстве изменений, то есть перестроек, в своих хромосомах можно только путем исследования хромосом – кариотипирования. Для этого нужно всего лишь сдать анализ крови. Если же семья уже столкнулась с бесплодием, невынашиванием беременности, необходима консультация генетика. Задача врача – провести внешний осмотр супругов, собрать информацию об обследовании и лечении, составить родословную.
– В каких случаях назначают кариотипирование – микроскопическое исследование для выявления хромосомных аномалий?
– Кариотипирование, как тест первой линии, рекомендовано при: задержке полового развития, первичной или вторичной аменорее, ранней менопаузе, бесплодии неясной этиологии, невынашивании беременности, множественных пороках развития у плода, хромосомных аномалиях, выявленных при исследовании материла замершей беременности, хромосомной аномалии у ребенка, выраженном нарушении сперматогенеза, а также детям при задержке психо-речевого, моторного и физического развития, врожденных пороках развития, малых аномалиях развития, с неясным полом при рождении.
– Как проводится анализ эмбриона на наличие генных отклонений? Говоря простым языком – как к нему подобраться?
– После оплодотворения образуется зигота, которая начинает активно делиться. На 5-6 сутки развития формируется бластоциста. Она представлена двумя рядами клеток и полостью.
Первый ряд клеток – это внутренняя клеточная масса, которая в дальнейшем даст развитие самому ребенку. Второй ряд клеток – трофэктодерма, из которой будет формироваться плацента. В большинстве случаев генетический материал одинаковый во внутренней клеточной массе и трофэктодерме. Эмбриолог проводит биопсию, то есть забор нескольких клеток от трофэктодермы. Эти клетки отправляют в лабораторию на исследование, сами эмбрионы замораживают.
– Можно полностью застраховаться от всех «генетических сюрпризов»? Или есть патологии, которые проявляются только на этапе эмбрионального развития и предсказать их невозможно?
– Не существует всеобъемлющего исследования, которым можно исключить все мутации по разным группам заболеваний. Например, молекулярно-генетический метод исследования нового поколения NGS позволяет определить численные нарушения по всем 46 хромосомам, но микроскопические потери или удвоения участков хромосом посмотреть не удастся.
Проводя поиск генных мутаций, мы не обнаружим изменения числа хромосом – анеуплоидии. «Осечки» могут быть также и потому, что исследуется только несколько клеток трофэктодермы эмбриона, а для полноценного исследования требуется большее количество клеток.
– Почему у женщин зрелого возраста существенно повышается риск появления у эмбриона синдрома Дауна? И это правда, что после сорока лет он составляет 80%?
– Да, действительно, у женщин с 35 лет увеличивается риск рождения ребенка не только с синдромом Дауна, но другими численными хромосомными аномалиями, например, синдром Эдвардса и синдром Патау. Это связано с увеличением риска неправильного деления яйцеклетки. В результате яйцеклетка принесет для оплодотворения лишнюю хромосому по какой-то паре. При синдроме Дауна лишняя 21-я хромосома, при синдроме Эдвардса – 18-я хромосома, а при синдроме Патау – 13-я.
Если рассматривать программу ЭКО, то доля эмбрионов с правильным набором хромосом у женщин 40 лет и старше составляет примерно 20%. В отношении синдрома Дауна: в 40 лет риск родить ребенка с трисомией 21-й хромосомы составляет 1:63, а в 45 лет – 1:19.
– Женщины, которые хотят забеременеть после 40, пусть даже с помощью ЭКО, наверняка, понимают, на какой риск идут. Бывает так, что их этот риск останавливает?
– Не все понимают, в силу отсутствия знаний и информации о наследственной патологии. Осознание в большинстве случаев происходит на консультации генетика.
Причины разные: боязнь проведения биопсии клеток эмбриона для исследования, ведь у некоторых пар можно «получить» лишь один или 2 эмбриона, религиозные убеждения и другие обстоятельства.
– Какой процент риска рождения ребенка с наследственной или врожденной патологией говорит о том, что целесообразно прервать беременность?
– Процент риска ни в одной ситуации не является показанием для прерывания беременности. Для выявления генетической патологии необходимо проведение подтверждающего метода – инвазивной пренатальной диагностики с целью забора материала и генетического исследования.
– Бывают случаи, когда генетические анализы не показывают никаких отклонений, а у ребенка все равно появляются недуги, связанные с хромосомными аномалиями?
– Есть отдельная группа хромосомных аномалий – микроделеционные синдромы, которые могут себя «не проявлять» во время беременности. На пренатальном скрининге в группу высокого риска женщина не попадет ни по биохимическим показателям, ни по эхографическим маркерам. Это происходит потому, что либо микроделеционный синдром не сопровождается врожденными пороками развития, либо порок развития имеет позднюю манифестацию, обнаружить его на ультразвуке можно после 22 недели беременности. Чаще всего микроделеционные синдромы, то есть потеря небольшого участка хромосомы, возникает de novo – впервые.
– Недавно мировые СМИ рассказывали о мальчике, у которого из-за редкой генетической аномалии почка опустилась в бедро. С какими редкими отклонениями Вы встречались в своей практике?
– У мальчика обнаружена хромосомная аномалия – потеря участка короткого плеча хромосомы 7 – делеция, которая в большинстве случаев возникает de novo – впервые. Каким образом будет себя «проявлять» делеция, зависит от размера потерянного участка и того, какие гены утрачены. «Уникальность» данного случая в том, что ранее у детей с таким же синдромом не выявляли эктопического расположения почки за пределами брюшной полости.
Все случаи разнообразные по клинической картине.
– Наука развивается стремительно: говорят, скоро врачи научатся «редактировать» гены у эмбриона. Неужели такое возможно?
– На данном этапе проводится исследовательская работа по редактированию генома. Не исключено, что в ближайшем будущем это будет осуществимо на эмбрионах.
– В настоящее время можно как-то повлиять на генетику будущего ребенка? Например, снизить вероятность рождения малыша с синдромом Дауна у женщин после 40 лет.
– Нет, снизить вероятность рождения ребенка с синдромом Дауна нельзя. Простая трисомная форма возникает в результате случайной «ошибки» – нерасхождения хромосом – во время деления ядер половых зародышевых клеток. В норме из одной зародышевой половой клетки образуется 2 клетки, каждая несет 23 хромосомы. При оплодотворении нормальным спермием, также несущим 23 хромосомы, образуется эмбрион с нормальным численным набором – 46 хромосомами.
Нерасхождение хромосом в мейозе – это случайное событие, предугадать его невозможно. Примерно в 90% случаев ошибки при делении происходят во время оогенеза – деления женских половых клеток, и в 10% во время сперматогенеза – деления мужских половых клеток.
– Какой процент среди причин бесплодия приходится на генетические отклонения?
– Около 50-70% случаев ранней остановки развития и внутриутробной гибели эмбриона обусловлено хромосомными аномалиями, такими как аутосомные трисомии, полиплоидия, моносомия Х-хромосомы и несбалансированные структурные перестройки. В семьях с бесплодием и потерями беременности на ранних сроках частота носительства сбалансированных хромосомных аберраций – 8%.
– Какова осведомленность россиян в вопросах генетики? Они понимают, что целесообразно тратить деньги на генетические анализы, которые все-таки недешевые?
– Осведомленность низкая и по сей день, однако за последние годы благодаря работе генетиков, благотворительных фондов, СМИ ситуация улучшается. Все больше врачей смежных специальностей направляют на консультацию к генетику по разным вопросам.
– Анастасия Владимировна, почему Вы выбрали такую специализацию, как репродуктивная генетика? Мне, как неспециалисту, кажется, это очень сложно, но в то же время интересно.
– На самом деле я клинический генетик, а значит, области моего консультирования разные. Я всегда стремилась работать не только со взрослым населением по вопросам репродукции и пренатального скрининга, но и активно консультировала детей. И даже некоторое время работала в стационаре – в отделении врожденных и наследственных заболеваний. Эта внутрисистемная работа в области медицинской генетики крайне важна для развития специалиста.
– Системная красная волчанка – многофакторное заболевание, то есть болезнь с наследственной предрасположенностью. Разовьется ли заболевание при жизни у человека, зависит от действия множества генов и наличия факторов внешней среды. Поэтому не имеет смысла сдавать генетические анализы.
Давайте будем совместно делать уникальный материал еще лучше, и после его прочтения, просим Вас сделать репост в удобную для Вас соц. сеть.