Metodo di studio biochimico. Metodo di ricerca biochimica

La causa di numerosi disturbi metabolici ereditari sono vari difetti enzimatici che derivano da mutazioni nei geni corrispondenti. Tali malattie sono chiamate enzimopatia (enzimopatie). I più comuni sono la fenilchetonuria, l'alcaptonuria, la galattosemia, la fibrosi cistica, la malattia di Gaucher, la malattia di Tay-Sachs, l'albinismo, ecc. Gli indicatori biochimici (prodotto genetico primario, accumulo di metaboliti patologici nel corpo del paziente) riflettono più chiaramente l'essenza della malattia rispetto alle indicazioni cliniche.

Uso della cromatografia, elettroforesi, spettroscopia, ecc. consente di determinare eventuali metaboliti specifici di una particolare malattia ereditaria.

Cromatografia è un metodo per separare varie miscele nei loro componenti. Il metodo prevede che in un mezzo stazionario attraverso il quale scorre un solvente, ciascun componente da esso catturato si muova ad una certa velocità, indipendentemente dalla velocità degli altri componenti. Se, ad esempio, una miscela di pigmenti che determinano il colore verde di una pianta viene sciolta in un determinato solvente e fatta passare attraverso un mezzo fisso, come il gesso macinato, si separerà in diversi pigmenti diversi. Lo stesso principio viene utilizzato per determinare la presenza di un determinato enzima in una miscela complessa di varie sostanze presenti nell'organismo.

Elettroforesi - Questa è una modifica della cromatografia che consente di separare molecole con cariche diverse. In un ambiente cromatografico, sotto l'influenza di un campo elettrico, varie molecole della miscela si muovono in una direzione o nell'altra a seconda delle loro masse e cariche relative. L'elettroforesi è ampiamente utilizzata per l'isolamento e l'identificazione degli amminoacidi.

Spettroscopia consiste nel determinare la struttura delle molecole di varie sostanze utilizzando strumenti speciali: gli spettroscopi. A seconda del tipo di dispositivo, la spettroscopia viene eseguita nelle parti dello spettro ultravioletto, visibile o infrarosso. La luce viene fatta passare attraverso la sostanza in esame e il suo spettro di uscita viene analizzato. Ogni elemento chimico ha linee caratteristiche nello spettro, quindi è possibile determinare la struttura chimica della molecola della sostanza in studio. In questo modo viene identificato un enzima specifico o un altro composto chimico presente nell'organismo oppure viene determinata la struttura di una sostanza precedentemente sconosciuta.

Gli oggetti delle analisi biochimiche possono essere urina, sudore, plasma e cellule del sangue, colture cellulari (fibroblasti, linfociti).

Metodi biochimici - determinazione della presenza di determinate sostanze (principalmente prodotti genetici primari - enzimi e metaboliti patologici allo scopo di diagnosticare malattie ereditarie).

I metodi biochimici richiedono molta manodopera e richiedono attrezzature speciali, quindi non possono essere utilizzati per studi sulla popolazione di massa allo scopo di individuare precocemente pazienti con patologie metaboliche ereditarie. Recentemente sono stati sviluppati programmi speciali e utilizzati per la ricerca di massa in diversi paesi. Si chiama la prima fase di tale programma selezione(English Screening - sifting), che consiste nell'identificare tra un gran numero di pazienti esaminati che potrebbero avere alcune deviazioni ereditarie dalla norma. In questa fase, vengono solitamente utilizzati metodi rapidi semplici e accessibili per identificare i prodotti metabolici nelle urine e nel sangue. Nella seconda fase eseguono una precisazione(conferma o confutazione della diagnosi) utilizzando metodi cromatografici precisi per la determinazione di enzimi, aminoacidi, ecc.

Vengono utilizzati anche test microbiologici, basati sul fatto che alcuni ceppi di batteri crescono solo in terreni contenenti determinati aminoacidi e carboidrati. Se nel sangue o nelle urine è presente una sostanza necessaria alla crescita, in una capsula di Petri attorno alla carta da filtro imbevuta di uno di questi liquidi si osserva una crescita attiva di batteri, cosa che non avviene nel caso di analisi del sangue o delle urine di una persona sana.

Metodi biochimici vengono utilizzati anche per identificare i portatori eterozigoti di anomalie ereditarie, il cui fenotipo non è chiaro. Questo viene fatto utilizzando test biochimici, esami microscopici delle cellule del sangue e dei tessuti, determinando l'attività di un determinato enzima modificato a seguito di una mutazione e simili. Tali misure sono necessarie per il trattamento e la prevenzione tempestivi, nonché per determinare la probabilità di avere un figlio malato in una famiglia geneticamente a rischio.

Metodo genetico molecolare

Il metodo della genetica molecolare ci consente di analizzare frammenti di DNA, trovare e isolare singoli geni e i loro segmenti e determinare la sequenza nucleotidica in essi.

Metodo genetico molecolare - l'uso di reazioni biochimiche, che vengono effettuate utilizzando enzimi appropriati, per determinare la struttura dei geni, la loro identificazione e localizzazione, nonché la natura delle mutazioni.

Questo metodo viene utilizzato con successo per identificare le mutazioni genetiche e per studiare il genoma umano. Si diffuse negli anni 70-80 del XX secolo. in connessione con lo sviluppo della genetica molecolare.

La fase iniziale dell'analisi genetica molecolare consiste nell'ottenere un numero sufficiente di campioni di DNA attraverso la clonazione. A questo scopo viene utilizzato il DNA genomico: l'intero DNA di una cellula o i suoi singoli frammenti.

La despiralizzazione, l'identificazione e il taglio dei frammenti di DNA corrispondenti vengono effettuati utilizzando enzimi speciali - resrictasi. Diversi enzimi di restrizione riconoscono solo le sequenze nucleotidiche corrispondenti e tagliano il DNA in punti specifici. Frammenti di DNA isolati utilizzando enzimi speciali - polimerasi- copie nella quantità richiesta.

I frammenti di DNA copiati vengono separati in frazioni dimensionali mediante elettroforesi su agar o gel di poliacridamide. Sotto l'influenza di un campo elettrico, i frammenti di DNA si muovono nel gel ad una velocità che dipende dalla loro lunghezza: più sono corti, più velocemente si muovono. Di conseguenza, i frammenti di DNA dopo un certo tempo occupano un certo posto sulla striscia di gel sotto forma di bande separate. La lunghezza di ciascun frammento viene determinata confrontando le distanze percorse da esso e un pezzo standard di DNA (con dimensioni e sequenza di basi note).

Per identificare i frammenti di DNA isolati, questi vengono prima separati in due filamenti e poi ibridati con i corrispondenti frammenti di DNA marcatore. Se si forma una normale doppia elica, il frammento studiato non presentava alcuna violazione. Se l'elica presenta difetti, il frammento studiato è mutante.

Varie modifiche di questo metodo permettono di analizzare in laboratorio anche una piccola quantità di DNA prelevato da un paziente. sono utilizzati per la diagnosi prenatale delle malattie ereditarie. In questo caso il DNA è ottenuto da cellule contenute nel liquido amniotico. Un embrione anomalo è facile da riconoscere perché il suo DNA si ibrida solo con un frammento di DNA marcatore che ha una sequenza nucleotidica mutante complementare.

Negli anni '90 del XX secolo. Utilizzando tecniche di genetica molecolare, sono stati identificati e localizzati i geni responsabili di gravi malattie ereditarie del sistema nervoso umano come la corea di Huntington, la distrofia miotonica, la sindrome dell'X fragile, ecc. Ad esempio, il gene della corea di Huntington è localizzato nel braccio corto del 4° cromosoma. Presenta una sezione in cui la sequenza nucleotidica è rappresentata da ripetizioni multiple delle tre basi CAG (citosina - adenina - guanina). Normalmente, il numero di tali ripetizioni varia da 11 a 34, e nei pazienti a causa di una mutazione genetica ce ne sono 37-86. La malattia viene ereditata con modalità autosomica dominante e il tratto si manifesta in tutti i portatori del gene.

Basandosi sul metodo della genetica molecolare, vengono attualmente sviluppate con successo tecnologie di terapia genica per malattie ereditarie comuni, come la fibrosi cistica.

METODI DI ANALISI BIOCHIMICI, metodi per la determinazione quantitativa di sostanze inorganiche e organiche, basati sull'utilizzo di processi che coinvolgono componenti biologici (enzimi, anticorpi, ecc.). Il segnale analitico - la concentrazione finale di uno dei prodotti della reazione o la velocità iniziale del processo alla base della tecnica di determinazione - viene registrato principalmente mediante metodi spettrofotometrici, luminescenti ed elettrochimici. I più comuni sono i metodi di analisi biochimica enzimatica e immunochimica.

I metodi enzimatici utilizzano la dipendenza della velocità di una reazione chimica catalizzata da un enzima dalle concentrazioni dei reagenti e dell'enzima. Vantaggi dei metodi di analisi biochimici enzimatici: elevata sensibilità, selettività, rapidità e condizioni blande (25-37 °C, pH 5-10) per l'analisi. Il limite di rilevamento, i limiti inferiore e superiore del contenuto del componente determinato dipendono dalle caratteristiche cinetiche della reazione enzimatica indicatore utilizzata e, principalmente, dall'attività catalitica dell'enzima, e dal metodo di rilevamento del segnale analitico. L'elevata selettività dei metodi di analisi biochimici enzimatici è dovuta alla formazione di un complesso enzima-substrato, che richiede una corrispondenza strutturale del substrato con il centro attivo dell'enzima. Utilizzando metodi di analisi biochimica enzimatica, vengono determinati enzimi, substrati, cofattori e coenzimi, attivatori e inibitori enzimatici. Esistono numerosi metodi biochimici enzimatici altamente sensibili (limiti inferiori del contenuto rilevabile 10 -9 -10 -6 mol/dm 3) e selettivi per analizzare la determinazione di ioni metallici, anioni inorganici, pesticidi, fenoli, amminoacidi, metaboliti, mutageni, agenti cancerogeni e altri composti biologicamente attivi. Gli enzimi immobilizzati vengono utilizzati per creare biosensori, reattori enzimatici e sviluppare metodi di test semplici e rapidi per determinare le sostanze tossiche. L'elevata stabilità e la possibilità di uso ripetuto di enzimi immobilizzati aumentano il rapporto costo-efficacia e la rapidità dell'analisi e ne consentono l'automazione. I metodi di analisi biochimica enzimatica vengono utilizzati nell'analisi di oggetti medici (fluidi biologici, tessuti di organismi viventi), dell'ambiente (acque naturali e di scarico, suoli, aria, tessuti vegetali), prodotti alimentari, prodotti farmaceutici, per il monitoraggio continuo di caratteristiche microbiologiche e processi biochimici.

I metodi immunochimici si basano sul legame specifico del composto rilevato - l'antigene - da parte degli anticorpi appropriati. Piccole concentrazioni del complesso antigene-anticorpo vengono determinate introducendo in uno dei componenti del sistema un marcatore che viene rilevato mediante apposito metodo strumentale. Il segnale rilevato è proporzionale alla concentrazione dell'antigene. Vengono utilizzate etichette isotopiche, fluorescenti, paramagnetiche ed enzimatiche. Un'analisi che utilizza un marcatore enzimatico - un test immunoenzimatico - combina l'elevata sensibilità della determinazione del marcatore (limite di rilevamento inferiore a 10 -12 mol/dm 3) con la specificità unica di un'analisi immunochimica. I metodi di analisi biochimica immunochimica vengono utilizzati per determinare proteine, pesticidi, ormoni, steroidi, farmaci e medicinali, virus e cellule. Vantaggi del metodo di analisi biochimica immunochimica: elevata sensibilità e specificità di determinazione, possibilità di utilizzare piccoli volumi del campione analizzato (5-50 µl). Il tempo di analisi è di diversi minuti. I sistemi di test diagnostici immunoenzimi sono stati sviluppati per la determinazione espressa di composti biologicamente attivi in ​​medicina, medicina veterinaria, microbiologica, farmacologica, industria alimentare, agricoltura e oggetti ambientali.

Lett.: Dolmanova I.F., Ugarova N.N. Metodi di analisi enzimatici // Journal of Analytical Chemistry. 1980. T. 35. Edizione. 8; Kulis Yu Yu. Sistemi analitici basati su enzimi immobilizzati. Vilnius, 1981: Teoria e pratica del dosaggio immunoenzimatico. M., 1991.

Il metodo principale della genetica è ibridologico(incrociando alcuni organismi e analizzando la loro progenie, questo metodo fu usato da G. Mendel).

Il metodo ibridologico non è adatto all'uomo per ragioni morali ed etiche, nonché per il numero limitato di bambini e la pubertà tardiva. Pertanto, per studiare la genetica umana vengono utilizzati metodi indiretti.

1) Genealogico- studio delle genealogie. Consente di determinare modelli di ereditarietà dei tratti, ad esempio:

• se un tratto appare in ogni generazione, allora è dominante (destrimano)
• se dopo una generazione - recessivo (colore degli occhi azzurri)
• se si verifica più spesso in un sesso, si tratta di un tratto legato al sesso (emofilia, daltonismo)

2) Gemello- il confronto tra gemelli identici permette di studiare la variabilità delle modifiche (determinare l'impatto del genotipo e dell'ambiente sullo sviluppo del bambino).

I gemelli identici si verificano quando un embrione allo stadio di 30-60 cellule si divide in 2 parti e ciascuna parte diventa un bambino. Questi gemelli sono sempre dello stesso sesso e sono molto simili tra loro (perché hanno esattamente lo stesso genotipo). Le differenze che si verificano in questi gemelli nel corso della vita sono associate all'esposizione alle condizioni ambientali.

I gemelli fraterni (non studiati con il metodo gemellare) vengono prodotti quando due ovuli vengono fecondati contemporaneamente nel tratto riproduttivo della madre. Tali gemelli possono essere dello stesso sesso o di sesso diverso, simili tra loro come normali fratelli e sorelle.

3) Citogenetica- studio al microscopio del set cromosomico - il numero di cromosomi, caratteristiche della loro struttura. Consente il rilevamento di malattie cromosomiche. Ad esempio, nella sindrome di Down c’è un cromosoma 21 in più.

4) Biochimico- studio della composizione chimica del corpo. Permette di scoprire se i pazienti sono eterozigoti per un gene patologico. Ad esempio, gli eterozigoti per il gene della fenilchetonuria non si ammalano, ma nel loro sangue si può trovare un aumento del contenuto di fenilalanina.

5) Genetica delle popolazioni- studio della proporzione di vari geni nella popolazione. Basato sulla legge di Hardy-Weinberg. Permette di calcolare la frequenza dei fenotipi normali e patologici.

Scegline uno, l'opzione più corretta. Quale metodo viene utilizzato per identificare l’influenza del genotipo e dell’ambiente sullo sviluppo di un bambino?
1) genealogico
2) gemello
3) citogenetico
4) ibridologico

Risposta

Scegli due risposte corrette su cinque e scrivi i numeri sotto i quali sono indicate. Viene utilizzato il metodo della ricerca gemellare
1) citologi
2) zoologi
3) genetica
4) allevatori
5) biochimici

Risposta

Scegli due risposte corrette su cinque e scrivi i numeri sotto i quali sono indicate. I genetisti, utilizzando il metodo della ricerca genealogica, compongono
1) mappa genetica dei cromosomi
2) schema di incrocio
3) albero genealogico
4) lo schema dei genitori ancestrali e i loro legami familiari in un numero di generazioni
5) curva di variazione

Risposta

1. Scegli due risposte corrette su cinque e scrivi i numeri sotto i quali sono indicate. Per stabilire viene utilizzato il metodo della ricerca genealogica
1) la natura dominante dell'ereditarietà del tratto
2) sequenza di fasi dello sviluppo individuale
3) cause di mutazioni cromosomiche
4) tipo di attività nervosa superiore
5) collegamento del tratto con il sesso

Risposta

2. Seleziona due risposte corrette su cinque e scrivi i numeri sotto i quali sono indicate nella tabella. Il metodo genealogico ci permette di determinare
1) il grado di influenza dell'ambiente sulla formazione del fenotipo
2) l'influenza dell'educazione sull'ontogenesi umana
3) tipo di ereditarietà del tratto
4) intensità del processo di mutazione
5) stadi dell'evoluzione del mondo organico

Risposta

3. Seleziona due risposte corrette su cinque e scrivi i numeri sotto i quali sono indicate nella tabella. Per determinare viene utilizzato il metodo genealogico


3) modelli di ereditarietà dei tratti
4) numero di mutazioni
5) natura ereditaria del tratto

Risposta

4. Scegli due risposte corrette su cinque e scrivi i numeri sotto i quali sono indicate. Viene utilizzato il metodo genealogico
1) studiare l'influenza dell'educazione sull'ontogenesi umana
2) ottenere mutazioni geniche e genomiche
3) studiare le fasi dell'evoluzione del mondo organico
4) identificazione di malattie ereditarie in famiglia
5) studi sull'ereditarietà e la variabilità umana

Risposta

5. Scegli due risposte corrette su cinque e scrivi i numeri sotto i quali sono indicate. Per determinare viene utilizzato il metodo genealogico
1) il grado di influenza dei fattori ambientali sulla formazione del tratto
2) la natura dell'ereditarietà del tratto
3) la probabilità di trasmettere un tratto attraverso le generazioni
4) struttura cromosomica e cariotipo
5) frequenza di comparsa del gene patologico nella popolazione

Risposta

Scegline uno, l'opzione più corretta. Il metodo principale per studiare i modelli di ereditarietà dei tratti
1) genealogico
2) citogenetico
3) ibridologico
4) gemello

Risposta

Scegline uno, l'opzione più corretta. Per determinare la natura dell'influenza del genotipo sulla formazione del fenotipo nell'uomo, viene analizzata la natura della manifestazione dei tratti
1) nella stessa famiglia
2) in grandi popolazioni
3) in gemelli identici
4) nei gemelli fraterni

Risposta

Stabilire una corrispondenza tra la caratteristica e il metodo: 1) citogenetico, 2) genealogico. Scrivi i numeri 1 e 2 nell'ordine corretto.
A) viene esaminato il pedigree della famiglia
B) viene rivelato il collegamento del tratto con il sesso
C) il numero di cromosomi viene studiato nella fase metafase della mitosi
D) si stabilisce un tratto dominante
D) viene determinata la presenza di mutazioni genomiche

Risposta

Scegline uno, l'opzione più corretta. Un metodo che consente di studiare l'influenza delle condizioni ambientali sullo sviluppo dei tratti
1) ibridologico
2) citogenetico
3) genealogico
4) gemello

Risposta

Scegline uno, l'opzione più corretta. Quale metodo genetico viene utilizzato per determinare il ruolo dei fattori ambientali nella formazione del fenotipo di una persona?
1) genealogico
2) biochimico
3) paleontologico
4) gemello

Risposta

Scegline uno, l'opzione più corretta. Quale metodo viene utilizzato in genetica quando si studiano le mutazioni genomiche?
1) gemello
2) genealogico
3) biochimico
4) citogenetico

Risposta

1. Scegli due risposte corrette su cinque e scrivi i numeri sotto i quali sono indicate. Per la determinazione viene utilizzato il metodo citogenetico
1) il grado di influenza dell'ambiente sulla formazione del fenotipo
2) ereditarietà dei caratteri legati al sesso
3) cariotipo dell'organismo
4) anomalie cromosomiche
5) la possibilità di manifestazione di tratti nei discendenti

Risposta

2. Scegli due risposte corrette su cinque e scrivi i numeri sotto i quali sono indicate. Il metodo citogenetico rende possibile lo studio sugli esseri umani
1) malattie ereditarie associate a mutazioni genomiche
2) sviluppo dei sintomi nei gemelli
3) le caratteristiche metaboliche del suo organismo
4) il suo corredo cromosomico
5) il pedigree della sua famiglia

Risposta

3. Scegli due risposte corrette su cinque e scrivi i numeri sotto i quali sono indicate. Metodo citogenetico per lo studio della genetica umana
1) basato sulla compilazione di pedigree umani
2) utilizzato per studiare l'ereditarietà caratteristica di un tratto
3) consiste in un esame microscopico della struttura dei cromosomi e del loro numero
4) utilizzato per identificare mutazioni cromosomiche e genomiche
5) aiuta a stabilire il grado di influenza dell'ambiente sullo sviluppo dei tratti

Risposta

Tutti i seguenti metodi di ricerca tranne due vengono utilizzati per studiare l'ereditarietà e la variabilità umana. Identificare questi due metodi che sono "valori anomali" dall'elenco generale e annotare i numeri sotto i quali sono indicati.
1) genealogicamente
2) ibridologico
3) citogenetico
4) sperimentale
5) biochimico

Risposta

Seleziona tre frasi dal testo che caratterizzano correttamente i metodi di studio della genetica umana e dell'ereditarietà. Annotare i numeri sotto i quali sono indicati. (1) Il metodo genealogico utilizzato nella genetica umana si basa sullo studio dell'albero genealogico. (2) Grazie al metodo genealogico è stata stabilita la natura dell'eredità di caratteristiche specifiche. (3) Il metodo dei gemelli ci consente di prevedere la nascita di gemelli identici. (4) Quando si utilizza il metodo citogenetico, viene determinata l'ereditarietà dei gruppi sanguigni negli esseri umani. (5) Il modello ereditario dell'emofilia (scarsa coagulazione del sangue) è stato stabilito attraverso l'analisi genealogica come gene recessivo legato all'X. (6) Il metodo ibridologico consente di studiare la diffusione delle malattie nelle zone naturali della Terra.

Risposta

Di seguito è riportato un elenco di metodi genetici. Tutti, tranne due, si riferiscono a metodi di genetica umana. Trova due termini che “cadono” dalla serie generale e scrivi i numeri sotto i quali sono indicati.
1) gemello
2) genealogico
3) citogenetico
4) ibridologico
5) selezione individuale

Risposta

1. Scegli due opzioni di risposta corrette su cinque e scrivi i numeri sotto i quali sono indicate. Il metodo di ricerca biochimica viene utilizzato per:
1) studio del cariotipo dell'organismo
2) stabilire la natura dell'ereditarietà di un tratto
3) diagnosi di diabete mellito
4) determinazione dei difetti enzimatici
5) determinazione della massa e della densità degli organelli cellulari

Risposta

2. Scegli due risposte corrette su cinque e scrivi i numeri sotto i quali sono indicate. Viene utilizzato il metodo di ricerca biochimica
1) determinare il grado di influenza dell'ambiente sullo sviluppo dei tratti
2) studiare il metabolismo
3) studio del cariotipo dell'organismo
4) studi di mutazioni cromosomiche e genomiche
5) chiarire la diagnosi di diabete mellito o fenilchetonuria

Risposta

1. Scegli tre opzioni. L'essenza del metodo ibridologico è
1) incrociando individui che differiscono per diverse caratteristiche
2) studiare la natura dell'ereditarietà dei tratti alternativi
3) utilizzo di mappe genetiche
4) applicazione della selezione massale
5) contabilità quantitativa delle caratteristiche fenotipiche dei discendenti
6) selezione dei genitori secondo la norma di reazione dei segni

Risposta

2. Scegli due risposte corrette. Le caratteristiche del metodo ibridologico includono
1) selezione di coppie genitoriali con caratteristiche alternative
2) la presenza di riarrangiamenti cromosomici
3) contabilità quantitativa dell'eredità di ciascun tratto
4) identificazione di geni mutanti
5) determinazione del numero di cromosomi nelle cellule somatiche

Risposta

Risposta

Scegli due risposte corrette su cinque e scrivi i numeri sotto i quali sono indicate nella tabella. Metodi utilizzati nella genetica umana
1) citogenetico
2) genealogico
3) selezione individuale
4) ibridologico
5) poliploidizzazione

Risposta

Scegli due risposte corrette su cinque e scrivi i numeri sotto i quali sono indicate. Per studiare le malattie umane ereditarie, le cellule del liquido amniotico vengono esaminate utilizzando metodi
1) citogenetico
2) biochimico
3) ibridologico
4) fisiologico
5) anatomico comparativo

Risposta

Scegli due risposte corrette su cinque e scrivi i numeri sotto i quali sono indicate. Viene utilizzato il metodo statistico della popolazione per lo studio della genetica umana
1) calcolo della frequenza di comparsa di geni normali e patologici
2) studio delle reazioni biochimiche e del metabolismo
3) prevedere la probabilità di anomalie genetiche
4) determinare il grado di influenza dell'ambiente sullo sviluppo dei tratti
5) studiare la struttura dei geni, il loro numero e la posizione nella molecola del DNA

Risposta

Stabilire una corrispondenza tra esempi e metodi per rilevare le mutazioni: 1) biochimica, 2) citogenetica. Scrivi i numeri 1 e 2 nell'ordine corrispondente alle lettere.
A) perdita del cromosoma X
B) formazione di triplette prive di significato
B) la comparsa di un cromosoma aggiuntivo
D) cambiamento nella struttura del DNA all'interno di un gene
D) cambiamento nella morfologia dei cromosomi
E) cambiamento nel numero di cromosomi nel cariotipo

Risposta

Scegli due risposte corrette su cinque e scrivi i numeri sotto i quali sono indicate. Viene utilizzato il metodo gemellare per studiare la genetica umana
1) studiare la natura dell'ereditarietà di un tratto
2) determinare il grado di influenza dell'ambiente sullo sviluppo dei tratti
3) prevedere la probabilità di avere gemelli
4) valutazione della predisposizione genetica a varie malattie
5) calcolare la frequenza di comparsa dei geni normali e patologici

Risposta

Scegli due risposte corrette su cinque e scrivi i numeri sotto i quali sono indicate. Utilizzato in genetica
1) somiglianza convergente degli individui
2) analisi ibrida
3) incrocio di individui
4) mutagenesi artificiale
5) centrifugazione

Risposta

Analizza la tabella "Metodi per studiare l'ereditarietà umana". Per ogni cella indicata da una lettera selezionare il termine corrispondente dall'elenco fornito.
1) stabilire la natura dell'eredità di vari tratti
2) esame microscopico del numero e della struttura dei cromosomi
3) metodo biochimico
4) metodo citogenetico
5) metodo gemellare
6) studio dei legami familiari tra le persone
7) studio della composizione chimica del sangue
8) identificazione di disordini metabolici

Risposta

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

Per determinare l'ipotiroidismo congenito, il livello di tiroxina nel sangue del bambino viene determinato il 3o giorno di vita. Il programma di screening per la diagnosi di massa delle malattie ereditarie viene utilizzato non solo tra i neonati. Possono essere organizzati per identificare le malattie comuni in qualsiasi gruppo di popolazione. Ad esempio, è stato organizzato un programma di screening biochimico con gli Stati Uniti per identificare i portatori eterozigoti dell'idiozia di Tay-Sachs (è più comune tra gli ebrei ashkenaziti). A Cipro e in Italia è stato organizzato uno studio biochimico sui portatori eterozigoti di talassemia.

Programmi diagnostici selettivi prevedere il controllo delle anomalie metaboliche biochimiche nei pazienti con sospette malattie genetiche ereditarie.

I programmi selettivi possono utilizzare semplici test qualitativi (p. es., il test del cloruro ferrico per rilevare la fenilchetonuria o il test della dinitrofenilidrosina per rilevare i chetoacidi nelle urine) o metodi più precisi. Ad esempio, utilizzando la cromatografia su strato sottile di urina e sangue, è possibile diagnosticare disturbi ereditari del metabolismo degli aminoacidi e dei mucopolisaccaridi. Utilizzando l'elettroforesi dell'emoglobina, viene diagnosticato l'intero gruppo di emoglobinopatie.

Oggi il nostro Paese ha introdotto un programma di screening selettivo obbligatorio per la determinazione delle malattie metaboliche ereditarie, con 14 test delle urine e del sangue: per proteine, chetoacidi, cistina, ecc. Nella seconda fase, utilizzando metodi di cromatografia su strato sottile di urina e sangue, è possibile identificare più di 140 malattie metaboliche ereditarie, come malattie del metabolismo dei carboidrati, malattie da accumulo lisosomiale, malattie del metabolismo dei metalli, aminoacidopatia, ecc.

Il metodo biochimico ha trovato ampia applicazione nella diagnosi prenatale delle malformazioni congenite. I metodi biochimici comprendono la determinazione del livello di alfa-fetoproteina e ganadotropina corionica umana nel siero del sangue di una donna incinta. Questi metodi sono metodi di screening per identificare malformazioni congenite. Ad esempio, con i difetti del tubo neurale, i livelli di alfa-fetoproteina aumentano.

Metodo citogenetico.

Metodo citogenetico basato sullo studio del numero e della struttura dei cromosomi in condizioni normali e patologiche.

Le principali indicazioni per la ricerca citogenetica sono:

1) diagnosi prenatale del sesso fetale in famiglie portatrici di malattie legate all'X;

2) oligofrenia indifferenziata (demenza);

3) aborti ricorrenti e nati morti;

4) malformazioni congenite multiple in un bambino;

5) infertilità negli uomini;

6) irregolarità mestruali (amenorrea primaria);

7) diagnosi prenatale quando la madre ha più di 35 anni.

Questo metodo è stato ampiamente utilizzato nella pratica medica dal 1956, quando Thio e Levan stabilirono che gli esseri umani hanno 46 cromosomi. La prima classificazione dei cromosomi umani proposta a Denver gettò le basi per le successive nomenclature cromosomiche.

Il Sistema Internazionale di Nomenclatura Citogenetica dei Cromosomi Umani, abbreviato ISCN, adottato a Washington nel 1995, è considerato il più moderno.

Secondo l'ultima nomenclatura del cromosoma, il braccio lungo è designato q e il braccio corto è p. In ciascuna regione del cromosoma, bande e segmenti sono numerati in sequenza dal centromero al telomero. L'uso del metodo di colorazione differenziale dei cromosomi consente di identificare il modello individuale di ciascun cromosoma grazie al fatto che le aree di eu- ed eterocromatina nel cromosoma sono colorate in modo diverso con coloranti.

Gli oggetti della ricerca citogenetica sono i cromosomi in metafase, che possono essere studiati con metodi diretti e indiretti.

I metodi diretti sono metodi per ottenere preparati di cellule in divisione senza coltura e vengono utilizzati per studiare le cellule del midollo osseo e le cellule tumorali. I metodi indiretti sono metodi per ottenere preparazioni cromosomiche da quelli coltivati ​​in mezzi nutritivi artificiali, ad esempio quando si coltivano linfociti del sangue periferico umano.

Utilizzando metodi indiretti è possibile effettuare: cariotipo - determinazione della quantità e qualità dei cromosomi; sesso genetico dell'organismo; diagnosi di mutazioni genomiche e aberrazioni cromosomiche. Ad esempio, la sindrome di Down (trisomia 21), la sindrome di Patau (trisomia 13), la sindrome di Edwards (trisomia 18), la sindrome “cry the cat” (delezione del cromosoma 5), ​​la sindrome di Wolf-Hirschhorn (monosomia parziale del cromosoma 4).

Per studiare i cromosomi sessuali, in particolare il cromosoma Y, viene utilizzata una speciale macchia di acriquiniprite (fluorescente) e lo studio viene effettuato alla luce ultravioletta. La cromatina Y è un punto altamente luminoso che si trova nei nuclei delle cellule del corpo maschile e il numero di corpi Y corrisponde al numero di cromosomi Y nel cariotipo. La diagnosi finale della malattia cromosomica viene fatta solo dopo aver esaminato il cariotipo.

Per determinare rapidamente i cambiamenti nel numero di cromosomi sessuali, viene utilizzato un metodo espresso per determinare la cromatina sessuale. La cromatina sessuale o corpo di Barr è uno dei due cromosomi X e in forma inattivata. Appare come un coagulo triangolare o ovale vicino alla membrana interna dell'involucro nucleare. Normalmente, la cromatina sessuale si trova solo nelle donne. All’aumentare del numero dei cromosomi X aumenta anche il numero dei corpi di Barr. Con una diminuzione del numero di cromosomi X (sindrome di Shereshevsky-Turner, cariotipo 45 XO), il corpo di Barr è assente. Normalmente, la cromatina sessuale non viene rilevata negli uomini, la sua presenza può indicare la sindrome di Klinefelter (cariotipo 47 XXY);

Il metodo citogenetico viene utilizzato per la diagnosi prenatale delle malattie ereditarie. Per fare questo, viene eseguita l'amniocentesi, viene ottenuto il liquido amniotico con le cellule della pelle fetale, quindi il materiale cellulare viene esaminato per la diagnosi prenatale di aberrazioni cromosomiche e mutazioni genomiche, nonché il sesso del feto. Il rilevamento dei cambiamenti nel numero e nella struttura dei cromosomi consente di interrompere tempestivamente la gravidanza al fine di prevenire la prole con gravi anomalie dello sviluppo.

Un esame del sangue biochimico è un metodo di ricerca di laboratorio utilizzato in medicina, che riflette lo stato funzionale degli organi e dei sistemi del corpo umano. Permette di determinare la funzione del fegato, dei reni e del processo infiammatorio attivo.

Determinazione dei parametri biochimici del sangue

La determinazione dei parametri biologici del sangue consente di valutare il funzionamento dei sistemi epatobiliare e cardiovascolare. L'avvelenamento chimico colpisce principalmente organi come fegato, reni e cuore.

Determinazione dell'alanina aminotransferasi (ALT)

Enzima cellulare coinvolto nel metabolismo degli aminoacidi. L'ALT si trova nei tessuti del cuore, del fegato, dei reni, del tessuto nervoso, dei muscoli scheletrici e di altri organi. A causa dell'alto contenuto nei tessuti di questi organi, analisi del sangue Aumento del contenuto: con ittero congestizio, epatite acuta, cirrosi, infarto, cancro al fegato, ittero emolitico, trauma.

Principio del metodo: La determinazione viene effettuata su un analizzatore biochimico di Stat-fax 1300. Il metodo cinetico viene utilizzato secondo le raccomandazioni della IFCC (International Federation of Clinical Chemistry). Il 2-ossoglutarato viene utilizzato come substrato in presenza di tampone TRIS (pH 7,5).

Determinazione dell'aspartato aminotransferasi (AST)

AST è un enzima utilizzato per valutare la funzionalità epatica. Norma AST nel sangue: per le donne - fino a 31 U/l; per gli uomini la norma AST arriva fino a 37 U/l. Il livello ALT aumenta durante l'infarto del miocardio, danni ai muscoli cardiaci e somatici.

Principio del metodo: La determinazione viene effettuata su un analizzatore biochimico della ditta Human Autohumalyzer - 900 plus. Il metodo cinetico viene utilizzato secondo le raccomandazioni della IFCC (International Federation of Clinical Chemistry). Il 2-ossoglutarato viene utilizzato come substrato in presenza di tampone TRIS (pH 7,8).

Determinazione della glutamil transpeptidasi (GGT)

L'attività della GGT cambia prima di tutti gli altri enzimi durante lo sviluppo della patologia epatica. L'enzima assume i suoi valori più alti durante lo sviluppo della sindrome da colestasi, quando il normale passaggio della bile attraverso i dotti biliari viene interrotto a causa di ostacoli causati da calcoli, infiammazioni, stenosi o tumori. Epatite virale acuta, tossica, danno da radiazioni al fegato (GGT consente la diagnosi precoce).

Principio del metodo: La determinazione viene effettuata su un analizzatore biochimico della ditta Human Autohumalyzer - 900 plus. Viene utilizzato il metodo colorimetrico cinetico secondo Persijn & van der Slik. L-gamma-glutamil-3-carbossi-4-nitroanilide viene utilizzata come substrato in presenza di tampone TRIS (pH 8,25).

Determinazione della fosfatasi alcalina (ALP)

L'ALP catalizza l'eliminazione dell'acido fosforico dai suoi composti organici; ha preso il nome dal fatto che il pH ottimale della fosfatasi alcalina si trova in un ambiente alcalino (pH 8,6-10,1). L'attività enzimatica aumenta rapidamente nel sarcoma osteogenico, nelle metastasi tumorali nelle ossa, nel mieloma multiplo, nella linfogranulomatosi con danno osseo. Nei bambini, la fosfatasi alcalina è elevata fino alla pubertà. Nella colestasi si osserva un aumento significativo dell'attività della fosfatasi alcalina. La fosfatasi alcalina, a differenza delle aminotransferasi, rimane normale o aumenta leggermente nell'epatite virale. La sua attività aumenta notevolmente in caso di avvelenamento da alcol sullo sfondo dell'alcolismo cronico. Può aumentare con i farmaci che presentano un effetto epatotossico.

Principio del metodo: La fosfatasi alcalina (fosfoidrolipasi alcalina dei monoesteri dell'acido ortofosforico) scinde il 4-nitrofenilfosfato nel tampone N-metil-D-glucamina per formare 4-nitrofenolo e fosfato. La fosfatasi alcalina (ALP) viene attivata dal cloruro di sodio. Una misura della concentrazione catalitica di un enzima è la quantità di 4-nitrofenolo rilasciata, che viene determinata fotometricamente, o con il metodo cinetico, o con il metodo della costante di tempo dopo aver interrotto la reazione enzimatica con un inibitore della fosfatasi alcalina che blocca il sito attivo dell'enzima.

Determinazione della bilirubina.

La bilirubina è un pigmento giallo-rosso, un prodotto della degradazione dell'emoglobina che avviene nei macrofagi della milza, del fegato e del midollo osseo. L'analisi della bilirubina mostra come funziona il fegato umano; la determinazione della bilirubina fa parte di una serie di procedure diagnostiche per molte malattie del tratto gastrointestinale. La bilirubina si trova nel siero del sangue nelle seguenti forme: bilirubina diretta e bilirubina indiretta. Insieme, queste forme formano la bilirubina totale nel sangue. Metodo per la determinazione della bilirubina nel siero sanguigno: la bilirubina reagisce con l'acido sulfanilico diazotato (DSA). Durante la reazione si forma un prodotto di colore rosso. La densità ottica del prodotto a 546 nm è direttamente proporzionale alla concentrazione di bilirubina nel campione. I glucuronidi della bilirubina idrosolubile (bilirubina diretta) reagiscono immediatamente con la DSA, mentre la bilirubina indiretta legata all'albumina reagisce con la DSA solo in presenza di un acceleratore. Bilirubina totale = Diretta + Indiretta.

2. Metodo per la determinazione della bilirubina secondo Jendrasik

Principio: Quando l'acido sulfanilico reagisce con il nitrato di sodio, si forma l'acido diazofenilsolfonico. Reagendo con la bilirubina sierica legata si ottiene un colore rosa-violetto. La sua intensità viene utilizzata per giudicare la concentrazione di bilirubina che entra in una reazione diretta. Quando un reagente contenente caffeina viene aggiunto al siero del sangue, la bilirubina non legata si trasforma in uno stato solubile dissociato, per cui provoca anche una colorazione rosa-viola della soluzione con una miscela di diazoreagenti. In base all'intensità di quest'ultima si determina fotocolorimetricamente la concentrazione della bilirubina totale. Sulla base della differenza tra bilirubina totale e legata, viene determinato il contenuto di bilirubina non legata, che dà una reazione indiretta.

· Determinazione del colesterolo

La determinazione del colesterolo nel sangue è un passaggio obbligatorio nella diagnosi delle malattie del sistema cardiovascolare (malattia coronarica, infarto del miocardio), aterosclerosi e malattie del fegato.

Una diminuzione del colesterolo può essere un sintomo delle seguenti malattie: ipertiroidismo, insufficienza cardiaca cronica, anemia megaloblastica, malattie infettive acute, cirrosi epatica allo stadio terminale, cancro al fegato, malattie polmonari croniche, tubercolosi polmonare.

Principio del metodo: La determinazione viene effettuata su un analizzatore biochimico della ditta Human Autohumalyzer - 900 plus. Il colesterolo viene determinato dopo idrolisi enzimatica e ossidazione. Il perossido di idrogeno formatosi a seguito di queste reazioni reagisce sotto l'azione della perossidasi con 4-amminofenazolo e fenolo per formare un prodotto colorato: chinone immina. Il livello di colesterolo è fino a 5,2 mmol/l.

colesterolo HDL

Il colesterolo lipoproteico ad alta densità o colesterolo b è l'unica frazione di lipidi che impedisce la formazione di placche aterosclerotiche nei vasi sanguigni (pertanto, il colesterolo lipoproteico ad alta densità è anche chiamato colesterolo buono e viene calcolato utilizzando una formula speciale.

L'effetto antiaterogenico delle HDL è dovuto alla loro capacità di trasportare il colesterolo dalle cellule. Determinazione del colesterolo lipoproteico ad alta densità (colesterolo b).

Principio: La determinazione viene effettuata su un analizzatore biochimico di Human Autohumalyzer - 900 plus. Viene utilizzato un reagente precipitante, sotto l'influenza del quale le lipoproteine ​​​​a bassa e bassissima densità vengono precipitate con acido fosfotungstico e cloruro di magnesio.

HDL - Composto da lipoproteine ​​ad alta densità (HDL), il colesterolo viene rimosso dalle pareti dei vasi sanguigni e dall'LDL. Successivamente, l'HDL viene utilizzato nel fegato. L'HDL svolge una funzione protettiva e previene lo sviluppo dell'aterosclerosi.

Determinazione del colesterolo legato alle lipoproteine ​​a bassa densità

LDL (colesterolo) - Facente parte delle lipoproteine ​​a bassa densità (LDL), il colesterolo circola a lungo nel sangue se, a causa di disturbi, non viene consumato tempestivamente da organi e tessuti, allora LDL, ricco; nel colesterolo, comincia a depositarsi nelle pareti dei vasi sanguigni, portando alla comparsa delle placche aterosclerotiche. Quanto più LDL nel sangue, tanto più velocemente si sviluppa il processo aterosclerotico.

Principio: quando il reagente 1 viene aggiunto a un campione, il reagente protettivo si lega alle LDL e le proteggono dalle reazioni enzimatiche. CHE (colesterolo esterasi) e CO (colesterolo ossidasi) reagiscono con altre frazioni lipoproteiche. Il perossido di idrogeno formato durante la reazione dell'enzima con il colesterolo a densità intermedia viene decomposto dal reagente 1. Quando viene aggiunto il reagente 2, il reagente protettivo rilascia LDL dal complesso e la catalasi viene attivata con l'aiuto della sodio azide. Durante la seconda reazione, CHE e CO reagiscono solo con LDL. Sotto l'influenza di un agente ossidante con HDAOS e 4-AA in presenza di perossidasi (POD), il perossido di idrogeno forma un complesso colorato. L'intensità del colore del complesso blu è direttamente proporzionale al contenuto di LDL nel campione. Il test consiste in due fasi: rimozione dei chilomicroni e delle LDL e rimozione dell'HDL-C utilizzando gli enzimi colesterolo esterasi e ossidasi.

Per una diagnosi affidabile dei disturbi del metabolismo del colesterolo è sufficiente determinare il Colesterolo Totale (TC) e l'HDL (Lipoproteine ​​ad Alta Densità). Sulla base di questi dati, viene calcolato l'indice aterogenico, l'indicatore principale con cui si può giudicare in modo affidabile il disturbo e determinare la prognosi.

· Determinazione del contenuto di trigliceridi (TG).

I trigliceridi sono un indicatore del metabolismo dei lipidi (grassi) nel corpo. Principali indicazioni per l'uso: diagnosi di ipertrigliceridemia, valutazione del rischio di lesioni aterosclerotiche dei vasi coronarici e malattia coronarica (CHD), disturbi del metabolismo dei grassi. I TG sono la principale forma di accumulo di acidi grassi nel corpo e una delle principali fonti di energia nell'uomo. I trigliceridi sono i principali grassi presenti nel tessuto adiposo. I trigliceridi rappresentano una fonte di energia alternativa al glucosio, ad esempio durante il digiuno, quando le riserve di glucosio sono esaurite.

Principio: La determinazione viene effettuata su un analizzatore biochimico di Human Autohumalyzer - 900 plus. La concentrazione dei trigliceridi viene determinata dopo idrolisi enzimatica mediante lipasi. Come risultato della reazione, l'indicatore chinoneimina è formato da perossido di idrogeno, 4-amminoantipirina e 4-clorofenolo sotto l'azione catalitica della perossidasi.

· Determinazione dell'indice aterogenico.

L'indice di aterogenicità è uno degli indicatori dei disturbi del metabolismo del colesterolo, un criterio per lo sviluppo dell'aterosclerosi. Mostra il rapporto tra le frazioni grasse “nocive” e quelle che, al contrario, impediscono la formazione di placche sulle pareti dei vasi sanguigni, le cosiddette frazioni lipidiche antiaterogeniche.

Calcolato utilizzando la formula:

dove il colesterolo totale è il colesterolo totale, bXC- Colesterolo lipoproteico ad alta densità.

· Determinazione della creatinina.

Il livello di creatinina nel sangue dipende dal volume della massa muscolare, quindi negli uomini il valore della creatinina è solitamente più alto che nelle donne. Poiché il volume del tessuto muscolare non cambia rapidamente, il livello di creatinina nel sangue è un valore abbastanza costante. Un aumento della creatinina è un sintomo di insufficienza renale acuta e cronica, malattia da radiazioni e ipertiroidismo. Il livello di creatinina aumenta con la disidratazione del corpo, dopo danni muscolari meccanici e chirurgici.

La concentrazione di creatinina nel siero del sangue è stata determinata mediante la reazione cromatica di Jaffe, basata sul principio: in un ambiente alcalino, l'acido picrico reagisce con la creatinina per formare un colore rosso-arancio, che viene misurato fotometricamente su un fotoelettrocolorimetro FEK-2; la determinazione viene effettuata dopo la deproteinizzazione.

Calcolo della concentrazione (C) di creatina:

C = E campioni /E calibro * 177 (μmol/l),

Dove CON- concentrazione di creatinina, E campioni- densità ottica del campione, E calibro- densità ottica del campione di calibrazione.

Determinazione dell'urea

Un aumento della norma indica una scarsa funzione escretoria dei reni e una filtrazione compromessa. Un aumento del contenuto di urea nel sangue fino a 16-20 mmol/l (calcolato come azoto ureico) è classificato come disfunzione renale moderata, fino a 35 mmol/l come grave; oltre 50 mmol/l - molto grave, con prognosi sfavorevole. Nell'insufficienza renale acuta, la concentrazione di urea nel sangue può raggiungere 50-83 mmol/l.

Sotto l'influenza dell'urea, l'urea si decompone in anidride carbonica e ammoniaca, quest'ultima, in reazione con salicilato di sodio e ipoclorito di sodio in presenza di nitroprussiato di sodio, forma un prodotto colorato, la cui intensità di colore è proporzionale alla concentrazione di urea in il campione. 1.