Методы генетики человека

Генетика человека. Человек как объект генетики. Медицинская генетика.

Антропогенетика – наука, которая изучает особенность, специфику наследования человека.

Медицинская (клиническая) генетика – изучает этиологию, патогенез, симптоматику наследственных заболеваний человека; разрабатывает методику диагностики, лечения профилактики болезней.

Цитогенетика – это область генетики, изучающая цитологические основы наследственности и изменчивости. Основной предмет исследования цитогенетики – это хромосомы, их организация, функционирование и наследование.

Генетический груз – часть наследственной изменчивости популяции, которая определяет появление менее приспособленных особей, подвергающихся избирательной гибели в процессе естественного отбора.

Сегрегационный груз – доля общего генетического груза, обусловленного локусами со сверхдоминантностью.

Субститационный груз – возникает при изменении адаптивной ценности особей и сохраняется в популяции, пока одна аллель не заменится другой.

Задачи медицинской генетики:

Ø Определение полной нуклеотидной последовательности ДНК в геноме человека.

Ø Ранняя диагностика наследственных патологий путём совершенствования экспресс-методов и прентальной диагностики.

Ø Широкое внедрение медико-генетических наследований.

Ø Разработка методов генной терапии наследственных заболеваний на основе методов генной инженерии.

Ø Выявление генетически опасных факторов внешней среды и разработка методов их нейтрализации.

Специфика человека, как объекта исследования.

Трудности:

· Невозможность использования метода гибридологического анализа.

· Невозможность использования метода индуцирования мутаций.

· Медленная смена поколений.

· Малочисленность потомков от брака.

· Неполный характер проявления признака в ряду поколений из-за неполной пенетрантности.

· Невозможность создания одних условий среды для потомков от разных браков.

· Большое число хромосом и, как следствие, хромосом больше, чем групп сцепления.

· Высокий уровень мутационного процесса.

· Высокий уровень генетической гетерогенности.

· Высокий уровень генетического полиморфизма.

· Высокий уровень генетического груза.

Положительные моменты:

o Человек является самым лучшим объектом наследования. Это произошло благодаря использованию специфических методов изучения генетики человека.

Методы генетики человека:

I. Генеалогический – составление родословной.

II. Дерматоглифика.

III. Биохимический метод.

IV. Популяционно-статистический.

V. Близнецовый.

VI. Цитогенетический.

Генеалогический метод.

Основан в 1865 году Френсисом Гальтоном. Это самый древний метод и суть его состоит в установлении родословной связи при определении доминантных, рецессивных признаков и характера их наследования.

Этапы генеалогического метода:

1) Сбор данных обо всех родственниках пробанда.

2) Построение, на основе данных, родословной.

3) Анализ родословной.

4) Выводы.

Данный метод позволяет установить являются ли анализируемые признаки наследственными, тип и характер наследования, зиготность, пенетрантность, вероятность рождения детей с данной патологией.

Символы, используемые при составлении родословной:

Сибсы – дети от брака.

Пробанд – это лицо, о котором составляют родословную.

Типы наследования:

1. Аутосомно-доминантный.

2. Аутосомно-рецессивный.

3. X-сцепленный доминантный.

4. X-сцепленный рецессивный.

5. Y-сцепленный.

6. Цитоплазматический (митохондриальный).

Аутосомно-доминантный тип наследования. Особенности:

a) Больные наблюдаются в каждом поколении.

b) Болеют в равной степени и мужчины и женщины.

c) Признак наследуется как по вертикали, так и по горизонтали.

d) Вероятность наследования 100%, если оба родителя доминанты (АА х АА, Аа х Аа, Аа х аа); 75%, если гетерозиготны (Аа х Аа, Аа х аа).

Аутосомно-рецессивный тип наследования. Особенности:

a) Больные наблюдаются не в каждом поколении.

b) Больной ребёнок может родиться от здоровых родителей.

c) Часто является следствием родственных браков.

d) Болеют в равной степени и мужчины и женщины.

e) Признаки наследуются по горизонтали.

f) Вероятность наследования 100%, если оба родителя рецессивны (аа х аа); 50%, если один родитель гетерозиготен, второй рецессивный (Аа х аа); 25%, если оба родители гетерозиготны по данному признаку (Аа хАа).

X-сцепленный доминантный тип наследования. Особенности:

a) Больные наблюдаются в каждом поколении.

b) Болеют в равной степени и мужчины и женщины.

c) Признаки наследуются как по горизонтали, так и по вертикали.

d) Вероятность наследования 100%, если мужчина и женщина являются доминантными по данному признаку; женщина является доминантным, а мужчина рецессивным.

X-сцепленный рецессивный тип наследования. Особенности:

a) Болеют преимущественно мужчины.

b) Больной ребёнок может родиться от здоровых родителей.

c) Признаки наследуются по горизонтали.

d) Вероятность наследования 100%, если оба родителя гомозиготны по рецессивному гену; 50%, если один родитель гомозиготен, а второй гетерозиготен по рецессивному гену; 25%, если оба родителя гетерозиготны по рецессивному гену.

Y-сцепленный тип наследования. Особенности:

a) Наследуется только по мужской линии.

Цитоплазматический (митохондриальный) тип наследования. Особенности:

a) Передаётся по женской линии (мать передаёт ген и сыновьям и дочерям; дочь передаёт, как мать, сын – никому из потомков).

b) Данная болезнь проявляется только по женской линии.

Дерматоглифика.

Дерматографический метод основан на исследовании кожного рисунка концевых фаланг пальцев рук, ладоней и стоп. Метод широко используется в криминалистике и генетических исследованиях. Борозды и гребешки на коже ладонной поверхности кисти идут параллельно, образуя разнообразные узоры.

Трирадиус (дельта) - место схождения трех непересекающихся Y-образной формы папиллярных линий.

Из многих показателей дерматоглифики наиболее часто применяются: тип папиллярного рисунка концевых фаланг кистей (дуги, петли, завитки), число борозд папиллярного узора, пальцевые и осевые трирадиусы, сгибательная складка ладони. В норме на коже ладонной поверхности кисти имеются три сгибательных складки, угол осевого трирадиуса менее 57⁰, преобладают радиальные петлевые узоры. При хромосомных болезнях отмечаются отклонения показателей дерматоглифики от нормы. Так, при болезни Дауна поперечная складка наблюдается в 40-60 % случаев (в норме частота встречаемости ее в популяции составляет 1 %), осевой трирадиус смещается в дистальном направлении (вследствие этого угол его увеличивается до 81⁰).

Цитогенетический метод.

Заключается в микроскопическом исследовании структуры хромосомы и их количества у здоровых и больных людей.

Близнецовый метод.

Этот метод в 1876 г. предложил английский исследователь Ф. Гальтон.

Среди близнецов выделяются однояйцевые и двуяйцевые.

Однояйцевые близнецы (идентичные) образуются из одной зиготы, разделившейся на ранней стадии дробления на две части. В этом случае одна оплодотворенная яйцеклетка дает начало не одному, а сразу двум зародышам. Они имеют одинаковый генетический материал, всегда одного пола, и наиболее интересны для изучения. Сходство у таких близнецов почти абсолютное. Мелкие различия могут объясняться влиянием условий развития.

Двуяйцевые близнецы (неидентичные) образуются из различных зигот, в результате оплодотворения двух яйцеклеток двумя сперматозоидами. Они похожи друг на друга не более чем родные братья или сестры, рожденные в разное время. Такие близнецы могут быть однополыми и разнополыми.

Близнецовый метод позволил установить, что для многих заболеваний значительную роль играют условия среды, при которых происходит формирование фенотипа. Такие признаки как группа крови, цвет глаз и волос определяются только генотипом и от среды не зависят. Некоторые заболевания, хотя и вызываются вирусами и бактериями, в некоторой степени зависят от наследственной предрасположенности. Такие заболевания, как гипертония и ревматизм, в значительной степени определяются внешними факторами и в меньшей степени – наследственностью.

Формула Хольцингера.

Степень количественной оценки влияния наследственности (h-) и среды (Е-) часто оценивается по формуле Хольцингера:
h = (конкордантность в группе монозиготных близнецов - конкордантность в группе дизиготных близнецов)/ (100-С) х 100%;
Е = 100-h.

Таким образом, если подставить показатели по шизофрении, то получится:
h = (69 - 10)/ (100-10) х 100= 65 %, т.е. влияние наследственных факторов составляет 65 %, а среды 35 % (100-65 %). При h = 1 возникновение заболевания или признака зависит в основном от генетических факторов, при h = 0 - от средовых факторов; при h = 0,5 - влияние среды и наследственности примерно одинаково.

Если h более 70 %, то решающая роль принадлежит наследственным факторам, если 30-70 % - на проявление признака оказывают как наследственные, так и средовые факторы. О ведущей роли внешней среды указывается, если коэффициент h менее 30 % (или 0,3).

Формула Хольцингера дает ориентировочные показатели, не учитывая многих других важных факторов (например, степень экспрессивности фенотипического признака), могущих оказывать существенное влияние на формирование признака, тем не менее она может использоваться на практике.

Коэффициент пробандовой конкордантност (КПК).

КПК = (К+2Кнз)/(К+2К + Д), где К - количество конкордантных пар монозиготных близнецов по одному признаку, зарегистрированному только по одному партнеру, Кнз - количество конкордантных пар монозиготных близнецов по одному признаку, но зарегистрированных независимо друг от друга, Д - количество дискордантных близнецовых пар.

Популяционно-статистический метод.

Основой популяционно-статистического метода является закон генетического равновесия Харди-Вайнберга сформулированный в 1908 г.

Закон Харди-Вайнберга: = 1 → + 2pq + = 1, где Где — доля гомозигот по одному из аллелей; p — частота этого аллеля; — доля гомозигот по альтернативному аллелю; q — частота соответствующего аллеля; 2pq — доля гетерозигот.

Биохимический метод.

Основан на изучении характера биохимических реакций в организме, обмена веществ для установления носительства аномального гена или уточнения диагноза. Заболевания, в основе которых лежит нарушение обмена веществ, составляют значительную часть генной наследственной патологии.

Дата добавления: 2013-12-12