Тема: Генетика человека
Генетика человека – самостоятельный раздел генетики, посвященный изучению генома человека, составлению его генетических карт, определению функций определенных генов, исследованию закономерностей наследования различных признаков и т. д.
Генетика человека – смежная область генетики и медицины, изучающая законы наследственности и изменчивости у человека в норме и при патологиях, физические и психические врожденные признаки, а также некоторые аспекты поведения – соотношение «генотипического» и «средового» в формировании индивидуальных психологических характеристик.
Основные генетические законы и закономерности универсальны и в полной мере приложимы к человеку. Всего обнаружено 3217 биохимических, морфологических и физиологических признаков, из них 120 сцеплены с полом. Изучены все 23 группы сцепления генов (22 – у аутосом, 23-я группа сцепления у Х- и У-хромосом). Многие гены нанесены на карту хромосом. У малых популяций людей (не более 1500 человек) частота внутригрупповых браков свыше 90%, поэтому за 100 лет все члены популяции становятся троюродными братьями и сестрами. В таких популяциях высок коэффициент инбридинга, что приводит к переводу рецессивных мутаций в гомозиготное состояние (пигментные мутации, мутации скелета, глаз, до 8% - летальных мутаций и др.). часто такие мутации проявляются еще у плода, и он погибает не родившись или сразу после рождения. У человека в гаплоидном наборе – геноме – от 100 тыс. до 1млн генов; на один гаплоидный набор приходится от одной до 10 новых мутаций. Повышение уровня мутаций на 0,001% не имеет значения для здоровья одного ребенка, но в популяционном масштабе – это тысячи больных детей. Именно с точки зрения влияния на популяцию в целом и надо оценивать мутагенное действие окружающей среды.
Человек имеет ряд особенностей, затрудняющих проведение генетических исследований. Такими особенностями являются:
1. Большое число хромосом в кариотипе (2n=46).
2. Большая продолжительность детства (то есть времени от рождения до наступления половозрелости) и медленная смена поколений.
3. Одноплодность (за одну беременность рождается, как правило, один ребенок. Исключения – рождение близнецов – редки).
4. Малое число детей в браке.
5. Невозможность формировать необходимую схему брака (то есть скрещивания) и невозможность использования искусственного мутагенеза.
В то же время у человека как объекта генетических исследований есть и свои достоинства:
1. Почти исчерпывающие сведения по анатомии и физиологии.
2. Большое число мутаций (постоянно пополняемых и в наше время).
3. Многочисленность человеческой популяции, что всегда позволяет выбрать необходимую для исследования схему брака.
Типы наследования и формы проявления генетических признаков у людей весьма разнообразны (для человека характерны все известные в генетике тип наследования признаков: доминантный, кодоминантный, рецессивный, аутосомный, сцепленный с полом и т. д.); кроме того, как уже говорилось выше, человек как объект генетических исследований имеет ряд особенностей. Все это обусловливает необходимость применения специальных методов при изучении генетики человека.
Основные методы исследования генетики человека
Таблица 1. Основные методы исследования генетики человека
| Название метода | Объект и методика исследований | Возможности метода и область его применения |
| Клинико-генеалогический (предложен Ф.Гальтоном в 1865 году) | Составление и анализ родословной | Определение типа наследования, изучение сцепленного наследования, определение типа взаимодействия генов. Прогноз вероятности проявления изучаемого признака в потомстве. Используется в медико-генетическом консультировании |
| Популяционно-генетический | Изучение частот различных генов и генотипов в человеческих популяциях | 1. Определение генетической структуры человеческих популяций, то есть вычисление частот встречаемости наследственных признаков (в том числе болезней) в различных местностях, среди разных рас и народностей, степени гетерозиготности и полиморфизма. 2. Установление особенностей взаимодействия факторов, влияющих на распределение наследственных признаков в различных человеческих популяциях, что позволяет определить адаптивную ценность конкретных генотипов |
| Близнецовый (предложен Ф.Гальтоном в 1876 году) | Сравнение частот сходства по ряду признаков пар одно- и разнояйцовых близнецов | Разграничение роди наследственности и среды в развитии различных признаков. Позволяет определить роль генетического вклада в наследование сложных признаков, а также оценивать влияние воспитания, обучения и т.д. |
| Цитогенетический | Строение метафазных хромосом, их морфологические особенности | 1. Изучение нормального кариотипа 2. Точная диагностика наследственных заболеваний, вызываемых хромосомными мутациями. 3. Определение последствий воздействия мутагенов. Используется в медико-генетическом консультировании |
| Биохимический | Пробы крови или амниотической (околоплодной) жидкости | 1. Выявление болезней обмена веществ. 2. Выявление гетерозиготных носителей рецессивных генов. |
| Иммунологический | Факторы иммунитета и тканевой совместимости | 1. Установление причин тканевой несовместимости. 2. Определение наследования факторов иммунитета. 3. Изучение разнообразия и особенностей наследования тканевых антигенов. |
На протяжении последних десятилетий все данные мировой литературы, касающиеся генетики человека, постоянно анализируются. На основе анализа этих данных регулярно публикуется каталог наследственных признаков человека.
Медицинская генетика
Одним из важнейших подразделов генетики человека является медицинская генетика, изучающая генетические отклонения. К настоящему времени известно большое количество врожденных и обусловленных нарушениями в генетическом аппарате заболеваний. Такие нарушения могут возникать на всех уровнях организации генома: от замены единственного нуклеотида до потери целых хромосом. Например, хорошо изучена серповидно-клеточная анемия, при которой в шестом кодоне гена ꞵ-цепи гемоглобина происходит замена аденина на тимин, что сопровождается встраиванием в синтезируемую белковую цепь валина вместо глутаминовой кислоты. Это приводит к нарушению строения молекул гемоглобина, их полимеризации, деформации эритроцитов, вследствие чего они приобретают серповидную форму.
Использование достижений молекулярной биологии и генетики позволило создать дородовую диагностику некоторых наследственных заболеваний, в частности серповидно-клеточной анемии. Однако лечение генетических болезней все еще остается делом будущего. На современном же этапе медики лишь в некоторых случаях способны оказать помощь по облегчению течения заболевания, применяя симптоматическое лечение.
Рассмотрим рад заболеваний, связанных с изменением числа хромосом.
Хотя известно несколько случаев рождения живых триплоидов и тетраплоидов (проживших, правда, всего несколько месяцев), в целом полиплоидия и гаплоидия несовместимы с жизнью человека. Нуллисомия у человека не описана. Моносомия по любой паре аутосом летальна.
Трисомия по соматическим хромосомам во всех случаях влечет за собой катастрофические последствия.
Синдром Дауна (трисомия по 21-й паре хромосом) – тяжелое заболевание, для которого характерна значительная умственная отсталость, физическое недоразвитие, пониженный мышечный тонус, косые глазные щели с особой складкой (монголизм) и др. Синдром сопровождается нарушением функций почти всех эндокринных желез, повышенным содержанием пуринов в крови и рядом других патологических изменений.
Продолжительность жизни больных с синдромом Дауна в настоящее время составляет около 30 лет, это связано с тем, что основными причинами их смерти являются инфекционные заболевания, сопротивляемость к которым у больных резко снижена, и порок сердца, но с ним медицина все успешнее справляется.
Кроме синдрома Дауна описаны еще две патологии: синдром Эдвардса (трисомия по 18-й паре хромосом) и синдром Патау (трисомия по 13-й паре) – еще более тяжелые заболевания, чем синдром Дауна. Новорожденные живут всего несколько месяцев. Трисомии по другим аутосомам единичны. Очевидно, они летальны еще при внутриутробном развитии.
Нарушение числа половых хромосом
Заболевания, вызванные изменениями числа половых хромосом, протекают гораздо мягче, чем аутосомные аномалии. Они обычно сопровождаются снижением умственных способностей и стерильностью. Известны различные синдромы, связанные с нарушениями числа гетеросом.
Синдром Клайнфельтера встречается в двух формах: полисомия по Х-хромосоме и полисомия по У-хромосоме при единственной второй гетеросоме.
Больные ХХУ (кариотип 47, ХХУ) – мужчины женоподобного сложения, бесплодны, психически нормальны, но болтливы, склонны драматизировать свои переживания.
Больные ХУУ (кариотип 47, ХУУ) – нормальные мужчины, высокие, умственно и психически нормальны, хотя склонны к импульсивным насильственным действиям.
Синдром Шерешевского-Тернера – характерен только для женщин, поскольку определяется моносомией по половым хромосомам (кариотип 45, ХО). Больные умственно нормальны, хотя постоянно находятся в состоянии легкой эйфории; вполне жизнеспособны, но стерильны из-за значительного недоразвития яичников и матки.
Известны варианты полисомии по Х-хромосоме у женщин. Трисомики (47, ХХХ) обычно вполне нормальны и фертильны. Тетрасомия (48, ХХХХ) приводит к умственной отсталости разной степени. Пентасомия (49, ХХХХХ) всегда сопровождается тяжелыми поражениями организма и умственных способностей.
32 063
585 
