Методы генетики человека

Методы генетики человека

Генетика человека имеет ряд особенностей:

• на людях запрещены экспериментальные браки;
• рождается малое количество потомков;
• наблюдается позднее половое созревание и большая продолжительность смены поколений (25 – 30 лет);
• у человека сложный кариотип (много хромосом и групп сцеплений);
• невозможность создания одинаковых условий жизни исследуемых.

1. Генеалогический метод

• Генеалогический метод был предложен в конце XIX века Ф.Гальтоном (двоюродный брат Ч.Дарвина по их деду Эразму Дарвину).
• Система обозначения родословных была предложена Г.Юстом в 1931г.

Основные термины для генеалогического древа:

• Педигри – родословная;
• Пробанд – обладатель наследственного признака;
• Сибсы – братья и сестры, потомки одних родителей;
• Инбридинг – близкородственные скрещивания.

Символы, используемые при составлении родословных

Легенда родословной включает:

1) подробное описание каждого члена родословной, сведения о котором обязательны или существенны для понимания характера наследования заболевания (признака) или особенностей клинического проявления; 2) перечень источников медицинских и других сведений с содержательной информацией; 3) указание на характер патологического процесса или его локализацию (например, у некоторых членов родословной диагностирована изолированная злокачественная опухоль желудка, у других — множественные неоплазии); 4) указание на время начала заболевания и особенности течения; 5) указание на возраст и причину смерти; 6) описание методов диагностики и идентификации (например, качественный или количественный характер описываемого (признака).

Правила составления родословной

• Поколения обозначаются римскими цифрами сверху вниз, обычно они ставятся слева от родословной.
• Арабскими цифрами нумеруются все элементы одного поколения (весь ряд) слева направо, последовательно.
• Братья и сестры располагаются в родословной в порядке рождения.
• Таким образом, каждый член родословной имеет свои координаты.
• Все индивиды одного поколения должны располагаться строго в один ряд.

Генеалогическое древо А.С.Пушкина

Составление и анализ родословных

Генеалогический метод позволяет изучить

• Природу признака – наследственная или ненаследственная
• Характер наследования признака – доминантный или рецессивный; аутосомный или сцепленный с полом
• Тип наследования заболевания
• Интенсивность изменения наследственного материала
• Расчет риска рождения больного ребенка
• Оценку прогноза заболевания
• Расчет риска для потомства.

• Клинико-генеалогический метод включает три основных этапа: клиническое обследование, составление родословной и генеалогический анализ.

• Использование генеалогического метода показало, что при родственном браке, по сравнению с неродственным, значительно возрастает вероятность появления уродств, мертворождений, ранней смертности в потомстве. В родственных браках рецессивные гены чаще переходят в гомозиготное состояние, в результате развиваются те или иные аномалии. Примером этого является наследование гемофилии в царских домах Европы.

Пример 1

• На основании родословной установите характер наследования признака (доминантный или рецессивный, сцеплен с полом или не сцеплен с полом), генотипы детей в первом и втором поколениях.

Пример 2

• Женщина с оттопыренными ушами вышла замуж за мужчину с нормальными ушами. От этого брака родились две дочери, у одной из которых были оттопыренные уши. Младшая дочь с нормальными ушами вышла замуж за человека с такими же ушами. У них было два сына, один из которых имел оттопыренные уши. Определите характер наследования признака, генотипы родителей и детей первого и второго поколения.

Пример 3

• На основании родословной установите характер наследования признака (доминантный или рецессивный, сцеплен с полом или не сцеплен с полом), генотипы детей в первом и втором поколениях.

2. Близнецовый метод

• Близнецами называют одновременно родившихся детей. Они бывают монозиготными (однояйцевыми) и дизиготными (разнояйцевыми).

• 1 — монозиготные близнецы; 2 — дизиготные близнецы.

Однояйцевые (идентичные) близнецы:

• имеют одинаковый генотип
• различия возникают за счет влияния окружающей среды
• дает возможность определить, как влияет среда на проявления тех или иных признаков

Разнояйцевые (неидентичные) близнецы:

• могут быть как однополые, так и разнополые
• похожи друг на друга не больше обычных братьев и сестер, не являющимися близнецами
• используются для сравнения проявления признака у идентичных и неидентичных близнецов

Данные о конкордантности (степени сходства) близнецов по некоторым признакам

Признаки

Конкордантность, %

Монозиготные близнецы

Нормальные

Дизиготные близнецы

Группа крови (АВ0)

Цвет глаз

100

99,5

46

Цвет волос

28

97

Патологические

23

Косолапость

32

«Заячья губа»

33

Бронхиальная астма

3

5

19

Корь

98

4,8

Туберкулез

94

37

Эпилепсия

67

15

Шизофрения

3

70

13

• Благодаря близнецовому методу, была выяснена наследственная предрасположенность человека к ряду заболеваний: шизофрении, эпилепсии, сахарному диабету и другим.
• Наблюдения за монозиготными близнецами дают материал для выяснения роли наследственности и среды в развитии признаков. Причем под внешней средой понимают не только физические факторы среды, но и социальные условия.

3.

• Когда необходимо провести кариотипический анализ плода, для культивирования берутся клетки амниотической (околоплодной) жидкости

4. Популяционно-статистический метод

• Популяция - совокупность особей одного вида, длительное время обитающих на определенной территории, свободно скрещивающихся друг с другом, имеющих общее происхождение, определенную генетическую структуру и в той или иной степени изолированных от других таких совокупностей особей данного вида.

В генетическую характеристику любой популяции входят следующие показатели:

• 1) генофонд (совокупность генотипов всех особей популяции), 2) частоты генов, 3) частоты генотипов, 4) частоты фенотипов, система браков, 5) факторы, изменяющие частоты генов.

Закон Харди-Вайнберга

• В идеальной популяции из поколения в поколение сохраняется строго определенное соотношение частот доминантных и рецессивных генов (1), а также соотношение частот генотипических классов особей (2).

p  +  q  = 1,   (1) р 2  + 2 pq  +  q 2  = 1,   (2)

где p — частота встречаемости доминантного гена А; q — частота встречаемости рецессивного гена а; р 2 — частота встречаемости гомозигот по доминанте АА; 2 pq — частота встречаемости гетерозигот Аа; q 2 — частота встречаемости гомозигот по рецессиву аа.