Методы изучения наследственности человека

Генетика человека.

Тот факт, что у человека известно более 2000 наследственных патологий, и что ежегодно рождается 4-6% детей с наследственной патологией, говорит о важности медицинской генетики, которая занимается изучением причин, развития, передачи, диагностики, профилактики наследственных заболеваний.

Человек является особенным объектом для исследований, т. к.

– для человека не применим гибридологический метод

– человек имеет малое число потомков

– медленная сменяемость поколений

– большое число хромосом и генов

– невозможность постановки опытов.

Методы изучения наследственности человека.

1. Генеалогический метод (метод родословной). Он применяется всегда. Врач – генетик собирает информацию о человеке и всех его родственниках. Используя ряд символов, врач составляет родословную.

Здоровый мужчина ٱ

здоровая женщина Ο

мужчина и женщина, носители мутантного гена ٱ, Ο

больные мужчина и женщина ٱ, Ο

линия брака ٱ –– Ο

близкородственный брак ٱ == Ο

дети супружеской пары

Метод позволяет определить:

1. Характер признака (наследственный он или нет).

2. Насколько часто этот признак проявляется.

3. Тип наследования (доминантный он или рецессивный; сцепленный с аутосомой или с половой хромосомой).

Признаки аутосомно-доминантного типа:

- оба пола поражаются одинаково

– в каждом поколении есть больные

– у больного родителя 50% детей тоже больны.

Признаки аутосомно-рецессивного типа:

- оба пола поражаются одинаково

– есть носители

– у родителей-носителей 25% детей поражается

– близкородственные браки увеличивают проявление признака у потомков.

Признаки Х-сцепленного рецессивного типа:

- болеют преимущественно мужчины, женщины чаще бывают только носителями

– нет передачи признака от отца к сыну

– признак передается от матери-носительницы к сыновьям.

По такому типу у человека передается болезнь гемофилия, связанная с нарушением свертывания крови. За гемофилию отвечает рецессивный мутантный ген, расположенный в Х-хромосоме.

У- сцепленный тип наследования, по которому передаются гены, расположенные в У хромосоме. Передача идет только от отца к сыну. Так наследуется повышенная волосатость края ушной раковины.

2. Близнецовый метод. Заключается в изучении развития признаков у близнецов, которых на планете рождается 1,5 – 2%. Близнецы бывают однояйцевые. Они развиваются из одной зиготы. При первом дроблении зиготы каждый из двух бластомеров дает начало новому организму. Поэтому однояйцевые близнецы полностью генетически одинаковы. Они одного пола, имеют одну группу крови, резус-фактор. Внешне они очень похожи. Разнояйцевые близнецы развиваются из двух разных яйцеклеток, оплодотворенных двумя разными сперматозоидами. Они генетически отличаются друг от друга, могут быть одного и разного пола, похожи как обычные братья и сестры, но рождаются одновременно. Близнецы изучаются как в одинаковых, так и в разных условиях среды. Метод позволяет определить:

1) Роль наследственности в развитии признаков.

2) Роль факторов среды в развитии признаков.

3) Частоту и качество проявления признаков.

Прежде чем использовать метод, необходимо установить однояйцевые близнецы или разнояйцевые.

3. Цитогенетический метод. Основан на изучении хромосомного набора клетки (кариотипа). Метод позволяет выявить заболевания, связанные с изменениями числа хромосом и грубые структурные мутации хромосом. Для этого берут клетки крови лимфоциты, выращивают их на питательной среде и, обработав специальным раствором, заставляют делиться. Когда деление доходит до метафазы, клетку обрабатывают ядом, и останавливают деление. Делается это потому, что хромосомы наиболее спирализованы и лучше всего видны именно в метафазу митоза. Затем хромосомы окрашивают, подсчитывают, изучают их структуру. Этим методом можно определить болезнь Дауна, связанную с трисомией по 21 хромосоме.

4. Биохимический метод. Позволяет выявить заболевания, связанные с нарушением обмена веществ (белков, углеводов, жиров, аминокислот). Причиной этих нарушений могут быть генные мутации, т.е. метод позволяет выявить генные болезни. Для этого берут жидкие среды организма (кровь, лимфу, слезную жидкость, пот, мочу) и определяют в них изменение количества белка или его структуры, изменение активности фермента. Например, если мутировал ген, отвечающий за выработку белка-фермента, то блокируется реакция, которую катализирует этот фермент. При этом изменяется количество веществ. Если отсутствует фермент, катализирующий превращение вещества А в вещество В, то определяется избыток вещества А и недостаток В.

фермент

↓

А ────→ В.

Этим методом можно определить заболевание альбинизм, связанное с нарушением выработки пигмента меланина; синдром Марфана; гемофилию.

5. Популяционно-статистический метод. Основан на применении закона Харди-Вайнберга:

р² + 2рq + q² = 1 (100%),

где р² - число гомозиготных особей по доминантному гену (АА),

q²- число гомозиготных особей по рецессивному гену (аа),

2 рq - число гетерозигот (Аа).

Метод позволяет определить:

- частоту встречаемости гена в популяции

– частоту проявления этого гена.

6. Иммуногенетический метод.

определяют антигенный состав тканей.

с помощью этого метода можно определить:

- иммуно-дефицитные состояния.

- генную несовместимость матери и ребёнка.

7. Метод генетики соматических клеток.

Скрещивают клетки человека с клетками других видов и определяют месторасположение генов, группы сцепления, генные мутации.

8. Метод моделирования.

Изучают животных, у которых есть такие же наследственные болезни, как и у человека. Метод основан на законе гомологических рядов Н.И. Вавилова.

9. Дерматоглифический метод.

Изучают рисунок кожи на ладонях и подошвах. При наследственных болезнях рисунок меняется.

 

Пренатальная (дородовая) диагностика

Наследственных болезней.

1. УЗИ. Можно определить пороки (патологию) развития.

2. Амниоцентез. Изучают околоплодную жидкость, в которой есть клетки плода и определяют генные и хромосомные болезни.

3. Биопсия хориона. Берут и изучают клетки оболочки плода и определяют генные и хромосомные болезни.

4. Кордоцентез. Берут и изучают кровь плода из пуповины.