Полиморфные генетические системы в популяции человека.

· Частота каждого варианта морфотипа превышает 5%.

· Система гемоглобинов

· Система групп крови АВ0 (Н), МN и др.

· Система HLA (система главного комплекса несовместимости).

· Ферментные системы (трансферрин, глюкоза-6-фосфатдегидроденаза.

Под генетической структурой популяции понимают структуру всех аллелей и частоты всех генотипов, составляющих генофонд популяции. Длительное необратимое и направленное изменение генофонда популяции составляет элементарное эволюционное явление.

Факторы, влияющие на генетическую структуру популяции:

Демографические характеристики и элементарные эволюционные факторы. Генетическая система популяции находится в динамическом равновесии. Только при достаточном числе генетически разнообразных партнеров по браку в человеческих популяциях возможно поддержание на необходимом уровне генетической разнокачественности всей системы в целом.

Закон генетического равновесия (1908) Харди-Вайнберга.

«при определенных условиях частоты генов и генотипов в популяции находятся в равновесии и остаются неизменными из поколения в поколение».

Условия: большая численность популяции, высокая степень панмиксии (свободных браков), отсутствие влияния элементарных эволюционных факторов, одинаковая вероятность и одинаковая жизнеспособность всех типов гамет.

Формула, отражающая распределение частоты аллелей в популяции: р(А) +g(a) = 1.

Формула, отражающая распределение частот генотипов в популяции:

Р²(АА) +2pq(Aa) + g²(aa) = 1.

Демографические характеристики влияют на генетическую структуру популяций через систему браков.

· Панмиктические – свободные;

· Ассортативные – относительно свободные;

· Инбридинг – родственные браки;

· Инцестные – запретные браки первой степени родства;

· Кровнородственные браки – между членами 2 и 3 степени родства.

Элементарные эволюционные факторы.

1. Мутации – ненаправленные, случайные изменения, могут происходить спонтанно или индуцировано. В человеческих популяциях наибольшее значение имеют спонтанные мутации – главные поставщики новых аллелей, приводят к разнообразию генотипа популяции.

В большинстве случаев имеют вредное значение. Рецессивные мутации могут накапливаться в популяциях, не проявляя вредного влияния в гетерозиготном состоянии и создают проблему генетического груза.

2. Миграция – поток генов из популяции в популяцию. Повышают гетерозиготность популяции. Для большинства народов нашей планеты определяет долю общих аллелей белого населения. У негров составляет 25% (у американских).

Насыщенность популяций мутациями, постоянное давление, миграция генов создают генетический груз популяции, имеют большое значение для выживания популяций.

Генетический груз.

1. Мутационный – снижает жизнеспособность и плодовитость.

2. Сегрегационный – те рецессивные мутации, которые накапливаются в популяции в нескольких поколениях и проявляют себя в близкородственных браках.

3. Комбинационный (рекомбинационный) – могут проявляться в результате кроссинговера.

4. Миграционные – мутации, внесенные другими популяциями.

Эффекты генетического груза:

· Гетерозиготный полиморфизм – уменьшение продолжительности жизни;

· Повышение летальности;

· Снижение фертильности – способности к деторождению;

· Повышенная необходимость медицинской помощи населения;

· Социальная дизадаптация.

Популяционные волны – изменение численности популяции (волны жизни).

1. Периодические (сезонные);

2. Апериодические обусловлены воздействием различных абиотических и биотических факторов;

3. Кормовые ресурсы;

4. Вспышки численности видов в новых районах;

5. резкие колебания численности, связанные с катастрофами, войнами и эпидемиями.

Случайные изменения частоты аллелей и генотипов.

Генетика популяций.

Изоляция – ограничивает возможность свободного скрещивания, усиливает генетические различия между группами и способствует дивергенции (разделению популяций на более мелкие группы), приводит к появлении новых видов.

Географическая: пространственная – ограничивает возможность скрещивания;

Биологическая (репродуктивная) – несовместимость партнеров по поведению:

1. этологическая (различия в поведении и т.п.)

2. экологическая (озерная и прудовая лягушки – разные температурные условия для размножения)

3. сезонная

4. морфофизиологическая

5. генетическая

способствует дивергенции, инбридингу, дрейфу генов.

В человеческих популяциях в условии изоляции увеличивается частота близкородственных браков, что порождает генетико-автоматические процессы (дрейф генов) и приводит к гомозиготизации изолятов по вредным мутациям.

Пример действия дрейфа генов является эффект родоначальника: если у основателя изолята имелись рецессивные летальные гены, то в условиях инбридинга эти гены получают широкое распространение и приводят изолят к вымиранию.

Естественный отбор – процесс, в результате которого выживают и оставляют потомство особи с полезными в данных условиях наследственными признаками.

Доля влияния естественного отбора на генетическую структуру человеческой популяции равна 0.

Виды отбора:

· Стабилизирующий – сохраняет особи со средней нормой реакции, элиминируя организмы с крайними вариантами генотипа.

· Движущий – способствует сохранению особи с новой или распространенной нормой реакции взамен ушедшей старой, пришедшей в несоответствие в результате изменений условий существования, уничтожая фенотипы, не соответствующие новым условиям среды.

· Дизруптивный – способствует сохранению особей с крайними нормами реакции, и направлен против особей со средней или промежуточной нормами признака. Такой вид приводит к полиморфизму популяции, может являться причиной видообразования.

Все виды отбора приводят к адаптации организмов.

№9.

Методы изучения генетики человека. Медико-генетическое консультирование.

С.Н. Давиденков (1880-1961)

Профилактика наследственной патологии.

· Медико-генетическое консультирование

· Пренатальное и перинатальное диагностирование

· Массовая диагностика наследственных заболеваний у новорожденных, поддающихся диетической и лекарственной терапии

· Диспансеризация больных и членов их семей

Специализированная медпомощь населению направлена на предупреждение рождения больного ребенка с той или иной наследственной патологией. Включает диагностику, прогнозирование, заключение и совет, а так же консультирование по запросам дальнейшего планирования семьи.

Методы:

Клинико-генеалогический, биохимический, иммунологический, цитогенетический, ДНК-диагностика.

Человек – специфический объект генетических исследований.

· Сложный геном

· Гены обладают неполной пенетрантностью (частота фенотипического проявления гена), а признаки разной степенью экспрессивности

· Клинический полиморфизм и генетическая гетерогенность многих наследственных заболеваний

· Разное время проявления гена в онтогенезе (болезнь Альцгеймера)

· Гетерозиготность по многим генам

· Невозможность подбора родительских пар

· Нет четкой регистрации поколений

· Проследить наследование болезни можно в 2-3х поколениях