Популяционно- статистический метод в генетике человека. Закон Хайди- Вайнберга и его применение для популяции человека.

В медицинской практике нередко появляется необходимость установить количественные соотношения людей с различными генотипами по какому-нибудь аллелю, включающий патологический ген, или частоту встречаемости этого гена среди населения. С этой целью используется популяционно-статистический метод. Расчеты ведутся в соответствии с законом Харди- Вайнберга.

Этот закон справедлив для популяций, отвечающих следующим условиям:

· панмиксия (свободное скрещивание, т.е. отсутствие специального подбора пар по каким-либо отдельным признакам);

· большая численность популяции;

· отсутствие оттока генов или миграции особей за пределы популяции;

· отсутствие притока генов за счет мутаций или миграции особей извне в данную популяцию;

· равная плодовитость гомозигот и гетерозигот;

Такая популяция называется равновесной (идеальной). Считается, что человеческая популяция приближается к идеальной и поэтому для ее анализа применим закон Х-В.

Закон Х-В:

· Определяет генетическую структуру популяций (частоты генов и генотипов)

· Определение полиморфизма популяции.

· Анализа причин изменения генофонда.

В такой популяции сумма частот аллелей одного гена величина постоянная. p+q=1, где p- частота доминантных аллелей А; q- частота рецессивных аллелей а. Сумма частот генотипов по одному аллелю в данной популяции есть величина постоянная. P²AA+2pqAa+q²aa=1

· P² – частота гомозигот по доминантному гену (АА)

· 2pq- частота гетерозигот (Аа)

· q- частота гомозигот по рецессивному гену

Пример1: В какой популяции частота доминантных аллелей равна 0,6; частота рецессивных аллелей 0,4?

P+q=0.6+0.4=1 Подставив эти значения получим p²0.36+2pq0.48+q²0.16 т.е. в данной популяции 36% гомозигот АА, 48% гетерозигот Аа, 16% гомозигот аа. Этот закон можно использовать для расчета частоты гетерозигот в популяции, у которых ген фенотипически не проявляется.

Пример 2: Известна частота гомозигот по патологическому генуq² (аа) = 0,0001, т,к он проявляется фенотипически. Но часть рецессивных аллелей будет находиться в составе гетерозигот. По формуле Х-В находим: q²= 0,0001; q= корень0,0001 =0,01; P+q =1; p=1-q=1-0,01=0.99; 2pq=2*0.99*0.01=0.0198. Частота гетерозигот равна 1,98%- находим для оценки мутагенности среды

Генеалогический метод изучения генетики человека. Особенности наследования признаков в родословных с аутосомно – доминантным, аутосомно – рецессивным , Х-сцепленным и Y- сцепленным типах наследования.

Клинико- генеалогический метод (КГМ, метод родословных) представляет собой прослеживание нормального или патологического признака внутри рода или семьи с указанием типа родственных связей. Он является универсальным и должен использоваться врачами всех специальностей.

Основными целями КГМ являются:

· Определение наследственного характера патологии

· Сбор сведений о семье и составление родословной

· Определение типа наследования. Анализ родословной.

Составление родословной начинается с пробанда. Им может быть как больной, так и носитель признака, наследование которого надо изучить. Братья и сестры называются сибсами.

КГМ позволяет:

· установить наследственный характер признака

· определить тип наследования

· определить вероятные генотипы у членов семьи

· определить вероятность рождения детей с данными признаками в следующих поколениях.

Типы наследования признаков.

При аутосомно-доминантном типе наследования признак:

· Встречается в равной мере у мужчин и у женщин;

· При достаточной численности потомства прослеживается в каждом поколении по вертикали;

· Примеры: карликовость, близорукость, полидактилия.

При аутосомно-рецессивном типе наследования признак:

· Встречается в равной степени у мужчин и у женщин;

· Проявляется не в каждом поколении по вертикали;

· Примеры: глухота, фенилкетонурия.

При Х-сцепленном типе наследования признак:

· Встречается как у мужчин, так и у женщин, но в целом больных женщин больше;

· Признак проявляется в каждом поколении по вертикали;

· Женщины с доминантным признаком передают его в равной степени дочерям и сыновьям, а мужчины только дочерям;

· Пример: гиперплазия эмали.

При рецессивном Х-сцепленном типе наследования признак: (от матери к сыну, от отца к дочери)

· Проявляется не в каждом поколении по вертикали;

· Преимущественно проявляется у гемизиготных мужчин, которые наследуют его от матерей- носительниц;

· У женщин проявляется только в гомозиготном состоянии;

· Все дочери пораженных мужчин являются гетерозиготными носительницами;

· Пример : гемофилия.

При Y-сцепленном типе наследования признак (голландрический) передается строго по мужской линии из поколения в поколение, от отца к сыну.

· Пример: гипертрихоз.

При митохондриальном типе наследования признак

· Встречается с одинаковой частотой у обоих полов;

· Передается потомкам только от матери;

· Больные отцы не передают болезнь;

· Пример: атрофия зрительного нерва Лебера.

Близнецовый метод изучения генетики, возможности метода. Определение соотносительной роли наследственности и среды в развитии признаков и патологических состояниях человека.

Близнецовый метод дает возможность дифференцировать роль среды и генотипа в развитии морфологических признаков, предрасположения к заболеваниям, психических особенностей.

Для дифференцировки роли наследственности и среды в проявлении различных признаков сравнивают одно (MZ монозиготные)- и двуяйцевых (DZ-дизиготные) близнецов. Различия, устанавливаемые в равной мере у однояйцевых и разнояйцевых близнецов, следует считать зависящими от внешних условий. Различия, обнаруживаемые у разнояйцевых близнецов и не отмеченные у однояйцевых, рассматриваются как результат различной наследственности. Если в сходных условиях среды признаки различны у партнеров двуяйцевой пары, но сходны у партнеров однояйцевой пары, их следует признать наследственными.

Этапы близнецового метода:

1) Составление близнецовой выборки ( не менее 10 пар)

2) Определение зиготности (по группе крови)

3) Сопоставление групп по MZ и DZ по изучаемым признакам

А) признак имеется у обоих близнецовых пар – сходные по фенотипы (называют конкордантными)

Б) признак имеющийся у одного близнеца из пары – дискордантная пара.

· С- число конкордантных пар

· Д- число дискордантных пар.

· Кр.- степень парной конкордантности.

Кр=С/(С+Д)*100%

Вычисляется для каждой группы близнецов. Для вычисления доли генотипа в развитии признака используется коэффициент Хольцингера (Н) или наследуемость.

Н= (Крmz-Крdz/(100-КРdz))*100%

· Если Н>0.7 (70%)—определяющую роль в развитии признака играет генотип (б. Дауна, Эпилепсия)

· Н<0,1-0,3 (10-30%)--- определяющую роль играют факторы среды

Н близкая к 0,5 (50%) говорит о наследственной предрасположенности к развитию заболеваний т.е. о равномерном вкладе генотипа и сред