Сущность цитогенетического метода и его применение в генетике человека.

   Цитогенетический метод - метод изучения кариотипа человека, ос­нованный на микроскопическом изучении хромосом. Цитогенетический метод активно начал использоваться в практике с 1956 года, когда Дж.-К. Тио и А. Леван установили, что диплоидное число хромосом человека рав­но 46 (23 пары). В 1959 г. французские ученые Д. Лежен, Р. Тюрпен и М. Готье установили хромосомную природу болезни Дауна. В последующие годы были описаны многие другие хромосомные синдромы.

С помощью цитогенетического метода все хромосомы по положению центромеры и длины плеч разделены на три типа: метацентрические, суб- метацентрические, акроцентрические.

Однако хромосомы не очень легко отличать одну от другой. Цитоге­нетики с целью унификации методов идентификации хромосом на конфе­ренции в 1960 г. в г. Денвере (США) предложили классификацию, учиты­вающую величину хромосом и расположение центромеры. Патау в том же году дополнил эту классификацию и предложил разделить хромосомы на 7 групп. Согласно этой классификации к группе А (1,2,3) относятся самые крупные 1 и 3 почти метацентрические и 2 крупная субметацентрическая, В (4,5) крупные субметацентрические, С (6-12) средние субметацентриче- ские, D (13-15) средние акроцентрические, E (16-18) мелкие субметацен­трические, F (19-20) самые мелкие метацентрические, G (21-22) самые мелкие акроцентрические, Х-хромосома относится к С группе - средняя почти метацентрическая, Y-хромосома - мелкая акроцентрическая, отно­сится к группе G.

В конце 60-х годов прошлого века были разработаны методы диффе­ренциального окрашивания хромосом человека, которые показали, что ка­ждая пара хромосом имеет свой специфический характер чередования не­окрашенных, светло- и темноокрашенных участков. Этот метод дифферен­циального окрашивания хромосом был положен в основу Парижской клас­сификации хромосом (1971 г.), по которой хромосомы идентифицируются по наличию в них эу- и гетерохромных участков. Для каждой пары ауто- сом характерна индивидуальная последовательность распределения и за­кономерность расположения светлых (эухроматиновых) и темных (гетеро­хроматиновых) участков.

Цитогенетический метод используется для определения истинного по­ла ребенка и диагностике заболеваний, связанных с изменением числа хромосом и их структуры.

Дерматоглифический метод и его использование в генетике человека.

 Он основан на изучении кожных гребешковых узоров пальцев и ладоней, а также сгибательных ладонных борозд (2, 11). Характер наследования гребневого счета (число линий в узоре на отдельных пальцах) и папиллярные узоры определяются генотипом , что позволяет диагностировать на ранних этапах онтогенеза ряд патологий и определять их природу. Впервые дерматоглифический метод в генетике был предложен в 1892 году Ф.Гальтоном. Именно он установил, что указанные узоры не меняются в течение жизни и являются индивидуальной характеристикой человека. Гальтон уточнил и дополнил классификацию рельефа кожных узоров, основы которой разработаны были Пуркинье еще в 1823 году. Позднее классификацию Ф. Гальтона усовершенствовали, и сейчас она широко применяется в криминалистике и генетических исследованиях. В

1939г. впервые описаны дерматоглифы при синдроме Дауна. Это исследование положило начало описанию дерматоглифов при других хромосомных болезнях: синдромах Клайнфельтера, Шерешевского- Тернера, синдроме «кошачьего крика», что позволило использовать методы дерматоглифики и пальмоскопии в диагностике этих заболеваний. Описаны специфические отклонения этих показателей при шизофрении, миастении, лимфоидной лейкемии.

Таким образом, современная наука обладает большим арсеналом методов, позволяющих получить полные знания о наследственности человека и выявить наследственную изменчивость.

Однако ряд изменений человеческих признаков носят ненаследственную природу и являются модификациями. Они отражают изменение фенотипа под действием средовых факторов. Возможность организма варьировать степень изменчивости признаков носит название нормы реакции. Норма реакции организма определяется генотипом и может быть широкой или узкой. Люди различаются, например, нормой реакции на инсоляцию – облучение солнечными лучами : кожа одних людей приобретает темный загар, а кожа других при той же дозе облучения – обгорает.

 У жителей высокогорий уровень гемоглобина на 30% выше, чем у жителей долин. При подъеме в горы у людей увеличивается содержание гемоглобина как адаптивное приспособление к пониженному содержанию кислорода, при возвращении в долину содержание гемоглобина вновь снижается.

Знание нормы реакции организма позволяет подбирать оптимальные условия для проявления тех или иных признаков и управлять изменчивостью.

Молекулярно-генетический метод генетики человека.

 Они связаны с выделением молекул ДНК из отдельных хромосом, либо митохондрий, с последующим изучением структуры этих молекул, выявлении изменений в определенных участках гена. Это позволяет проводить молекулярную диагностику наследственной патологии. Полученные этими методами данные позволяют получить более полные представления о геноме человека

Конечный итог молекулярно-генетических методов — выявление изменений в определенных участках ДНК, гена или хромосомы. В их основе лежат современные методики работы с ДНК или РНК. В 70-80 гг. в связи с прогрессом в молекулярной генетике и успехами в изучении генома человека молекулярно-генетический подход нашел широкое применение.

Начальным этапом молекулярно-генетического анализа является получение образцов ДНК или РНК. Для это- го используют геномную ДНК (вся ДНК клетки) или отдельные ее фрагменты. В последнем случае, чтобы получить достаточное количество таких фрагментов, необходимо, амплифицировать (размножить) их. Для этого пользуются полимеразной цепной реакцией — быстрым методом ферментативной репликации определенного фрагмента ДНК. С его помощью можно амплифицировать любой участок ДНК, расположенный между двумя известными последовательностями.

 Анализировать огромные молекулы ДНК в том виде, в котором они существуют в клетке, невозможно. Поэтому прежде их необходимо разделить на части, обработать разнообразными рестриктазами — бактериальными эндонуклеазами. Эти ферменты способны разрезать двойную спираль ДНК, причем места разрыва строго специфичны для данного образца.