Особенности человека как объекта генетических исследований. Методы изучения генетики человека.

Основные закономерности наследственности и изменчивости живых организмов были открыты благодаря разработке и применению гибридологического метода генетического анализа (Мендель). Наиболее удобными объектами для анализа потомства стали горох, дрозофила, дрожжи. Отличительной особенностью этих видов является достаточно высокая плодовитость, короткий жизненный цикл и быстрая смена поколений, небольшое число групп сцепления в их геномах и умеренное модифицирование признаков под влиянием окружающей среды.

 С точки зрения приведенных выше характеристик видов, удобных для применения гибридологического метода генетического анализа, человек как вид обладает рядом особенностей, не позволяющих применять этот метод для изучения его наследственности и изменчивости:

-невозможность направленного скрещивания и малочисленность потомства, компенсируется подбором в популяции семей с интересующим генетика признаком в количестве, достаточном для проведения статистического анализа потомства;

-позднее половое созревание;

-большое число хромосом;

-большинство признаков человека являются полигенными;

-генетический полиморфизм многих признаков;

Достоинством человека как объекта генетических исследований является большое число супружеских пар.

Все перечисленные особенности человека делают невозможным применение для изучения его наследственности и изменчивости гибридологического метода генетического анализа. Однако генетиками разработаны методы, позволяющие изучать наследование и изменчивость признаков человека, несмотря не перечисленные ограничения:

-генеалогический

-близнецовый

-цитогенетический

-популяционно-статистический

-биохимический

-дерматоглифика

-молекулярно-генетический

-пренатальная диагностика 

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.

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.