Методы изучения генетики человека

Генеалогический метод

· В основе метода лежит составление и анализ родословных (введён в науку в конце XIX в. Ф. Гальтоном); суть метода состоит в прослеживании наследования нормального или патологического признака в ряде поколений у близких и дальних родственников

· Широко используется для медико - генетического консультирования и прогнозирования потомства

· Родословная составляется по одному или нескольким признакам

· Метод включает два этапа: сбор свединий о семье и генеалогический анализ (существенно осложняется при малодетности семей)

1.В современном генеалогическом анализе широко применяются статистические методы

2. Генетический анализ позволяет:

3. установить наследственную природу признака

4. определить тип и вариант наследования

5. оценить экспрессивность, пенетрантность аллеля и другие взаимодействие генов

6. изучить сцепление генов и их локализацию в хромосомах

7. доминантность или рецессивность признака

8. оценить интенсивность мутационного процесса

Пробанд - лицо, родословную которого необходимо составить (носитель изучаемого признака)

Сибсы - братья и сёстры пробанда

Родословная изображается графически с помощью принятых стандартных символов

- поколения обозначают римскими цифрами, индивидов данного поколения - арабскими

- потомство одного поколения (сибсы) располагаются в одном горизонтальном ряду

Мужчина Выкидыш

Женщина Медецинский аборт

 

Пол неизвестен Лично обследован

Обладатели Брак

изучаемого

признака Неофициальный брак

Ребёнок с уродствами = Родственный брак

Ÿ Гетерозиготные Родители

носители изучаемого

признака (рецессивного гена) Дети

 

Микропризнак Разнояйцевые браки

 

Умер до 1 года

Одояйцевые браки

+ Умер в n лет

Мёртворожденные

Бездетный брак

Близнецовый метод

· Метод заключается в изучении закономерностей наследования признаков у одно - и двуяйцевых близнецов (частота рождения близнецов составляет один случай на 84 новорождённых)

· Наиболее ранний, трудоёмкий, широкоприменяемый в настоящее время, высокообъективный метод

Однояйцевые (монозиготные, идентичные) близнецы:

· - развиваются из разъединившихся бластомеров одной оплодотворённой яйцеклетки

· - генетически идентичны (генетические копии т. к. имеют 100% общих генов)

· - всегда одного пола

· - рождаются реже разнояйцевых (около одной трети всех родившихся двоен)

· - представляют наибольший интерес для генетических исследований

Двуяйцевые (дизиготные, неидентичные) близнецы:

· - составляют две трети всех родившихся двоен

· - развиваются из двух одновременно созревших и оплодотворённых яйцеклеток

· - могут быть однополые и разнополые

· - генетически сходны как обычные сибсы (имеют около 50% общих генов; представляют меньший интерес для исследований)

· Метод позволяет выявить путём сравнения проявления признакав у разных близнецов:

· наследственный характер признака и ширина его нормы реакции (модификации признака)

·. пенетрантность аллеля

· степень влияния наследственности и среды на развите нормального или патологического признака (особенно, случаи, когда монозиготные близнецы росли и воспитывались в разных условиях)

· влияние внешних факторов на фенотип (лекарственных препаратов, обучения, воспитания)

· Роль генотипа и условий развития в формировании фенотипа определяется по сравнению проявления наследственно обусловленных признаков у близнецов (конкордантности или дискордантности)

Конкордантные признаки - признаки, проявляющиеся у обоих близнецов пары (конкорданьность - это процент сходства по изучаемому признаку; дискордантность - процентотсутствие признака у одного из близнецов)

· Чем выше конкордантность в паре близнецов, тем большую роль в развитии признака играет наследственность

· Совпадение значений конкордантности в парах моно- и дизиготических близнецов свидетельствует о преобладающем значениив развитии признака факторов среды

· Конкордантность у однояйцевых близнецов по большинству признаков 92 - 100 % (у разнояйцевых - 28 - 45 %, что выше, чем у детей, рождённых в разное время)

Цитогенетический метод

· Заключается в визуальном изучении митотических метафазных хромосом под микроскопом

· Основан на методе дифференциального окрашивания хромосом (Т. Касперсон, 1969 г.) который позволяет точно идентифицировать хромосомы по характеру распределения окрашиваемых сегментов, которые строго спецефичны для каждой из них

· Обычно делают микрофотографии, а затем вырезают отдельные хромосомы и располагают их в порядке убывающей величины, т. е. производят построение кариограммы

· Материалом для исследований служат клетки из разных тканей - лимфоциты, клетки костного мозга, фибробласты, эпителий слизистой ротовой полости, клетки опухолей и эмбрионов (непременнным требованием является наличие делящихся клеток)

· Классификация хромосом человека основана на их величине и расположении первичной перетяжки(у человека все аутосомы разделяются на 7 групп - A, B, С, D, Е, F, G; каждая имеет порядковый номер; половые хромосомы - X и Y - выделяются отдельно)

· Наиболее просто диагностируется число X - хромосом методом определения полового хроматина в неделящихся клетках слизистой оболочки щеки (из двух X - хромосом в организме функционирует только одна, другая спирализованная инактивированная X - хромосома окрашивается гематоксилином в виде глыбки - тельца Барра; в норме у женщин проявляется одно тельце Барра, а мужчин оно не выявляется, их число всегда на единицу меньше числа X - хромосом в кариотипе)

· Y- хромосома обнаруживается люминесцентными красителями и изучении в ультрафиолетовом свете

· Позволяет осуществить:

- изучение кариотипов организма

- морфологию отдельных хромосом и кариотипа

- диагностку хромосомных болезней

- изучение процессов мутагенеза на уровне хромосом и кариотипа

- составление генетических карт хромосом

Биохимический метод

· Основан на биохимическом выявлениии первичных генных продуктов (структурных, ферментативных и циркулирующих белков)

· Метод отличается большой трудоёмкостью, требует специального оборудования, очень достоверен и используется крайне редко

· Применяются также микробиологические тесты выращивания некотрых штаммов бактерий на спецефических аминокислотных питательных средах

· Используется для диагностики болезней обмена веществ (ферментопатий); открыто около 500 молекулярных болезней, являющихся следствием проявления мутантных генов

Метод дерматоглифики

· Основан на изучении рельефа кожи на пальцах, ладонях и подошвенных поверхностях стоп (здесь имеются эпидермальные выступы - гребни, которые образуют сложные узоры), этот признак наследуется по полигенному типу (решающее значение оказывает мать через механизм цитоплазматической наследственности), сугубо индивидуален и не изменяется в течение жизни

· На земле нет двух людей с одинаковыми рисунками на пальцах, кроме монозиготных близнецов; при повреждениях кожи (ожог, отморожение, травмы) её рисунок восстанавливается в первоначальном виде в самых тонких деталях

· Разделы дерматоглифики:

- дактилоскопия - изучение узоров на подушечках пальцев

- пальмоскопия - рисунки на ладонях

- плантоскопия - изучение дерматоглифики подошвенной поверхности стопы

· Метод применяется для:

1. ранней диагностики хромосомных и генных болезнй (вызывают спецефические стабильные изменения дерматоглифики)

2. установления отцовства

3. установления зиготности близнецов (сходство узоров лишь 4 -5 пальцев свидетельствует о разнояйцовости близнецов)

4. судебной медицине и криминалистике для идентификации личности