38. Гемизиготность

(от греч hemi- — полу- и zygotós — соединённый вместе), состояние, связанное с тем, что у организма один или несколько генов не парные, т. е. не имеют аллельных партнёров (см. Аллели). Таковы гены половых хромосом ("сцепленные с полом") у особей гетерогаметного пола (см. Гетерогаметность, Пол). Например, если особи гомогаметного пола имеют генотип Х^АХ^а, а гетерогаметного — X^AY, то они дадут соответственно гаметы Х^АХ^а и X^AY. Случайное слияние этих гамет даст 4 типа особей: Х^АХ^А, Х^АХ^а, X^AY и X^aY. Из них вторая и четвёртая особи будут носителями аллели а, но аллель а проявится только у четвёртой — гемизиготной — особи, т.к. здесь нет доминантного партнёра. Г. может возникнуть также вследствиехромосомной перестройки. В результате Г. проявляется ряд т. н. сцепленных с полом наследственных заболеваний у человека и животных (например, гемофилия и дальтонизм, вызываемые рецессивными, сцепленными с полом генами). Г. используется в селекционной растениеводческой практике для определения генного состава хромосом путём получения моносомиков (см. Моносомия) — организмов с одной, непарной хромосомой.

46. Денверская классификация хромосом Классификация и номенклатура равномерно окрашенных хромосом человека впервые были приняты на международном совещании в 1960 году в г. Денвере, в дальнейшем несколько измененные и дополненные (Лондон, 1963 и Чикаго, 1966). Согласно Денверовской классификации все хромосомы человека разделены на 7 групп, расположенных в порядке уменьшения их длины и с учетом центриольного индекса (отношение длины короткого плеча к длине всей хромосомы, выраженное в процентах). Группы обозначаются буквами английского алфавита от А до G. Все пары хромосом принято нумеровать арабскими цифрами. Характеристика групп представлена в табл. 4. Предложенная классификация позволяла четко различать хромосомы, принадлежащие к различным группам. С 1960 года начинается бурное развитие клинической цитогенетики: в 1959 году Дж. Лежен открыл хромосомную природу синдрома Дауна; К. Форд, П. Джекобс и Дж. Стронг описали особенности кариотипа при синдромах Клайнфельтера и Тернера; в начале 70-х гг. была открыта хромосомная природа синдромов Эдвардса, Патау, синдрома «кошачьего крика»; описана хромосомная нестабильность при ряде наследственных синдромов и злокачественных заболеваниях. Вместе с тем применение метода получения равномерно окрашенных хромосом оказалось недостаточно эффективным для идентификации хромосом. Недостатком денверской классификации является то, что разграничение гомологичных пар внутри группы хромосом встречает зачастую непреодолимые трудности. Таблица 4 ^ Группы хромосом и их характеристика

Группа	№ хромосомы	Расположение центромеры	Центриольный индекс (%)	Примечание
А	1	Самая большая метацентрическая	48-49	На длинном плече может быть вторичная перетяжка
	2	Самая большая субметацентрическая	38-40
	3	Большая метацентрическая	45-46	На 20% короче первой
В	4,5	Большая субметацентрическая	24-30
С	6-12 и Х-хромосома	Средние субметацентрические	27-35	На 9-ой часто вторичная перетяжка
D	13-15	Средние акроцентрические	≈15	На всех вторичные перетяжки
Е	16	Маленькая метацентрическая	40	В 10% случаев встречается вторичная перетяжка
	17	Маленькая субметацентрическая	34
	18	Маленькая субметацентрическая	26
F	19-20	Самые маленькие метацентрические	36-46
G	21-22 и Y-хромосома	Самые маленькие акроцентрические	13-33	На 21-й и 22-й вторичные перетяжки

47. Парижская классификация хромосом В настоящее время используются дифференциальные методы окрашивания метафазных хромосом с избирательным выявлением их отдельных фрагментов. Топография окрашиваемых участков по длине хромосомы зависит от локализации определенных фракций ДНК, например сателлитной, распределения участков структурного гетерохроматина и ряда других факторов. Применяют 4 основных метода дифференциальной окраски: Q, G, R и С. Все они выявляют закономерную линейную неоднородность фрагментов по длине метафазных хромосом. Характер окрашивания специфичен для каждой негомологичной хромосомы, что дает их точную идентификацию (рис. 19). Постоянство локализации окрашиваемых фрагментов позволяет составить «химические» карты хромосом. Сопоставление этих карт с генетическими используется для расшифровки функционально-генетических особенностей различных районов хромосом.  На основе избирательной окраски в 1971 году в Париже были разработаны карты линейной дифференцированности хромосом человека и предложена система их обозначения. Латинскими буквами р и q обозначаются соответственно короткое и длинное плечо хромосомы. От центромеры к теломере по имеющимся отчетливым морфологическим указателям (маркерам) в каждом плече выделяют районы, обозначаемые арабскими цифрами. В пределах районов идентифицируют сегменты — регулярные участки, отличающиеся по интенсификации окраски. Они также обозначаются арабскими цифрами. Так, символ 1р22 означает 2-й сегмент 2-го района короткого плеча хромосомы 1. Так для Х-хромосомы человека известны 96 локусов, некоторые из которых картированы. Имеются «пучки» сцепленных генов, концентрирующихся вокруг локусов цветовой слепоты, группы крови Xq и др. (рис.19). Клинико-генеалогический метод был предложен в 1883 году Ф. Гальтоном. Он основан на построении родословных и прослеживании в ряду поколений передачи определенного признака. Метод позволяет установить:

1. является ли данный признак наследственным (по проявлению его у родственников);

2. тип и характер наследования (доминантный или рецессивный, аутосомный или гоносомный);

3. зиготность лиц родословной (гомо- или гетерозиготы);

4. пенетрантность гена (частота его проявления); 

5. вероятность рождения ребенка с наследственной патологией (генетический риск).

Этапы генеалогического анализа: 

1. Сбор данных обо всех родственниках обследуемого по линии матери и отца на протяжении не менее трех поколений (анамнез или легенда).

2. Построение родословной.

3. Анализ родословной и выводы.

Д  Рис. 19 Схематическое изображение расположения локусов в хромосомах человека при их дифференциальной окраске. Дифференциальная окраска позволяет построить цитологические карты «групп сцепления» с точной локализацией генов и их комплексов. ля построения родословных применяют условные обозначения, предложенные в 1932 году А. Юстом (рис. 20). Лицо, с которого начинается составление родословной называется пробандом, помечается знаком . Братьев и сестер пробанда называют сибсами. Поколения нумеруются сверху вниз римскими цифрами, начиная с I у вершины родословной. В пределах каждого поколения индивидуумы номеруются слева направо арабскими цифрами. Одновременно с родословной составляется письменное приложение к ней, называемое «легендой родословной». В легенде вписываются все сведения, которые могут оказаться полезными при анализе родословной, и заключения, вытекающие из ее изучения.

	- мужчина			- умер до года
	- женщина			- брак
	- имеющий данный признак			- родственный брак
	- пол неизвестен			- двойной брак
	- выкидыш			- сибсы (братья и сестры)
	- аборт и мертворождение			- однояйцевые близнецы
	- гетерозиготный носитель рецессивного гена			- разнояйцевые близнецы
		- носительница признака, сцепленного с X-хромосомой

Рис. 20. Символы, применяемые при составлении родословных При анализе родословных следует учитывать ряд особенностей разных типов наследования признаков. Аутосомно-доминантное наследование: больные в каждом поколении; больной ребенок у больных родителей; болеют в равной степени мужчины и женщины; проявление признака наблюдается в вертикальной и горизонтальной частях родословной; редкий признак наследуется половиной детей (неполная пенетрантность, низкая экспрессивность). Аутосомно-рецессивное наследование: больные не в каждом поколении; больной ребенок рождается у здоровых родителей; болеют в равной степени мужчины и женщины; наследование признака идет преимущественно по горизонтали.  X-сцепленное доминантное наследование: больные в каждом поколении; женщины наследуют признак чаще, чем мужчины; если мать больна, а отец здоров, то признак передается потомству независимо от пола; если мать здорова, а отец болен, то у всех дочерей признак будет проявляться. X-сцепленное рецессивное наследование: больные не в каждом поколении; больной ребенок рождается у здоровых родителей; болеют преимущественно мужчины; девочки наследуют признак от отца; наследование признака идет преимущественно по горизонтали. Голандрическое наследование (Y-сцепленное): больные во всех поколениях; болеют только мужчины; у больного отца больны все его сыновья. Цитоплазматической наследственностью называется наследование признаков и свойств организма, определяемое генами, локализованными вне ядра клетки. Совокупность наследственных задатков цитоплазмы называют плазмогеном, а сами задатки – плазмагенами. Плазмагены делятся на две группы:

1. Гены ДНК-содержащих органелл клетки (пластиды, митохондрии).

2. Инфекционные агенты или симбионты клетки (вирусы, плазмиды).

Гены митохондрий называют хондриогенами, гены пластид – пластогены. Цитоплазматическая наследственность имеет следующие особенности:

1. признаки и свойства, определяемые генами цитоплазмы, наследуются только по материнской линии и всеми детьми независимо от пола;

2. органоиды цитоплазмы распределяются между дочерними клетками неравномерно, поэтому расщепление в F2 не подчиняется законам Менделя;

3. число органоидов цитоплазмы, определяющих степень развития признака, непостоянно, что влияет на характер проявления этих признаков у гибридов; 

4. как правило, плазмагены контролируют развитие признака, взаимодействуя с генами хромосом, контролирующих тот же признак.

Митохондрии клеток человека имеют собственную ДНК (мтДНК) и автономную систему биосинтеза белков-ферментов, участвующих в процессах окислительного фосфорилирования. Мутационные изменения структурных генов мтДНК часто приводят к тем или иным нарушениям энергетического обмена в клетках. Такие нарушения лежат в основе патологических состояний, называемых митохондриальными болезнями человека. Примерами митохондриальных болезней являются хроническая прогрессирующая наружная офтальмоплегия; синдром Пирсона, проявляющийся нарушениями функций костного мозга, поджелудчной железы; атрофия зрительного нерва Лебера, приводящая к слепоте в возрасте до 20 лет; митохондриальная миоэнцефалопатия, синдром Лея, болезнь Кериса-Ситре и др.