методическое пособие генеалог

генетической предрасположенности. Значение Н от 0,7 до 1 свидетельствует о том, что развитие признака обусловлено, в основном, наследственными факторами.

Близнецовый метод в классическом варианте основывается на нескольких допущениях:

1)предполагается равенство сред для обоих близнецов как в парах монозиготных, так и в парах дизиготных близнецов;

2)предполагается отсутствие систематических различий между близнецами и одиночно рожденными.

В реальных условиях даже растущие вместе близнецы часто испытывают разные влияния со стороны окружающей их среды, что может искажать истинные вклады наследственности и среды в развитие признака. Особенно это касается тех признаков, которые очень чувствительны к такого рода особенностям внешней среды. К таким признакам относятся, например, психофизиологические характеристики личности.

Существуют следующие причины разного влияния среды на развитие близнецов: ∙ подчеркивание сходства монозиготных близнецов окружающими их людьми;

∙ акцентирование различий дизиготных близнецов, например, по успехам в разных видах деятельности; стремление дизиготных близнецов подчеркнуть свою непохожесть;

∙ условия развития могут уменьшать сходство близнецов как среди монозиготных пар, так и среди дизиготных пар; так, например, во время внутриутробного развития близнецы часто оказываются в неравных условиях:

- различия в кровоснабжении; - неравномерногсть сдавливания плацент;

- различия в подверженности родовой травме и т.п.

Различия между близнецами могут усиливаться во время постэмбрионального развития; это происходит, например, при разделении обязанностей между близнецами, при их разделении по принципу “лидер-ведомый” и т.п.

Результаты использования близнецового метода Близнецовые исследования сыграли значительную роль при изучении генетики

поведения, многих инфекционных и мультифакториальных заболеваний.

С помощью близнецового метода была показана высокая доля наследственности в формировании таких признаков как продолжительность жизни человека, развитие одаренности, чувствительность к лекарственным препаратам и т.п. С помощью близнецового метода было выявлено значение генотипа и внешней среды в развитии многих инфекционных болезней. Так, при заболевании корью и коклюшем ведущее значение имеют инфекционные факторы, а при туберкулезной инфекции и заболевании менингитом существенное влияние оказывает генотип.

Близнецовый метод позволил доказать основной закон генетики развития: индивидуальные свойства каждого организма формируются, складываются в онтогенезе под контролем генотипа и среды. Закон взаимодействия наследственности с физической и социальной средой относится к любым признакам человека, к особенностям строения его тела, физиологическим функциям, патологии. Ему подчиняется и развитие таких сложных признаков, как тип высшей нервной деятельности, особенности психики, способности и склонности. Социальная среда, наставники, тренировки и упражнения не сформируют выдающегося художника, певца, математика, спортсмена из ребенка, не имеющего соответствующих наследственных задатков. Однако эти задатки не смогут полностью проявиться без соответствующих условий. Необходимым условием их развития является социальная среда – воспитание, обучение, опытное руководство и систематический труд.

В последние годы, несмотря на возможности близнецового метода для понимания роли наследственности и среды, он не имеет столь широкого практического применения в медицине, как ранее. Это обусловлено появлением более точных современных методик, дающих однозначный ответ относительно генетической предрасположенности к конкретному заболеванию.

Популяционно-статистический метод антропогенетики

Метод позволяет изучать генетическую структуру популяции и факторы, влияющие на ее изменение. Под генетической структурой понимают частоты встречаемости генов и генотипов в популяции.

Популяция – группа особей одного вида, обитающая на одной территории и свободно скрещивающихся между собой.

Воснове метода лежит закономерность, установленная в 1908 году английским математиком Дж. Харди и немецким врачом В. Вайнбергом для идеальной популяции. Идеальная популяция характеризуется следующими чертами: очень большой численностью, свободным скрещиваением (панмиксия) организмов, отсутствие отбора, мутационного процесса

имиграций. Такой популяции не существует, поэтому все расчеты являются приблизительными. Закон Харди-Вайнберга:

Видеальной популяции частоты генов и генотипов остаются постоянными из поколения в поколение.

Закон выражается следующей формулой: p2 + 2pq + q2 = 1,

где р – частота доминантного аллеля;

q – частота рецессивного аллеля;

р2 - частота доминантных гомозигот (АА); q2 - частота рецессивных гомозигот (аа); 2pq – частота гетерозигот (Аа).

Сумма частот доминантного и рецессивного аллелей будет равна единице (p + q = 1). Таким образом, чем ближе популяция к идеальной (например обладает очень большой

численностью, имеет условия для свободного скрещивания), тем точнее будут результаты расчетов частот генов и генотипов в данной популяции.

Задачи для самостоятельного решения:

Задача 1.

Составьте родословную семьи со случаем сахарного диабета. Пробанд - больная женщина, ее брат, сестра и родители здоровы. Со стороны отца имеются следующие родственники: больной сахарным диабетом дядя и две здоровые тети. Одна из них имеет трех здоровых детей, вторая -здорового сына. Дедушка и бабушка со стороны отцаздоровы. Сестра бабушки болела сахарным диабетом. Мать пробанда, дядя дедушка и бабушка с материнской стороны здоровы. У дяди два здоровых ребенка. Определите характер наследования болезни и вычислите вероятность рождения больных детей в семье пробанда, если она выйдет замуж за здорового мужчину.

Решение:

Определение типа наследования:

1.Аномалия встречается не в каждом поколении.

2. Низкая частота встречаемости: из 20 человек, заболевание отмечено у 3. 3.У здоровых родителей больной ребенок.

На основании сказанного делаем вывод, что данное заболевание наследуется по

аутосомно-рецессивному типу.

Тот факт, что у здоровых родителей больной ребенок, свидетельствует о том, что они гетерозиготны по данному признаку, и позволяет определить характер доминирования.

Пробанд — аа, ее муж — АА.

В данном браке все потомство будет либо гетерозиготным Аа (здоровым), либо вероятность рождения больных детей — 50%, если отец был гетерозиготным.

Задача 2 Пробанд болен врожденной катарактой. Он состоит в браке со здоровой женщиной и име-

ет больную дочь и здорового сына. Отец пробанда болен, а мать здорова и имеет здоровую сестру и здоровых родителей. Дедушка по линии отца болен,а бабушка здорова. Пробанд имеет по линии отца здоровых родных тетю и дядю. Дядя женат на здоровой женщине. У них три здоровых сына.Определите тип наследования признака и вероятность появления в семье дочери пробанда больных внуков, если она выйдет замуж за гетерозиготного по катаракте этого типа мужчину.

Ответ: аутосомно-доминантный, 75%.

Задача 3

Для исследования признака было отобрано по 100 пар монозиготных и дизиготных близнецов. Данный признак в течение жизни проявился у 74 пар монозиготных и 25 пар дизиготных близнецов. Рассчитайте вклад наследственности и среды в развитие данного признака.

Ответ: Н=0,65, С=0,35.

Задача 4.

Подагра встречается у 2% людей и обусловлена доминантным, аутосомным геном. У женщин ген подагры не проявляется, а у мужчин пенентрантность его равна 20%. Определить генетическую структуру популяции людей.

Ответ: Частоты: АА-0,01, Аа-0,11, аа-0,80.

Задача 5.

Альбинизм общий наследуется как аутосомный рецессивный признак. Заболевание встречается с частотой 1 : 20 000. Вычислите частоту гетерозигот в популяции.

Решение. q2=0,00005, q=0,007, p=0,993, 2pq= 0,014.

Задача 6.

В одной популяции имеется три генотипа по аутосомному гену в соотношении 9 АА : 6 Аа: 1 аа. Находится ли данная популяция в состоянии генетического равновесия?

Ответ: да.

Практические навыки:

Проанализировать наследование любого признака в своей семье и составить родословную.

Вопросы для самоконтроля:

1)Каковы особенности наследования признаков при аутосомно-рецессивном типе наследования?

2)Каковы особенности наследования признаков при аутосомно-доминантном типе наследования?

3)Каковы особенности наследования признаков при рецессивном сцепленном с Х- хромосомой типе наследования?

4)Каковы особенности наследования признаков при доминантном сцепленном с Х- хромосомой типе наследования?

5)Каковы особенности наследования признаков при сцепленном с Y-хромосомой типе наследования?

6)Кто такой пробанд?

7)Признак встречается часто, во всех поколениях, у обоих полов примерно с одинаковой вероятностью. Каков тип наследования?

8)Признак встречается только у мужчин во всех поколениях. Каков тип наследования признака?

9)Признак встречается редко, не во всех поколениях, у мужчин и женщин примерно с одинаковой вероятностью. Каков тип наследования признака?

10)Признак встречается часто, преимущественно у женщин. У отца с данным признаком

все дочери также проявляют этот признак. Каков тип наследования данного признака?

11)Признак встречается у мужчин не во всех поколениях, женщины являются носительницами данного признака. Каков характер наследования данного признака?

12)Какой тип наследования характерен для гемофилии и дальтонизма?

13)В чем заключается сущность генеалогического метода антропогенетики?

14)Какой тип наследования характерен для гипертрихоза ушной раковины?

15)Какой тип наследования характерен для фенилкетонурии и полидактилии?

16)Назовите заболевания, для которых характерен аутосомно-доминантный тип наследования.

17)Назовите заболевания, для которых характерен аутосомно-рецессивный тип наследования.

18)Назовите заболевания, для которых характерен рецессивный, сцепленный с Х хромосомой тип наследования.

19)При анализе признака оказалось, что он не подчиняется менделевским законам

наследования, и передача генов, отвечающих за формирование этого признака, осуществляется

по материнской линии. Как называется такой тип наследования признака?

20)Кто такие сибсы?

21)В чем заключается сущность близнецового метода антропогенетики?

22)Дайте определение монозиготных и дизиготных близнецов.

23)Что такое конкордантность признаков?

24)Что такое дискордантность признаков?

25)Почему у монозиготных близнецов конкордантность признаков больше, чем у дизиготных?

26)Объясните механизм появления однояйцевых близнецов.

27)Объясните механизм появления разнояйцевых близнецов.

28)Почему вклад наследственности в развитие у человека пятипалости больше, чем при

развитии пневмонии?

29)Почему у монозиготных близнецов пол одинаков?

30)Приведите пример признака у человека, в развитии которого решающее значение имеет генотип.

31)Назовите особенности человека как специфического объекта генетического анализа.

32)Конкордантность гемофилии больше, чем конкордантность пневмонии. Чем объясняется данный феномен?

33)Дискордантность гипертрихоза меньше, чем дискордантность туберкулеза. Чем объясняются такие различия?

34)Каким образом наследуются признаки, гены которых локализованы в У-хромосоме?

35)Пробанд – дальтоник имеет с материнской стороны бабушку с нормальным зрением и

дедушку дальтоника. Мать пробанда – дальтоник, отец имеет нормальное зрение. Определите

генотипы всех упомянутых лиц.

36)Каким образом строится генеалогическое древо?

37)Какие источники используются для построения родословных?

38)Какие признаки наследуются сцепленно с полом?

39)Какие доминантные признаки человека наследуются сцепленно с аутосомами?

40)Какие рецессивные признаки человека наследуются сцепленно с аутосомами?

41)Какие доминантные признаки человека наследуются сцепленно с Х-хромосомой?

42)Какие рецессивные признаки человека наследуются сцепленно с Х-хромосомой?

43)Какие признаки человека наследуются сцепленно с У-хромосомой?

44)Что означает термин «гетерогаметный пол»?

45)Что означает термин «гомогаметный пол»?

46)Какой пол у человека гетерогаметный и почему?

47)Какой пол у человека является гомогаметным и почему?

48)Каков механизм исследования при близнецовом методе антропогенетики?

49)Что такое панмиксия?

50)Как обозначается частота доминантных гомозигот в формуле Харди-Вайнберга?

51)Как обозначается частота рецессивных гомозигот в формуле Харди-Вайнберга?

Список терминов

Пробанд -лицо, с которого начинается составление родословной при генеалогическом анализе

Аутосомно-сцепленное наследование — наследование признаков, определяемых генами, находящимися в соматической (неполовой) хромосоме.

X-сцепленное наследование — наследование признаков, определяемых генами, находящимися в Х-хромосоме

Y-сцепленное наследование - наследование признаков, определяемых генами, находящимися в Y-хромосоме

Сибсы — братья и сестры Монозиготные близнецы — близнецы, развивающиеся из одной зиготы благодаря

разъединению бластомеров на ранних этапах дробления зиготы (всегда одного пола) Дизиготные близнецы — близнецы, развивающиеся из различных зигот при

одновременном созревании двух и более яйцеклеток и их успешном оплодотворении (пол может быть как одинаковым, так и различным)