Lektsii-biologia

2)Конкретные факторы, усиливающие или ослабляющие влияние внешней среды.

3)Корреляцию признаков и функций.

Особенно важна роль близнецового метода в изучении пробле - мы «генотип и среда».

Сравнивают обычно три группы близнецов: ДБ в одинаковых условиях, ОБ в одинаковых условиях, ОБ в разных условиях.

При изучении близнецов определяют частоту, степень совпа -

дения (конкордантности) тех или иных признаков.
При изучении роли наследственности в происхождении того
или иного признака производят расчет по формуле К.Хольцинге			-
ра.
Коэффициент наследуемости - Н
Н= % сходства ОБ - % сходства РБ
	100 - % сходства РБ
При Н=1 вся изменчивость в популяции обусловлена наслед			-
ственностью.

При Н=0 вся изменчивость вызвана средовыми факторами. Влия - ние среды С выражается формулой: С=100% - Н, где Н – коэф - фициент наследуемости. Например, конкордантность монозигот - ных (однояйцевых) близнецов 3%. Тогда Н =

67	– 3	= 64 = 0,7 или 70 %. С = 100 – 70 = 30 %
100	– 3		97

Итак, данный признак на 70% обусловлен наследственностью, а на 30% - влиянием факторов внешней среды.

Другой пример. Группы крови по системе АВО у ОБ =100%, т.е. полностью зависит от наследственности.

Частота совпадения групп крови и некоторых заболеваний у

близнецов (в %)

№ п/п	Признаки или болезни	ОБ	РБ
1	группы крови АВО	100	64
2	корь	98	94
3	коклюш	97	93
4	шизофрения	86	14

111D

5	свинка	82	74
6	эпилепсия	67	3
7	Врожденный стеноз	67	3
	привратника

Метод дерматоглифики
Это наука, изучающая наследственную обусловленность ри	-
сунков, которые образуют линии кожи на кончиках пальцев, ла	-
донях и подошвах человека.

Оказалось, что у каждого народа, у каждой расы, у каждого че - ловека рисунки имеют свои особенности, и на ладонях они строго индивидуальны. На это впервые обратил внимание Ф.Гальтон, который предложил английской уголовной полиции по отпечат - кам пальцев идентифицировать преступников.

Дерматоглифические исследования имеют важное значение в криминалистике, в определении зиготности близнецов, в диагно - стике ряда наследственных заболеваний, а так же в отдельных случаях спорного отцовства.

Ладонный рельеф очень сложен. В нем выделяют ряд полей, подушечек и ладонных линий. Подушечек на ладони 11, их делят на 3 группы:

1)пять концевых (эпликальных) подушечек на концевых фалангах

пальцев.
2)четыре межпальцевые подушечки, располагаются против меж	-
пальцевых промежутков.
3)две ладонные проксимальные подушечки тенар и гипотенар. У
основания большого пальца – тенар, у противоположного края
ладонигипотенар.
На наиболее возвышенных частях подушечек заметны кожные
гребешки. Это линейные утолщения эпидермиса, которые пред	-
ставляют собой модифицированные чешуйки кожи. Кожные гре	-
бешки идут потоками, как на ладонях, так и на пальцевых поду	-
шечках. Точки встречи этих потоков образуют трирадиусы или
дельты.

112D

Гребешковые узоры обычно изучают под лупой. Отпечатки узоров, при помощи типографской краски, делают на чистой бе - лой, лучше мелованной, бумаге или целлофане. Как на кончиках пальцев, так и на ладонных возвышениях могут наблюдаться раз - личные папиллярные узоры в виде завитков, петель и дуг, откры - тых в ульпарную или радиальную стороны. На тенаре и гипоте - наре чаще бывают дуги. На средней и основной фалангах пальцев гребешковые линии идут поперек пальцев, образуя различные узоры – прямые, серповидные, волнообразные, дугообразные и их сочетания. В среднем на одном пальце бывают 15-20 гребеш - ков.

Рисунок ладони.

1 – поперечная проксимальная борозда, линия прижатия 4 паль - цев 2 - поперечная средняя борозда, линия прижатия 3 пальцев

3 – поперечная дистальная борозда, линия прижатия 2 пальцев 4 – борозда большого пальца

5– продольная срединная борозда от запястья к основанию 3го пальца

6– продольная промежуточная борозда от запястья к основанию 4го пальца

7– продольная ульнарная борозда, от запястья к основанию 5го пальца

113D

1	– синдром Патау
2	– синдром Дауна
3	– синдром Шерешевского-Тернера
4	– норма
5	– синдром Клайнфельтера
При изучении кожного рельефа ладони исследуют:
1) Ход главных ладонных линий А, В, С, Д		1,2,3,4,5,6,7.

2)Ладонные узоры на тенаре и гипотенар.

3)Пальцевые узоры (форму узоров, гребневый счет)

4)Осевые трирадиусы.

Аналогичные исследования проводят и на подошвах ног. На - правление главной ладонной линии Д у родителей и их детей одинаковое.

Изучение больных с хромосомными болезнями (болезнь Дау - на, синдром Клайнфельтера) показало, что у них меняется не только рисунок пальцевых и ладонных узоров, но и характер ос - новных сгибательных борозд на коже ладоней.

Несколько меньшую выраженность имеют дерматоглифические отклонения у больных с такими дефектами развития, как врож - денные пороки сердца и магистральных сосудов, незаращения мягкого и твердого неба, верхней губы и т.д.

Установлены изменения в характере пальцевых и ладонных узоров при проказе, шизофрении, сахарном диабете, раке, ревма - тизме, полиомиелите и других заболеваниях.

114D

Цитогенетический метод

Этот метод позволяет с помощью микроскопа исследовать структуры клетки – хромосомы. С помощью метода микроскопии изучен кариотип организма человека (хромосомный набор клеток организма). Установлено, что многие заболевания и дефекты раз - вития связаны с нарушением числа хромосом и их строения. Этот метод позволяет изучить также действие мутагенов на состав и строение хромосом. Цитогенетический метод связан с временны - ми культурами тканей (обычно лейкоцитов) и получением мета - фазных ядер с укороченными, утолщенными хромосомами, деле - ние которых останавливают на стадии метафазной пластинки колхицином. Если в кариотипе изучаются половые хромосомы, то этот метод позволяет исследовать половой хроматин в соматиче - ских клетках.

Гибридизация соматических клеток

Гибридные клетки обладают определенными свойствами, поз - воляющими определять локализацию гена или сцепление гена. Потеря хромосом человека из некоторых типов гибридных клеток позволяет получать клоны с отсутствием определенной хромосо - мы. Наиболее употребительны гибриды соматических клеток че -

ловек – мышь.
Прослеживание за наличием биохимического генетического
маркера в гибридных клонах по мере элиминации хромосом че	-
ловека может привести к обнаружению локализации гена, если
признак исчезает из клеток, как только они меняются определен	-
ными хромосомами. Цитогенетический анализ большого числа
клонов и сопоставления результатов с присутствием большого
числа генетических маркеров позволяет подметить сцепленные
гены и их локализацию. Дополнительно используют информа	-
цию, при использовании клонов от инвалидов с транслокациями
и другими хромосомными аномалиями.
Этим методом была установлена локализация гена фосфогли	-
цераткиназы в длинном плече Х-хромосомы, т.е. место гибрид	-
ных клеток позволяет установить:

115D

1) локализацию гена

2)сцепление генов

3)картирование хромосом Свыше 160 локусов определены с помощью метода гибридных

соматических клеток.

Онтогенетический метод

Позволяет изучить закономерности проявления какого-либо признака или заболевания в процессе индивидуального развития. Выделяют несколько периодов развития человека. Антенаталь - ный (развитие до рождения) и постнатальный. Большинство при - знаков человека формируются в фазу морфогенеза антенатально - го периода. В фазу морфогенеза постнатального периода заканчи -

вается формирование коры головного мозга и некоторых других
тканей и органов, формируется иммунологическая система орга	-
низма, которая достигает наивысшего развития через 5-7 лет по	-
сле рождения ребенка. В постморфогенетический период разви	-
ваются вторичные половые признаки.
В морфогенетический период изменение активности генов
происходит по двум типам:
1)включение и выключение генов
2)усиление и ослабление действия генов
В постморфогенетический период развития первый тип изме -
нения активности генов почти отсутствует, происходит лишь не	-
большое включение отдельных генов – например, генов, опреде	-
ляющих вторичные половые признаки, развитие некоторых на	-

следственных заболеваний. Выключение же генов в этом периоде более значительное. Репрессируется активность многих генов, связанных с выработкой меланина (в результате происходит посе -

дение), а также генов, связанных с выработкой γ-глобулинов (по	-
вышается восприимчивость к заболеваниям). Подавляются мно	-
гие гены в клетках нервной системы, мышечных клетках и т.д.
Репрессия генов осуществляется на уровне транскрипции,
трансляции, посттрансляции. Однако основной тип изменения
активности генов на этом этапе – усиление и ослабление дей	-
ствия генов. Может изменяться доминирование генов, что вызы	-

116D

вает изменение внешних признаков, особенно в период полового созревания. Меняется соотношение половых гормонов и соответ - ственно признаки пола. Репрессивные гены с возрастом могут оказывать большое влияние на развитие того или иного призна - ка. Например, ген фенилкетонурии в гетерозиготном состоянии изменяет психику человека.

Популяционно-статистический метод исследо-

вания

Представляет собой метод математического подсчета тех или иных генов и соответствующих признаков в определенных попу - ляциях. Теоретической основой данного метода является закон Харди-Вайнберга.

Этим методом установлено, что все гены человеческой популя - ции по частоте встречаемости можно разделить на 2 категории: 1)имеющие универсальное распространение, к которым относит - ся большинство генов. Например, ген дальтонизма, имеющийся у 7%мужчин и более чем у 13%женщин. Ген амавротической идио - тии, встречающийся у населения Европы с частотой 4 на 10 000 населения.

2)гены, встречающиеся преимущественно в определенных райо - нах. Например, ген серповидно-клеточной анемии распространен в странах, где свирепствует малярия. Ген врожденного вывиха бедра, имеющий высокую концентрацию у аборигенов северо-во - стока нашей страны.

Метод моделирования

Закон гомологических рядов Н.И.Вавилова (виды и роды гене - тически близкие обладают сходными рядами наследственной из - менчивости) позволяет с определёнными ограничениями экстра - полировать экспериментальные данные на человека.

Биологическая модель наследственного заболевания на живот - ном часто является более удобной для исследования, чем больной человек. Оказалось, что у животных имеется около 1300 наслед - ственных болезней, так же, как у человека. Например, у мышей –

117D

100, у крокодилов – 50, у крыс – 30. на модели гемофилии А и В у собак показано, что она обусловлена рецессивным геном, распо - ложенным в Х-хромосоме.

Моделирование мышечной дистрофии у мышей, хомяков и кур дало возможность понять патогенетическую сущность этого за - болевания. Было установлено, что при этом заболевании поража - ется не нервная система, а непосредственно мышечные волокна.

Начальные механизмы галактоземии были выяснены на модели кишечной палочки. И у человека, и у бактерий неспособность усваивать галактозу вызвана одинаковым наследственным дефек - том – отсутствием активного фермента – галактоза-1-фосфатилу - ридилтрансферазы.

Иммунологический метод исследования

Этот метод основан на изучении антигенного состава клеток и жидкостей человеческого организма – крови, слюны, желудочно -

го сока и т.п. Чаще всего исследуют антигены форменных эле	-
ментов крови: эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов, а также
белков крови. Различные виды антигенов эритроцитов образуют
системы групп крови.
В начале ХХ столетия К.Ландштейнер и Я.Янский показали,
что в зависимости от характера реакций между эритроцитами и
плазмой крови, всех людей можно разделить на 4 группы. В
дальнейшем было доказано, что реакции эти происходят между
белковыми веществами эритроцитов, которые были названы аг	-
глютино-генами, и белками сыворотки крови, которые были на	-
званы агглютининами.

Группы крови определяются антигенами, содержащими липид - ную и белковые фракции, и которые находятся на поверхности эритроцитов. Белковая часть антигена контролируется геном, ко - торый работает на ранних этапах развития эритроцита. Антигены специфичны для каждой группы крови.

Всего сейчас известно 14 систем эритроцитарных групп крови, в которые входят более 100 различных антигенов. В системе групп крови АВО на поверхности эритроцитов формируется два антигена под контролем генных аллелей Iа, Iв.

118D

Бернштейн в 1925 году показал, что есть третья аллель Iо, кото-

рая не контролирует синтез антигена. Таким образом, в системе
АВО групп крови существует три аллеля, но у каждого человека
имеется только два из них. Если расписать возможные мужские и
женские гаметы в решетке Пеннета, то можно проследить, какие
возможные комбинации групп крови будут у потомков.
Группы крови АВО у потомков в зависимости от групп крови у
родителей
Иммунологические методы применяют для обследования па	-
циентов и их родственников при подозрении на иммунодефецит	-
ные состояния (агаммаглобулинемия, дисгаммаглобулинемия,
атаксия-телеангиэктазия и другие), при подозрении на антиген	-
ную несовместимость матери и плода, при пересадке органов и
тканей, при установлении истинного родства, в случаях медико-
генетического консультирования, при необходимости изучения

генетических маркеров при диагностике сцепления генов или при определении наследственной предрасположенности к заболева - ниям, при установлении зиготности близнецов.

Определение групповой принадлежности крови имеет практи -

ческое значение в разнообразных генетических исследованиях:
1)при установлении зиготных близнецов
2)при установлении сцепления генов.
3) в судебно-медицинской экспертизе в случаях спорного отцов	-
ства или материнства. Известно, что у ребенка не могли появится
антигены, которых нет у родителей.
Система групп крови М была открыта К.Ландштейнером и
И.Левиным в 1927 году (в этой группе антитела к соответствую	-

щим антигенам не продуцируются). В системе имеется два аллеля

M,N.

Гены, определяющие фактор М и N, являются кодоминантны - ми, т.е. если встречаются вместе, то оба и проявляются. Таким образом, существуют гомозиготные генотипы MM и NN, и гете - розиготные MN. В популяциях европейцев генотипы ММ встре -

чаются примерно в 36%, NN – в 16%, MN – в 48%.

А гены соответственно:

М=36 + 48 = 60% 2

119D

N=16 + 48 = 40%

2
Резус – фактор
Как показали исследования ученых, 85% европейцев имеют
эритроцитарный антиген, общий с антигеном обезьян вида мака	-
ка-резус. У 15% людей резус-антигенов на поверхности эритро	-
цитов нет.

Система групповых резус-антигенов очень сложна. Предпола - гается, что резус-антигены контролируются тремя тесно сцеплен - ными локусами С, Д и Е в двух хромосомах и наследуются доми - нантно. Поэтому возможны по каждому локусу три генотипа: го - мозиготные резус-положительные, гетерозиготные резус-положи - тельные и гомозиготные резус-отрицательные.

Наиболее иммуногенным является антиген Д . Антигены С и Е являются менее активны.

В 1962 году было установлено наличие эритроцитарного изо - антигена Х д, передающегося через половую Х-хромосому. По этому антигену всех людей можно разделить на Х д-положитель- ных и Х д-отрицательных. Среди Х д-положительных женщин встречается 88%, а среди мужчин – 66%. Если оба родителя Х д- отрицательны, то все их дети (как девочки, так и мальчики) будут Хд-отрицательны. Если отец Хд-положительный, а мать Х д-отри- цательна, то их дочери будут Х д-положительными, а сыновья Х д- отрицательными. Если мать Х д-положительна, а отец Х д-отрица- телен, то их сыновья будут Х д-положительными т.е. тип наследо -

вания «крест-накрест». Дочери же могут быть как Хд-положи	-
тельными, так и Х д-отрицательными, в зависимости от гомози	-
готности матери. Ген Х д – группы локализован в коротком плече

Х-хромосомы. Система Х д используется для изучения анеуплои - дий (аномального числа Х-хромосом у ребенка с трисомией Х, синдрома Клайнфельтера, синдрома Шерешевского-Тернера и др.). Предполагается, что Х д-несовместимость матери и плода (мать Х д-отрицательная, а плод Х д-положительный) приводит к уменьшению частоты рождения девочек.

Биохимический метод

120D