Az emberi genetika tanulmányozásának alapvető módszerei:

Genealógiai;

Iker;

Citogenetikai módszer;

Népességstatisztikai módszer;

A genealógiai módszer egy személy törzskönyvének összeállításán és egy tulajdonság öröklődésének vizsgálatán alapul. Ez a legrégebbi módszer. Lényege a törzskönyvi kapcsolatok kialakítása, valamint a domináns és recesszív tulajdonságok, valamint ezek öröklődésének meghatározása. Ez a módszer különösen hatékony a génmutációk vizsgálatakor.

A módszer két szakaszból áll: információgyűjtés a családról a lehető legtöbb generáción keresztül és genealógiai elemzés. A törzskönyvet általában egy vagy több jellemző alapján állítják össze. Ebből a célból információkat gyűjtenek egy adott tulajdonság öröklődéséről a közeli és távoli rokonok körében.

Egy generáció képviselői születésük sorrendjében kerülnek egy sorba.

Ezután kezdődik a második szakasz - a törzskönyv elemzése a tulajdonság öröklődésének megállapítása érdekében. Mindenekelőtt azt állapítják meg, hogy a tulajdonság hogyan nyilvánul meg a különböző nemek képviselőiben, pl. egy tulajdonság kapcsolata a szexszel. Ezután meghatározzák, hogy a tulajdonság domináns vagy recesszív, kapcsolódik-e más tulajdonságokhoz stb. Az öröklődés recesszív jellege miatt a tulajdonság nem minden generációban jelenik meg kis számú egyedben. Lehet, hogy a szülőktől hiányzik. Domináns öröklődés esetén ez a tulajdonság gyakran szinte minden generációban megtalálható.

A nemhez kötött tulajdonságok öröklődésének jellemző vonása, hogy gyakori megnyilvánulásuk azonos nemű egyedekben. Ha ez a jel domináns, akkor gyakoribb a nőknél. Ha a tulajdonság recesszív, akkor ebben az esetben férfiaknál gyakrabban jelenik meg.

Számos törzskönyv elemzése és a tulajdonság eloszlásának természete a hatalmas emberi populációban segített a genetikusoknak számos normális emberi tulajdonság öröklődési mintájának megállapításában, mint például a göndör haj és hajszín, a szemszín, a szeplők, a fülcimpa szerkezete stb. , valamint olyan anomáliák, mint a színvakság, sarlósejtes vérszegénység stb.

Így a törzskönyvi módszerrel egy tulajdonság genetikai anyagtól való függése, az öröklődés típusa (domináns, recesszív, autoszomális, nemi kromoszómákhoz kötődő), a génkapcsolat megléte, a családtagok zigozitása (homozigóta vagy heterozigóta), a gén öröklésének valószínűsége generációkon keresztül, az öröklődés típusa megállapított jel. Autoszomális domináns öröklődés esetén (egy tulajdonság megjelenése domináns génhez kapcsolódik) a tulajdonság általában minden generációban megjelenik (horizontális öröklődés). Autoszomális recesszív öröklődés esetén a tulajdonság ritkán, nem minden generációban jelenik meg (vertikális öröklődés), azonban a rokonházasságokban gyakrabban születnek beteg gyermekek. A nemhez kötött öröklődés esetén egy adott tulajdonság megnyilvánulásának gyakorisága a különböző nemű egyénekben nem azonos.

A citogenetikai módszer a kromoszómák szerkezetének és számának mikroszkópos vizsgálatából áll egészséges és beteg emberekben. A háromféle mutáció közül mikroszkóp alatt csak a kromoszómális és genomiális mutációk mutathatók ki. A legegyszerűbb módszer az expressz diagnosztika - a nemi kromoszómák számának tanulmányozása X-kromatin segítségével. Általában a nőknél egy X-kromoszóma van jelen a sejtekben kromatin test formájában, míg a férfiaknál ez a test hiányzik. A nemi páros triszómiával a nőknek két testük van, a férfiaknak pedig egy. A többi párban előforduló triszómia azonosításához megvizsgálják a szomatikus sejtek kariotípusát, és idiogramot állítanak össze, amelyet összehasonlítanak a standarddal.

A kromoszómális mutációk magukban foglalják a kromoszómák számának vagy szerkezetének megváltozását. Ezek közül mikroszkóp alatt speciális festéssel jól láthatóak a transzlokációk, deléciók és inverziók. Amikor transzlokáció vagy deléció történik, a kromoszómák mérete ennek megfelelően nő vagy csökken. Az inverzió során pedig megváltozik a kromoszóma mintázata (váltakozó csíkok).

A kromoszómális mutációk markerei lehetnek egy adott betegség tanulmányozásának citogenetikai módszerében. Ezenkívül ezt a módszert használják az emberek által elnyelt sugárdózis meghatározására és más tudományos kutatások során.

A populációs statisztikai módszer lehetővé teszi a normál és patológiás gének előfordulási gyakoriságának kiszámítását egy populációban, a heterozigóták - abnormális gének hordozói - arányának meghatározását. Ezzel a módszerrel meghatározzák egy populáció genetikai szerkezetét (a gének és genotípusok gyakorisága az emberi populációkban); fenotípus gyakoriságok; egy populáció genetikai szerkezetét megváltoztató környezeti tényezőket vizsgálják. A módszer a Hardy–Weinberg-törvényen alapul, amely szerint számos állandó körülmények között, panmixia (szabad keresztezés) jelenlétében élő populációban a gének és genotípusok gyakorisága generációkon keresztül állandó marad. A számításokat a következő képletekkel végezzük: p + q = 1, p2 + 2pq + q2 = 1. Ebben az esetben p a domináns gén (allél) gyakorisága a populációban, q a recesszív gén (allél) gyakorisága ) a populációban p2 a domináns homozigóták, q2 – recesszív homozigóták, 2pq – heterozigóta szervezetek gyakorisága. Ezzel a módszerrel a kóros gének hordozóinak gyakorisága is meghatározható.

Citogenetikai módszer. Emberi kariotípus. A kromoszómák differenciális festési módszereinek jellemzői. Denveri és párizsi nómenklatúra. A kromoszómák osztályozása karhossz-arány alapján és a centromer index kiszámítása.

Citogenetikai módszer. A citogenetikai módszer a páciens sejtjeinek kromoszómakészletének mikroszkóp alatti vizsgálatából áll. Mint tudják, a kromoszómák egy sejtben spirális állapotban vannak, és nem láthatók. A kromoszómák megjelenítése érdekében a sejtet stimulálják és mitózisba vezetnek. A mitózis profázisában, valamint a meiózis profázisában és metafázisában a kromoszómák despirálnak és láthatóvá válnak.

A vizualizáció során felmérik a kromoszómák számát, és idiogramot készítenek, amelybe a denveri besorolás szerint meghatározott sorrendben minden kromoszómát felírnak. Az idiogram alapján beszélhetünk kromoszóma-rendellenességről vagy kromoszómaszám-változásról, ennek megfelelően genetikai betegség jelenlétéről.

Minden Különböző kromoszómafestési módszerek lehetővé teszik szerkezeti felépítésük azonosítását, amely a különböző kromoszómákban eltérő keresztirányú csíkok megjelenésében, valamint néhány egyéb részletben fejeződik ki.

A kromoszómák differenciális festése. Számos festési (sávozási) módszert fejlesztettek ki a kromoszómán lévő keresztirányú jelek (csíkok, sávok) komplex feltárására. Minden kromoszómát egy meghatározott sávkomplex jellemez. A homológ kromoszómák azonosan festődnek, kivéve a polimorf régiókat, ahol a gének különböző allélváltozatai lokalizálódnak. Az allél polimorfizmus számos génre jellemző, és a legtöbb populációban előfordul. A polimorfizmusok citogenetikai szintű kimutatásának nincs diagnosztikus értéke.

A. Q-festés. A kromoszómák differenciális festésének első módszerét Kaspersson svéd citológus dolgozta ki, aki a kinin mustár fluoreszcens festékét használta erre a célra. Fluoreszcens mikroszkóp alatt a kromoszómákon egyenlőtlen fluoreszcencia intenzitású területek láthatók - Q-szegmensek. A módszer a legalkalmasabb az Y kromoszómák tanulmányozására, ezért a genetikai nem gyors meghatározására, azonosítására használják. transzlokációk(metszetek cseréje) az X és Y kromoszómák vagy az Y kromoszóma és az autoszómák között, valamint nagyszámú sejt megtekintésére, amikor meg kell tudni, hogy egy nemi kromoszóma mozaikban szenvedő betegnek van-e olyan sejtklónja, amely Y kromoszóma.

B. G-festés. Kiterjedt előkezelés után, gyakran tripszin alkalmazásával, a kromoszómákat Giemsa festéssel festik meg. Fénymikroszkóp alatt világos és sötét csíkok láthatók a kromoszómákon - G-szegmensek. Bár a Q szegmensek elhelyezkedése megegyezik a G szegmensek elhelyezkedésével, a G festés érzékenyebbnek bizonyult, és átvette a Q festést, mint a citogenetikai elemzés standard módszerét. A G-festés a legjobb kis aberrációk és marker kromoszómák kimutatására (a normál homológ kromoszómáktól eltérően szegmentálva).

B. R-festés a G-festéssel ellentétes képet ad. Általában Giemsa pácot vagy akridinnarancssárga fluoreszcens festéket használnak. Ez a módszer különbségeket tár fel a testvérkromatidák vagy homológ kromoszómák homológ G- vagy Q-negatív régióinak festődésében.

D. C-festés A kromoszómák centromer régióinak (ezek a régiók konstitutív heterokromatint tartalmaznak) és az Y kromoszóma változó, fényesen fluoreszkáló disztális részének elemzésére használják.

D. T-festés kromoszómák kromoszómális régióinak elemzésére használják. Ezt a technikát, valamint a nukleoláris szervező régiók ezüst-nitráttal történő festését (AgNOR festés) használják a standard kromoszómafestéssel kapott eredmények tisztázására.

Az egységes színű emberi kromoszómák osztályozását és nómenklatúráját először egy nemzetközi találkozón fogadták el 1960-ban Denveriben, később kissé módosították és kiegészítették (London, 1963 és Chicago, 1966). A denveri besorolás szerint az összes emberi kromoszómát 7 csoportra osztják, amelyek a hossz csökkenésének sorrendjében vannak elrendezve, figyelembe véve a centriole indexet (a rövid kar hosszának és a teljes kromoszóma hosszának aránya, százalékban kifejezve). ). A csoportokat az angol ábécé A-tól G-ig tartó betűi jelölik. Általában minden kromoszómapárt arab számmal látnak el

A 20. század 70-es éveinek elején a kromoszómák eltérő színezésének módszerét fejlesztették ki, amely jellegzetes szegmentációt tárt fel, amely lehetővé tette az egyes kromoszómák egyénre szabását (58. ábra). A különböző típusú szegmenseket azokkal a módszerekkel jelöljük ki, amelyekkel a legvilágosabban azonosíthatók (Q-szegmensek, G-szegmensek, T-szegmensek, S-szegmensek). Minden emberi kromoszóma egyedi sávsorozatot tartalmaz, amely lehetővé teszi az egyes kromoszómák azonosítását. A kromoszómák a metafázisban maximálisan spirálisak, a profázisban és a prometafázisban kevésbé spirálisak, ami lehetővé teszi több szegmens megkülönböztetését, mint a metafázisban.

A metafázis kromoszómán (59. ábra) olyan szimbólumok találhatók, amelyeket általában a rövid és hosszú karok, valamint a régiók és szegmensek elhelyezkedésének jelzésére használnak. Jelenleg léteznek olyan DNS-markerek vagy próbák, amelyek segítségével meghatározhatók a kromoszómák egy adott, akár nagyon kicsi szegmensében bekövetkező változások (citogenetikai térképek). Az 1971-es párizsi nemzetközi humángenetikai kongresszuson (Paris Conference on Standardization and Nomenclature of Human Chromosomes) megállapodtak egy szimbólumrendszerről a kariotípusok tömörebb és egyértelműbb megnevezésére.
A kariotípus leírásakor:
a kromoszómák összszáma és a nemi kromoszómák halmaza feltüntetve, közéjük vessző kerül (46, XX; 46, XY);
fel kell jegyezni, hogy melyik kromoszóma extra, vagy melyik hiányzik (ezt az 5-ös, 6-os stb. szám jelzi, vagy ennek a csoportnak a betűi A, B stb.); a „+” jel a kromoszómák számának növekedését, a „-” jel ennek a 47., XY,+ 21. kromoszómának a hiányát jelzi;
a kromoszómakar, amelyben a változás bekövetkezett (a rövid kar meghosszabbodását a (p+) szimbólum jelzi; a rövidülést (p-); a hosszú kar meghosszabbodását a (q+); a rövidülést (q-);
az átrendeződési szimbólumokat (a transzlokációt t jelöli, a deléciót a del) az érintett kromoszómák száma elé helyezzük, és az átrendeződött kromoszómákat zárójelben. Két szerkezetileg abnormális kromoszóma jelenlétét pontosvessző (;) vagy normál tört (15/21) jelzi.

Az iker-módszer szerepe az öröklődés és a környezet vizsgálatában a tulajdonságok kialakításában. Az ikrek típusai. A betegségekre való hajlam problémája. Kockázati tényezők. Genealógiai módszer (családfa-elemzés). Az öröklés típusának meghatározásának kritériumai.

Az ikermódszer az ikrek fenotípusának és genotípusának vizsgálatán alapul, hogy meghatározzák a környezeti hatás mértékét a különböző tulajdonságok fejlődésére. Az ikrek között vannak egypetéjű és testvéri ikrek.

Az egypetéjű ikrek egy zigótából jönnek létre, amely a hasítás korai szakaszában két részre szakad. Ebben az esetben egy megtermékenyített petesejtből nem egy, hanem egyszerre két embrió keletkezik. Ugyanolyan genetikai anyaggal rendelkeznek, mindig azonos neműek, és a legérdekesebb tanulmányozásuk. A hasonlóság ezen ikrek között szinte abszolút. A kis eltérések a fejlődési feltételek befolyásával magyarázhatók.

Az ikrek (nem egypetéjűek) különböző zigótákból jönnek létre, két petesejt két spermium általi megtermékenyítésének eredményeként. Nem hasonlítanak jobban egymásra, mint a különböző időpontokban született testvérek. Az ilyen ikrek lehetnek azonos neműek vagy ellenkező neműek.

Az iker módszer lehetővé teszi egy tulajdonság megnyilvánulásának mértékét egy párban, az öröklődés és a környezet hatását a tulajdonságok kialakulására. Az azonos genotípusú egypetéjű ikrekben megjelenő különbségek a külső körülmények hatásával járnak. Nagyon érdekesek azok az esetek, amikor egy ilyen pár gyermekkorában valamilyen okból elvált, és az ikrek különböző körülmények között nőttek fel és nevelkedtek.

Az ikrek vizsgálata lehetővé teszi különböző genotípusok fejlődésének elemzését azonos környezeti feltételek mellett. Az iker-módszer lehetővé tette annak megállapítását, hogy számos betegség esetében jelentős szerepet játszanak azok a környezeti feltételek, amelyek között a fenotípus kialakul.

Például az olyan jellemzőket, mint a vércsoport, a szem és a hajszín, csak a genotípus határozza meg, és nem függenek a környezettől. Egyes betegségek, bár vírusok és baktériumok okozzák, bizonyos mértékig örökletes hajlamtól függenek. Az olyan betegségeket, mint a magas vérnyomás és a reuma, nagymértékben meghatározzák a külső tényezők, és kisebb mértékben az öröklődés.

Így az iker-módszer lehetővé teszi a genotípus és a környezeti tényezők szerepének azonosítását egy tulajdonság kialakulásában, amelyhez az egypetéjű és kétpetéjű ikrek hasonlóságának (konkordancia) és különbségének (diszkordancia) fokát tanulmányozzuk és összehasonlítjuk.

A genealógiai módszer a törzskönyvek elemzéséből áll, és lehetővé teszi az öröklődés típusának meghatározását (domináns
recesszív, autoszomális vagy nemhez kötött) tulajdonság, valamint monogén vagy poligén jellege. A kapott információk alapján megjósolható a vizsgált tulajdonság utódokban való megnyilvánulásának valószínűsége, aminek nagy jelentősége van az örökletes betegségek megelőzése szempontjából.

Genealógiai elemzés a legelterjedtebb, legegyszerűbb és egyben rendkívül informatív módszer, amely mindenki számára elérhető, aki érdeklődik származása és családja története iránt

A humángenetika az emberi populációk öröklődésének és változékonyságának jelenségeit, a tulajdonságok normális öröklődésének jellemzőit és azok környezeti viszonyok hatására bekövetkező változásait vizsgálja.

Az ember mint a genetikai elemzés tárgya. Az emberi genetika tanulmányozása nagy nehézségekkel jár:

1. A kísérletezés lehetetlensége.

A hibridológiai analízis egyik első feltétele emberen lehetetlen, mivel a kísérleti házasságok emberen lehetetlenek. Az emberek anélkül házasodnak össze, hogy bármilyen „kísérleti” célt követnének.

1. Komplex kariotípus - sok kromoszóma és kapcsolódási csoport.

23 kromoszómapár bonyolítja a genetikai és citológiai térképezést, ami viszont csökkenti a genetikai elemzés lehetőségeit.

1. A generációváltás időtartama.

Átlagosan 30 év kell egy generáció cseréjéhez. Következésképpen egy genetikus nem figyelhet meg egy-két generációnál többet.

1. Kis számú leszármazott.

A család mérete jelenleg olyan kicsi, hogy nem teszi lehetővé az utódok tulajdonságainak elkülönítését egy családon belül.

1. Azonos életkörülmények megteremtésének lehetetlensége.

Az emberek számára a „környezet” fogalma tágabb, mint az állatok és növények esetében. Az olyan tényezőkön túl, mint a testmozgás, a táplálkozás, az életkörülmények, az éghajlat, az ember környezete a társadalmi életének feltételei, és ezen genetikus kérésére nem lehet változtatni.

Az emberi genetika tanulmányozásának alapvető módszerei

1. ÉN.Klinikai és genealógiai módszer

Genealógia a törzskönyv szó tág értelmében - genealógiai módszer - a törzskönyvek módszere. A 19. század végén vezette be F. Galton, és a törzskönyvek megalkotásán és egy családban vagy klánban előforduló betegség (vagy tulajdonság) felkutatásán alapul, jelezve a törzskönyv tagjai közötti rokonság típusát. Jelenleg ez a leguniverzálisabb és legszélesebb körben alkalmazott elméleti és alkalmazott problémák megoldásában.

A módszer lehetővé teszi a beállítást

1) ez a tulajdonság örökletes?

2) az öröklés típusa és génpenetráció

3) tételezze fel a törzskönyvben szereplő egyedek genotípusát

4) meghatározza annak valószínűségét, hogy gyermeke születik a vizsgált betegségben

5) a mutációs folyamat intenzitása

6) kromoszómák genetikai térképeinek összeállítására használják

A genealógiai módszer célja tehát a családi kötelékek tisztázása, valamint a közeli és távoli, közvetlen és közvetett rokonok egy tulajdonság vagy betegség felkutatása. Technikailag a következő szakaszokból áll.

A genealógiai elemzés szakaszai:

1) adatgyűjtés az alany összes rokonáról (előzmény)

2) törzskönyv készítése

3) törzskönyvi elemzés és következtetések

Az anamnézis összegyűjtésének nehézsége abban rejlik, hogy a probandnak jól kell ismernie hozzátartozói nagy részét és egészségi állapotát. Proband az a személy, aki orvosi genetikai konzultációra jelentkezett, akinek törzskönyve készül, és akitől rokonaitól kaptak tájékoztatást ugyanarról a betegségről. A testvérpár a proband testvérei.

Az öröklés típusai:

1. Autoszomális domináns

1. beteg minden generációban

2. beteg gyerek beteg szülőkkel

3. férfiak és nők egyformán betegek

4. az öröklődés függőlegesen és vízszintesen megy

5. az öröklődés valószínűsége 100%, 75% és 50%.

Ezek a tulajdonságok csak teljes dominancia mellett jelennek meg, hiszen embernél öröklődik a polidaktília, szeplők, göndör haj, barna szemszín stb.. Hiányos dominancia esetén az öröklődés egy köztes formája jelenik meg. Ha a gén penetranciája nem teljes, előfordulhat, hogy nem minden generációban vannak betegek.

2. Autoszomális recesszív

1. betegek nem minden generációban vannak
2. A férfiak és a nők egyformán érintettek
3. az öröklődés túlnyomórészt vízszintesen történik
4. az öröklődés valószínűsége 25, 50 és 100%

Leggyakrabban egy ilyen típusú betegség öröklésének valószínűsége 25%, mivel a betegség súlyossága miatt a betegek vagy nem élik meg a fogamzóképes kort, vagy nem házasodnak. Így öröklődik a fenilketonuria, sarlósejtes vérszegénység, kék szemszín stb.

3. X-hez kötött recesszív öröklődési mód

1. betegek nem minden generációban vannak
2. egészséges szülőknek beteg gyermekük van
3. Leginkább a férfiak betegszenek meg
4. az öröklődés többnyire vízszintes
5. az öröklődés valószínűsége minden gyermeknél 25%, fiúknál 50%.

Példák: hemofília, színvakság, örökletes vérszegénység, izomdystrophia stb.

4. X-hez kötött domináns az öröklődés típusa hasonló az autoszomális dominánshoz, azzal a különbséggel, hogy a férfi ezt a tulajdonságát minden lányának továbbadja

Példa: angolkór, D-vitamin-kezelésnek ellenálló, fogzománc hypoplasia, follikuláris hiperkeratózis.

5. Golandi

1. betegek minden generációban
2. csak a férfiak betegszenek meg
3. beteg apának minden fia beteg
4. fiúknál 100%-os az öröklődés valószínűsége.

Példák: a fülkagyló hypertrichosisa, heveder a második és harmadik lábujj között; a herék fejlődését meghatározó gén. A hollandi jellemzők nem jelentősek az emberi örökletes patológiában.

II. Citogenetikai módszer

Jelenleg a citogenetikai módszer jelentős helyet foglal el a genetikában. Ennek a módszernek a használata lehetővé teszi az egyes kromoszómák morfológiai szerkezetének és a kariotípus egészének tanulmányozását, a szervezet genetikai nemének meghatározását, valamint a kromoszómák számának vagy a kromoszómák megsértésével járó különféle kromoszómabetegségek diagnosztizálását. szerkezetük. A módszer a mutációs folyamat tanulmányozására és a kromoszómák genetikai térképeinek összeállítására szolgál. A módszert leggyakrabban a kromoszómabetegségek prenatális diagnosztikájában alkalmazzák.

A citogenetikai módszer a kariotípus mikroszkópos vizsgálatán alapul, és a következő lépéseket tartalmazza:

Emberi sejtek (általában limfociták) tenyésztése mesterséges táptalajokon

A mitózisok stimulálása fitohemagglutininnel (PHA)

Kolchicin hozzáadása (megszakítja az orsószálakat) a mitózis megállítására a metafázis stádiumában

A sejtek kezelése hipotóniás oldattal, melynek eredményeként a kromoszómák szétszóródnak és szabadon fekszenek

Kromoszómafestés

Tanulmány mikroszkóp alatt (számítógépes programok).

A kromoszómák citológiai térképei -

A kromoszómák genetikai térképei, azaz diagramok, amelyek leírják a gének és más genetikai elemek elhelyezkedésének sorrendjét a kromoszómában, jelezve a köztük lévő távolságot. A genetikai távolságot a homológ kromoszómák közötti rekombináció gyakorisága határozza meg (a gének közötti távolság egyenesen arányos az átkelés gyakoriságával), és centimorganidokban (cm) fejezzük ki. Egy centimorganid 1%-os rekombinációs gyakoriságnak felel meg............. Az ilyen genetikai térképek a gének leltározása mellett választ adnak arra a kérdésre, hogy a gének milyen szerepet játszanak a szervezet egyedi jellemzőinek kialakításában. .

A módszer lehetővé teszi a genomikus (például Down-kór) és kromoszómális (sírás-macska-szindróma) mutációk kimutatását. A kromoszóma-rendellenességeket a kromoszómaszám, a rövid vagy hosszú kar és a genetikai anyag feleslege (+) vagy hiánya (-) jelölik.

1. III.Iker módszer

A módszer az egypetéjű és kétpetéjű ikerpárok tulajdonságainak öröklődési mintáinak tanulmányozásából áll. Lehetővé teszi, hogy meghatározzuk az öröklődés (genotípus) és a környezet relatív szerepét a különböző – normális és kóros – tünetek megnyilvánulásában. Lehetővé teszi egy tulajdonság örökletes jellegének azonosítását, az allél penetrációjának meghatározását, valamint bizonyos külső tényezők (gyógyszerek, képzés, oktatás) testre gyakorolt ​​​​hatékonyságának értékelését.

A módszer lényege, hogy összehasonlítjuk egy tulajdonság megnyilvánulását az ikrek különböző csoportjaiban, figyelembe véve genotípusaik hasonlóságát vagy eltérését.

Vannak egy- és kétpetéjű ikrek.

A monozigóta ikrek egyetlen megtermékenyített petesejtből fejlődnek ki. Pontosan ugyanaz a genotípusuk, mert... 100%-ban közös génjeik vannak. És ha fenotípusukban különböznek, akkor ez a környezeti tényezők hatásának köszönhető.

A kétpetéjű ikrek több egyidejűleg érett petesejt spermával történő megtermékenyítése után fejlődnek ki. Az ikrek különböző genotípusúak lesznek, és fenotípusbeli különbségeiket mind a genotípus, mind a környezeti tényezők határozzák meg.

Egy ikercsoport hasonlóságának százalékos arányát a vizsgált tulajdonságon konkordanciának, a különbség százalékos arányát pedig diszkordanciának nevezzük. Mivel az egypetéjű ikrek genotípusa azonos, és mindkét ikerben kialakul a tulajdonság, konkordanciájuk magasabb, mint a kétpetéjű ikreké. A különböző körülmények között nevelt egypetéjű ikrek összehasonlítása lehetővé teszi azon tulajdonságok azonosítását, amelyek kialakulásában a környezeti tényezők jelentős szerepet játszanak, ezeknél a tulajdonságoknál az ikrek között diszkordancia figyelhető meg, pl. különbségek.

Annak felmérésére, hogy az öröklődés és a környezet befolyásolja-e egy adott tulajdonság kialakulását, a Holzinger-képletet használják:

MZ-től - DZ-től

N = --------------------- x 100 E = 100 - N

H - az öröklődés szerepe, E - a környezet szerepe

Az iker-módszer elméleti alapjainak kidolgozásával fokozatosan kialakult ezeknek a vizsgálatoknak egy speciális része - a partnerkontroll módszer. Lehetővé teszi az új farmakológiai szerek terápiás hatásának értékelését különböző beadási módokkal, hatásuk fázisainak tanulmányozását, valamint az új és a régi gyógyszerek farmakokinetikájának különbségeinek bemutatását. A módszert különféle betegségekre való hajlam esetén alkalmazzák: ischaemiás szívbetegség, peptikus fekély, reuma, fertőző betegségek, daganatok.

IV. Népességstatisztikai módszer

Segítségével a populáció nagy csoportjaiban, egy vagy több nemzedékben vizsgálják az örökletes jellemzőket, lehetővé teszi egy gén különböző alléljainak és ezeknek az alléleknek a különböző genotípusainak populációban való előfordulási gyakoriságának meghatározását, a a különböző örökletes jellemzők, köztük a betegségek megoszlása ​​benne. Lehetővé teszi a mutációs folyamat, az öröklődés és a környezet szerepének tanulmányozását a betegségek előfordulásában, különösen örökletes hajlam esetén. A módszer alkalmazásának lényeges pontja a kapott adatok statisztikai feldolgozása a genetikai egyensúly Hardy-Weinberg törvénye alapján.

A törvény matematikai kifejezése a (pA + qa) 2 képlet, ahol p és q a megfelelő gén A és a alléljainak előfordulási gyakorisága. Ennek a képletnek a kibővítése lehetővé teszi a különböző genotípusú emberek és mindenekelőtt a heterozigóták - rejtett recesszív allél hordozói - előfordulási gyakoriságának kiszámítását: p 2 AA + 2pq + q 2 aa.

Mielőtt azonban e képletek gyakorlati alkalmazásáról beszélnénk, meg kell jegyezni a genotípusok egyensúlyának kialakulásának feltételeit a populációkban:

1) A panmixia jelenléte, azaz házaspárok véletlenszerű kiválasztása

2) Nincs allél beáramlás, amelyet a mutációs nyomás okoz

3) A szelekció által okozott allélkiáramlás hiánya.

4) Heterozigóták és homozigóták egyenlő termékenysége

5) A generációk ne fedjék egymást időben

6) A populáció méretének elég nagynak kell lennie.

Ismert genetikusok megjegyzik, hogy bár ez a feltételrendszer egyetlen populációban sem teljesíthető, a legtöbb esetben a Hardy-Weinberg törvény szerinti számítások olyan közel állnak a valósághoz, hogy ez a törvény elég alkalmasnak bizonyul a genetikai szerkezet elemzésére. populációk.

Példa……..

Például a HbS gén homozigótái gyakorlatilag soha nem találhatók Fehéroroszországban, de a nyugat-afrikai országokban előfordulásuk a kameruni 25%-tól a tanzániai 40%-ig terjed. A gének különböző földrajzi zónák lakossága közötti megoszlásának vizsgálata (genogeográfia) lehetővé teszi a különböző etnikai csoportok származási központjának és vándorlásának megállapítását, valamint az örökletes betegségek előfordulásának kockázati fokának meghatározását az egyénekben.

V. Dermatoglifika és palmoszkópia módszere (ujjlenyomatvétel)

1892-ben Galtont javasolták az emberi genetika tanulmányozásának egyik módszereként - Ez egy módszer az ujjak és a tenyér bőrbordáinak, valamint a tenyér hajlító barázdáinak tanulmányozására. Ezek a minták az ember egyéni jellemzői, élete során nem változnak, sérülések (égések) után helyreállnak.

Példa (Galton, Gioconda)

Mára megállapították, hogy a tulajdonság poligén módon öröklődik, és az anya a citoplazmatikus öröklődés mechanizmusán keresztül nagy hatással van az ujjak és a tenyér mintázataira.

A módszer széles körben alkalmazható a törvényszéki tudományban, az ikrek zigozitásának azonosításában és az apaság megállapításában. Ezekben a mintázatokban jellemző változások figyelhetők meg néhány kromoszómabetegségben (Down, Klinefelter, Sher.-Turner).

VI. Biokémiai módszerek

Lehetővé teszi a génmutációk által okozott örökletes betegségek tanulmányozását - az anyagcsere-betegségek okait (fenilketonúria, sarlósejtes vérszegénység). Ezzel a módszerrel több mint 1000 veleszületett anyagcsere-betegséget írtak le, amelyek közül sok esetben az elsődleges géntermék hibáját azonosították. E betegségek közül a leggyakoribbak az enzim-, szerkezeti, transzport- vagy egyéb fehérjék hibáival kapcsolatos betegségek.

A módszer az enzimrendszerek aktivitásának vizsgálatán alapul: vagy magának az enzimnek az aktivitása, vagy az enzim által katalizált reakció végtermékeinek száma alapján.

Az enzimhibákat a vér és a vizelet anyagcseretermékeinek meghatározásával határozzuk meg, amelyek egy adott fehérje működésének eredménye. A végtermék hiánya, amelyet a károsodott anyagcsere közbenső és melléktermékek felhalmozódása kísér, a szervezet enzimhibájára vagy hiányára utal.

Biokémiai stressztesztek segítségével azonosíthatók a patológiás gének heterozigóta hordozói, például a fenilketonuria. A vizsgált személynek bizonyos mennyiségű fenilalanin aminosavat adnak be intravénásan, és rendszeres időközönként meghatározzák ennek koncentrációját a vérben. Ha valaki homozigóta a domináns génre (AA), akkor a vérben a fenilalanin koncentrációja gyorsan visszaáll a kontroll szintre, ha pedig heterozigóta (Aa), akkor a fenilalanin koncentráció csökkenése fele olyan lassú.

Hasonlóképpen vizsgálatokat végeznek a cukorbetegségre, magas vérnyomásra és más betegségekre való hajlam azonosítására.

VII. Rekombináns DNS-módszerek

Lehetővé teszik a DNS-fragmensek elemzését, az egyes gének és génszegmensek megtalálását és izolálását, valamint a nukleotidszekvencia megállapítását bennük. Ez a módszer magában foglalja a DNS klónozási módszert. A „klónozás” kifejezés azt jelenti, hogy egy gént klónoztak, speciális technikákkal izoláltak, szerkezetét tanulmányozták, a génklónozás azt is jelenti, hogy ismert egy fehérje, amelynek szintézisét a megfelelő gén szabályozza. A klónozott gének alapján „genomi könyvtárak” és nemzetközi adatbankok jönnek létre, amelyekbe a világ bármely szakembere szinte szabadon beléphet, és az ott összegyűjtött információkat kutatási célokra felhasználhatja. A genomi könyvtárak adatait széles körben használják fel a humán genom program megvalósításában. (DNS-fragmensek gyűjtése a teljes genomból)

A program keretében elért sikereknek köszönhetően lehetővé vált a gének funkcióinak reális felmérése az emberi szervezetben. Bár a gének több mint egynegyedéről még nem áll rendelkezésre információ, a gének kétharmadánál ez vagy teljesen megalapozott, vagy hozzávetőlegesen jelezhető. Rendkívül érdekes információk születtek arról is, hogy a gének milyen szerepet játszanak az emberi szervezet egyes szerveinek és szöveteinek kialakulásában és működésében. Kiderült, hogy a legnagyobb számú gén szükséges az agy kialakulásához és aktivitásának fenntartásához, a legkisebb pedig a vörösvértestek létrehozásához - mindössze 8 gén. Ez az információ segít megérteni az emberi test fejlődését és működését szolgáló genetikai programokat, a rák és az öregedés okait. A betegségek molekuláris alapjainak azonosítása segít új szintre emelni a korai diagnózis módszereit, és ezáltal kifinomultabb és sikeresebb küzdelemhez vezet a betegségek ellen. Az olyan módszerek, mint például a gyógyszerek célzott bejuttatása az érintett sejtekbe, a beteg gének egészségesekkel való helyettesítése és még sok más, a modern orvoslás arzenáljának részévé válnak.

VIII. A szomatikus sejtgenetika módszerei

Ezekkel a módszerekkel a szomatikus sejtek öröklődését és variabilitását vizsgálják, ami nagymértékben kompenzálja a hibridológiai módszer emberre történő alkalmazásának lehetetlenségét.

A humán szomatikus sejtek tenyészeteit biopsziás anyagból nyerik (perifériás vér, bőr, daganatszövet, embrionális szövet, magzatvíz sejtjei).

A következő négy módszert használják az emberi genetikában.

1. Egyszerű tenyésztés - a sejtek alkalmasak citogenetikai, biokémiai, immunológiai és egyéb vizsgálatokra.

2. Klónozás - egy sejt leszármazottainak megszerzése. Lehetővé teszi az örökletes folyamatok biokémiai elemzését genetikailag azonos sejtekben.

3. A szomatikus sejtek mesterséges tápközeg segítségével történő szelekciója bizonyos tulajdonságokkal rendelkező mutáns sejtek kiválasztására, hibrid sejtek szelekciójára szolgál. A módszert széles körben alkalmazzák génmutációk (mechanizmusok, spontán és indukálható gyakoriság) vizsgálatára.

4. A szomatikus sejtek hibridizációja különböző típusú, együtt tenyésztett sejtek fúzióján alapul. Az RNS-szóda sejttenyészetbe juttatásakor. Ultraibolya besugárzással inaktivált Sendai vírus - a hibridizáció gyakorisága jelentősen megnő. A heterokarionok 2 különböző sejtmag ugyanabban a citoplazmában. A mitózis után két mononukleáris sejt képződik - szinkaryonok - egy igazi hibrid sejt, amely mindkét eredeti sejt kromoszómáját tartalmazza. Ezt követően fokozatosan eltávolítják annak a szervezetnek a kromoszómáit, amelynek sejtjei lassabban szaporodnak.

A kromoszómák elvesztése véletlenszerű, ezért a nagyszámú hibrid között mindig találhat olyan sejtet, amely megtartott egy emberi kromoszómát.

Megfelelő szelektív rendszer segítségével kiválaszthatók egy adott enzimaktivitással rendelkező sejtek, és az adott enzim génje egy adott kromoszómán lokalizálható.

A módszert a kapcsolódás és a gén lokalizáció problémájának vizsgálatára használják.

Lehetőség van a gének elsődleges hatásának és kölcsönhatásának, a génaktivitás szabályozásának mechanizmusainak tanulmányozására. A módszer lehetővé teszi az örökletes betegségek patogenezisének széles körű tanulmányozását biokémiai és sejtszinten.

IX. Az örökletes emberi betegségek modelljeinek létrehozása transzgenikus sejtek felhasználásával

állatokat.

Az örökletes betegségek biológiai modellezése a kísérleti biológia és genetika nagy ága. A génmutációk biológiai modellezésének elve az örökletes variabilitás homológ sorozatának törvényén alapul, amelyet N. I. Vavilov fedezett fel. Állatokban olyan mutációk fordulnak elő, amelyek ugyanazt a kóros hatást váltják ki, mint az embernél (egér, nyulak, kutya, hörcsög, egér). Az állatok örökletes anomáliái között vannak olyan betegségek, mint a hemofília, az achondroplasia, az izomdystrophia, a diabetes mellitus és sok más, amelyek az emberi örökletes patológiák alapját képezik.

A módszerek idegen gének embrionális sejtekbe történő bejuttatásán alapulnak.

Mint minden modell, a transzgenikus állatok mutáns vonalai sem képesek teljesen reprodukálni az örökletes betegséget, ezért bizonyos fragmentumokat modelleznek, hogy tanulmányozzák a génhatás elsődleges mechanizmusát, a betegség patogenezisét és a kezelési elvek kidolgozását.

A genetika által vizsgált öröklődés és változékonyság bolygónk összes élőlényének sajátossága. Az ember, aki az élet evolúciója következtében jelent meg a Földön, ezért minden általános biológiai törvény hatálya alá tartozik, beleértve az öröklődés és a változékonyság törvényeit is. A humángenetika tanulmányozása nagy jelentőséggel bír az orvostudomány és a gyakorlati egészségügy szempontjából, mivel az örökletes betegségek a patológiák jelentős hányadát teszik ki, különösen a gyermekeknél. Valóban, az egyes generációkban születettek 4-5%-a rendelkezik genetikailag meghatározott fejlődési rendellenességgel. A jövőbeli gyermekek egészségügyi előrejelzése minden fiatal családot aggaszt.

Emlékezzünk vissza, hogy a karakterek fő öröklődési mintáit a Mendel által kifejlesztett hibridológiai módszerrel fedezték fel. Ez a módszer könnyen megvalósítható olyan élőlényeknél, amelyek mesterséges körülmények között jól kereszteződnek, számos utódot hoznak létre, gyorsan elérik a pubertást, kevés kapcsolódási csoporttal rendelkeznek, és a környezeti viszonyok hatására enyhe tulajdonságmódosítás jellemzi őket. A felsorolt ​​követelményeknek megfelel a borsó, a kukorica, az E. coli (baktérium), a Neurospora (gomba), az egér, a Drosophila gyümölcslégy és más növényi és állati szervezetek.

A személy gyakorlatilag egyik követelménynek sem felel meg. Először is, az emberi társadalomban lehetetlen megszervezni a házassági párok mesterséges kiválasztását a genetikai tapasztalatok feladatai alapján. A családok viszonylag kevés utódot hoznak létre. Az embernél 13-14 éves korban kezdődik a pubertás időszaka, ami miatt 25-30 évente történik generációváltás. A kötődési csoportok száma nőknél 23, férfiaknál 24. Végül az embereket jelentős fenotípusos variabilitás jellemzi a környezeti feltételek hatására. Mindez elfogadhatatlanná teszi a hibridológiai módszert az emberi genetikai jellemzők vizsgálatára. Ugyanakkor az embernek, mint a tulajdonságok öröklődési mintáinak és variabilitásának vizsgálati tárgyának nagy előnye, hogy anatómusok, fiziológusok, biokémikusok, immunológusok, orvosok és más szakemberek erőfeszítései révén az ember fenotípusát sokat tanulmányozták. átfogóbb, mint más organizmusoké, néhány vírus és mikroorganizmus kivételével. A hibridológiai módszer alkalmazásának lehetetlensége az emberi öröklődés iránti nagy érdeklődés hátterében olyan speciális módszerek kidolgozásához vezetett az emberi genetika tanulmányozására, mint például: klinikai-genealógiai, iker-, populációstatisztikai, citogenetikai, biokémiai, ontogenetikai és mások. .

Az emberi genetika tanulmányozásában használt leguniverzálisabb módszer az genealógiai. Viszonylag egyszerű, nem igényel különleges, összetett felszerelést, és a szakemberek is használhatják.

Lényege, hogy nyomon követhető egy kóros vagy normális tulajdonság átörökítése a beteg rokonai között több generáción keresztül. Vagyis fő feladata a betegség örökletes jellegének megállapítása. Ez a módszer nagy jelentőséggel bír az örökletes betegségek időben történő diagnosztizálásában. A genealógiai módszer segítségével meghatározható a betegség öröklődésének típusa, amely lehetővé teszi a korai klinikai tünetek azonosítását. A genealógiai módszer lehetővé teszi a mutáns gén heterozigóta hordozóinak és további orvosi vizsgálatra szoruló személyek azonosítását. Ezt a módszert széles körben használják az utódok prognózisának meghatározására egy örökletes patológiás beteg családjában.

Ismert monogén betegség;

Örökletes hajlamú betegségek;

Hasonló tünetek a betegség több családtagnál;

a beteg szüleinek rokonsága;

Veleszületett rendellenességek, különösen többszörösek;

Krónikus betegségek, amelyek nem kezelhetők (a gyermekek krónikus tüdőgyulladása a cisztás fibrózis megnyilvánulása lehet - az endokrin mirigyek örökletes patológiája);

Bizonyos élelmiszerek intoleranciája (például tej galaktosémiával);

Súlyosbodott szülészeti anamnézis (meddőség, vetélés, korai csecsemőhalandóság, terhesség alatti káros tényezőknek való kitettség).

A klinikai és genealógiai módszer hagyományosan két szakaszra oszlik: a törzskönyv elkészítésére és elemzésére. A törzskönyv összeállításakor információkat kell gyűjteni a betegről és hozzátartozóiról. Azt a pácienst, aki először került a kutató figyelmébe, probandnak nevezik, és vele kezdődik az információgyűjtés a családban. Testvéreit testvéreknek hívják. Az információgyűjtés magában foglalja a felmérést, a proband és a családtagok személyes vizsgálatát. Ezenkívül felhasználhatja a kórtörténetből és a kóros vizsgálat jegyzőkönyveiből származó kivonatokat. Különleges helyet kap a felmérés. Minél több hozzátartozót kérdeznek meg, és minél megbízhatóbb a kapott információ, annál nagyobb az orvos esélye az öröklés valódi természetének megállapítására.

Az anamnesztikus adatok felmérése vagy gyűjtése egy bizonyos séma szerint történik:

1. Anamnesztikus adatok a probandról.

2. A pácienssel folytatott beszélgetést a vezetéknév, keresztnév és apanév kiderítésével kell kezdeni. A nők esetében meg kell adni a lánykori nevét a szorosan összefüggő házasságok tisztázása érdekében.

3. Életkor. Az örökletes betegségek különböző életkorban jelentkezhetnek. Egyesek veleszületettek (fejlődési rendellenességek, fenilketonuria), mások gyermek- és serdülőkorban alakulnak ki (myopia, myoplegia - periodikus izombénulás, Wilson-kór - a rézanyagcsere zavara, amely a cerebelláris magok és a májsejtek károsodásához vezet, cisztás fibrózis - a hörgők, a hasnyálmirigy, a belek és a verejtékmirigyek külső elválasztású mirigyei és mirigysejtjei, amelyek sűrű, megváltozott váladék szekréciójában nyilvánulnak meg, és mások közép- és idős korban (köszvény, zöldhályog, cukorbetegség egyes formái, magas vérnyomás, peptikus fekély, Huntington-kór – az idegrendszer krónikus, progresszív betegsége, psziché változásai és hiperkinézis kíséretében – szabálytalan, szabálytalan mozgások, tánc, sántítás, grimasz stb.).

4. Nemzetiség. Tisztázni kell, mivel egyes betegségek gyakrabban érintik egy bizonyos nemzetiségű embereket, mint mások. Például a feketéknél gyakoribb a sarlósejtes vérszegénység, az askenázi zsidóknál a Tay-Sachs-kór (progresszív mentális retardáció jellemzi), a koriáknál gyakrabban alakul ki adrenogenetikus szindróma.

5. A proband lakóhelye. Ez lehetővé teszi bizonyos endemikus tényezők által okozott betegségek azonosítását (például endemikus golyva, amely jódszegény területeken élő emberekben alakul ki, különösen a Szamarai régióban. Ezzel a betegséggel a pajzsmirigy tömege növekszik, csökken a hormonok mennyisége a vérben, és károsodik a szív- és érrendszeri és idegrendszeri funkciók. Az endémiás betegségek mellett a kedvezőtlen ökológiai területek és a mutagén tényezők hatása is azonosítható.

6. A proband őseinek lakóhelye. Ez az információ nemcsak endemikus tényezők, hanem a rokon házasságok jelenlétének megállapításához is fontos. Ha a proband szülei egy kicsi, földrajzilag elszigetelt faluban éltek, akkor feltételezhető, hogy közös őseik vannak, így nagyobb a valószínűsége a közös patológiás géneknek.

7. Szakma. Nagyon fontos meghatározni, hogy a proband hol működött vagy dolgozott korábban. Ez az információ segít azonosítani a foglalkozási veszélyek jelenlétét, valamint megállapítani a próbatest esetleges érintkezését mutagén tényezőkkel. Számos szakterület orvosa van kitéve mutagéneknek, például a radiológusok, az aneszteziológusok és a fertőző betegségek szakemberei.

8. Hadsereg. Férfiaknál különösen fontos kideríteni, hogy mely csapatokban szolgált. A radioaktív anyagokkal való érintkezés lehetősége miatt különös figyelmet fordítanak a rakétaerőkre vagy a nukleáris tengeralattjárón való szolgálatra. Ha egy férfi nem szolgált katonai szolgálatot, akkor meg kell találnia az elbocsátás okát, talán a jelenlegi betegségével van összefüggésben.

9. Nőknél részletes nőgyógyászati ​​anamnézis gyűjtése szükséges (a menstruáció hiánya vagy annak szabálytalansága Shereshevsky-Turner szindróma vagy Maurice szindróma következménye lehet).

10. Szülészeti anamnézis. Amikor egy gyermek proband, nagyon fontos, hogy megtudja az anyától, hogyan zajlott a terhesség, és fennáll-e a megszakítás veszélye. Milyen betegségekben szenvedett az anya a terhesség alatt? Fontos tudni, hogyan zajlott a szülés, hogyan fejlődött a gyermek, és nem volt-e elmaradás a mentális és fizikai fejlődésben a kortársakhoz képest. Függetlenül attól, hogy szoptatták, vagy cumisüvegből táplálták, volt-e valamilyen intoleranciája bizonyos élelmiszerekre, például a gabonafehérjére a cöliákia, vagy a tejre a galaktosémia miatt. Részletesen kérdezik a proband által elszenvedett összes betegségről és azok előrehaladásáról.

11. Rossz szokások. Alkohollal, nikotinnal vagy kábítószerrel való visszaélés.

12. Szociális és életkörülmények. A stressz kiválthatja az örökletes hajlamú betegségek (például gyomorfekély, pikkelysömör) megnyilvánulását.

13. Anamnesztikus adatok gyűjtése testvérekről.

Miután minden adatot összegyűjtöttek a probandról, továbbmennek a proband testvéreire vonatkozó kérdésekre. (Figyelembe veszik a születési sorszámot, egészségi állapotot stb.) Ebben az esetben ugyanazokat a kérdéseket teszik fel, mint a proband adatgyűjtésénél. A hasonló klinikai megnyilvánulásokat különösen gondosan elemzik.

Az anamnesztikus adatok gyűjtése után el kell kezdeni a proband és hozzátartozóinak objektív vizsgálatát. Alapos klinikai vizsgálatot végeznek, figyelmet fordítanak a tünetcsoport - stigmák vagy diszmorfiák - jelenlétére, amelyek lehetővé teszik az örökletes betegségek gyanúját (például Friedreich-ataxiával, amely autoszomális recesszív típus szerint terjed, és általában 13-14 éves korban jelentkezik, először bizonytalan, részeg járás jelentkezik, fokozatosan beindul a kézremegés, lelassul a beszéd. Ezen tünetek mellett csont- és szomatikus eltérések is jellemzőek: gerincferdülés, „Friedreich-láb” , szívfájdalom, légszomj, szapora szívverés, szürkehályog, infantilizmus.

Genealógiai módszer- több generációs családfa összeállítása és az öröklődés típusának (domináns vagy recesszív, nemhez kötött vagy autoszomális), az öröklődő tulajdonságok megnyilvánulásának gyakoriságának és intenzitásának vizsgálata. A vizsgálat eredménye általában az öröklődés típusának meghatározása, valamint az örökletes rendellenességek megnyilvánulásának kockázata a leszármazottakban;

Citogenetikai módszer- egészséges és beteg emberek kromoszómakészleteinek vizsgálata. A vizsgálat eredménye a kromoszómák számának, alakjának, szerkezetének, mindkét nem kromoszómakészleteinek sajátosságainak, valamint a kromoszóma-rendellenességeknek a meghatározása;

Biokémiai módszer- a szervezet biológiai paramétereinek a genotípus változásával összefüggő változásainak vizsgálata. A vizsgálat eredménye a vér, a magzatvíz stb. összetételének rendellenességeinek meghatározása;

Iker módszer- egypetéjű és testvérikrek genotípusos és fenotípusos jellemzőinek vizsgálata. Rezul

A vizsgálat célja az öröklődés és a környezet relatív jelentőségének meghatározása az emberi szervezet kialakulásában és fejlődésében;

Populációs módszer- az allélok és kromoszóma-rendellenességek előfordulási gyakoriságának vizsgálata emberi populációkban. A vizsgálat eredménye a mutációk eloszlásának és a természetes szelekciónak a meghatározása az emberi populációkban.

A kariotipizálás egy citogenetikai módszer, amely lehetővé teszi a kromoszómák szerkezetének és számának olyan eltéréseinek azonosítását, amelyek meddőséget, egyéb örökletes betegségeket és beteg gyermek születését okozhatják.

68. A humángenetika vizsgálatának alapvető módszerei (genealógiai, ontogenetikai, citogenetikai, iker, populáció).

Az emberi genetika tanulmányozásának alapvető módszerei:

Genealógiai;

Iker;

Citogenetikai módszer;

Népességstatisztikai módszer;

A genealógiai módszer egy személy törzskönyvének összeállításán és egy tulajdonság öröklődésének vizsgálatán alapul. Ez a legrégebbi módszer. Lényege a törzskönyvi kapcsolatok kialakítása, valamint a domináns és recesszív tulajdonságok, valamint ezek öröklődésének meghatározása. Ez a módszer különösen hatékony a génmutációk vizsgálatakor.

A módszer két szakaszból áll: információgyűjtés a családról a lehető legtöbb generáción keresztül és genealógiai elemzés. A törzskönyvet általában egy vagy több jellemző alapján állítják össze. Ebből a célból információkat gyűjtenek egy adott tulajdonság öröklődéséről a közeli és távoli rokonok körében.

Egy generáció képviselői születésük sorrendjében kerülnek egy sorba.

Ezután kezdődik a második szakasz - a törzskönyv elemzése a tulajdonság öröklődésének megállapítása érdekében. Mindenekelőtt azt állapítják meg, hogy a tulajdonság hogyan nyilvánul meg a különböző nemek képviselőiben, pl. egy tulajdonság kapcsolata a szexszel. Ezután meghatározzák, hogy a tulajdonság domináns vagy recesszív, kapcsolódik-e más tulajdonságokhoz stb. Az öröklődés recesszív jellege miatt a tulajdonság nem minden generációban jelenik meg kis számú egyedben. Lehet, hogy a szülőktől hiányzik. Domináns öröklődés esetén ez a tulajdonság gyakran szinte minden generációban megtalálható.

A nemhez kötött tulajdonságok öröklődésének jellemző vonása, hogy gyakori megnyilvánulásuk azonos nemű egyedekben. Ha ez a jel domináns, akkor gyakoribb a nőknél. Ha a tulajdonság recesszív, akkor ebben az esetben férfiaknál gyakrabban jelenik meg.

Számos törzskönyv elemzése és a tulajdonság eloszlásának természete a hatalmas emberi populációban segített a genetikusoknak számos normális emberi tulajdonság öröklődési mintájának megállapításában, mint például a göndör haj és hajszín, a szemszín, a szeplők, a fülcimpa szerkezete stb. , valamint olyan anomáliák, mint a színvakság, sarlósejtes vérszegénység stb.

Így a törzskönyvi módszerrel egy tulajdonság genetikai anyagtól való függése, az öröklődés típusa (domináns, recesszív, autoszomális, nemi kromoszómákhoz kötődő), a génkapcsolat megléte, a családtagok zigozitása (homozigóta vagy heterozigóta), a gén öröklésének valószínűsége generációkon keresztül, az öröklődés típusa megállapított jel. Autoszomális domináns öröklődés esetén (egy tulajdonság megjelenése domináns génhez kapcsolódik) a tulajdonság általában minden generációban megjelenik (horizontális öröklődés). Autoszomális recesszív öröklődés esetén a tulajdonság ritkán, nem minden generációban jelenik meg (vertikális öröklődés), azonban a rokonházasságokban gyakrabban születnek beteg gyermekek. A nemhez kötött öröklődés esetén egy adott tulajdonság megnyilvánulásának gyakorisága a különböző nemű egyénekben nem azonos.

A citogenetikai módszer a kromoszómák szerkezetének és számának mikroszkópos vizsgálatából áll egészséges és beteg emberekben. A háromféle mutáció közül mikroszkóp alatt csak a kromoszómális és genomiális mutációk mutathatók ki. A legegyszerűbb módszer az expressz diagnosztika - a nemi kromoszómák számának tanulmányozása X-kromatin segítségével. Általában a nőknél egy X-kromoszóma van jelen a sejtekben kromatin test formájában, míg a férfiaknál ez a test hiányzik. A nemi páros triszómiával a nőknek két testük van, a férfiaknak pedig egy. A többi párban előforduló triszómia azonosításához megvizsgálják a szomatikus sejtek kariotípusát, és idiogramot állítanak össze, amelyet összehasonlítanak a standarddal.

A kromoszómális mutációk a kromoszómák számának vagy szerkezetének megváltozásával járnak. Ezek közül mikroszkóp alatt speciális festéssel jól láthatóak a transzlokációk, deléciók és inverziók. Amikor transzlokáció vagy deléció történik, a kromoszómák mérete ennek megfelelően nő vagy csökken. Az inverzió során pedig megváltozik a kromoszóma mintázata (váltakozó csíkok).

A kromoszómális mutációk markerei lehetnek egy adott betegség tanulmányozásának citogenetikai módszerében. Ezenkívül ezt a módszert használják az emberek által elnyelt sugárdózis meghatározására és más tudományos kutatások során.

A populációs statisztikai módszer lehetővé teszi a normál és patológiás gének előfordulási gyakoriságának kiszámítását egy populációban, a heterozigóták - abnormális gének hordozói - arányának meghatározását. Ezzel a módszerrel meghatározzák egy populáció genetikai szerkezetét (a gének és genotípusok gyakorisága az emberi populációkban); fenotípus gyakoriságok; egy populáció genetikai szerkezetét megváltoztató környezeti tényezőket vizsgálják. A módszer a Hardy–Weinberg-törvényen alapul, amely szerint számos állandó körülmények között, panmixia (szabad keresztezés) jelenlétében élő populációban a gének és genotípusok gyakorisága generációkon keresztül állandó marad. A számításokat a következő képletekkel végezzük: p + q = 1, p2 + 2pq + q2 = 1. Ebben az esetben p a domináns gén (allél) gyakorisága a populációban, q a recesszív gén (allél) gyakorisága ) a populációban p2 a domináns homozigóták, q2 – recesszív homozigóták, 2pq – heterozigóta szervezetek gyakorisága. Ezzel a módszerrel a kóros gének hordozóinak gyakorisága is meghatározható.

69. Citogenetikai módszer. Emberi kariotípus. A kromoszómák differenciális festési módszereinek jellemzői. Denveri és párizsi nómenklatúra. A kromoszómák osztályozása karhossz-arány alapján és a centromer index kiszámítása.

Citogenetikai módszer. A citogenetikai módszer a páciens sejtjeinek kromoszómakészletének mikroszkóp alatti vizsgálatából áll. Mint tudják, a kromoszómák egy sejtben spirális állapotban vannak, és nem láthatók. A kromoszómák megjelenítése érdekében a sejtet stimulálják és mitózisba vezetnek. A mitózis profázisában, valamint a meiózis profázisában és metafázisában a kromoszómák despirálnak és láthatóvá válnak. A vizualizáció során felmérik a kromoszómák számát, és idiogramot készítenek, amelybe a denveri besorolás szerint meghatározott sorrendben minden kromoszómát felírnak. Az idiogram alapján beszélhetünk kromoszóma-rendellenességről vagy kromoszómaszám-változásról, ennek megfelelően genetikai betegség jelenlétéről.

Minden Különböző kromoszómafestési módszerek lehetővé teszik szerkezeti felépítésük azonosítását, amely a különböző kromoszómákban eltérő keresztirányú csíkok megjelenésében, valamint néhány egyéb részletben fejeződik ki.

Differenciális festés kromoszómák. Számos festési (sávozási) módszert fejlesztettek ki a kromoszómán lévő keresztirányú jelek (csíkok, sávok) komplex feltárására. Minden kromoszómát egy meghatározott sávkomplex jellemez. A homológ kromoszómák azonosan festődnek, kivéve a polimorf régiókat, ahol a gének különböző allélváltozatai lokalizálódnak. Az allél polimorfizmus számos génre jellemző, és a legtöbb populációban előfordul. A polimorfizmusok citogenetikai szintű kimutatásának nincs diagnosztikus értéke.

A.K-színezés. A kromoszómák differenciális festésének első módszerét Kaspersson svéd citológus dolgozta ki, aki a kinin mustár fluoreszcens festékét használta erre a célra. Fluoreszcens mikroszkóp alatt a kromoszómákon egyenlőtlen fluoreszcencia intenzitású területek láthatók - K- szegmensek. A módszer a legalkalmasabb az Y kromoszómák tanulmányozására, ezért a genetikai nem gyors meghatározására, azonosítására használják. transzlokációk(metszetek cseréje) az X és Y kromoszómák vagy az Y kromoszóma és az autoszómák között, valamint nagyszámú sejt megtekintésére, amikor meg kell tudni, hogy egy nemi kromoszóma mozaikban szenvedő betegnek van-e olyan sejtklónja, amely Y kromoszóma.

B.G-színezés. Kiterjedt előkezelés után, gyakran tripszin alkalmazásával, a kromoszómákat Giemsa festéssel festik meg. Fénymikroszkóp alatt világos és sötét csíkok láthatók a kromoszómákon - G- szegmensek. Bár a Q szegmensek elhelyezkedése megegyezik a G szegmensek elhelyezkedésével, a G festés érzékenyebbnek bizonyult, és átvette a Q festést, mint a citogenetikai elemzés standard módszerét. A G-festés a legjobb kis aberrációk és marker kromoszómák kimutatására (a normál homológ kromoszómáktól eltérően szegmentálva).

BAN BEN.R-színezés a G-festéssel ellentétes képet ad. Általában Giemsa pácot vagy akridinnarancssárga fluoreszcens festéket használnak. Ez a módszer különbségeket tár fel a testvérkromatidák vagy homológ kromoszómák homológ G- vagy Q-negatív régióinak festődésében.

G.C-színezés A kromoszómák centromer régióinak (ezek a régiók konstitutív heterokromatint tartalmaznak) és az Y kromoszóma változó, fényesen fluoreszkáló disztális részének elemzésére használják.

D.T-színezés kromoszómák kromoszómális régióinak elemzésére használják. Ezt a technikát, valamint a nukleoláris szervező régiók ezüst-nitráttal történő festését (AgNOR festés) használják a standard kromoszómafestéssel kapott eredmények tisztázására.

Az egységes színű emberi kromoszómák osztályozását és nómenklatúráját először egy nemzetközi találkozón fogadták el 1960-ban Denveriben, később kissé módosították és kiegészítették (London, 1963 és Chicago, 1966). A denveri besorolás szerint az összes emberi kromoszómát 7 csoportra osztják, amelyek a hossz csökkenésének sorrendjében vannak elrendezve, figyelembe véve a centriole indexet (a rövid kar hosszának és a teljes kromoszóma hosszának aránya, százalékban kifejezve). ). A csoportokat az angol ábécé A-tól G-ig tartó betűi jelölik. Általában minden kromoszómapárt arab számmal látnak el

A 20. század 70-es éveinek elején a kromoszómák eltérő színezésének módszerét fejlesztették ki, amely jellegzetes szegmentációt tárt fel, amely lehetővé tette az egyes kromoszómák egyénre szabását (58. ábra). A különböző típusú szegmenseket azokkal a módszerekkel jelöljük ki, amelyekkel a legvilágosabban azonosíthatók (Q-szegmensek, G-szegmensek, T-szegmensek, S-szegmensek). Minden emberi kromoszóma egyedi sávsorozatot tartalmaz, amely lehetővé teszi az egyes kromoszómák azonosítását. A kromoszómák a metafázisban maximálisan spirálisak, a profázisban és a prometafázisban kevésbé spirálisak, ami lehetővé teszi több szegmens megkülönböztetését, mint a metafázisban. A metafázis kromoszómán (59. ábra) olyan szimbólumok találhatók, amelyeket általában a rövid és hosszú karok, valamint a régiók és szegmensek elhelyezkedésének jelzésére használnak. Jelenleg léteznek olyan DNS-markerek vagy próbák, amelyek segítségével meghatározhatók a kromoszómák egy adott, akár nagyon kicsi szegmensében bekövetkező változások (citogenetikai térképek). Az 1971-es párizsi nemzetközi humángenetikai kongresszuson (Paris Conference on Standardization and Nomenclature of Human Chromosomes) megállapodtak egy szimbólumrendszerről a kariotípusok tömörebb és egyértelműbb megnevezésére. Kariotípus leírásánál: a kromoszómák összszáma és a nemi kromoszómák halmaza feltüntetésre kerül, közéjük vessző kerül (46, XX; 46, XY); fel kell jegyezni, hogy melyik kromoszóma extra, vagy melyik hiányzik (ezt az 5-ös, 6-os stb. szám jelzi, vagy ennek a csoportnak a betűi A, B stb.); a „+” jel a kromoszómák számának növekedését, a „-” jel ennek a 47., XY,+ 21. kromoszómának a hiányát jelzi; a kromoszómakar, amelyben a változás bekövetkezett (a rövid kar kiterjesztését a (p+) szimbólum jelzi; a rövidülést (p-); a hosszú kar kiterjesztését a (q+); a rövidülést (q-); szimbólumok Az átrendeződések (a transzlokációt t, a deléciót pedig del jelöli) az érintett kromoszómák száma elé helyezik, az átrendezett kromoszómák pedig zárójelben vannak. Két szerkezetileg rendellenes kromoszóma jelenlétét pontosvessző (;) vagy normál jelzi. tört (15/21).

70. Az iker-módszer szerepe az öröklődés és a környezet vizsgálatában a tulajdonságok kialakításában. Az ikrek típusai. A betegségekre való hajlam problémája. Kockázati tényezők. Genealógiai módszer (családfa-elemzés). Az öröklés típusának meghatározásának kritériumai.

Az ikermódszer az ikrek fenotípusának és genotípusának vizsgálatán alapul, hogy meghatározzák a környezeti hatás mértékét a különböző tulajdonságok fejlődésére. Az ikrek között vannak egypetéjű és testvéri ikrek.

Az egypetéjű ikrek egy zigótából jönnek létre, amely a hasítás korai szakaszában két részre szakad. Ebben az esetben egy megtermékenyített petesejtből nem egy, hanem egyszerre két embrió keletkezik. Ugyanolyan genetikai anyaggal rendelkeznek, mindig azonos neműek, és a legérdekesebb tanulmányozásuk. A hasonlóság ezen ikrek között szinte abszolút. A kis eltérések a fejlődési feltételek befolyásával magyarázhatók.

Az ikrek (nem egypetéjűek) különböző zigótákból jönnek létre, két petesejt két spermium általi megtermékenyítésének eredményeként. Nem hasonlítanak jobban egymásra, mint a különböző időpontokban született testvérek. Az ilyen ikrek lehetnek azonos neműek vagy ellenkező neműek.

Az iker módszer lehetővé teszi egy tulajdonság megnyilvánulásának mértékét egy párban, az öröklődés és a környezet hatását a tulajdonságok kialakulására. Az azonos genotípusú egypetéjű ikrekben megjelenő különbségek a külső körülmények hatásával járnak. Nagyon érdekesek azok az esetek, amikor egy ilyen pár gyermekkorában valamilyen okból elvált, és az ikrek különböző körülmények között nőttek fel és nevelkedtek.

Az ikrek vizsgálata lehetővé teszi különböző genotípusok fejlődésének elemzését azonos környezeti feltételek mellett. Az iker-módszer lehetővé tette annak megállapítását, hogy számos betegség esetében jelentős szerepet játszanak azok a környezeti feltételek, amelyek között a fenotípus kialakul.

Például az olyan jellemzőket, mint a vércsoport, a szem és a hajszín, csak a genotípus határozza meg, és nem függenek a környezettől. Egyes betegségek, bár vírusok és baktériumok okozzák, bizonyos mértékig örökletes hajlamtól függenek. Az olyan betegségeket, mint a magas vérnyomás és a reuma, nagymértékben meghatározzák a külső tényezők, és kisebb mértékben az öröklődés.

Így az iker-módszer lehetővé teszi a genotípus és a környezeti tényezők szerepének azonosítását egy tulajdonság kialakulásában, amelyhez az egypetéjű és kétpetéjű ikrek hasonlóságának (konkordancia) és különbségének (diszkordancia) fokát tanulmányozzuk és összehasonlítjuk.

A genealógiai módszer a törzskönyvek elemzéséből áll, és lehetővé teszi egy tulajdonság öröklődésének típusát (domináns recesszív, autoszomális vagy nemhez kötött), valamint annak monogén vagy poligén jellegét. A kapott információk alapján megjósolható a vizsgált tulajdonság utódokban való megnyilvánulásának valószínűsége, aminek nagy jelentősége van az örökletes betegségek megelőzése szempontjából.

Genealógiai elemzés a legelterjedtebb, legegyszerűbb és egyben rendkívül informatív módszer, amely mindenki számára elérhető, aki érdeklődik származása és családja története iránt

Az embernek, mint a genetikai kutatás tárgyának, szinte nincs előnye más tárgyakkal szemben.

Éppen ellenkezőleg, sok akadály nehezíti a genetikájának tanulmányozását: 1) a véletlenszerű keresztezés lehetetlensége egy kísérletben; 2) a pubertás késői kezdete; 3) kis számú leszármazott minden családban; 4) az utódok életkörülményeinek kiegyenlítésének lehetetlensége; 5) az örökletes tulajdonságok családokban való megnyilvánulásának pontos regisztrálásának hiánya és a homozigóta vonalak hiánya; 6) nagyszámú kromoszóma; 7) és a kapitalista társadalomban az emberi genetika tanulmányozásának legfontosabb nehézsége a társadalmi egyenlőtlenség, amely megnehezíti az ember örökletes potenciáljának megvalósítását.

E nehézségek ellenére a genetika kifejlesztett néhány módszert, amelyek lehetővé teszik az ember öröklődésének és öröklődésének lépésről lépésre történő tanulmányozását. Számos kutatási módszer létezik: genealógiai, citogenetikai, iker-, ontogenetikai és populációs.

Nem szabad megfeledkezni arról, hogy bármely tulajdonság, függetlenül attól, hogy vad típusú, azaz normális, vagy valamilyen betegséggel kapcsolatos, modellként szolgálhat az öröklődés vizsgálatához. Az ember védelme az örökletes betegségektől vagy az öröklődésének károsodásától ugyanolyan fontos, mint a norma öröklődésének feltárása. Jelenleg elsősorban a genetikailag meglehetősen egyértelműen meghatározott morfológiai jellemzők (brachydactylia, albinizmus, színvakság, foltos bőr és szőrzet stb.) vonatkozásában dolgoznak ki genetikai módszereket.

A mentális tulajdonságok genetikai kutatása továbbra is problematikus, mivel nem találtak rájuk egy genetikai értelemben vett tulajdonság elemi kritériumait. Az emberi szellemi és kreatív tevékenység szinte minden jele olyan összetett és összetett, és erősen külső, köztük társadalmi tényezőktől is függ, hogy e tulajdonságok genetikai elemzése még mindig nehezen kivitelezhető, bár örökletes feltételességük kétségtelen.

Elmondható, hogy a Homo sapiens fajra jellemző tulajdonságok túlnyomó többsége kvantitatív és komplex fiziológiai tulajdonságként vizsgálható, vagyis olyan tulajdonságként, amely az ontogenezisben nem mutat diszkrét jelleget. Ezeket a tulajdonságokat a genotípus rendszer szabályozza (poligén). És amíg ezt a rendszert meg nem oldják, legalábbis az egyszerűen szervezett organizmusok példáján keresztül, a viselkedési tulajdonságok problémája elérhetetlen marad a genetikai elemzés számára. Éppen ellenkezőleg, a mutáns karakterek, amelyek túlmutatnak a fajjellemzők jellemzőinek határain, jó genetikai modellként szolgálnak az öröklődés és az öröklődés vizsgálatához normál körülmények között.

A diszkrét mutáns tulajdonságokat nem lehet pusztán patológiás tulajdonságoknak tekinteni, amelyeknek állítólag nincs adaptív jelentősége. Lehetséges, hogy az agykéreg fejlett féltekéivel, függőleges testhelyzettel és diszkrét beszédjelekkel rendelkező személy megjelenése jelentős mutációk következménye. Ezt erősen alátámasztja

az emberi evolúció egy rövid időszaka, amely alatt kis mutációk aligha tudtak ilyen mennyiségben felhalmozódni és ilyen jelentős evolúciós hatást kifejteni. Az ésszerű ember olyan „szokatlan” a természettől, mint az évi 10-15 helyett 365 tojást tojó házi csirke, vagy egy rekordméretű tehén, amely 600-700 kg helyett évi 16 ezer kg tejet ad.

Az emberi evolúció és a kóros jelenségek megértéséhez szükséges a tulajdonságok normálisra és mutánsra való felosztása az emberrel és az állatokkal kapcsolatban.

Az emberek és állatok faji jellemzőinek halmazát a genotípus rendszer határozza meg, amely az evolúció folyamatában minden szelekciós tényező hatására alakult ki. Az embereknél heterozigóta állapotban lévő mutációk nyilvánvalóan ugyanolyan szükségesek, mint az állatokban, hogy fenntartsák a populációban.

Az állatok és emberek, különösen képességeik tanulmányozására szolgáló tudományos módszerek kidolgozásában a legveszélyesebb az antropomorf pillanat, vagyis a vágyálom, mint valóság.

Genealógiai módszer

F. Galton javasolta az emberi öröklődés törzskönyv összeállítása alapján történő elemzését - genealógia.

Genealógiai módszer az emberi tulajdonságok törzskönyvek (származék) révén való öröklődésének tanulmányozása. Ez a módszer akkor alkalmazható, ha ismertek a közvetlen rokonok - az örökletes tulajdonság (proband) tulajdonosának anyai és apai ágon az ősei több nemzedékben, és minden generációban elegendő számú leszármazott van, vagy abban az esetben, ha elegendő számú különböző családról van adat a hasonlóság törzskönyveinek azonosításához. A hasonló törzskönyvek halmazának adatait statisztikai feldolgozásnak vetik alá.

Az emberi törzskönyvek kijelölésének legelterjedtebb rendszerét G. Just javasolta 1931-ben.

Nagyszámú elemzett család alapján törzskönyveket állítanak össze, és matematikai számításokat végeznek egy adott tulajdonság öröklődésének típusa szerint - domináns vagy recesszív, gyakori és ritka mutációk, nemhez kötött vagy nem stb. Itt nem térünk ki a matematikai módszer alkalmazásáról Ehhez az elemzéshez csak annyit jegyezünk meg, hogy ez az egész formális elemzés elemi genetikai öröklődési törvényeken alapul.

Egy domináns autoszomális gén öröklődési mintái, amelyek meghatároznak egy tulajdonságot, például betegséget (chondrodystrophiás törpeség, epidermolysis bullosa - a bőr azon képessége, hogy kisebb sérülésekkel nagy hólyagokat képezzen, retinoblasztóma stb.), vagy morfológiai hiba, például rövid ujjú lábak (brachydactyly - két távoli faláng hiánya az ujjakban).

A recesszív gének által meghatározott tulajdonságok öröklődését (recesszív öröklődés) valamivel összetettebben elemezzük a törzskönyvi diagramok készítésekor.

Például egy családban két beteg gyermek megjelenése egyenlő a valószínűségek szorzatával, azaz 0,25 X 0,25, azaz 6,25%.

A gyakran előforduló recesszív autoszomális gének, feltéve, hogy hordozóik (aa) képesek házasodni és utódokat szülni, nagy koncentrációban lesznek a populációban. Ebben az esetben nagyon valószínűsíthetővé válnak aa X Aa házasságok, amelyekből az utódokban ennek a tulajdonságnak az öröklődése a domináns típus 1:1 szerinti öröklődését imitálja. Ismerve azonban az öröklődés típusát és ezen és más gének megnyilvánulását, még kis családok esetén is, de megfelelő számú ilyen család esetén megállapítható az öröklődés valódi természete.

A teljesen nemhez kötött, azaz nem homológ szegmensekben elhelyezkedő, részben nemhez kötött, az X- és Y-kromoszómák homológ szegmenseiben lokalizált gének öröklődése megfelel a nemi kromoszómákra megállapított törvényeknek. Domináns és recesszív gének esetében ez az öröklődés eltérő módon kerül meghatározásra attól függően, hogy a gén hol helyezkedik el – az X és Y kromoszóma homológ vagy nem homológ szegmensében, és hogyan továbbadódik. Így az Y kromoszóma nem homológ szegmensében elhelyezkedő, hálós ujjakat okozó domináns gén apáktól öröklődik, és csak férfiaknál jelenik meg.

A részlegesen nemhez kötött domináns gének esetében, amelyek a nemi kromoszómák homológ szegmenseiben találhatók, az elemzés valamivel nehezebb, de lehetséges. A recesszív tulajdonság nemhez kötött öröklődésére példa a hemofília öröklődése. Ennek a tulajdonságnak a nemzedékeken át való átörökítésében megszakadás tapasztalható; az érintett férfiak egészséges anyák utódai, akik heterozigóták voltak erre a génre; A hemofíliában szenvedő nők beteg apa és beteg vagy egészséges anya utódai lehetnek.

Körülbelül 50 nemhez kötött recesszív gént találtak emberben. Érdekes módon körülbelül fele szembetegséget okoz. Ősidők óta ismert, hogy a rokon (beltenyésztés) és a nem rokon házasságokban (outbreeding) eltérő az örökletes tulajdonságok átvitelének mértéke. Miután a genetika megállapította a recesszív gének gyakoribb megnyilvánulását a beltenyésztés során, nem kell hosszasan bizonygatni a rokonházasságok ártalmát. Minél magasabb a beltenyésztési együttható, annál nagyobb a valószínűsége az örökletes betegségek generációkon keresztül történő előfordulásának. Különböző országokban, különböző népek és társadalmi osztályok között, valamint a különböző korszakokban a rokonsági házasságok (első- és másodunokatestvérek között) eltérő gyakorisággal fordulnak elő. Például a Fidzsi-szigetek falvaiban a rokonsági házasságok száma eléri a 29,7%-ot, India egyes kasztjaiban - 12,9, Japánban (Nagasaki) - 5,03, Hollandiában - 0,13-0,159, Portugáliában - 1,40, a USA (Baltimore) - 0,05%, stb. A rokonsági házasságok aránya ugyanannak az országnak bizonyos területein az életmódtól függően ingadozik.

A rokonházasságok ártalmassága az egyes törzskönyvekben alig észrevehető, de a betegségek és a halálozás összehasonlító statisztikai elemzése során teljesen nyilvánvalóvá válik.

Feltűnő példa a recesszív gén azonosítására egy rokonházasságban.

Ebben a törzskönyvben a rokonságot különböző fokú rokonsági fokú testvérek (testvérek - nővérek) házasságával tartják fenn. Két rokon házasságból (negyedik unokatestvérek) az egyik családban 8 gyermekből 4, a másikban pedig 5 gyermekből 2 örökletes amaurotikus idiotizmusban szenvedő gyermek jelent meg. K. Stern azt sugallja, hogy ezen vonalak két közös őse közül az egyik három generáción keresztül adta át ezt a recesszív gént mind a négy szülőnek.

A rokonházasságokból származó gyermekek megbetegedése és halálozása esetenként 20-30%-kal meghaladja a nem rokon házasságból származókat. A vizsgált jelenség oka nyilvánvalóan genetikai, nevezetesen: a fiziológiai hiányosságokat és mortalitást meghatározó recesszív gének (letális és félhalálos gének) homozigotizálása következtében az örökletes betegségek és a mortalitás megnyilvánulásának nagy valószínűsége.

A genealógiai módszer tehát igen értékes módszer, de jelentősége a kutatásban annál nagyobb, minél pontosabban és mélyebben készülnek a genealógiák. A civilizáció növekedésével és a törzskönyvek pontosabb rögzítésével ennek a módszernek a szerepe az emberi genetikában megnő.

Iker módszer

Ikrek az egyedő állatok (ember, ló, szarvasmarha, juh stb.) egyidejűleg született egyedeiből álló utódokra vonatkozik.

Az ikrek lehetnek azonosak vagy testvériek.

Azonos, ill egypetéjű ikrek(OB) egy petesejtből fejlődnek ki, amelyet egy spermium megtermékenyített, amikor egy zigótából egy helyett kettő vagy több embrió keletkezik (poliembriónia). Tekintettel arra, hogy a zigóta mitotikus osztódása két egyformán öröklődő blasztomert hoz létre, az egypetéjű ikreknek – függetlenül attól, hogy hányan fejlődnek ki közülük – örökletesen azonosnak és azonos neműnek kell lenniük. Ez a jelenség az állatok ivartalan, pontosabban vegetatív szaporodásának példája.

Kétpetéjű ikrek(RB) egyidejűleg ovulált, különböző petesejtekből fejlődnek ki, amelyeket különböző spermiumok termékenyítettek meg. És mivel a különböző petesejtek és spermiumok különböző génkombinációkat hordozhatnak, az ikrek örökletesen ugyanolyan különbözőek lehetnek, mint ugyanannak a párnak a különböző időpontokban született gyermekei. Az ikrek lehetnek azonos neműek (RBo) vagy különböző neműek (RBr).

Az irodalomban gyakrabban használják az „ikertestvérek” (FR) kifejezés helyett az „ikertestvérek” (DT) kifejezést, mivel az ikrek gyakoribbak. Az „ikertestvérek” kifejezés azonban jobban hangsúlyozza az OB és az RB közötti különbséget; Az egypetéjű ikrek is nagyobb valószínűséggel születnek ikreknek.

Az emlősökről nyert adatokból ítélve több hipotézis lehet az OB emberben történő kialakulásának magyarázata:

• a blasztomerek eltérése a zigóta első osztódása során és az embrió külön fejlődése ezektől a blasztomerektől;
• sejtcsoport elválasztása a blastocysta szakaszban (gastruláció előtt);
• az embriók elválasztása a gasztruláció korai szakaszában. A legvalószínűbb útvonal a második.

Az ikrek száma egy szülés során egy személynél változó: az ikrek a leggyakoribbak, a hármasikrek ritkábban, a négyesek még ritkábban, és az ötösök nagyon ritkák. I. I. Kanaev szerint az elmúlt 150 év során négy ötös születési esetet azonosítottak az Egyesült Államokban, és két esetet Kanadában. Az OB születésének tényét - öt lány, akik túlélték a felnőttkort - a kanadai farmer, Dionne (1934) családja ismeri. A számítások szerint 54 700 816 szülésből egyszer születik ötös, fogaskerekek - 4 712 millió szülésnél, a hetesek csak kivételként ismertek. Az átlagos ikerszületési arány 1%, az ingadozások 0,5-1,5% között mozognak. Az ikrek kevésbé életképesek, ezért születésükkor kisebb a számuk, mint a fogantatáskor, felnőttkorban pedig kevesebb, mint születéskor.

Az OB gyakoriságának kiszámítása az RB-hez viszonyítva az azonos nemű és az ellenkező nemű RB párok elméleti aránya alapján történik ikrek születésekor: 25%♀♀ + 50%♀♂ + 25%♂♂ kivonva a különböző nemű párok száma az azonos nemű (férfi és női) párok teljes számához viszonyítva az OB-párok számával megegyező különbséget ad, amely átlagosan az összes ikerpár 21-33,4%-a.

Az ikrek genetikai vizsgálatokban való felhasználásához nagyon fontos az OB típus és az RB típus pontos diagnosztizálása. A diagnózis a következő kritériumok alapján történik:

1. Az OB-k szükségszerűen azonos neműek, az RB-k lehetnek azonos neműek vagy különböző neműek;
2. Az OB-nak általában egy közös chorionja van, RB - különböző chorionok;
3. a reciprok szövettranszplantáció OB-ban ugyanolyan sikeres, mint az autotranszplantáció, RB-ben lehetetlen;
4. a hasonlóság (konkordancia) jelenléte az OB-ban és az eltérés (diszkordancia) az RB-ben számos jellemző esetében.

A diagnózishoz olyan jellemzőket kell kiválasztani, amelyek egyértelműen öröklődnek és a környezeti tényezők hatására a legkevésbé érzékenyek a változásra; Ezek a tünetek közé tartoznak a vércsoportok, a szem, a bőr és a haj pigmentációja, a bőr domborulata (ujjbegyek, tenyér, láb stb. lenyomatai). Ha az ikrek egy vagy két jellemző alapján különböznek egymástól, akkor általában RB.

Az ikrek diagnosztizálásának minden kétes esetét okozhatja akár valamelyik OB-partner fejlődési zavara, akár a szülők több szempontból is hasonlósága. Ez utóbbi azonban rendkívül ritka. Megjegyzendő, hogy az egyik OB-partner fejlődésének megzavarását általában a méhen belüli élet tényezőinek egyenlőtlen hatásával és a szomatikus mutációk előfordulásával magyarázzák az embrionális fejlődés korai szakaszában, a szervek kialakulása előtt. Az egyik partnerben előforduló különféle gén- és kromoszóma átrendeződések, monoszómia és egyéb mutációk jelentős eltéréseket okozhatnak az OB fenotípusban. Ezért a korai embriogenezisben figyelembe kell venni az OB szomatikus mutációinak lehetőségét.

I. I. Kanaev kiváló monográfiájában megfogalmazott általánosításai szerint az iker-módszer lényege a genetikában a következő rendelkezésekben rejlik:

1) az OB-párnak azonos a kombinációja, az RB-párnak a szülői genotípusok különböző kombinációi vannak;

2) az egyik OB-pár mindkét partnere számára a külső környezet azonos lehet, de a másiké eltérő. Ha az OB partnerek különböző hatásokat tapasztalnak életük során, ez páron belüli különbségekhez vezet. Ezért a párok páron belüli azonos és páron belüli környezettel rendelkezhetnek.

Az azonos környezettel rendelkező OB és a különböző környezetű OB összehasonlítása lehetővé teszi a környezeti hatások szerepének megítélését az ikrek közötti páron belüli különbségekben az élet során. Az azonos környezettel rendelkező OB és az azonos környezettel rendelkező RB összehasonlítása lehetővé teszi az örökletes tényező szerepének tisztázását. Ezt a fajta vizsgálatot nagy mintán végzik és statisztikailag dolgozzák fel.

Az OB és az RB genetikai eredetének különbségéből az következik, hogy ha az OB és az RB nem ugyanazon tulajdonságokban mutat különbséget, akkor nyilvánvaló, hogy az utóbbinál ezek a tulajdonságok közötti különbségek örökletes tényezőkre vezethetők vissza. Ha az egyik és a másik típusú ikerpárban azonos tulajdonságokban páron belüli különbségek fordulnak elő, akkor nyilvánvaló, hogy ezeket környezeti tényezők okozhatják. Az OB-ban és RB-ben számos morfológiai jellemzőre vonatkozó eltérésre vonatkozó adatokból világos, hogy az RB-ben a páron belüli különbségek sokszor gyakrabban fordulnak elő, mint az OB-ban.

S. Reed néhány adatát közöljük a második partner patológiájának összehasonlító gyakoriságára vonatkozóan, az egyik ikrek betegsége esetén.

A százalékos arány kétféle ikrek betegségeinek konkordancia gyakoriságát mutatja, azt mutatja, hogy ha az egyik partner megbetegedett valamelyik jelzett betegségben, akkor az OB-ban sokkal nagyobb a valószínűsége annak, hogy a második partner megbetegszik, mint RB-ben. V. P. Efroimson, a torz párok gyakoriságára vonatkozó adatokat elemezve, teljesen helyesen mutat rá arra, hogy az OB betegségekre való nagy örökletes hajlama provokáló tényező jelenlétében nyilvánul meg; enélkül ez a százalék lényegesen alacsonyabb lesz.

Az iker-módszer lehetővé teszi az ember számos betegségre és tulajdonságra való örökletes hajlamának a legnagyobb pontosságú meghatározását. Más módszerekkel nagyon nehéz vagy szinte lehetetlen tanulmányozni számos fertőző és daganatos betegséget, bőr- és különböző szervek gyulladásait, valamint a normális emberi idegműködés jellemzőit.

Az iker-módszer alkalmazásakor figyelembe kell venni a partnerek életében a közös és külön nevelés feltételeit, a társas viszonyokat, amelyekbe kerültek stb. Ennek ellenére az iker-módszer lehetővé teszi a legpontosabban meghatározható a különböző tulajdonságok öröklődési együtthatója, valamint a populáció heterogenitásának megítélése a vizsgált gének alapján, és azonosítja a környezet szerepét a vizsgált tulajdonságok variabilitásának meghatározásában.

Citogenetikai módszer

Citogenetikai módszer A humángenetikában az ember kariotípusának citológiai elemzését normális és kóros állapotokban általában ún.

Helyesebb ezt a módszert citológiainak nevezni, nem pedig citogenetikainak, mivel az emberekben végzett keresztezéssel végzett genetikai elemzés kizárt, és a kromoszóma-rendellenességek hordozói, ha túlélik, általában terméketlenek. Alkalmanként azonban egyes kromoszóma-rendellenességek esetében lehetőség van a citológiai módszer és a genealógiai módszer kombinálására, és összefüggést lehet teremteni a fenotípusos hatás és egy bizonyos típusú kromoszóma-elváltozás között. Ezen körülmények miatt lehetséges a szakirodalomban elfogadott „citogenetikai módszer” kifejezés megtartása a humángenetika vizsgálatában. Azokban az esetekben, amikor az ilyen párhuzamosságot nem vizsgálják, e kifejezés használata nem engedélyezett.

A citogenetikai módszert különféle típusú heteroploidiák és kromoszóma-átrendeződések tanulmányozására használják emberi szomatikus szövetekben, amelyek különböző fenotípusos eltéréseket okoznak a normától.

Ezt a módszert leggyakrabban szövettenyésztésben alkalmazzák. Lehetővé teszi a főbb kromoszóma-rendellenességek figyelembevételét, amelyek a csíra- és a szomatikus sejtekben egyaránt előfordulnak. Kiderült, hogy emberekben és állatokban a triszómiák és a monoszómiák gyakran előfordulnak különböző kromoszómapárokban az autoszómák és a nemi kromoszómák meiózisban történő szétválasztásának hiánya miatt. A nemi kromoszómák triszómiáját és monoszómiáját emberben a nemi kromatin analízis alapján mutatják ki.

Az ember viszonylag hosszú egyedfejlődése során a különböző szövetek sejtjeiben felhalmozódnak a kromoszóma-rendellenességek (kromoszóma-átrendeződések, valamint a kromoszómaszám változásai). A testszövetek genetikailag különböző sejtek változatos populációit képviselik, amelyekben a kóros maggal rendelkező sejtek koncentrációja az életkorral növekszik. Ebben az esetben a citogenetikai módszer lehetővé teszi a szövetek öregedésének tanulmányozását a sejtszerkezetek vizsgálata alapján a szomatikus és generatív szövetek „populációjának” korral összefüggő dinamikájában.

Mivel a kromoszóma-rendellenességek előfordulási gyakorisága a különböző mutagének szervezetre gyakorolt ​​hatásától függ (ionizáció, kémiai szerek - farmakológiai gyógyszerek, a környezet gázösszetétele stb.), a citogenetikai módszer lehetővé teszi a környezet mutagén hatásának meghatározását. emberekre gyakorolt ​​​​tényezők.

A citogenetikai módszer alkalmazása különösen számos testi és lelki betegség - az úgynevezett kromoszómabetegségek - okainak feltárása kapcsán bővült.

Számos emberi betegség létezik, például a Klinefelter-kór, a Shereshevsky-Turner-kór, a Down-kór stb., amelyek okai sokáig ismeretlenek maradtak, mígnem citológiai módszerekkel kromoszóma-rendellenességeket fedeztek fel az ilyen betegeknél.

A Klinefelter-szindrómában szenvedő betegeket az ivarmirigyek fejletlensége, az ondótubulusok degenerációja, mentális retardáció, a végtagok aránytalan növekedése stb. jellemzik. A Shereshevsky-Turner szindróma nőknél fordul elő. Megnyilvánul késleltetett pubertásban, az ivarmirigyek fejletlenségében, a menstruáció hiányában, meddőségben, alacsony termetben és egyéb kóros tünetekben.

Kiderült, hogy az utódok mindkét szindróma a nemi kromoszómák nem diszjunkciójának következménye a szülői ivarsejtek kialakulása során. A női homogametikus nemben az X kromoszómák nem diszjunkciója miatt a meiózis folyamata során ivarsejtek keletkezhetnek két X kromoszómával, azaz XX + 22 autoszómával és X kromoszómák nélkül, azaz 0 + 22; a hím (heterogametikus) nemben az ivarsejtek XY + 22, illetve 0 + 22. Az ilyen peték normál spermiumok általi megtermékenyítése esetén (X + 22 vagy Y + 22) a következő osztályokba tartozó zigóták kialakulása lehetséges: XXX + 44, 0X + 44 és XXY + 44, 0Y + 44.

Ebből következik, hogy a különböző eredetű zigótákban a kromoszómák száma 47 és 45 között változhat, és a 0Y + 44 egyedek nyilvánvalóan nem maradnak életben, mivel soha nem találták meg őket. Az XXY + 44 kromoszómakészlet a Klinefelter-szindrómás (férfi interszex) férfiban, az X0 + 44 és XXX + 44 kromoszómakészlet a Shereshevsky-Turner-szindrómás nőkben található.

Különböző szindrómában szenvedő betegek további elemzése során kiderült, hogy a nemi kromoszómák nem diszjunkciója miatt különböző típusú kromoszóma-rendellenességek, különösen poliszómia léphet fel. Vannak például férfiak a következő kromoszómakészletekkel: XX Y, XXX Y, XXXX Y, nők pedig - XXX, XXXX.

A nemi kromoszómák szerepének sajátossága a nemiség meghatározásában az emberben nem diszjunkció esetén, ellentétben a Drosophilával, abban nyilvánul meg, hogy az XX Y kromoszómakészlet mindig meghatározza a férfi nemet, az X0 halmaz pedig - a nőstény. Ezenkívül az X kromoszómák számának növekedése egy Y kromoszómával kombinálva nem változtatja meg a férfi nem meghatározását, hanem csak fokozza a Klinefelter-szindrómát. A triszómia vagy az X-kromoszómán lévő poliszómia szintén gyakran okoz a Shereshevsky-Turner-szindrómához hasonló betegségeket a nőknél.

A nemi kromoszómák normál számának megsértése által okozott betegségeket citológiai módszerrel diagnosztizálják - nemi kromatin elemzéssel. Azokban az esetekben, amikor a férfiak szövetei normál nemi kromoszómákkal rendelkeznek - XY, a nemi kromatint nem észlelik a sejtekben. Normál nőknél - XX - egyetlen test formájában található meg. Nőkben és férfiakban az X kromoszómák poliszómiája esetén a nemi kromatintestek száma mindig eggyel kevesebb, mint az X kromoszómák száma, azaz n x = n X - 1. Így a Klinefelter-szindrómás férfiak sejtjeiben XX. Y egy test nemi kromatin van, XXXY tárcsázásakor - kettő, XXXXY tárcsázásakor - három; Shereshevsky-Turner-szindrómában szenvedő nőknél: X0 - nincs test, XXX - két test, XXXX - három nemi kromatin test stb. Feltételezzük, hogy minden ilyen zigótában az X kromoszómák közül csak egy genetikailag aktív. A fennmaradó kromoszómák nemi kromatin formájában kerülnek heteropiknotikus állapotba.

Ennek a mintázatnak az okait nem tisztázták, de feltételezik, hogy a hetero- és homogametikus nemben a nemi kromoszóma gének hatásának kiegyenlítődésével függ össze.

Mint tudjuk, a kromoszóma nem diszjunkció nemcsak meiózisban, hanem szomatikus sejtekben is előfordulhat az állat teljes embriogenezisében, az első tojáshasadástól kezdve. Ez utóbbi miatt az emberek között, amikor a nemi kromoszómák divergenciája megbomlik, beteg női mozaikok és férfi mozaikok jelenhetnek meg. Például a következő típusú mozaikokat írják le: dupla: X0/XX, X0/XXX és X0/XY, X0/XYY, tripla: X0/XX/XXX, XX/X0/XY, valamint négyes mozaikok, amikor egy ember szomatikus sejtjei négy különböző kromoszómakészletet tartalmaznak.

A zigótában a nemi kromoszómák számának változása által kiváltott betegségtípusok mellett a kromoszómabetegségeket autoszomális nondisjunction és különféle kromoszóma-átrendeződések (transzlokációk, deléciók) is okozhatják. Például a veleszületett idiotizmusban szenvedő gyermekeknél - Down-kórban, amelyet alacsony termet, széles, kerek arc, szorosan elhelyezkedő szűk szemrepedés és félig nyitott száj kísért, a 21-es triszómiát fedezték fel. Megállapítást nyert, hogy a Down-szindróma előfordulása újszülötteknél az anyák életkorától függ.

A veleszületett kromoszóma-rendellenességek sokféle betegséghez kapcsolódnak. Ezért a citogenetikai módszer egyre fontosabbá válik az emberi betegségek etiológiájában.

Populációs módszer

Populációs módszer lehetővé teszi az egyes gének vagy kromoszóma-rendellenességek eloszlásának tanulmányozását az emberi populációkban.

A populációs módszer matematikai módszereken alapul. Egy populáció genetikai szerkezetének elemzéséhez nagy mintát kell megvizsgálni, amelynek reprezentatívnak kell lennie - objektíven tükröznie kell a teljes általános populációt, azaz a teljes populáció egészét. A vizsgált mintában az egyedek megfelelő egyértelműen meghatározott fenotípusos osztályokba való megoszlását állapítják meg, amelyek közötti különbségek örökletesen meghatározottak. Ezután a talált fenotípusos gyakoriságok alapján meghatározzák a génfrekvenciákat.

A génfrekvenciák ismeretében lehetőség nyílik a vizsgált populáció leírására a Hardy-Weinberg képletnek megfelelően, és előre megjósolni az egyes fenotípusos osztályokba tartozó egyedek utódainak szegregációjának valószínűségét. A génfrekvenciák vizsgálata fontos a rokonházasságok következményeinek felméréséhez, valamint az emberi populáció egészének genetikai történetének tisztázásához.

A különböző anomáliák populációiban való eloszlás gyakorisága eltérőnek bizonyul; Ezenkívül a megfelelő recesszív allélek túlnyomó része heterozigóta állapotban van jelen.

Így Európa megközelítőleg minden századik lakosa heterozigóta az amaurotikus idióta génre (Spilmeier-Vogt-kór), míg 1 millió homozigóta emberből mindössze 25-nél alakul ki ez a betegség serdülőkorban. Az európai országokban az albínók gyakorisága 1:20 000, bár ennek az allélnak a heterozigóta állapota minden hetvenedik lakosban benne van.

Némileg más a helyzet a nemhez kötött módon öröklődő anomáliák esetében, amelyekre példa a színvakság – a színvakság, amelyet nyilvánvalóan számos allél szabályoz, amelyek az X kromoszómán két, egymással szorosan összefüggő lókuszban oszlanak el. A férfi populációban a színvakság gyakorisága (q) megfelel a recesszív allélok teljes gyakoriságának, és például Moszkvában a 30-as években, R. I. Serebrovskaya szerint 7%, ugyanakkor a nők körében. Ugyanezen populáció populációjában a színvakság csak 0,5% volt (q 2), de heterozigóta állapotban a nők hozzávetőleg 13%-a hordoz színvakságot okozó allélokat.

Mint fentebb említettük, a genealógiai módszert figyelembe véve a recesszív homozigóták utódokban való megjelenésének valószínűsége eltérő lehet, ha különböző fokú rokonsági fokú személyek házasodnak. Így azoknak a házastársaknak a valószínűsége, akik egymáshoz képest unokatestvérek, annak valószínűsége, hogy a populációban elterjedt q gyakoriságú recesszív allél miatt homozigóta gyermekeik születnek, már nem q 2 lesz, hanem egy nagyobb érték, nevezetesen q/16 (1). + 15q).

Ez annak a ténynek köszönhető, hogy ha az ilyen házastársak egyik közös őse - egy nagymama vagy nagyapa - recesszív allélt hordozott egy heterozigótában, akkor 1/16-os valószínűséggel ez az allél mindkét unokatestvérre átkerül.

A rokonházasságok káros hatásai különösen az elszigetelt, korlátozott méretű populációkban, az ún. izolálja. Izolátum alatt egy populáció egyedeinek csoportját értjük, amelyek többségében saját csoportjuk egyedeivel házasodnak össze, és ezért jelentős rokonsági együttható jellemzi őket. Az ilyen izolátumok lehetnek különálló, elszigetelt falvak, közösségek stb. Egy izolátumon belül nagyobb a rokonsági házasságok (beltenyésztés) valószínűsége, és nagyobb az esélye annak, hogy a házastársak ugyanazokat a mutáns géneket hordozzák, ami nagyobb valószínűséggel manifesztálódik. recesszív allélok homozigóta állapotban. A különböző izolátumok különböző koncentrációban hordozzák a hasonló vagy eltérő géneket.

A Mariana-szigeteken és Guamban az amiotróf laterális szklerózis miatti helyi halálozási arány (a gerincvelő elülső szarvsejtjeinek károsodásával összefüggésben) több mint 100-szor magasabb, mint más országokban e betegség miatti halálozási arány. Panama déli részén, San Blas tartományban a Cariba Kuna törzs igen figyelemreméltó részét alkotják az albínók, akik minden generációban megjelennek itt. Egy faluban a folyón. A 2200 lakosú svájci Rhône-ben több mint 50 siketnéma él, és további 200-nak valamilyen fokú hallássérülése van. Valószínűleg minden ilyen esetben, amikor az egyes allélok koncentrációja meredeken emelkedik, bizonyos szerepet játszik a genetikai sodródás, az egyes családok, klánok múltbeli egyenetlen szaporodása, valamint a migráció csökkenése.

A civilizáció növekedésével és a társadalom termelőerőinek fejlődésével az izolátumok száma csökken, és csökken a népesség egésze szempontjából jelentőségük. Azonban még mindig előfordulnak.

A génfrekvenciák ismerete, mint már említettük, lehetővé teszi a szegregáció természetének előrejelzését a szülői egyedek egyes fenotípusos osztályainak utódaiban.

A Hardy-Weinberg képlet alapján kimutatható, hogy monogén öröklődés esetén a domináns anyák utódaiban a fenotípusos hasítást a dominánsok p(1 + pq) arányában kell végrehajtani a p recesszívek arányában, vagy (l+pq) :q 2 ; recesszív anyák utódaiban a fenotípusos hasadás pq 2: q 3, vagy p: q legyen.

Mondjunk egy példát. Az egyik Rh-faktort vizsgáló vizsgálatban a recesszív rh allél gyakorisága a populációban 0,4, a domináns Rh allél gyakorisága 0,6 volt. Ebből az várható, hogy az Rh-pozitív anyák utódaiban az Rh-pozitív gyermekek gyakorisága (Rh +) körülbelül 7,8-szor nagyobb, mint az Rh-negatív gyermekek gyakorisága (Rh -); az Rh-negatív anyák utódaiban a megfelelő többlet 1,5-szeres lesz.

A tényleges arányok a vizsgált mintában a következők voltak:

• az első esetben 1475 Rh + : 182 Rh - vagy 8,1: 1,
• a második esetben 204 Rh +: 129 Rh - vagy 1,6: 1.

Így a megfigyelt szegregációs eredmények nagyon jól megfelelnek a génfrekvencia-analízisből előrejelzett elméletileg várt eredményeknek.

A polimorfizmus vércsoportok szerinti populációs elemzése azért érdekes, mert segít megérteni a különböző populációk genetikai szerkezetének dinamikáját, és segít a köztük lévő kapcsolatok azonosításában.

A különböző populációk genetikai szerkezetükben, különösen vércsoportjukban jelentősen eltérnek egymástól. Ugyanakkor néhány egészen világos mintázat is nyomon követhető. Ha az I B allél koncentrációja India és Kína régiójában a legnagyobb, akkor ettől a régiótól keletre és nyugatra fokozatosan nullára csökken Amerika és Ausztrália őslakosai körében. Ugyanakkor az amerikai indiánok (és Ausztrália és Polinézia őslakosai) körében az I 0 allél koncentrációja eléri a maximumot. Az I A allél ritka Amerika bennszülött lakosságában, valamint Indiában, Arábiában, a trópusi Afrikában és Nyugat-Európában.

A populációk genetikai szerkezetében mutatkozó különbségek magyarázatára a közelmúltban felterjesztettek egy hipotézist, amely szerint az ABO rendszer vércsoportjainak szelekciójában a pestis- és himlőjárvány volt a döntő tényező. A pestis kórokozója, a Pasteuvellla pest a 0-s antigén tulajdonságával a 0-s vércsoportúak számára bizonyul a legpusztítóbbnak, mivel az ilyen egyedek fertőzés esetén nem képesek elegendő mennyiségű antitestet termelni. Hasonló okból a himlővírus a legveszélyesebb az A-vércsoportú emberekre. Ahol a pestis terjedt (India, Mongólia, Kína, Egyiptom), ott intenzíven pusztították el az I 0 allélt, és ahol a himlő különösen elterjedt ( Amerika, India, Arábia, trópusi Afrika) először az 1 A allélt küszöbölték ki. Ázsia azon területein, ahol a pestis és a himlő endémiás volt, az 1 c allél kapta a legmagasabb gyakoriságot.

Az 5. fejezetben a sarlósejtes vérszegénység monogén öröklődését vizsgáltuk, amelyet az S gén alléljainak szegregációja okoz, az S allél magas koncentrációja az endemikus malária övben (Afrika, Mediterrán) kiderült, hogy összefüggésbe hozható a megnövekedett rezisztenciával. malária heterozigótákban (Ss) és az előfordulásával. az eredmény a kiegyensúlyozott örökletes polimorfizmus rendszere.

Így a vércsoportok polimorfizmusának és a sarlósejtes vérszegénység elemzésének mindkét fenti példájában azt látjuk, hogy a populációs módszer alkalmazása hogyan teszi lehetővé az emberi populációk genetikai szerkezetének feltárását.

Ontogenetikai módszer

Ontogenetikai módszer lehetővé teszi, hogy fenotípusonként meghatározza a recesszív allélok heterozigóta állapotú hordozását és a kromoszóma átrendeződését.

A recesszív gének heterozigóta állapotban való megnyilvánulásának genetikai alapja nyilvánvalóan egy adott metabolit szintézisének láncolatának hiányos blokkja, amelyet egy adott gén domináns alléljának hatása okoz.

Ismeretes, hogy egyes örökletes betegségek nemcsak a betegséget okozó allélokra homozigóta egyedekben nyilvánulnak meg, hanem törölt formában heterozigótákban is. Ezért jelenleg intenzíven fejlesztik a heterozigóta hordozás ontogenezisben történő meghatározására szolgáló módszereket. Így a fenilketonuria heterozigóta hordozója (a vér megnövekedett fenilalanin-tartalmát a fenilalanin további adagolása, majd a vérplazmában annak (vagy tirozin) szintjének meghatározása határozza meg. Ezen allél heterozigóta jelenlétét a a megnövekedett fenilalanin tartalom Normális esetben (azaz a domináns allélok homozigótáiban) a fenilalanin szintje nem változik. Normális esetben a vér tartalmazza a kataláz enzimet, amely a szénhidrát-anyagcseréhez szükséges, de van egy gén, amely a homozigóta állapot, a kataláz hiányát okozza Ennek a génnek a homozigóta hordozói az acatalasemia, a szénhidrát-anyagcsere zavara.

A kataláz aktivitás alapján lehetőség nyílik az acatalaseemia allél heterozigóta és homozigóta hordozóinak pontos meghatározására közeli rokonok és szülők körében.

A Duchenne-izomdisztrófiát meghatározó allél heterozigóta hordozását kriatin-foszfokináz aktivitással tesztelik. Mára 40 recesszív allélok által meghatározott örökletes betegségre fejlesztettek ki hasonló teszteket.

Jelenleg az ontogenetikai módszert biokémiai, immunológiai és molekuláris kutatási technikákkal gazdagították, amelyek leírását számos speciális kézikönyv szenteli.

Az ontogenetikai módszer jelentősége nyilvánvaló egy recesszív gén heterozigóta állapotban történő hordozásának megállapításában egy olyan család rokonai között, amelyben örökletesen beteg gyermek jelenik meg. Az ontogenezis diagnosztikája fontos az örökletesen beteg utódok megjelenésének valószínűségének kiszámításához a rokon és vegyes házasságokban. A heterozigóta hordozók tesztelésének egyre könnyebbé válásával ezt a módszert be kell vezetni, hogy tanácsot adjunk a pároknak a betegség lehetőségéről gyermekeikben, valamint tanulmányozzuk a mutációk populáción belüli eloszlását.