Методика вивчення каріотипу людини, складання каріограми
Тема 5. МЕТОДИ ВИВЧЕННЯ СПАДКОВОСТІ ЛЮДИНИ. СПАДКОВІ ХВОРОБИ
План лекції:
1. Основи медичної генетики. Методи вивчення генетики людини: генеалогічний, цитогенетичний, біохімічний, близнюків, популяційно-статистичний.
2. Спадкові хвороби, їх класифікація. Профілактика спадкової патології.
3. Мінливість організмів. Форми мінливості: модифікаційна, комбінована, мутаційна.
4. Мутагенні фактори: фізичні, хімічні, біологічні. Екологічні та медико-біологічні наслідки аварії на Чорнобильській АЕС.
Генетика людини (антропогенетика)– вивчає явища спадковості й мінливості в популяціях людей, особливості успадкування нормальних і патологічних ознак, залежність захворювань від генетичної схильності й факторів середовища існування.
При вивченні спадкових ознак людина виступає як складний об’єкт генетичних досліджень.
Виникають певні труднощі в аналізі спадковості й мінливості, які зумовлені:
•неможливістю застосування направлених схрещувань (гібридологічного методу) для генетичного аналізу;
•неможливістю експериментального отримання мутацій;
•пізнє настання статевої зрілості;
•малою чисельністю нащадків;
•неможливістю забезпечення однакових контрольованих умов для розвитку нащадків від різних шлюбів;
•недостатньо точною реєстрацією спадкових ознак;
•великою кількістю груп зчеплення генів (у людини 24:22 автосомних та окремі групи зчеплення утворюють статеві хромосоми X і Y);
•порівняльно великим числом (2n = 46) хромосом.
Для вивчення спадкових ознак у людини використовують різні біохімічні, морфологічні, імунологічні, електрофізіологічні методи. Лабораторно-генетичні методи діагностики завдяки прогресу генетичних технологій можуть бути виконані на малій кількості матеріалу, який можна пересилати по пошті (декілька крапель крові на фільтрувальному папері або навіть на одній клітині, взятій на ранній стадії розвитку.
Основні методи антропогенетики:
-цитогенетичний;
-близнюковий;
-генеалогічний;
-популяційно-статистичний;
-дерматогліфічний;
-імунологічний;
-біохімічний;
-онтогенетичний;
-метод гібридизації соматичних клітин;
-метод моделювання;
-ДНК-аналіз.
Цитогенетичний метод
Цитогенетичний аналіз дозволяє записувати діагноз спадкового захворювання у вигляді каріотипічної формули.
Цитогенетичний метод (метод хромосомного аналізу) ґрунтується на мікроскопічному дослідженні структури й кількості хромосом. Він набув широкого застосування в 20-х роках ХХ ст., коли було отримано перші відомості про кількість хромосом у людини. У 30-х роках були ідентифіковані перші 10 пар хромосом. У 1956 р. шведські вчені Дж.Тийо і А.Леван вперше довели, що в людини 46, а не 48 хромосом.
Цитогенетичний метод використовують для:
•вивчення каріотипів організмів;
•уточнення числа хромосомних наборів, кількості й морфології хромосом для діагностики хромосомних хвороб;
•складання карт хромосом;
•для вивчення геномного і хромосомного мутаційного процесу;
•вивчення хромосомного поліморфізму в людських популяціях.
Методика вивчення каріотипу людини, складання каріограми
Отримавши мікропрепарат із культури лімфоцитів периферичної крові, із клітин амніотичної рідини або клітин хоріона вивчають його візуально. Відбирають у полі зору метафазу з роздільно розміщеними хромосомами, а потім мікропрепарат фотографують. З негатива роблять відбитки на фотопапері. З мікрофотографії вирізають зображення кожної хромосоми ножицями, наклеюють їх гумовим клеєм на білий аркуш паперу в ряд, починаючи від найбільшої першої пари, закінчуючи малими хромосомами 21-ї, 22-ї пар і статевої Y-хромосоми. Так отримують ідіограму.
Побудову каріотипу, тобто впорядковане розміщення кожної пари хромосом за індивідуальними ознаками відмінностей: загальна довжина хромосоми, форма, розташування центромери.
Більшість хромосом за такого методу можна тільки віднести до певних груп згідно з денверською класифікацією.
Цей метод дозволяє діагностувати багато спадкових хвороб, вивчати мутаційний процес, складні перебудови і найменші хромосомні аномалії в клітинах, які вступили у фазу поділу та поза поділом.
Генеалогічний метод
Основний метод генетичного аналізу в людини полягає в складанні й вивченні родоводу. Даний метод вперше запропонував наприкінці XIX ст. Ф.Гальтон.
Генеалогія – це родовід. Генеалогічний метод – метод родоводів, коли простежується ознака (хвороба) у родині з вказівкою родинних зв’язків між членами родоводу. В його основу покладено ретельне обстеження членів родини, складання й аналіз родоводів.
Суть генеалогічного методу полягає у встановленні родинних зв’язків, простеження ознак або хвороби серед близьких і далеких, прямих і непрямих родичів.
Метод складається із двох етапів: складання родоводу і генеалогічного аналізу. Вивчення успадкування ознаки або захворювання в певній сім’ї розпочинається із суб’єкта, який має цю ознаку або захворювання.
Особина, яка першою попадає в поле зору генетика, називається пробандом. Це переважно хворий або носій дослідної ознаки. Діти однієї батьківської пари називаються сибсами пробанда (брати – сестри). Потім переходять до його батьків, далі до братів і сестер батьків і їх дітей, потім до дідусів і бабусь і т.д. Складаючи родовід, роблять короткі нотатки про кожного члена сім’ї, його родинні зв’язки з пробандом. Схема родоводу супроводжується позначеннями під рисунком і отримала назву – легенда.
Всі індивідууми розміщуються строго по поколіннях в один ряд. Якщо родовід дуже великий, то різні покоління розташовують не горизонтальними, а концентричними рядами.
Застосування генеалогічного методу дозволило встановити характер успадкування гемофілії, брахідактиліїї, ахондроплазії та ін. Він широко використовується для уточнення генетичної природи патологічного стану і при складанні прогнозу здоров’я нащадків.