Популяционно-статистичекий

Близнецовый метод.

Цель: оценить роль генетических факторов и влияния внешней среды в развитии конкретного признака.

Ход работы:

1. Подобрать большие группы близнецов (неск. 100)

2. Всех близнецов необходимо разделить на монозиготных и дизиготных.

Монозиготные близнецы. На ранних этапах развития зародыша, пока клетки не дифференцированы, зародыш делится на несколько групп клеток. Каждая группа клеток дает начало самостоятельному организму. Такие близнецы полностью одинаковы по генотипу.

Дизиготные близнецы. У женщны одновременно созревает 2 яйцеклетки в разных яичниках. Каждая яйцеклетка оплодотворяется отдельным сперматозоидом, поэтому такие близнецы, как иобычные братья и сестры, имеют примерно 50% одинаковых генов.

Близнеов делят на группы по комплексу признаков:

1) количество плацент, т.е. у монозиготных-одна плацента, у дизигот 2 отдельных плаценты.

2) Пол близнецов

3) Группа крови и т.д.

!!!Пересадку кожи не делают

Определяют антигены комплекса гистосовместимости.

3. У всех близнецов наличие какого-либо признака

Конкордантность (совпадение признака у близнецов)

Дискордантность (несовпадение признака)

Такой анализ проводят для каждой пары близнецов.

4. Оценивают влияние наследственности на развитие признаков.

1) Если у монозигот конкордантность высокая, а у дизигот низкая, то главную роль играют генетические факторы.

2) Если конкордантность относительно невысокая и примерно одинаковая у монозигот и дизигот, то главную роль играют факторы внешней среды.

Популяционно-статистичекий

Изучают частоту встречаемости генов, аллелей и генотипов в различных популяциях человека. Это позволяет определить генетическую структуру популяций. Эти данные позволяют оценить вероятность появления наследственных заболеваний и планировать работу мед.службы.

Позволяет определить интенсивность мутационного процесса.

При статистической обработке материала, получаемого при обследовании группы населения по интересующему исследователя признаку, основой для выяснения генетической структуры популяции является закон генетического равновесия Харди — Вайнберга. Он отражает закономерность, в соответствии с которой при определенных условиях соотношение аллелей генов и генотипов в генофонде популяции сохраняется неизменным в ряду поколений этой популяции. На основании этого закона, имея данные о частоте встречаемости в популяции рецессивного фенотипа, обладающего гомозиготным генотипом (аа), можно рассчитать частоту встречаемости указанного аллеля (а) в генофонде данного поколения. Распространив эти сведения на ближайшие поколения, можно предсказать частоту появления в них людей с рецессивным признаком, а также гетерозиготных носителей рецессивного аллеля.

Математическое выражение закона: (p+q)²

p²+2pq+q²=1

p²AA+2pqAa+q²aa=1

Частоты встречаемости аллелей и генотипов в популяции остаются неизменными в ряду поколений.

Закон действует д/идеальной популяции.

Основные признаки:

1) неограниченные размеры

2) отсутствие перекреста поколений

3) отсутствие миграций

4) отсутствие мутаций

5) отсутствие естественного отбора

В природе идеальных популяций нет.

Закон имеет математический аппарат, который позволяет изучить генетическую структуру популяции.

Формула д/частот встречаемости аллелей действует д/случая, когда имеется 2 аллеля (домин. и рецес.) и пенетрантность признака 100%.

p+q=1

p-частота встречаемости доминантного аллеля

q- частота встречаемости рецессивного аллеля

p²+2pq+q²=1

p²- частота встречаемости доминантных гомозигот

q²- частота встречаемости рецессивных гомозигот

2pq- частота встречаемости гетерозигот.

Например, альбинизм обусловлен отсутствием фермента, участвующего в образовании пигмента меланина и является наследственным рецессивным признаком. Частота встречаемости в популяции альбиносов (аа) равна 1:20 000. Следовательно, q² = 1/20 000, тогда q = 1/141, up = 140/141. В соответствии с формулой закона Харди — Вайнберга частота встречаемости гетерозигот = 2pq, т.е. соответствует 2 х (1/141) х (140/141) = 280/20000 = 1/70. Это означает, что в данной популяции гетерозиготные носители аллеля альбинизма встречаются с частотой один на 70 человек.

Анализ частот встречаемости разных признаков в популяции в случае их соответствия закону Харди — Вайнберга позволяет утверждать, что признаки обусловлены разными аллелями одного гена. Так, например, установлено, что в США 29,16% белого населения имеют группу крови М, 49,58%—группу MN, 21,26%—группу N. Эти частоты разных фенотипов соответствуют формуле p²М + 2pqMN + q²N. Следовательно, эти три варианта признака обусловлены сочетанием двух аллелей одного гена, взаимодействующих по типу кодоминирования: группа М — LmLm, группа N — LnLn, группа MN—LmLn.

В том случае, если ген в генофонде популяции представлен несколькими аллелями, например ген группы крови системы АВО, соотношение различных генотипов выражается формулой (pIA + qIB + rI0) ².

39. Особенности человека как объекта для генетических исследований. Методы изучения генетики человека: генеалогический, цитогенетический.

Особенности:

1) Недопустимость проведения экспериментальных скрещиваний.

Закон запрещает опыты над человеком.

2) Большой срок жизни

3) Медленная смена поколений

Исследователь может изучить не более 2 поколений

4) Малое количество детей в семье и за одну беременность

Это затрудняет анализ по расщеплению признаков среди потомков

5) Большое количество хромосом и групп сцепления.

6) Выраженный полиморфизм (как фенотипический, так и генотипический)

Поскольку вариативность велика, сложно определить, где мутация, а где норма.

Генеалогический метод:

Основоположник Ф. Гальтон, конец 19 в. Работа «Наследственные гении»

Задача: изучить передачу признаков среди родственников пробанда в нескольких поколениях

Ход работы:

1) обследовать наличие признака у максимально возможного количества членов семьи. Особенно важно изучить близких родственников. Для достоверного результата нужно обследовать не менее 3-х поколений.

Способы получения информации:

· Со слов родственников (сбор анамнеза)

· Изучение медицинских документов

· Личное обследование

2) Полученные данные выражают в стандартной форме

Основные правила:

· Одно поколение в одной строке

· Старшие поколения расположены выше

3) проводится анализ родословной, при котором определяется

А) наследственный характер признака

Б) оценить тип наследования

В) определить круг лиц д/углубленного обследования (гетерозиготы)

Для определения типа наследования сначала определяют доминантный признак или рецессивный

Для доминантного типа характерно:

· Признак проявляется в каждом поколении (вертикальный)

· У больного родителя могут быть здоровые дети

· У здоровых родителей нет больных детей

Для рецессивного типа:

· Признак проявляется не в каждом поколении

· У больного ребенка могут быть здоровые родители

· Часто болеют сибсы

· Родителями больного часто являются родственники

На следующем этапе определяется наследование аутосомное или сцепленное с полом.

Аутосомное: нет преимущественного поражения одного пола

Х-сцепленное рецессивное наследование:

· часто болеют мальчики

· у больных женщин обязательно болен отец, а мать-носительница

· у больной женщины должны быть больны все сыновья

· больной мужчина получает мутантный аллель от матери и передает его только дочерям

Х-сцепленное доминантное:

· чаще болеют женщины, т.к. у них Х хромосом 2 шт, поэтому у женщин вероятность попадания мутантного аллеля в 2 раза больше

· больной отец передает признак всем дочерям

· больная мать передает признак половине детей

Голландрический (У) тип наследования:

· болеют только мужчины

· признак проявляется во всех поколениях

· у больного отца больны все сыновья

Цитогенетический метод:

1. кариотипирование

2. обнаружение полового хроматина (тельце Бара)

-определение полового хроматина в ядрах клеток.

Тельце Барра представляет собой небольшую интенсивно окрашенную структуру, расположенную рядом с оболочкой ядра. Это тельце содержит 1 Х-хромосому, находящуюся в конденсированном состоянии (в нераб. сост.)

Если в ядре имеется одно тельце Барра, значит 2 Х-хромосомы, т.к. без раб. Х-хромосомы жив. клетки не бывает.

Если тельце Барра отсутствует, значит ХУ

Если в клетке 2 тельца Барра, то трисомия по Х хромосоме.

С помощью специальных люминисцентных красителей можно определить наличие У хроматина.

Каждый организм характеризуется определенным набором хромосом, который называется кариотипом. Кариотип человека состоит из 46 хромосом – 22 пары аутосом и две половые хромосомы. У женщины это две X хромосомы (кариотип: 46, ХХ), а у мужчин одна Х хромосома, а другая – Y (кариотип: 46, ХY). В каждой хромосоме находятся гены, ответственные за наследственность. Исследование кариотипа проводится с помощью цитогенетических и молекулярно-цитогенетических методов.

Кариотипирование – цитогенетический метод - позволяющий выявить отклонения в структуре и числе хромосом, которые могут стать причиной бесплодия, другой наследственной болезни и рождения больного ребенка.

В медицинской генетике имеют значение два основных типа кариотипирования:

· изучение кариотипа пациентов

· пренатальное кариотипирование - исследование хромосом плода.

В 1956г. было доказано, что в соматических клетках человека содержится 46 хромосом (в половых 23 хромосомы) - носителей генетической информации. В конце 60-х – начале 70-х годов были разработаны методы, позволяющие различить каждую хромосому и исследовать ее структуру. Благодаря этому было установлено, что множество тяжелых врожденных заболеваний определяется нарушениями структуры хромосом или их количества в клетке.

Ряд нарушений структуры или количества хромосом не проявляется никакими симптомами. Единственной причиной для обращения к врачу у таких пациентов может быть бесплодие. Поэтому клиника репродукции является нередко единственным учреждением, где такое нарушение может быть выявлено и приняты меры для его преодоления.

Кариотипирование при бесплодии показано в следующих случаях:

· Необструктивная азооспермия

· Тяжелая олигозооспермия (<5 млн/мл).

· Задержка полового развития

· Первичная аменорея

· Вторичная аменорея (преждевременная менопауза)

Привичное невынашивание раннего срока беременности (наличие 2 и более самопроизвольных абортов в первом триместре беременности) - обследуются оба родителя. В семьях с отягощенным акушерским анамнезом (привычное невынашивание, особенно ранних сроков, мертворождение, рождение ребенка с множественными врожденными пороками развития (МВПР) - хромосомные нарушения встречаются от 5 до 15% случаев

Обследование доноров спермы и яйцеклеток.

В некоторых случаях цитогенетического исследования бывает недостаточно для выдачи заключения о кариотипе, в этих случаях используют молекулярно-цитогенетические методы в частности флуоресцентную гибридизацию in situ (FISH). Метод – FISH позволяет выявлять более тонкое строение отдельных районов определенных хромосом, быстро исследовать какой либо хромосомный участок в различных тканях (органах). Он актуален в тех случаях, когда исследуемый материал имеется в малом количестве.