III. Клинико-генеалогический метод (Ф. Гальтон 1883 г).

Основы генетики человека.

Вопросы:

1. Генетика человека как наука. Задачи генетики человека на современном этапе.

2. Человек как объект генетических исследований.

3. Характеристика основных методов генетики человека.

4. Характеристика экспресс-методов генетики человека.

5. Характеристика методов пренатальной диагностики.

I. Генетика человека - наука, изучающая закономерности наследования нормальных и патологических признаков человека.

Известно более 4000 наследственных болезней человека. 2,5% новорожденных имеют наследственные болезни. 40% случаев ранней детской смертности и инвалидности.

В 2000 г. определена полная нуклеотидная последовательность генома человека и создан банк информации о секвенировании (определение первичной структуры ДНК) генов.

Задачи:

1. Ранняя диагностика наследственных заболеваний путем совершенствования экс- пресс-методов и пренатальной диагностики.

2. Разработка методов генной терапии наследственных заболеваний на основе генной и клеточной инженерии.

3. Широкое внедрение в медицинскую практику медико-генетического консультиро- вания.

4. Выявление генетически опасных факторов внешней среды и разработка методов их нейтрализации.

II. Человек - сложный объект генетических исследований.

Трудности изучения человека как генетического объекта:

1. Невозможность применения гибридологического метода.

2. Большое число хромосом (46 в 2n наборе): 100 000 генов.

3. Позднее половое созревание (11-16 лет).

4. Малое количество потомков в семьях.

5. Редкая смена поколений.

6. Нельзя создать одинаковые условия жизни для всех людей.

Преимущества человека как генетического объекта:

1. Большое количество особей в человеческих популяциях.

2. Международное сотрудничество между генетиками мира.

3. Человек лучше других объектов изучен клинически.

4. Существует большое число методов, позволяющих компенсировать вышеприве- денные трудности изучения.

III. Клинико-генеалогический метод (Ф. Гальтон 1883 г).

Суть метода: выявление родственных связей и прослеживание изучаемого признака среди родственников пробанда.

Этапы метода:

1. Сбор сведений о родственниках у пробанда.

2. Составление родословной.

3. Анализ родословной. Метод применяется для:

а) установления наследственного характера признака;

б) установления типа наследования;

в) установления генотипов членов родословной;

Правила построения родословных:

а) символы, обозначающие особей одного поколения, располагаются строго по горизон- тали и нумеруются арабскими цифрами;

б) каждое поколение нумеруется римскими цифрами слева.

Типы наследования признаков:

1. Аутосомно-доминантный (полидактилия) А-:

• Больные встречаются в каждом поколении.

• Болеют в равной степени и мужчины, и женщины.

• Больной ребенок рождается у больных родителей с вероятностью 100%, если они

гомозиготны; 75%, если гетерозиготны (при полном доминировании и пенетрантности гена 100%).

2. Аутосомно-рецессивный (фенилкетонурия) аа:

• Больные встречаются не в каждом поколении.

• Болеют в равной степени и мужчины, и женщины.

• Вероятность рождения больного ребенка у здоровых родителей 25%, если они ге-

терозиготны; 0%, если они оба, или один гомозиготен по доминантному признаку.

• Проявляется при близкородственных браках.

3. Сцепленный с Х-хромосомой доминантный (рахит, устойчивый к Vit D) ХН :

• Больные встречаются в каждом поколении.

• Болеют в большей степени женщины.

• Если отец болен, то все его дочери больны.

• Больной ребенок рождается у больных родителей в 100% случаев, если мать гомози-

готна; в 75%, если мать гетерозиготна.

4. Сцепленный с Х-хромосомой рецессивный (дальтонизм) Хh :

• Больные встречаются не в каждом поколении.

• Болеют в основном мужчины.

• Вероятность рождения больного мальчика у здоровых родителей 25%, больной

девочки - 0% от всех детей.

5. Голандрический (гипертрихоз) YH :

• Больные встречаются в каждом поколении.

• Болеют только мужчины.

• Если отец болен, то все его сыновья больны.

Близнецовый метод (Ф. Гальтон 1876 г.) - изучение генетических закономерностей

на близнецах.

Суть метода: сравнение признаков у моно и дизиготных близнецов, исходя из сход- ства и различия их генотипов и среды, в которой они развивались.

Этапы метода:

1. Составление выборки близнецов.

2. Диагностика зиготности близнецов.

3. Установление доли наследственности и среды в формировании признака. Критерии зиготности:

1. Пол организма.

2. Комплекс фенотипических признаков.

3. Моногенные признаки (эритроцитарные изоантигены по системе АВ0, МN, Rh, группы белков сыворотки крови и т.д.).

4. Дерматоглифические показатели.

5. Тест на аутоагрессию лейкоцитов и на кожный трансплантант.

6. Изучение последовательности нуклеотидов ДНК.

Сходство близнецов по исследуемому признаку - конкордантность.

Формула Хольцингера:

Н=

КМБ% - КДБ%

100. - КДБ%

Если Н ближе к 1, то в формировании принака большую роль играет генотип, если этот показатель ближе к 0, то большую роль играет среда.

Цитогенетический метод - изучение кариотипа при помощи микроскопической

техники. J. Tijo и A. Levan (1956 г.) - в кариотипе человека 46 хромосом.

Этапы метода:

1. Получение и культивирование клеток (лимфоциты, фибробласты).

2. Добавление в питательную среду ФГА (стимуляция деления).

3. Остановка деления клетки в метафазе колхицином.

4. Обработка клеток гипотоническим раствором NaCl (клетка разрывается и хромо- сомы доступны окрашиванию).

5. Окрашивание хромосом специфическими красителями.

6. Микроскопирование и фотографирование хромосом.

7. Вырезание хромосом, составление идиограммы и ее анализ.

Метод применяется для диагностики геномных, хромосомных мутаций, для уста- новления генетического пола организма.

Метод генетики соматических клеток (Г. Барский 1960 г.) - изучение генетических

закономерностей соматических клеток.

Особенности соматических клеток:

1. Имеют диплоидный набор хромосом.

2. Долго хранятся в замороженном состоянии.

3. Хорошо растут на различных питательных средах.

4. Быстро делятся митозом.

Существуют 3 разновидности метода:

а) клонирование (получение клона клеток);

б) селекция (отбор клеток с исследуемым признаком);

в) гибридизация (слияние клеток особей одного вида или разных видов с образова- нием гомокариона или гетерокариона).

Метод позволяет компенсировать все трудности человека как объекта генетических исследований.

Популяционно-статистический метод - изучение генетического состава популя-

ции. Основан на законе Харди-Вайнберга, позволяет определить частоту генов и генотипов доминантных и рецессивных гомозигот, гетерозигот в популяциях.

Биологическое моделирование - основано на законе гомологических рядов Н. И.

Вавилова. На животных (мыши, крысы, собаки) моделируют наследственные заболевания (создают мутантные линии), разрабатывают методы диагностики, лечения и используют полученные данные применительно к человеку.

Математическое моделирование - создание математических моделей

наследственных заболеваний для прогнозирования изменений генетической структуры популяций человека.

Биохимические методы используются для диагностики наследственных болезней

обмена веществ.

Количественные биохимические методы позволяют определить гетерозиготное носитель- ство патологического рецессивного гена (фенилкетонурии) по уровню инактивации предвари- тельно введенного ФА. Если уровень ФА быстро нормализуется, то в организме достаточно фер- мента фенилаланин-4-гидроксилазы и патологического гена нет, а если уровень ФА длительно по- вышен, то фермента мало (человек является носителем этого гена).