Закон единообразия гибридов первого поколения (первый закон Менделя)
Данный закон утверждает, что скрещивание гомозиготных особей, различающихся по изучаемому признаку, даёт генетически и фенотипически однородное потомство, все особи которого гетерозиготны. В опытах Менделя все гибриды первого поколения имели фенотип одного из родителей (полное доминирование). В экспериментах он скрещивал зелёный и жёлтый горох. И все гибриды первого поколения были жёлтыми. Данный признак (жёлтый цвет) был назван доминантным (рис. 2.7).
Рисунок 2.7. Иллюстрация первого законаМенделя
Закон расщепления гибридов второго поколения (второй закон Менделя)
При скрещивании между собой среди гибридов второго поколения в определённых соотношениях восстанавливаются исходные родительские формы. В случае полного доминирования — это соотношение 3 : 1. Три четверти гибридов несут доминантный признак, одна четверть — рецессивный. При скрещивании гибридных жёлтых горошин (потомков зелёного и жёлтого гороха) получались три четверти потомков жёлтого цвета, одна четверть — зелёного.
Закон независимого комбинирования (наследования) признаков (третий закон Менделя)
Этот закон говорит о том, что каждая пара разных признаков ведёт себя в ряду поколений независимо друг от друга. Так, независимо наследуется цвет и форма горошин. Цвет (жёлтый или зелёный) никак не связан с формой (гладкой или морщинистой) горошин (рис. 2.8).
Рисунок 2.8. Иллюстрация третьего закона Менделя
Современная генетика установила, что третий закон Менделя выполняется только для признаков, гены которых расположены на разных хромосомах. Если же гены двух признаков находятся на одной хромосоме, то данные признаки наследуются сцеплено, т.е. передаются по наследству как связанная пара элементов, а не как отдельные элементы. Сцеплено наследуются, например, цвет волос и цвет глаз. На практике это означает, что у большинства светловолосых людей — светлые глаза, и наоборот, у большинства темноволосых людей — тёмные глаза.
Но даже при сцепленном наследовании возможно, что признаки всё-таки разойдутся в следующем поколении, это связано с кроссинговером — процессом перехода гена с одной гомологичной хромосомы на другую в паре.
http://pidruchniki.com/1137012263235/psihologiya/osnovnye_ponyatiya_genetiki
ВИДЫ НАСЛЕДОВАНИЯ
Моногенное наследование
Моногенное наследование — наследование одного признака. Может быть доминантным и рецессивным, аутосомным или сцепленным с половыми хромосомами, ядерным или митохондриальным. В результате возможны следующие варианты моногенного наследования:
• аутомосный доминантный;
• аутосомный рецессивный;
• Х-сцепленный доминантный;
• Х-сцепленый рецессивный;
• У-сцепленный;
• митохондрильный
Рассмотрим каждый из них подробнее.
I. Доминантное наследование— имеет место, когда признак кодируется доминантным геном. Ген считается доминантным, если кодируемый им признак проявляется фенотипически в присутствии противоположного гена. Доминантные гены обычно обозначаются заглавными буквами алфавита. Генетически возможно два варианта доминирования — гомозиготное и гетерозиготное. Гомозиготное доминирование (АА) — когда на обеих хромосомах в паре находится доминантный ген А. Особь, имеющая такой генотип, передаст данный признак всем своим потомкам (независимо от генотипа второго родителя). Гетерозиготное доминирование (Аа), когда на одной хромосоме находится доминантный ген А, а на другой — рецессивный ген а. Особь, имеющая такой кариотип, половине своих потомком передаст доминантный ген А, а другой половине — рецессивный ген а. Фенотип потомков в значительной степени будет определятся генами второго родителя.
Примером доминантного наследования является наследование заболевания хорея Гентингтона. Хорея Гентингтона — дегенеративное заболевание нервных клеток в базальных структурах переднего мозга. Оно проявляется прогрессирующей забывчивостью, слабоумием и появлением непроизвольных движений. Заболевание проявляется в зрелом возрасте (45-60 лет). Кстати, это особенность доминантных наследственных заболеваний: они обычно проявляются только в зрелом возрасте, когда больной уже успел оставить потомство. Если бы заболевание начиналось раньше, шансы оставить потомство были бы невелики и болезнь постепенно бы исчезла вследствие естественного отбора. Способ лечения неизвестен. Частота встречаемости 1 на 20000.
При изучении родственников больных выяснилось, что заболевание может быть прослежено в семьях пациентов на много поколений назад и что у каждого заболевшего хотя бы один из родителей также страдал этим заболеванием. Чаще всего больной является гетерозиготным (Аа), поэтому он передаст ген болезни только половине своих детей, чтобы они передали их половине своих и т.д.
Ещё одним примером доминантного моногенного наследования может служить брахидактилия (короткопалость). Анализ семейных форм проявления данного признака свидетельствуют именно о доминантной форме наследования (рис. 3.1).
Рисунок 3.1. Руки больного брахидактилией
II. Рецессивное наследование.При рецессивном наследовании признак кодируется рецессивным геном. Рецессивным ген считается, если признак, который он кодирует, не проявляется в присутствии противоположного гена. Рецессивные признаки обозначаются маленькими буквами. Возможны два варианта существования данного гена в геноме. Гетерозиготный (Аа) — в этом случае ген находится на одной из хромосом, а на второй — доминантный ген, в данном случае возникает явление носительства, когда ген в клетке есть, а признак фенотипически не проявляется. Гомозиготный (аа) — в этом случае на обеих хромосомах находятся рецессивные гены. Только в данном случае признак будет проявляться фенотипически.
Особенности рецессивного наследования:
1. Признак проявляется только у рецессивных гомозиготных особей, при генотипе (аа).
2. Возможно явление носительства, когда ген (а) в геноме есть, а признак фенотипически никак не проявляется. Это возможно у гетерозиготных форм, имеющих, наряду с рецессивных геном, на второй хромосоме ген доминантный (Аа).
3. Ген может передаваться через поколения, "от дедов к внукам". Ген может передаваться через много поколений в виде носительства, а потом проявится неожиданно у очередного потомка (рис. 3.2).
Рисунок 3.2. Рецессивный вариант наследования
Примером хорошо изученного рецессивного наследования является болезнь фенилкетонурия. Это заболевание развивается вследствие избытка в организме аминокислоты — фенилаланина. Избыток фенилаланина приводит к формированию умственной отсталости. Частота встречаемости 1 : 10000. При изучении этого заболевания генеалогическим путём выяснилось, что больные чаще всего имеют здоровых родителей. Но зато такие больные обычно встречаются в семьях, в которых родители являются кровными родственниками. Кроме этого, в семьях подобных больных заболевание может встречаться у дальних кровных родственников или у далёких предков.
Родители таких больных являются носителями гена фенилкетонурии. Кровные родственники очень часто оказываются носителями рецессивных генов какого-нибудь заболевания. Кстати, частота носительства гена фенилкетонурии не так уж низка: 1 из 50 человек является носителем этого гена. Если близкие родственники вступят в брак и они были носителями этого гена, вероятность рождения больного ребёнка увеличится.
Примером рецессивного наследования может служить также наследование резус-фактора. Остановимся на этом моменте подробнее.
К менделеевскому наследованию по доминантному-рецессивному типу относится и наследование резус-фактора крови. Ген, кодирующий резус-фактор Б (КЬ), является доминантным, аллельный ему ген с1 — рецессивным (резус-положительные люди могут иметь генотип ББ или БсС, резус-отрицательные — только генотип <С<С). Человек получает от каждого из родителей по 1 гену — Б или<С, и у него возможны, таким образом, 3 варианта генотипа — ББ, БсС или <С<С. В первых двух случаях (ББ и БсС) анализ крови на резус-фактор даст положительный результат. Только при генотипе<С<С человек будет иметь резус-отрицательную кровь.
Рассмотрим некоторые варианты сочетания генов, определяющих наличие резус-фактора, у родителей и ребёнка:
1) отец резус-позитивный (гомозигота, генотип ББ), у матери резус-отрицательный (генотип<С<С). В этом случае все дети будут резус-положительными (вероятность 100%);
2) отец резус-позитивный (гетерозигота, генотип БсС), мать резус-отрицательная (генотип<С<С). В этом случае вероятность рождения ребёнка с отрицательным или положительным резусом одинакова и равна 50%;
3) отец и мать гетерозиготы по данному гену (БсС), оба резус-позитивны. В этом случае возможно (с вероятностью около 25%) рождение ребёнка с отрицательным резусом.
Резус-конфликт — это гуморальный иммунный ответ резус-отрицательной матери на эритроцитарные антигены резус-положительного плода, при котором образуются антирезусные антитела. Эти антитела вызывают распад красных кровяных телец (эритроцитов), что приводит к гемолитической желтухе новорождённых.
У плода могут быть выявлены увеличение печени, селезёнки и сердца, наблюдается анемия, в более тяжёлых случаях — эритробластоз, желтуха. В наиболее тяжёлых случаях развиваются водянка плода и отёчный синдром новорождённых, что может привести к мертворождению или смерти новорождённого.
Как правило, во время беременности кровь плода не попадает в кровоток матери. Поэтому во время первой беременности у матери не вырабатываются антитела к антигену Б, и ребёнок остаётся здоровым. Однако при родах чаще всего происходит смешение крови матери и ребёнка, отчего мать становится восприимчивой к резус-антигену и образует против него антитела. Выработанная иммунная память приводит при следующей беременности к новому и усиленному образованию антител к антигену Б. Последние способны проникать в кровоток ребёнка и связываются с резус-положительными эритроцитами ребёнка. Отягощенные антителами эритроциты разрушаются в селезёнке плода преждевременно. Наступает гемолитическая анемия.
Около 15% процентов населения Европы имеют отрицательный резус-фактор (с№, всегда гомозиготны), 50% — гетерозиготный (Беї) и 35% — гомозиготный (ББ) положительный. Из этого следует, что примерно при каждой десятой беременности мать является резус-отрицательной, а плод — резус-положительным.
Варианты возникновения резус-конфликта:
• Если мать является резус-отрицательной, а отец — гомозиготным резус-положительным, то любой плод будет гетерозиготным резус-положительным .
• Если мать является резус-отрицательной, а отец — гетерозиготным резус-положительным, то плод будет с 50%-ной вероятностью гетерозиготным резус-положительным и с 50%-ной вероятностью — резус-отрицательным.
В африканских и азиатских популяциях, а также среди индейцев Северной Америки отрицательный резус-фактор встречается с частотой около 1% и менее, поэтому резус-конфликт встречается с крайне небольшой частотой.
В подавляющем большинстве случаев резус-конфликт может быть предупреждён путём внутримышечного введения резус-отрицательной матери специальных анти-Б антител (коммерческое название — МюОАМ) в период беременности или в течение 72 часов после родов или любого другого события, которое может привести к сенситизации матери. При введении МюОАМ эритроциты резус-положительного плода, попавшие в организм матери, разрушаются до того, как на них успевает отреагировать её иммунная система. Сами же антитела, введённые при пассивной иммунизации, разрушаются обычно в течение 46 недель.
До внедрения в практику профилактики резус-конфликта введением антирезусных антител женщинам в определённых случаях, 1% всех беременностей протекал с проявлениями антирезусной сенсибилизации, то есть появлением антирезусных антител в крови матери. Сейчас, благодаря своевременной профилактике, резусная сенсибилизация встречается в 10 случаях на 10 000 родов.
III. Неполное доминирование— в этом случае гетерозигота занимает промежуточное положение между доминантной и рецессивной гомозиготой. Например, гиперхолистеринемия. Гомозигота имеет нормальное число рецепторов в клетках печени для усвоения холестерина, гетерозигота — уменьшенное (индивиды умирают в юношеском возрасте), а гомозигота рецессивная — не имеет вообще (умирают при рождении). Ещё пример — прямые (рецессивный), курчавые (доминантный), волнистые волосы.
IV. Кодоминирование— в фенотипе гетерозиготы проявляются два признака. Примером может являться наследование четвёртой группы крови по системе ABO.
В начале прошлого века учёные доказали существование 4 групп крови. Австрийский учёный Карл Ландштайнер, смешивая сыворотку крови одних людей с эритроцитами, взятыми из крови других, обнаружил, что при некоторых сочетаниях эритроцитов и сывороток происходит "склеивание" — слипание эритроцитов и образование сгустков, а при других — нет. Изучая строение красных клеток крови, Ландштайнер обнаружил особые вещества. Он поделил их на две категории — А и В, выделив третью, куда отнес клетки, в которых их не было. Позже его ученики — А. фон Декастелло и А. Штурли — обнаружили эритроциты, содержащие маркеры А- и В-типа одновременно.
В результате исследований возникла система деления по группам крови, которая получила название ABO. Этой системой мы пользуемся до сих пор.
• I ( 0 ) — группа крови характеризуется отсутствием антигенов А и В;
• II ( А ) — устанавливается при наличии антигена А;
• III ( В ) — антигена В;
• IV( АВ ) — антигенов А и В.
Наследование групп крови системы ABO у человека имеет некоторые особенности. Формирование I, II и III групп крови происходит по такому типу взаимодействия аллельных генов, как доминирование. Генотипы, содержащие аллель A в гомозиготном состоянии либо в сочетании с аллелем O определяют формирование у человека второй (А) группы крови — АА или АО. Тот же принцип лежит в основе формирования третьей (В) группы крови — ВВ или ВО. Формирование четвёртой (АВ) группы крови идёт по пути кодоминирования. Аллели A и B, по отдельности формирующие соответственно вторую и третью группу крови, в гетерозиготном состоянии определяют AB (четвёртую) группу крови (табл. 3.1).
Таблица 3.1. Наследование группы крови ребёнком в зависимости от группы крови отца и матери
| МАТЬ + ОТЕЦ | ГРУППА КРОВИ РЕБЁНКА: ВОЗМОЖНЫЕ ВАРИАНТЫ (В ПРОЦЕНТАХ) | |||
| I + I | I (100%) | - | - | - |
| I + II | I (50%) | II (50%) | - | - |
| I + III | I (50%) | - | III (50%) | - |
| I + IV | - | II (50%) | III (50%) | - |
| II + II | I (25%) | II (75%) | - | - |
| II + III | I (25%) | II (25%) | III (25%) | IV (25%) |
| II + IV | - | II (50%) | III (25%) | IV (25%) |
| III + III | I (25%) | - | III (75%) | - |
| III + IV | - | I (25%) | III (50%) | IV (25%) |
| IV + IV | - | II (25%) | III (25%) | IV (50%) |
Открытие групп крови позволило избежать потерь при переливаниях, вызванных несовместимостью крови больных и доноров. Впервые удачные переливания проводились и раньше. Так, в истории медицины XIX века описано удачное переливание крови роженице. Но до конца XX века такие манипуляции были единичны и проводились только в экстренных случаях, порой принося больше вреда, чем пользы. Однако благодаря открытиям австрийских учёных переливания крови стали значительно более безопасной процедурой, позволившей спасти множество жизней.
V. Наследование, сцепленное с полом.Гены могут находиться на половых хромосомах, в этом случае говорят, что они сцеплены с полом. Наследование, сцепленное с полом, имеет некоторые важные особенности. Дело в том, что У-хромосома несет гораздо меньше генов, чем X-хромосома. Это обстоятельство приводит к тому, что для многих генов Х-хромосомы нет соответствующих аллелей на У-хромосоме. В результате если у мужчины на Х-хромосоме оказывается рецессивный аллель, то он проявится в фенотипе. Например, имеется наследственная форма гемофилии — болезни, связанной с нарушением нормальной свёртываемости крови. При этих нарушениях у больного возникают длительные кровотечения даже при незначительном повреждении кровеносных сосудов.
Существуют две формы гемофилии — А и В, и обе определяются рецессивными генами, локализованными в Х-хромосоме. Теоретически возможна гемофилия и у женщины, но такая вероятность очень невысока, так как для этого необходимо вступление в брак больного-гемофилика с женщиной-носительницей гена гемофилии (и даже в этом случае вероятность рождения больной девочки будет только 0,25). Из-за низкой частоты встречаемости гена гемофилии и того, что больные гемофилией часто умирают до брачного возраста, такие случаи практически не отмечаются. Итак, если рецессивный ген сцеплен с X-хромосомой, то он гораздо чаще проявляется в фенотипе у мужчин, чем у женщин.
Самой известной носительницей гемофилии в истории была королева Виктория (рис. 3.3); по-видимому, эта мутация произошла в её генотипе de novo, поскольку в семьях её родителей страдающие гемофилией не зарегистрированы. Гемофилией страдал один из сыновей Виктории (Леопольд, герцог Олбани), а также ряд внуков и правнуков (родившихся от дочерей или внучек), включая российского царевича Алексея Николаевича. По этой причине данное заболевание получило такие названия: "викторианская болезнь" и "царская болезнь". Также иногда в царских фамилиях для сохранения титула допускались браки между близкими родственниками, отчего частота встречаемости гемофилии была выше.
Среди других генов, сцепленных с полом, стоит упомянуть гены, связанные с цветовой слепотой и ихтиозом.
Встречаются и доминантные гены, сцепленные с Х-хромосомой Так, существует наследственная форма рахита, которая не поддаётся лечению витамином D. Многообразие заболеваний, передающихся по данному варианту наследования, приведены в приложении В.
Если гены локализованы в Y-хромосоме, то они должны передаваться только от отцов к сыновьям. В качестве примера такого гена обычно упоминают ген, вызывающий появление пучка волос на внешнем крае уха. Гипертрихоз ушных раковин часто встречается у жителей
Рисунок 3.3. Королева Виктория (фотография неизвестного автора)
Индии, Шри-Ланки, Израиля. Недавно сообщалось об обнаружении гена-маркера на У-хромосоме, который сцеплен с геном, ответственным за мужскую гипертонию. Если на хромосоме обнаруживается ген-маркер, то у мужчин систолическое давление выше в среднем на 10 мм ртутного столба.
От наследования, сцепленного с полом, надо отличать наследование, ограниченное полом. В случае наследования, ограниченного полом, гены, определяющие развитие признака, находятся в аутосомах, но на их проявление в фенотипе сильно влияет пол. Например, наследственная предрасположенность к раннему облысению связана с геном, локализованным в аутосоме. Однако его активность сильно зависит от уровня тестостерона (мужской половой гормон). В связи с этим у мужчин этот ген ведёт себя как доминантный, а у женщин — как рецессивный
VI. Митохондриальное наследование.
Митохондриальная ДНК представляет из себя одну кольцевидно-замкнутую хромосому. Закономерности митохондриального наследования:
• Болеют и мужчины, и женщины.
• Больная женщина передаёт признак всем детям независимо от пола.
• Больной мужчина не передаёт признак потомству.
• Скрытого носительства не существует.
http://pidruchniki.com/1849041963236/psihologiya/vidy_nasledovaniya
Полигенное наследование
Полигенное наследование— наследование признаков, зависящих от нескольких генов.
Комплементарность— такое взаимодействие генов, при котором 2 или более генов вызывают развитие признака. Например, у человека гены, ответственные за синтез интерферона, располагаются на 2 и 5 хромосомах. Для того чтобы организм человека мог продуцировать интерферон, необходимо, чтобы хотя бы по одному доминантному аллелю присутствовало одновременно и на 2, и на 5 хромосоме. Обозначим гены, связанные с синтезом интерферона и располагающиеся на 2 хромосоме — А (а), а на 5 хромосоме — В (в). Варианты ААВВ, АаВВ, ААВв, АаВв будут соответствовать возможности выработки организмом интерферона, а варианты аавв, ААвв, ааВВ, Аавв, ааВв — неспособностью.
Полимерия— несколько генов действуют на один признак одинаково. При этом при формировании признака не важно, какой паре принадлежат доминантные аллели, важно их количество.
Например, на цвет кожи у человека влияет особое вещество — меланин, содержание которого обеспечивает палитру цвета от белого до чёрного (кроме рыжего). Наличие меланина зависит от 4-5 пар генов. Для упрощения задачи будем условно считать, что таких генов два. Тогда генотип негра можно записать — АААА, генотип белого — аааа. Светлокожие негры будут иметь генотип АААа, мулаты — ААаа, светлые мулаты — Аааа.
Плейотропия— влияние одного гена на появление нескольких признаков. Примером может служить аутосомно-доминантное заболевание из группы наследственных патологий соединительной ткани. В классических случаях лица с синдромом Марфана высоки (долихостеномелия), имеют удлинённые конечности, вытянутые пальцы (арахнодактилия) и недоразвитие жировой клетчатки. Помимо характерных изменений в органах опорно-двигательного аппарата (удлинённые трубчатые кости скелета, гипермобильность суставов), наблюдается патология в органах зрения и сердечнососудистой системы, что в классических вариантах составляет триаду Марфана.
Без лечения продолжительность жизни лиц с синдромом Марфана часто ограничивается 30-40 годами и смерть наступает вследствие расслаивающейся аневризмы аорты или застойной сердечной недостаточности. В странах с развитым здравоохранением больные успешно лечатся и доживают до преклонного возраста. Среди известных исторических личностей данный синдром проявлялся у А. Линкольна, Н. Паганини, К.И. Чуковского (рис. 3.4, 3.5).
Рисунок 3.4. Портрет Никколо Паганини (1782-1840)
Рисунок 3.5. Кистьчеловека с синдромом Марфана
Эпистаз — подавление одним геном другого, неаллельного. Примером эпистаза может служить "бомбейский феномен". В Индии описаны семьи, в которой родители имели вторую (АО) и первую (00) группу крови, а их дети — четвёртую (АВ) и первую (00). Чтобы ребёнок в такой семье имел группу крови АВ, мать должна иметь группу крови В, но никак не О. Было выяснено, что в системе групп крови ABO имеются рецессивные гены-модификаторы, которые подавляют экспрессию антигенов на поверхность эритроцитов, и фенотипически у человека проявляется группа крови О.
Ещё одним примером эпистаза может служить появление белых альбиносов в семье темнокожих. В данном случае рецессивный ген подавляет выработку меланина, и если человек гомозиготен по этому гену, то независимо от того, какое количество доминантных генов, ответственных за синтез меланина, он имеет, окрас кожи у него будет альбиотический (рис. 3.6).
Синдром Морриса — синдром нечувствительности к андрогенам (синдром тестикулярной феминизации) проявляется нарушениями полового
Рисунок 3.6. Девочка-альбинос из Гондураса
развития, которые развиваются в результате слабого реагирования на мужские половые гормоны у лиц с мужским набором хромосом (ХУ). Первым ввёл термин "синдром тестикулярной феминизации" американский гинеколог Джон Моррис в 1953 году.
Данный синдром является наиболее известной причиной развития мужчины как девушки или наличия проявлений феминизации у мальчиков, которые родились с мужским набором хромосом и нормальным уровнем половых гормонов. Имеются две формы андрогенной нечувствительности: полная или частичная нечувствительность. Дети с полной формой нечувствительности имеют однозначно женский внешний вид и развитие, в то время как люди с частичной формой могут иметь сочетание женских и мужских внешних половых признаков, в зависимости от степени нечувствительности андрогенов. Частота заболеваемости — примерно 1-5 на 100000 новорождённых. Чаще встречается синдром частичной нечувствительности к андрогенам. Полная нечувствительность к мужским половым гормонам является очень редким заболеванием.
Заболевание обусловлено мутацией в гене ЛЯ на Х-хромосоме. Этот ген определяет функцию андрогенных рецепторов — белка, который реагирует на сигналы от мужских половых гормонов и запускает клеточный ответ. При отсутствии активности андрогенных рецепторов не будет происходить развития мужских половых органов. Андрогенные рецепторы необходимы для развития лобковых и подмышечных волос, регулируют рост бороды и деятельность потовых желез. При полной андрогенной нечувствительности нет андрогенной активности рецепторов. Если некоторые клетки имеют нормальное количество активных рецепторов, то это синдром частичной нечувствительности к андрогенам.
Синдром наследуется с Х-хромосомой как рецессивный признак. Это означает, что мутация, вызывающая синдром, расположена на X-хромосоме. Согласно некоторым сведениям, в частности исследованию причин гениальности В.П. Эфроимсоном, синдром Морриса был у Жанны д'Арк.
Хочется отметить, что в основе большинства психологических характеристик — интеллекта, вербальных и математических способностей, черт темперамента, личностных характеристик (тревожность, агрессивность), а также психических заболеваний — лежит полигенный характер наследования.
http://pidruchniki.com/1510030663237/psihologiya/poligennoe_nasledovanie
METOДЫ ПСИХОМАТИКИ
Методы психогенетики как науки, которая находится на стыке генетики и психологии, включают в себя психологические (тестирование, анкетирование и др.), генетические (популяционный, цитологический), психогенетические (метод приёмных детей, генеалогический, близнецовый) и математический (дисперсионный, корреляционный анализ) методы. Рассмотрим психогенетические методы более детально.
Близнецовый метод
Цель метода — оценить соотносительную роль наследственности и среды в развитии разнообразных признаков, в том числе болезней человека. Различают близнецов однояйцевых, или монозиготных, происходящих из одной оплодотворённой яйцеклетки (зиготы), и двуяйцевых, или дизиготных, которые возникают при одновременном оплодотворении двух яйцеклеток двумя сперматозоидами. Монозиготные близнецы имеют идентичные генотипы, полученные в результате слияния одной яйцеклетки с одним сперматозоидом. Их появление связано с расхождением дочерних клеток при первом (двое близнецов) или последующем делении зиготы (трое, четверо близнецов), т.е. они представляют собой результат одного из вариантов клонирования. Такие близнецы всегда одного пола. У них сходные черты строения тела и характеров, одинаковая группа крови, идентичные отпечатки пальцев, и их ткани не отторгаются при взаимных пересадках. Соотношение моно-и дизиготных близнецовых пар примерно равно 1 : 2.
Для диагностики зиготности используются:
• анализ внешнего и дерматоглифического сходства;
• анализ тождества по эритроцитным антигенам (системы группы крови ABO, Rh, MN и др.);
• пересадка кожи — у монозиготных отсутствует отторжение;
• методы ДНК-диагностики.
Рождение близнецов — явление редкое. Частота появления близнецов составляет примерно 3% от общего числа родов (табл. 4.1).
Таблица 4.1. Численность ДЗ- и МЗ-близнецов в разных странах мира
| Страна | Период времени | ДЗ / 10000 рождений | МЗ / 10000 рождений | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Испания | 1951-1953 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Португалия | 1955-1956 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Франция | 1946-1961 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Австрия | 1952-1956 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
При этом количество двоен увеличилось за последние пять лет, что обусловлено применением фармпрепаратов для повышения вероятности забеременеть для женщин, страдающих бесплодием: многие репродуктивные технологии также приводят к повышению риска многоплодной беременности. Показано, что высокорослые длинноногие женщины также имеют более высокий риск иметь многоплодную беременность по сравнению с женщинами с нормальным ростом. Впервые близнецовый метод был предложен Ф. Гальтоном в 1865 году. Коэффициент конкордантности(С) — показатель идентичности пары близнецов по определённому признаку; соответствует доле сходных (конкордатных) по изучаемому признаку пар среди обследованных пар близнецов для каждой группы. Существуют таблицы коэффициента для разных признаков и заболеваний (табл. 4.2). Таблица 4.2. Примеры конкордантности по некоторым признакам и заболеваниям у монозиготных (МЗ) и дизиготных (ДЗ) близнецов, %
Близнецовый метод имеет несколько разновидностей. В литературе чаще встречаются такие из них: 1) Классический близнецовый метод. В этом случае используется такая схема эксперимента, при которой выраженность исследуемого признака сопоставляют в парах монозиготных и дизиготных близнецов и оценивается уровень внутрипарного сходства партнёров. 2) Метод контрольного близнеца. Этот метод используется на выборках монозиготных близнецов. Так как монозиготные близнецы весьма сходны по многим признакам, то из партнёров монозиготных пар можно составить две выборки, уравненные по большому числу параметров. Такие выборки используются для исследования влияния конкретных средовых воздействий на изменчивость признака. При этом отобранная часть близнецов (по одному из каждой пары) подвергается специфическому воздействию, другая же часть является контрольной группой. Поскольку в эксперименте участвуют генетически идентичные люди, то такой способ можно считать моделью для изучения воздействия различных средовых факторов на одного и того же человека. 3) Лонгитюдное близнецовое исследование. В этом случае проводится длительное наблюдение одних и тех же близнецовых пар. Фактически это сочетание классического близнецового метода с лонгитюдным. Широко используется для изучения влияния средовых и генетических факторов в развитии организма (рис. 4.1).
Рисунок 4.1. Однояйцевые близнецы мужского пола в возрасте 18 и 42 лет 4) Метод близнецовых семей является сочетанием семейного и близнецового метода. При этом исследуются члены семей взрослых близнецовых пар. Дети монозиготных близнецов по генетической конституции являются как бы детьми одного человека. Метод широко используется при изучении наследственных причин ряда заболеваний. 5) Исследование близнецов как пары предполагает изучение специфических близнецовых эффектов и особенностей внутрипарных отношений. Используется как вспомогательный метод для проверки справедливости гипотезы о равенстве средовых условий для партнёров моно- и дизиготных пар. 6) Метод разлучённых близнецов. Из-за особенностей развития монозиготных и дизиготных пар близнецов классический близнецовый метод и его разновидности принято считать "нежёсткими" экспериментами: в них невозможно однозначно разделить влияние генетических и средовых факторов, так как в силу ряда причин условия развития близнецов по целому ряду особенностей оказываются несопоставимыми (рис. 4.2).
Рисунок 4.2. Разлучённыев детстве монозиготные близнецы Однако у близнецового метода есть серьёзные недостатки, что ставит под сомнение результаты, ранее полученные с помощью этого метода. Если положение о равенстве средовых условий развития монозиготных и дизиготных близнецов не соблюдается, то оценки компонентов фенотипической дисперсии искажаются. Подобные искажения могут иметь в своей основе следующие причины: 1) средовые условия могут увеличивать внутрипарное сходство монозиготных близнецов. Подчёркивание сходства близнецов окружающими может привести к появлению дополнительного (негенетического) сходства между членами пары монозиготных близнецов. Это противоречит принятому допущению о равенстве общих сред для монозиготных и дизиготных пар близнецов, так как для пар дизиготных близнецов подобное подчёркивание сходства менее характерно. В случае изучения признака, слабо зависящего от специфических особенностей среды (например, психофизиологических характеристик), погрешность будет невелика. Но если признак чувствителен ктакого рода особенностям близнецовой среды, то близнецовый метод малопригоден для его изучения, т.к. нарушается принцип равенства сред и общая среда будет вносить больший вклад в сходство монозиготных близнецов, чем в сходство дизиготных близнецов; 2) условия развития могут равным образом уменьшать сходство партнёров как монозиготных, так и дизиготных пар близнецов. Часть их связана с периодом внутриутробного развития и родов, часть приходится на последующие этапы развития. Во время внутриутробного развития близнецы часто оказываются в неравных условиях. Так, все питательные вещества и кислород поступают в плод через плаценту. Все дизиготные близнецы и одна треть монозиготных близнецов имеют различные хорионы и плаценты, остальные две трети монозиготных близнецов имеют общие хорионы и плаценту. В этом случае в плодных оболочках так называемых монохорионных близнецов образуются различные соединения (шунты) между сосудистыми системами близнецов. В случае формирования артериовенозного шунта происходит соединение артерий одного близнеца с веной другого. При этом одному из близнецов может недоставать богатой кислородом и питательными веществами крови, возможный же избыток того и другого у второго близнеца также может не способствовать нормальному развитию. К счастью, обычно возникает несколько примерно равных по мощности шунтов, компенсирующих друг друга. Если же компенсация недостаточна, то один из близнецов развивается в условиях дефицита кислорода и питательных веществ. В этом же случае при рождении наблюдается значительная разница между близнецами, в первую очередь в весе. Подобная разница может наблюдаться и у дизиготных близнецов, и у дихорионных монозиготных близнецов из-за неравного сдавливания плацент при многоплодной беременности. Этап родов может обусловить сильные средовые различия для близнецов. Близнец, рождающийся первым, Наши рекомендации |
