Генеалогический и близнецовый, цитогенетический и биохимический методы медицинской генетики.
1)Генеалогический метод основан на анализе наследования свойств и признаков человека по родословным. Он включает два этапа: составление родословной и генеалогический анализ.
Составление родословной складывается из сбора сведений о семье, начиная с пробанда, и графического изображения родословной с использованием стандартных условных обозначений (символов). Генеалогический анализ позволяет установить: является ли признак наследственным; определить тип наследования (аутосомно-доминантный, аутосомно-рецессивный, сцепленный с полом) и генотипы членов родословной; прогнозировать вероятность проявления признака в потомстве. Все типы наследования имеют специфические особенности, характерные черты которых проявляются в родословных.
Анализ основан на генетических закономерностях моногенного наследования менделирующих признаков. Менделирующий признак дискретен, он детерминирован наличием своего аллеля и подчиняется закону расщепления. Дискретность признака можно оценить по морфологическим, физиологическим, биохимическим, клиническим, иммунологическим критериям. Большую работу по систематизации изученных наследственных признаков проводит М.Кьюсик и публикует их в виде каталога «Менделирующие признаки у человека». Генеалогический метод является эквивалентом гибридологического, который модифицирован в соответствии с социальными и биологическими особенностями человека; он наиболее часто применяется при медико-генетическом консультировании, изучении мутационного процесса, сцепленного наследования.
2)Близнецовый метод - это изучение пар близнецов путем установления внутрипарного сходства (конкордантности) и различия (дискордантности) между ними.
Близнецы - это дети, выношенные и рожденные одной матерью одновременно; чаще всего рождаются два близнеца. Они могут быть монозиготные и дизиготные. Монозиготные (однояйцевые, МБ) развиваются из одной зиготы (явление полиэмбрионии). Они одного пола и имеют одинаковый генотип. Дизиготные близнецы (двуяйцевые, ДБ) развиваются из двух зигот (явление полиовуляции); имеют разные генотипы; могут быть одного или разного пола.
В генетических исследованиях важно установить зиготность близнецов (моно- или дизиготные). Для этого используют полисимптомный метод - ряд критериев и четко наследуемых признаков (цвет глаз, волос, группы крови и др.), которые меньше всего подвержены влиянию среды. После установления зиготности сопоставляют близнецов одной пары по изучаемому (качественному или количественному) признаку.
Исследуемый признак может встречаться у обоих близнецов данной пары (пара конкордантна), либо у одного из близнецов (пара дискордантна). Близнецы в течение жизни могут находиться в одинаковых или разных условиях: изменчивость в группе МБ обусловлена средой, а у ДБ генотипом и средой.
Близнецовый метод используется для изучения соотносительной роли наследственности и среды в развитии признака (расчет коэффициента наследуемости), установления наследственного характера признака, выявления причин различной пенетрантности генов, оценки эффективности влияния внешних факторов на человека (лекарственных препаратов, методов обучения и воспитания).
3)Цитогенетический метод - метод микроскопического изучения наследственных структур клетки - хромосом. Он включает кариотипирование и определение полового хроматина.
а) Кариотипирование проводится для получения метафазных хромосом.
Кариотип - это диплоидный набор хромосом в соматических клетках на стадии метафазы, характерный для данного вида. Кариотип, представленный в виде диаграммы, называется идиограмма, кариограмма или хромосомный комплекс. Для кариотипирования наиболее удобным источником клеток являются лимфоциты (клетки периферической крови). Вначале получают достаточное количество делящихся клеток (стимуляция ФГА), а затем метафазные пластинки (для остановки деления на стадии метафазы используют колхицин) с раздельно лежащими хромосомами (гипотонический раствор). Препараты окрашивают и фотографируют, хромосомы вырезают и раскладывают. Для систематизации хромосом используют две стандартные классификации: Денверскую и Парижскую. В основу Денверской классификации положены два принципа: длина хромосом и их форма ( метацентрические, субметацентрические, акроцентрические), при этом используется метод сплошной окраски хромосом. По этой классификации все хромосомы разделены на семь групп, каждая пара хромосом имеет свой номер. Недостатком классификации является трудность в идентификации хромосом внутри группы. Парижская классификация основывается на дифференциальном окрашивании метафазных хромосом. Каждая хромосома имеет свой индивидуальный рисунок, четкую дифференциацию по длине на светлые и темные полосы - диски (сегменты). Разработана система обозначения линейной дифференциации хромосом (номер хромосомы, плечо, район, сегмент).
б) Определение Х-полового хроматина.
Половой хроматин (тельце Барра) - компактная темная глыбка, которая имеется в интерфазном ядре соматических клеток нормальных женщин. Половой хроматин представляет спирализованную Х-хромосому. Инактивация одной из Х-хромосом является механизмом, выравнивающим баланс генов в мужском и женском организме. Согласно гипотезе Марии Лайон, инактивация Х-хромосомы происходит на ранних стадиях эмбриогенеза (14 день), она носит случайный характер, причем инактивируются только длинные плечи Х-хромосомы. По числу глыбок полового хроматина можно судить о числе Х-хромосом (формула n+1, где n - число телец Барра). При любом числе Х-хромосом в активном состоянии будет только одна Х-хромосома.
Цитогенетические методы используются для диагностики хромосомных болезней (изменение числа и структуры хромосом), определения пола, изучения хромосомного полиморфизма членов популяций.
4)Онтогенетический (биохимический) метод. Метод основан на использовании биохимических методик для выявления метаболических нарушений в индивидуальном развитии организма, вызванных мутантным геном ( ген - фермент - признак ). Изменение фермента приводит к появлению в организме промежуточных продуктов обмена. Их определение в крови, моче используется для диагностики энзимопатий.