Методы изучения генетики человека (стр. 7 )

Таблица 7

Частота аллелей, определяющих группы крови в системе АВ0

Популяция	Частота гена
IA	IB	i
Индейцы ута	0,013	0,0	0,987
Эскимосы	0,333	0,027	0,640
Грузины	0,198	0,038	0,764
Индийцы	0,206	0,254	0,540

4.4 В табл. 8 приведена частота (в процентах) групп крови 0, А, В и АВ в четырёх различных популяциях. Определите частоту соответствующих аллелей и разных генотипов в каждой из этих популяций.

Таблица 8

Частота групп крови АВ0

Популяция	Группа крови системы АВ0
0	А	В	АВ
Индейцы навахо	77,7	22,3	0	0
Полинезийцы	36,5	60,8	2,2	0,5
Немцы	36,5	42,5	14,5	6,5
Египтяне	27,3	38,5	25,5	8,7

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.  Обоснуйте, что в соответствии с законом Харди – Вайнерга частоты аллелей не изменяются от поколения к поколению;

2.  Равновесные частоты генотипов задаются возведением в квадрат суммы частот аллелей и не изменяются от поколения к поколению;

3.  Равновесные частоты генотипов достигаются за одно поколение.

4.  Охарактеризуйте факторы динамических процессов в популяции.

5.  Коэффициент отбора, его сущность.

6.  Почему в близкородственных браках чаще проявляются наследственные заболевания?

7.  Как вычислить число носителей рецессивной аллели в популяции?

8.  Как будут распространяться в популяции человека рецессивные аллели АР заболеваний, которые научились лечить?

Форма отчета

1.  Представление на проверку рабочей тетради.

2.  Решение задач на определение генетической структуры популяции с использованием Закона Харди – Вайнберга.

3.  Устная защита выполненной работы.

4. МЕТОД ДЕРМАТОГЛИФИКИ И ПАЛЬМОСКОПИИ

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Метод предложен в 1892 г. Ф. Гальтоном. Основан метод на изучении кожных узоров пальцев и ладоней, а также сгибательных ладонных борозд. Ф. Гальтон установил, что названные узоры являются индивидуальной характеристикой человека и не изменяются в течение его жизни. Ф. Гальтон дополнил классификацию рельефа кожных узоров, основы которой были разработаны Я. Туркинье в 1823 г.

В настоящее время установлена наследственная обусловленность кожных узоров. Вероятно, признак наследуется полигенно, на характер пальцевого и ладонного узоров оказывает влияние материнский организм через механизм цитоплазматической наследственности. Дерматоглифические исследования важны при идентификации зиготности близнецов.

Сходство узоров 4–5 пальцев из 10 пар свидетельствует в пользу разнояйцевости близнецов, если не менее 7 имеют сходные узоры – это указывает на однояйцевость.

Установлено, что у людей с синдромами Дауна, Клайнфельтера, Шерешевского-Тернера наблюдаются специфические изменения не только рисунков пальцев и ладоней, но и характера основных сгибательных борозд на коже ладоней. Наблюдаются дерматоглифические изменения и при некоторых хромосомных аберрациях. Описаны специфические дерматоглифические отклонения при шизофрении, миастении, лимфоидной лейкемии.

5. МЕТОДЫ ГЕНЕТИКИ СОМАТИЧЕСКИХ КЛЕТОК

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Методы генетики соматических клеток в значительной мере компенсируют невозможность применения к человеку гибридологического метода. Благодаря разработке методов генетики соматических клеток человек включен в группу объектов экспериментальной генетики. Соматические клетки быстро размножаются на питательной среде, они успешно клонируются, давая идентичное потомство, могут сливаться и образовывать гибридные клоны.

Соматические клетки подвергаются селекции на различных питательных средах и долго сохраняются при глубоком замораживании.

Все это позволяет использовать культуры соматических клеток, полученных из материала биопсии (периферическая кровь, кожа, опухолевая ткань, ткань эмбрионов, клетки из околоплодной жидкости), для генетических исследований человека. Всем хорошо известна линия клеток HL (Henrietta Lacks), которая поддерживается в культуре и используется в научных исследованиях с 1951 года.

При генетических исследованиях соматических клеток человека используют простое культивирование, клонирование, селекцию, гибридизацию. Так, для гибридизации могут использоваться клетки от разных людей, а также от человека и других животных (мыши, крысы, морской свинки, обезьяны, джунгарского хомячка, курицы и др.). Гибридные клетки при делении обычно «теряют» хромосомы одного из видов. Например, в гибридных клетках «человек – мышь» постепенно утрачиваются все хромосомы человека, а в клетках «человек – крыса» - сохраняются все хромосомы человека и одна хромосома крысы. Таким образом, можно получать клетки с желаемым набором хромосом, что дает возможность изучать сцепление генов и их локализацию, изучать механизмы первичного действия и взаимодействия генов, регуляцию генной активности. Методы генетики соматических клеток дают возможность судить о генетической гетерогенности наследственных болезней, изучать их патогенез на биохимическом и клеточном уровнях, появилась возможность точной диагностики наследственных болезней в пренатальный период.

6. БЛИЗНЕЦОВЫЙ МЕТОД

Метод предложен в 1875 г. Гальтоном первоначально для оценки роли наследственности и среды в развитии психических свойств человека. В настоящее время метод широко применяется в изучении наследственности и изменчивости человека для определения соотносительной роли наследственности и среды в формировании различных признаков. С помощью близнецового метода можно выявить наследственный характер признака, определить пенетрантность аллели, оценить эффективность действия на организм некоторых внешних факторов (лекарственных препаратов, обучения, воспитания).

Сущность метода заключается в сравнении проявления признака в разных группах близнецов при учете сходства или различия их генотипов. Монозиготные близнецы (МБ) генетически идентичны, т. к. развиваются из одной зиготы, поэтому среди монозиготных близнецов наблюдается высокий процент конкордантных пар, в которых признак развивается у обоих близнецов, что свидетельствует о генетической обусловленности признака. По признакам, в формировании которых ведущая роль принадлежит факторам среды, между близнецами наблюдается несовпадение или дискордантность. Количественную оценку относительной роли наследственности и среды можно сделать на основе расчета коэффициента наследственности Н и коэффициента влияния среды Е. с помощью формулы К. Хольцингера: Н=(КМБ-КДБ)/(100-КДБ), где КМБ – конкорданность признака (в %) для МБ; КДБ – то же для ДБ. Если Н=1, т. е. 100%, то можно считать, что экспрессия признака определяется только генотипом индивидуума. Если Н=70%, то 70% - в формировании признака отводится наследственности, а 30% – факторам среды.

Существуют таблицы конкордантности близнецов по различным признакам и заболеваниям (, 1971, , 1983, , 2006, и др.).

Трудности близнецового метода связаны с низкой рождаемостью близнецов в популяциях (1:86–1:88), с идентификацией монозиготности близнецов, что важно для достоверности выводов.

Для идентификации монозиготности применяют полисимптомный метод сравнения близнецов по многим признакам, методы, основанные на иммунологической идентичности близнецов по эритроцитарным антигенам (АВ0, МN, резусу), по сывороточным белкам, g-глобулину), наиболее достоверный критерий – трансплантационный тест с применением перекрестной пересадки кожи.

ЗАДАНИЕ

1. В табл. 9 приведены данные о конкордантности некоторых признаков у пар МБ и ДБ.

Таблица 9

Конкордантность признаков человека, установленная при исследовании пар МБ и ДБ, 5 (По , 1983)

Признак	МБ	ДБ
Группа крови (система АВ0)	100	64
Корь	95	87
Цвет глаз	99,5	28
Цвет волос	97	23
Форма бровей	100	51
Рахит	88	22
Скарлатина	84	47
Папиллярные линии кистей рук	92	40
Косолапость	23	2

Проанализируйте приведенные результаты и сделайте предварительное заключение об относительной роли наследственности и факторов среды в развитии каждого из указанных признаков. Для уточнения сделанного заключения проведите расчеты коэффициентов наследственности (Н) и влияния среды (Е), используя формулу Хольцингера.

7. БИОХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД

И МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Биохимический метод изучает наследственные заболевания, обусловленные генными мутациями и полиморфизм по нормальным первичным продуктам генов. С помощью биохимических методов описано более 1000 врожденных болезней обмена веществ и установлено, что среди них наиболее распространены болезни, связанные с нарушением строения ферментов, транспортных и других белков. Подтверждением этому является изучение глобиновых цепей гемоглобина, которое показало, что большое разнообразие гемоглобинов у человека, связанное с изменением последовательности аминокислот в его цепях, часто является причиной развития АД заболеваний (гемолитические анемии, метгемоглобинемии, эритроцитоз, серповидно-клеточная анемия), при нарушениях, приводящих к подавлению синтеза цепей гемоглобина возникают талассемии. Примером наследственно-обусловленного нарушения метаболизма является фенилкетонурия. Дефекты ферментов устанавливают по содержанию продуктов метаболизма в крови, в моче.