Головна

Генетичний аналіз родоводу

  1. B. Приклад аналізу.
  2. BAR-код, бо він вважається кpайне складним, неможливим для аналізу і т. Д.
  3. I Розділ Аналіз рядів Динаміки
  4. I. Аналіз виробництва і реалізації продукції
  5. II. АНАЛІЗ ПОЛОЖЕННЯ СПРАВ У ГАЛУЗЯХ взаємодоповнюючих ПРОДУКТІВ
  6. II. Аналіз трудових ресурсів
  7. III. Аналіз основних фондів

На основі ретельно складеної родоводу можна визначити:

1) тип спадкування (аутосомно-домінантний, аутосомно-рецесивний, зчеплений з підлогою і т. Д .;

2) генотип багатьох осіб родоводу (щодо певного гена);

3) ймовірність народження дітей з спадковим дефектом;

4) виявити гетерозиготних носіїв мутантного гена.

При аналізі родоводів спочатку встановлюють спадковий характер ознаки. Якщо в родоводі зустрічається один і той самий ознака (хвороба) кілька разів на різних поколіннях, то можна предположітьего спадкову природу, за винятком фенокопій (якщо патогенний фактор впливав на жінку протягом всіх її вагітностей). У разі фенокопій потрібно пам'ятати, що ті ж самі професійні шкідливості і зовнішні чинники викликають подібні захворювання у членів однієї сім'ї.

Якщо необхідно визначити кількісні відносини при розщепленні, (т. Е визначити генотип членів родоводу), то аналізують кілька подібних родоводів.

Потім необхідно встановити тип успадкування ознаки (або хвороби). Відомо, що різні ознаки організму, а також багато хвороб можуть бути обумовлені як домінантними, так і рецесивними генами, а також генами, зчепленими з підлогою. Тому, ймовірність прояву тієї чи іншої ознаки в потомстві буде різна в залежності від типу успадкування.

Для визначення типу успадкування аналізують родовід, з огляду на наступні моменти:

1) зустрічається чи досліджувану ознаку в усіх поколіннях і багато члени родоводу мають їм;

2) чи однакова його частота у осіб обох статей і в осіб якої статі він зустрічається частіше;

3) особам якої статі передається ознака від хворого батька або хворої матері;

4) чи є в родоводі сім'ї, в яких у обох здорових батьків народжувалися біль ні діти, або у обох хворих батьків народжувалися здорові діти;

5) яка частина потомства має успадковані ознака в сім'ях, де хворий один з батьків.

Залежно від локалізації мутантних генів (в аутосоме або в статевій хромосомі - хромосома) і особливостей генних взаємодій (домінантність, рецессивность і ін.) Розрізняють такі найважливіші типи успадкування моногенних ознак (в тому числі і спадкових хвороб) у людини:

1) аутосомно-домінантний (якщо домінантнийгенлокалізован в аутосоме);

2) аутосомно-рецесивний;

3) аутосомно - Кодомінантність (якщо алельних гени Кодомінантність і знаходяться в гомологічних ваутосомах);

4) Х-зчеплений домінантний;

5) Х-зчеплений рецесивний;

6) У-зчеплений тип;

8) цитоплазматический тип.

Залежно від типу успадкування загальна картина родоводу виглядає по-різному.

1. При аутосомно-домінантному спадкуванніознака пробанда передається з покоління в покоління особам будь-якої статі. При цьому мутантний ген локалізований в аутосоме і проявляється як в гомозиготному (АА), так і в гетерозиготному (Аа) стані. За таким типом успадковуються брахидактилия (відсутність двох дистальних фаланг пальців - короткопалость), хондродістрофіческая карликовість, катаракта очей, крихкість кісток, веснянкувату, синдром Марфана ( "павукові пальці"). За аутосомно-домінантним типом успадковуються і нормальні моногенні ознаки людини - темний колір очей, кучеряве волосся, прямий ніс, ямочка на підборідді, раніше облисіння у чоловіків, білий локон над чолом, здатність згортати язик в трубочку і т. Д.

Клінічні прояви хвороби можуть значно варіювати залежно від експресивності і пенетрантности гена. експресивністю називається ступінь фенотипического прояви гена (в нашому випадку - тяжкість захворювання). При високій експресивності гена розвивається важка, часто з летальним результатом форма захворювання, при низькій - людина зовні здоровий. Домінантний ген може мати різним ступенем експресивності, що ускладнює встановлення аутосомно-домінантного типу успадкування. Наприклад, при важких формах синдрому Марфана спостерігаються: класичне ураження кісткової системи (сколіоз або кіфосколіоз, деформація грудини, високий зріст), порушення зору (двосторонній вивих кришталика) і серцево-судинної системи (розширення аорти). Спостерігаються і стерті форми синдрому Марфана, які не діагностуються (астенічний статура, арахнодактилія - ??"павукові пальці", невелика міопія). Слабо виражені клінічні форми хвороби можуть легко пропускатися, тоді родовід також втрачає свій "класичний" вигляд, з'являються пропуски поколінь. Крім того, не всі аутосомно-домінантні хвороби повністю проявляються. Прояв дії домінантного гена характеризується пенетрантністю.

пенетрантность домінантного гена - це частота прояву мутантного гена серед всіх його носіїв. Вона визначається відношенням числа особин, що мають цю хворобу (або ознака) до числа особин, що мають даний ген, вираженим у відсотках. Наприклад, пенетрантность атеросклерозу 40%, синдрому Марфана 30%, ретинобластоми 80% і т. Д Якщо при домінантному типі успадкування слід було очікувати ураженими половину всіх дітей, то пенетрантность можна обчислити діленням кількості уражених дітей в даній сім'ї на половину всіх народжених дітей. Наприклад, в восьми сім'ях прізвища при гетерозиготності одного хворого батька з 60 дітей 10 хворі тим же захворюванням. Необхідно визначити, яка пенетрантность патологічного гена в даному роду?

 т. е 33%, або 0,33.

Тому ймовірність народження хворих дітей з даними домінантним захворюванням в цій сім'ї рівним не 0,5, а 0,5 х 0,33 = 0,165, або 16,5%. При різних захворюваннях пенетрантность різна і залежить від впливу факторів середовища і генів - модифікаторів ознак даного організму.

Людина з патологічним домінантною ознакою майже завжди гетерозиготен. Якщо, наприклад, шестипалий людина ступає в шлюб з нормальним п'ятипала, то ймовірність передачі домінантного гена дитині складе ?, і тому половина дітей (за умови їх достатньої чисельності) матимуть ознака полідактилії, так як пенетрантность гена полідактилії дорівнює приблизно 100%.

Моногенно обумовлені домінантні хвороби в найпростіших випадках успадковуються так само, як і полідактилія (з ймовірністю народження хворих дітей в сім'ї хворого ? або 50%). Але не всі домінантні гени мають повний прояв. Так, в разі отосклероза домінантний ген проявляється фенотипно лише у 50% індивідів. Тому ймовірність народження хворої дитини складе не ?, а ? * ?, т. Е 0,25%.

Не всі захворювання виявляються відразу ж при народженні. Іноді важке домінантне захворювання проявляється тільки під час або після репродуктивного періоду. Наприклад, хорея Гентингтона (дегенеративне захворювання нервових клетокв базальних гангліях, що приводить до мимовільних рухів, змін особистості і поступово наростаючого слабоумства) зазвичай проявляється в 35 - 60 років, тому при прогнозуванні подібних захворювань проводиться обчислення за формулою Рюдін:

де М - число хворих; в - число всіх спостережень, а - число осіб, які не досягли критичного віку; а '- число осіб в критичному віці; К - прогнозована ймовірність захворювання.

Для аналізу кількісних закономірностей розщеплення в потомстві доводиться, як і при роботі з рослинами і тваринами, підсумовувати кілька генеалогий, а матеріал обробляти статистично. Тільки для людини, на відміну від рослин і у тварин, походження яких відомо, складність полягає в доказі генотипической однорідності батьків - родоначальників генеалогий. На малюнку 3 зображено дві генеалогії.


Рис.3 Родоводи людини, на яких можна провести кількісний облік розщеплення

При розгляді їх видно, що в потомстві хворих батьків майже завжди з'являються хворі діти, причому у кожної хворої дитини хоча б один із батьків обов'язково хворий. Отже, аналізована хвороба успадковується як домінантна ознака. Для аналізу кількісних співвідношень при розщепленні необхідно підсумовувати нащадків в шлюбах хворого і здорового батьків. У генеалогія на малюнку 3 таких шлюбів 11. Однак в двох родоначальних шлюбах походження бальних невідомо, т. Е були їхні батьки хворими або здоровими; тому для вирівнювання матеріалу їх з аналізу виключають.

У дев'яти шлюбах, де точно відомо, що хворий батько походить від шлюбу хворого і здорового (т. Е гетерозиготен), налічується 16 здорових і 16 хворих дітей. Це співвідношення точно збігається з відношенням 1: 1 т. Е відповідає співвідношенню при схрещуванні Аа * аа. Отже генотип хворого батька Аа, здорового - аа.

Рецесивні аутосомні гени, які часто зустрічаються, будуть знаходиться в популяції людини в значніше концентрації, якщо їх носії (аа) здатні вступати в шлюб і давати потомство. В цьому випадку стають дуже ймовірними шлюби аа х Аа, в потомстві від яких успадкування даної ознаки буде імітувати спадкування за домінантним типом 1: 1. Але, знаючи тип спадкування і прояви домінантних і рецесивних генів навіть у випадку нечисленних родин, але при достатній кількості, можна встановити істинний характер успадкування.

2. При аутосомно-рецесивним типі успадкування аналізовані ознаки в деяких поколіннях невідомі, хоча в попередніх вони були. Відбувається як би «перескок» ознаки через покоління. Діти, що володіють аналізованих ознакою, можуть з'явитися у батьків, які такого прізнаканеімелі.

За аутосомно-рецесивним типом успадковуються руде волосся, альбінізм, схильність до полеміеліту, цукровий діабет, фенілкетонурія та ін. Батьки носія рецесивного гена, що викликає хворобу, частіше здорові, так як є гетерозиготними носіями даного гена (Аа х Аа). При такому шлюбі гомозиготні хворі можуть з'являтися з частотою 25%, а при обмеженій чисельності дітей, наприклад, двох в сім'ї, поява двох хворих дітей дорівнює добутку ймовірностей.

Відомо, що частота виникнення спадкових аутосомно-рецесивних захворювань знаходиться в прямій залежності від ступеня поширеності мутантного гена серед населення. Частота таких хвороб особливо підвищується в изолятах і серед населення з високим відсотком кровноспоріднених шлюбів. Такі шлюби негативно впливають на спадковість, на що вказує той факт, що розумова відсталість серед дітей від родинних шлюбів в 4 рази вище, ніж в сім'ях з несумісними шлюбами. Імовірність народження дітей з рецесивними захворюваннями при неспоріднених шлюбах мала, але вона зростає в інбредних (близькоспоріднених) шлюбах. У изолятах (невеликих популяціях, відокремлених від інших людей внаслідок географічних, кастових, релігійних та інших причин) частота спадкових захворювань може зростати в сотні разів. Так, в одному з віддалених поселень Швейцарії серед 2200 жителів було виявлено 50 глухонімих і 200 чоловік з дефектами слуху. Серед індіанців Панами існує ізоляти, в яких частота альбіносів становить 1: 132, тоді як в популяціях країн Європи -1: 20000. Таким чином, генеалогічні дослідження з усією очевидністю показали небажаність укладення близькоспоріднених шлюбів.

Найбільш просто вивчати характер успадкування ознаки при аналізі потомства в шлюбах, де подружжя має однакові ознаки. Однак при нечисленності сімей цього критерію недостатньо. Поява одного або двох здорових дітей в сім'ї ще не виключає можливості появи хворого, якщо батьки гетерозиготні. Тому доводиться вдаватися до одночасного аналізу декількох родоводів з одним і тим же ознакою.

При аутосомно-рецесивним типі успадкування (як і при аутосомно-домінантному) можливі різна ступінь експресивності і пенетрантности ознаки. До захворювань з аутосомно-рецесивним типом успадкування відносяться багато хвороб обміну речовин, серед яких фенілкетонурія, галактоземія, альбінізм, муковісцидоз, пігментна ксеродерма (рак шкіри) і ін. Встановлено, що рецесивні захворювання частіше діагностуються в ранньому віці.

Крім аутосомно-домінантного і аутосомно-рецесивного типів успадкування у людини виявляються також неповне домінування, кодоминирование і наддомінування.

Неповне домінування пов'язано з проміжним проявом ознаки при гетерозиготному стані алелей (Аа). За типом неповного домінування у людини успадковуються опуклість губ, розміри рота і очей, відстань між очима, ніс середніх розмірів.

Кодомінування - це така взаємодія алельних генів, при якому в гетерозиготному стані опиняються і працюють разом два домінантних гена одночасно, тобто кожен аллель детермінує свою ознаку. У людини за типом Кодомінування успадковуються групи крові системи АВО, МN.

Явище сверхдоминирования пов'язано з тим, що в ряді випадків домінантні гени в гетерозиготному стані виявляються сильнішими, ніж у гомозиготному. Це поняття корелює з ефектом гетерозису і пов'язане з такими складними ознаками, як життєздатність, загальна тривалість життя та ін.



складання родоводів | Успадкування ознак, зчеплених зі статтю.

Лекція №3 Методи антропогенетики | генеалогічний метод | Спадкування, зчеплене з Х-хромосомою | Спадкування, зчеплене з У-хромосомою. | Полигенное успадкування. | Плейотропна дію генів копій гена. | Близнюковий метод |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати