Головна

Близнюковий метод

  1. B) Систематизація конкретно-наукових і загальнонаукових методів пізнання.
  2. D. Симплекс-метод
  3. FDDI. Архітектура мережі, метод доступу, стек протоколів.
  4. I. Внесення відомостей в форму ДМВ-1 при використанні методу визначення митної вартості за ціною угоди із ввезених товарів
  5. I. МЕТОДИКА
  6. I. Методичні вказівки для виконання контрольних робіт
  7. I. Методичні вказівки з підготовки

Дослідження близнюків - один з основних методів генетики людини, який використовується для з'ясування спадкової обумовленості досліджуваних ознак.

Перша спроба використовувати близнюків для вирішення проблеми «природа і виховання» належить засновнику антропогенетики Ф. Гальтону, який в XIX столітті інтуїтивно вгадав те, що стало науковою істиною і серйозним методом дослідження лише через кілька десятиліть.

Близнюків на планеті - 1,5-2% населення, т. Е. Кілька десятків мільйонів чоловік. Серед них розрізняють два їх види: схожі, ідентичні - монозиготних близнюки (М3), і не дуже схожі, як звичайні рідні брати і сестри - дизиготних близнюки (ДЗ).

Ембріологія і генетика показали, що монозиготних близнюки виникають з однієї яйцеклітини, заплідненої одним сперматозоїдом, коли з зиготи замість одного зародка виникають два або більше. Це явище називається поліембріонія. Внаслідок того, що мітотичний поділ зиготи дає два рівноцінних бластомера кожному з яких розвивається зародок, монозиготних близнюки є спадково ідентичними, однієї статі, а їх фенотипічні відмінності пояснюються впливом факторів середовища.

Поява МОЗ близнюків - досить рідкісне явище серед людських популяцій, особливо якщо близнюків більше двох. МОЗ близнюки - єдині люди на Землі, які мають однакові набори генів. Але такі поодинокі випадки відомі. Так, в 1996 р в США одна жінка після гормонального лікування від безпліддя одночасно народила п'ятеро дітей однієї статі. Це явище являє собою приклад безстатевого, точніше, вегетативного розмноження.

Дизиготних близнюки (ДЗ) розвиваються з одночасно овуліровавшіх різних яйцеклітин, запліднених різними сперматозоїдами. Це може статися також внаслідок утворення двох яйцеклітин в одному фолікулі або внаслідок того, що друге редукционное тільце формується такого ж розміру, що й нормальна яйцеклітина. Т. К. різні яйцеклітини і сперматозоїди можуть нести різні комбінації генів, то ДЗ є спадково настільки різними, як і діти однієї подружньої пари, які народилися в різний час (сібси). Дизиготних близнюки можуть бути одного або різної статі.

У деяких сім'ях відзначається спадкова схильність до народження близнюків, причому вона передається з боку матері і успадковується рецесивно, зчеплене з підлогою.

Фактори, що сприяють утворенню M3 близнюків, у людини, невідомі.

Встановлено, що із загального числа близнюків народжується 75% ДЗ і 25% M3, т. Е відносно 3: 1. Дизиготних близнюки можуть бути як одностатеві (обидва хлопці - 25%, обидві дівчинки - 25%), так і різностатеві (50 %). Якщо близнюки різностатеві, то ясно, що вони дизиготні. Але якщо вони одностатеві, то не завжди легко встановити зиготность близнюків (МЕ або ДЗ). Відомо, що внаслідок ідентичності обміну МЕ близнюки характеризуються значним подібністю за багатьма ознаками. Вони завжди належать до однієї статі, зовні схожі, мають однакову групу крові. Білки, що синтезуються в їх клітинах, виявляються однаковими і тому під час трансплантації шкіри або ін. Органів імунологічної несумісності не виникає.

Сьогодні найкращий метод діагнозу близнюків - порівняння по великій кількості генетичних ознак, які мають повну пенетрантність і не змінюються під впливом середовищних впливів (стать, колір волосся і очей, групи крові ABO, MN, резус, дерматологічний малюнок і ін.). Хоча жоден з цих ознак сам по собі не є достатнім для судження про ідентичність або не ідентичні близнюків, проте, всі вони в сумі дають можливість для такого висновку.

За допомогою близнецового методу можна вивчити:

1. Роль спадковості і середовища у формуванні фізіологічних і психологічних особливостей організму.

2. Коефіцієнти успадкованого різних ознак.

3. Гетерогенность популяції по досліджуваним генам.

4. Конкретні чинники, які посилюють або послаблюють вплив зовнішнього середовища.

5. Роль середовища у визначенні мінливості ознак.

6. Кореляцію ознак і функцій організму.

Для того, щоб з'ясувати факт генетичної обумовленості ознаки, а також ступінь його мінливості в залежності від середовища, необхідно визначити міру подібності (конкордації) і ступеня відмінності (дісконкордаціі) МОЗ близнюків. Так як дизиготні (ДЗ) близнюки, як і монозиготні, розвиваються приблизно в однакових умовах, але мають лише половину загальних за походженням генів, їх використовують як контроль.

Понять що у МОЗ близнюків конкордантность вище, ніж у ДЗ близнюків, проте, ступінь подібності для різних ознак неоднакова. Це дає можливість з'ясувати роль генотипу і середовища в їх прояві.

Для об'єктивної оцінки ролі спадковості у розвитку ознаки виробляють розрахунок за формулою Хольцингером:

Коеф. успадкованого

При Н = 1 вся мінливість в популяції обумовлена ??спадковими факторами, при Н = 0 - середовищні фактори. Вплив середовища (С) виражається формулою С = 100% Н, де Н - коефіцієнт успадкованого. Роль спадковості і середовища в розвитку тих чи інших особливостей організму можна виразити також і наступним рівнянням:

де H / C - Відношення значення впливу спадковості до впливу середовища; а - Відсоток конкордантности у МОЗ близнюків; в - 'Відсоток конкордантности у ДЕ близнюків однієї статі.

Наведемо приклад застосування формули Хольцингером для вирішення питання про співвідношення спадкових і середовищних факторів у розвитку деяких ознак. Наприклад, конкордантность монозиготних блізнецовпо певною ознакою 80%, а дизиготних близнюків за цією ознакою 30%.

Тоді Н = (80-30) / (100-30) = 0,71 або 71%; С = 100-71 = 29%

Даний ознака на 71% обумовлений спадковістю, на 29% - впливом середовища.

Наведемо ще один приклад. Групи крові за системою АБО у МОЗ близнюків збігаються в 100% випадків, а у ДЗ близнюків - в 40%, тоді Н = (100-40) / (100-40) = 1 або100%

Коефіцієнт успадкованого груп крові у ДЗ близнюків = 100% т. Е повністю залежить від спадковості.

У таблиці наведено наявні в літературі показники конкордантности у МОЗ і ДЗ близнюків за різними спадковим і неспадковим захворювань.

Табл.1. Конкордантность монозиготних (МЗ) і дизиготних (ДЗ) близнюків за деякими захворюваннями:

 хвороби  Конкордантность у Близниця,%  Ставлення конкордантность МОЗ / ДЗ
 МОЗ  ДЗ
 клишоногість  22,9  2,3  10,0
 Природжений вивих стегна  41,4  2,8  14,8
 синдром Дауна  89,0  7,0  12,6
 епілепсія  67,0  3,0  22,3
 шизофренія  80,0  13,0  6,7
 Гіперфункція щитовидної залози  47,0  3,1  15,1
 діабет  55,8  11,4  4,9
 рак  17,4  10,8  1,6
 псоріаз  61,0  13,0  4,7
 туберкульоз  51,6  22,2  2,3
 саркоїдоз  50,0  8,5  5,9
 кір  97,4  94,3  1,0
 скарлатина  54,6  47,1  1,2
 пневмонія  32,2  18,2  1,8

За даними таблиці висока конкордантность сама по собі ще не свідчить про значний вплив генетичні факторів на прояв хвороби або на формування схильності до неї; для такого висновку необхідна значна різниця між показниками конкордантности MЗ і ДЗ близнюків. Наприклад, майже кожна дитина може перехворіти на кір, і показники конкордантности у МОЗ і ДЗ близнюків по цій хворобі високі. Це говорить про те, що генетичні чинники майже не впливають на формування схильності до цієї хвороби. Більш інформативним є співвідношення конкордантности ДЗ і МЗ близнят; чим вище це співвідношення, то більша частка генетичного фактора в розвитку досліджуваної ознаки.

Таким чином, на підставі близнецового методу - була встановлена ??генетична схильність до різних хвороб. Цим методом показано, що і тривалість життя в певній мірі визначається спадковістю.

Конкордантность у МОЗ близнюків значно вище, ніж у ДЗ, при ряді психічних захворювань (шизофренія, маніакально - депресивний психоз, епілепсія), захворюваннях скелета (клишоногість, вроджений вивих стегна), внутрішніх органів (вроджений стеноз воротаря, розщеплення верхньої губи, цукровий діабет) , ряді інфекційних захворювань (інфекційний гепатит, поліомієліт, туберкульоз легенів і ін.).

Виявлено конкордантность по схильності до вчинення різних асоціальних вчинків (у МОЗ близнюків - 70%, у ДЗ - 34%), за коефіцієнтом інтелектуальності (індекс IQ), по ряду особливостей психіки. Для МОЗ близнюків описано багато випадків одночасних захворювань і навіть смерті в один день від одній і тій самій причини.

Таким чином, блізнецовий метод показує, в якому ступені кожна ознака людини визначається генетичними факторами, а в якій - середовищні.

У 1972 р Г. Аллен і С. Сміт запропонували формулу для визначення ступеня конкордантности МОЗ і ДЗ близнюків. Коли досліджуються всі близнюки даної місцевості або популяції, то парна конкордантность:

де С - кількість конкордантность пар; Д - кількість дискордантних пар.

Дослідження близнюків показують, що коефіцієнт успадкованого тривалості життя людини коливається в межах 0,3 - 0,4. Це означає, що на частку середовищних впливів слід віднести 60 - 70 % індивідуальних відмінностей в тривалості життя.

В даний час спірним залишається питання про спадкування компонентів психічних і інтелектуальних характеристик людини. Так підставі проведення великих досліджень прийомних дітей з наступним генетико - математичним аналізом отриманих результатів (Техаський і Колорадський проекти) було встановлення, що межиндивидуальная варіативність оцінок загального інтелекту в значній мірі визначається генетичної варіативністю. Причому реалізація індивідуальної норми реакції буде різною в різному середовищі, і в мінливості інтелекту велику роль відіграє індивідуальна, а не общесемейная середу. До факторів індивідуальної середовища, значним для індивідуального розвитку, відносяться і такі формальні, легко реєструються і стабільні показники, як порядковийномер народження дитини, інтервали між народженнями пробанда і найближчих до нього сіблінгов, стать дитини і т. Д.

У ряді робот показано, наприклад, що в багатодітній родині є тенденція до зниження інтелекту з підвищенням номера народження дитини, причому вона більше виражена при малих проміжках між народженням дітей; оскільки все сиблинги мають в среднем50% загальних генів, ця тенденція не може бути наслідком генетичних причин.

Для пояснення цієї тенденції найбільш ймовірними виявилися психологічні гіпотези, які передбачають зниження кількості і якості спілкування дитини з дорослими і особливо при малих інтервалах між народженнями - погіршення мовної середовища дитини.

Останнє недавно отримали своє експериментальне підтвердження (Трефилова Т. Н. Особливості мовного розвитку у дітей з багатодітних сімей. Канд. Дис. М., 1997), збіднена мовна середовище стає причиною відставання в мовному і, як наслідок, інтелектуальному розвитку дитини. Під терміном «інтелект» тут мається на увазі те його значення, яке закріплене за тестами інтелекту і, головним чином, за його сумарною оцінкою. Крім того, за даними Колорадського проекту, і міжвікової кореляції за інтелектом (загального, вербального, просторового) вище в групі біологічних сиблингов, ніж прийомних. Це говорить про те, що і перехід від одного вікового етапу до іншого контролюється швидше генетичними, ніж середовищні фактори.

В цілому результати генетиці - математичного аналізу проведених досліджень говорять про те, що в загальних когнітивних здібностях генетичні впливу виявляються цілком чітко, відповідаючи в середньому приблизно за 50 % їх варіативності, хоча оцінки успадкованого коливаються в широких межах - 0, 4 - 0,8. Це означає, що від 40 до 80% відмінностей між людьми за цією ознакою пояснюється відмінностями між ними по їх спадковості.

Окремі когнітивні здібності досліджені менш систематично. Серед субтестів IQ надійно виділити більш-менш залежні від факторів генотипу поки не вдалося, хоча намічається тенденція до більшої успадкованого вербального інтелекту в порівнянні з нёвербальним і, по - видимому, найбільш чітко генетичні впливу виявляються в просторових здібностях. Наприклад, в шведському лонгитюдном дослідженні близнюків 12 і 18 років вербальні тести виявили велику генетичну зумовленість, ніж невербальні в 18 років, причому з віком успадкованого підвищується особливо чітко саме для вербальних здібностей (з 0,20 в 12 років до 0,70 в 18 років ). З'ясувалося також, що, невербальні здібності більш чутливі до впливів середовища. Можна припустити, що невербадьний інтелект більш чутливий до якихось особливостей середовища МОЗ близнюків, оскільки кількість загальних генів у членів всехпар в середньому однаково - 50 %.

Показано також, що общесемейная среда, т. Е ті параметри середовища, які варіруются від сім'ї до сім'ї, але однакові для членів кожної сім'ї і тому підвищують їх схожість між собою, пояснює 10-40 '% межиндивидуальной варіативності за загальним інтелектом. Індивідуальними засоба відповідальна за меншу частину дисперсії балів IQ (10 - 30%). Крім общесемейной і індивідуальної середовища виділяється среда, специфічна для різних варіантів внутрішньосімейних діадему, причому її вплив на когнітивні здібності по-різному в різних диадах. Загальна тенденція така: близнецовая п'ятниця - сіблінгового - батьківсько-дитячі - двоюрідних родичів; ці типи середовищ пояснюють, відповідно, 35, 22, 20, 11% дисперсії. При цьому вплив общесемейной середовища падає до підліткового віку і практично зникає у дорослих.

За допомогою певних різновидів близнецового методу можна вирішувати і власне психогенетические завдання, і інші, не пов'язані безпосередньо до проблеми спадковості і середовища, але або використовують подвійне пари як інформаційну модель, або вивчають їх як особливу популяцію (наприклад, тестуючи гіпотезу про рівність середовищних впливів у парах МОЗ і ДЗ близнюків).

Основні різновиди методу: метод розлучених близнюків, сімей МОЗ близнюків, контрольного близнюка, близнецовой пари. Перші дві дозволяють вирішувати генетичні завдання, дві інших використовуються для інших цілей. Послідовно розберемо їх.

Метод розлучених близнюків полягає в оцінці внутрипарного подібності досліджуваної ознаки у близнюків, розлучених в дитинстві і, отже, виховувалися в різних середовищах. Найбільшу цінність представляють пари МОЗ близнюків (МОЗ р), розлучених в перші місяці або роки життя: два генетично однакових людини зростають в різних середовищних умовах; тоді їх схожість, якщо воно констатується, не може бути пояснено подібністю середовища, а одержувані кореляції, є безпосередня міра успадкованого ознаки.

Метод, сімей МОЗ близнюків, або метод монозиготних полусиблингов, Полягає в зіставленні дітей в сім'ях, де матері або батьки є монозиготними близнюками. Ці діти мають дуже своєрідний генетичний статус: тьотя (чи дядько) з генетичної точки зору - те ж саме, що мати (або батько), т. Е. Вони, не будучи сиблингами, не є і двоюрідними братами і сестрами, т. К . мають тільки по одному генетично розрізняти батькові чи матері (полусиблингов). Головне завдання, для вирішення якої цей варіант методу дає цінний матеріал, полягає у виявленні так званого материнського ефекту Цим терміном позначається переважне вплив матері на фенотип нащадків, що виникає не тільки завдяки передачі геєни, а й з інших причин, до яких відносяться і психологічні, постнатальні фактори (ідентифікація дитини з матір'ю, особливості їх взаємодії), і біологічні, внутрішньоутробні (стан материнського організму під час вагітності, цитоплазматическая спадковість). Наявність материнського ефекту в психологічної межах має з'явитися в більшому схожості дітей, мають матерів - МОЗ близнюків, в порівнянні з дітьми, у яких батьки - МОЗ близнюки. Б'ем цитоплазми в яйцеклітині набагато більше, ніж в сперматозоїді, що складається практично повністю з ядра і оболонки. Носіями спадкової інформації є, крім ядерних і структури, що знаходяться в цитоплазмі клітини - цитоплазматична спадковість.

Крім материнського ефекту ця експериментальна модель дозволяє більш детально вивчити феномен ассортативности, т. Е невипадкового добору подружніх пар (чи схожі подружжя у генетично однакових людей?) І зчеплення з підлогою. В останньому випадку полусиблингов - хлопчики повинні бути більш схожими, ніж монозіготи - їх матері (т. К. Свою єдину Х-хромосому кожен з них отримає від генетично ідентичних жінок), і менш схожими - якщо МОЗ близнюками були батьки. У дівчаток полусиблингов картина повинна бути зворотною.

Метод контрольного близнюка заснований на тому, що МОЗ близнюки - генетично однакові люди, які мають загальну ембріональну і в звичайних умовах сімейне середовище, є ідеальним контролем один до одного. Якщо групу МОЗ близнюків розділити на дві вибірки так, щоб в кожну увійшли по одному близнюка з кожної пари, то дослідник отримає унікальну ситуацію - дві вибірки, зрівнялися і з генетичної конструкції, і по середовищним (громадським,) параметрами. Далі можна, наприклад, одну групу тренувати, а ін. - Немає або тренувати їх в різному віці. На підставі подібних експериментів (А. Гезеля і ін.) Було отримано матеріал, який свідчить про залежність ефективності навчання (рухового і мовного) від віку. Різниця в мовному розвитку, стимульованому у МОЗ близнюків тренуванням у віці 1,5-2 роки, стерлася протягом трьох місяців. Оскільки в ранньому дитинстві дозрівання істотно, визначається генетичною програмою, тип і темп утримання ефекту тренування у МОЗ близнюків в основному однакові.

Шведський дослідник А. Незлунд оцінив таким методом різні способи навчання читання і показав, що одного оптимального для всіх способу немає, їх ефективність залежить від рівня інтелектуального розвитку дитини.

У роботах Московського медико-генетичного інституту цей метод (5 пар МОЗ близнюків 5-6 років) теж використаний для аналізу не тільки ефекту навчання, а й конструктивної діяльності. Показано, що навчання за допомогою методу моделей ефективніше, ніж просте копіювання: не тільки поліпшується сама конструктивна діяльність, а й перебудовуються другойпсіхологіческіе функції дитини.

Метод близнецовой пари. Ще в 30-х роках у з'явилися роботи, в яких розповідалося про особливу психологічної ситуації в парах близнюків, «особливому ефекті пари». Основними характеристиками цієї особливої ??психологічної ситуації є дві борються тенденції: до ідентифікації зі своїм со - близнюком і, навпаки, до індивідуалізації кожного члена пари. Перша призводить до відчуття себе спочатку членом пари і лише потім - окремою особистістю; друга може привести до виражених конфліктних відносин близнюків, своєрідному протесту проти другого такого ж. З віком перша тенденція зазвичай слабшає, поступаючись місцем другий, причому у близнюків - чоловіків цей процес відбувається легше, ніж у жінок. Ролі «старшого» (Народився першим) і «молодшого», провідного і веденого, формують відмінності в психологічному образі близнюків.

За допомогою цього варіанта методу вирішуються три завдання:

1) пара генетично ідентичних МОЗ близнюків може бути гарною моделлю для вивчення процесів індивідуалізації, впливу конкретних середовищних (внутріпарних і сімейних) чинників на формування тих чи інших психологічних рис і т. Д .;

2) вивчається валідність самого близнецового методу, і постулату про рівність середовищних впливів у парах МЗ і ДЗ близнюків, а також питання про те, репрезентатівналі середу близнюків середовищі, в якій розвиваються одіночнорожденниє діти. Якщо умови розвитку і життя близнюків високо специфічні, мають власні, тільки їм властиві закономірності, то близнюки перестають бути виборною, репрезентативною загальної популяції, і не можуть бути використані для вивчення загальних закономірностей.

3) надмірна, не компенсується ідентифікація себе зі своїм со-близнюком, або пари як цілого, яка веде до відсутності особистої ідентичності, може стати причиною формування особистісних рис, що ускладнюють соціальну адоптацию і в дитинстві, і в дорослому віці. Тому вивчення специфічних психологічних характеристик близнецовой пари необхідно і для проведення консультаційної роботи з батьками, які мають дітей - близнюків.

За даними блізнецових досліджень можна провести не тільки кількісну оцінку порівняльної ролі генетичних і негенетических впливів на будь-якої ознака, а й оцінку сили зовнішнього впливу. Загалом тут порівнюються можливості трьох груп близнюків: ДЗ в однакових умовах, МОЗ в однакових умовах, МОЗ в різних умовах. Так, на підставі цього методу було показано, що УФ - опромінення при рахіті і бронхоаденіте недоцільно. Цим же методом була встановлена ??кореляція між різними ознаками і функціями людини.

Вивчення окремо вихованих і живуть в різних умовах середовища монозиготних близнюків показало, що розміри скелета, швидкість росту голови змінюються мало, вага змінюється більше, а психологічні властивості ще більше.

Близнюковий метод може бути використаний для перевірки ефективності лікування при різних захворюваннях, а також при вивченні експресивності і пенетратності генів, що викликають спадкові захворювання.



Плейотропна дію генів копій гена. | Кафедра сервісу та експлуатації транспортних і технологічних машин

Лекція №3 Методи антропогенетики | генеалогічний метод | складання родоводів | Генетичний аналіз родоводу | Успадкування ознак, зчеплених зі статтю. | Спадкування, зчеплене з Х-хромосомою | Спадкування, зчеплене з У-хромосомою. | Полигенное успадкування. |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати