Методы изучения генетики человека цитогенетический, близнецовый, клинико-генеалогический, популяционно-статистический, молекулярно-генетические). Принципы, возможности, недостатки.

Цитогенетический метод.

- основан на микроскопическом изучении хромосом в клетках человека. Объектом служат лимфоциты периферической крови, клетки костного мозга, фибробласты, клетки опухолей и эмбриональных тканей. Принцип метода состоит в дифференциальном окрашивании хромосом, позволяющий идентифицировать хромосомы по характеру распределения в них окрашиваемых сегментов. Применение этого метода позволяет не только изучать нормальную морфологию хромосом и кариотипа а целом, но и определять генетический пол организма, а главное диагностировать различные хромосомные болезни, связанные с изменением числа хромосом или с нарушение их структуры. Позволяет изучать процессы мутагенеза на уровне хомосом и кариотипа. Применение его в медико-генетическом консультировании для целей пренетальной диагностики хромосомных болезней дает возможность путем своевременного прерыавания беременности предупредить появление потомства с грубыми нарушениями развития.

Близнецовый метод.

- заключается в изучении закономерностей наследования признаков в парах одно- и двуяйцевых близнецов. Принцип метода состоит в сравнении монозиготных и дизиготных близнецов (среди всех близнецов на долю монозиготных приходится 1/3, на долю дизиготных 2/3).вычисляются показатели соответствия и несоответствия, а также определяется частота возникновения заболевания одновременно у обоих близнецов. Это позволяет выявить наследственный характер, эффективность действия на организм некоторых внешних факторов (лекарственные препараты., обучение, воспитание). Недостатком является то, что этот метод используется только у близнецов, которые имеют низкую частоту рождения в популяции, что осложняет подбор достаточного количества пар с данным признаком и идентификацией монозиготности близнецов, что имеет большое значение для получения достоверных выводов.

Клинико-генеалогический метод.

- основывается на методе изучения родословных, с помощью которого прослеживается распределение болезни или какого-либо признака в семье или роду с указанием типа родственных связей между членами родословной. Принцип состоит в установлении наследственного характера признаков и заболеваний. Правильно составленная родословная с выявлением всех членов семьи, установлением между ними родственных связей и оценкой состояния их здоровья позволяет с достаточно высокой вероятностью установить тип наследования и определить пенетрантность и экспрессивность мутантного гена. Клинико-генеалогический метод демонстрирует генетическую гетерогенностьмногих заболеваний, например, таких как альбинизм, тугоухость, наследственная моторно-сенсорная нейропатия идругих. Применение клинико-генеалогическогометода может быть полезным и при изучении интенсивности мутационного процесса.

Популяционно-статистический метод.

- изучают наследственные признаки в больших группах населения, в одном или нескольких поколениях.Сущность метода заключается в изучении частот генов и генотипов в различных популяционных группах, что дает необходимую информацию о частоте гетерозиготности и степени полиморфизма у человека. В частности, в гетерозиготном состоянии в популяциях находится значительное количество рецессивных аллелей, что обуславливает развитие различных наследственных заболеваний, частота которых зависит от концентрации рецессивного гена в популяции и значительно повышается при заключении близкородственных браков. Мутации могут пердаваться потомству во многих поколениях, что приводит к генетической гетерогенности, лежащей в основе полиморфизма популяций.

Этим методом можно рассчитать частоту встречаемости в популяции различных аллелей гена и разных генотипов по этим аллелям, выяснить распространение в ней различных наследственных признаков, в том числе заболеваний. Он позволяет изучать мутационный процесс, роль наследственности и среды в формировании фенотипического полиморфизма человека по нормальным признакам, а также в возникновении болезней, особенно с наследственной предрасположенностью. Этот метод используют и для выяснения значения генетических факторов в антропогенезе, в частности в расообразовании.
основой для выяснения генетической структуры популяции является закон генетического равновесия Харди — Вайнберга. Он отражает закономерность, в соответствии с которой при определенных условиях соотношение аллелей генов и генотипов в генофонде популяции сохраняется неизменным в ряду поколений этой популяции.
Математическим выражением закона Харди — Вайнберга служит формула (рА. + qa)2, где р и q — частоты встречаемости аллелей А и а соответствующего гена.

Молекулярно-генетический метод.

- Молекулярно-генетический метод основан на анализе нуклеиновых кислот, в первую очередь, молекул ДНК. Основной целью этих методов является диагностика мутаций, исследование их ассоциации с наследственными заболеваниями, а также выявление гетерозиготных и гомозиготных носителей мутации. По-существу, молекулярная диагностика является наиболее объективным методом верификации наследственных заболеваний. Важно подчеркнуть, что нахождение мутаций в гомозиготном или гетерозиготном состояниях соответственно при рецессивных или доминантных заболеваниях является бесспорным подтверждением диагноза. Однако в тех случаях, когда мутации не удается обнаружить, решающее заключение при постановке диагноза сохраняется за клиницистом, так как используемые на практике методы молекулярной диагностики чаще всего не позволяют идентифицировать все возможные мутации в исследуемом гене.

Основным методом исследования является ДНК-диагностика с помощью ПЦР. С помощью технологии ПЦР принципиален прямой метод диагностики, основанный на клонировании участка гена ДНК. В тех случаях, когда ген не клонирован или заболевание не является генетически гетерогенным, т.е. существует повреждение в разных генах – в таких случаях используется косвенный метод ДНК-диагностики, при котором определяется гаплотип(генотип) хромосомы, который несет мутантный ген в семьях высокого риска, т.е. у родителей больного и его ближайших родственников. Основной недостаток- обязательное изучение генотипа хотябы одного пораженного родственника. В случае отсутствия доступного пораженного родственника проведение диагностики невозможно.

76. Нормальная наследственность человека.

У человека ДНК локализована в хромосомах и митохондриях. Количество ДНК в соматических клетках составляет несколько миллиардов нуклеотидных пар.

Нормальное диплоидное число хромосом у человека равно 23, из которых 22 пары хромосом являются аутосомами, а 23-я пара у мужчин представлена половыми хромосомами XY, у женщин - XX. Обычно хромосомы человека распределяют по группам, что зависит от положения центромеры, определяющей длину отрезков (плеч) по обеим сторонам центромеры. Как уже отмечено, различают телоцентрические, акроцентрические, субметацентрические и метацентрические типы хромосом.

Расшифрован генетический код человека. Количество генных локусов в геноме человека составляет примерно 32 000, из которых идентифицировано около 2200 и картировано около 1000. Установлено 24 группы сцепления, из которых 22 соответствуют аутосомам, а две хромосомам X и Y. Гены определяют физическое и психическое здоровье человека. Поэтому человек наследует все признаки, которые характер- ны для него как для живого существа. Любой индивид наследует от своих родителей телосложение, рост, массу тела, форму головы, овал лица, особенности скелета, строение и цвет кожи и волос, восприимчивость или устойчивость к тем или иным болезням, походку, манеру держаться, способность к тем или иным наукам, музыке, группу крови, способность клеток к биохимической активности и т. д. Следовательно, каждый признак, каждая структура, каждая функция человеческого организма детерминирована генами. Так же как и в случае других живых существ, у человека одни гены начинают действовать еще на ранних этапах онтогенеза, другие - на поздних (оволосенение пальцев, отсутствие оволосенения). Для человека характерно исключительное генетическое разнообразие. Простое менделевское наследование определяется тем, что тот или иной признак контролируется лишь парой генов. В случае человека известны все типы наследования.