(для некоторых признаков указаны контролирующие их гены)
Доминантные
| Рецессивные
|
Нормальная пигментация кожи, глаз, волос
| Альбинизм
|
Близорукость
| Нормальное зрение
|
Нормальное зрение
| Ночная слепота
|
Цветовое зрение
| Дальтонизм
|
Катаракта
| Отсутствие катаракты
|
Косоглазие
| Отсутствие косоглазия
|
Толстые губы
| Тонкие губы
|
Полидактилия (добавочные пальцы)
| Нормальное число пальцев
|
Брахидактилия (короткие пальцы)
| Нормальная длина пальцев
|
Веснушки
| Отсутствие веснушек
|
Нормальный слух
| Врожденная глухота
|
Карликовость
| Нормальный рост
|
Нормальное усвоение глюкозы
| Сахарный диабет
|
Нормальная свертываемость крови
| Гемофилия
|
Круглая форма лица (R–)
| Квадратная форма лица (rr)
|
Круглый подбородок (K–)
| Квадратный подбородок (kk)
|
Ямочка на подбородке (А–)
| Отсутствие ямочки (аа)
|
Ямочки на щеках (D–)
| Отсутствие ямочек (dd)
|
Густые брови (B–)
| Тонкие брови (bb)
|
Брови не соединяются (N–)
| Брови соединяются (nn)
|
Длинные ресницы (L–)
| Короткие ресницы (ll)
|
Круглый нос (G–)
| Заостренный нос (gg)
|
Круглые ноздри (Q–)
| Узкие ноздри (qq)
|
Свободная мочка уха (S–)
| Сросшаяся мочка уха (ss)
|
Неполное доминирование (указаны гены, контролирующие признак)
Признаки
| Варианты
|
Расстояние между глазами – Т
| Большое
| Среднее
| Малое
|
Размер глаз – Е
| Большие
| Средние
| Маленькие
|
Размеры рта – М
| Большой
| Средний
| Маленький
|
Тип волос – С
| Курчавые
| Вьющиеся
| Прямые
|
Цвет бровей – Н
| Очень темные
| Темные
| Светлые
|
Размер носа – F
| Большой
| Средний
| Маленький
|
Наследование цвета волос (контролируется четырьмя генами, наследуется полимерно)
Количество доминантных аллелей
| Цвет волос
|
| Черные
|
| Темно-коричневые
|
| Темно-каштановые
|
| Каштановые
|
| Русые
|
| Светло-русые
|
| Блондин
|
| Очень светлый блондин
|
| Белые
|
Примечание. Рыжий цвет волос контролируется геном D; это признак проявляется, если доминантных генов меньше 6: DD – ярко-рыжие, Dd – светло-рыжие, dd – не-рыжие
Методы изучения наследственности человека: генеалогические, близнецовые, цитогенетические, биохимические и популяционные
Генеалогические методы (методы анализа родословных)
Родословная – это схема, отражающая связи между членами семьи. Анализируя родословные, изучают какой-либо нормальный или (чаще) патологический признак в поколениях людей, находящихся в родственных связях.
Генеалогические методы используются для определения наследственного или ненаследственного характера признака, доминантности или рецессивности, картирования хромосом, сцепления с полом, для изучения мутационного процесса. Как правило, генеалогический метод составляет основу для заключений при медико-генетическом консультировании.
При составлении родословных применяют стандартные обозначения. Персона (индивидуум), с которого начинается исследование, называется пробандом (если родословная составляется таким образом, что от пробанда спускаются к его потомству, то ее называют генеалогическим древом). Потомок брачной пары называется сиблингом, родные братья и сестры – сибсами, кузены – двоюродными сибсами и т.д. Потомки, у которых имеется общая мать (но разные отцы), называются единоутробными, а потомки, у которых имеется общий отец (но разные матери) – единокровными; если же в семье имеются дети от разных браков, причем, у них нет общих предков (например, ребенок от первого брака матери и ребенок от первого брака отца), то их называют сводными.
Каждый член родословной имеет свой шифр, состоящий из римской цифры и арабской, обозначающих соответственно номер поколения и номер индивидуума при нумерации поколений последовательно слева направо. При родословной должна быть легенда, т. е. пояснение к принятым обозначениям. Фрагменты, родословных, иллюстрирующих наследование доминантных и рецессивных признаков, а также редких признаков приведены ниже (рис. 2, 3).
При близкородственных браках высока вероятность К обнаружения у супругов одного и того же неблагоприятного аллеля или хромосомной аберрации (рис. 4):
Приведем значения К [X–Y] для некоторых пар родственников при моногамии:
К [родители–потомки]= К [сибсы]=1/2;
К [дед–внук]= К [дядя–племянник]=1/4;
К [двоюродные сибсы]= К [прадед–правнук]=1/8;
К [троюродные сибсы]=1/32;
К [четвероюродные сибсы]=1/128. Обычно столь дальние родственники в составе одной семьи не рассматриваются.
На основании генеалогического анализа дается заключение о наследственной обусловленности признака. Например, детально прослежено наследование гемофилии А среди потомков английской королевы Виктории. Генеалогический анализ позволил установить, что гемофилия А – это рецессивное заболевание, сцепленное с полом.
Близнецовый метод
Близнецы – это два и более ребенка, зачатые и рожденные одной матерью почти одновременно. Термин «близнецы» используется по отношению к человеку и тем млекопитающим, у которых в норме рождается один ребенок (детеныш). Различают однояйцевых и разнояйцевых близнецов.
Однояйцевые (монозиготные, идентичные) близнецы возникают на самых ранних стадиях дробления зиготы, когда два или четыре бластомера сохраняют способность при обособлении развиться в полноценный организм. Поскольку зигота делится митозом, генотипы однояйцевых близнецов, по крайней мере, исходно, совершенно идентичны. Однояйцевые близнецы всегда одного пола, в период внутриутробного развития у них одна плацента.
Разнояйцевые (дизиготные, неидентичные) близнецы возникают иначе – при оплодотворении двух или нескольких одновременно созревших яйцеклеток. Таким образом, они имеют около 50% общих генов. Другими словами, они подобны обычным братьям и сестрам по своей генетической конституции и могут быть как однополыми, так и разнополыми.
Таким образом, сходство между однояйцевыми близнецами определяется и одинаковыми генотипами, и одинаковыми условиями внутриутробного развития. Сходство между разнояйцевыми близнецами определяется только одинаковыми условиями внутриутробного развития.
Частота рождения близнецов в относительных цифрах невелика и составляет около 1%, из них 1/3 приходится на монозиготных близнецов. Однако в пересчете на общую численность населения Земли в мире проживает свыше 30 млн. разнояйцевых и 15 млн. однояйцевых близнецов.
Для исследований на близнецах очень важно устано вить достоверность зиготности. Наиболее точно зиготность устанавливают с помощью реципрокной трансплантации небольших участков кожи. У дизиготных близнецов трансплантаты всегда отторга ются, тогда как у монозиготных близнецов пересаженные кусочки кожи успешно приживаются. Так же успешно и длительно функционируют трансплантированные почки, пересаженные от одного из монозиготных близнецов дру гому
При сравнении однояйцевых и разнояйцевых близнецов, воспитанных в одной и той же среде, можно сделать заключение о роли генов в развитии признаков. Условия послеутробного развития для каждого из близнецов могут оказаться разными. Например, монозиготные близнецы были разлучены через несколько дней после рождения и воспитывались в разных условиях. Сравнение их через 20 лет по многим внешним признакам (рост, объем головы, число бороздок на отпечатках пальцев и т. д.) выявило лишь незначительные различия. В то же время, среда оказывает воздействие на ряд нормальных и патологических признаков.
Близнецовый метод позволяет делать обоснованные заключения о наследуемости признаков: роли наследственности, среды и случайных факторов в определении тех или иных признаков человека,
Наследуемость – это вклад генетических факторов в формирование признака, выраженный в долях единицы или процентах.
Для вычисления наследуемости признаков сравнивают степень сходства или различия по ряду признаков у близнецов разного типа.
Рассмотрим некоторые примеры, иллюстрирующие сходство (конкордантность) и различие (дискордантность) многих признаков (см. табл.).