Методы изучения генетики человека. Генеалогический, биохимический, цитогенетический, популяционно – статистический, дерматоглифика, близнецовый.

1. Генеалогический анализ был предложен Ф.Гальтоном в 1876 году. На его основе разработан клинико-генеалогический метод – построение родословных и анализ передачи признака в ряду поколений.

​ Метод позволяет установить:

· ​степень родства;

· является ли признак наследственным (наличие семейного характера заболевания);

· тип наследования (доминантный, рецессивный, аутосомный, сцепленный с полом, голандрический);

· зиготность членов родословной (гомозиготы или гетерозиготы);

· пенетрантность гена;

· вероятность проявления признака в потомстве.

​ Этапы генеалогического анализа:

· ​ сбор данных о родственниках пробанда;

· ​построение и анализ родословной;

· ​ выводы.

​ Аутосомно-доминантный тип наследования:

− болеют и мужчины, и женщины;

− больные в каждом поколении;

− у больных родителей больной ребенок;

− вероятность наследования признака 100%, если один из родителей гомозиготен, 75% – если оба родителя гетерозиготны при полном доминировании и пенетрантности гена 100% и 50%, если один родитель гетерозиготен, а второй гомозиготен по рецессивному гену.

​ Аутосомно-рецессивный тип наследования:

− болеют и мужчины, и женщины;

− больные не в каждом поколении;

− у здоровых родителей больной ребенок;

− вероятность наследования признака 25%, если оба родителя гетерозиготны, 50%, если один родитель гетерозиготен, второй гомозиготен по рецессивному признаку и 100%, если оба родителя гомозиготны по рецессивному признаку.

​Сцепленный с Х-хромосомой доминантный тип наследования сходен с аутосомно-доминантным, за исключением того, что мужчина передает этот признак (с Х-хромосомой) только дочерям.

​ Сцепленный с Х-хромосомой рецессивный тип наследования:

− болеют преимущественно мужчины;

− больные не в каждом поколении;

− больной ребенок у здоровых родителей;

− вероятность наследования признака 25% у мальчиков и 0% у девочек от всех детей, если оба родителя здоровы.

​ Известно более 200 Х–сцепленных рецессивных заболеваний, когда поражаются мужчины, а женщины – носительницы.

​ Голандрический тип наследования:

− болеют только мужчины;

− у больного отца больны все сыновья.

2. Биохимические методы применяются для выявления наследственных болезней обмена веществ по активности фермента или по количеству конечного продукта реакции, которую катализирует данный фермент. Выявлять генные мутации (причины болезней обмена веществ) помогают методы хроматографические, флуорометрические,радиоиммунологические и другие. Например, фенилкетонурия – нарушение обмена фенилаланина (ФА). Частота встречаемости болезни 1:10000.

3. Цитогенетический метод основан на микроскопическом изучении кариотипа и определении в ядрах соматических клеток телец Барра. Получают и культивируют клетки костного мозга, лимфоцитов, опухолей. Стимулируют митотическое деление клеток, останавливают его на стадии метафазы, обрабатывают клетки гипотоническим раствором NaCl, окрашивают хромосомы. После их фотографирования составляют и анализируют идиограммы. Для идентификации хромосом используют метод авторадиографии. Для уточнения кариотипа и картирования хромосом применяют флуоресцентный анализ.

​ Метод выявляет геномные и хромосомные мутации. Приняты специальные обозначения для записей этих мутаций: q – длинное плечо хромосомы, р – короткое плечо хромосомы, «+» – излишек генетического материала, «-» – недостаток генетического материала. Мужчина с синдромом Дауна – 47, ХY+21. Женщина с моносомией 21-й пары – 45, ХХ-21. Транслокация (t) – 45, ХХt (13q, 21q). Наличие кольцевой (r) Х-хромосомы – 46, Xr (Х).

4. Популяционно-статистический метод генетики человека основан на законе Харди-Вайнберга. Метод был предложен в 1908г. английским математиком Дж.Харди и немецким врачом-генетиком Г.Вайнбергом. Метод позволяет изучать структуру популяций человека, определять частоту встречаемости генов и генотипов в популяции и частоту гетерозиготного носительства гена. С помощью этого метода возможно изучать геногеографию болезней. Частота наследственных болезней сильно варьирует в разных популяциях и в разных географических зонах. Частота встречаемости шизофрении в обычной популяции – 1%, в популяции родственников 7-16%.

​ Этапы метода:

​- выбор популяции;

​- сбор материала;

​- статистический анализ.

5. Дерматоглифка – это изучение рельефа кожи на пальцах, ладонях и подошвенных поверхностях стоп, который образован эпидермальными выступами – гребнями, которые образуют сложные узоры.

Ф. Гальтон предложил предложил классификацию этих узоров, позволившую использовать этот метод для идентификации личности в криминалистике.

Разделы дерматоглифики:

· дактилоскопия – изучение узоров на подушечках пальцев

· пальмоскопия – изучение рисунка на ладонях

· плантоскопия – изучение дерматоглифики подошвенной поверхности стопы

Дактилоскопия. Гребни на коже пальцев рук соответствуют сосочкам дермы, поэтому их называют также папиллярными линиями, рельеф этих выступов повторяет пласт эпидермиса. Межсосочковые углубления образуют бороздки. Закладка узоров происходит между 10 и 19 неделями внутриутробного развития; у 20 недельных плодов уже хорошо различимы формы узоров. Формирование папиллярного рельефа зависит от характера ветвления нервных волокон. Полное формирование деталей строения тактильных узоров отмечается к шести месяцам, после чего они остаются неизменными до конца жизни. Дерматоглифические исследования имеют важное значение в определении зиготности близнецов, в диагностике некоторых наследственных заболеваний, в судебной медицине, в криминалистике для идентификации личности.

Пальмоскопия. Ладонный рельеф очень сложный, в нем выделяют ряд полей, подушечек и ладонных линий. У правшей более сложные узоры встречаются на правой руке, у левшей – на левой. Индивидуальные особенности кожных узоров наследственно обусловлены. Это доказано многими генетическими исследованиями, в частности, на монозиготных близнецах.

Обширные исследования по изучению особенностей дерматоглифики проведены у нас в стране Т.Д. Гладковой (1996), а по наследственной обусловленности кожных узоров – И.С. Гусевой (1970, 1980). на основании этих работ был сделан вывод, что количественные показатели рельефа гребневой кожи программируются полигенной системой, включающей небольшое число аддитивно действующих генов. гены гребневой кожи проявляют свой морфогенетический эффект, влияя на степень ветвления нервного волокна, и фенотипически определяют гребневую плотность. На формирование дерматоглифических узоров могут оказывать влияние некоторые повреждающие факторы на ранних стадиях эмбрионального развития.

6. Ф.Гальтон в 1875 году предложил близнецовый метод исследования. Метод позволяет определить соотносительную роль наследственности и среды в проявлении признака. Частота рождения близнецов-двоен составляет 1%. Близнецы могут быть монозиготные (однояйцевые). Они развиваются из одной зиготы, имеют одинаковый генотип. Их обозначают МБ. Если близнецы дизиготные (разнояйцевые), они развиваются из разных одновременно оплодотворенных яйцеклеток. Генотип у них разный, как у родных братьев и сестер. Их обозначение ДБ.

Критерии зиготности близнецов: у МБ всегда одинаковы пол, группы крови, рисунок кожных узоров; у ДБ эти показатели различны; в редких случаях они могут совпадать (кроме кожных узоров). Сходство близнецов по изучаемому признаку называется конкордантность, различия по этому признаку – дискордантность.

Для определения доли наследственности и среды в развитии определенного признака используют формулу Хольцингера:

​Н = КМБ% – КДБ%/ 100% – КДБ%

Н – доля наследственности, КМБ – конкордантность у монозиготных близнецов, КДБ – конкордантность у дизиготных близнецов.

Если Н=1,0 – за развитие признака отвечает только наследственность; если значение Н приближается к 0 – за развитие признака отвечает преимущественно среда.