Учебник Биология - Для учащихся медицинских училищ и колледжей - 2016 год
Генеалогический метод - ЗНАЧЕНИЕ ГЕНЕТИКИ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ И ЗДРАВООХРАНЕНИЯ
Генетика человека имеет большое значение для медицины, так как около 5% новорожденных появляются на свет с теми или иными генетически обусловленными отклонениями в развитии. В настоящее время уже известно более 5 тыс. форм генетически обусловленных болезней человека. Очевидна роль генетики в изучении наследственных болезней человека и способов их профилактики, лечения, а также путей предотвращения вредного воздействия на наследственность неблагоприятных факторов среды. Изучение наследственности и изменчивости человека затруднено вследствие невозможности применить многие стандартные подходы генетического анализа. В частности, невозможно осуществить направленное скрещивание или экспериментально получить мутации. Человек является трудным объектом для генетических исследований также из-за позднего полового созревания и малочисленности потомства. Тем не менее в генетике человека разработаны и успешно используются методы, применяемые для изучения наследственных болезней человека.
15.1. Генеалогический метод
Он состоит в изучении родословных на основе менделевских законов наследования. Этот метод позволяет установить характер наследования признака (аутосомный, сцепленный с полом, доминантный или рецессивный), а также его моногенность или полигенность. На основе полученных сведений прогнозируют вероятность проявления изучаемого признака в потомстве, что имеет большое значение для предупреждения наследственных заболеваний. На рисунке 15.1 приведены условные обозначения, используемые при составлении родословных. Анализ родословной имеет значение для оценки риска проявления наследственного заболевания у конкретного члена той или иной семьи, т.е. необходим при проведении медико-генетического консультирования.
Рис. 15.1. Условные обозначения родословной
При аутосомном наследовании признак характеризуется равной вероятностью проявления у мужчин и женщин. Аутосомно-доминантное наследование — доминантный аллель реализуется в признак как в доминантном гомозиготном, так и в гетерозиготном состоянии. При наличии хотя бы у одного родителя доминантного признака последний с разной вероятностью проявляется во всех последующих поколениях (рис. 15.2). Однако для доминантных мутаций характерна низкая пенетрантность. В ряде случаев это создает определенные трудности для определения типа наследования.
Рис. 15.2. Аутосомно-доминантный тип наследования. I — IV — число поколений
При аутосомно-рецессивном наследовании рецессивный аллель реализуется в признак только у рецессивных гомозигот. Рецессивные заболевания у детей встречаются чаще при браках между фенотипически нормальными гетерозиготными родителями. У гетерозиготных родителей (Аа х Аа) вероятность рождения больных детей (аа) составит 25%, такой же процент (25%) будут здоровы (АА), остальные 50% (Аа) будут также здоровы, но окажутся гетерозиготными носителями рецессивного аллеля. В родословной при аутосомно-рецессивном наследовании заболевание может проявляться через одно или несколько поколений (рис. 15.3). Интересно отметить, что частота появления рецессивного потомства значительно повышается при близкородственных браках, так как концентрация гетерозиготного носительства у родственников значительно превышает таковую в общей массе населения.
Рис. 15.3. Аутосомно-рецессивный тип наследования
Сцепленное с полом наследование характеризуется, как правило, неравной частотой встречаемости признака у мужчин и женщин и зависит от локализации соответствующего гена в X- или Y-хромосоме. Напомним (см. параграф 13.1), что в X- и Y-хромосомах человека имеются гомологичные участки, содержащие парные гены (см. рис. 13.4). Гены, локализованные в гомологичных участках, наследуются так же, как и любые другие гены, расположенные в аутосомах. В негомологичном участке Y-хромосомы находится ген, обусловливающий дифференцировку мужского пола, и ряд других генов. Они передаются от отца к сыну и проявляются только у мужчин (голандрический тип наследования). В X-хромосоме имеются два негомологичных участка, содержащих около 150 генов, которым нет аллельных в Y-хромосоме. Поэтому вероятность проявления рецессивного аллеля у мальчиков более высока, чем у девочек. По генам, локализованным в половых хромосомах, женщина может быть гомозиготной или гетерозиготной.
Мужчина, имеющий только одну X -хромосому, будет гемизиготным по генам, которым нет аллелей в Y-хромосоме. Наследование, сцепленное с X-хромосомой, может быть доминантным и рецессивным (чаще рецессивным). Рассмотрим X-сцепленное рецессивное наследование на примере такого заболевания человека, как гемофилия (нарушение свертывания крови). Известный всему миру пример: носитель гемофилии королева Виктория была гетерозиготной и передала мутантный ген сыну Леопольду и двум дочерям. Эта болезнь проникла в ряд королевских домов Европы и попала в Россию (рис. 15.4). В табл. 15.1 приводятся различные типы наследования.
Рис. 15.4. Родословная с X-сцепленной рецессивной гемофилией A в европейских королевских домах
Таблица 15.1
Типы наследования некоторых признаков человека
Аутосомное наследование |
||
Доминантное |
Рецессивное |
|
Глаза |
Карие, светло-карие или зеленые |
Серые или голубые |
Длинные ресницы |
Короткие ресницы |
|
Нос |
Нос с горбинкой |
Прямая или вогнутая переносица |
Узкая переносица |
Широкая переносица |
|
Кончик носа смотрит прямо |
Курносый нос |
|
Широкие ноздри |
Узкие ноздри |
|
Уши |
Свободная мочка |
Приросшая мочка |
Широкие |
Узкие |
|
Другие черты лица |
Полные губы |
Тонкие губы |
Ямочка на подбородке |
Гладкий подбородок |
|
Выдающиеся скулы |
Норма |
|
Выступающие зубы и челюсти |
Норма |
|
Толстая нижняя губа |
Норма |
|
Доминантный |
Рецессивный |
|
Волосы |
Темные |
Светлые |
Вьющиеся |
Прямые |
|
Обильная волосатость тела |
Мало волос на теле |
|
Преждевременное поседение |
Норма |
|
Кожа |
Темная кожа |
Светлая кожа |
Толстая |
Тонкая |
|
Веснушки |
Отсутствие веснушек |
|
Руки |
Праворукость |
Леворукость |
Кисть с шестью или семью пальцами |
Кисть с пятью пальцами |
|
Сцепленное с X-хромосомой наследование |
||
Зрение |
Нормальное цветовое зрение |
Дальтонизм |
Свертывание крови |
Нормальное свертывание крови |
Гемофилия |
Сцепленное с Y-хромосомой наследование |
||
Гены, определяющие развитие мужского пола |