| Головна |
| «« | ЗМІСТ | »» |
|---|
До методів, широко використовуваним при вивченні генетики людини, відносяться генеалогічний, популяційно-статистичний, блізнецовий, метод дерматогліфіки, цитогенетичний, біохімічний, методи генетики соматичних клітин.
В основі цього методу лежить складання і аналіз родоводів. Цей метод широко застосовують з давніх часів і до наших днів в конярстві, селекції цінних ліній великої рогатої худоби і свиней, при отриманні чистопородних собак, а також при виведенні нових порід хутрових тварин. Родоводи людини складалися протягом багатьох століть щодо царями сімейств в Європі і Азії.
Як метод вивчення генетики людини генеалогічний метод стали застосовувати тільки з початку XX століття, коли з'ясувалося, що аналіз родоводів, в яких простежується передача з покоління в покоління якоїсь ознаки (захворювання), може замінити собою фактично непридатний щодо людини гибридологічний метод.
При складанні родоводів вихідним є людина - пробанд, родовід якого вивчають. Зазвичай це або хворий, або носій певної ознаки, успадкування якого необхідно вивчити. При складанні родоводів таблиць використовують умовні позначення, запропоновані Г. Юстом в 1931 р (рис. 7.24). Покоління позначають римськими цифрами, індивідів в даному поколінні - арабськими.
За допомогою генеалогічного методу може бути встановлена спадкова обумовленість досліджуваного ознаки, а також тип
Мал. 7.24. Умовні позначення при складанні родоводів (по Г. Юсту) його успадкування (аутосомно-домінантний, аутосомно-рецесивний, Х-зчеплений домінантний або рецесивний, Y-зчеплений). При аналізі родоводів за кількома ознаками може бути виявлений зчеплений характер їх успадкування, що використовують при складанні хромосомних карт. Цей метод дозволяє вивчати інтенсивність мутаційного процесу, оцінити експресивність і пене- трантность алелі. Він широко використовується в медико-генетичному консультуванні для прогнозування потомства. Однак необхідно відзначити, що генеалогічний аналіз істотно ускладнюється при малодетности сімей.
Для аутосомного типу успадкування в цілому характерна рівна ймовірність народження даної ознаки як у чоловіків, так і у жінок. Це обумовлено однаковою подвійною дозою генів, розташованих в аутосомах у всіх представників виду і одержуваних від обох батьків, і залежністю розвивається ознаки від характеру взаємодії алельних генів.
При домінуванні ознаки серед нащадків батьківської пари, де хоча б один з батьків є його носієм, він проявляється з більшою або меншою ймовірністю в залежності від генетичної конституції батьків (рис. 7.25).
Якщо аналізується ознака, що не впливає на життєздатність організму, то носії домінантної ознаки можуть бути як гомо-, так і гетерозиготами. У разі домінантного успадкування якогось патологічного ознаки (захворювання) гомозиготи, як правило, нежиттєздатні, а носії цієї ознаки - гетерозиготи.
Таким чином, при аутосомно-домінантному спадкуванні ознака може зустрічатися в рівній мірі у чоловіків і у жінок і простежується при достатньому за чисельністю потомство в кожному поколінні по вертикалі. Аналізуючи родоводи, необхідно пам'ятати про можливість неповного пенетрірованія домінантного алеля, обумовленої взаємодією генів або факторами середовища. Показник пенетрантности може бути обчислений як відношення фактичної кількості носіїв ознаки до числа очікуваних носіїв цієї ознаки в даній сім'ї. Необхідно також пам'ятати, що деякі захворювання проявляються не відразу з моменту народження
Мал. 7.25. Імовірність появи нащадків з домінантним ознакою від різних подружніх пар (/ - III)
дитини. Багато хвороб, успадковані за домінантним типом, розвиваються лише в певному віці. Так, хорея Гентингтона клінічно проявляється до 35-40 років, пізно проявляється і полі- кистоз нирок. Тому при прогнозуванні подібних захворювань в розрахунок не приймаються брати і сестри, які не досягли критичного віку.
Перший опис родоводу з аутосомно-домінантним типом успадкування аномалії у людини було дано в 1905 р У ній простежується передача в ряду поколінь брахидактилия (Короткопалий). На рис. 7.26 приведена родовід з цією аномалією. На рис. 7.27 зображена родовід з ретинобластому в разі неповної пенетрантности.
Рецесивні ознаки проявляються фенотипно лише у гомозигот по рецесивним аллелям. Ці ознаки, як правило,
Мал. 7.26. Родовід (X) при аутосомно-домінантному типі успадкування (бра- хідактілія - Б)
Мал. 7.27. Родовід з ретинобластому в разі неповної пенетран- тності
Мал. 7.28. Імовірність появи нащадків з рецесивним ознакою від різних подружніх пар
а-m
виявляються у нащадків фенотипично нормальних батьків - носіїв рецесивних алелей. Імовірність появи рецесивного потомства в цьому випадку дорівнює 25%. Якщо один з батьків має рецесивний ознака, то ймовірність прояву його в потомстві буде залежати від генотипу другого з батьків. У рецесивних батьків все потомство успадкує відповідний рецесивний ознака (рис. 7.28).
Для родоводів при аутосомно-рецесивним топі спадкування характерно, що ознака проявляється далеко не в кожному поколінні. Найчастіше рецессивное потомство з'являється у батьків з домінантною ознакою, причому ймовірність появи такого потомства зростає в близькоспоріднених шлюбах, де батько й мати можуть бути носіями одного і того ж рецесивного алеля, отриманого від загального предка. Прикладом аутосомно-рецесивного успадкування є родовід сім'ї з псевдогіпертрофіче- ської прогресивної міопатією, в якій часті близькоспоріднені шлюби (рис. 7.29). Звертає увагу поширення захворювання в останньому поколінні по горизонталі.
Гени, розташовані в Х-хромосомі і не мають
Мал. 7.29. Родовід при аутосомно-рецесивним типі успадкування (псевдогі- пертрофічна прогресуюча міопатія) алелей в Y-хромосомі, представлені в генотипах чоловіків і жінок в різних дозах. Жінка отримує дві свої Х-хромосоми і відповідні гени як від батька, так і від матері, а чоловік успадковує свою єдину Х-хромосому тільки від матері. Розвиток відповідної ознаки у чоловіків визначається єдиним аллелем, присутнім в його генотипі, а у жінок він є результатом взаємодії двох алельних генів. У зв'язку з цим ознаки, успадковані з Х-зчепленим типом, зустрічаються в популяції з різною ймовірністю у чоловічої і жіночої статі.
При домінантному Х-зчепленому спадкуванні ознака частіше зустрічається у жінок в зв'язку з більшою можливістю отримання ними відповідного алелі або від батька, або від матері. Чоловіки можуть наслідувати цей ознака тільки від матері. Жінки з домінантною ознакою передають його в рівній мірі дочкам і синам, а чоловіки - тільки дочкам. Сини ніколи не успадковують від батьків домінантного Х-зчепленого ознаки.
Прикладом такого типу успадкування служить описана в 1925 р родовід з фолікулярним кератозом - шкірним захворюванням, що супроводжується втратою вій, брів, волосся на голові (рис. 7.30). Характерним є більш важкий перебіг захворювання у гемізіготних чоловіків, ніж у жінок, які найчастіше є гетерозиготами.
При деяких захворюваннях спостерігається загибель чоловіків-геми- зигот на ранніх стадіях онтогенезу. Тоді в родоводів серед уражених повинні бути тільки жінки, в потомстві яких відношення уражених дочок, здорових дочок і здорових синів дорівнює 1: 1: 1. Чоловічі домінантні гемізіготен, що не гинуть на дуже ранніх стадіях розвитку, виявляються в мимовільних абортах або серед мертвонароджених. Такими особливостями спадкування у людини характеризується пігментний дерматоз.
Характерною особливістю родоводів при даному типі успадкування є переважне прояв ознаки у гемізіготних чоловіків, які успадковують його від матерів
Мал. 7.30. Родовід при Х-зчепленому домінантному типі успадкування (фолікулярний кератоз)
Мал. 7.31. Родовід при Х-зчепленому рецессивном типі успадкування (гемофілія типу А)
з домінантним фенотипом, є носіями рецесивного алеля. Як правило, ознака успадковується чоловіками через покоління від діда по материнській лінії до онука. У жінок він проявляється лише в гомозиготному стані, ймовірність чого зростає при близькоспоріднених шлюбах.
Найбільш відомим прикладом рецесивного Х-зчепленого успадкування є гемофілія. Спадкування гемофілії типу А представлено в родоводу нащадків англійської королеви Вікторії (рис. 7.31).
Іншим прикладом наслідування за даним типом є дальтонізм - певна форма порушення відчуття кольору.
Наявність Y-хромосоми тільки у представників чоловічої статі пояснює особливості Y-зчепленого, або голандрічного, успадкування ознаки, який виявляється лише у чоловіків і передається по чоловічій лінії з покоління в покоління від батька до сина.
Мал. 7.32. Родовід при Y-зчепленому (голандрічному) типі успадкування
Однією з ознак, Y-зчеплене успадкування якого у людини все ще обговорюється, є гіпертрихоз вушної раковини, або наявність волосся на зовнішньому краї вушної раковини. Припускають, що в короткому плечі Y-хромосоми крім цього гена знаходяться гени, що визначають чоловічу стать. У 1955 р у миші описаний визначається Y-хромосомою трансплантаційний антиген, названий HY.
Можливо, він є одним з факторів статевої диференціювання чоловічих гонад, клітини яких мають рецептори, що зв'язують цей антиген. Пов'язаний з рецептором антиген активізує розвиток гонади за чоловічим типом (див. Розд. 3.6.5.2; 7.1.2).
Цей антиген в процесі еволюції залишився майже незмінним і зустрічається в організмі багатьох видів тварин, в тому числі
і людини. Таким чином, спадкування здатності до розвитку гонад за чоловічим типом визначається голандрічним геном, розташованим в Y-хромосомі (рис. 7.32).