Психогенетика (вибір ...

До основних методів, які використовуються в генетиці людини, належать:

–                                    генеалогічний;

–                                    цитогенетичний;

–                                    близнюковий;

–                                    популяційний;

–                                    молекулярно-генетичні методи.

Генеалогічний метод дозволяє подолати складнощі, які виникають у зв’язку з неможливістю постановки цілеспрямованого схрещування. Якщо є родоводи, то можна, використовуючи сумарні дані декількох родин, визначити тип успадкування ознаки (домінантний, рецесивний, зчеплений зі статтю, аутосомний), а також її моногенність або полігенність.

Генеалогічний метод застосовується:

1) для встановлення спадкового характеру ознаки;

2) при визначенні типу успадкування та пенетрантності гена;

3) при аналізі зчеплення генів і картуванні хромосом;

4) при вивченні інтенсивності мутаційного процесу;

5) при розшифровці механізмів взаємодії генів;

6) при медико-генетичному консультуванні.

Типи моногенного успадкування, які виявляються за допомогою генеалогічного методу:

1. Аутосомно-домінантний тип успадкування:

– захворювання спостерігається у кожному поколінні, тобто прослідковується у родоводі за вертикаллю (окрім випадків нової мутації);

– мутантний ген, пов’язаний з аутосомою, проявляє свою дію як у гомозиготному, так і гетерозиготному стані;

– ризик народження хворої дитини, якщо хворий один з батьків, складає 50%; – здорові індивіди мають здорових нащадків;

– у хворого індивіда хворий один з батьків, окрім випадків нової мутації;

– обидві статі уражуються з однаковою частотою.

Захворювання: синдром Марфана, синдром Реклінгхаузена, ахондроплазія.

2. Аутосомно-рецесивний тип успадкування:

– при шлюбі двох гетерозиготних носіїв одного й того ж рецесивного гена мутанта в середньому 50% дітей фенотипово можуть бути здоровими, але є носіями рецесивного мутантного гена;

– 25% дітей отримують рецесивний ген від обох батьків і будуть уражені спадковим рецесивним захворюванням (гомозиготи);

– 25% будуть здорові фенотипово та генотипово;

– обидві статі уражуються однаково;

– в родоводі при такому успадкуванні захворювання може прослідковуватися за горизонталлю, повторюватися через одне або декілька поколінь;

– у хворого батька народжуються здорові діти;

– в разі кровно-родинних шлюбів між батьками пробанда спостерігається збільшення числа хворих у родоводі.

Захворювання: АГСгалактоземія, муковісцидоз, таласемія, серповидно-клітинна анемія, хвороба Тея-Сакса, альбінізм та ін.

3. Х-зчеплений домінантний тип:

– у хворого пробанда обов’язково хворий один з батьків;

– у хворого батька всі доньки хворі, а сини здорові;

– у хворої матері однакова ймовірність народження хворої доньки та хворого сина;

– в здорових батьків всі діти будуть здорові;

– хворих жінок в 2 рази більше, ніж хворих чоловіків.

Захворювання: фосфатдіабет, синдроми Ретта, Коффіна-Лоурі, Гольця та ін.

4. Х-зчеплений рецесивний тип:

– захворювання спостерігається в чоловіків – родичів пробанда за материнською лінією;

– сини ніколи не успадковують захворювання батька;

– у хворого батька всі його доньки здорові та є гетерозиготними носіями патологічного гена;

– якщо жінка є гетерозиготним носієм патологічного гена, то половина її синів хворі, а всі доньки здорові, причому половина доньок – гетерозиготі носії патологічного гена.

Захворювання: нецукровий діабет, дефіцит глюкозо-6-фосфат-дегідрогенази, м’язова дистрофія Дюшена, гемофілія А, В, іхтіоз, синдром Аарськога-Скотта та ін.

5. Y-зчеплений тип:

– в Y-хромосомі знаходяться гени, які детермінують розвиток сім’яників, відповідають за сперматогенез, контролюють інтенсивність росту тіла, кінцівок і зубів, визначають обволосіння вушної раковини;

– ознака передається всім хлопчикам;

– ознака виявляється лише в осіб чоловічої статі;

– патологічні мутації, які зачіпають формування сім’яників або сперматогенез, успадковуватися не можуть, такі індивіди стерильні.

6. Мітохондріальний тип:

– мітохондрії передаються з цитоплазмою яйцеклітин (у кожній яйцеклітині – 25 000 мітохондрій, які містять кільцеву хромосому);

– генні мутації у мітохондріальній ДНК виявлені при атрофії зорового нерву Лебера, мітохондріальних міопатіях, доброякісній пухлині (онкоцитомі), при прогресуючих офтальмоплегіях;

– хвороба передається лише від матері;

– хворіють і дівчатка, і хлопчики;

– хворий батько не передає хвороби ані донькам, ані синам.

Цитогенетичний метод дозволяє встановити хромосомний набір за кількістю та будовою, а також виявити аномалії генома за допомогою диференційного забарвлення хромосом. Для забарвлення та отримання каріотипу людини зазвичай використовують лейкоцити периферійної крові.

Людина, як об’єкт дослідження генетики має декілька особливостей, які значно ускладнюють вивчення її генетики. Каріотип людини відносно великий. Кожна соматична клітина людини містить 46 хромосом. Для жінки запис каріотипу становить 44, ХХ, для чоловіка 44, ХУ. Всі хромосоми людини за розмірами та їх формою поєднано у 7 великих груп які позначаються великими латинськими літерами:

1.                  Група А включає хромосоми 1, 2 та 3 – це метацентричні та субметацентричні хромосоми. Хромосома 1 – найбільша метацентрична хромосома у каріотипі. Хромосома 2 є найбільшою субметацентричною хромосомою. Метацентрична хромосома 3 майже на 1/5 відрізняється за розмірами від хромосоми 1.

2.                  Група В містить хромосоми 4 та 5 – великі субметацентричні. Відрізнити їх одна від одної при звичайному фарбуванні неможливо.

3.                  Група С представлена хромосомами з 6 по 12 та сюди ж належить статева Х-хромосома. Всі вони метацентричні середнього розміру.

4.                  Група D містить хромосоми 13, 14, 15, всі вони акроцентричні середньої довжини, містять вторинну перетинку.

5.                  До групи Е належать короткі метацентричні та субметацентричні хромосоми з 16 по 18. Хромосома 16 метацентрична її довжина сягає 1/3 довжини хромосоми 1. Хромосоми 17 та 18 майже однакової довжини.

6.                  Група F об’єднує дві маленькі метацентричні хромосоми 19 та 20.

7.                  Група G містить маленькі акроцентричні хромосоми 21 та 22, а також статеву Y-хромосому.

 Цитологічний контроль застосовують при діагностиці ряду спадкових захворювань, які пов’язані з явищами анеуплоїдії та різними хромосомними абераціями.

Разом з вивченням мітотичних хромосом корисну інформацію отримують і при спостереженні інтерфазних клітин. Зокрема, чоловіків і жінок розрізняють за наявністю в інтерфазному ядрі так званого тільця Барра, або статевого хроматину. Він є у жінок і відсутній у чоловіків. Статевий хроматин являє собою результат гетерохроматинізації однієї з двох Х-хромосом, що інактивується у жінок. Ідентифікація статевого хроматину у клітинах слизової оболонки роту широко використовується для визначення генетичної статі пацієнтів у практиці медичної генетики, а також у спортивній медицині.

Близнюковий метод використовується для виявлення ступеня спадкової обумовленості ознак, які досліджуються. Явище поліембріонії відомо у деяких тварин. Воно характеризується появою декількох ідентичних або однояйцевих близнюків – гомозиготних (монозиготних) близнюків. Поряд з такими монозиготними існують різнояйцеві або дизиготні близнюки, які народжуються при заплідненні двох одночасно дозріваючих яйцеклітин. Якщо монозиготні як результат клонового розмноження одної заплідненої яйцеклітини завжди ідентичні за статтю та дуже схожі фенотипово, часто майже нерозрізнимі, то дизиготні можуть мати як однакову, так і різну стать. Зустрічаються дизиготні близнюки, які дуже різняться за зовнішніми ознаками, як особини, які виникли внаслідок самостійних випадків запліднення.

Близнюковий метод оснований на трьох положеннях:

– монозиготні близнюки мають ідентичні генотипи, а дизиготні – різні генотипи;

– середовище, в якому розвиваються близнюки та під дією якого з’являються відмінності ознак у монозиготних близнюків, може бути однаковим і неоднаковим для однієї й тієї ж пари монозиготних близнюків;

– усі властивості організму визначаються взаємодією тільки двох чинників: генотипу та середовища.

Ці положення дозволяють порівнювати вплив генотипу та середовища на розвиток ознак.

Монозиготні та дизиготні близнюки зазвичай порівнюють за рядом показників на великій кількості матеріалу. На основі отриманих даних підраховують показники конкордантності (рівня схожості) та дискордантності (рівня відмінності). У монозиготних близнюків конкордантність значно вища, ніж у дизиготних, однак ступінь схожості для різних ознак варіює. Це дозволяє дати оцінку ролі генотипу та середовища у їх прояві. Запропоновано декілька способів кількісного вираження частки спадковості у розвитку ознаки.

Таким чином, використання близнюкового методу показує, що такі генетично детерміновані ознаки, як, наприклад, показники обміну речовин, можуть сильно піддаватися модифікаційній мінливості. Це треба враховувати, наприклад, при описанні симптомів спадкових захворювань, що має велике значення в медичній генетиці.

Сучасні тенденції в структурі захворюваності свідчать про зростання внеску генетичної компоненти. За даними світової статистики більше 5% немовлят мають той чи інший генетично обумовлений дефект. На сьогодні відомо вже понад 2500 нозологічних форм генетично обумовлених захворювань, які торкаються усіх органів, систем і функцій організму людини.

Сучасні погляди на етіологію і патогенез багатьох мультифакторіальних захворювань (онкогематологія, ішемічна хвороба серця, група нервово-психічних розладів, ендокринна патологія та ін.) свідчать про велике значення генетично детермінованої схильності до реалізації захворювання, урахування якої на основі генетичних маркерів сприяє не тільки ранній діагностиці патологічного процесу, але і мінімізації наслідків захворювання і, навіть, профілактики виникнення.

Сучасний світогляд на загальні закономірності розвитку фізіологічного статусу індивіда свідчить про взаємодіючі механізми декількох складових, серед яких велике значення посідають саме генетично детерміновані процеси. На тлі несприятливих екзогенних чинників одна і та сама комбінація генетичних чинників може виступати як в ролі індукторів, так і протекторів розвитку патології.

З генетики людини виділяється самостійний розділ – медична генетика. Медична генетика – галузь генетики людини, яка вивчає залежність захворювань людини від спадкових чинників, причини їх виникнення і розробляє заходи запобігання дії мутагенних чинників на організм людини. Вона вивчає характер спадкових захворювань на різних рівнях біологічної організації: молекулярному, клітинному, органному, організменному завдяки різним сучасним та класичним методам.