АНТРОПОГЕНЕТИКА Основные особенности и методы изучения наследственности человека

АНТРОПОГЕНЕТИКА Основные особенности и методы изучения наследственности человека Доцент Матвеева Ольга Николаевна

АНТРОПОГЕНЕТИКА l. Раздел генетики, изучающий закономерности наследственности и изменчивости у человека

Медицинская генетика l. Раздел антропогенетики, разрабатывающий методы диагностики, лечения и профилактики наследственной патологии человека

ОСОБЕННОСТИ ЧЕЛОВЕКА l Объективные трудности Биологические Ø Социальноэтические Ø l Преимущества Разнообразие семей Ø Способность воспринимать и передавать информацию Ø Хорошая изученность человека Ø Большое количество методов изучения генетики человека Ø

Биологические трудности l Немногочисленное потомство (моноплодная беременность, ограниченный фертильный возраст) l Медленная смена поколений (позднее половое созревание, продолжительная беременность) l Сложность кариотипа (большое число хромосом, разные взаимодействия генов, разная пенетрантность генов) l Высокая степень гетерозиготности, фенотипический полиморфизм Биологические трудности

Социально-этические трудности l Невозможность экспериментальных браков l Невозможность создания одинаковых условий (образ жизни, питание и т. д. ) Немногочисленное потомство (планирование семьи) l Медленная смена поколений (дети - после 30 лет) l Отсутствие точной регистрации наследственных признаков l

ВЫВОД Основной метод генетики гибридологический нельзя применить к человеку

Преимущества человека v Разнообразие семей по изучаемым признакам v Способность абстрактно мыслить, воспринимать и передавать информацию v Хорошая изученность человека (морфологически, физиологически, биохимически, иммунологически, клинически) v Большое количество методов изучения (в обход гибридологического)

Методы изучения генетики человека l Ø Ø Ø Ø Основные Генеалогический Близнецовый Цитогенетические Методы пренатальной диагностики Молекулярной генетики Моделирования наследственных болезней Гибридизации соматических клеток Популяционно-статистический l Дополнительные Биохимический (онтогенетический) Ø Дерматоглифики Ø Иммунологический Ø Микробиологический Ø

ГЕНЕАЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД Ф. Гальтон, 1865 г. l 1. Составление l l родословной Сбор сведений Графическое изображение родословной l 2. Генетический анализ родословной l l l Установление наследственного характера признака Установление типа наследования Определение генотипов членов родословной

Сбор сведений l Начинаем с пробанда l Используем опрос, анкетирование, медицинское обследование l Учитываем умерших (с указанием причины смерти), мертворожденных, выкидыши

ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ РОДОСЛОВНОЙ

Генетический анализ родословной Установление наследственного характера признака l Установление типа наследования l Определение генотипов членов родословной l Прогноз потомства: l Прогнозирование рождения детей с наследственной патологией

Близнецовый метод Ф. Гальтон, 1875 г. l Близнецы – это дети, выношенные и рожденные одной матерью одновременно l Близнецы: - монозиготные (МБ, ОБ) - дизиготные (ДБ, РБ)

ü ü ü Вероятность рождения близнецов - 1 случай на 85 родов Из них монозиготных - 1/3, дизиготных - 2/3 Меньше близнецов рождается у представителей монголоидной расы. Самая низкая частота рождения близнецов - в Японии В США дизиготные близнецы чаще рождаются среди представителей негроидной расы

Монозиготные близнецы (ОБ) Генотип – одинаковый Пол – одинаковый Различия - в связи с разными условиями

Дизиготные близнецы (РБ) Результат полиовуляции Генотип – разный Фенотип – разный Пол - одинаковый или разный

Возможности близнецового метода l. Выяснение соотносительной роли наследственности и среды в развитии индивидуальных признаков человека

Близнецовый метод 1 этап – подбор пар близнецов (ЦЕЛЬ) 2 этап – диагностика зиготности близнецов 3 этап – сопоставление близнецов в группах по изучаемому признаку

Коэффициент Хольцингера % ОБ (МЗ) - % РБ (ДЗ) l Н = -----------------100 - % РБ (ДЗ) Окружающая среда Генотип => Фенотип

Значение близнецового метода l Определение причин различной пенетрантности и экспрессивности генов l Оценка эффективности влияния внешних факторов на человека (возможность коррекции нарушений)

Цитогенетические методы l Микроскопическое изучение хромосом человека l Изучаются только соматические клетки 1 – кариотипирование 2 – определение полового хроматина

КАРИОТИПИРОВАНИЕ Денверская 1960 г Парижская 1971 г

Классификации хромосом ДЕНВЕРСКАЯ ПАРИЖСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ – 1960 г. КЛАССИФИКАЦИЯ – l Сплошное окрашивание Характеристика: – Количество хромосом – Размеры хромосом – Форма хромосом l Результат: – 7 групп хромосом: А, В, С, D, Е, F и G l 1971 г. Дифференциальное окрашивание l Характеристика: – Каждая хромосома имеет неповторимый рисунок l Результат: – Хромосомы индивидуализированы l

Половой хроматин v. X - половой хроматин (тельце Барра) – компактная глыбка в интерфазном ядре соматической клетки нормальной женщины v. Y - половой хроматин - длинное плечо Yхромосомы у мужчин (флюоресцентная микроскопия)

X -половой хроматин число Х-хромосом: Х = n+1 (п- число глыбок полового хроматина)

Цитогенетические методы l. Диагностика хромосомных болезней l. Определение пола l. Изучение хромосомного полиморфизма в популяции

Методы Пренатальной диагностики l Непрямые (просеивающие)– Исследование беременной женщины l Прямые (неинвазивные, инвазивные) – Исследование плода

Пренатальная диагностика l Полученный материал исследуется цитогенетическими, биохимическими и молекулярно-генетическими методами l Используется в медико-генетическом консультировании l Диагностика наследственных болезней, выявление пороков развития, определения пола

Пренатальная диагностика Проводится для предупреждения рождения ребенка с тяжелой патологией, не поддающейся лечению

Моделирование наследственных болезней l Базируется на законе гомологических рядов Н. И. Вавилова: У филогенетически родственных организмов проявляются однозначные реакции на определенные воздействия среды, в т. ч. на мутагенные факторы.

Популяционно-статистический метод l Основан на законе Харди-Вайнберга (1908 год): АА + Аа + аа = 1(100%) Изучает генетическую структуру популяций

Популяционно-статистический метод Ø Выявлена разная частота резусотрицательных людей в Европе (14%) и в Японии (1%) Ø Неравномерное распространение наследственных болезней: ü Швеция - амавротическая идиотия ü Южная Африка - порфирия

Гибридизация соматических клеток

Гибридизация соматических клеток l Экспериментальное конструирование межвидовых клеточных гибридов l Метод используется: 1. Для картирования генов в хромосомах 2. Для определения функциональной активности генов

Методы молекулярной генетики Прямое изучение структуры ДНК l. Метод секвенирования l. Метод полимеразных цепных реакций l. Метод генной инженерии

Методы молекулярной генетики Ø Позволяет проводить ДНК-диагностику первичного генетического дефекта (анализ состояния определенного гена) - диагностика моногенного заболевания Ø Идентификация личности - в судебной медицине (в ДНК есть индивидуальные вариабельные точки) Ø Перспектива: Открыты гены, участвующие в дифференцировке, старении, ожирении

Дополнительные методы l Онтогенетический (биохимический) Ген фермент признак l Метод дерматоглифики l Иммуногенетический метод l Микробиологический метод

Дополнительные методы Метод дерматоглифики Ф. Гальтон, 1892 г

Дополнительные методы l Иммуногенетический метод: Ø Для обследования пациентов при подозрении на аутоиммунные заболевания Ø При подозрении на антигенную несовместмость матери и плода (Rh - фактор, группа крови) Ø При установлении отцовства

Дополнительные методы l Микробиологический метод: Ø Используется для диагностики ферментопатий (фенилкетонурия, галактоземия) и других генных болезней, так как продукты метаболизма человека изменяют характер роста колоний микроорганизмов

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!