КЛАССИЧЕСКИЕ ТИПЫ НАСЛЕДОВАНИЯ У ЧЕЛОВЕКА Менделирующие признаки

КЛАССИЧЕСКИЕ ТИПЫ НАСЛЕДОВАНИЯ У ЧЕЛОВЕКА

Менделирующие признаки • Генетика человека опирается на общие принципы, установленные Менделем. Для человека, как и для других эукариот, характерны все типы наследования: аутосомнодоминантный, аутосомно-рецессивный, наследование признаков, сцепленных с полом, и за счет взаимодействия неаллельных генов.

• а) аутосомно-доминантное наследование. 1905 г. , Фараби – брахидактилия (короткопалость). • Доминантные аутосомные признаки у человека – это: темный цвет глаз, вьющиеся волосы, переносица с горбинкой, прямой нос (кончик носа прямо), ямочка на подбородке, праворукость, раннее облысение у мужчин, способность свертывать язык в трубочку, белый локон надо лбом, «габсбургская» губа – нижняя челюсть узкая, выступающая вперед, некоторые патологические признаки: полидактилия (6 – 9 пальцев), синдактилия (сращение пальцев), брахидактилия.

• б) Аутосомно-рецессивные менделирующие признаки у человека: мягкие прямые волосы, курносый нос, светлые глаза, Rh–, I 0, многие болезни: фенилкетонурия, галактоземия, пигментная ксеродерма и др. • в) Неполное доминирование. АА – большой нос, аа – маленький нос, Аа – средний нос • г) Кодоминирование: группы крови АВ 0. Аллельные гены, определяющие группу крови, находятся в 9 -й хромосоме. Группы крови системы MN. Гены LM и LN – 2 аллеля, оба доминантны. (4 -я хромосома? ). родителей с группой крови М рождаются дети группы М, аналогично с группой крови N, в семьях, где родители имеют М и N группы, рождаются дети MN (оба доминантных гена функционируют вместе). .

Взаимодействие генов • 1. Эпистаз – наиболее характерен для генов, участвующих в регуляции онтогенеза и иммунных систем человека. Примером рецессивного эпистаза у человека может служить «бомбейский феномен» . В Индии была описана семья, в которой родители имели вторую (А 0) и первую (00) группы крови, а их дети – четвертую (АВ) и первую (00). Чтобы ребенок в такой семье имел четвертую группу АВ, мать должна иметь группу крови В, но никак ни 0. Позже было выяснено, что в системе групп крови АВ 0 имеются рецессивные гены-модификаторы, которые в гомозиготном состоянии подавляют экспрессию антигенов на поверхности эритроцитов.

• Например, человек с Ш группой крови должен иметь на поверхности эритроцитов антиген группы В, но эпистатирующий ген-супрессор в рецессивном гомозиготном состоянии hh подавляет действие гена В, так что соответствующие антигены не образуются и фенотипически проявляется группа крови 0. Описанный локус гена-супрессора не сцеплен с локусом АВ 0. Гены-супрессоры наследуются независимо от генов, определяющих группы крови АВ 0. • Бомбейский феномен имеет частоту 1 на 13 000 среди индусов, живущих в окрестностях Бомбея. По-видимому, признак обусловлен нарушением одного из ферментов, участвующих в синтезе антигена.

• 2. Комплементарность – пример наследование слуха. – несколько пар генов. Ген А – внутреннее ухо, ген В – слуховой нерв, норма А–В–. • 3. Полимерия – в большинстве случаев кумулятивная – цвет кожи, цвет волос, рост.

• Цвет кожи и волос, а также цвет радужной оболочки глаз обеспечивает пигмент меланин. Он также предохраняет организм от воздействия УФ-лучей. • Существует два типа меланинов: эумеланин (черный и темно-коричневый) и феумеланин (желтый и рыжий). Меланин синтезируется в клетках из аминокислоты тирозина в несколько этапов. Регуляция синтеза осуществляется многими путями и зависит также от скорости деления клеток. При ускорении митозов в основании волоска образуется феумеланин, а при замедлении – эумеланин. При некоторых формах злокачественного перерождения клеток кожного эпителия наблюдается накопление меланина (меланомы). • Все цвета волос, за исключением рыжих, представляют непрерывный ряд от темного до светлого (соответственно уменьшению концентрации эумеланина) и наследуются полигенно по типу кумулятивной полимерии. • Цвет рыжих волос зависит от наличия феумеланина. Окраска волос обычно меняется с возрастом и стабилизируется с наступлением половой зрелости.

• Цвет радужной оболочки глаз определяют несколько факторов. С одной стороны он зависит от присутствия гранул меланина, а с другой – от характера отражения света. Черный и коричневый цвета обусловлены многочисленными пигментными клетками в переднем слое радужной оболочки. В светлых глазах содержание пигмента значительно меньше. Преобладание голубого в свете, отраженном от переднего слоя радужной оболочки, не содержащей пигмента, объясняется оптическим эффектом. Различное содержание пигмента определяет весь диапазон цвета глаз.

• По типу кумулятивной полимерии наследуется пигментация кожи – 3 -4 пары генов. При формировании признака не важно какой паре генов принадлежат доминантные гены, важно их количество. Генотип чернокожего можно условно записать А 1 А 1 А 2 А 2 А 3 А 3, а генотип белого а 1 а 1 а 2 а 2 а 3 а 3. • Плейотропия – синдром Мрфана – аутосомнодоминантная патология. Арахнодактилия (паучьи пальцы), высокий рост из-за удлинения конечностей, гиперподвижность суставов, подвывих хрусталика → близорукость. В основе дефект развития соединительной ткани, возникающий на ранних стадиях развития.

• Система резус-фактор. . Rh+- доминантный, Rh– – рецессивный (1939 при исследовании крови ♀) , в 1 -й паре хромосом. Антигены и антитела Rh имеют сложную структуру и состоят из 3 -х компонентов. Условно антигены Rh обозначают С, D, E. На основе анализа о наследовании Rh в семьях и популяциях сформулирована гипотеза о том, что каждый компонент Rh определяется своим геном, что эти гены сцеплены в один локус и имеют общий промотор, который регулирует их количественную экспрессию. Гены обозначают соответственно C, D, E.

• Генетическая структура Rh-комплекса: D, d C, c E, e гипотетическое расположение генов, определяюзщих Rhфактор. Генетические исследования в семьях показывают возможность кроссинговера между тремя генами у гетерозигот. Популяционные исследования вывили фенотипы: CDE, CDe, Cd. E, c. DE, Cde, c. De, cd. E, cde. Взаимодействия между генами сложные. По всей видимости, главным фактором, определяющим Rh-антиген, является антиген D. Он обладает гораздо большей иммуногенностью, чем антигены С и Е. Отрицательный Rhфактор выявляется у людей с генотипом dd, положительный у людей с генотипом DD, Dd. У гетерозигот CDe/Cde (CCDdee) и Cde/c. De (Cc. Ddee) экспрессия фактора D изменяется, в результате чегоформируется фенотип Dи со слабой реакцией в ответ на введение Rh+ антигенов. Следовательно, работа генов в резус-локусе может регулироваться количественно и фенотипическое проявление резус-фактора у Rh-положительных людей бывает различным: большим или меньшим.

• Несовместимость по Rh-фактору у матери и плода может стать причиной развития патологии у плода или выкидыша на ранних сроках беременности. Установлено, что во время беременности примерно 1 мл крови плода может попасть в кровоток матери. Если мать Rh–, а плод Rh+, то после первых родов мать будет сенсибилизирована к резус-положительным антигенам. При последующих беременностях Rhнесовместимым плодом титр анти Rh-антител в ее крови может резко возрасти и под влиянием их разрушающего воздействия у плода возникает характерная картина гемолитической патологии, выражающейся в анемии, желтухе или водянке.

• 5. Главный комплекс гистосовместимости (МНС). Давно известно что кожа, пересаженная от одного индивида другому, отторгается. В 1927 г. Бауэр установил, что при пересадке кожи от монозиготного близнеца его партнеру отторжения не происходит. Таким образом было доказано, что реакция отторжения детерминирована генетически. Исследования по антигенам гистосовместимости начали проводиться более интенсивно толко тогда, когда стало ясно, что для таких исследований можно использовать лейкоциты. Доссэ (1954) обнаружил, что сыворотка больных, которым много раз переливали кровь, содержит агглютинины против лейкоцитов. Впоследствии было установлено, что сыворотка таких больных агглютинирует лейкоциты более 60% инидивидов французской популяции, но не агглютинирует лейкоциты самих больных

• • В 60 -е годы была выдвинута гипотеза (Киссмейер– Нильсон) о двух тесно сцепленных локусах (А и В), каждый из которых содержит серию множественных аллелей. В настоящее время известны 4 сцепленных локуса, расположенных в порядке: A, C, B, D. Для каждого из них известно много аллелей. Частоты аллелей различаются в разных популяциях. Таким образом, в отношении гистосовместимости существует концепция четырех полиаллельных серий. Она основывается на следующих фактах: Нет индивидов, которые были бы носителями более двух антигенов из каждого среди 4 -х наборов. Между этими наборами наблюдается рекомбинация, что позволило определить порядок расположения генов: А– С –В– D. Основной стимул прогресса знаний в этой области – повысить эффективность трансплантации органов, в первую очередь почек.

• 6. Гены глобинов у человека расположены на хромосомах в составе двух кластеров. α – кластер глобиновых генов занимает 25 т. п. н. в коротком плече 16 -й хромосомы. Семейство γ-β-δ- генов расположено в коротком плече 11 -й хромосомы на участве длиной 60 т. п. н. В β-глобиновом кластере гены ε, γ, β и δ-глобиновых цепей расположены в той же последовательности, в которой они начинают экспрессироваться в онтогенезе. • Все глобиновые гены сходны по своей функциональной организации. Каждый имеет по 3 экзона, 2 интрона. •