Na štúdium sa používa genealogická metóda. Genealogická metóda na štúdium ľudskej genetiky
Študenti, absolventi vysokých škôl, mladí vedci, ktorí vo svojich štúdiách a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.
Publikované na http://www.allbest.ru/
Genealogická metóda
genealogická dedičná choroba
Genealogická metóda spočíva v štúdiu rodokmenov založených na Mendeleevových zákonoch o dedičstve a pomáha zistiť povahu dedičstva zvláštnosti (dominantnej alebo recesívnej).
To potvrdzuje dedičnosť individuálnych charakteristík osoby: rysy tváre, výška, krvný typ, duševný a mentálny sklad, ako aj niektoré choroby. Napríklad pri štúdiu genealógie kráľovskej habsburskej dynastie po niekoľko generácií sa vysleduje vyčnievajúci spodný pysk a nos s hrboľom.
Táto metóda odhalila škodlivé účinky úzko súvisiacich manželstiev, ktoré sa prejavujú najmä pri homozygotnosti pre tú istú nepriaznivú recesívnu alelu. V rodinných manželstvách je pravdepodobnosť, že budú mať deti s dedičnými chorobami a včasnou dojčenskou úmrtnosťou, desaťkrát a dokonca stokrát vyššia ako priemer.
Genetická metóda sa najčastejšie používa v genetike duševných chorôb. Jeho podstata spočíva v sledovaní prejavov patologických príznakov v rodokmenoch s použitím techník klinického vyšetrenia naznačujúcich typ rodinných väzieb medzi členmi rodiny.
Táto metóda sa používa na stanovenie typu dedičnosti choroby alebo individuálnej vlastnosti, na určenie umiestnenia génov na chromozómoch a na vyhodnotenie rizika prejavu duševnej patológie počas genetického poradenstva. V genealogickej metóde možno rozlíšiť dve etapy - etapu zostavovania rodokmenu a fázu použitia genealogických údajov na genetickú analýzu.
Zostavovanie rodokmeňa sa začína u osoby, ktorá bola vyšetrená ako prvá, nazýva sa proband. Zvyčajne je to pacient alebo jednotlivec, ktorý má prejavy študovanej črty (nie je to však potrebné). Rodokmeň by mal obsahovať stručné informácie o každom členovi rodiny s uvedením jeho vzťahu k probandovi. Rodokmeň je znázornený graficky pomocou štandardného zápisu, ako je znázornené na obr. 16. Generácie označujú rímske číslice zhora nadol a umiestňujú ich naľavo od genealógie. Arabské číslice označujú jednotlivcov rovnakej generácie postupne zľava doprava, zatiaľ čo bratia, sestry alebo súrodenci, ako sa hovorí v genetike, sú usporiadaní v poradí podľa dátumu narodenia. Všetci členovia rodokmeňu jednej generácie sa nachádzajú prísne v jednom riadku a majú svoj vlastný kód (napríklad III-2).
Podľa údajov o prejavoch choroby alebo nejakej študovanej vlastnosti u členov rodokmeňa sa pomocou špeciálnych metód geneticko-matematickej analýzy rieši problém stanovenia dedičného charakteru choroby. Ak sa zistí, že skúmaná patológia je genetickej povahy, potom sa v ďalšom štádiu vyrieši problém stanovenia typu dedičstva. Je potrebné poznamenať, že druh dedičstva nie je stanovený jedným, ale skupinou rodokmenov. Podrobný opis rodokmeňa je dôležitý pre hodnotenie rizika patológie u konkrétneho člena rodiny, t.j. pri vykonávaní genetického poradenstva.
Pri štúdiu rozdielov medzi jednotlivcami na akomkoľvek základe vzniká otázka príčinných faktorov takýchto rozdielov. Preto je v genetike duševných chorôb široko používaná metóda na hodnotenie relatívneho prínosu genetických a environmentálnych faktorov k interindividuálnym rozdielom v citlivosti na konkrétne ochorenie. Táto metóda je založená na predpoklade, že fenotypová (pozorovateľná) hodnota znaku u každého jednotlivca je výsledkom vplyvu genotypu jednotlivca a podmienok prostredia, v ktorých sa vyvíja. Pre konkrétnu osobu je však prakticky nemožné to určiť. Preto sa zavádzajú vhodné všeobecné ukazovatele pre všetkých ľudí, ktoré potom umožňujú v priemere určiť pomer genetických a environmentálnych vplyvov na jednotlivca.
Genealogická štúdia rodín ľudí s duševným ochorením presvedčivo ukázala akumuláciu prípadov psychóz a abnormalít osobnosti v nich. U pacientov so schizofréniou, maniodepresívnou psychózou, epilepsiou a niektorými formami oligofrénie sa zistilo zvýšenie frekvencie prípadov ochorenia u blízkych príbuzných.
Pri genetickej analýze je dôležité vziať do úvahy klinickú formu choroby. Frekvencia schizofrénie u príbuzných závisí najmä od klinickej formy choroby, ktorú pravdepodobný trpí.
Hodnoty rizika uvedené v tabuľkách umožňujú lekárovi orientovať sa v otázkach dedičnosti choroby. Napríklad prítomnosť iného chorého príbuzného v rodine (s výnimkou probandu) zvyšuje riziko pre ostatných členov rodiny, a to nielen vtedy, ak sú chorí obaja alebo jeden rodič, ale aj vtedy, keď sú chorí aj ďalší príbuzní (súrodenci, tety, strýko atď.). ).
Teda blízki príbuzní pacientov s duševným ochorením majú zvýšené riziko podobného ochorenia. V praxi je možné rozlíšiť: a) vysokorizikové skupiny - deti, z ktorých jedna rodičia sú chorí na duševné choroby, ako aj súrodenci (bratia, sestry), dizygotické dvojčatá a rodičia pacientov; b) najrizikovejšie skupiny sú deti dvoch chorých rodičov a monozygotných dvojčiat, z ktorých jedna je chorá. Včasná diagnostika, včasná kvalifikovaná psychiatrická starostlivosť sú podstatou preventívnych opatrení vo vzťahu k tomuto kontingentu.
Výsledky klinických genetických štúdií tvoria základ lekárskeho genetického poradenstva v psychiatrii. Genetické poradenstvo možno schematicky zredukovať na nasledujúce kroky:
stanovenie správnej diagnózy probandu;
genealógia a štúdium duševného stavu príbuzných (pre správne diagnostické posúdenie je v tomto prípade obzvlášť dôležitá úplnosť informácií o duševnom stave členov rodiny);
určenie rizika chorobou na základe údajov;
hodnotenie rizika z hľadiska „vysokej - nízkej“. Údaje o rizikách sa vykazujú vo forme primeranej potrebám, zámerom a psychickému stavu konzultanta. Lekár by mal nielen oznámiť mieru rizika, ale mal by tiež pomôcť správne vyhodnotiť prijaté informácie a zvážiť všetky výhody a nevýhody. Konzultant by mal tiež vylúčiť pocity viny z prenosu náchylnosti na chorobu;
vypracovanie akčného plánu. Lekár pomáha pri výbere tohto alebo tohto rozhodnutia (iba manželia môžu mať deti alebo odmietnuť mať deti);
catamnesis.
Monitorovanie rodiny, ktorá vyhľadá radu, môže lekárovi poskytnúť nové informácie, ktoré pomôžu objasniť stupeň rizika.
záver
Aj keď je človek komplexným objektom genetického výskumu, keďže človek má veľké množstvo génov, vysoký stupeň heterozygotnosti, smerové kríženia atď. Nie sú možné, ľudská dedičnosť sa riadi zákonmi univerzálnymi pre celý organický svet a znaky dedičnosti každej osoby možno identifikovať pomocou genealogického metóda genetickej analýzy.
Osoba má rôzne druhy dedičstva.
Dedičnosť ľudských vlastností podlieha všeobecným genetickým vzorcom.
Na identifikáciu typu dedičstva u ľudí je potrebná špeciálna metóda - genealogická metóda.
Referencie
1. Ayala J., Kiger F. Moderná genetika. - M.: Mir, 1987.
2. Bochkov F.P. Ľudská genetika. - M.: Education, 1990.
3. Spitsyn I.P. Workshop o ľudskej genetike. - Tambov, 1999.
4. Vogel A., Motulsky K. Ľudská genetika - M.: Mir, 1990. - T. 1-3.
Zverejnené na Allbest.ru
Zásady lekárskeho genetického poradenstva
Stanovenie presnej diagnózy vrodenej alebo dedičnej choroby. Určenie typu dedičnosti choroby v rodine. Výpočet rizika opakovaného výskytu choroby v rodine. Realizácia propagácie lekárskych genetických poznatkov medzi lekármi a verejnosťou.
prezentácia pridaná 17.06.2015
Genetické poradenstvo v tehotenstve
Úlohy genetického poradenstva. Génová genetická predpoveď. Výpočty genetického rizika. Posúdenie závažnosti lekárskych a sociálnych dôsledkov podozrenia z anomálie. Indikácie na uvedenie rodiny na genetickú konzultáciu.
prezentácia pridaná 13. 3. 2014
Metódy štúdia ľudskej dedičnosti
Podstata genealogickej metódy štúdia rodokmenov v rodinách, v ktorých existujú dedičné choroby. Posúdenie podobnosti rovnakých a opačných dvojčiat. Štúdium chromozómového súboru osoby. Analýza biochemických a populačných metód.
prezentácia, pridané 09/12/2015
Ľudská genetika
Štúdium genealogických metód a metód dvojčiat. Sledovanie prenosu príznaku medzi príbuznými pacienta v niekoľkých generáciách. Autozomálny dominantný typ dedičnosti. Klinické príznaky mikroskopie, Robinovov syndróm, polydaktylácia a porfýria.
prezentácia, pridané 27.4.2015
Organizácia pre štúdium verejného zdravia
Štúdium úrovne, štruktúry a faktorov výskytu peptického vredu u dospievajúcich. Relatívne hodnoty. Zdravotnícke demografické ukazovatele a ukazovatele chorobnosti. Metóda štandardizácie. Použitie priemerov na meranie verejného zdravia.
laboratórne práce, pridané 03/03/2009
Význam genetiky pre medicínu a zdravie
Predmet a úlohy ľudskej genetiky. Metódy štúdia ľudskej dedičnosti a variability. Dedičné choroby ľudí, ich liečba a prevencia, hlavné spôsoby prevencie. Génové mutácie a metabolické poruchy. Druhy chromozomálnych chorôb.
abstrakt, pridané 28. 11. 2010
Prevencia dedičných chorôb
Podstata genetického testovania, genetického poradenstva a prenatálnej diagnostiky. Homozygotné detekčné programy. Obsah primárnej a sekundárnej prevencie dedičnej patológie. Príčiny mutácií v bunkách.
prezentácia pridaná 27/02/2012
Dedičné formy slabého videnia a slepoty. Prevencia a liečba dedičných chorôb
Dedičná patológia zrakového orgánu pri autozomálnom recesívnom a dominantnom type dedičnosti. Hemeralopia, coloboma, aniridia, microphthalmos. Filmy a jadrový katarakta. Dedičstvo súvisiace s pohlavím. Úlohy genetického poradenstva.
abstrakt, pridané 26. 5. 2013
Ľudské chromozomálne a génové choroby
Dedičné choroby spôsobené chromozomálnymi a génovými mutáciami. Rizikové faktory pre dedičné choroby. Prevencia a genetické poradenstvo. Symptomatická liečba dedičných chorôb. Oprava genetického defektu.
prezentácia, pridané 03.12.2015
Liečba psoriázy
Funkcie psoriázy z hladkej pokožky a pokožky hlavy. Sťažnosti pri prijatí, anamnéza choroby a života. Analýza tráviaceho, dýchacieho a kardiovaskulárneho systému. Psoriáza ako systémové ochorenie zahŕňajúce genetické a environmentálne faktory.
anamnéza, pridané 04/25/2012
Vyhľadávanie prednášok
Imunogenetická metóda
Imunita je imunita tela voči infekčným a neinfekčným látkam a látkam, ktoré majú antigénne vlastnosti. Hlavnou vlastnosťou antigénov je stimulácia vývoja imunitnej reakcie.
Imunogenetika študuje vzorce dedičnosti mechanizmov imunologických procesov a antigénov rôznych telesných tkanív. Existujú dva typy imunity: bunková, spojená s B- a T-lymfocytmi, a humorálna, podmienená produkciou protilátok (imunoglobulínov). Pri kontakte s antigénmi, protilátky tvorené v tele, reagujú na požitie rôznych antigénov, ktoré ich neutralizujú. V genetických štúdiách sa imunologické metódy používajú, pokiaľ ide o dedičné stavy imunodeficiencie (vrodená imunodeficiencia), napríklad agamaglobulinémia, Bloomov syndróm, Chediak-Higashiho syndróm atď. Pomocou týchto metód diagnostikujú zygositu dvojčiat, študujú genetické markery, spojené s chorobami s dedičnou predispozíciou, skúmať antigénnu nekompatibilitu matky a plodu pomocou faktora Rh, krvných skupín systému ABO a ďalších izoantigénov x systémy.
Systém krvných skupín ABO
Systém ABO objavil Lanshteiner v roku 1900. V roku 1924 Bernshtein navrhol model genetickej kontroly štyroch krvných skupín s tromi alelami jedného génu. Dva izoantigény A a B sú kodominantami a oba sa prejavujú v heterozygotoch. Krvný typ O je riadený génom O, ktorý je recesívny s ohľadom na gény A a B. V krvnom sére ľudí s touto krvnou skupinou existujú dve prirodzené protilátky (aglutíny a a B).
U osoby s krvnou skupinou A (II) je protilátka B obsiahnutá v krvnom sére. Sú možné dva genotypy - AA a AO. Podobne u jedincov s krvnou skupinou B sú tiež možné dva genotypy - BB a BO a v krvnom sére jedna protilátka (agglutinín a).
U jedincov s krvným typom AB je možný iba jeden genotyp, prvý nemá protilátky, ale aj metódu na štúdium povahy dedičstva konkrétnej vlastnosti alebo na vyhodnotenie pravdepodobnosti jej výskytu v budúcnosti medzi členmi študovanej rodiny; G. m. Pri zmene spôsobu štúdia dedičnosti znakov (napr. Chorôb) ... Psychomotorika: slovník
Genealogická metóda - v ľudskej genetike metóda analýzy rodokmenov. Používa sa na štúdium charakteru distribúcie dedičných čŕt v rodinách. Najčastejšie používané v medicíne na genetickú analýzu rôznych patologických abnormalít ... Slovník psychogenetiky
genealogická metóda - odkazuje na psychogénne metódy. Uskutočňuje sa štúdia podobností medzi príbuznými v rôznych generáciách. Vyžaduje si to presnú znalosť mnohých príznakov priamych príbuzných na materských a otcovských líniách a pokrytie je možné viac ...
psychogénna metóda - (psi metóda) genetiky) metódy na určovanie vplyvu dedičných faktorov a prostredia na formovanie určitých mentálnych charakteristík osoby (pozri psychogenetiku). Medzi ne patrí: 1) metóda dvojčiat je najinformatívnejšia; 2) metóda ... ... Veľká psychologická encyklopédia
psychogenetics - (z gréckeho genetika týkajúceho sa narodenia, pôvodu) hraničiaceho s genetickou oblasťou psychológie. P. predmet je pôvod individuálnych psychologických charakteristík človeka, objasnenie úlohy genotypu a prostredia v ich formovaní. P ... Veľká psychologická encyklopédia
Psychogenetika (pôvod gréckej psycho duše a gréckeho pôvodu) je veda o dedičnosti a variabilite mentálnych a psychofyziologických vlastností, ktorá vznikla na priesečníku psychológie a genetiky. V západnej literatúre ... Wikipedia
Časť psychológie využívajúca údaje z genetiky a genealogickej metódy. Predmetom psychogenetiky je interakcia dedičnosti a prostredia pri tvorbe interindividuálnej variácie psychologických vlastností človeka (kognitívne a ... ... Psychologický slovník
Časť ľudskej genetiky venovaná štúdiu úlohy dedičných faktorov v patológii človeka na všetkých základných úrovniach organizácie života od populácie po molekulárnu genetiku. Hlavná časť M.g. je klinická genetika, ... ... Lekárska encyklopédia
Odvetvie genetiky úzko súvisiace s antropológiou a medicínou. G. h. Bežne sa delí na antropogenetiká, ktoré skúmajú dedičnosť a variabilitu normálnych charakteristík ľudského tela a lekársku genetiku (pozri Genetika ... ... Veľká sovietska encyklopédia
I Dedičnosť, ktorá je vlastnou súčasťou všetkých organizmov, je schopnosť zabezpečiť v priebehu niekoľkých generácií kontinuitu znakov a vývojových čŕt, tj morfologickú, fyziologickú a biochemickú organizáciu živých vecí a povahu ich jednotlivca ... ... Lekárska encyklopédia
knihy
- Základy genetiky, A. Yu. Asanov, N. S. Demikova, V. E. Golimbet, Učebnica bola vytvorená v súlade s federálnym štátnym vzdelávacím štandardom v oblasti odbornej prípravy „Profil psychologického a pedagogického vzdelávania“ Špeciálne vzdelávanie a ... Kategória: Učebnice pre univerzity Séria: Vyššie odborné vzdelávanie. vysokoškolák Vydavateľ: Academy, Výrobca:
Hlavné metódy štúdia ľudskej genetiky:
genealógia;
gem;
Cytogenetická metóda;
Populačne-štatistická metóda;
Genealógická metóda je založená na zostavení rodokmeňa osoby a na štúdiu povahy dedičstva danej vlastnosti. Toto je najstaršia metóda. Jeho podstatou je nadviazanie rodokmeňových vzťahov a určenie dominantných a recesívnych čŕt a charakteru ich dedičstva. Táto metóda je zvlášť účinná pri štúdiu génových mutácií.
Metóda zahŕňa dve fázy: zhromažďovanie rodinných informácií pre čo najviac generácií a genealogická analýza. Rodokmeň sa zostavuje spravidla z jedného alebo viacerých dôvodov. Z tohto dôvodu sa zhromažďujú informácie o dedičstve zvláštnosti medzi blízkymi a vzdialenými príbuznými.
Zástupcovia jednej generácie sú umiestnení v rovnakom riadku v poradí, v akom boli narodení.
Ďalej sa začína druhá etapa - analýza rodokmeňa s cieľom zistiť povahu dedičstva danej črty. Najprv sa zistí, ako sa toto označenie prejavuje u predstaviteľov rôznych pohlaví, t. spojenie znamenia so sexom. Ďalej sa určí, či je znak dominantný alebo recesívny, či je spojený s inými znakmi atď. S recesívnym charakterom dedičstva sa rys objavuje u malého počtu jedincov, nie vo všetkých generáciách. Môže to chýbať u rodičov. S dominantným dedičstvom sa črta často vyskytuje takmer vo všetkých generáciách.
Charakteristickým rysom dedičnosti vlastností spojených s podlahou je ich častý prejav u osôb rovnakého pohlavia. Ak je táto funkcia dominantná, vyskytuje sa častejšie u žien. Ak je symptóm recesívny, potom sa v tomto prípade častejšie prejavuje u mužov.
Analýza početných rodokmeňov a povahy distribúcie znaku v obrovskej ľudskej populácii pomohla genetikom vytvoriť vzor dedičnosti mnohých normálnych ľudských znakov, ako sú kučeravé vlasy, farba očí, pehy, štruktúra ušného lalôčka atď., Ako aj anomálie, ako je farebná slepota, kosáčikovitá anémia atď.
Použitím genealogickej metódy sa teda zistí závislosť znaku na genetickom materiáli, druh dedičnosti (dominantný, recesívny, autozomálny, spojený s pohlavnými chromozómami), prítomnosť génovej väzby, zygozita (homozygozita alebo heterozygozita) členov rodiny, pravdepodobnosť dedičnosti génov v generáciách, typ dedičnosti vlastnosť. Pri autozomálnej dominantnej dedičnosti (výskyt znaku je spojený s dominantným génom) sa znak obvykle prejavuje v každej generácii (horizontálna dedičnosť). Pri autozomálnom recesívnom dedičstve sa zvláštnosť zriedka objavuje, nie v každej generácii (vertikálna dedičnosť), avšak v príbuzných manželstvách sa choré deti rodia častejšie. V prípade dedičstva spojeného s pohlavím nie je frekvencia prejavu tejto vlastnosti u jednotlivcov rôzneho pohlavia rovnaká.
Cytogenetická metóda spočíva v mikroskopickom vyšetrení štruktúry chromozómov a ich počtu u zdravých a chorých ľudí. Z týchto troch typov mutácií sa pod mikroskopom dajú zistiť iba chromozomálne a genomické mutácie. Najjednoduchšou metódou je expresná diagnostika - štúdia počtu pohlavných chromozómov pomocou X-chromatínu. Normálne je u žien jeden chromozóm X v bunkách vo forme tela chromatínu, zatiaľ čo u mužov toto telo chýba. Pri trizomii v sexuálnom páre sa u žien pozorujú dve telá a jedno u mužov. Na identifikáciu trizómie pre iné páry sa skúma karyotyp sáriových buniek a zostaví sa idiogram, ktorý sa porovná so štandardným.
Chromozomálne mutácie sú spojené so zmenami v počte alebo štruktúre chromozómov. Z nich sú pod mikroskopom so špeciálnym zafarbením dobre detekované translokácie, delécie a inverzie. Pri translokácii alebo delécii chromozómy zväčšujú alebo zmenšujú svoju veľkosť. A s inverziou sa mení vzorec chromozómu (striedajúce sa pásy).
Chromozomálne mutácie môžu byť markermi v cytogenetickej metodológii pre štúdium choroby. Táto metóda sa okrem toho používa na stanovenie dávok žiarenia absorbovaných ľuďmi v iných vedeckých štúdiách.
Populačne-štatistická metóda umožňuje vypočítať frekvenciu výskytu normálnych a patologických génov v populácii a určiť pomer heterozygotov - nosičov abnormálnych génov. Pomocou tejto metódy sa stanoví genetická štruktúra populácie (frekvencia génov a genotypov v ľudských populáciách); frekvencie fenotypov; Študujú sa environmentálne faktory, ktoré menia genetickú štruktúru populácie. Metóda je založená na Hardy - Weinbergovom zákone, podľa ktorého frekvencie génov a genotypov v početných populáciách žijúcich v konštantných podmienkach a v prítomnosti panmixie (voľné kríže) zostávajú konštantné niekoľko generácií. Výpočty sa uskutočňujú podľa vzorcov: p + q \u003d 1, p2 + 2pq + q2 \u003d 1. Navyše, p je frekvencia dominantného génu (alela) v populácii, q je frekvencia recesívneho génu (alela) v populácii, p2 je frekvencia dominantných homozygotov, q2 - recesívne homozygoti, 2pq - frekvencia heterozygotných organizmov. Použitím tejto metódy je tiež možné určiť frekvenciu nosičov patologických génov.
Cytogenetická metóda. Karyotyp osoby. Charakterizácia metód diferenciálneho farbenia chromozómov. Denverská a parížska nomenklatúra. Klasifikácia chromozómov podľa pomeru dĺžky pliec a výpočtu indexu centroméry.
Cytogenetická metóda. Cytogenetická metóda spočíva v vyšetrení chromozómovej sady buniek pacienta pod mikroskopom. Ako viete, chromozómy sú v bunke v špirálovom stave a nemôžu byť vidieť. Na vizualizáciu chromozómov sa bunka stimuluje a zavedie do mitózy. V profázii mitózy, ako aj v profázii a metafáze meiózy sú chromozómy despiralizované a vizualizované.
Počas vizualizácie sa odhaduje počet chromozómov, urobí sa idiogram, v ktorom sa všetky chromozómy zaznamenávajú v určitom poradí podľa Denverovej klasifikácie. Na základe idiogramu môžeme hovoriť o prítomnosti chromozomálnych aberácií alebo o zmene počtu chromozómov, a teda o prítomnosti genetického ochorenia.
všetko metódy chromozómového diferenciálneho farbenia umožňujú nám identifikovať ich štrukturálnu organizáciu, ktorá sa prejavuje vo vzhľade priečneho pruhu, odlišného v rôznych chromozómoch, ako aj niektoré ďalšie podrobnosti.
Diferenciálne farbenie chromozómov.Na identifikáciu komplexu priečnych značiek (prúžky, prúžky) na chromozóme bolo vyvinutých množstvo metód farbenia (prúžkov). Každý chromozóm je charakterizovaný špecifickým komplexom pásov. Homológne chromozómy sa zafarbujú rovnako, s výnimkou polymorfných oblastí, kde sú lokalizované rôzne alelické varianty génov. Alelický polymorfizmus je charakteristický pre mnoho génov a nachádza sa vo väčšine populácií. Identifikácia polymorfizmov na cytogenetickej úrovni nemá žiadnu diagnostickú hodnotu.
A. Zafarbenie Q. Prvý spôsob diferenciálneho farbenia chromozómov bol vyvinutý švédskym cytologom Kasperssonom, ktorý na tento účel použil fluorescenčné farbivo Akrikhin-yperita. Pod luminiscenčným mikroskopom na chromozómoch sú viditeľné oblasti s nerovnomernou intenzitou fluorescencie - Q segmenty. Táto metóda je najvhodnejšia na štúdium chromozómov Y, a preto sa používa na rýchle určenie genetického pohlavia translokácie(výmena miest) medzi X- a Y-chromozómami alebo medzi Y-chromozómom a autozómami, ako aj na prezeranie veľkého počtu buniek, keď je potrebné zistiť, či má pacient s mozaikou na pohlavných chromozómoch klon buniek nesúcich Y-chromozóm.
B. G-farbenie. Po intenzívnej predúprave, často s použitím trypsínu, sa chromozómy zafarbia Giemsovým farbivom. Pod svetelným mikroskopom sú na chromozómoch viditeľné svetlé a tmavé pruhy - G-segmentov. Aj keď umiestnenie Q-segmentov zodpovedá umiestneniu G-segmentov, G-farbenie bolo citlivejšie a nahradilo Q-farbenie ako štandardnú metódu cytogenetickej analýzy. G-farbenie poskytuje najlepšie výsledky pri detekcii malých aberácií a markerových chromozómov (segmentovaných inak ako normálne homológne chromozómy).
B. R-farbenieposkytuje obrázok, ktorý je oproti G-farbeniu. Bežne sa používa Giemsa farbivo alebo akridínovo oranžové fluorescenčné farbivo. Táto metóda odhaľuje rozdiely vo vyfarbení homológnych G- alebo Q-negatívnych oblastí sesterských chromatidov alebo homológnych chromozómov.
G. C-farbeniesa používa na analýzu centromerických oblastí chromozómov (tieto oblasti obsahujú konštitutívny heterochromatín) a variabilnej, jasne fluoreskujúcej distálnej časti chromozómu Y.
D. T-farbeniepoužíva sa pre analytické oblasti chromozómov. Táto technika, ako aj zafarbenie oblastí nukleárneho organizátora dusičnanom strieborným (farbenie AgNOR), sa používa na spresnenie výsledkov získaných štandardným farbením chromozómov.
Klasifikácia a nomenklatúra rovnomerne zafarbených ľudských chromozómov sa prvýkrát prijala na medzinárodnom stretnutí v roku 1960 v Denveri, neskôr sa upravila a doplnila (Londýn, 1963 a Chicago, 1966). Podľa Denverovej klasifikácie sú všetky ľudské chromozómy rozdelené do 7 skupín usporiadaných podľa klesajúcej dĺžky a pri zohľadnení indexu centriole (pomer dĺžky krátkeho ramena k dĺžke celého chromozómu, vyjadrený v percentách). Skupiny sú označené písmenami anglickej abecedy od A do G. Všetky páry chromozómov sú obvykle očíslované arabskými číslicami.
Na začiatku 70. rokov 20. storočia bol vyvinutý spôsob diferenciálneho farbenia chromozómov, ktorý odhalil charakteristickú segmentáciu, ktorá umožnila individualizáciu každého chromozómu (Obr. 58). Rôzne typy segmentov sú označené metódami, pomocou ktorých sú najjasnejšie identifikované (segmenty Q, segmenty G, segmenty T, segmenty S). Každý ľudský chromozóm obsahuje iba sekvenciu prúžkov, ktorá mu umožňuje identifikovať každý chromozóm. Chromozómy sú v metafáze maximálne špirálové, menej v špirále a prometafáze, čo vám umožňuje vybrať väčší počet segmentov ako v metafáze.
Na chromozóme metafázy (Obr. 59) sa používajú symboly, ktoré označujú krátke a dlhé ramená, ako aj umiestnenie oblastí a segmentov. V súčasnosti existujú DNA markery alebo sondy, pomocou ktorých môžete určiť zmenu v špecifickom, dokonca veľmi malom segmente chromozómov (cytogenetické mapy). Na medzinárodnom kongrese ľudskej genetiky v Paríži v roku 1971 (Parížska konferencia o štandardizácii a nomenklatúre ľudských chromozómov) bol dohodnutý systém symbolov na stručnejšie a jednoznačnejšie označenie karyotypov.
Pri opise karyotypu:
celkový počet chromozómov a sada pohlavných chromozómov sú uvedené, medzi nimi je čiarka (46, XX; 46, XY);
ktorý chromozóm je nadbytočný alebo ktorý chýba (je označený číslom 5, 6 atď. alebo písmenami tejto skupiny A, B atď.); znamienko „+“ znamená zvýšenie počtu chromozómov, znamienko „-“ znamená neprítomnosť tohto chromozómu 47, XY, + 21;
rameno chromozómu, v ktorom nastala zmena (predĺženie krátkeho ramena je označené symbolom (p +); skrátenie (p-); predĺženie dlhého ramena je označené symbolom (q +); skrátenie (q-);
symboly preskupenia (translokácia je označená t a delécia je označená del) sú umiestnené pred číslami zúčastnených chromozómov a chromozómy prešmykovania sú uzavreté v zátvorkách. Prítomnosť dvoch štrukturálne abnormálnych chromozómov je označená bodkočiarkou (;) alebo normálnou frakciou (15/21).
Úloha metódy dvojčiat pri štúdiu dedičnosti a prostredia pri tvorbe vlastností. Druhy dvojčiat. Problém predispozície k chorobe. Rizikové faktory. Genealogická metóda (analýza rodokmeňa). Kritériá na určenie typu dedičstva.
Metóda dvojčiat je založená na štúdiu fenotypu a genotypu dvojčiat, aby sa určil stupeň vplyvu prostredia na vývoj rôznych znakov. Medzi dvojčatá sú rovnaké a dvojité.
Identické dvojčatá (identické) sú tvorené jedným zygotom, ktorý bol rozdelený na dve časti v počiatočnej fáze drvenia. V tomto prípade jedno oplodnené vajíčko nevytvorí naraz dve, ale dve embryá. Majú rovnaký genetický materiál, vždy rovnakého pohlavia a je najzaujímavejšie študovať. Podobnosti v týchto dvojčatách sú takmer absolútne. Menšie rozdiely možno vysvetliť vplyvom vývojových podmienok.
Dvojčatá (neidentické) sú tvorené rôznymi zygotami v dôsledku oplodnenia dvoch vajíčok dvoma spermiami. Sú si navzájom podobné, nie viac ako súrodenci narodení v rôznych časoch. Takéto dvojčatá môžu byť rovnakého pohlavia a rovnakého pohlavia.
Metóda dvojčiat vám umožňuje určiť stupeň prejavu znaku v páre, vplyv dedičnosti a prostredia na vývoj znakov. Všetky rozdiely, ktoré sa vyskytujú u identických dvojčiat s rovnakým genotypom, sú spojené s vplyvom vonkajších podmienok. Veľmi zaujímavé sú prípady, keď bol takýto pár z detstva z nejakého dôvodu oddelený a dvojčatá rástli a boli vychovávané v rôznych podmienkach.
Štúdium heterogénnych dvojčiat nám umožňuje analyzovať vývoj rôznych genotypov za rovnakých podmienok prostredia. Dvojitá metóda umožnila preukázať, že pri mnohých chorobách zohrávajú významnú úlohu podmienky prostredia, za ktorých sa fenotyp vytvára.
Napríklad príznaky ako krvný typ, farba očí a vlasov sú určené iba podľa genotypu a sú nezávislé na prostredí. Niektoré choroby, hoci sú spôsobené vírusmi a baktériami, do istej miery závisia od genetickej predispozície. Ochorenia, ako je hypertenzia a reumatizmus, sú do značnej miery determinované vonkajšími faktormi a v menšej miere dedičnosťou.
Metóda dvojčiat nám teda umožňuje identifikovať úlohu genotypu a faktorov prostredia pri tvorbe znaku, u ktorého sa študujú a porovnávajú stupne podobnosti (zhoda) a rozdiely (nesúlad) monozygotných a dizygotických dvojčiat.
Genealogická metóda spočíva v analýze rodokmeňov a umožňuje vám určiť typ dedičstva (dominantný
recesívne, autozomálne alebo pohlavne súvisiace) črty, ako aj ich monogenicita alebo polygenicita. Na základe získaných informácií sa predpovedá pravdepodobnosť prejavu sledovanej črty u potomstva, čo má veľký význam pri prevencii dedičných chorôb.
Genealogická analýza je najbežnejšou, najjednoduchšou a zároveň vysoko informačnou metódou, ktorá je k dispozícii každému, kto sa zaujíma o ich rodokmeň a históriu svojej rodiny.
Základy ľudskej genetikyĽudská genetika študujejavy dedičnosti a variability v ľudských populáciách, znaky dedičnosti normálnych a patologických znakov, závislosť choroby od genetickej predispozície a faktory prostredia.
Úloha lekárskej genetikyje identifikácia a prevencia dedičných chorôb.
Jedným zo zakladateľov lekárskej genetiky jevynikajúci sovietsky neurológ SN Davidenkov(1880-1961), ktorý začal svoju plodnú prácu v dvadsiatych rokoch na Ukrajine. Prvýkrát aplikoval myšlienky genetiky na klinike, analyzoval množstvo dedičných chorôb, z ktorých niektoré boli popísané prvýkrát.
Dôležitá zásluha S.N. Davidenkova je vývoj metód lekárskeho genetického poradenstva a jeho prvé praktické uplatnenie v našej krajine.
Funkcie ľudskej genetiky
Štúdium ľudskej genetiky s veľkými ťažkosťami, s príčinami, ktoré s ňou súvisia:
s nemožnosťou experimentálneho kríženia
c pomalá zmena generácií
s malým počtom potomkov v každej rodine
so skutočnosťou, že osoba má komplexný karyotyp, veľké množstvo adhéznych skupín
Napriek všetkým týmto ťažkostiam sa však ľudská genetika úspešne vyvíja. Nemožnosť experimentálneho kríženia je kompenzovaná skutočnosťou, že výskumný pracovník, ktorý pozoruje veľkú ľudskú populáciu, môže odobrať tisíce párov párov, ktoré sú potrebné na genetickú analýzu. Metóda hybridizácie somatických buniek umožňuje experimentálne študovať lokalizáciu génov v chromozómoch a analyzovať väzbové skupiny.
V štúdii ľudskej genetiky sa používajú nasledujúce metódy.:
Genealogický
dvojča
štatistika obyvateľstva
dermatoglyfické
biochemické
cytogenetická
hybridizácia somatických buniek
modelovanie
Metódy štúdia dedičnosti u ľudí
Genealogická metóda
Táto metóda je založená na sledovaní akéhokoľvek normálneho alebo patologického príznaku u mnohých generácií s uvedením rodinných väzieb medzi členmi rodokmenu.
Genealógická metóda je hlavným spojením medzi teoretickou ľudskou genetikou a uplatňovaním jej výsledkov v lekárskej praxi.
Podstatou tejto metódy je. zistiť rodinné väzby a zistiť prítomnosť normálneho alebo patologického príznaku medzi blízkymi a vzdialenými príbuznými v tejto rodine. Zhromažďovanie informácií sa začína sondou. Proband je osoba, ktorej rodokmeň sa má vyhotoviť. Môže to byť chorá alebo zdravá osoba - nositeľ akejkoľvek známky alebo osoba, ktorá požiadala o radu genetika. Bratia a sestry z probandu sa nazývajú súrodenci. Rodokmeň sa spravidla zostavuje z jedného alebo viacerých dôvodov.
Metóda obsahuje dva kroky:
zhromažďovanie rodinných informácií
genealogická analýza
Pri zostavovaní rodokmeňa sa robia stručné poznámky o každom členovi rodokmeňa s presným uvedením jeho vzťahu k probandovi. Potom urobte grafický obrázok rodokmeňa. Genealogická metóda je o to informatívnejšia, čím spoľahlivejšia je informácia o zdraví príbuzných pacienta. Pri zbere a analýze genetických informácií je potrebné pamätať na to, že črtu možno vyjadriť v rôznej miere, niekedy zanedbateľnou - mikroignignami.
Po zostavení genealógie sa začína druhá etapa - genealogická analýza, ktorej účelom je zistiť genetické vzorce:
na začiatku je potrebné zistiť, či je znak dedičný; ak sa v rodokmeni nájde nejaká vlastnosť niekoľkokrát, potom je možné uvažovať o jej dedičnej povahe; to však nemusí byť napríklad niektoré vonkajšie faktory alebo riziká z povolania môžu spôsobiť podobné choroby u členov tej istej rodiny
v prípade zistenia dedičného charakteru znaku je potrebné stanoviť typ dedičstva: dominantný, recesívny, súvisiaci s pohlavím
Hlavné znaky autozomálnej dominantnej dedičnosti:
prejavom črty rovnako u oboch pohlaví
prítomnosť pacientov vo všetkých generáciách (vertikálne) s relatívne veľkým počtom súrodencov
prítomnosť pacientov a horizontálne (u sestier a bratov probandov)
heterozygotný rodič má 50% šancu mať choré dieťa (ak je druhý rodič zdravý)
Je potrebné poznamenať, že pri dominantnom druhu dedičnosti môže existovať generačná medzera v dôsledku slabo vyjadrených, „vymazaných“ foriem choroby (nízka expresia mutantného génu) alebo v dôsledku nízkej penetrácie (keď spodný génový nosič nemá známky).
Hlavné príznaky autozomálnej recesívnej dedičnosti:
relatívne malý počet pacientov v rodokmeni
prítomnosť pacientov „horizontálne“ (súrodenci - príbuzní, bratranci)
rodičia chorého dieťaťa sú často fenotypovo zdraví, ale sú to heterozygotní nositelia recesívneho génu
pravdepodobnosť, že bude mať choré dieťa, je 25%
Recesívna vlastnosť sa prejavuje, keď sú v genotype prítomné obe recesívne alely.
Pri prejavoch recesívnych ochorení sa často vyskytuje krvné väznenie rodičov pacientov. Malo by sa pamätať na to, že prítomnosť rodinných príslušníkov na diaľku nie je členom rodiny známa. Je potrebné vziať do úvahy nepriame hľadiská, napríklad pôvod z rovnakého riedko osídleného bodu alebo patriaci k izolovanej etnickej alebo sociálnej skupine.
Kľúčové znaky dedičstva súvisiaceho s pohlavím:
choroby spôsobené génom lokalizovaným na chromozóme X môžu byť dominantné alebo recesívne
s dominantnou dedičnosťou spojenou s X sa choroba prejavuje rovnako u mužov aj u žien a neskôr sa môže prenášať potomstvom (v tomto prípade môže žena preniesť tento gén na polovicu dcér a polovicu synov)
pri recesívnej dedičnosti chorôb spojených s chromozómom X, muži zvyčajne trpia (heterozygotný nosič - matka - prenáša mutantný gén na polovicu synov, ktorí budú chorí a polovicu dcér, ktorí, zatiaľ čo zostávajú fenotypovo zdravé, ako matka, sú prenášačmi a prenášajú recesívny gén spolu s X chromozómom budúcej generácie)
Metóda Twin
Je to jedna z najskorších metód štúdia ľudskej genetiky, v súčasnosti však nestratila svoj význam. Metódu dvojčiat predstavil F. Hamilton, ktorý medzi dvojčatami rozlišoval dve skupiny:
slobodný (monozygotný)
dvojhlavý (závraty)
Monozygotné dvojčatá s normálnym embryonálnym vývinom sú vždy rovnakého pohlavia. Dizygotické dvojčatá sa rodia častejšie (2/3 z celkového počtu dvojčiat), vyvíjajú sa z dvoch súčasne vyzretých a oplodnených vajíčok. Takéto dvojčatá môžu byť rovnakého pohlavia a rovnakého pohlavia. Z genetického hľadiska sú podobné ako obyčajní súrodenci, ale majú veľkú spoločné faktory prostredia v prenatálnom (prenatálnom) a čiastočne v postnatálnom období.
Ak sa skúmaná črta objaví v obidvoch dvojiciach, nazýva sa zhodná. Zhoda je percento podobnosti sledovanej vlastnosti. Absencia znamenia v jednom z dvojčiat je nezhoda.
Metóda dvojčiat sa používa v ľudskej genetike s cieľom vyhodnotiť stupeň vplyvu dedičnosti a prostredia na vývoj akýchkoľvek normálnych alebo patologických znakov.
Na posúdenie úlohy dedičnosti pri vývoji konkrétnej vlastnosti sa výpočet vykonáva podľa vzorca:
N \u003d (% podobnosti OB -% podobnosti DB) / (100 -% podobnosti DB)
kde:
H- koeficient dedičnosti
O- identické dvojčatá
DB- dvojčatá
Keď H \u003d 1, znak je úplne určený dedičnou zložkou
Keď H \u003d 0, znamienko je určené vplyvom prostredia
V Н \u003d je znak blízky 0,5 určený približne rovnakým vplyvom dedičnosti a prostredia na tvorbu znaku
Dermatoglyfická metóda
Dermatoglifka - Toto je štúdia štruktúry pokožky na prstoch, dlaniach a plantárnych povrchoch nôh, ktorá je tvorená epidermálnymi výčnelkami - hrebeňmi, ktoré tvoria zložité vzory.
F. Galton navrhol klasifikáciu týchto vzorcov, čo umožnilo použitie tejto metódy na identifikáciu osoby vo forenznom konaní.
Časti dermatoglyfov:
fingerprinting - štúdium vzorov na koncoch prstov
palmoskopia - štúdium vzoru na dlaniach
plantoskopia - štúdia dermatoglyfov na plantárnom povrchu chodidla
odtlačkov prstov, Hrebene na koži prstov zodpovedajú papilám dermis, preto sa tiež nazývajú papilárne línie, pričom reliéf týchto výčnelkov opakuje vrstvu epidermy. Vstupné papilárne drážky tvoria drážky. K rozloženiu vzorcov dochádza medzi 10 a 19 týždňami vývoja plodu; 20 týždenných plodov sú už jasne rozlíšiteľné formy vzorov. Tvorba papilárneho reliéfu závisí od povahy vetvenia nervových vlákien. Úplná tvorba štrukturálnych detailov taktilných vzorov je zaznamenaná do šiestich mesiacov, po ktorých zostávajú nezmenené až do konca života. Dermatoglyfické štúdie sú dôležité pri určovaní zygosity dvojčiat, pri diagnostike niektorých dedičných chorôb, v súdnom lekárstve, v súdnom konaní na identifikáciu osoby.
Palmoskopiya, Dlaňový reliéf je veľmi zložitý, vyznačuje sa v ňom množstvo polí, vankúšikov a dlaní. U pravákov je komplexnejší obrazec na pravej strane, pre ľavákov - naľavo. Jednotlivé znaky vzorcov pokožky sa určujú dedične. Dokázalo sa to mnohými genetickými štúdiami, najmä na monozygotných dvojčatách.
U nás sa uskutočnil rozsiahly výskum vlastností dermatoglyfov Gladkova (1996) a dedičnou podmienenosťou vzorcov pokožky - I.S. Guseva (1970, 1980). Na základe týchto prác sa dospelo k záveru, že kvantitatívne ukazovatele topografie pokožky hrebeňa sú programované polygénnym systémom, ktorý obsahuje malé množstvo aditívne pôsobiacich génov. gény pokožky hrebeňa vykazujú svoj morfogenetický účinok, ovplyvňujúci stupeň vetvenia nervového vlákna a hustota hrebeňa sa určuje fenotypicky. Tvorba dermatoglyfov môže byť ovplyvnená niektorými škodlivými faktormi v počiatočných štádiách embryonálneho vývoja.
Biochemické metódy
Tieto metódy sa používajú na diagnostiku metabolických ochorení spôsobených zmenami v aktivite určitých enzýmov. Použitím biochemických metód sa zistilo asi 500 molekulárnych chorôb, ktoré sú výsledkom manifestácie mutantných génov. Tieto metódy sú veľmi namáhavé, vyžadujú si špeciálne vybavenie, a preto sa nemôžu v rozsiahlych populačných štúdiách široko používať s cieľom včasného odhalenia pacientov s dedičnou metabolickou patológiou.
V posledných desaťročiach boli vyvinuté a aplikované špeciálne programy pre masový výskum v rôznych krajinách:
prvá fáza takého programu spočíva v identifikácii pravdepodobne veľkého počtu pacientov s nejakou dedičnou odchýlkou \u200b\u200bod normy. taký program sa nazýva skríningový program alebo skríningový program. V tejto fáze sa zvyčajne používa malý počet jednoduchých prístupných techník (expresné metódy).
druhé štádium sa vykonáva s cieľom objasnenia (potvrdenie diagnózy alebo odmietnutia v prípade falošne pozitívnej reakcie v prvom štádiu). Na tento účel sa na stanovenie enzýmov, aminokyselín atď. Používajú presné chromatografické metódy.
Používajú sa aj mikrobiologické testy, ktoré vychádzajú zo skutočnosti, že niektoré kmene baktérií môžu rásť iba na médiu obsahujúcom určité aminokyseliny, uhľohydráty.
Populačne-štatistická metóda
Táto metóda umožňuje študovať distribúciu jednotlivých génov v ľudských populáciách. Spravidla sa vykonáva priama selektívna štúdia časti populácie alebo sa študujú archívy nemocníc a materských nemocníc a zisťujú sa aj pomocou dotazníka. Výber metódy závisí od účelu štúdie. Posledným krokom je štatistická analýza. Jednou z najjednoduchších a najuniverzálnejších matematických metód je metóda navrhnutá G. Hardym a V. Weinbergom (v tomto článku sa neuvažuje). Existuje mnoho ďalších špeciálnych matematických metód. Výsledkom je, že je možné určiť frekvenciu génov v rôznych skupinách obyvateľstva, frekvenciu heterozygotných nosičov mnohých dedičných anomálií a chorôb.
Štúdia prevalencie génov v určitých teritóriách ukazuje, že v tomto ohľade ich možno rozdeliť do dvoch kategórií:
s univerzálnym distribúciou(najznámejšie gény sú medzi nimi)
vyskytujú sa lokálne, najmä v určitých oblastiach; medzi ne patrí napríklad gén kosáčikovej anémie a gén, ktorý určuje vrodenú dislokáciu bedra
Populačne-štatistická metóda vám umožňuje určiť genetickú štruktúru populácie (pomer medzi frekvenciou homozygotov a heterozygotov). Znalosť genetického zloženia populácií má veľký význam pre sociálnu hygienu a preventívne lekárstvo.
Cytogenetická metóda
Princípy cytogenetických štúdií vznikli v 20. - 30. rokoch minulého storočia na klasickom objekte genetiky - Drosophile a na niektorých rastlinách. metóda je založená na mikroskopickom vyšetrení chromozómov.
Na identifikáciu použitých chromozómov kvantitatívna morfometrická analýza, Na tento účel sa meria dĺžka chromozómu v mikrometroch (mikroskopia chromozómov sa vykonáva v zastavenej fáze mitózy pomocou kolchicínu a vyraďuje sa pomocou hypotonického roztoku, v dôsledku čoho chromozómy voľne ležia), určuje sa tiež pomer dĺžky krátkeho ramena k dĺžke celého chromozómu (centromerický index).
V roku 1960 bol vyvinutý prvá klasifikácia ľudských chromozómov(Denver). bolo založené na charakteristikách veľkosti chromozómov a umiestnení primárneho zúženia. Podľa tvaru a celkovej veľkosti sú všetky ľudské autozómy rozdelené do 7 skupín označených latinskými písmenami: A, B, C, D, E, F, G. Všetky chromozómy majú poradové čísla. Najväčší pár homológnych chromozómov je č. 1, ďalší je č. 2 atď. Sexuálne chromozómy - veľké X a malé Y - vynikajú osobitne. Nedávno boli vyvinuté automatizované systémy na meranie a kvantifikáciu chromozómov. Identifikácia chromozómov iba uvedenými znakmi sa však stretáva s veľkými ťažkosťami.
V rokoch 1968-1970. boli publikované práce švédskeho genetika Casperssona, ktorý študoval chromozómy fluorescenčné farbivánajmä acrychínová horčica a jej deriváty. Následná štúdia v luminiscenčnom mikroskope ukázala, že chromozómy nedávajú rovnomernú žiaru po celej dĺžke. Odhaľuje niekoľko svetelných pásov, ktoré sa zhodujú s lokalizáciou štruktúrneho heterochromatínu. Po odstránení ich chromozómov DNA strácajú takmer úplne schopnosť fluorescencie.
Ak po denaturácii DNA spôsobenej zahrievaním a niektorými ďalšími faktormi dôjde k jej renaturácii - obnovenie pôvodnej dvojreťazcovej štruktúry a potom sú chromozómy zafarbené Giemsovým farbivom, potom jasne rozlišujú medzi tmavými a svetlými pásmi - diskami. Poradie usporiadania týchto diskov, ich vzor, \u200b\u200bje prísne špecifické pre každý chromozóm. V dôsledku rôznych variantov spôsobu je možné identifikovať centromerický a pericentromerický heterochromatín (C-disky), disky umiestnené pozdĺž dĺžky chromozómov (respektíve Giemsa disky, G-disky).
Zakharov bol vyvinutý sľubná metóda na štúdium chromozómov, Je založená na procese nes simultánnej replikácie chromozómov: niektoré oblasti sa replikujú skôr, v iných je tento proces oneskorený a k replikácii dochádza oveľa neskôr. Zároveň existuje proces spiralizácie chromozómov vstupujúcich do mitózy. Avšak v čase, keď chromozómy vstúpia do metafázy, proces vyrovnania týchto rozdielov má čas na dokončenie a stupeň kondenzácie chromozómov metafázy sa stáva rovnaký. Ukázalo sa, že tento proces je možné oddialiť zavedením 5-brómodeoxyuridínu (5-BDU), ktorý je analógom tymidínu, DNA prekurzora. Ak sa 5-NOS podáva na konci S-obdobia. potom je zahrnutá v syntéze DNA, to znamená, že časti chromozómov, v ktorých sa táto látka nachádza, zostávajú mierne zafarbené, pretože spiralizácia bola oneskorená. Včasné reduplikované oblasti chromozómu, ktoré majú čas na špirálu, sú intenzívne zafarbené (P disky). Usporiadanie tmavých a svetlých diskov touto metódou je opakom toho, čo sa pozoruje pri G-farbení.
Porovnávacia analýza rôznych metód sfarbenia ukázala, že ten istý disk môže vyniknúť ako svetlý, nenatretý alebo tmavý, ale poradie diskov je rovnaké pre všetky metódy. Preto nie je pochýb o tom, že ich umiestnenie a postupnosť sú logickej povahy. špecifické pre každý chromozóm.
Ak sa porušenia týkajú pohlavné chromozómy, potom je technika zjednodušená. V tomto prípade sa nevykonáva úplné karyotypovanie, ale používa sa metóda štúdia pohlavného chromatínu v somatických bunkách.
Sex chromatín- Toto je malé teleso tvaru disku, ktoré je intenzívne zafarbené hematoxylínom a inými základnými farbivami. Nachádzajú sa v jadrách medzifázových buniek cicavcov a ľudí. priamo pod jadrovou membránou.
Definícia pohlavného chromatínu našla uplatnenie v súdnom lekárstve, keď sa vyžaduje analýza pohlavia pomocou krvných škvŕn. keď je potrebné dokázať, nájdená časť mŕtvoly je vlastníkom muža alebo ženy, a to aj po pomerne dlhom čase po smrti.
Počas transplantácie tkaniva môže telo pohlavného chromatínu slúžiť ako určitý druh označenia (ak sú darcovia a príjemcovia rôzneho pohlavia). Analýza umožňuje vystopovať štep alebo resorpciu štepu.
Metódy hybridizácie somatických buniek
Somatické bunky obsahujú celé množstvo genetických informácií. To umožňuje študovať mnoho otázok ľudskej genetiky, ktoré nie je možné študovať na celom organizme. Vďaka metódam genetiky somatických buniek sa človek ako taký stal jedným z experimentálnych objektov. Najčastejšie sa používajú bunky spojivového tkaniva (fibroblasty) a krvné lymfocyty. kultivácia buniek mimo tela vám umožní získať dostatok materiálu na výskum. že nie vždy je možné vziať od človeka bez toho, aby to malo vplyv na zdravie.
Bunky tkaniva nachádzajúce sa v kultúre sa môžu študovať rôznymi metódami: cytologickými, biochemickými, imunologickými. takáto štúdia môže byť v niektorých prípadoch presnejšia ako na úrovni celého organizmu, pretože metabolické procesy možno odlíšiť od zložitého reťazca vzájomne súvisiacich reakcií. vyskytujúce sa v tele.
V roku 1960 francúzsky biológ J. Barsky, rastúce bunky dvoch myších línií mimo tela v tkanivovej kultúre, zistil, že niektoré bunky boli podľa svojich morfologických a biochemických charakteristík medzi pôvodnými rodičovskými bunkami. Tieto bunky boli hybridné. Takáto spontánna fúzia buniek v tkanivovej kultúre je pomerne zriedkavá. Neskôr sa ukázalo, že so zavedením vírusu Sendai parainfluenza do bunkovej kultúry sa zvyšuje frekvencia hybridizácie somatických buniek, čo rovnako ako všetky vírusy mení vlastnosti bunkových membrán a umožňuje fúziu buniek. Pod vplyvom takého vírusu v zmiešanej kultúre dvoch typov buniek sa vytvárajú bunky, ktoré obsahujú v spoločnej cytoplazme jadrá oboch rodičovských buniek - heteroakryónov. Po mitóze a následnej separácii cytoplazmy sa z binárneho heteroakryónu, z ktorých každá je synkaryón, skutočná hybridná bunka, ktorá má chromozómy oboch rodičovských buniek, vytvoria dve jednojadrové bunky.
V závislosti od účelu analýzy sa štúdia uskutočňuje na heterokaryónoch alebo synkaryónoch. Synkaryóny sa zvyčajne dajú získať hybridizáciou v rámci triedy. Toto sú skutočné hybridné bunky, pretože v nich došlo k spojeniu dvoch genómov. Použitie metódy genetiky somatických buniek umožňuje študovať mechanizmy primárneho pôsobenia génov a interakcie génov.
Simulačná metóda
Teoretický základ biologického modelovania v genetike je daný zákonom o homologickej sérii dedičnej variability, ktorý objavil N.I. Vavilov, podľa ktorého sa geneticky blízke druhy a rody vyznačujú podobnou sérií dedičných variácií. Na základe tohto zákona je možné predpovedať, že pri prerozdeľovaní triedy cicavcov (a dokonca aj mimo nich) je možné detegovať mnoho mutácií, ktoré spôsobujú rovnaké zmeny vo fenotypových vlastnostiach ako u ľudí. Na modelovanie určitých dedičných ľudských anomálií sa vyberajú a študujú mutantné línie zvierat s podobnými poruchami.
Bolo opísaných a študovaných mnoho génových mutácií u zvierat, ktoré sa podobajú ľudským vrodeným abnormalitám. Hemofília A a B sa vyskytuje u psov a je spôsobená, podobne ako u ľudí, recesívnymi génmi umiestnenými na chromozóme X. U škrečkov a krýs sa našli patologické mutácie, ktoré sa prejavili ako hemofília, diabetes mellitus, achondroplasia, svalová dystrofia a niektoré ďalšie. Epileptoidné záchvaty sa vyskytujú u niektorých králikov, potkanov pod silným zvukovým stimulom.
Mutantné zvieracie línie sa spätným krížením transformovali na geneticky blízke línie, čím sa získali línie, ktoré sa líšia iba v alelách jedného miesta. To umožňuje objasniť vývojový mechanizmus tejto anomálie. Mutantné zvieracie línie nie sú presnou reprodukciou dedičných ľudských chorôb. Avšak aj čiastočné modelovanie, to znamená reprodukcia nie celého ochorenia ako celku, ale iba patologického procesu alebo dokonca jeho fragmentu, umožňuje v niektorých prípadoch odhaliť mechanizmy primárnej odchýlky od normy.
Základom tejto metódy je kompilácia a analýza rodokmenov. Táto metóda sa široko používa od staroveku po súčasnosť v chove koní, pri chove cenných línií hovädzieho dobytka a ošípaných, pri získavaní čistokrvných psov, ako aj pri chove nových plemien kožušinových zvierat. Rodokmeňy ľudí sa zhromažďujú po mnoho storočí vo vzťahu k panujúcim rodinám v Európe a Ázii.
Ako metóda na štúdium ľudskej genetiky sa genealogická metóda začala používať až od začiatku XX. Storočia, keď sa ukázalo, že analýzu rodokmeňov, pri ktorých je možné prenos určitého príznaku (choroby) z generácie na generáciu nahradiť hybridologickou metódou, ktorá sa na ľudí prakticky nevzťahuje.
Pri zostavovaní rodokmenov je zdrojom osoba - proband, ktorého rodokmeň sa študuje. Zvyčajne to je buď pacient, alebo nosič určitého znaku, ktorého dedičstvo sa musí skúmať. Pri zostavovaní rodokmeňových tabuliek používajte konvencie, ktoré navrhol G. Just in 1931 (Obr. 6.24). Generácie sú označené rímskymi číslicami, jednotlivcami tejto generácie - arabsky.
Obr. 6.24. Symboly pre zostavenie rodokmenu (podľa G. Justa)
Pomocou genealogickej metódy je možné zistiť dedičnú podmienenosť skúmaného znaku, ako aj typ jeho dedičnosti (autozomálne dominantné, autozomálne recesívne, X-viazané dominantné alebo recesívne, Y-viazané). Pri analýze rodokmenov z niekoľkých dôvodov je možné odhaliť súvisiacu povahu ich dedičstva, ktorá sa používa pri zostavovaní chromozómových máp. Táto metóda umožňuje študovať intenzitu procesu mutácie, hodnotiť expresivitu a penetráciu alely. V genetickom poradenstve sa bežne používa na predpovedanie potomstva. Je však potrebné poznamenať, že genealogická analýza je s malými rodinami značne komplikovaná.
Rodinné stromy s autozomálnym dominantným dedičstvom. Autozomálny typ dedičnosti sa všeobecne vyznačuje rovnakou pravdepodobnosťou výskytu tohto znaku u mužov aj žien. Je to kvôli rovnakej dvojitej dávke génov umiestnených v autozómoch všetkých predstaviteľov druhu a získaných od oboch rodičov a závislosti vývojovej vlastnosti na povahe interakcie alelických génov.
Ak zvláštnosť dominuje v potomstve rodičovského páru, kde je jeho nosičom aspoň jeden rodič, prejavuje sa s väčšou alebo menšou pravdepodobnosťou v závislosti od genetického zloženia rodičov (Obr. 6.25).
Obr. 6.25. Pravdepodobnosť výskytu potomkov s dominantnou črtou z rôznych párov (/ - III)
Ak sa analyzuje znak, ktorý neovplyvňuje životaschopnosť organizmu, potom nosičmi dominantného znaku môžu byť homo- alebo heterozygoti. V prípade dominantného dedičstva niektorej patologickej vlastnosti (choroby) homozygoti nie sú obvykle životaschopní a nosičmi tejto vlastnosti sú heterozygoti.
Pri autozomálnom dominantnom dedičstve sa tak vlastnosť môže vyskytovať rovnako u mužov aj u žien a môže sa sledovať s dostatočným počtom potomkov v každej generácii vertikálne. Pri analýze rodokmeňov je potrebné pamätať na možnosť neúplného prieniku dominantnej alely v dôsledku interakcie génov alebo faktorov prostredia. Index penetrácie sa môže vypočítať ako pomer skutočného počtu nosičov znaku k počtu očakávaných nosičov tohto znaku v danej rodine. Je potrebné tiež pamätať na to, že niektoré choroby sa neobjavujú okamžite po narodení dieťaťa. Mnoho chorôb zdedených dominantným typom sa vyvíja iba v určitom veku. Huntingtonova chorea sa teda klinicky prejavuje vo veku 35 - 40 rokov a neskôr sa prejavuje polycystická choroba obličiek. Preto sa pri predpovedaní týchto chorôb nezohľadňujú bratia a sestry, ktorí nedosiahli kritický vek.
Prvý opis rodokmeňa s autozomálne dominantným typom dedičnosti anomálií u ľudí bol daný v roku 1905. Sleduje generačný prenos. brachydaktylie (Korotkopalosti). Na obr. 6.26 ukazuje rodokmeň s touto anomáliou. Na obr. 6.27 zobrazuje rodokmeň s retinoblastómom v prípade neúplnej penetrácie.
Rodinné stromy v autozomálne recesívnej dedičnosti. Recesívne znaky sa objavujú fenotypovo iba v homozygotoch pre recesívne alely. Tieto príznaky sa spravidla nachádzajú u potomkov fenotypovo normálnych rodičov - nositeľov recesívnych alel. Pravdepodobnosť recesívneho potomstva je v tomto prípade 25%. Ak má jeden z rodičov recesívny charakter, pravdepodobnosť jeho prejavu u potomstva bude závisieť od genotypu druhého rodiča. U recesívnych rodičov budú všetky potomkovia zdediť zodpovedajúcu recesívnu vlastnosť (Obr. 6.28).
Obr. 6.26. Rodokmeň ( ) s autozomálne dominantným typom dedičnosti (brachidactyly - B)
U rodokmenov s autozomálne recesívnym typom dedičnosti je charakteristické, že sa charakter neprejavuje v každej generácii. Najčastejšie sa recesívne potomstvo objavuje u rodičov s dominantnou črtou a pravdepodobnosť takéhoto potomstva sa zvyšuje v úzko príbuzných manželstvách, kde obaja rodičia môžu byť nositeľmi tej istej recesívnej alely odvodenej od spoločného predka. Príkladom autozomálnej recesívnej dedičnosti je rodokmeň rodiny s pseudohypertrofická progresívna myopatia, u ktorých sú často úzko spojené manželstvá (Obr. 6.29). Pozoruhodné je horizontálne rozšírenie choroby v najnovšej generácii.
Obr. 6.27. Rodokmeň s retinoblastómom v prípade neúplnej penetrácie
Obr. 6.28. Pravdepodobnosť potomkov s recesívnou črtou
z rôznych párov ( I-IV)
Rodokmene v dominantnej X-spojenej dedičnosti zvláštnosti. Gény umiestnené na chromozóme X a bez alel na chromozóme Y sú v rôznych dávkach zastúpené v genotypoch mužov a žien. Žena dostáva dva zo svojich X chromozómov a zodpovedajúce gény od svojho otca i matky a muž zdedí svoj jediný chromozóm X iba od svojej matky. Vývoj zodpovedajúcich znakov u mužov je determinovaný jedinou alelou prítomnou v jeho genotype a u žien je výsledkom interakcie dvoch alelických génov. V tejto súvislosti sa v populácii vyskytujú znaky zdedené typom spojeným s X, a to u mužov a žien s rôznymi pravdepodobnosťami.
Pri dominantnom dedičstve spojenom s X je táto vlastnosť častejšia u žien kvôli väčšej možnosti získania zodpovedajúcej alely od otca alebo matky. Muži môžu zdediť túto črtu iba od svojej matky. Ženy s dominantnou črtou ju prenášajú rovnako na dcéry a synov a mužov iba na dcéry. Synovia nikdy nezdedili od otcov dominantnú vlastnosť spojenú s X.
Obr. 6.29. Rodokmeň s autozomálne recesívnym typom dedičnosti (pseudohypertrofická progresívna myopatia)
Príkladom tohto druhu dedičstva je rodokmeň opísaný v roku 1925. s folikulárnou keratózou -kožné ochorenie sprevádzané stratou mihalníc, obočia, vlasov na hlave (obr. 6.30). Závažnejší priebeh ochorenia u hemizygotných mužov je charakteristický ako u žien, ktoré sú najčastejšie heterozygotmi.
Pri niektorých chorobách sa pozoruje smrť mužských hemizygotov v skorých štádiách ontogenézy. V rodokmeni medzi postihnutými by potom mali byť iba ženy, u ktorých potomok je pomer postihnutých dcér, zdravých dcér a zdravých synov 1: 1: 1. Mužské dominantné hemizygoty, ktoré neumierajú vo veľmi skorých štádiách vývoja, sa nachádzajú v spontánnych potratoch alebo u mŕtvo narodených detí. Takéto znaky dedičnosti u človeka sú charakterizované pigmentovanou dermatózou.
Rodinné stromy v recesívnej X-spojenej dedičnosti znakov. Charakteristickou črtou rodokmenov v tomto type dedičstva je prevládajúci prejav zvláštnosti u hemizygotných mužov, ktorí ju zdedili po matkách s dominantným fenotypom, ktoré sú nositeľmi recesívnej alely. Zvyčajne je znak zdedený mužom po generáciu od materského dedka po vnuka. U žien sa objavuje iba v homozygotnom stave, pravdepodobnosť ktorých sa zvyšuje s úzko súvisiacimi manželstvami.
Najslávnejším príkladom recesívnej dedičnosti spojenej s X je hemofílie. Dedičstvo hemofílie typu A je uvedené v rodokmeni potomkov anglickej kráľovnej Viktórie (obr. 6.31).
Obr. 6.30. Rodokmeň s dominantným typom dedičnosti spojenej s X (folikulárna keratóza)
Obr. 6.31. Predchodca pre recesívnu dedičnosť spojenú s X (hemofília typu A)
Ďalším príkladom dedičstva tohto typu je farebná slepota - určitá forma poruchy vnímania farieb.
Rodinné stromy v dedičstve spojenom s Y. Prítomnosť chromozómu Y iba u mužov vysvetľuje rysy dedičstva, ktoré sa spája s Y alebo holandského pôvodu, ktoré sa vyskytuje iba u mužov, a prenáša sa pozdĺž mužskej línie z generácie na generáciu z otca na syna.
Obr. 6.32. Rodokmeň v dedičstve spojenom s Y (hollandským)
Jednou z funkcií, ktorých dedičnosť súvisiaca s Y je u ľudí stále predmetom diskusie, je hypertrichóza ušnice, alebo vlasy na vonkajšom okraji ušného boltca. Predpokladá sa, že v krátkom ramene chromozómu Y sú okrem tohto génu aj gény, ktoré určujú mužské pohlavie. V roku 1955 bol u myši na chromozóme Y opísaný transplantačný antigén nazývaný HY. Možno je to jeden z faktorov sexuálnej diferenciácie mužských pohlavných žliaz, ktorých bunky majú receptory, ktoré sa viažu na tento antigén. Antigén spojený s receptorom aktivuje vývoj gonád podľa mužského typu (pozri časť 3.6.5.2; 6.1.2). Tento antigén v procese evolúcie zostal takmer nezmenený a nachádza sa v tele mnohých živočíšnych druhov, vrátane ľudí. Dedičnosť schopnosti vyvinúť pohlavné žľazy samčieho typu je teda určená holandským génom umiestneným na Y-chromozóme (obr. 6.32).
Metóda Twin
Táto metóda spočíva v štúdiu vzorcov dedičnosti znakov v pároch jednoduchých a dvojitých dvojčiat. Galton navrhol v roku 1875 pôvodne posúdiť úlohu dedičnosti a životného prostredia pri rozvoji ľudských duševných vlastností. V súčasnej dobe je táto metóda široko používaná pri štúdiu dedičnosti a variability u ľudí na určenie korelačnej úlohy dedičnosti a prostredia pri tvorbe rôznych príznakov, normálnych aj patologických. Umožňuje vám identifikovať dedičnú povahu postavy, určiť penetráciu alely, vyhodnotiť účinnosť pôsobenia niektorých vonkajších faktorov na telo (drogy, výcvik, vzdelávanie).
Podstatou metódy je porovnanie prejavu črty v rôznych skupinách dvojčiat s prihliadnutím na podobnosti alebo rozdiely v ich genotypoch. Monozygotné dvojčatá Vývoj z jedného oplodneného vajíčka je geneticky identický, pretože má 100% bežných génov. Preto medzi monozygotnými dvojčatami vysoké percento zhodné páry u ktorého sa príznak vyvíja u oboch dvojčiat. Porovnanie monozygotných dvojčiat vyprodukovaných za rôznych podmienok postembryonického obdobia odhaľuje príznaky, pri ktorých formácii významná úloha patrí k environmentálnym faktorom. Podľa týchto znakov medzi dvojčatami nesúlad, tj rozdiely. Naopak, zachovanie podobností medzi dvojčatami, napriek rozdielom v podmienkach ich existencie, svedčí o vrodenej podmienenosti črty.
Porovnanie párovej zhody pre túto vlastnosť v geneticky identických monozygotných a dizygotických dvojčatách, ktoré majú v priemere asi 50% bežných génov, umožňuje objektívnejšie posúdiť úlohu genotypu pri tvorbe znaku. Vysoká zhoda v pároch monozygotných dvojčiat a významne nižšia zhoda v pároch dizygotických dvojčiat naznačujú význam dedičných rozdielov v týchto pároch na určenie vlastností. Podobnosť indexu zhody v mono- a dizygotných dvojčatách naznačuje zanedbateľnú úlohu genetických rozdielov a rozhodujúcu úlohu životného prostredia pri vytváraní príznakov alebo vývoji choroby. Výrazne odlišné, ale skôr nízke ukazovatele zhody v oboch skupinách dvojčiat umožňujú posúdiť dedičnú predispozíciu k vytvoreniu znaku, ktorý sa vyvíja pod vplyvom environmentálnych faktorov.
Stanovenie korelačnej úlohy dedičnosti a životného prostredia pri rozvoji rôznych patologických stavov umožňuje lekárovi správne vyhodnotiť situáciu a vykonať preventívne opatrenia s dedičnou predispozíciou k chorobe alebo vykonať pomocnú liečbu so svojim dedičným stavom.
Ťažkosti metódy dvojčiat sú spojené najprv s relatívne nízkou frekvenciou dvojíc narodených v populácii (1: 86-1: 88), čo komplikuje výber dostatočného počtu párov s touto vlastnosťou; po druhé, s identifikáciou monozygotnosti dvojčiat, čo je veľmi dôležité na získanie spoľahlivých záverov.
Na identifikáciu monozygotnosti dvojčiat sa používa množstvo metód. 1. Polysymptomatická metóda porovnávania dvojčiat podľa mnohých morfologických znakov (pigmentácia očí, vlasov, pokožky, tvaru vlasov a vlasovej línie na hlave a tele, tvaru uší, nosa, pier, nechtov, tela a vzorov prstov). 2. Metódy založené na imunologickej identite dvojčiat v antigénoch erytrocytov (systémy ABO, MN, Rhesus) a v srvátkových proteínoch (y-globulín). 3. Najspoľahlivejším kritériom pre monozygotnosť je transplantačný test, ktorý využíva dvojčatá po transplantácii cez kožu.
Napriek zložitosti metódy dvojčiat a možnosti chýb pri určovaní monozygotnosti dvojčiat je vysoká objektivita záverov jednou z bežne používaných metód genetického výskumu u ľudí.