Генетика человека

метки: Наследование, Человек, Признак, Метод, Нормальный, Клетка, Лечение, Аутосомно

Особенности наследственности и изменчивости у человека

Человечество принадлежит к одному виду — Homo sapiens — Человек разумный. К человеку приложимы в полной мере все закономерности биологических процессов, осуществляющихся на разных уровнях организации живого. В то же время социальная эволюция человека накладывает отпечаток на проявление биологических и в том числе генетических закономерностей. Изучение генетики человека имеет большое значение для медицины, так как около 5 % новорожденных появляются на свет с теми или иными генетически обусловленными отклонениями в развитии. В настоящее время уже известно около 3 000 форм генетически обусловленных болезней.

Вскрытие механизмов наследственности и изменчивости у вирусов, бактерий, растений и животных позволило выяснить и у человека сущность передачи по наследству признаков внешнего сходства, состояния здоровья, ряда болезней и ответить на вопросы, касающиеся предупреждения наследственных заболеваний, причин вредности родственных браков, схожести близнецов и многие другие.

Вопросы наследственности человека затрагивались уже в древности. Так, в Талмуде указывалось на опасность обрезания у мальчиков, если их дяди по материнской линии страдали кровотечением.

По мере накопления сведений относительно генетических закономерностей у человека раздел генетики, изучающий особенности наследования его признаков, выделился в самостоятельные дисциплины:

собственно генетику человека

медицинскую генетику

При изучении наследственности человека исследователи сталкиваются с определенными трудностями, связанными с особенностями человека, как объекта генетического анализа:

• жизненный цикл человека сравнительно продолжителен;
• большая длительность интервала от момента рождения до начала репродуктивного периода;
• исключена возможность проводить контролируемые скрещивания;
• невозможность создания одинаковых условий жизни для реализации многих признаков у разных особей;
• большое количество хромосом (2n=46) и соответственно групп сцепления (23 группы) затрудняет определение локализации генов.

Следует особо подчеркнуть, что человек является продуктом природы и общества, в связи с чем у него развитие признаков и свойств детерминируется не только биологическими, но и социальными факторами.

2. Методы изучения наследственности и изменчивости человека. Типы наследования признаков

Генетика человека имеет свои специфические методы исследования, отличающиеся от методов общей генетики. В зависимости от целей исследования были разработаны генеалогический, близнецовый, онтогенетический, популяционно-статистический, цитогенетический и другие методы. Кроме того, генетика человека использует такие методы, как гибридизация соматических клеток, генная инженерия и др.

Криминалистическое отождествление человека по признакам внешности

... использования в криминалистической практике; закономерности собирания и использования данных о внешнем облике человека, систему научно-технических средств и методов собирания данных о внешнем облике человека, их изучения и использования1. ...

Генеалогический (клинико-генеалогический) метод

1) является ли данный признак наследственным (по проявлению его у родственников);

2) тип и характер наследования (доминантный или рецессивный, аутосомный или сцепленный с полом);

3) зиготность лиц родословной (гомо- или гетерозигота);

Генеалогический анализ проводится в три этапа:

анамнез

2) построение родословной;

3) анализ родословной и выводы

Для построения родословной применяют условные обозначения:

пробанд

аутосомно-доминантном

аутосомно-рецессивном

Х-сцепленном доминантном, Х-сцепленном рецессивном

Y-сцепленном (голандрическом)

наследственность голандрический генетический гемофилия

3. Наследование голандрического признака

Таблица 1.Типы наследования некоторых признаков у человека

Аутосомный	Х-сцепленный	Голандрический
Рецессивный	Доминантный	Рецессивный	Доминантный
Голубые глаза	Карие глаза	Дальтонизм	Нормальное цветоощущение	Y НА — ген, определяющий развитие гонады
Прямые волосы	Курчавые волосы	Гемофилия	Нормальное свертывание крови	Ихтиоз
Рыжие волосы	Русые волосы	Отсутствие зубов	Нормальный рост зубов	Гипертрихоз ушной раковины, наружного слухового прохода и средних фаланг пальцев
Нормальный рост волос	Лысость	Атрофия потовых желез	Нормальное развитие потовых желез	Синдактилия 3-4 пальцев стопы
Пятипалость	Шестипалость	Нормальный цвет эмали зубов	Потемнение эмали зубов
Леворукость	Праворукость	Нормальное развитие скелета	Устойчивая к витамину D форма рахита
Нормальная длина пальцев	Короткопалость (брахидактилия)	Ихтиоз	Нормальное развитие кожи
Альбинизм	Нормальный синтез пигмента
Нормальный рост	Карликовость
Rh —	Rh +
Фенилкетонурия	Нормальный метаболизм фенилаланина
Веснушки	Нормальная пигментация кожи
Нормальное зрение	Близорукость
Недоразвитие улитки	Нормальное развитие улитки
Атрофия слухового нерва	Нормальное развитие слухового нерва

Близнецовый метод, Монозиготные (однояйцевые) близнецы, Ди- (поли)зиготные (разнояйцевые) близнецы

двойнями.

С помощью близнецового метода на основании данных о частоте сходства и различий близнецов проводится анализ характера взаимодействия генотипа и среды в процессе развития человека.

Цитогенетический метод

1) культивирование клеток человека (чаще лимфоцитов) на искусственных питательных средах;

2) стимуляция митозов;

3) остановка митозов на стадии метафазы колхицином, который разрушает нити веретена деления;

4) обработка клеток гипотоническим раствором, в результате клеточная оболочка разрушается, хромосомы «рассыпаются» и лежат свободно;

5) окрашивание хромосом;

6) изучение под микроскопом и фотографирование;

7) построение идиограммы.

ацеторсеином

Биохимический метод, Популяционно-статистический метод, Метод рекомбинантной ДНК, Методы пренатальной диагностики

4. Наследственные болезни человека

Наследственные болезни человека можно разделить на две группы: генные заболевания и хромосомные, связанные с нарушением их числа и структуры.

Генные болезни

• сахарный диабет;
• галактоземия — неспособность усваивать молочный сахар из-за отсутствия фермента лактозы;
• ксантоматоз — жировое перерождение клеток ретикулярной ткани, приводящее к гибели;
• фенилкетонурия;
• гепатолентикулярная дегенерация обусловлена нарушением минерального обмена, проявляется в виде цирроза печени, изменений в головном мозге;
• приводит к гибели;

• Кроме нарушений обмена веществ, генные мутации способны вызвать морфологические изменения — короткопалость, полидактилию, анэнцефалию, ахондроплазию. Генные заболевания могут быть доминантными (врожденная аносмия, атаксия Фридрейха: полая стопа, атрофия зрительного нерва;
• глухота, болезнь Меньра, брахи- и полидактилия, варикозное расширение вен, глаукома, липоматоз, мигрень, миопатия, хорея Гентингтона, раннее поседение, некоторые формы эпилепсии), рецессивными (альбинизм, глухонемота, анэнцефалия, амавротическая идиотия, сахарный диабет, фенилкетонурия), сцепленными с полом (гемофилия, дальтонизм).

Фенилкетонурия

фенилаланингидроксилазой.

Лечение — диетотерапию (кормление ребенка пищей с низким содержанием фенилаланина) — нужно начинать с первых недель жизни и постоянно (обычно в течение 7-10 лет) следить за содержанием фенилаланина в крови. Лечение не обязательно проводить в течение всей жизни, так как мозг взрослого человека устойчив к высоким концентрациям фенилпировиноградной кислоты.

Гемофилия наследуется как Х-сцепленное рецессивное заболевание, встречается с частотой 1:2500 новорожденных мальчиков.

Заболевание распознается обычно на 2-3 году жизни, а в тяжелых случаях — при рождении (кровотечения из пупочного канатика, внутрикожные излияния).

Для него характерны множественные гематомы. Преобладают кровоизлияния в крупные суставы конечностей (коленные, локтевые, голеностопные), подкожные, внутри- и межмышечные гематомы, кровотечения при травмах и хирургических вмешательствах, наличие крови в моче. Кровоизлияния в полость суставов приводят к развитию стойкой их тугоподвижности из-за остеоартрозов — развития соединительной ткани в суставах.

Хромосомные болезни

Нарушения числового баланса хромосом по типу полиплоидии и гетероплоидии вызывают значительные фенотипические изменения, часто столь глубокие, что приводят к внутриутробной гибели. Известны всего несколько случаев рождения детей-триплоидов (3n=69), которые погибли сразу после рождения. Дети с гетероплоидией рождаются чаще и относительно более жизнеспособны.

Синдром Дауна

Масса новорожденных с синдромом Дауна в среднем 3167г. Для больных характерны определенные фенотипические признаки:

• голова округлой формы с уплощенным затылком, узкий лоб, широкое, плоское лицо;
• типичны эпикант, запавшая спинка носа, косой (монголоидный) разрез глаз, пятна Брушфильда (светлые пятна на радужке), толстые губы;
• уплощенный язык с глубокими бороздами, выступающий изо рта;
• маленькие, округлой формы, низко расположенные ушные раковины со свисающим завитком;
• недоразвитая верхняя челюсть, высокое нёбо, неправильный рост зубов;
• короткая шея;
• пороки внутренних органов — дефекты сердечно-сосудистой системы (межжелудочковой и межпредсердной перегородок и др.), органов пищеварения (атрезии и стенозы различных отделов);
• нередки аномалии скелета — короткие пальцы кистей и стоп, синдактилия, многопалость;
• типичны изменения ладонно-пальцевого рисунка — глубокая поперечная складка на ладони.

У маленьких детей резко выражена мышечная гипотония, а у детей старшего возраста часто обнаруживается катаракта. Характерна умственная отсталость.

Средняя продолжительность жизни — 36 лет.

Атрезия

Стеноз

Синдром Шерешевского-Тернера

Это бесплодные, вследствие недоразвития яичников, женщины маленького роста (135-145 см) с резко замедленным половым развитием. У них короткая шея с крыловидной складкой, идущей от затылка к плечам, — «шея сфинкса»; низкое расположение ушных раковин, недоразвитие первичных и вторичных половых признаков, первичная аминорея. В 15% случаев имеются пороки сердца и почек. Низкая линия роста волос на затылке. Пороки развития костной системы. Как правило, значительно выражено слабоумие. Эффективно раннее лечение слабоумия.

Синдром Клайнфельтера

Женский (евнухоидный) тип телосложения, гинекомастия. Высокий рост, относительно длинные руки и ноги. Слабо развит волосяной покров. Семенники неразвиты (размером с зерно фасоли), слабо развиты первичные и вторичные половые признаки, нарушено течение сперматогенеза. Половые рефлексы сохранены. Интеллект снижен, причем чем больше в наборе Х-хромосом, тем значительнее снижен интеллект. Иногда эффективно реанне лечение мужскими половыми гормонами.

5. Медико-генетическое консультирование

Медико-генетическое консультирование

Медико-генетическое консультирование решает ряд задач:

1) профилактика наследственных болезней путем консультирования семей и больных с наследственной патологией;

2) установление степени генетического риска в обследуемой семье и разъяснение супругам в доступной форме способов предупреждения наследственной патологии;

3) пренатальная (дородовая) диагностика наследственных заболеваний;

4) диспансерное наблюдение семей с наследственной патологией;

5) пропаганда медико-генетических знаний среди населения;

• Для решения этих задач используются методы: клинико-генеалогический, пренатальной диагностики (определение альфа-фетопротеинов — АФП, ультрасонографии, хорионбиопсии, амниоцентеза).

Семья направляется в медико-генетическую консультацию по следующим показателям:

• наличие в семье точно установленного наследственного заболевания;
• возраст матери старше 37 лет;
• носительство матерью гена Х-сцепленного рецессивного заболевания;
• гетерозиготность обоих родителей по одной паре аллелей;
• беременность женщины из зоны с повышенным радиоактивным фоном.

Ключевые термины и понятия:

Аутосомно-доминантное наследование

Аутосомно-рецессивное наследование

Биохимический метод

Близнецовый метод

Генеалогический метод

Генетический груз

Закон Харди-Вайнберга

Кариотип человека

Медико-генетическое консультирование

Наследственные дефекты обмена

Однояйцевые и разнояйцевые близнецы.

Полиморфизм популяций

Половой хроматин

Популяционный метод

Сцепленное с полом наследование

Х-сцепленное наследование

Y-сцепленное наследование

Цитогенетический метод