Занятие №7

I.Тема. Медицинская генетика. Методы изучения наследственности человека. Генеалогический метод.

АКТУАЛЬНОСТЬ: анализ наследования признаков человека в норме и при патологии с помощью генеалогического метода позволяет установить тип наследования признака (заболевания) и медико-генетический прогноз степени риска аномалий.

П.I.МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ: углубленное изучение наследственных факторов в разнообразной патологии человека позволяет использовать теоретические достижения медицинской генетики в практики здравоохранения.

П.2.УЧЕБНЫЕ ЦЕЛИ:

ЗНАТЬ: типы наследования признаков, классификацию генетической изменчивости.

УМЕТЬ: составлять родословные семьи для анализа характера наследования и прогнозирования степени риска проявления наследственной проявлении патологии человека.

III.СТРУКТУРА УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА:

IV. Время, выделенное на данное занятие -135 мин.

ОСНАЩЕНИЕ: схемы аутосомно-доминантного, аутосомно-рецессивного, сцепленного с полом наследования, таблица условных обозначений для составления родословных.

V. ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМСТОЯТЕЛЬНОЙ ВНЕАУДИТОРНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ.

VI.НЕКОТОРЫЕ ТЕОРИТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Одним из разделов генетики является антропогенетика, изучающая закономерности наследственности и изменчивости у человека в норме.

Термин «антропогенетика» введен Гальтоном. Разделом антропогенетики является медицинская генетика, изучающая закономерности наследственности и изменчивости применительно к патологии человека, а именно: причины возникновения наследственных болезней человека, характер их наследования в семьях, распространения в популяциях, специфические процессы на клеточном и молекулярном уровнях. Клиническая генетика исследует вопросы патогенеза, клиники, диагностики, профилактики и лечения наследственных заболеваний.

Объектом изучения антропогенетики и медицинской генетики является человек. Однако человек - неудобный генетический объект в связи с невозможностью произвольного скрещивания человека, малочисленностью потомства, поздним половым созреванием, большим числом хромосом, невозможностью уравнения условий жизни для потомства. Кроме того, человек - биосоциальное существо, развитие его признаков определяется и биологическим и социальным факторами.

Методы изучения нормальных и патологических признаков человека:

Генеалогический, цитогенетический, близнецовый, популяционно-статистический, биохимический, иммунологический, генетически соматических клеток, онтогенетический, дерматоглифический, моделирования.

Генеалогический метод - метод изучения закономерностей наследования признаков (болезней) на основе составления и анализа родословных. Его сущность заключается в прослеживании передачи признака (болезни) среди родственников пробанда в ряде поколений. Пробанд - человек, попавший в поле зрения исследователя, с которого начинает составление родословной. При составлении родословной пользуются условными знаками. Родословная должна включать 3-5 поколений, фигуры в родословной располагают по поколениям, каждое поколение занимает отдельную строку и обозначается слева римской цифрой. Все индивиды поколения расщепляются в порядке рождения слева направо и обозначаются арабскими цифрами. Анализ родословной проводится по вертикали и по горизонтали. По вертикали исследуются поколения и обращается внимание на проявление признака в каждом поколении. По горизонтали проводится анализ семей, при этом исследуется фенотип родителей и потомства в каждой семье. Устанавливается тип наследования, затем решается вопрос о расположении мутнтного гена в аутосомных и половых хромосомах и выясняются генотипы членов родословной. Значение метода:1) определение различных условий среды. Пенетрантность - количественное выражение фенотипического проявления гена, отношение процента лиц с фенотипическим появлением признака (болезни) к общему числу особей, несущих контролирующий его ген. Для расчета пенетрантности необходимо знать число лиц с фенотипоческим проявлением признака и тип брака. Например, в семье родилось 30 детей, из них у 5-х детей проявилось заболевание. Тип брака: Аа - аа. В данном потомстве гетерозиготных носителей доминантного гена - 50% (15 детей). Пенетрантность гена 5/15=1/5

=33%. Вероятность проявления заболевания в первом поколении = теоретическая вероятность· пенетрантность (1/2·1/3=1/6=17%).

По аутосомно - доминантному типу наследуются по дидактилия, брахидактилия, ахондроплазия, элдиптоцитоз и др.

Аутосомно - рецессивный тип наследования. Мутантный рецессивный ген располагается а аутосоме и проявляется только в гомозиготном генотипе. Наследование признака (болезни) идет прерывисто, не в каждом поколении по горизонтали. Признак проявляется в равной мере у обоих полов. При данном типе наследования возможно рождение больного ребенка с вероятностью 25% от фенотипически здоровых родителей (при гетерозиготном носительстве мутационного гена). Частота проявления рецессивного гена возрастает среди кровных родственников, в изолятах. Варианты аутосомно - рецессивного гена (согласно теоритическому расчету)

Типы брака: Генотипы потомства:

Аа - аа 100% больных

АА - аа 100% гетерозиготных носителей

Рецессивного гена

Аа - аа 50% больных, 50% гетерозиготных носителей

Аномального гена

Аа - аа 25%больных, 25% здоровых, 50%

Гетерозиготных носителей рецессивного

Гена

АА - аа 50%здоровых, 50%гетерозиготных

Носителей аномального гена

ПО аутосомно - рецессивному типу наследуются фенилкетонурия, сахарный диабет, галактоземия, гипофизарная карликовость и др.

Доминантный сцепленный с Х-хромосомой тип наследования. Мутантный доминантный ген локализован в негомологичном участке Х-хромосомы, отсутствующем в У-хромосоме. Патологический признак прослеживаеся в родословной по вертикали. Отец передает свой признак 100% своих дочерей, признак не передается от отца к сыну. Мать передает сцепленный с Х-хромосомой признак половине сыновей и половине дочерей, либо всему потомству в зависимости от гетеро- и гомозиготности ее генотипа

1. Доминантное наследование

Типы брака Фенотипы потомства

ХУ - ХХ 100%больных девочек, 100% здоровых

Мальчиков

ХУ - ХХ 50%больных мальчиков и девочек, 50%

Здоровых мальчиков и девочек

ХУ - ХХ 100% больных девочек, 50% больных

мальчиков

50% здоровых мальчиков.

ПО данному типу наследуются витамин Д-резистентный рахит, дефект эмали зубов, маниакально - депрессивный психоз.

2.Рецессивный сцепленный с Х-хромосомой тип наследования. Признак проявляется не в каждом поколении. Болеют преимущественно лица мужского пола. Признак передается от матери всем сыновьям при ее гомозиготности, половине сыновей при гетерозиготном генотипе. Дочери наследуют признааак от обоих родителей. Аномальный ген передается от отца всем дочерям, от матери при ее гетерозиготности половине сыновей и дочерей. Дочери при этом типе наследования являются кондукторами или проводниками заболевания.

Типы брака Фенотипы потомства

ХУ - ХХ 100% здоровых девочек и мальчиков, 100%

Девочек - гетерозиготные носители аномального

гена

ХУ - ХХ 50% здоровых девочек и мальчиков ( все

Гетерозиготные носители аномального гена),

50%больных девочек

ХУ - ХХ 100%здоровых девочек, 50% из них

Гетерозиготные носители аномального гена,

50% здоровых мальчиков и 50% больных

мальчиков.

По данному типу наследуются гемофилия, дальтонизм, болезнь Дюшеса, синдром Леша-Найяна и др.

Сцепленное с У-хромосомой наследование (голандрический тип). Мутантный ген расположен в У-хромосоме. Признак передается от отца к сыну. По данному типу наследуется гипертрихоз.

Наследование, ограниченное полом, - признак,контролируемый геном, находящемся в аутосоме, проявление которого зависит от пола.

Например, тембр голоса, раннее облысение человека.

VIII.САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ

Решение ситуационных задач:

а)Вычислить процент пенетрантности аномального гена. В десяти семьях родилось 60 детей, из них больных детей - 20. Тип брака - Аа -аа (50% больных).

Определите пенетрантность доминантного гена и вероятность заболевания детей в первом поколении?

б)Подагра определяется доминантным аутосомным геном. По некоторым данным (В.Пэфроинсона, 1968), пенентрантность гена у мужчин составляет 20%, а у женщин равна нулю.

I)Какова вероятность заболевания подагрой в семье гетерозиготных родителей?

2)Какова вероятность заболевания подагрой в семье, где один из родителей гетерозиготен, а другой нормален по анализируемому признаку?

в)Согласно легендам составить родословную и определить тип наследования:

1.Пробанд страдает ночной слепотой. Его два брата также больны. По линии отца пробанда страдающих ночной слепотой не было. Мать пробанда больна. Две сестры и два брата матери пробанда здоровы. Они имеют только здоровых детей. По материнской линии дальше известно, что бабушка больна, дедушка здоров, сестра бабушки больна, а брат здоров, прадедушка (отец бабушки) страдал ночной слепотой, сестра и брат прадедушки были больны, прадедушка болен, его брат, имеющий больную дочь и двух больных сыновей, также болен. Жена пробанда, ее родители и родственники здоровы.

Определите вероятность рождения больных детей в семье пробанда.

2.Пробанд - здоровая женщина - имеющая двух здоровых братьев и двух братьев, больных алькаптонурией. Мать пробанда здорова и имеет двух здоровых братьев. Отец пробанда болен алкаптонурией и является двоюродным дядей своей жены. У него есть здоровый брат и здоровая сестра. Бабушка по линии отца была больной и состояла в браке со своим двоюродным здоровым братом. Бабушка и дедушка пробанда по линии матери здоровы, отец и мать деда также здоровы, при этом мать деда - родная сестра деда пробанда со стороны отца.

Определите вероятность рождения больных алькаптонурией детей в семье пробанда при условии, если она выйдет замуж за здорового мужчину, мать которого страдала алькаптонурией

3. Пробанд - здоровый юноша - имеет четверых братьев, больных мышечной дистрофией типа Дюшеса. Мать и отец пробанда здоровы. У матери пробанда две здоровые сестры, один здоровый брат и два брата, больные мышечной дистрофией. Бабушка идедушка со стороны матери пробанда здоровы. У бабушки было три здоровые сестры, два здоровых брата и один брат, больной мышечной дистрофией. Все здоровые братья и сестры бабушки имели здоровых супругов. У обоих братьев было по пять детей - все девочки и мальчики здоровы. У одной из сестер был больной дистрофией сын. У второй сестры - три здоровых сына и одна здоровая дочь. Третья сестра бабушки выходила замуж несколько раз за здоровых мужчин. От первого брака у нее родился больной мышечной дистрофией сын, от второго брака - один сын здоровый и один сын больной , от третьего брака - один здоровый сын, здоровая дочь и два больных дистрофией сына. Родители бабушки пробанда по линии матери были здоровы.

Определите вероятность рождения больных детей в семье пробанда, если его супруга будет иметь такой же генотип, как мать пробанда.

4. Пробанд имеет нормальные зубы по окраске. У его сестры зубы коричневые. У матери пробанда зубы коричневые, а у отца - нормальной окраски. Семь сестер матери пробанда с коричневыми зубами,а четыре брата - с нормальными. Одна тетя пробанда по линии матери, имеющая коричневые зубы, замужем за мужчиной с нормальными зубами. У них трое детей: дочь и сын с коричневыми зубами и дочь с нормальными. Два дяди пробанда по линии матери женаты на женщинах без аномалии к окраске зубов. У одного из них два сына и дочь, у другого - две дочери и сын. Все они с нормальными зубами. Коричневые зубы имел дедушка пробанда по линии матери, а у бабушки по линии матери были нормальные зубы. Два брата дедушки по линии матери с нормальной окраской зубов. Прабабушка ( мать деда по линии матери ) и прапрабабушка ( мать этой прабабушки) имели коричневые зубы, а их мужья были с нормальной окраской зубов.

Определите, какие дети могут быть у пробанда, если он вступит в брак с женщиной, гетерозиготной по этому признаку.

IX. ОБРАЗЦИ ИСХОДНОГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ

ИСХОДНИЙ КОНТРОЛЬ

Какие особенности распределения особей в родословной характеризуют аутосомно - доминантный тип наследования:

а)признак появляется у подавляющего большинства членов семьи

б)признак проявляется только у лиц одного пола;

в)признак проявляется в равной мере у лиц мужского и женского пола;

г)признак проявляется не во всех поколениях;

д)признак проявляется во всех поколениях.

ИТОГОВЫЙ КОНТРОЛЬ

Привести анализ родословной. Определить тип наследования глухоты, генотипы пробанда и родителей.