1. Определите тип наследования признака - доминант­ный или рецессивный.

Для этого выясните:

1. часто ли встречается изучаемый признак (во всех по­колениях или нет);

2. многие ли члены родословной обладают признаком;

3. имеют ли место случаи рождения детей, обладающих признаком, если у родителей этот признак не прояв­ляется;

4. имеют ли место случаи рождения детей без изучаемо­го признака, если оба родителя им обладают;

5. какая часть потомства несет признак в семьях, если его обладателем является один из родителей.

2. Определите, наследуется ли признак сцеплено с полом. Для этого выясните:

1. как часто встречается признак у лиц обоих полов; если встречается редко, то лица какого пола несут его чаще;

2. лица какого пола наследуют признак от отца и мате­ри, несущих признак.

3. Исходя из результатов анализа, постарайтесь опреде­лить генотипы всех членов родословной. Для определе­ния генотипов, прежде всего выясните формулу расщеп­ления потомков в одном поколении.

Пример решения задачи

Задача. Пробанд - женщина правша. Две ее сест­ры - правши, два брата - левши. Мать - правша. У нее два брата и сестра, все правши. Бабка и дед - правши. Отец пробанда - левша, его сестра и брат - левши, дру­гие два брата и сестра - правши

Решение:

1.Изображаем символ пробанда. .Показываем наличие у пробанда признака.

7. Определяем генотипы членов родословной. Признак праворукости проявляется в каждом поколении как у лиц женского, так и мужского пола. Это свидетельст­вует о аутосомно-доминантном типе наследования при­знака. Обозначим ген, определяющий развитие право­рукости А, а леворукости - а. Все члены родословной, являющиеся левшами, имеют генотип аа. Пробанд - правша, но ее отец - левша. Значит, пробанд и ее сест­ры гетерозиготны (генотип Аа). Мать пробанда - прав­ша, но среди ее детей есть левши. Следовательно, она ге­терозиготна (генотип Аа). Все сибсы матери, ее мать и отец - правши. Точно установить их генотип невоз­можно. Однако можно утверждать, что либо бабушка, либо дедушка пробанда являются гетерозиготными но­сителями гена леворукости. Поэтому генотип родствен­ников по линии матери можно обозначить в виде А_. По линии отца определить генотип праворуких сибсов так­же невозможно - они могут быть как гомо-, так и гетеро­зиготными. Поэтому их генотип – А_.

В зависимости от типа наследования родословные

выглядят по-разному.

Аутосомно-доминантный тип наследования (АД).

При аутосомно-доминантном типе наследования мутантный ген локализован в аутосоме и проявляется в генотипах АА и Аа. Для этого типа наследования характерны: равная вероятность встречаемости данного признака как у мужчин, так и у женщин. Признак прослеживается при достаточном по численности потомстве в каждом поколении по вертикали.

- признак передается одинаково от больных родителей (как матери, так и отца) к детям (Рис. 2);

- у здоровых родителей рождается здоровое потомство;

1. - у больных родителей может рождаться здоровое потомство; ( признак встречается в родословной часто, практиче­ски во всех поколениях, одинаково часто и у мальчи­ков, и у девочек;

2. если один из родителей является носителем признака, то этот признак проявится либо у всего потомства, либо у половины.)

По аутосомно-доминантному типу наследуются полидактимия (шестипалость), брахидактилия (короткопалость), ахондроплазия (карликовость), синдром Марфана (паучьи пальцы), ангиоматоз сетчатой оболочки, метгемоглобинемия (гемоглобины Бостон, Чикаго), аниридия, глаукома, синдром Ван дер Хеве, врожденный вывих бедра, гиперхолистеринемия, глухонемота (некоторые формы), нейрофиброматоз, подагра, анемия серповидно-клеточная (АД тип с неполным доминированием), ахондроплазия и др.

Рис. 2 Родословная семьи с наследованием синдактилии.

Аутосомно-рецессивный тип наследования (АР).

При АР типе наследования мутантный ген проявляет свое действие только в гомозиготном состоянии (аа).

При аутосомно-рецессивном наследовании заболевание (признак0 встречается в родословных редко и не во всех поколениях, при этом вероятность заболевания у мальчиков и девочек одинакова (Рис. 3).

Признак может появиться у детей, родители которых здоровы и являлись гетерозиготными носителями мутантного гена.

1. Вероятность появления рецессивного потомства возрастает в близкородственных браках, где оба родителя могут быть носителями одного и того же рецессивного аллеля, полученного от общего предка. Рецессивный признак от родителей, как от отца, так и от матери, передается одинаково.( признак встречается редко, не во всех поколениях, одинаково часто и у мальчиков, и у девочек;

2. признак может проявиться у детей, даже если родите­ли не обладают этим признаком;

3. если один из родителей является носителем признака, то он не проявится у детей или проявится у половины потомства.)

К заболеваниям с аутосомно-рецессивным типом наследования относятся многие болезни обмена веществ, среди которых фенилкетонурия (ФКУ), галактоземия, альбинизм общий, муковисцидоз, акаталазия, алькаптонурия, гидроцефалия, болезнь Вильсона (гепато-церебральная дистрофия), мышечная дистрофия Дюшена (или миопатия), цистинурия болезнь Тея-Сакса и др.

Родословная семьи с наследованием серповидноклеточности и серповидно-клеточной анемии.

Х-сцепленное рецессивное наследование (ХР).

Х-рецессивное наследование:

- чаще признак встречается у лиц мужского пола;

- чаще признак проявляется через поколение;

- если оба родителя здоровы, но мать гетерозиготна, то признак часто проявляется у 50% сыновей;

- если отец болен, а мать гетерозиготна, то обладате­лями признака могут быть и лица женского пола.

ХР тип наследования характеризуется следующими особенностями: мутантный ген локализован в Х хромосоме и проявляется в генотипе Х^аХ^а у женщин и Х^аY у мужчин.

- От здоровых родителей, если мать гетерозиготный носитель, могут родиться больные дети – мальчики; больные мужчины не передают заболевание своим сыновьям, но их дочери становятся гетерозиготными носителями болезни;

- Больные девочки могут родиться только в семьях, где отец болен, а мать гетерозиготна по мутантному гену (Рис. 4).

Родословная семьи с наследованием гемофилии.

Характерной особенностью родословных при ХР-наследовании является преимущественное проявление признака у гемизиготных (Х^аY) мужчин, которые наследуют его от матерей-носителей рецессивного аллеля. Как правило, признак наследуется мужчинами через поколение от деда по материнской линии к внуку. У женщин ХР признак проявляется лишь в гомозиготном состоянии, вероятность чего возрастает в близкородственных браках.

По ХР типу наследуются гемофилия, дальтонизм, альбинизм, ангидрозная эктодермальная дисплазия, ангиокератома, ихтиоз врожденный (большинство форм ихтиоза летальны), пигментный ретинит (ХР форма) и др.

Х-сцепленное доминантное наследование (ХД).

Х-доминантное наследование:

- чаще признак встречается у лиц женского пола;

- если мать больна, а отец здоров, то признак переда­ется потомству независимо от пола, он может прояв­ляться и у девочек, и у мальчиков;

- если мать здорова, а отец болен, то у всех дочерей признак будет проявляться, а у сыновей нет.

ХД тип наследования характеризуется следующими признаками:

- доминантный мутантный аллель локализован в Х хромосоме и может проявляться как в гомозиготном (Х^АХ^А), в гетерозиготном (Х^АХ^а), так и в гемизиготном (х^Ау) состоянии;

- лица с генотипом Х^АХ^А, Х^АХ^а, Х^АY – больны, с генотипом Х^аХ^а, Х^аY – здоровы;

- болеют как мужчины, так и женщины, однако больных женщин вдвое больше, чем мужчин;

- заболевание проявляется в каждом поколении;

- если болен отец, то все его дочери будут больны, а сыновья здоровы;

- если мать больна, то вероятность рождения больного ребенка 50%, независимо от пола.

- больными будут дети только тогда, когда болен один из родителей;

- у здоровых родителей все дети будут здоровы (Рис. 5).

Родословная семьи с наследованием дефекта зубной эмали.

При анализе родословных в ряде случаев очень трудно отличить Х-сцепленный доминантный тип от аутосомно-доминантного типа наследования. Наиболее информативны те семьи, в которых передача заболевания происходит через больных отцов. В этом случае наблюдается избирательное поражение потомков женского пола – все дочери таких больных отцов заболевают, т.к. получат от отца Х-хромосому, несущую патологический ген, а все сыновья будут здоровы, т.к. унаследуют от отца Y-хромосому. Х-сцепленный доминантный тип наследования встречается крайне редко. По ХД типу наследуются фолликулярный кератоз, фосфатемия, коричневая окраска эмали зубов, маторно-сенсорная нейропатия 1 Х-типа (ОМIМ: 302800).

Родословная семьи с наследованием гипертрихоза ушной раковины.

Y-сцепленный (галандрический) тип наследования.

Y-сцепленное наследование:

- признак встречается только у лиц мужского пола; » если отец несет признак, то, как правило, этим при­знаком обладают и все сыновья.

Данный тип наследования характеризуется только прямой передачей признака от отца к сыну (Рис. 6). В настоящее время идентифицировано около 100 генов, локализованных в Y-хромосоме. Большинство из них обусловливают развитие организма по мужскому типу, участвуют в сперматогенезе, в контроле роста тела и зубов. Мутации в некоторых генах приводят к развитию рака яичек, простаты и другим гонадопластомам.

Все гены Y-хромосомы делятся на 3 группы:

1. Гены псевдоаутосомных областей, идентичные в Х- и Y-хромосомах. Мутации в генах этой группы нарушают конъюгацию геносом (половых хромосом) в мейозе у мужчин, приводят к бесплодию.

2. Группа включает 10 Х-Y-гомологичных генов, локализованных в некомбинирующих областях Yp иYq. Эти гены экспрессируются во многих тканях и органах, включая яички и простату.

3. Группа включает 11 Y-специфичных генов, располагающихся в некомбинирующих областях Yp иYq. Продукты этих генов могут играть роль транскрипционных факторов и цитокининовых рецепторов, выполнять функции протеинкиназ и фосфатаз.

Некоторые из этих генов формируют AZF-регион, микроделеции в котором часто приводят к мужскому бесплодию: азооспермии и олигоспермии.

Y-сцепленные заболевания, как правило, возникают вследствии мутаций de novo. Мальчики, которые получили от своего отца мутацию, нарушающую развитие и функционирование мужских гонад, оказываются стерильными и не могут передать ее своему потомству, поэтому родословные с этим признаком оказываются неинформативными.

В целом, Y-хромосома характеризуется высокой нестабильностью, вследствие наличия большого числа различных повторов, мобильных генетических элементов, аберрантной рекомбинации между гомологичными облястями Х- и Y-хромосом или несбалансированного обмена между сестринскими хроматидами Y-хромасомы.

Примерами сцепленного с Y-хромосомой признака является гипертрихоз, синдиктимия.

При цитоплазматическом наследовании (ЦН) признак передается по материнской линии через цитоплазму, т.к. гены, обусловливающие цитоплазматическую наследственность расположены в цитоплазматических молекулах ДНК. Так, например, все митохондрии человека имеют материнское происхождение и получены человеком с материнской яйцеклеткой. При наличии мутации в том или ином количестве митохондрий яйцеклетка может передать мутации ДНК митохондрии своим детям обоего пола. Скорость мутаций в митохондриальной ДНК в 17 раз выше, что обусловливает высокую частоту спорадических случаев митохондриальных заболеваний.

Цитоплазматическая наследственность не подчиняется законам наследования ядерных генов.

1. признак одинаково часто встречается у представите­лей обоих полов;

1. признак передается потомкам только от матери;

2. мать, несущая признак, передает его либо всему по­томству, либо только его части.

Клинические проявления митохондриальных заболеваний характеризуются задержкой физического развития, дисфункцией щитовидной железы, печеночной недостаточностью, миопатиями и кардиомиопатиями и многое другое.

Пенетрантность и экспрессивность. В генетике человека и в медицинской генетике часто выстречаются признаки, которые наследуются по типу неполного доминирования, по типу кодоминирования и по различным типам взаимодействия неаллельных генов.В процессе онтогенеза не все гены реализуются в признак. Некоторые из них оказываются блокированными другими неаллельными генами, проявлению некоторых признаков не способствуют, не благоприятствуют внешние условия. Пробиваемость гена в признак называется пенетрантностью. Пенетрантность отражает частоту фенотипического проявления имеющейся в генотипе генетической информации. Пенетрантность выражается в процентах особей, у которых анализируемый аллель фенотипически проявляется. Пенетрантность может быть полной (100%) и неполной ( 100%). При анализе родословной и составлении генетического прогноза необходимо учитывать значение пенетрантности, установленное для данного признака.

Пример решения задачи. Определите характер наследования при­знака и расставьте генотипы всех членов родословной

Задача. Определите характер наследования при­знака и расставьте генотипы всех членов родословно

Решение:

1. Определяем тип наследования признака. Признак про­ является в каждом поколении. От брака 1—2, где отец является носителем признака, родился сын, имеющий анализируемый признак. Это говорит о том, что данный признак является доминантным. Подтверждением доми­нантного типа наследования признака служит тот факт, что от браков родителей, не несущих анализируемого признака, дети также его не имеют.

2. Определяем, аутосомным или сцепленным с полом яв­ляется признак. В равной степени носителями признака являются лица как мужского, так и женского пола. Это свидетельствует о том, что данный признак является ау­тосомным.

3. Определяем генотипы членов родословной. Введем обо­значения генов: А - доминантная аллель, а - рецессив­ная аллель. В потомстве от браков, в которых один из родителей несет признак, наблюдается расщепление в со­отношении 1:1, что соответствует расщеплению при ана­лизирующем скрещивании. Это свидетельствует о гетерозиготности обладателей признака, то есть их генотип Аа. Лица, у которых признак не наблюдается, - генотип аа.

Ответ: признак наследуется по аутосомно-доминантному типу. Обладатели признака имеют генотип Аа, остальные члены родословной - аа.

Самостоятельная работа

1. Изучите конспекты лекций и литературу по данной теме.

2. Зарисуйте в тетради систему символов по Г. Юсту, используемых при составлении родословной.

3. Изучите особенности родословных с различными типами наследования АД, АР, ХД, ХР, YН, ЦН. Зарисовать в тетради родословные с разными типами наследования и провести их анализ.

4. Запишите в тетрадь и выучите примеры заболеваний с разными типами наследования и их клиническое проявление.

5.Постройте родословную своей семьи.

Оформите работу как самостоятельную на отдельных листах в соответствии с планом:

1. Название: Родословная моей семьи. Изучение наследования _______ (назовите изучаемый признак).

2. Анамнез (составьте анамнез).

3. Условные обозначения по Г. Юсту (приведите все условные обозначения, которые встречаются в литературе при изучении данной темы.

4. Схема родословной (со всеми общепринятой нумерацией поколений и каждого члена родословной).

5. Анализ родословной, установление типа наследования. Дайте обоснование.

6. Генетический прогноз. Для этого установите возможные генотипы родственников пробанда и самого пробанда. Постройте генетический прогноз для потомства пробанда.

7. Примеры и клиническое проявление болезней с таким же типом наследования.

8. Список использованной литературы

Форма отчета:

1. Представление на проверку тетради

2. Представление на проверку родословной своей семьи и устная защита работы.

Контроль знаний

Задания в тестовой форме

1В.

1.Генетика человека имеет ряд особенностей:

А) на людях запрещены экспериментальные браки

Б) рождается малое количество потомков

В) нет возможности создания одинаковых условий жизни

Г) сложный кариотип

2.Задачами генеалогического метода являются:

А) установление наследственного характера заболевания

Б) определение типа наследования болезни

В) диагностика заболевания

Г) лечение заболевания

3. Альбинизм – заболевание нарушения ……. обмена веществ

4.Экспресс-диагностик-это исследование …..

5. Биохимический метод позволяет:

А) выявить изменения в обмене веществ

Б) уточнить диагноз

В) установить гетерозиготное носительство

Г) выявить нарушения врожденных пороков развития

6.Метод, позволяющий уточнить диагноз при врожденных иммунодефицитах называется …

7.Метод, изучающий болезни человека на животных называется ….

8. Прогноз потомства осуществляется в …

9. Уровень АФП при спинномозговых грыжах …….

10.Оптимальный срок для проведения амниоцентеза в неделях:

А) 14-16

Б) 11-12

В) 10-11

Г) 9-10

11. Оптимальный срок проведения АФП в сыворотке крови матери в неделях:

А) 12-13

Б) 14-15

В) 15-16

Г) 16-17

12. Оптимальный срок исследования фетоскопией в неделях:

А) 18-22

Б) 17-18

В) 16-17

Г) 15

13. Планирование деторождения состоит из:

А) определение репродуктивного возраста женщины

Б) отказ от беременности в случае высокого риска патологии

В) отказ от беременности в случае близкородственных браках

Г) в определении пола ребенка

14. Лечение больных с наследственной патологией включает лечение:

А)симптоматическое

Б) патогенетическое

В) этиологическое

Г) хирургическое

15. При наличии болезни Дауна у плода, в крови беременной женщины уровень альфа-фетопротеина …

16.. Размножение клеток на питательных средах:

а) культивирование

б) гибридизация

в) клонирование

г) селекция

17. …. – потомки одних и тех же родителей.

18. ….- больной, с которого начинается родословная.

19. ….- это братья и сестра пробанда.

20. Слияние клеток двух разных типов:

а) культивирование

б) гибридизация

в) клонирование

г) селекция

21.. Получение потомков одной клетки, взятой из общей клеточной массы:

а) культивирование

б) гибридизация

в) клонирование

г) селекция

22. Отбор клеток с заранее заданными свойствами при культивировании их на селективных питательных средах:

а) культивирование

б) гибридизация

в) клонирование

г) селекция

23.. Метод, в котором используют изучение папиллярных узоров пальцев, ладоней и стоп …

24. Метод, позволяющий оценить относительную роль генетических и средовых факторов в развитии конкретного признака или заболевания:

а) иммунодиагностики

б) цитогенетический

в) близнецовый

г) биохимический

25.. Метод, который позволяет обнаружить заболевание до рождения ребенка …

26.. Метод, позволяющий выявить изменения в обмене веществ:

а) дерматоглифики

б) цитогенетический

в) близнецовый

г) биохимический

27. …- метод дает возможность рассчитать в популяции частоту нормальных и патологических генов и генотипов.

28. Показаниями для цитогенетического исследования являются:

а) плохое самочувствие

б) гипертермия

в) привычные выкидыши

г) обмороки

29. Метод перинатальной диагностики:

а) близнецовый

б) иммуногенетический

в) биохимический

г) амниоцентез

30. Сроки проведения биопсии хориона (в неделях):

а) 7-9

б) 12-14

в) 2-4

г) 18-20

31.. Тип наследования изучаемого признака определяют с помощью … метода.

32.. Метод генетики соматических клеток – это простое …

33.Массовое обследование новорожденных для выявления наследственных заболеваний называется …

34. Метод определения количества и качества хромосом с целью диагностики наследственного заболевания называется ….

35. Гены, локализованные в У-хромосоме передаются:

А) сыновьям

Б) дочерям

В) и сыновьям, и дочерям

Г) через поколение

Эталоны ответов

1. - а,б,в,г

2. – а.б

3. – аминокислотный

4. – половой хроматин

5. – а,б,в

6. – иммуногенетический

7. – моделирования

8. - МГК

9. – повышен

10. – а

11. – в

12. – а

13. – а,б,в

14. – а,б,в,г

15. - снижается

16. –а

17. – сибсы

18. – пробанд

19. – сибсы

20.– б

21. –в

22.–г

23. – дерматоглифика

24.– в

25. –пренатальная

26. – г

27. – популяционно-

генетический

28. – в

29. –г

30. – а

31. –генеалогический

32. –культивировани

33. – неонатальный скрининг

34– кариотипирование

35. - а

2В.

1.Генетика человека имеет ряд особенностей:

А) на людях запрещены экспериментальные браки

Б) рождается малое количество потомков

В) нет возможности создания одинаковых условий жизни

Г) сложный кариотип

2.Задачами генеалогического метода являются:

А) установление наследственного характера заболевания

Б) определение типа наследования болезни

В) диагностика заболевания

Г) лечение заболевания

3. Альбинизм – заболевание нарушения ……. обмена веществ

4.Экспресс-диагностик-это исследование …..

5. Биохимический метод позволяет:

А) выявить изменения в обмене веществ

Б) уточнить диагноз

В) установить гетерозиготное носительство

Г) выявить нарушения врожденных пороков развития

6.Метод, позволяющий уточнить диагноз при врожденных иммунодефицитах называется …

7.Метод, изучающий болезни человека на животных называется ….

8. Прогноз потомства осуществляется в …

9. Уровень АФП при спинномозговых грыжах …….

10.Оптимальный срок для проведения амниоцентеза в неделях:

А) 14-16

Б) 11-12

В) 10-11

Г) 9-10

11. Оптимальный срок проведения АФП в сыворотке крови матери в неделях:

А) 12-13

Б) 14-15

В) 15-16

Г) 16-17

12. Оптимальный срок исследования фетоскопией в неделях:

А) 18-22

Б) 17-18

В) 16-17

Г) 15

13. Планирование деторождения состоит из:

А) определение репродуктивного возраста женщины

Б) отказ от беременности в случае высокого риска патологии

В) отказ от беременности в случае близкородственных браках

Г) в определении пола ребенка

14. Лечение больных с наследственной патологией включает лечение:

А)симптоматическое

Б) патогенетическое

В) этиологическое

Г) хирургическое

15. При наличии болезни Дауна у плода, в крови беременной женщины уровень альфа-фетопротеина …

16.. Размножение клеток на питательных средах:

а) культивирование

б) гибридизация

в) клонирование

г) селекция

17. …. – потомки одних и тех же родителей.

18. ….- больной, с которого начинается родословная.

19. ….- это братья и сестра пробанда.

20. Слияние клеток двух разных типов:

а) культивирование

б) гибридизация

в) клонирование

г) селекция

21.. Получение потомков одной клетки, взятой из общей клеточной массы:

а) культивирование

б) гибридизация

в) клонирование

г) селекция

22. Отбор клеток с заранее заданными свойствами при культивировании их на селективных питательных средах:

а) культивирование

б) гибридизация

в) клонирование

г) селекция

23.. Метод, в котором используют изучение папиллярных узоров пальцев, ладоней и стоп …

24. Метод, позволяющий оценить относительную роль генетических и средовых факторов в развитии конкретного признака или заболевания:

а) иммунодиагностики

б) цитогенетический

в) близнецовый

г) биохимический

25.. Метод, который позволяет обнаружить заболевание до рождения ребенка …

26.. Метод, позволяющий выявить изменения в обмене веществ:

а) дерматоглифики

б) цитогенетический

в) близнецовый

г) биохимический

27. …- метод дает возможность рассчитать в популяции частоту нормальных и патологических генов и генотипов.

28. Показаниями для цитогенетического исследования являются:

а) плохое самочувствие

б) гипертермия

в) привычные выкидыши

г) обмороки

29. Метод перинатальной диагностики:

а) близнецовый

б) иммуногенетический

в) биохимический

г) амниоцентез

30. Сроки проведения биопсии хориона (в неделях):

а) 7-9

б) 12-14

в) 2-4

г) 18-20

31.. Тип наследования изучаемого признака определяют с помощью … метода.

32.. Метод генетики соматических клеток – это простое …

33.Массовое обследование новорожденных для выявления наследственных заболеваний называется …

34. Метод определения количества и качества хромосом с целью диагностики наследственного заболевания называется ….

35. Гены, локализованные в У-хромосоме передаются:

А) сыновьям

Б) дочерям

В) и сыновьям, и дочерям

Г) через поколение

Эталоны ответов

15. - а,б,в,г

16. – а.б

17. – аминокислотный

18. – половой хроматин

19. – а,б,в

20. – иммуногенетический

21. – моделирования

22. - МГК

23. – повышен

24. – а

25. – в

26. – а

27. – а,б,в

28. – а,б,в,г

15. - снижается

16. –а

17. – сибсы

18. – пробанд

19. – сибсы

20.– б

21. –в

22.–г

23. – дерматоглифика

24.– в

25. –пренатальная

26. – г

27. – популяционно-

генетический

28. – в

29. –г

30. – а

31. –генеалогический

32. –культивировани

33. – неонатальный скрининг

34– кариотипирование

35. - а