Основные методы исследования генетики человека
Nbsp; Лекция 1. Основы медицинской генетики, основные понятия положения этапы становления Вопросы: 1. Предмет, задачи, основные этапы становления медицинской генетики. 2. Вклад зарубежных и отечественных ученых. Перспективные направления решения медико-биологических и генетических проблем. 3. Методы изучения наследственности и изменчивости человека в норме и патологии. Генетика- это наука о наследственности и изменчивости организмов, она раскрывает сущность того, каким образом каждая живая форма воспроизводит себя в следующем поколении, и как в этих условиях возникают наследственные изменения, которые передаются потомкам, участвуя в процессах эволюции и селекции. Предметом генетики человека служит изучение явлений наследственности и изменчивости у человека на всех уровнях его организации и существования: молекулярном, клеточном, организменном, популяционном, биохронологическом, биогеохимическом. Медицинская генетика изучает роль наследственности в патологии человека, закономерности передачи от поколения поколению наследственных болезней, а также разрабатывает методы диагностики, лечения и профилактики наследственной патологии, в том числе и болезней с наследственной предрасположенностью, объединяя, таким образом, медицинские и генетические открытия и достижения для борьбы с недугами. Медицинская генетика, являясь важнейшей частью теоретической медицины, выясняет значение наследственных (сочетание генов, мутаций) и средовых факторов, а также их соотношения в этиологии болезней. Как теоретическая и клиническая дисциплина медицинская генетика продолжает интенсивно развиваться в разных направлениях: изучение генома человека, цитогенетика, молекулярная и биохимическая генетика, иммуногенетика, генетика развития, популяционная генетика, клиническая генетика. Клиническая генетика - прикладной раздел медицинской генетики, в котором достижения последней применяются для решения клинических проблем у пациентов или в их семьях. ЗАДАЧИ МЕДИЦИНСКОЙ ГЕНЕТИКИ 1. Изучение наследственных болезней, закономерностей их наследования, особенностей патогенеза, лечения и профилактики; 2.Изучение наследственнной предрасположености и резистентности к наследственным болезням; 3. Изучение патологической наследственности; 4. Исследование теоретических медико-биологических проблем (биосинтез видоспеци-фических белков, синтез иммунных антител, генетические механизмы канцерогенеза); 5. Изучение вопросов генной инженерии, разрабатывающей методы лечения наслед-ственных болезней путем переноса генов нормального метаболизма в ДНК больного. Основы медицинской генетики Медицинская генетика как наука базируется на ряде принципиальных положений, раскрывающих суть проблемы наследственных болезней человека, и принятых в настоящее время как аксиомы: - наследственные болезни являются частью общей наследственной изменчивости человека. Нет резкой границы между наследственной изменчивостью, ведущей к изменению нормальных признаков, и изменчивостью приводящей к возникновению наследственных болезней; - в развитии наследственных признаков или болезней принимают участие наследственная конституция и внешняя среда. При этом для развития одних признаков или болезней определяющую роль играет наследственность, а для других существенное значение имеет внешняя среда, но нет таких признаков, которые зависели бы только от наследственности или только от среды; - наследственная отягощенность современного человечества состоит из накопленных в процессе эволюции патологических мутации и из вновь возникающих наследственных изменений в половых клетках. Количественный объем вновь возникающих мутаций может увеличиться под влиянием мутагенных факторов среды (ионизирующая радиация, химические вещества и другие воздействия); - среда обитания человека продолжает изменяться. Расширился круг потенциальных брачных партнеров, широких масштабов достигла миграция населения, увеличивается мутагенная нагрузка - все это меняет генетическую структуру популяций человека и приводит к появлению новых видов наследственной патологии - экогенетических болезней; - прогресс медицины и общества приводит к увеличению продолжительности жизни больных с наследственными болезнями, восстановлению у них репродуктивной функции и, следовательно, к увеличению их числа в популяции. Больной или носитель патологического задатка - полноправный член общества и имеет равные права со здоровым человеком. Современная медицина обладает большими возможностями в диагностике, лечении и профилактике наследственных болезней, а в будущем будет обладать еще большими. Медицинская генетика помогает понять взаимодействие биологических и средовых факторов в патологии человека. На основании медико-генетических знаний приобретаются навыки диагностики наследственных болезней. В настоящее время сложилась стройная система профилактики наследственных болезней: медико-генетическое консультирование, перенатальная диагностика, массовая диагностика у новорожденных наследственных заболеваний обмена, поддающихся диетической и лекарственной терапии, диспансеризация больных и членов их семей. Внедрение этой системы обеспечило снижение частоты рождения детей с врожденными пороками развития и наследственными болезнями на 60-70 %. Исходя из уже реализуемых в практическом здравоохранении достижений генетики, можно прогнозировать такие перспективы, как широкое применение преимплантационной диагностики в основных медико-генетических центрах, проведение генетического тестирования на болезни с наследственным предрасположением и принятием, согласно полученным результатам, профилактических мер, создание новых подходов и методов лечения (в том числе генная терапия отдельных заболеваний), а также производство новых типов лекарств на основе генной информации. Население среднего и старшего возраста может быть обследовано на предмет риска многих болезней, которые могут быть предупреждены или облегчены путем диетического или лекарственного воздействия. Проверка индивидуальной чувствительности к лекарствам молекулярно-генетическим методом должна стать стандартной процедурой перед любым медикаментозным лечением.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Этапы развития генетики
В течение всей последующей истории генетика прошла ряд периодов, каждый из которых характеризовался теми или иными открытия- ми. Эти периоды тесно связаны между собой и условно их можно раз делить на 6 этапов.
Первый этап (с 1900 до 1912 г.) – это период триумфального раз- вития менделизма, подтверждение законов Г. Менделя на различных культурах (лабораторных грызунах, курах, бабочках и др.), в результате чего выяснилось, что законы наследственности носят универсальный характер. Особенно примечательными являются работы У. Бэтсона по анализу наследования формы гребня у кур (при скрещивании кур с ро- зовидной и гороховидной формой наблюдалось появление новой оре- ховидной формы). Выдающееся значение имели работы А. Гаррода, опубликованные в 1902 и 1908 гг. по «врожденным нарушениям мета- болизма» у человека. К сожалению, значение работ этого ученого как первых работ в области биохимической генетики, стало понятным 28 только в наши дни. Уже в 1909 г. У. Бэтсон опубликовал сводку, где было перечислено более сотни признаков растений и столько же видов животных, для которых было доказано наследование признаков соглас- но законам Г. Менделя. В 1906 г. английский ученый Р. Пеннет пред- ложил использовать «решетку Пеннета» для определения генотипов потомства при скрещивании. Сложились такие генетические понятия, как гомозигота и гетерозигота, аллеломорф (термины введены У. Бэт- соном в 1902 г.), ген, фенотип, генотип (термины предложены датским генетиком в 1909 г.). Термин аллеломорф был заменен В. Иоганнсеном на аллель в 1926 г. Его определение звучит следующим образом: аллели – формы состояния гена, вызывающие фенотипические различия, но локализованные на гомологичных участках гомологичных хромосом. В 1906 г. У. Бэтсон сформулировал «правило чистоты гамет». Наряду с наиболее характерными открытиями для этого периода развития менделевской генетики, в эти годы зародились некоторые но- вые важные направления, получившие свое развитие в последующие годы. Уже в 1902 г. два ученых Т. Бовери в Германии и У. Сэттон в США одновременно обратили внимание на параллелизм в поведении хромо- сом при мейозе и оплодотворении с передачей признаков потомству, что послужило предпосылкой для создания хромосомной теории наследственности. В 1901 – немецкий ботаник К. Корренс высказал предположение о том, что гены локализованы в хромосомах в линей- ном порядке, а в 1903 г. эту же мысль подтвердили американский уче- ный У. Сэттон и немецкий ученый Т. Бовери. Началось изучение внезапно возникающих и стойко наследующих- ся изменений наследственного материала – мутаций. Г. Де Фриз в 1901 г. сформулировал мутационную теорию, во многом совпавшую с тео- рией гетерогенеза (1899) русского ботаника С. И. Коржинского. Со- гласно мутационной теории наследственные признаки не являются аб- солютно константными и могут скачкообразно изменяться, вследствие мутирования их задатков. Мутационная теория Г. Де Фриза сыграла большую роль для развития представлений об изменчивости организ- мов. Ошибочными были лишь его суждения, что мутации в организме возникают самопроизвольно, под влиянием каких-то чисто внутренних причин и не зависят от внешних воздействий. В 1906 г. английские ученые У. Бэтсон и Р. Пеннет в опытах с души- стым горошком обнаружили явление сцепления наследственных призна- ков, а другой английский генетик Л. Донкастер в опытах с бабочкой кры- жовенной пяденицей открыл сцепленное с полом наследование. 29 Большое значение для зарождения популяционной генетики сыг- рали работы, опубликованные в 1908 г. английским математиком Г. Харди (1877–1947), который вывел формулу распределения генотипов в свободно скрещивающихся популяциях, и немецким врачом В. Вайн- бергом (1862–1937), который независимо от Г. Харди установил такую же закономерность в отношении человеческой популяции. Поэтому ныне принято именовать установленную ими закономерность как «за- кон Харди-Вайнберга». На этом этапе истории генетики была принята и получила даль- нейшее развитие менделевская, по существу умозрительная концепция гена как материальной единицы наследственности, ответственной за передачу отдельных признаков в ряду поколений организмов. Второй этап (с 1912 до 1925 г.) – это этап создания и развития хромосомной теории наследственности. Ведущую роль в этом сыгра- ли американские ученые Т. Морган (1861–1945) и три его ученика А. Стертевант (1891–1970), К. Бриджес (1889–1938) и Г. Меллер (1890– 1967). Блестящие работы этих ученых в период в 1910 по 1925 г. пока- зали, что наследственные задатки – гены – лежат в хромосомах и что передача признаков определяется судьбой хромосом при созревании половых клеток и оплодотворении. Работы Т. Моргана помогли значи- тельно глубже проникнуть в тонкое строение клеточного ядра и показа- ли возможность построения карт хромосом с указанием точного распо- ложения на них генов (первую карту построил в 1913 г. А. Стерте- вант совместно с Т. Морганом для Х-хромосомы дрозофилы). В 1911– 1912 гг. Т. Морган разработал хромосомную теорию наследственности, которая прочно опиралась не только на генетические данные, но и на наблюдениях за поведением хромосом в митозе и мейозе, на роли ядра в наследственности. В 1916 г. американский генетик Г. Меллер сфор- мулировал теорию линейного расположения генов на хромосоме. В 1916 г. американский биолог К. Бриджес сформулировал балансовую теорию определения пола. Установил связь между группами сцепления и хромосомами. Значение работ Т. Моргана и его сотрудников для развития гене- тики огромно. Хромосомная теория наследственности была крупней- шим после Г. Менделя достижением биологии, а проблема гена, под- нятая Т. Морганом, стала центральным вопросом генетики, не поте- рявшим актуальности и сегодня. Все дальнейшее развитие генетики и других биологических дисциплин (цитологии, эмбриологии, биохи- мии, эволюционного учения и др.) шло в свете этой теории, а на со- 30 временном этапе послужило основой зарождения молекулярной био- логии. В этот же период времени стали развиваться важные для практики направления генетики. К ним можно отнести, начатые еще в 1908 г. швед- ским генетиком Н. Нильсоном-Эле (1873–1949), работы по изучению за- кономерностей наследования количественных признаков на примере окраски зерен овса и пшеницы. Получили развитие работы по изучению механизмов гетерозиса (работы американских генетиков Э. Иста и У. Джонса). Благодаря работам Н. И. Вавилова, начала развиваться частная генетика культурных растений. Все это имело большое значение для раз- вития селекционной науки и внедрения в селекционную практику эффективных приемов, опирающихся на достижения генетики В период с 1912 г. по 1925 г. происходило становление отечествен- ной генетики.
Уже в первые послеоктябрьские годы сформировался ряд известных школ, возглавляемые крупными учеными – Н. К. Кольцовым (1872– 1940), Ю. А. Филипченко (1882–1930) и Н. И. Вави- ловым (1887–1943). Н. К. Кольцов создал Институт экспериментальной биологии, из стен которого вышли известные генетики Б. Л. Астауров, Е. И. Балка- шина, Н. К. Беляев, А. Е. Гайсинович, С. М. Гершензон, Я. Л. Глембоц- кий, Н. П. Дубинин, В. С. Кирпичников, А. А. Малиновский, И. Б. Паншин, И. А. Рапопорт, П. Ф. Рокицкий, Д. Д. Ромашев, В. В. Сахаров, А. С. Серебровский, Н. В. Тимофеев-Ресовский, В. П. Эфроимсон и др. Все они в той или иной степени восприняли методологию своего учи- теля. Н. К. Кольцов внес большой вклад в развитие генетики. Он пер- вым разработал гипотезу о молекулярном строении и матричной репро- дукции хромосом, предвосхитив этим более поздние открытия молеку- лярной биологии. Выдвинул идею о связи гена с определенным хими- ческим веществом (к сожалению, ошибочную, указав на белок), создал первую схему строения хромосом. Основным направлением работ Ю. А. Филипченко была частная генетика животных и растений. Ему принадлежит разработка приемов скрещивания для улучшения пород домашнего скота. Он первым начал читать курс лекций по генетике в университетах России, создал первую кафедру генетики в Петроградском университете и первую Лаборато- рию генетики при Академии наук. Н. И. Вавилов является гордостью отечественной генетики. Основ- ные научные работы его посвящены вопросам генетики, селекции и формообразования у растений. Н. И. Вавилов был организатором и ру- ководителем многочисленных экспедиций по изучению мировых рас- 31 тительных ресурсов (Иран, Афганистан, страны Средиземноморья, Эфиопия, Япония, Корея, Северная, Центральная и Южная Америка и др.). Им установлены очаги формообразования, или центры происхож- дения культурных растений, обоснованы принципы селекции растений, сформулирован закон гомологических рядов в наследственной измен- чивости, создана мировая коллекция культурных растений, создано учение об иммунитете растений, разработаны принципы селекции рас- тений. Характерной чертой исследований Н. И. Вавилова была широта и глубина теоретических обобщений. Его огромное литературное наследие является достоянием мировой науки. Существенную роль в развитии отечественной генетики сыграл С. С. Четвериков (1880–1959). Основное направление его работ – генетика популяций. Им сформулированы основные положения популяционной генетики, принцип насыщенности природных популяций большим ко- личеством мутаций, выведен закон равновесия при свободном скрещи- вании, установлена роль изоляции в дифференциации вида, а также значения естественного отбора в процессе эволюции. Благодаря заслу- гам С. С. Четверикова, а также последующим работам Н. П. Дубинина, Д. Д. Ромашова, Ю. М. Оленова и С. М. Гершензона в нашей стране, Р. Фишера и Д. Холдейна в Англии, С. Райта и Ф.Г. Добжанского в США, а также Н. В. Тимофеева-Ресовского (жившего в те годы в Германии), генетика оказалась прочно связанной с эволюционным учением и стала, по существу, фундаментом синтетической теории эволюции. Третий этап развития генетики (1925–1944) ознаменован в первую очередь открытием индуцированного мутагенеза. В 1925 г. со- ветский микробиолог и генетик Г. А. Надсон совместно со своим уче- ником Г. С. Филипповым продемонстрировали появление мутантов у низших грибов под влиянием рентгеновских лучей. Однако в работах Г. А. Надсона мутационный процесс не был проанализирован количе- ственными методами, а также в силу слабой изученности используемых объектов, его исследования не привлекли должного внимания. Только через два года глубоко продуманный и методически безупречный экс- перимент Г. Меллера (1927 г.) на дрозофиле и Л. Стадлера (1928 г.) на ячмене и кукурузе полностью доказали возможность получения мута- ций под действием радиации. Вслед за этими работами была продемонстрирована мутагенная ак- тивность ионизирующего излучения (рентгеновских лучей, альфа-, бе- та- и гамма-излучения и др.) в отношении различных объектов, в ре- зультате чего экспериментальный мутагенез стал мощным инструмен- том в генетических исследованиях. 32 Несколько позже была обнаружена мутагенная активность ряда химических веществ. Первые опыты по химическому мутагенезу бы- ли проведены в 1930-х гг. отечественными учеными В.В. Сахаро- вым, М. Е. Лобашевым и С. М. Гершензоном, а затем в середине 1940-х гг. И. А. Рапопортом и английским генетиком Ш. Ауэрбах. В 1937 г. А. Блексли и О. Эвери было открыто действие колхицина, а в 1941 г. А. Холлендер с сотрудниками продемонстрировали мутагенное дей- ствие ультрафиолетового света. Исследования в области экспериментального мутагенеза привели к быстрому прогрессу в познании механизмов мутационного процесса и к выяснению ряда вопросов, касающихся тонкого строения гена. Из наиболее интересных работ в этом направлении можно назвать иссле- дования А. С. Серебровского (1892–1948) и его учеников Н. П. Дуби- нина, И. И. Агола, А. Е. Гайсиновича и др., касающиеся доказательства сложного строения и дробимости гена и послужившие началом изуче- ния его внутреннего строения. Тогда же начали интенсивно развиваться частные разделы генети- ки. Широко развернулись работы по генетике и генетическим основам селекции растений, проводимые П. М. Жуковским, Г. Д. Карпеченко, А. Р. Жебраком, Н. В. Цициным, А. А. Сапегиным и Л. Д. Делоне. В области генетики животных больших успехов добились А. С. Сереб- ровский, М. Ф. Иванов, Б. Л. Астауров, Я. Л. Гелембоцкий, Д. К. Беля- ев, М. М. Завадский, Б. Л. Астауров. Ученые С. Г. Левит и С. Н. Дави- денков организовали проведение широких исследований по генети- ке человека, а С. Н. Ардашников, А. А. Прокофьева-Бель-говская и В. П. Эфроимсон по медицинской генетике. Во второй половине 30-х гг. была заложена основа бурного развития биохимической генетики. Эксперименты Дж. Бидла и Б. Эфрусси (1935 г.) показали, что рецессивные мутации у дрозофилы могут приводить к бло- кированию разных участков в пути синтеза глазного пигмента. Еще больших успехов добились Дж. Бидл и Э. Тейтем (1941 г.), используя в качестве объекта гриб Neurospora crassа. Эти ученые установили, что каждый ген в организме определяет синтез одного конкретного фермента, и сформулировали концепцию «один ген – один фермент». Несмотря на революционный характер этой работы, ее еще нельзя отнести к эпохе со- временной генетики, так как, оперируя понятием «ген», Дж. Бидл и Э. Тейтем еще не имели представления об его материальной основе, «ген» для них оставался умозрительным понятием, что было характерно для пе- риода «классической генетики», продолжавшегося до 1944 г., когда впер- вые была установлена природа наследственного материала. 33 В начале 40-х гг. начала активно развиваться также генетика бакте- рий и бактериофагов. Был установлен факт возникновения спонтанных мутаций у бактерий (С. Луриа и М. Дельбрюк, 1943), а также доказано существование у них процесса рекомбинации (Дж. Ледерберг и Э. Тей- тем, 1946 г.). В это же время были обнаружены мутации у бактериофагов (А. Херши и М. Дельбрюк, 1946 г.). Особенно благоприятным объектом для изучения генетических процессов оказались бактерии Escherichia coli, а также их бактериофаги (λ, Т2 и Т4, φХ 174 и др.), высокая скорость раз- множения которых и простота генома позволили генетикам выйти на но- вый уровень исследований. Судьба генетики в СССР. Следует отметить, что на фоне выда- ющихся достижений мировой генетики с конца 1920-х гг. в СССР нача- лись нападки на советских генетиков, стоящих на позициях менделизма и морганизма, со стороны Т. Д. Лысенко и его единомышленников. В 1928 г. им была сформулирована «теория стадийного развития растений», со- гласно которой, каждая стадия развития растения «требует» опреде- ленных внешних условий для ее осуществления. Т. Д. Лысенко не признавал не только законы генетики, но и наличие каких-либо материальных структур наследственности. Он полностью отверг большинство мето- дов селекции, основанных на принципах менделизма и хромосомной теории наследственности, и в качестве основного метода признавал лишь путь «направленного воспитания организма в определенных условиях». Таким образом, в основе его научных взглядов лежала возможность наследова- ния приобретенных признаков, возникающих в онтогенезе в зависимости от условий проживания организма. На основании личных представлений Т. Д. Лысенко широко рекламировал свои собственные методы селекции, давал многообещающие прогнозы о том, что его рекомендации позволят добиться не только повышения урожайности, но и выведения в кратчай- шие сроки новых улучшенных сортов растений. Трагедия, постигшая советскую генетику, стала результатом использования ее в качестве инструмента для идеологической борьбы. К генетике тесно примыкал комплекс агрономических наук, от кото- рых власти ждали спасения нашего разрушенного сельского хозяйства. Правильно учтя ситуацию того времени, Т. Д. Лысенко начал осу- ществлять свои планы, разросшиеся в дальнейшем в грандиозную эпо- пею разгрома генетики и принесшую неисчислимый урон всей биологии. Кульминационным моментом в этой борьбе стала четвертая сессия ВАСХНИЛ, состоявшаяся в декабре 1936 г. Несмотря на усиливающее- ся давление со стороны Т. Д. Лысенко и правительства СССР, под- держивающего его взгляды, представители классической генетики – Н. И. Вавилов, А. С. Серебровский, Г. Д. Карпеченко, М. М. Завадов- ский, Г. А. Левитский, А. Р. Жебрак, С. И. Алиханян, Н. П. Дубинин и некоторые другие ученые, смело и открыто продолжали отстаивать основные положения классической генетики, основываясь на работах как советских, так и зарубежных исследователей. К концу 1930-х гг. в 34 стране прокатилась волна массовых, необоснованных репрессий, жертвами которых оказались известные ученые-генетики. Трагиче- ским финалом этой компании явился арест и смерть в тюрьме Н. И. Вавилова (26 января 1942 г.). Та же судьба постигла его ближайших сотрудников – талантливого создателя теории отдаленной гибридиза- ции Г. Д. Карпеченко (умер в 1941 г.), выдающегося цитолога Г. А. Ле- витского (умер в 1942 г.) и многих других. Дискуссия по проблемам генетики и дарвинизма с новой силой возобновилась сразу же после окончания Великой Отечественной вой- ны. Так, в 1945 г. Т. Д. Лысенко выступил с отрицанием наличия внутривидовой борьбы, а в 1948 г. уже без всякой маскировки откры- то стал пропагандировать взгляды Ж. Ламарка. В числе его едино- мышленников оказалась О. Б. Лепешинская со своей чудовищной тео- рией, не имеющей ничего общего с наукой, что «клетки могут проис- ходить не только путем деления, но также из живого вещества, не имеющего структуры». В августе 1948 г. в очередной раз Т. Д. Лы- сенко инициировал разгром науки. Такое насилие над свободным раз- витием генетики привело к трагическим последствиям и для науки, и для государства. Огромный материальный урон был нанесен прину- дительным проведением в широких масштабах мероприятий, насаж- даемых Т. Д. Лысенко в сельском хозяйстве. В этот период происхо- дила массовая смена кадров, изгнанные их институтов ученые заме- нялись малоквалифицированными, совершенно беспринципными людь- ми, в научные журналы хлынул поток работ низкого уровня. Благода- ря деятельности Т. Д. Лысенко и его приспешников советская биоло- гия превратилась в лженауку и стала плацдармом политической борьбы. Только в 1964 г. был положен конец господству в СССР субъ- ективистского и лженаучного направления Т. Д. Лысенко и его едино- мышленников. Таковой оказалась печальная судьба генетики в нашей стране, кото- рая нанесла огромный вред развитию науки в СССР и отбросила ее с пере- довых рубежей далеко назад. Однако на фоне триумфального шествия ге- нетики по всему миру в XX в., нельзя забывать о том, что школа совет- ских генетиков внесла огромный вклад в развитие мировой науки (табл. 1). Четвертый этап развития генетики (1944–1960). Наиболее ха- рактерными чертами этого периода развития генетики является переход на новый молекулярный уровень изучения структуры генетического ма- териала и закономерностей передачи наследственных признаков. Решительный поворот в понимании роли нуклеиновых кислот как но- сителей наследственной информации произошел в 1944 г., когда бакте- риолог О. Эвери, Ч. Мак Леод и М. Мак Карти проверили работу Ф. Гриффита, описавшего процесс трансформации у пневмококков, и затем продемонстрировали, что носителем наследственной информации являет- ся ДНК. В 1952 г. А. Херши и М. Чейз представили окончательное под- тверждение роли генетической роли ДНК на примере бактериофага Т2. 35 Доказательство участия РНК в передаче наследственных признаков было представлено в 1956–1957 гг. Г. Френкель-Конратом и Р. Вильямсом. Установление А. Астбери, М. Уилкинсом и Р. Франклин (1950–1952) про- странственной организации молекулы ДНК и особенностей ее химическо- го строения (Э. Чаргафф, 1950 г. и позже) создали основу для окончатель- ного выяснения ее структуры. г. Дж. Уотсон и Ф. Крик показали, что молекула ДНК имеет форму двойной спирали, а также сформулировали принцип комплементар- ности отдельных цепей в молекуле. Именно комплементарность была по- ложена в основу объяснения механизма репликации ДНК в последующем. В 1958 г. Ф. Крик сформулировал «центральную догму молекулярной био- логии», согласно которой передача наследственной информации идет только в одном направлении, а именно от ДНК к РНК и от РНК к белку.
Основные методы исследования генетики человека
1. I. Клинико-генеалогический метод
Генеалогия в широком смысле слова родословная – генеалогический метод – метод родословных. Он был введен конце XIX века Ф.Гальтоном и основан на построении родословных и прослеживание болезни (или признака) в семье или роду с указанием типа родственных связей между членами родословной. В настоящее время является наиболее универсальным и широко применяется при решении теоретических и прикладных проблем.
Метод позволяет установить
1) является ли данный признак наследственным
2) тип наследования и пенетрантность гена
3) предположить генотип лиц родословной
4) определить вероятность рождения ребенка с изучаемым заболеванием
5) интенсивность мутационного процесса
6) используется для составления генетических карт хромосом
Таким образом, цель генеалогического метода сводится к выяснению родственных связей и к прослеживанию признака или болезни среди близких и дальних, прямых и непрямых родственников. Технически он складывается из следующих этапов.
Этапы генеалогического анализа:
1) сбор данных о всех родственниках обследуемого (анамнез)
2) построение родословной
3) анализ родословной и выводы
Сложность сбора анамнеза заключается в том, что пробанд должен хорошо знать большинство своих родственников и состояние их здоровья. Пробанд – человек, обратившийся в медико-генетическую консультацию, в отношении которого строится родословная, и от которого получены сведения в отношении этой же болезни у родственников. Сибсы – братья и сестры пробанда.
Типы наследования:
1. Аутосомно-доминантный
1. больные в каждом поколении
2. больной ребенок у больных родителей
3. болеют в равной степени мужчины и женщины
4. наследование идет по вертикали и по горизонтали
5. вероятность наследования 100%, 75% и 50%.
Данные признаки будут проявляться только при полном доминировании, так наследуются у человека полидактилия, веснушки, курчавые волосы, карий цвет глаз и др. При неполном доминировании будет проявляться промежуточная форма наследования. При неполной пенетрантности гена, больные могут быть не в каждом поколении.
2. Аутосомно-рецессивный
1. больные не в каждом поколении
2. у здоровых родителей больной ребенок
3. болеют в равной степени мужчины и женщины
4. наследование идет преимущественно по горизонтали
5. вероятность наследования 25, 50 и 100%
Чаще всего вероятность наследования болезни данного типа составляет 25%, так как вследствие тяжести заболевания больные либо не доживают до детородного возраста, либо не вступают в брак. Так наследуются фенилкетонурия, серповидно-клеточная анемия, голубой цвет глаз и т.д.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 575; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!