Методы медицинской генетики

Актуальность данной темы обусловлена тем, особенностью медицинской генетики является объект ее изучения — больной человек. Основная задача, которую решает медицинская генетика, это выяснение роли генов в возникновении патологии у человека. Способы изучения генома человека, его организации и реализации, механизмы возникновения патологии отличаются своеобразием, что, собственно, позволяет выделять медицинскую генетику как отдельную научную дисциплину.

Человек как вид обладает целым рядом особенностей, не позволяющих применять гибридологический метод для изучения его наследственности и изменчивости. Во-первых, у человека не может быть произведено искусственно направленного скрещивания в интересах исследователя. Во-вторых, в человеческих семьях количество детей очень невелико, что затрудняет применение статистического анализа. В-третьих, смена поколений у человека проходит в среднем через 25-30 лет, а это дает возможность наблюдать только 2-4 последовательных поколения. В-четвертых, геном человека содержит большое число групп сцепления, а проявляющиеся в фенотипе признаки настолько разнообразны и зависят во многом от действия окружающей среды, что это вносит большие ограничения в выбор методов исследования.

Человек никогда не был объектом спланированного генетического эксперимента. Желательные для генетика браки, которые могут ответить на вопрос, каким образом наследуются отдельные признаки и заболевания у человека, необходимо отыскивать специально, и часто здесь играет роль случай.

Поэтому для изучения генетики человека используются специфические методы, а характер наследования того или иного признака определяется на больших человеческих популяциях.

Основные методы изучения генетики человека: генеалогический; близнецовый; цитогенетический метод; биохимический метод; популяционно-статистический метод; молекулярно-генетические методы.

Цель данного исследования – изучить методы медицинской генетики на основании литературных источников.

Задачи:

  1. Рассмотреть методы, применяемые для изучения наследственных заболеваний человека;

Объект исследования – генетика человека.

Предмет исследования – методы изучения наследственных заболеваний человека.

10 стр., 4565 слов

Экспертные методы исследования систем управления

... специфические свойства специалиста и возможные отношения межу людьми, влияющие на экспертизу. Для описания экспертов с точки зрения ... финансовых рынках, исследовании систем управления и других случаях. 1. Сущность метода экспертных оценок Сущность метода экспертных оценок ... задачи. Оценивается на основе суждений, основанных на изучении деятельности эксперта. Конформизм - это подверженность влиянию ...

Глава 1. Методы медицинской генетики

1.1. Генеалогический метод медицинской генетики

Генеалогический метод – изучение родословных с указанием типа родственных связей между членами родословной, с помощью которого прослеживается распределение болезней в роду 1 . Генеалогия – это учение о родословных, представляющее собой графическое изображение родственных связей между членами одной семьи в нескольких поколениях. Применение семейного анализа для изучения заболеваний человека с давних времен можно рассматривать как формирование генеалогического метода. Окончательно этот метод сформировался в начале ХХ века.

В медицинской генетике генеалогический метод называют клинико-генеалогическим, так как он включает клиническое обследование больного и его родственников.

Метод широко применяется при решении теоретических и прикладных проблем:

1) Установление наследственного характера заболевания;

2) Определение типа наследования заболевания и пенетрантности гена;

3) Анализ сцепления и локализации генов на хромосомах;

4) Изучение интенсивности изменения наследственного материала (частоты мутаций) у человека;

5) Расшифровка механизмов взаимодействия генов;

6) Расчет риска рождения больного ребенка при медико-генетическом консультировании;

7) Оценка прогноза заболевания;

8) Расчет риска для потомства.

1-й этап. Родословная составляется, как правило, по одному или нескольким признакам. Для этого собираются сведения о наследовании признака среди близких и дальних родственников. При составлении родословной используются специальные символы.

Представителей одного поколения располагают в одном ряду в порядке их рождения.

2-й этап. Анализ родословной с целью установления характера наследования признака.

Использование клинико-генеалогического метода предполагает тщательное клиническое обследование максимального количества членов

родословной с целью выявления стертых и атипичных признаков заболевания. Сбор анамнестических данных проводят по определенной

схеме. Сведения о пробанде, данные о сибсах и родителях пробанда,

сведенья о родственниках со стороны матери и со стороны отца записываются в медико-генетическую карту. Очень важен при этом акушерский анамнез женщин – как протекала и на каком фоне наступила беременность, подробности о спонтанных абортах, мертворождениях, наличии бесплодных браков и ранней детской смертности. Необходимо учитывать также наличие и характер профессиональных вредностей, факторов, влияющих на патологию плода (прием лекарственных препаратов, заболевания матери и т.д.).

Типы моногенного наследования, выявляемые с помощью генеалогического метода 2 :

1. Аутосомное наследование (ген, отвечающий за исследуемый признак локализуется на аутосоме):

а) аутосомно-доминантный тип наследования:

  • заболевание наблюдается в каждом поколении, т.е. прослеживается в родословной по вертикали (кроме случаев новой мутации).

    Мутантный ген, связанный с аутосомой, проявляет свое действие как в гомозиготном, так и гетерозиготном состоянии.

  • риск рождения больного ребенка, если болен один из родителей, составляет 50%.
  • здоровые индивиды имеют здоровых потомков.
  • у больного индивида болен один из родителей, кроме случаев новой мутации.
  • оба пола поражаются с одинаковой частотой.

Заболевания: синдром Марфана, синдром Реклингхаузена, ахондроплазия и др.

3 стр., 1320 слов

Закономерности наследования признаков

... родословных Х-сцепленного рецессивного типа наследования: заболевание встречается в основном у лиц мужского пола; признак передаётся от больного отца через его фенотипически здоровых ... тип наследования., Критерии родословных аутосомно-рецессивного типа наследования: больные дети рождаются у здоровых фенотипически родителей, которые являются гетерозиготными носителями патологического гена; заболевание ...

б) аутосомно-рецессивный тип наследования 3 :

  • при браке двух гетерозиготных носителей одного и того же мутантного рецессивного гена в среднем 50% детей фенотипически могут быть здоровы, но являются носителями мутантного рецессивного гена;
  • 25% детей получат мутантный рецессивный ген от обоих родителей и будут поражены наследственным рецессивным заболеванием (гомозиготы);
  • 25% будут здоровы фенотипически и генотипически;
  • оба пола поражаются одинаково;
  • в родословной при таком наследовании заболевание может прослеживаться по горизонтали, повторяться через одно или несколько поколений;
  • у больного родителя рождаются здоровые дети;
  • в случае кровно-родственных браков между родителями пробанда наблюдается увеличения числа больных в родословной.

Заболевания: АГС, галактоземия, муковисцидоз, ФКУ, талассемия, серповидно-клеточная анемия, болезнь Тея-Сакса, альбинизм и др.

2. Наследование, сцепленное с полом (гоносомное) — когда мутантный ген расположен в одной из половых хромосом — Х- или У-хромосоме 4 :

а) Х-сцепленный доминантный тип:

  • у больного пробанда обязательно болен один из родителей;
  • у больного отца все дочери больны, а сыновья здоровы;
  • у больной матери равно вероятно рождение больной дочери и больного сына;
  • у здоровых родителей все дети будут здоровы; 10
  • больных женщин в 2 раза больше, чем больных мужчин.

Заболевания: фосфатдиабет, синдром Ретта, Коффина-Лоури, Гольца и др.

б) Х-сцепленный рецессивный тип:

  • заболевание наблюдается у мужчин-родственников пробанда по материнской линии;
  • сыновья никогда не наследуют заболевание отца;
  • у больного отца все его дочери здоровы и являются гетерозиготными носителями патологического гена;
  • если женщина является гетерозиготным носителем патологического гена, то половина ее сыновей больны, а все дочери здоровы, причем половина дочерей — гетерозиготые носители патологического гена.

Заболевания: несахарный диабет, дефицит глюкозо-6-фосфат- дегидрогеназы, мышечная дистрофия Дюшена, гемофилия А, В, ихтиоз, синдром Аарскога и др.

в) У-сцепленный тип:

  • в У-хромосоме находятся гены: детерминирующий развитие семенников, отвечающий за сперматогенез (фактор азооспермии), контролирующий интенсивность роста тела, конечностей и зубов, определяющий оволосение ушной раковины.
  • признак передается всем мальчикам.
  • признак проявляется только у лиц мужского пола.
  • патологические мутации, затрагивающие формирование семенников или сперматогенез, наследоваться не могут, такие индивиды стерильны.

г) Митохондриальный тип:

Митохондрии передаются с цитоплазмой яйцеклеток (в каждой яйцеклетке — 25 000 митохондрий, содержащих кольцевую хромосому).

3 стр., 1471 слов

Наследственные болезни среда и образ жизни человека

... тяжело протекает у мальчиков. Среди детей больного мужчины все сыновья здоровы, все дочери — больны. Больные женщины передают мутантный ген половине сыновей и дочерей. Для многих наследственных болезней характерна генетическая гетерогенность, т. е. к ...

Генные мутации в митохондриальной ДНК обнаружены при атрофии зрительного нерва Лебера, митохондриальных миопатиях, доброкачественной опухоли (онкоцитоме), при прогрессирующих офтальмоплегиях.

  • болезнь передается только от матери.
  • болеют и девочки, и мальчики.
  • больные отцы не передают болезни ни дочерям, ни сыновьям.

Анализ многочисленных родословных и характер распространения признака в обширной человеческой популяции помогли установить характер наследования многих нормальных признаков человека, таких как курчавость и цвет волос, цвет глаз, веснушчатость, строение мочки уха и т.д., а также такие аномалии, как дальтонизм, серповидно-клеточная анемия и др.

Именно генеалогическим методом удалось определить характер наследования гемофилии. Исследование родословной британского королевского дома показало, что признак является рецессивным и сцеплен с полом. Носителем рецессивного гена оказалась британская королева Виктория 5 .

Генеалогические исследования показали, что некоторые способности человека – музыкальность, математический склад ума – также определяются наследственными факторами. Генеалогическим методом доказано наследование у человека сахарного диабета, глухоты, шизофрении, слепоты. Этот метод используется для диагностики наследственных заболеваний и медико-генетического консультирования. По характеру наследования определяется вероятность рождения ребенка с генетическими аномалиями 6 .

Таким образом, с помощью метода родословных устанавливается зависимость признака от генетического материала, тип наследования, наличие сцепления генов, зиготность членов семьи, вероятность наследования гена в поколениях, тип наследования признака.

1.2. Близнецовый метод

Авторство близнецового метода приписывают Ф. Гальтону (1876), который сформулировал концепцию: «природа» или «воспитание, и изложил основные положения вопроса в книге «Близнецы, как критерий силы наследственности и среды» 7 . Этот метод сыграл очень большую роль в развитии генетики человека, и одно время рассматривался как своеобразная «королевская дорога» в генетическом анализе человека. Методологические основы близнецового метода были разработаны в 1924 г. Сименсом, который показал необходимость исследования близнецов обоих типов и возможность надежной диагностики типа зиготности на основании анализа большого числа критериев. Кроме того, Сименс сформулировал принципы составления близнецовой выборки, создав предпосылки для изучения генетики нормальной изменчивости.