ГЕНЕТИКА - Підручник - А.В. Сиволоб - 2008

РОЗДІЛ 7. Генетика людини

ВИЗНАЧЕННЯ ТИПІВ СПАДКУВАННЯ В ЛЮДИНИ. СКЛАДАННЯ РОДОВОДІВ

Поряд із методами молекулярної генетики, не втратили свого значення традиційні підходи генетичного аналізу людини. Генетичний аналіз будь-якої ознаки в першу чергу має починатися із з'ясування питання, чи успадковується ознака, що нас цікавить. Якщо ознака є спадковою, то другим питанням буде тип 'її спадкування. Майже універсальним методом, який дозволяє отримати відповіді на дані запитання при дослідженні спадкування ознак людини, був і залишається метод складання та аналізу родоводів. При їхньому складанні ведуться детальні записи про кожного із членів родини та ступінь спорідненості між ними. Далі інформація про родину відображається у графічному вигляді: за допомогою спеціальної символіки (рис. 7.3) будується генеалогічне дерево (педігрі).

Рис. 7.3. Умовні позначки, що використовуються при складані родоводів

Генеалогічний метод можна застосовувати, якщо є відомості про прямих родичів пробанда - людини, родовід якої складається, - по материнській і батьківській лініях у низці поколінь, та є достатня кількість нащадків у кожному поколінні. В іншому випадку збирають дані щодо достатньої кількості різних родин, де виявляється ознака, яка цікавить дослідника. За отриманими родоводами роблять висновок про можливість спадкування ознаки та тип 'її спадкування (домінантна або рецесивна, аутосомна чи зчеплена зі статтю тощо). Цей формальний аналіз базується на елементарних генетичних закономірностях спадкування (див. розділ 3).

Для родоводу, де спостерігається аутосомно-домінантний тип спадкування ознаки (приклад генеалогічного дерева див. на рис. 7.4, а), є характерною наявність носіїв ознаки в кожному поколінні - "вертикальне" спадкування. Якщо в батьків ознака не проявляється, імовірність народження дитини з такою ознакою незначна (у протилежному випадку можна говорити про виникнення генеративної мутації, див. розділ 4). Ознака виявляється з однаковою частотою серед чоловіків і жінок: показник того, що ген, який зумовлює ознаку, міститься в аутосомі.

Зрозуміло, що остання закономірність зберігається і для аутосомно-рецесивного типу спадкування (рис. 7.4, б), яке в інших відношеннях буде "негативом" до родоводу з аутосомно-домінантним типом. Зокрема, у родоводі наявні одне чи декілька поколінь, в яких прояв ознаки не спостерігається. Якщо ж ознака виявляється, то вона часто представлена в більшості рідних або двоюрідних сибсів (братів і сестер) - "горизонтальне" спадкування. У випадку, коли у здорових батьків (домінантна ознака) народжується хвора дитина (рецесивна ознака), батьки дуже часто є родичами.

Рис 7.4. Приклади родоводів з аутосомно-домінантним (а) та аутосомно-рецесивним (б) типами спадкування

Приклади деяких домінантних і рецесивних ознак людини наведено в табл.7.1.

Таблиця 7.1. Деякі домінантні та рецесивні ознаки в людини

Не викликає труднощів аналіз родоводів, якщо ознака зчеплена зі статтю (рис 7.5, а-в). Деякі ознаки, зчеплені зі статтю в людини, наведено в табл. 7.2 (слід нагадати, що псевдоаутосомні ознаки (див. розділ 6) успадковуються аналогічно тим, гени яких знаходяться в аутосомах).

Таблиця 7.2. Деякі ознаки, зчеплені зі статтю в людини

Найпростіше можна виявити голандричні ознаки (зчеплені з Y-хро- мосомою): ознака буде проявлятися виключно у чоловіків і передаватися від батька до сина зі 100 % імовірністю (рис. 7.5, а).

При X-зчепленому рецесивному типі успадкування (рис. 7.5, б) прояв ознаки буде зустрічатися майже виключно у чоловіків, ознака ніколи не буде передаватися від батька до сина, але тільки до онука (чи правнука) через доньку.

Х-зчеплений домінантний тип успадкування при аналізі педігрі можна сплутати з аутосомно-домінантним типом. Основними характеристиками, що вказують на зчеплення з X-хромосомою, є різна частота прояву ознаки серед чоловіків і жінок - серед жінок вона зустрічається частіше - та те, що ознаку батька успадковують всі доньки і ніколи - сини (рис. 7.5, в).

Деякі ознаки можуть бути зумовлені мітохондріальними генами. Як відомо, дітям передаються виключно мітохондрії матері, у результаті чого при спадкуванні ознак спостерігатиметься материнський ефект: чоловіки та жінки можуть мати відповідну ознаку, але тільки жінки передають її своїм дітям (рис. 7.5, г). У людини як мітохондріальні успадковуються, наприклад, оптична атрофія Лебера (втрата зору в центральній частини зорового поля) та онкоцитома (доброякісна пухлина нирок).

Рис. 7.5. Приклади родоводів із Y-зчепленим (а), X-зчепленим рецесивним (б),

X-зчепленим домінантним (в) і мітохондріальним (г) типами спадкування

Генеалогічний метод дозволяє визначити не тільки розглянуті типи спадкування. Аналіз складніших випадків (наприклад, коли ознака має неповну пенетрантність або різну експресивність, є залежною від статі або обмеженою статтю) також не викликає принципових труднощів.

Крім визначення типів спадкування, аналіз родоводів за декількома ознаками використовується для встановлення зчеплення генів і розрахунку відстані між ними. За наявності великого родоводу алгоритм виявлення факту зчеплення та розрахунку відстані між генами є майже подібним до описаного в розділі 3. Проте великі родоводи на практиці зустрічаються достатньо рідко. Найчастіше мають справу з великою кількістю маленьких родоводів, які аналізують за допомогою спеціальних комп'ютерних програм.