МЕДИЧНА БІОЛОГІЯ, АНАТОМІЯ, ФІЗІОЛОГІЯ ТА ПАТОЛОГІЯ ЛЮДИНИ - Я.І.Федонюк 2010

БІОЛОГІЯ

РОЗДІЛ 1. БІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ

1.4. ОНТОГЕНЕТИЧНИЙ РІВЕНЬ ОРГАНІЗАЦІЇ ЖИТТЯ

1.4.2. Основи генетики людини

Генеалогічний метод

Термін "генеалогія" (genealogia) в перекладі з грецької означає "родовід". Генеалогічний метод - метод вивчення спадковості людини за її родоводами. Його запропонував англійський учений Ф. Гальтон (1865). Сутність методу полягає у встановленні родинних зв'язків і простеженні досліджуваної ознаки (хвороби) серед близьких і далеких, прямих і непрямих родичів. Генеалогічний метод - найбільш універсальний метод генетики людини. Технічно він складається з двох етапів: 1) складання родоводу і 2) генеалогічний аналіз родоводу.

Складання родоводу.

Складання родоводу починають від пробанда. Пробанд - це особа, родовід якої необхідно скласти і проаналізувати. Найчастіше це хворий або носій гена досліджуваної ознаки. Діти однієї батьківської пари називаються сибсами (брати- сестри). Зазвичай родовід складається за однією або кількома ознакама. За всіма відомими ознаками він технічно не може бути складений. При складанні родоводу користуються символами, які запропонував у 1931 р. Г. Юст (рис. 1.68).

Рис. 1.68. Генетична символіка для складання схеми родоводу

Правила складання родоводів:

1) пробанда на схемі родоводу позначають стрілкою; 2) особи одного покоління займають окремий рядок або коло; 3) покоління позначаються ліворуч римською цифрою; найстарше покоління розташовують зверху родоводу і позначають цифрою І, а наймолодше

- внизу родоводу; 4) усі члени одного покоління розміщуються в порядку народження (зліва направо) по горизонталі і позначаються арабськими цифрами.

Для достовірності результатів аналізу слід охопити не менше 3-4-х поколінь. У родовід включають всіх членів сім'ї: здорових, хворих, мертвонароджених і викиднів, дефективних та розумово неповноцінних. Чим більше є достовірних відомостей про здоров'я родичів пробанда, тим інформативнішим буде генеалогічний аналіз. При посиланні на будь-якого члена сім'ї вказують спершу номер покоління, а потім члена сім'ї в тому ж поколінні: ІІ-З або Ш-7. До схеми родоводу обов'язково додається систематизований опис відомостей про пробанда та його родичів (легенда). У легенді повинні знайти відображення наступні дані: 1) результати клінічного і позаклінічного обстеження пробанда; 2) відомості про особистий огляд родичів пробанда; 3) співставлення результатів особистого огляду пробанда з даними опитування його родичів; 4) письмові відомості про родичів, які проживають в іншій місцевості.

Генеалогічний аналіз родоводу. Аналіз родоводу дозволяє встановити: 1) характер ознаки (спадкова чи неспадкова); 2) тип успадкування; 3) зиготність пробанда (гомо- чи гетерозигота) за досліджуваною ознакою; 4) імовірність ризику прояву спадкової ознаки в нащадків; 5) при наявності родоводу, що включає максимальну кількість родичів, можна також встановити пенетрантність гена, проаналізувати зчеплення генів, проводити картування хромосом, вивчати інтенсивність мутаційного процесу і механізми взаємодії генів.

Перше завдання генеалогічного аналізу - встановити: досліджувана ознака є спадковою чи неспадковою. Якщо досліджувана ознака (або хвороба) зустрічається в родоводі кілька разів, то можна думати про її спадкову природу. Однак необхідно виключити можливість фенокопій. Наприклад, якщо один і той же шкідливий фактор діяв на жінку під час усіх вагітностей, то в неї можуть народитися діти з однаковимии аномаліями. Інший приклад: одні і ті самі професійні шкідливі фактори можуть спричинити схожі захворювання в членів однієї сім'ї. Після встановлення спадкового характеру ознаки (хвороби), необхідно встановити тип успадкування: автосомно-домінантний, автосомно-рецесивний, Х-зчеплений домінантний, Х-зчеплений рецесивний і Y -зчеплений.

Автосомно-домінантний тип успадкування зумовлений передачею в ряді поколінь домінантного гена, який локалізується в автосомі. Для цього типу успадкування характерні: 1) при достатній кількості потомків ознака (хвороба) проявляється в кожному поколінні (успадкування по вертикалі родоводу); 2) особи чоловічої і жіночої статі успадковують ознаку однаково часто; 3) обоє батьки в однаковій мірі передають ознаку дітям; 4) один або обоє батьки хворої дитини -хворі; 5) імовірність народження хворої дитини в сім'ї, де один з батьків хворий гетерозиготний, а інший здоровий (Аа х аа), складає 50% (табл. 1.8).

Таблиця 1.8.

Автосомно-домінантний тип успадкування

Автосомно-домінантний тип успадкування можна проілюструвати на прикладі брахідактилії (рис. 1.69). Якщо ген брахідактилії позначити А, ген норми - а, то можна зробити висновок, що всі члени родоводу з вкороченими пальцями - гетерозиготи і мають генотип Аа. Оскільки в аналізованому родоводі всі особи з брахідактилією вступали в шлюб з нормальними жінками або чоловіками, дані шлюби є прикладом менделівського аналізуючого схрещування Аа х аа. При підрахунку всіх осіб з брахідактилією та з нормальною довжиною пальців від таких шлюбів видно, що розщеплення за фенотипом близьке до 1:1. Даний родовід підтверджує можливість застосування законів Г. Менделя до людини.

Рис. 1.69. Родовід з автосомно-домінантним типом успадкування (брахідактилія)

Необхідно враховувати, що при автосомно-домінантному успадкуванні ознака може бути відсутня в одному поколінні. Це трапляється, коли захворювання проявляються не відразу, а в певному

віці, як, наприклад, хорея Гентингтона - (середній вік 3 8-40 років). У випадку смерті в більш ранньому віці ніяких даних про можливу хворобу цього члена сім'ї не буде, але залишається ймовірність хвороби в нащадків. Існують стерті форми захворювань при малій експресивності мутантного гена, можливе пригнічення останнього якимось епістастичним геном.

Автосомно-рецесивний тип успадкування зумовлений передачею в ряді поколінь рецесивного гена, який локалізований в автосомі. Типові ознаки цього типу: 1) навіть при достатній кількості потемків ознака (хвороба) проявляється не в кожному поколінні; 2) хворіють переважно сибси (брати-сестри) (успадкування по горизонталі), а не батьки-діти, як при автосомно-домінантому типі успадкування; 3) чоловіки і жінки успадковують ознаку однаково часто; 4) імовірність народження хворих дітей зростає в родинних шлюбах; 5) хворіють лише рецесивні гомозиготи (аа), гетерозиготи (Аа) не хворіють, але є носіями патологічного гена; 6) імовірність народження хворих дітей у здорових гетерозиготних батьків (Аа х Аа) складає 25 % (табл. 1.9).

Таблиця 1.9.

Автосомно-рецесивний тип успадкування

Приклад родоводу при автосомно-рецесивному типі успадкування представлений на рис. 1.70. Аналіз родоводу свідчить, що фенілкетонурія успадковується як автосомно-рецесивна ознака. У здорових батьків третього покоління, які були двоюрідними сибсами, народилися хворі доньки. Отже, батьки були носіями хвороби - Аа, ген якої рецесивний - а.

Рис. 1.70. Родовід сім'ї з автосомно-рецесивним типом успадкування (фенілкетонурія)

Х-зчеплений домінантний тип успадкування зумовлений локалізацією домінантного гена в ділянці Х-хромосоми, яка не має гомолога в Y-хромосомі. Для цього типу характерні: 1) у хворого батька (X^AY) усі дочки будуть хворі, оскільки вони отримують батьківську Х-хромосому з домінантним геном; усі сини народяться здоровими, оскільки успадкують материнську Х-хромосому; 2) якщо мати гомозиготна за аномальним геном (Х^АХ^А), вона передасть ознаку (хворобу) всім дочкам і всім синам; 3) якщо мати гетерозиготна, вона передасть ознаку (хворобу) половині своїх дочок (Х^АХ^а) і половині синів (X^AY); імовірність народження здорових дітей 50% незалежно від статі.

За Х-зчепленим домінантним типом успадковуються: рахіт, який не піддається лікуванню вітаміном D, коричнева емаль зубів (рис. 1.71).

Рис. 1.71. Успадкування домінантної ознаки, зчепленої з X- хромосомою (рахіт, який не піддається лікуванню вітаміном D)

Х-зчеплений рецесивний тип успадкуваня. Рецесивний ген ознаки локалізований у ділянці X- хромосомі, яка не має гомолога в Y-хромосомі. Типові ознаки цього типу успадкування: 1) хворіють переважно особи чоловічої статі; 2) відсутня передача ознаки (хвороби) від батька до сина; 3) жінка- носійка (Х^АХ^а) передає хворобу половині своїх синів, усі дочки - здорові, але половина з них - носії;

4) усі дочки хворого батька (X^aY) будуть фенотипово здоровими, але гетерозиготними носіями;

5) якщо мати гомозиготна (Х^аХ^а) за даним геном, всі сини будуть хворі.

За Х-зчепленим рецесивним типом успадковуються: гемофілія (стор. 111), дальтонізм, м'язова дистрофія Дюшена, синдром Леша-Ніхана. У родоводах з X- зчепленим рецесивним типом успадкування переважають хворі особи чоловічої статі (рис. 1.72).

Рис. 1.72. Х-зчеплений рецесивний тип успадкування (дальтонізм).

Y-зчеплений тип успадкування (голандричне успадкування) зумовлений локалізацією гена в ділянці Y -хромосоми, яка не має гомолога в Х-хромосомі. При цьому типі ознака успадковується виключно по чоловічій лінії з покоління в покоління - від батька до всіх його синів, бо лише синам батько передає Y -хромосому.

За Y-зчепленим типом успадковуються гіпертрихоз краю вушної раковини ("волосаті вуха"), іхтіоз (надмірна кератизація шкіри-"риб'яча луска"). Приклад родоводу представлений на рис. 1.73.

Рис. 1.73. Гіпотетичний родовід успадкування ознаки, зчепленою з Y — хромосомою

Мітохондріальнпй тип успадкування. Він пов'язаний з генами ДНК мітохондрій. Мітохондрії успадковуються тільки по материнській лінії з цитоплазмою яйцеклітин. Спермії цитоплазми майже не містять. Описані І мутації різних генів мітохондрій. Генні мутації у мітохондріальній ДНК виявлені при мітохондріальнпх хворобах - спадковій атрофії зорового нерва Вебера, мітохондріальних міопатіях, при прогресуючих офтальмоплегіях, міокардіопатіях, атаксії-сліпоті. Для мітохондріального типу характерні наступні ознаки: 1) хвороба передається тільки від матері; хворі і дівчатки, і хлопчики; 3) хворі батьки не передають захворювання ні дочкам, ні синам (рис. 1.74).

Рис. 1.74. Родовід, який ілюструє успадкування захворювання через мітохондрії.