تتم دراسة الطفرات الجينية والطفرات الجينومية بأي طريقة. أنواع الطفرات

طفره(lat. mutatio - تغيير) - تحول مستمر (أي يمكن أن يرثه أحفاد خلية أو كائن معين) تحول النمط الجيني الذي يحدث تحت تأثير البيئة الخارجية أو الداخلية. تم اقتراح هذا المصطلح من قبل هوغو دي فريس

الطفرات الجينومية- هذه هي الطفرات التي تؤدي إلى إضافة أو فقدان واحد أو عدة أو مجموعة كاملة من الكروموسومات. تسمى الأنواع المختلفة من الطفرات الجينومية بصيغة الصبغيات غير المتجانسة ومتعددة الصيغة الصبغية.

اعتمادًا على أصل مجموعات الكروموسوم بين polyploids، يتم التمييز بين allopolyploids، التي تحتوي على مجموعات كروموسوم تم الحصول عليها عن طريق التهجين من أنواع مختلفة، وautopolyploids، حيث يزيد عدد مجموعات الكروموسوم من الجينوم الخاص بها بمضاعفات n.

ترتبط الطفرات الجينومية بالتغيرات في عدد الكروموسومات. على سبيل المثال، في النباتات في كثير من الأحيان يتم الكشف عن ظاهرة تعدد الصيغ الصبغية - تغيير متعدد في عدد الكروموسومات. في الكائنات متعددة الصيغة الصبغية، تتكرر المجموعة الفردية من الكروموسومات n في الخلايا ليس مرتين، كما هو الحال في ثنائيات الصيغة الصبغية، ولكن عددًا أكبر بكثير من المرات (3n، 4n، 5n وما يصل إلى 12n). تعدد الصبغيات هو نتيجة لخلل في مسار الانقسام أو الانقسام الاختزالي: عندما يتم تدمير المغزل، لا تنفصل الكروموسومات المكررة، ولكنها تبقى داخل الخلية غير المقسمة. ونتيجة لذلك، تظهر الأمشاج مع عدد الكروموسومات 2ن. عندما تندمج هذه الأمشاج مع الأمشاج الطبيعي (n)، سيكون لدى السليل مجموعة ثلاثية من الكروموسومات. إذا حدثت طفرة جينية ليس في الخلايا الجرثومية، ولكن في الخلايا الجسدية، فإن الحيوانات المستنسخة (خطوط) من الخلايا متعددة الصبغيات تظهر في الجسم. في كثير من الأحيان يكون معدل انقسام هذه الخلايا أسرع من معدل انقسام الخلايا ثنائية الصيغة الصبغية الطبيعية (2ن). في هذه الحالة، يشكل خط الانقسام السريع للخلايا متعددة الصبغيات ورمًا خبيثًا. إذا لم تتم إزالته أو تدميره، فنتيجة للانقسام السريع، ستحل الخلايا متعددة الصيغ الصبغية محل الخلايا الطبيعية. هذا هو عدد أشكال السرطان التي تتطور. يمكن أن يحدث تدمير المغزل الانقسامي بسبب الإشعاع، وعمل عدد من المواد الكيميائية - المطفرة

الطفرات الجينومية في عالم الحيوان والنبات متنوعة، ولكن في البشر تم العثور على 3 أنواع فقط من الطفرات الجينومية: رباعي الصيغة الصبغية، ثلاثي الصيغة الصبغية واختلال الصيغة الصبغية. علاوة على ذلك، من بين جميع أشكال اختلال الصيغة الصبغية، تم العثور على التثلث الصبغي فقط على الكروموسومات الجسدية، وتعدد الصبغيات على الكروموسومات الجنسية (ثلاثي ورباعي وخماسي)، وبين الأحاديات تم العثور على أحادي الصبغي X فقط.

الطفرات الجينومية- تغير في عدد الكروموسومات. الأسباب هي اضطرابات في اختلاف الكروموسومات.
تعدد الصبغيات- تغييرات متعددة (عدة مرات، على سبيل المثال، 12 → 24). ولا يحدث في الحيوانات، بل في النباتات يؤدي إلى زيادة في الحجم.
اختلال الصيغة الصبغية- تغيرات في واحد أو اثنين من الكروموسومات. على سبيل المثال، يؤدي كروموسوم واحد وعشرون إضافي إلى الإصابة بمتلازمة داون (إجمالي عدد الكروموسومات 47).

تتميز الطفرات الجينية بالتغيرات في عدد الكروموسومات، والتي يمكن أن تكون متعددة أو متعددة.

ويسمى التغيير المتعدد في عدد الكروموسومات في مجموعة ثنائية الصيغة الصبغية متغاير الصيغة الصبغية، أو اختلال الصيغة الصبغية. قد يكون هذا مصحوبًا بغياب أحد الكروموسومات - أحادية لزوج معين من الكروموسومات أو زوج كامل من الكروموسومات المتماثلة - nullisomy. يُطلق على وجود واحد أو أكثر من الكروموسومات الإضافية اسم تعدد المعاني، والذي بدوره ينقسم إلى تثلث الصبغي، إذا كان كروموسوم واحد إضافي، ورباعي الصبغي - إذا كان هناك كروموسومان إضافيان، وما إلى ذلك. ويتم تحديد الاسم في هذه الحالة من خلال عدد الكروموسومات. كروموسومات متماثلة، على سبيل المثال، إذا كان هناك اثنان موجودان، تتم إضافة واحد إضافي، فهذا هو التثلث الصبغي، إذا كان هناك اثنان إضافيان، فهناك أربعة كروموسومات متماثلة في المجموع ويسمى الاضطراب رباعي الصبغي، وما إلى ذلك. كل هذه التغييرات تنعكس في النمط الظاهري، لأنها تكون مصحوبة إما بنقص أو، بالتالي، فائض في الجينات. سبب الصيغة الصبغية غير المتجانسة هو انتهاك فصل الكروموسوم أثناء الانقسام الاختزالي. إذا لم تنفصل الكروموسومات أو الكروماتيدات المتماثلة، فسينتهي الأمر بكروموسومين في أحد الأمشاج، ولن ينتهي الأمر بأي منهما في الآخر. وفقا لذلك، بمشاركة هذه الأمشاج في الإخصاب، يتم تشكيل زيجوت مع عدد متغير من الكروموسومات. تم اكتشاف ظاهرة الصيغة الصبغية غير المتجانسة لأول مرة بواسطة K. Bridges في تجارب تدرس وراثة السمات المرتبطة بالجنس في ذبابة الفاكهة.

الصيغة الصبغية المتغايرةممكن في كل من الكروموسومات الذاتية والكروموسومات الجنسية. في كثير من الأحيان يكون مصحوبًا بأمراض خطيرة ويمكن أن يسبب الوفاة. على وجه الخصوص، عادةً ما يكون الصبغي الأحادي (غياب أحد الكروموسومات المتماثلة) في النباتات البوغية النباتية مميتًا. في ذباب الفاكهة، يؤدي الصبغي الأحادي على الكروموسوم الرابع إلى ذباب أصغر حجمًا وأقل خصوبة. إلا أن الصبغي الأحادي على الكروموسوم الثاني أو الثالث في نفس الذباب يسبب الوفاة، مما يدل على عدم تكافؤ الجينات الموجودة على هذه الكروموسومات. يختلف تأثير polysomy على جراثيم النبات. وبالتالي، في الأبواغ المجهرية لا يتطور النابت المشيجي، وفي الأبواغ الضخمة لا يؤثر الكروموسوم الإضافي على تطور النابت المشيجي الأنثوي.

الفصل غير الصحيح للكروموسومات ممكن ليس فقط أثناء الانقسام الاختزالي، ولكن أيضًا أثناء الانقسام الفتيلي. مزيد من الانقسام لهذه الخلايا يؤدي إلى زيادة في عددها. وستكون نتيجة ذلك كائنًا متعدد الخلايا، وبعض خلاياه سيكون لها عدد متغير من الكروموسومات وتظهر خصائص مختلفة. ويسمى وجود خلايا من نفس النوع في الجسم ذات خصائص مختلفة بالفسيفساء. تعتمد النسبة النسبية للخلايا المتغيرة على مرحلة التجزئة التي حدث فيها الفصل غير الصحيح للكروموسوم - وكلما حدث ذلك مبكرًا، زادت الخلايا المتغيرة في الكائن الحي النامي. بعد ذلك، كما هو الحال في حالات انتهاك انحراف الكروموسوم أثناء الانقسام الاختزالي، يتم تشكيل الأمشاج، والتي ستؤدي مشاركتها اللاحقة في الإخصاب إلى تكوين كائن حي، سيتم تغيير جميع خلاياه.

كمرجع:

الطفرات الكروموسومية– تغير في بنية الكروموسومات: فقدان قسم، مضاعفة قسم، دوران قسم بمقدار 180 درجة، نقل قسم إلى كروموسوم آخر (غير متماثل)، إلخ. الأسباب هي مخالفات أثناء العبور. مثال: متلازمة صرخة القط.
حفظ على الشبكات الاجتماعية:

طريقة الأنساب

تعتمد هذه الطريقة على تجميع وتحليل النسب. تم استخدام هذه الطريقة على نطاق واسع منذ العصور القديمة وحتى يومنا هذا في تربية الخيول، واختيار السلالات القيمة من الماشية والخنازير، وفي الحصول على الكلاب الأصيلة، وكذلك في تربية سلالات جديدة من الحيوانات ذات الفراء. تم تجميع سلاسل الأنساب البشرية على مدى قرون عديدة فيما يتعلق بالعائلات الحاكمة في أوروبا وآسيا.

أصبحت طريقة الأنساب وسيلة لدراسة علم الوراثة البشرية

تنطبق فقط من بداية القرن العشرين، عندما أصبح هذا التحليل واضحا

النسب، التي يتم فيها تتبع انتقال سمة معينة (مرض) من جيل إلى جيل، يمكن أن تحل محل الطريقة الهجينة، التي لا تنطبق فعليًا على البشر. عند تجميع النسب، تكون نقطة البداية هي الشخص - المسبار،

الذي تتم دراسة نسبه. عادة ما يكون هذا إما المريض أو الناقل

صفة محددة يجب دراسة وراثتها. في

عند تجميع جداول النسب، استخدم الاتفاقيات المقترحة

يوستوم في عام 1931 (الشكل 6.24). يتم تحديد الأجيال بالأرقام الرومانية، ويتم تحديد الأفراد في جيل معين بالأرقام العربية. باستخدام طريقة الأنساب، يمكن تحديد الطبيعة الوراثية للصفة قيد الدراسة، وكذلك نوع وراثتها (جسمية سائدة، جسمية متنحية، سائدة مرتبطة بـ X أو متنحية، مرتبطة بـ Y). عند تحليل النسب على أساس عدة خصائص

ويمكن الكشف عن الطبيعة المرتبطة لميراثهم، وهو ما يستخدم في تجميع خرائط الكروموسومات. تتيح لك هذه الطريقة دراسة شدة عملية الطفرة وتقييم مدى تعبير الأليل واختراقه. ويستخدم على نطاق واسع في الاستشارة الوراثية الطبية للتنبؤ بالذرية. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن تحليل الأنساب يصبح أكثر تعقيدًا بشكل ملحوظ عندما يكون لدى الأسرة عدد قليل من الأطفال.

الطريقة الوراثية الخلوية

تعتمد الطريقة الوراثية الخلوية على الدراسة المجهرية للكروموسومات في الخلايا البشرية. بدأ استخدامه على نطاق واسع في أبحاث علم الوراثة البشرية منذ عام 1956، عندما أثبت العالمان السويديان جي تيجو وأ. ليفان، اللذان اقترحا طريقة جديدة لدراسة الكروموسومات، أن النمط النووي البشري يحتوي على 46 كروموسومًا وليس 48 كروموسومًا، كما هو موضح في الصورة.

اعتبرت في وقت سابق. ترتبط المرحلة الحالية في تطبيق الطريقة الوراثية الخلوية بـ

تم تطويره في عام 1969 بواسطة T. Kasperson طريقة تلطيخ الكروموسومات التفاضلية ،مما أدى إلى توسيع قدرات التحليل الوراثي الخلوي، مما جعل من الممكن تحديد الكروموسومات بدقة من خلال طبيعة توزيع الأجزاء الملطخة فيها.إن استخدام الطريقة الوراثية الخلوية لا يسمح فقط بدراسة الشكل الطبيعي للكروموسومات والنمط النووي ككل، لتحديد الجنس الجيني للكائن الحي، ولكن الأهم من ذلك، لتشخيص أمراض الكروموسومات المختلفة المرتبطة بتغيير عدد الكروموسومات أو مع انتهاك بنيتها. بالإضافة إلى ذلك، تتيح هذه الطريقة دراسة عمليات الطفرات على مستوى الكروموسوم و

النمط النووي. استخدامه في الاستشارة الوراثية الطبية لأغراض التشخيص قبل الولادة لأمراض الكروموسومات يجعل من الممكن، من خلال إنهاء الحمل في الوقت المناسب، منع ظهور ذرية تعاني من اضطرابات نمو حادة.

المواد المستخدمة في الدراسات الوراثية الخلوية هي الخلايا البشرية التي يتم الحصول عليها من أنسجة مختلفة - الخلايا الليمفاوية في الدم المحيطية، وخلايا النخاع العظمي، والخلايا الليفية، والخلايا السرطانية والأنسجة الجنينية، وما إلى ذلك. والشرط الذي لا غنى عنه لدراسة الكروموسومات هو وجود الخلايا المنقسمة. من الصعب الحصول على مثل هذه الخلايا مباشرة من الجسم، لذلك غالبًا ما يتم استخدام مواد يمكن الوصول إليها بسهولة، مثل الخلايا الليمفاوية في الدم المحيطية.

عادة، لا تنقسم هذه الخلايا، لكن المعالجة الخاصة لثقافتها باستخدام الراصة الدموية النباتية تعيدها إلى الدورة الانقسامية. يتم تحقيق تراكم الخلايا المنقسمة في المرحلة الطورية، عندما تكون الكروموسومات حلزونية إلى الحد الأقصى ومرئية بوضوح تحت المجهر، عن طريق معالجة المزرعة باستخدام الكولشيسين أو

الكولسيميد الذي يدمر المغزل ويمنع انفصال الكروماتيدات.

يسمح الفحص المجهري للمسحات المحضرة من مزرعة هذه الخلايا بالمراقبة البصرية للكروموسومات. يسمح تصوير لوحات الطورية والمعالجة اللاحقة للصور مع تجميع مخططات الكاريوجرام، حيث يتم ترتيب الكروموسومات في أزواج وتوزيعها في مجموعات،

تحديد العدد الإجمالي للكروموسومات واكتشاف التغيرات في عددها وبنيتها في الأزواج الفردية. كوسيلة سريعة للكشف عن التغيرات في عدد الكروموسومات الجنسية، طريقة تحديد الكروماتين الجنسيفي الخلايا غير المنقسمة في الغشاء المخاطي الشدق. يتشكل الكروماتين الجنسي، أو جسم بار، في خلايا الجسم الأنثوي على أحد الكروموسومين X. يبدو وكأنه كتلة ملونة بشكل مكثف تقع بالقرب من الغشاء النووي. مع زيادة عدد الكروموسومات X في النمط النووي للكائن الحي، تتشكل أجسام بار في خلاياه بكمية أقل من عدد الكروموسومات X. في

مع انخفاض عدد الكروموسومات X (أحادية X)، فإن جسم بار غائب.

في النمط النووي الذكري، يمكن اكتشاف الكروموسوم Y بنسبة أكبر

التلألؤ الشديد مقارنة بالكروموسومات الأخرى أثناء العلاج

الكيناكرين الخاص بهم ودراستهم في الضوء فوق البنفسجي.

للمراقبة على المدى القصير، يتم ببساطة وضع الخلايا في وسط سائل على شريحة زجاجية؛ إذا كانت هناك حاجة لمراقبة الخلايا على المدى الطويل، يتم استخدام كاميرات خاصة. وهي إما زجاجات مسطحة ذات ثقوب مغطاة بزجاج رقيق، أو غرف مسطحة قابلة للطي.

الطريقة البيوكيميائية

على عكس الطريقة الوراثية الخلوية التي تسمح لك بدراسة بنية الكروموسومات والنمط النووي الطبيعي وتشخيصها الأمراض الوراثية المرتبطة بالتغيرات في عددها واختلال تنظيمها، والأمراض الوراثية الناجمة عن الطفرات الجينية، وكذلك تعدد الأشكال في

تتم دراسة المنتجات الجينية الأولية الطبيعية باستخدام الطرق البيوكيميائية.تم استخدام هذه الطرق لأول مرة لتشخيص الأمراض الوراثية في بداية القرن العشرين. على مدار الثلاثين عامًا الماضية، تم استخدامها على نطاق واسع في البحث عن أشكال جديدة من الأليلات الطافرة. وبمساعدتهم، تم وصف أكثر من 1000 مرض استقلابي خلقي. بالنسبة للعديد منهم، تم تحديد خلل في المنتج الجيني الأساسي. والأكثر شيوعًا بين هذه الأمراض هي الأمراض المرتبطة بالإنزيمات المعيبة أو البنيوية أو النقلية أو غيرها

البروتينات: يتم تحديد العيوب في البروتينات الهيكلية والمنتشرة من خلال دراسة بنيتها. لذلك، في الستينيات. القرن العشرين تم الانتهاء من التحليل (لسلسلة الهيموجلوبين 3-جلوبين، والتي تتكون من 146 بقايا حمض أميني. تم إنشاء مجموعة واسعة من الهيموجلوبين في البشر، المرتبطة بالتغيرات في بنية سلاسل الببتيد الخاصة بها، والتي غالبًا ما تكون سببًا في تطور الأمراض: يتم تحديد عيوب الإنزيمات من خلال تحديد محتوى المنتجات في عملية التمثيل الغذائي في الدم والبول الناتجة عن عمل هذا

سنجاب. يشير نقص المنتج النهائي، المصحوب بتراكم المنتجات الوسيطة والنهائية لضعف التمثيل الغذائي، إلى وجود خلل في الإنزيم أو نقصه في الجسم، ويتم التشخيص الكيميائي الحيوي لاضطرابات التمثيل الغذائي الوراثية على مرحلتين. في المرحلة الأولى، يتم اختيار الحالات المفترضة للأمراض، وفي المرحلة الثانية يتم توضيح تشخيص المرض باستخدام طرق أكثر دقة وتعقيدًا. إن استخدام الدراسات البيوكيميائية لتشخيص الأمراض في فترة ما قبل الولادة أو بعد الولادة مباشرة يجعل من الممكن تحديد الأمراض في الوقت المناسب والبدء في اتخاذ تدابير طبية محددة، كما هو الحال، على سبيل المثال، في حالة بيلة الفينيل كيتون. تحديد محتوى المنتجات الوسيطة والثانوية والمنتجات الأيضية النهائية في الدم أو البول أو السائل الأمنيوسي، بالإضافة إلى المنتجات النوعية

تستخدم التفاعلات مع كواشف محددة لمواد معينة طرقًا كروماتوغرافية لدراسة الأحماض الأمينية والمركبات الأخرى.

طرق دراسة الحمض النووي في البحوث الوراثية

كما هو موضح أعلاه، يتم الكشف عن اضطرابات منتجات الجينات الأولية باستخدام الطرق البيوكيميائية. يمكن الكشف عن توطين الضرر المقابل في المادة الوراثية نفسها من خلال طرق علم الوراثة الجزيئية. تطوير الطريقة النسخ العكسيأدى الحمض النووي الموجود على جزيئات mRNA لبروتينات معينة والتكاثر اللاحق لهذه الأحماض النووية إلى ظهورها تحقيقات الحمض النوويللطفرات المختلفة لتسلسلات النيوكليوتيدات البشرية. إن استخدام مجسات الحمض النووي هذه للتهجين مع الحمض النووي لخلايا المريض يجعل من الممكن اكتشاف التغيرات المقابلة في المادة الوراثية للمريض، أي. تشخيص أنواع معينة من الطفرات الجينية (التشخيص الجيني). تم العمل على إنجازات مهمة في علم الوراثة الجزيئية في العقود الأخيرة التسلسل -تحديد تسلسل النيوكليوتيدات في الحمض النووي. أصبح هذا ممكنًا بفضل الاكتشاف في الستينيات. القرن العشرين الانزيمات - انزيم التقييد،معزولة عن الخلايا البكتيرية التي تقطع جزيء الحمض النووي إلى أجزاء في أماكن محددة بدقة. في الظروف الطبيعية

تعمل الغازات المقيدة على حماية الخلية من اختراق الحمض النووي الغريب في أجهزتها الوراثية والتكاثر فيها. إن استخدام هذه الإنزيمات في التجارب يجعل من الممكن الحصول على أجزاء قصيرة من الحمض النووي يمكن من خلالها تحديد تسلسل النوكليوتيدات بسهولة نسبية. إن طرق علم الوراثة الجزيئية والهندسة الوراثية تجعل من الممكن ليس فقط تشخيص عدد من الطفرات الجينية وإنشاء النوكليوتيدات

تسلسل الجينات البشرية الفردية، ولكن أيضًا لإعادة إنتاجها (استنساخها) والحصول على كميات كبيرة من البروتينات - منتجات الجينات المقابلة. يتم استنساخ أجزاء الحمض النووي الفردية عن طريق دمجها في البلازميدات البكتيرية، والتي، من خلال تكاثرها بشكل مستقل في الخلية، توفر عددًا كبيرًا من النسخ من أجزاء الحمض النووي البشري المقابلة. يؤدي التعبير اللاحق للحمض النووي المؤتلف في البكتيريا إلى إنتاج المنتج البروتيني للجين البشري المستنسخ المقابل. وهكذا، وباستخدام أساليب الهندسة الوراثية، أصبح من الممكن الحصول على بعض المنتجات الجينية الأولية (الأنسولين) من الجينات البشرية.

طريقة التوأم

تتمثل هذه الطريقة في دراسة أنماط وراثة الصفات في أزواج التوائم المتطابقة والأخوية. تم اقتراحه في عام 1875 من قبل جالتون في البداية لتقييم دور الوراثة والبيئة في تطور الخصائص العقلية البشرية. حاليا، يتم استخدام هذه الطريقة على نطاق واسع في الدراسة

الوراثة والتباين لدى البشر لتحديد الدور النسبي للوراثة والبيئة في تكوين الخصائص المختلفة، الطبيعية منها والمرضية. فهو يسمح لك بتحديد الطبيعة الوراثية للصفة، وتحديد مدى تغلغل الأليل، وتقييم فعالية الإجراء على

الجسم من بعض العوامل الخارجية (الأدوية، التدريب، التعليم).

يتمثل جوهر الطريقة في مقارنة مظاهر السمات في مجموعات مختلفة من التوائم، مع مراعاة أوجه التشابه أو الاختلاف في أنماطهم الجينية. التوائم أحادية الزيجوت,إن الكائنات النامية من بويضة واحدة مخصبة متطابقة وراثيا، حيث أنها تحتوي على 100% من نفس الجينات. لذلك، بين التوائم أحادية الزيجوت هناك

نسبة عالية الأزواج المتوافقة،حيث يقوم كلا التوأمين بتطوير السمة. إن مقارنة التوائم أحادية الزيجوت التي نشأت في ظروف مختلفة في فترة ما بعد الجنين تجعل من الممكن تحديد العلامات في

في تشكيل العوامل البيئية التي تلعب دورا هاما. وفقا لهذه العلامات، هناك بين التوائم الخلاف,أولئك. اختلافات. وعلى العكس من ذلك، فإن الحفاظ على التشابه بين التوائم، رغم اختلاف ظروف وجودهما، يدل على التكييف الوراثي للصفة.

إن مقارنة التوافق الزوجي لهذه السمة في التوائم أحادية الزيجوت وثنائي الزيجوت المتطابقة وراثيا، والتي لديها في المتوسط ​​حوالي 50٪ من الجينات المشتركة، تجعل من الممكن الحكم بشكل أكثر موضوعية على دور النمط الجيني في تكوين السمة. يشير التوافق العالي في أزواج التوائم أحادية الزيجوت والتوافق المنخفض بشكل ملحوظ في أزواج التوائم ثنائية الزيجوت إلى أهمية الاختلافات الوراثية في هذه الأزواج لتحديد السمة. تشابه معدل التوافق بين الأحادي و

تشير التوائم ثنائية الزيجوت إلى الدور غير الهام للاختلافات الوراثية والدور الحاسم للبيئة في تكوين سمة أو تطور المرض. إن معدلات التوافق المختلفة بشكل كبير ولكنها منخفضة إلى حد ما في كلتا المجموعتين من التوائم تجعل من الممكن الحكم على الاستعداد الوراثي لتكوين سمة تتطور تحت تأثير العوامل البيئية.

يتم استخدام عدد من الطرق لتحديد الزيجوت الأحادي في التوائم. 1. طريقة متعددة الأعراض لمقارنة التوائم حسب العديد من الخصائص المورفولوجية (تصبغ العيون، الشعر، الجلد، شكل الشعر وملامح شعر الرأس والجسم، شكل الأذنين، الأنف، الشفاه، الأظافر، الجسم، أنماط الأصابع ). 2. الطرق المعتمدة على الهوية المناعية للتوائم على أساس مستضدات كريات الدم الحمراء (أنظمة ABO، MN، الريسوس) وبروتينات المصل (γ-الجلوبيولين). 3. يتم توفير المعيار الأكثر موثوقية لأحادية الزيجوت بواسطة

اختبار الزرع باستخدام تطعيم الجلد المتقاطع. (غير مستعمل)

الطريقة الإحصائية السكانية

باستخدام الطريقة الإحصائية السكانية، تتم دراسة الخصائص الوراثية في مجموعات كبيرة من السكان، في جيل واحد أو عدة أجيال. النقطة الأساسية عند استخدام هذه الطريقة هي المعالجة الإحصائية للبيانات التي تم الحصول عليها. مع هذه الطريقة يمكنك حساب التردد

وجود أليلات جينية مختلفة وأنماط وراثية مختلفة لهذه الأليلات في مجتمع ما، لمعرفة توزيع الصفات الوراثية المختلفة فيه، بما في ذلك الأمراض. يسمح لك بدراسة عملية الطفرة ودور الوراثة والبيئة في تكوين تعدد الأشكال المظهري

الشخص حسب صفاته الطبيعية، وكذلك في حدوث الأمراض، خاصة مع الاستعداد الوراثي. تُستخدم هذه الطريقة أيضًا لتوضيح أهمية العوامل الوراثية في تكوين الإنسان، وخاصة في تكوين العرق. الأساس لتوضيح التركيب الوراثي للسكان هو قانونالتوازن الوراثي هاردي-واينبرغ . وهو يعكس نمطا، وفقا ل

والتي، في ظل ظروف معينة، تظل نسبة الأليلات الجينية والأنماط الجينية في المجمع الجيني لسكان ما دون تغيير على مدار أجيال هؤلاء السكان. وبناءً على هذا القانون، فإن الحصول على بيانات حول التكرار

في مجتمع من النمط الظاهري المتنحي الذي يحتوي على النمط الجيني المتماثل (أأ)، يمكننا حساب تكرار حدوث الأليل المحدد (أ) في تجمع الجينات لجيل معين. التعبير الرياضي لقانون هاردي-فاينبرغ هو الصيغة ( رأ . +فأ)^2، حيث رو ف-تواتر حدوث الأليلات A و a من الجين المقابل. توسيع هذه الصيغة يجعل من الممكن حساب تكرار حدوثها

الأشخاص الذين لديهم أنماط وراثية مختلفة، وقبل كل شيء، متغاير الزيجوت - حاملون للأشياء المخفية

أليل متنحي: ص^2AA + 2pqأأ + س^2أ.

طريقة النمذجة.

طريقة لدراسة الأنماط الجينية باستخدام النماذج البيولوجية والرياضية أو الكائنات الحية أو السكان.

النمذجة البيولوجية- بناءً على قانون فافيلوف لسلسلة الوراثة المتماثلة. وهو يعتمد على حقيقة أن الأجناس والأنواع المتقاربة وراثيا لها سلسلة مماثلة من التباين الوراثي، مع دقة بحيث يمكن التنبؤ بمعرفة التغيرات في جنس أو نوع واحد من المظهر في الأجناس والأنواع الأخرى.

تعتمد الطريقة على إنشاء نماذج من الشذوذات الوراثية البشرية (خطوط حيوانية متحولة) بهدف دراسة مسببات الأمراض الوراثية وتسببها. وكذلك تطور طرق العلاج – أمثلة على النماذج البيولوجية – الهيموفيليا عند الكلاب، الشفة المشقوقة عند القوارض، داء السكري عند الهامستر، إدمان الكحول عند الجرذان. الصمم والبكم في القطط

النمذجة الرياضية -إنشاء نماذج رياضية للسكان بغرض حساب: ترددات الجينات والأنماط الجينية مع التفاعلات والتغيرات المختلفة في البيئة، وتأثيرات الميراث المرتبط عند تحليل العديد من الجينات المرتبطة، ودور الوراثة والبيئة في تطوير السمة ، خطر إنجاب طفل مريض

تواجه الإنسانية عددا كبيرا من الأسئلة، والتي لا يزال الكثير منها دون إجابة. والأقرب للإنسان يرتبط بفسيولوجيته. التغيير المستمر في الخصائص الوراثية للكائن الحي تحت تأثير البيئة الخارجية والداخلية هو طفرة. ويعتبر هذا العامل أيضًا جزءًا مهمًا من الانتقاء الطبيعي، لأنه مصدر للتقلب الطبيعي.

في كثير من الأحيان، يلجأ المربون إلى الكائنات الحية المتحولة. يقسم العلم الطفرات إلى عدة أنواع: الجينومية والكروموسومية والوراثية.

الوراثة هي الأكثر شيوعًا، وهي التي نواجهها في أغلب الأحيان. وهو يتألف من تغيير البنية الأولية، وبالتالي قراءة الأحماض الأمينية من mRNA. يتم ترتيب الأخير بشكل مكمل لإحدى سلاسل الحمض النووي (التخليق الحيوي للبروتين: النسخ والترجمة).

كان اسم الطفرة في البداية يحتوي على أي تغييرات مفاجئة. لكن الأفكار الحديثة حول هذه الظاهرة تطورت فقط في القرن العشرين. تم تقديم مصطلح "الطفرة" نفسه في عام 1901 من قبل هوغو دي فريس، عالم النبات وعلم الوراثة الهولندي، وهو العالم الذي كشفت معرفته وملاحظاته عن قوانين مندل. كان هو الذي صاغ المفهوم الحديث للطفرة، كما طور نظرية الطفرة، ولكن في نفس الفترة تقريبًا صاغها مواطننا سيرجي كورجينسكي في عام 1899.

مشكلة الطفرات في علم الوراثة الحديث

لكن العلماء المعاصرين قدموا توضيحات فيما يتعلق بكل نقطة من نقاط النظرية.
وكما تبين، هناك تغييرات خاصة تتراكم على مر الأجيال. كما أصبح من المعروف أن هناك طفرات في الوجه تتمثل في تشويه بسيط للمنتج الأصلي. ينطبق الحكم المتعلق بعودة ظهور خصائص بيولوجية جديدة حصريًا على الطفرات الجينية.

من المهم أن نفهم أن تحديد مدى ضرره أو فائدته يعتمد إلى حد كبير على البيئة الوراثية. يمكن للعديد من العوامل البيئية أن تعطل ترتيب الجينات، وهي العملية الصارمة للتكاثر الذاتي.

في عملية الانتقاء الطبيعي، لم يكتسب الإنسان خصائص مفيدة فحسب، بل لم يكتسب أيضًا الخصائص الأكثر ملائمة للأمراض. ويدفع الجنس البشري ثمن ما يتلقاه من الطبيعة من خلال تراكم الأعراض المرضية.

أسباب الطفرات الجينية

العوامل المطفرة. معظم الطفرات لها تأثير ضار على الجسم، مما يؤدي إلى تعطيل السمات التي ينظمها الانتقاء الطبيعي. كل كائن حي معرض للطفرات، ولكن تحت تأثير العوامل المطفرة، يزداد عددها بشكل حاد. وتشمل هذه العوامل: التأين، والأشعة فوق البنفسجية، وارتفاع درجة الحرارة، والعديد من المركبات الكيميائية، وكذلك الفيروسات.

يمكن للعوامل المضادة للطفرات، أي العوامل التي تحمي الجهاز الوراثي، أن تشمل بأمان انحطاط الشفرة الوراثية، وإزالة الأجزاء غير الضرورية التي لا تحمل معلومات وراثية (الإنترونات)، وكذلك الشريط المزدوج لجزيء الحمض النووي.

تصنيف الطفرات

1. الازدواجية. وفي هذه الحالة، يحدث النسخ من نيوكليوتيد واحد في السلسلة إلى جزء من سلسلة الحمض النووي والجينات نفسها.
2. حذف. وفي هذه الحالة يتم فقدان جزء من المادة الوراثية.
3. الانقلاب. وبهذا التغيير، تدور منطقة معينة بمقدار 180 درجة.
4. إدراج. ويلاحظ الإدراج من نيوكليوتيد واحد إلى أجزاء من الحمض النووي والجين.

في العالم الحديث، نواجه بشكل متزايد مظاهر التغييرات في علامات مختلفة في كل من الحيوانات والبشر. غالبًا ما تثير الطفرات العلماء المتمرسين.

أمثلة على الطفرات الجينية في البشر

1. الشياخ. تعتبر الشيخوخة المبكرة واحدة من أندر العيوب الوراثية. تتجلى هذه الطفرة في الشيخوخة المبكرة للجسم. ويموت معظم المرضى قبل بلوغهم سن الثالثة عشرة، ويتمكن عدد قليل من المرضى من إنقاذ الحياة حتى سن العشرين. يؤدي هذا المرض إلى الإصابة بالسكتات الدماغية وأمراض القلب، وهذا هو السبب في أن سبب الوفاة في أغلب الأحيان هو نوبة قلبية أو سكتة دماغية.
2. متلازمة يونر تان (YUT). تتميز هذه المتلازمة بأن المصابين يتحركون على أربع. عادة، يستخدم الأشخاص SUT أبسط الكلام وأكثره بدائية ويعانون من قصور دماغي خلقي.
3. فرط الشعر. وتسمى أيضًا "متلازمة المستذئب" أو "متلازمة أبرامز". وقد تم تتبع هذه الظاهرة وتوثيقها منذ العصور الوسطى. يتميز الأشخاص المعرضون لفرط الشعر بكمية تتجاوز القاعدة، خاصة على الوجه والأذنين والكتفين.
4. نقص المناعة المشترك الشديد. إن الأشخاص المعرضين للإصابة بهذا المرض يكونون محرومين بالفعل عند الولادة من جهاز المناعة الفعال الذي يمتلكه الشخص العادي. توفي ديفيد فيتر، الذي جلب المرض إلى الشهرة في عام 1976، عن عمر يناهز الثالثة عشرة بعد محاولة فاشلة لإجراء عملية جراحية لتقوية جهاز المناعة.
5. متلازمة مارفان. يحدث المرض في كثير من الأحيان ويصاحبه نمو غير متناسب للأطراف وحركة مفرطة للمفاصل. والأقل شيوعًا هو الانحراف الذي يتم التعبير عنه عن طريق اندماج الأضلاع، والذي يؤدي إما إلى انتفاخ الصدر أو غرقه. من المشاكل الشائعة للأشخاص المعرضين للإصابة بمتلازمة القاع هو انحناء العمود الفقري.

الطفرات الجينوميةتتميز بالتغيرات في عدد الكروموسومات. في البشر، من المعروف أن تعدد الصبغيات (بما في ذلك رباعي الصبغيات وثلاثي الصبغيات) واختلال الصيغة الصبغية.

تعدد الصبغيات- زيادة في عدد مجموعات الكروموسومات، مضاعفات المجموعة الصبغية (Зn، 4n، 5n، إلخ). الأسباب: الإخصاب المزدوج وغياب الانقسام المنصف الأول. في البشر، يؤدي تعدد الصبغيات، وكذلك معظم اختلال الصيغة الصبغية، إلى تكوين خلايا مميتة.

اختلال الصيغة الصبغية- التغيير (النقصان - الأحادي، الزيادة - التثلث الصبغي) في عدد الكروموسومات في المجموعة الثنائية الصبغية، أي. ليس مضاعفًا للفرداني (2n+1، 2n-1، وما إلى ذلك). آليات الحدوث: عدم انفصال الكروموسوم (تنتقل الكروموسومات في الطور الانفصالي إلى قطب واحد، بينما يوجد لكل مشيج به كروموسوم إضافي واحد آخر - بدون كروموسوم واحد) و"تأخر الطور الانفصالي" (في الطور الانفصالي، يتخلف أحد الكروموسومات المتحركة عن بقية الكروموسومات) ).

التثلث الصبغي- وجود ثلاثة كروموسومات متماثلة في النمط النووي (على سبيل المثال، في الزوج الحادي والعشرين، مما يؤدي إلى تطور متلازمة داون؛ في الزوج الثامن عشر - متلازمة إدواردز؛ في الزوج الثالث عشر - متلازمة باتاو).

الصبغي الأحادي- وجود واحد فقط من اثنين من الكروموسومات المتماثلة. مع الصبغي الأحادي لأي من الجسيمات الجسدية، فإن التطور الطبيعي للجنين أمر مستحيل. يؤدي الصبغي الوحيد المتوافق مع الحياة عند البشر - على الكروموسوم X - إلى تطور متلازمة شيرشيفسكي-تيرنر (45،X0).

أمراض الكروموسومات (المتلازمات) هي مجموعة من الحالات المرضية الخلقية التي تتجلى في تشوهات النمو وتسببها اضطرابات في عدد أو بنية الكروموسومات الجسدية (المتلازمات الجسدية) أو الكروموسومات الجنسية (المتلازمات الجينية). يبلغ تواترها الإجمالي بين السكان حوالي 1٪. في معظم الأحيان، تكون هذه حالات متفرقة بسبب طفرات كروموسومية وجينومية مختلفة.

متلازمة شيرشيفسكي-تيرنر

متلازمة شيرشيفسكي-تيرنر- مرض كروموسومي مصحوب بتشوهات مميزة في النمو البدني وقصر القامة والطفولة الجنسية. تتميز بتطور جسدي غريب وتأخر في النمو الجنسي. نسبة الإصابة بالمرض بين الفتيات حديثي الولادة هي 1: 3000.

المسببات المرضية

هذا المرض هو نتيجة لتشوهات مختلفة في مجموعة الكروموسومات، وغالبًا ما تنتج عن عدم انفصال الكروموسومات الجنسية في الأم أو الأب، واضطرابات في الانقسام الفتيلي للزيجوت المخصب، وغياب الذراع القصيرة لأحد الكروموسومات X الكروموسومات. يمثل أحادية الصبغي على الكروموسوم X (XO).

لم يتم تحديد علاقة واضحة بين حدوث متلازمة تيرنر والعمر وأي أمراض تصيب الوالدين. ومع ذلك، عادة ما تكون حالات الحمل معقدة بسبب التسمم، والتهديد بالإجهاض، وغالبا ما تكون الولادة مبكرة ومرضية. يحدث ضعف تكوين الغدد التناسلية في متلازمة تيرنر بسبب غياب أو عيوب هيكلية لكروموسوم جنسي واحد (كروموسوم X).

عيادة متلازمة شيرشيفسكي تيرنر

الصورة السريرية للمرض متنوعة للغاية. الأعراض الأكثر شيوعا هي قصر القامة. وحتى في مرحلة الطفولة، يتخلف هؤلاء المرضى عن أقرانهم في النمو البدني، وبحلول وقت البلوغ يكون طولهم 130 - 145 سم، وهناك أدلة على ارتفاع معدل الإصابة بمتلازمة شيرشيفسكي-تيرنر بين الفتيات القصيرات في العديد من البلدان، ولا سيما في اليابان. السمة المميزة الثانية هي الطفولة الجنسية، وخاصة غالبا ما تتجلى في فترة البلوغ في شكل انقطاع الطمث، والتخلف في الأعضاء التناسلية والخصائص الجنسية الثانوية. يتم تحديد الخيوط في مكان المبيضين.

أحد المظاهر الرئيسية- الشيخوخة المبكرة، والتي تظهر علاماتها مبكراً في سن 15-17 سنة. إن الدور الحاسم في الآليات العامة للشيخوخة، وفقا للمفاهيم الحديثة، ينتمي إلى شيخوخة النسيج الضام. تشير العديد من البيانات السريرية والإشعاعية إلى اضطرابات مختلفة في النسيج الضام، وخاصة الهيكل العظمي، في أمراض الكروموسومات البشرية.

بنية الجسم غير متناسبة - طول النصف العلوي من الجسم أطول بكثير من النصف السفلي. الآذان مشوهة ومنخفضة الوضع. يكون الحنك الصلب أحيانًا مرتفعًا وضيقًا ("القوطي")، ويلاحظ نمو غير منتظم للأسنان. الرقبة واسعة وقصيرة، ويلاحظ انخفاض نمو الشعر. طيات واسعة من الجلد على الرقبة، تمتد من نتوءات الخشاء إلى الكتفين، تعطي الرقبة مظهرًا جناحيًا نموذجيًا (الظفرة القولونية). يتم التعبير عن الحالات الشاذة في تطور اليدين في تقصير الأصابع الرابعة (بسبب قصر عظام المشط) وانحناء الأصابع الخامسة. يتم أيضًا تقصير وتشوه أصابع القدم III و IV و V. في كثير من الأحيان يتم زيادة المسافة بين إصبع القدم الأول والثاني. ويلاحظ التورم المستمر في الأطراف. في متلازمة شيرشيفسكي-تيرنر، هناك عدد من التغييرات في الأعضاء الداخلية - عيوب القلب الخلقية والأوعية الكبيرة (تضيق الشريان الأورطي، الحاجز بين البطينين الواضح، تضيق الأبهر، تضيق الرئة)، تشوهات الكلى (كلية حدوة الحصان، الحوض المزدوج أو الحالب) ). لا توجد تغيرات مرضية في الحالة العصبية. نادرا ما يتم تقليل الذكاء. الإعاقة الفكرية طفيفة. يدرس الأطفال بنجاح في مدرسة الدعم. يتم الجمع بين السلوك الطفولي بشكل فريد مع العمل الجاد والمثابرة والدقة في العمل.

متلازمة داون

متلازمة داون (مرض) (DS) - متلازمة التثلث الصبغي 21 - هي الشكل الأكثر شيوعًا لأمراض الكروموسومات لدى البشر (1:750). من الناحية الوراثية الخلوية، يتم تمثيل متلازمة داون بالتثلث الصبغي البسيط (94٪ من الحالات)، أو شكل الإزفاء (4٪) أو الفسيفساء (2٪ من الحالات). في الأولاد والبنات، يحدث علم الأمراض في كثير من الأحيان على قدم المساواة.

لقد ثبت بشكل موثوق أن الأطفال المصابين بمتلازمة داون يولدون في أغلب الأحيان لأبوين مسنين. إذا كان عمر الأم 35-46 سنة، فإن احتمال إنجاب طفل مريض يرتفع إلى 4.1٪. احتمال حدوث حالة ثانية من المرض في عائلة مصابة بالتثلث الصبغي 21 هو 1-2% (يزداد الخطر مع تقدم عمر الأم).

بالنسبة للبحث الجيني، يعد الشخص كائنا غير مريح، لأنه في البشر: العبور التجريبي مستحيل؛ عدد كبير من الكروموسومات. البلوغ يحدث في وقت متأخر. عدد قليل من الأحفاد في كل عائلة؛ فمن المستحيل مساواة الظروف المعيشية للنسل.

يتم استخدام عدد من طرق البحث في علم الوراثة البشرية.

طريقة الأنساب

يمكن استخدام هذه الطريقة عند معرفة الأقارب المباشرين - أسلاف صاحب الصفة الوراثية ( proband) على خطوط الأم والأب في عدد من الأجيال أو أحفاد البرودباند أيضًا في عدة أجيال. عند تجميع النسب في علم الوراثة، يتم استخدام نظام تدوين معين. بعد تجميع النسب يتم تحليلها من أجل تحديد طبيعة وراثة الصفة محل الدراسة.

الاتفاقيات المعتمدة عند تجميع النسب:
1 - رجل؛ 2 - امرأة؛ 3- الجنس غير معروف؛ 4 - صاحب الصفة محل الدراسة. 5 - حامل متغاير الزيجوت للجين المتنحي قيد الدراسة؛ 6 - الزواج. 7 - زواج الرجل بامرأتين؛ 8 - زواج الأقارب. 9- الآباء والأبناء وترتيب ولادتهم. 10 - التوائم ثنائية الزيجوت. 11- التوائم أحادية الزيجوت.

بفضل طريقة الأنساب، تم تحديد أنواع وراثة العديد من السمات لدى الإنسان. وهكذا، فإن النوع الجسمي السائد يرث كثرة الأصابع (زيادة عدد الأصابع)، والقدرة على تجعيد اللسان في أنبوب، وعضلة الأصابع (أصابع قصيرة بسبب عدم وجود كتائبين على الأصابع)، والنمش، والصلع المبكر، والأصابع المنصهرة، والشق الشفة، الحنك المشقوق، إعتام عدسة العين، هشاشة العظام وغيرها الكثير. المهق، والشعر الأحمر، والقابلية للإصابة بشلل الأطفال، ومرض السكري، والصمم الخلقي وغيرها من الصفات موروثة على أنها جسمية متنحية.

والسمة السائدة هي القدرة على لف اللسان في أنبوب (1) وأليله المتنحي هو غياب هذه القدرة (2).
3- نسب كثرة الأصابع (الوراثة الجسدية السائدة).

يتم توريث عدد من السمات بطريقة مرتبطة بالجنس: الوراثة المرتبطة بالكروموسوم X - الهيموفيليا، وعمى الألوان؛ مرتبط بـ Y - فرط الشعر في حافة الأذنية وأصابع القدم المكففة. هناك عدد من الجينات المترجمة في مناطق متجانسة من الكروموسومات X و Y، على سبيل المثال، عمى الألوان العام.

أظهر استخدام طريقة الأنساب أنه في حالة الزواج ذي الصلة، مقارنة بزواج غير ذي صلة، فإن احتمال حدوث التشوهات والإملاص والوفيات المبكرة في النسل يزيد بشكل كبير. في زواج الأقارب، غالبًا ما تصبح الجينات المتنحية متماثلة الزيجوت، مما يؤدي إلى تطور بعض الحالات الشاذة. مثال على ذلك هو وراثة الهيموفيليا في البيوت الملكية في أوروبا.

- الهيموفيليا. - ناقلة أنثى.

طريقة التوأم

1 - التوائم أحادية الزيجوت. 2- التوأم ثنائي الزيجوت.

التوائم هم أطفال يولدون في نفس الوقت. هم أحادي الزيجوت(متطابقة) و ثنائي الزيجوت(أخوي).

يتطور التوائم أحادية الزيجوت من زيجوت واحد (1)، والذي ينقسم في مرحلة الانقسام إلى جزأين (أو أكثر). ولذلك، فإن مثل هذه التوائم متطابقة وراثيا ودائما من نفس الجنس. تتميز التوائم أحادية الزيجوت بدرجة عالية من التشابه ( فهرس أبجدي) لأسباب عدة.

يتطور التوائم ثنائي الزيجوت من بويضتين أو أكثر تم إباضتهما وتخصيبهما في وقت واحد بواسطة حيوانات منوية مختلفة (2). لذلك، لديهم أنماط وراثية مختلفة ويمكن أن يكونوا من نفس الجنس أو من جنسين مختلفين. على عكس التوائم أحادية الزيجوت، تتميز التوائم ثنائية الزيجوت بالخلاف - الاختلاف في نواحٍ عديدة. يتم عرض بيانات التوافق المزدوج لبعض الخصائص في الجدول.

كما يتبين من الجدول، فإن درجة توافق التوائم أحادية الزيجوت لجميع الخصائص المذكورة أعلاه أعلى بكثير من درجة توافق التوائم ثنائية الزيجوت، ولكنها ليست مطلقة. وكقاعدة عامة، يحدث الخلاف في التوائم أحادية الزيجوت نتيجة لاضطرابات في النمو داخل الرحم لأحدهما أو تحت تأثير البيئة الخارجية، إذا كانت مختلفة.

بفضل طريقة التوأم، تم تحديد الاستعداد الوراثي للشخص لعدد من الأمراض: الفصام، والصرع، ومرض السكري وغيرها.

توفر ملاحظات التوائم أحادية الزيجوت مادة لتوضيح دور الوراثة والبيئة في تطور السمات. علاوة على ذلك، لا تشير البيئة الخارجية إلى العوامل البيئية المادية فحسب، بل إلى الظروف الاجتماعية أيضًا.

الطريقة الوراثية الخلوية

بناءً على دراسة الكروموسومات البشرية في الظروف الطبيعية والمرضية. عادة، يتضمن النمط النووي البشري 46 كروموسومًا - 22 زوجًا من الكروموسومات الجسدية واثنين من الكروموسومات الجنسية. إن استخدام هذه الطريقة جعل من الممكن التعرف على مجموعة من الأمراض المرتبطة إما بالتغيرات في عدد الكروموسومات أو التغيرات في بنيتها. تسمى هذه الأمراض الكروموسومات.

غالبًا ما تكون مادة تحليل النمط النووي هي الخلايا الليمفاوية في الدم. يتم أخذ الدم من الوريد عند البالغين، ومن الإصبع أو شحمة الأذن أو الكعب عند الأطفال حديثي الولادة. تتم زراعة الخلايا الليمفاوية في وسط غذائي خاص، والذي يحتوي، على وجه الخصوص، على مواد مضافة "تجبر" الخلايا الليمفاوية على الانقسام بشكل مكثف من خلال الانقسام الفتيلي. بعد مرور بعض الوقت، يتم إضافة الكولشيسين إلى ثقافة الخلية. يوقف الكولشيسين الانقسام الفتيلي على مستوى الطورية. خلال الطور الاستوائي تكون الكروموسومات أكثر تكثيفًا. بعد ذلك، يتم نقل الخلايا إلى شرائح زجاجية، وتجفيفها وصبغها بأصباغ مختلفة. يمكن أن يكون التلوين أ) روتينيًا (يتم تلوين الكروموسومات بالتساوي)، ب) تفاضليًا (تكتسب الكروموسومات تصدعات متقاطعة، حيث يكون لكل كروموسوم نمط فردي). يتيح التلوين الروتيني تحديد الطفرات الجينومية، وتحديد الانتماء الجماعي للكروموسوم، ومعرفة المجموعة التي تغير فيها عدد الكروموسومات. يتيح لك التلوين التفاضلي تحديد طفرات الكروموسومات وتحديد عدد الكروموسومات ومعرفة نوع طفرة الكروموسومات.

في الحالات التي يكون فيها من الضروري إجراء تحليل النمط النووي للجنين، يتم أخذ خلايا من السائل الأمنيوسي (السائل الأمنيوسي) - وهو خليط من الخلايا الليفية والخلايا الظهارية - للزراعة.

وتشمل أمراض الكروموسومات: متلازمة كلاينفلتر، ومتلازمة تيرنر شيرشيفسكي، ومتلازمة داون، ومتلازمة باتو، ومتلازمة إدواردز وغيرها.

المرضى الذين يعانون من متلازمة كلاينفلتر (47، XXY) هم دائمًا من الرجال. وهي تتميز بتخلف الغدد التناسلية، وانحطاط الأنابيب المنوية، والتخلف العقلي في كثير من الأحيان، والنمو المرتفع (بسبب الأرجل الطويلة بشكل غير متناسب).

لوحظت متلازمة تيرنر-شيريشيفسكي (45، X0) عند النساء. ويتجلى في تأخر البلوغ، وتخلف الغدد التناسلية، وانقطاع الطمث (غياب الحيض)، والعقم. النساء المصابات بمتلازمة تيرنر-شيريشيفسكي قصيرات القامة، وجسمهن غير متناسب - الجزء العلوي من الجسم أكثر تطورًا، والأكتاف واسعة، والحوض ضيق - الأطراف السفلية قصيرة، والرقبة قصيرة مع طيات، "المنغولية" شكل العيون وعدد من العلامات الأخرى.

متلازمة داون هي واحدة من أمراض الكروموسومات الأكثر شيوعا. يتطور نتيجة التثلث الصبغي على الكروموسوم 21 (47؛ 21، 21، 21). يتم تشخيص المرض بسهولة، لأنه يحتوي على عدد من العلامات المميزة: أطراف قصيرة، جمجمة صغيرة، جسر أنف مسطح وواسع، شقوق جفنية ضيقة مع شق مائل، وجود طية في الجفن العلوي، التخلف العقلي. غالبًا ما يتم ملاحظة الاضطرابات في بنية الأعضاء الداخلية.

تنشأ أمراض الكروموسومات أيضًا نتيجة للتغيرات في الكروموسومات نفسها. نعم الحذف ر- ذراع الجسيم الجسدي رقم 5 يؤدي إلى تطور متلازمة "صرخة القطة". عند الأطفال الذين يعانون من هذه المتلازمة، يتم كسر بنية الحنجرة، وفي مرحلة الطفولة المبكرة لديهم جرس صوتي غريب "مواء". وبالإضافة إلى ذلك، هناك تأخر في النمو الحركي النفسي والخرف.

في أغلب الأحيان، تكون أمراض الكروموسومات نتيجة للطفرات التي حدثت في الخلايا الجرثومية لأحد الوالدين.

الطريقة البيوكيميائية

يسمح لك باكتشاف الاضطرابات الأيضية الناجمة عن التغيرات في الجينات، ونتيجة لذلك، التغيرات في نشاط الإنزيمات المختلفة. تنقسم أمراض التمثيل الغذائي الوراثية إلى أمراض استقلاب الكربوهيدرات (داء السكري)، واستقلاب الأحماض الأمينية، والدهون، والمعادن، وما إلى ذلك.

بيلة الفينيل كيتون هي مرض استقلاب الأحماض الأمينية. يتم منع تحويل الحمض الأميني الأساسي فينيل ألانين إلى تيروزين، بينما يتم تحويل الفينيل ألانين إلى حمض فينيل بيروفيك، الذي يتم طرحه في البول. يؤدي المرض إلى التطور السريع للخرف عند الأطفال. التشخيص المبكر والنظام الغذائي يمكن أن يوقف تطور المرض.

الطريقة الإحصائية السكانية

هذه طريقة لدراسة توزيع السمات الوراثية (الأمراض الوراثية) بين السكان. النقطة الأساسية عند استخدام هذه الطريقة هي المعالجة الإحصائية للبيانات التي تم الحصول عليها. تحت سكانفهم مجموعة من الأفراد من نفس النوع، الذين يعيشون لفترة طويلة في منطقة معينة، ويتزاوجون بحرية مع بعضهم البعض، ولهم أصل مشترك، وبنية وراثية معينة، ومعزولون بدرجة أو بأخرى عن مجموعات أخرى من الأفراد من نوع معين. لا يعد التجمع السكاني شكلاً من أشكال وجود النوع فحسب، بل هو أيضًا وحدة للتطور، نظرًا لأن العمليات التطورية الدقيقة التي تبلغ ذروتها في تكوين نوع ما تعتمد على التحولات الجينية في التجمعات السكانية.

فرع خاص من علم الوراثة يتعامل مع دراسة التركيب الجيني للسكان - علم الوراثة السكانية. في البشر، يتم تمييز ثلاثة أنواع من السكان: 1) بانميتيك، 2) ديميس، 3) عزلات، والتي تختلف عن بعضها البعض في الأعداد، وتواتر الزيجات داخل المجموعة، ونسبة المهاجرين، والنمو السكاني. عدد سكان مدينة كبيرة يتوافق مع عدد السكان الذعر. تشمل الخصائص الوراثية لأي مجتمع المؤشرات التالية: 1) تجمع الجينات(مجموع الأنماط الجينية لجميع الأفراد في مجتمع ما)، 2) ترددات الجينات، 3) ترددات النمط الجيني، 4) ترددات النمط الظاهري، نظام الزواج، 5) العوامل المتغيرة لترددات الجينات.

لتحديد وتيرة حدوث بعض الجينات والأنماط الجينية، يتم استخدامه قانون هاردي واينبرغ.

قانون هاردي واينبرغ

في مجتمع مثالي، من جيل إلى جيل، يتم الحفاظ على نسبة محددة بدقة من ترددات الجينات السائدة والمتنحية (1)، وكذلك نسبة ترددات الطبقات الوراثية للأفراد (2).

أين ص— تكرار حدوث الجين السائد A؛ س— تكرار حدوث الجين المتنحي أ; ر 2 - تكرار حدوث الزيجوت المتماثلة الزيجوت للـ AA السائدة؛ 2 pq— تكرار حدوث متغاير الزيجوت أأ; س 2- تكرار حدوث الزيجوت المتماثلة الزيجوت للصفة المتنحية أأ.

المجموعة السكانية المثالية هي مجموعة سكانية كبيرة بما فيه الكفاية (بانميكسيا - معبر حر) لا توجد فيها عملية طفرة أو اختيار طبيعي وعوامل أخرى تخل بتوازن الجينات. من الواضح أن التجمعات السكانية المثالية غير موجودة في الطبيعة، أما في التجمعات السكانية الحقيقية، فيستخدم قانون هاردي-فاينبرغ مع التعديلات.

ويستخدم قانون هاردي-فاينبرغ، على وجه الخصوص، لتقدير عدد حاملي الجينات المتنحية للأمراض الوراثية. على سبيل المثال، من المعروف أن بيلة الفينيل كيتون تحدث بمعدل 1:10000 في هذه الفئة من السكان. يتم توريث بيلة الفينيل كيتون بطريقة وراثية جسمية متنحية، لذلك فإن مرضى بيلة الفينيل كيتون لديهم النمط الجيني AA، أي س 2 = 0.0001. من هنا: س = 0,01; ص= 1 - 0.01 = 0.99. حاملات الجين المتنحي لها النمط الجيني Aa، أي أنها متغايرة الزيجوت. تكرار حدوث الزيجوت المتغايرة (2 pq) هو 2 · 0.99 · 0.01 ≈ 0.02. الخلاصة: في هذه الفئة من السكان، حوالي 2٪ من السكان يحملون جين بيلة الفينيل كيتون. في الوقت نفسه، يمكنك حساب تكرار حدوث متماثلات الزيجوت بواسطة المهيمنة (AA): ص 2 = 0.992، أقل بقليل من 98%.

يحدث التغير في توازن الأنماط الجينية والأليلات في مجتمع بانميتيك تحت تأثير العوامل المؤثرة باستمرار، والتي تشمل: عملية الطفرة، الموجات السكانية، العزلة، الانتقاء الطبيعي، الانجراف الوراثي، الهجرة، الهجرة، زواج الأقارب. وبفضل هذه الظواهر تنشأ ظاهرة تطورية أولية - تغيير في التركيب الوراثي للسكان، وهو المرحلة الأولى من عملية الأنواع.

يعد علم الوراثة البشرية أحد أسرع فروع العلوم تطوراً. إنه الأساس النظري للطب ويكشف الأساس البيولوجي للأمراض الوراثية. تتيح لك معرفة الطبيعة الوراثية للأمراض إجراء تشخيص دقيق في الوقت المناسب وإجراء العلاج اللازم.

اذهب إلى المحاضرات رقم 21"التقلب"