Με ποια μέθοδο μελετώνται γονιδιακές και γονιδιωματικές μεταλλάξεις. Τύποι μεταλλάξεων

Μετάλλαξη(λατ. mutatio - αλλαγή) - ένας επίμονος (δηλαδή, αυτός που μπορεί να κληρονομηθεί από τους απογόνους ενός δεδομένου κυττάρου ή οργανισμού) μεταμόρφωση του γονότυπου που συμβαίνει υπό την επίδραση του εξωτερικού ή εσωτερικού περιβάλλοντος. Ο όρος προτάθηκε από τον Hugo de Vries

Γονιδιωματικές μεταλλάξεις- Πρόκειται για μεταλλάξεις που οδηγούν στην προσθήκη ή απώλεια ενός, πολλών ή ενός πλήρους απλοειδούς συνόλου χρωμοσωμάτων. Διαφορετικοί τύποι γονιδιωματικών μεταλλάξεων ονομάζονται ετεροπλοειδία και πολυπλοειδία.

Ανάλογα με την προέλευση των συνόλων χρωμοσωμάτων μεταξύ των πολυπλοειδών, γίνεται διάκριση μεταξύ των αλλοπολυπλοειδών, τα οποία έχουν σύνολα χρωμοσωμάτων που λαμβάνονται με υβριδισμό από διαφορετικά είδη, και των αυτοπολυπλοειδών, στα οποία ο αριθμός των συνόλων χρωμοσωμάτων του δικού τους γονιδιώματος αυξάνεται κατά πολλαπλάσιο του n.

Οι γονιδιωματικές μεταλλάξεις σχετίζονται με αλλαγές στον αριθμό των χρωμοσωμάτων. Για παράδειγμα, στα φυτά εντοπίζεται αρκετά συχνά το φαινόμενο της πολυπλοειδίας - μια πολλαπλή αλλαγή στον αριθμό των χρωμοσωμάτων. Στους πολυπλοειδείς οργανισμούς, το απλοειδές σύνολο των χρωμοσωμάτων n στα κύτταρα επαναλαμβάνεται όχι 2 φορές, όπως στα διπλοειδή, αλλά πολύ μεγαλύτερο αριθμό φορών (3n, 4n, 5n και έως 12n). Η πολυπλοειδία είναι συνέπεια μιας διαταραχής της πορείας της μίτωσης ή της μείωσης: όταν η άτρακτος καταστρέφεται, τα διπλά χρωμοσώματα δεν διαχωρίζονται, αλλά παραμένουν μέσα στο αδιαίρετο κύτταρο. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζονται γαμέτες με τον αριθμό των χρωμοσωμάτων 2n. Όταν ένας τέτοιος γαμέτης συγχωνεύεται με έναν κανονικό (n), ο απόγονος θα έχει ένα τριπλό σύνολο χρωμοσωμάτων. Εάν μια γονιδιωματική μετάλλαξη συμβεί όχι σε γεννητικά κύτταρα, αλλά σε σωματικά κύτταρα, τότε εμφανίζονται κλώνοι (γραμμές) πολυπλοειδών κυττάρων στο σώμα. Συχνά ο ρυθμός διαίρεσης αυτών των κυττάρων είναι ταχύτερος από τον ρυθμό διαίρεσης των φυσιολογικών διπλοειδών κυττάρων (2n). Σε αυτή την περίπτωση, μια ταχέως διαιρούμενη γραμμή πολυπλοειδών κυττάρων σχηματίζει έναν κακοήθη όγκο. Εάν δεν αφαιρεθεί ή καταστραφεί, τότε λόγω της ταχείας διαίρεσης, τα πολυπλοειδή κύτταρα θα εκτοπίσουν τα φυσιολογικά. Έτσι αναπτύσσονται πολλές μορφές καρκίνου. Η καταστροφή της μιτωτικής ατράκτου μπορεί να προκληθεί από την ακτινοβολία, τη δράση μιας σειράς χημικών - μεταλλαξιογόνων

Οι γονιδιωματικές μεταλλάξεις στον κόσμο των ζώων και των φυτών είναι ποικίλες, αλλά στον άνθρωπο υπάρχουν μόνο 3 τύποι γονιδιωματικών μεταλλάξεων: τετραπλοειδία, τριπλοειδία και ανευπλοειδία. Επιπλέον, από όλες τις παραλλαγές της ανευπλοειδίας, εντοπίζεται μόνο τρισωμία σε αυτοσώματα, πολυσωμία σε φυλετικά χρωμοσώματα (τρι-, τετρα- και πεντασωμία) και μεταξύ των μονοσωμάτων, μόνο μονοσωμία-Χ.

Γονιδιωματικές μεταλλάξεις– αλλαγή στον αριθμό των χρωμοσωμάτων. Τα αίτια είναι διαταραχές στην απόκλιση των χρωμοσωμάτων.
Πολυπλοειδία– πολλαπλές αλλαγές (πολλές φορές, για παράδειγμα, 12 → 24). Δεν εμφανίζεται στα ζώα· στα φυτά οδηγεί σε αύξηση του μεγέθους.
Ανευπλοειδία– αλλαγές σε ένα ή δύο χρωμοσώματα. Για παράδειγμα, ένα επιπλέον εικοστό πρώτο χρωμόσωμα οδηγεί σε σύνδρομο Down (ο συνολικός αριθμός των χρωμοσωμάτων είναι 47).

Οι γονιδιωματικές μεταλλάξεις χαρακτηρίζονται από αλλαγές στον αριθμό των χρωμοσωμάτων, οι οποίες μπορεί να είναι πολλαπλές ή πολλαπλές.

Μια πολλαπλή αλλαγή στον αριθμό των χρωμοσωμάτων σε ένα διπλοειδές σύνολο ονομάζεται ετεροπλοειδία ή ανευπλοειδία. Αυτό μπορεί να συνοδεύεται από την απουσία ενός από τα χρωμοσώματα - μονοσωμία για ένα δεδομένο ζεύγος χρωμοσωμάτων ή ολόκληρο το ζεύγος ομόλογων χρωμοσωμάτων - μηδενισμός. Η παρουσία ενός ή περισσότερων επιπλέον χρωμοσωμάτων ονομάζεται πολυσημία, η οποία, με τη σειρά της, χωρίζεται σε τρισωμία, εάν ένα χρωμόσωμα είναι επιπλέον, τετρασωμία - εάν υπάρχουν δύο επιπλέον χρωμοσώματα κ.λπ. Το όνομα σε αυτή την περίπτωση καθορίζεται από τον αριθμό των ομόλογα χρωμοσώματα, για παράδειγμα, εάν υπάρχουν δύο υπάρχοντα, προστίθεται ένα επιπλέον, τότε αυτό είναι τρισωμία, εάν υπάρχουν δύο επιπλέον, τότε υπάρχουν τέσσερα τέτοια ομόλογα χρωμοσώματα συνολικά και η διαταραχή ονομάζεται τετρασωμία, κλπ. Όλες αυτές οι αλλαγές αντανακλώνται στον φαινότυπο, αφού συνοδεύονται είτε από ανεπάρκεια είτε, κατά συνέπεια, από περίσσεια γονιδίων. Η αιτία της ετεροπλοειδίας είναι η παραβίαση του διαχωρισμού των χρωμοσωμάτων κατά τη διάρκεια της μείωσης. Εάν τα ομόλογα χρωμοσώματα ή οι χρωματίδες δεν διαχωρίζονται, τότε δύο χρωμοσώματα θα καταλήξουν σε έναν από τους γαμέτες και κανένα στον άλλο. Κατά συνέπεια, με τη συμμετοχή τέτοιων γαμετών στη γονιμοποίηση, σχηματίζεται ένας ζυγώτης με αλλοιωμένο αριθμό χρωμοσωμάτων. Το φαινόμενο της ετεροπλοειδίας ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον K. Bridges σε πειράματα που μελετούσαν την κληρονομικότητα των φυλοσύνδετων χαρακτηριστικών στη Drosophila.

Ετεροπλοειδίαείναι δυνατό τόσο στα αυτοσώματα όσο και στα φυλετικά χρωμοσώματα. Πολύ συχνά συνοδεύεται από σοβαρές ασθένειες και μπορεί να προκαλέσει ακόμη και θάνατο. Συγκεκριμένα, η μονοσωμία (η απουσία ενός από τα ομόλογα χρωμοσώματα) στα σπορόφυτα των φυτών είναι συνήθως θανατηφόρα. Στις μύγες των φρούτων, η μονοσωμία στο τέταρτο χρωμόσωμα έχει ως αποτέλεσμα μικρότερες και λιγότερο γόνιμες μύγες. Ωστόσο, η μονοσωμία στο δεύτερο ή τρίτο χρωμοσώματα στις ίδιες μύγες προκαλεί θάνατο, γεγονός που υποδηλώνει την ανισότητα των γονιδίων που βρίσκονται σε αυτά τα χρωμοσώματα. Η επίδραση της πολυσωμίας στα σπόρια των φυτών ποικίλλει. Έτσι, στα μικροσπόρια το γαμετόφυτο δεν αναπτύσσεται, και στα μεγασπόρια το επιπλέον χρωμόσωμα δεν επηρεάζει την ανάπτυξη του θηλυκού γαμετόφυτου.

Ο λανθασμένος διαχωρισμός των χρωμοσωμάτων είναι δυνατός όχι μόνο κατά τη διάρκεια της μείωσης, αλλά και κατά τη διάρκεια της μίτωσης. Περαιτέρω διαίρεση τέτοιων κυττάρων οδηγεί σε αύξηση του αριθμού τους. Το αποτέλεσμα αυτού θα είναι ένας πολυκύτταρος οργανισμός, μερικά από τα κύτταρα του οποίου θα έχουν διαφορετικό αριθμό χρωμοσωμάτων και θα παρουσιάζουν διαφορετικές ιδιότητες. Η παρουσία κυττάρων του ίδιου τύπου στο σώμα με διαφορετικές ιδιότητες ονομάζεται μωσαϊκισμός. Η σχετική αναλογία των αλλοιωμένων κυττάρων εξαρτάται από το στάδιο του κατακερματισμού που συνέβη ο εσφαλμένος διαχωρισμός των χρωμοσωμάτων - όσο νωρίτερα συνέβη αυτό, τόσο περισσότερα αλλοιωμένα κύτταρα θα υπάρχουν στον αναπτυσσόμενο οργανισμό. Στη συνέχεια, όπως σε περιπτώσεις παραβίασης της χρωμοσωμικής απόκλισης κατά τη μείωση, σχηματίζονται γαμέτες, η μετέπειτα συμμετοχή των οποίων στη γονιμοποίηση θα οδηγήσει στο σχηματισμό ενός οργανισμού, του οποίου όλα τα κύτταρα θα αλλάξουν.

Για αναφορά:

Χρωμοσωμικές μεταλλάξεις– αλλαγή στη δομή των χρωμοσωμάτων: απώλεια τμήματος, διπλασιασμός τομής, περιστροφή τμήματος κατά 180 μοίρες, μεταφορά τμήματος σε άλλο (μη ομόλογο) χρωμόσωμα κ.λπ. Οι λόγοι είναι παραβιάσεις κατά τη διάρκεια της διέλευσης. Παράδειγμα: Σύνδρομο Cry Cat.
Αποθήκευση στα κοινωνικά δίκτυα:

Γενεαλογική μέθοδος

Αυτή η μέθοδος βασίζεται στη συλλογή και ανάλυση γενεαλογικών γενεαλογιών. Αυτή η μέθοδος έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως από την αρχαιότητα μέχρι σήμερα στην εκτροφή αλόγων, στην επιλογή πολύτιμων σειρών βοοειδών και χοίρων, στην απόκτηση καθαρόαιμων σκύλων, καθώς και στην εκτροφή νέων φυλών γουνοφόρων ζώων. Οι ανθρώπινες γενεαλογίες έχουν συνταχθεί εδώ και πολλούς αιώνες σχετικά με τις βασιλεύουσες οικογένειες της Ευρώπης και της Ασίας.

Ως μέθοδος μελέτης της ανθρώπινης γενετικής, έχει γίνει η γενεαλογική μέθοδος

ισχύουν μόνο από τις αρχές του 20ού αιώνα, όταν έγινε σαφές ότι η ανάλυση

τα γενεαλογικά, στα οποία εντοπίζεται η μετάδοση από γενιά σε γενιά ενός συγκεκριμένου χαρακτηριστικού (ασθένειας), μπορούν να αντικαταστήσουν την υβριδολογική μέθοδο, η οποία στην πραγματικότητα δεν εφαρμόζεται στον άνθρωπο. Κατά τη σύνταξη γενεαλογικών, το σημείο εκκίνησης είναι το άτομο - ο proband,

του οποίου η γενεαλογία μελετάται. Συνήθως πρόκειται είτε για τον ασθενή είτε για έναν φορέα

ένα συγκεκριμένο χαρακτηριστικό του οποίου η κληρονομικότητα πρέπει να μελετηθεί. Στο

Κατά τη σύνταξη πινάκων γενεαλογίας, χρησιμοποιήστε τις προτεινόμενες συμβάσεις

G. Yustom το 1931 (Εικ. 6.24). Οι γενιές ορίζονται με λατινικούς αριθμούς, τα άτομα σε μια δεδομένη γενιά ορίζονται με αραβικούς αριθμούς. Χρησιμοποιώντας τη γενεαλογική μέθοδο, μπορεί να διαπιστωθεί η κληρονομική φύση του υπό μελέτη χαρακτηριστικού, καθώς και ο τύπος της κληρονομιάς του (αυτοσωματικό επικρατές, αυτοσωμικό υπολειπόμενο, X-συνδεδεμένο κυρίαρχο ή υπολειπόμενο, Y-συνδεδεμένο). Όταν αναλύονται τα γενεαλογικά με βάση διάφορα χαρακτηριστικά

μπορεί να αποκαλυφθεί η συνδεδεμένη φύση της κληρονομιάς τους, η οποία χρησιμοποιείται στη σύνταξη χρωμοσωμικών χαρτών. Αυτή η μέθοδος σας επιτρέπει να μελετήσετε την ένταση της διαδικασίας μετάλλαξης, να αξιολογήσετε την εκφραστικότητα και τη διείσδυση του αλληλόμορφου. Χρησιμοποιείται ευρέως στην ιατρική γενετική συμβουλευτική για την πρόβλεψη των απογόνων. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι η γενεαλογική ανάλυση γίνεται σημαντικά πιο περίπλοκη όταν οι οικογένειες έχουν λίγα παιδιά.

Κυτταρογενετική μέθοδος

Η κυτταρογενετική μέθοδος βασίζεται στη μικροσκοπική μελέτη των χρωμοσωμάτων στα ανθρώπινα κύτταρα. Άρχισε να χρησιμοποιείται ευρέως στην έρευνα της ανθρώπινης γενετικής από το 1956, όταν οι Σουηδοί επιστήμονες J. Tijo και A. Levan, προτείνοντας μια νέα μέθοδο για τη μελέτη των χρωμοσωμάτων, διαπίστωσαν ότι ο ανθρώπινος καρυότυπος έχει 46 και όχι 48 χρωμοσώματα.

εξετάστηκε νωρίτερα. Το τρέχον στάδιο στην εφαρμογή της κυτταρογενετικής μεθόδου συνδέεται με

που αναπτύχθηκε το 1969 από τον T. Kasperson μέθοδος διαφορικής χρώσης των χρωμοσωμάτων,που επέκτεινε τις δυνατότητες της κυτταρογενετικής ανάλυσης, καθιστώντας δυνατή την ακριβή αναγνώριση των χρωμοσωμάτων από τη φύση της κατανομής των χρωματισμένων τμημάτων σε αυτά. Η χρήση της κυτταρογενετικής μεθόδου επιτρέπει όχι μόνο τη μελέτη της κανονικής μορφολογίας των χρωμοσωμάτων και του καρυότυπου στο σύνολό του για τον προσδιορισμό του γενετικού φύλου του οργανισμού, αλλά, το πιο σημαντικό, για τη διάγνωση διαφόρων χρωμοσωμικών ασθενειών που σχετίζονται με αλλαγές στον αριθμό των χρωμοσωμάτων ή με παραβίαση της δομής τους. Επιπλέον, αυτή η μέθοδος καθιστά δυνατή τη μελέτη των διεργασιών μεταλλαξιογένεσης σε επίπεδο χρωμοσωμάτων και

καρυότυπος. Η χρήση του στην ιατρική γενετική συμβουλευτική για τους σκοπούς της προγεννητικής διάγνωσης χρωμοσωμικών ασθενειών καθιστά δυνατή, μέσω της έγκαιρης διακοπής της εγκυμοσύνης, την πρόληψη της εμφάνισης απογόνων με σοβαρές αναπτυξιακές διαταραχές.

Το υλικό για τις κυτταρογενετικές μελέτες είναι ανθρώπινα κύτταρα που λαμβάνονται από διαφορετικούς ιστούς - λεμφοκύτταρα περιφερικού αίματος, κύτταρα μυελού των οστών, ινοβλάστες, κύτταρα όγκου και εμβρυϊκοί ιστοί κ.λπ. Απαραίτητη προϋπόθεση για τη μελέτη των χρωμοσωμάτων είναι η παρουσία διαιρούμενων κυττάρων. Η άμεση λήψη τέτοιων κυττάρων από το σώμα είναι δύσκολη, επομένως χρησιμοποιείται συχνά εύκολα προσβάσιμο υλικό, όπως τα λεμφοκύτταρα του περιφερικού αίματος.

Φυσιολογικά, αυτά τα κύτταρα δεν διαιρούνται, αλλά η ειδική επεξεργασία της καλλιέργειας τους με φυτοαιμοσυγκολλητίνη τα επιστρέφει στον μιτωτικό κύκλο. Η συσσώρευση των διαιρούμενων κυττάρων στο στάδιο της μετάφασης, όταν τα χρωμοσώματα είναι στο μέγιστο σπειροειδές και σαφώς ορατά στο μικροσκόπιο, επιτυγχάνεται με επεξεργασία της καλλιέργειας με κολχικίνη ή

colcemid, το οποίο καταστρέφει την άτρακτο και εμποδίζει το διαχωρισμό των χρωματιδίων.

Η μικροσκοπία των επιχρισμάτων που παρασκευάζονται από καλλιέργεια τέτοιων κυττάρων επιτρέπει την οπτική παρατήρηση των χρωμοσωμάτων. Η φωτογράφηση πλακών μεταφάσεως και η επακόλουθη επεξεργασία φωτογραφιών με τη συλλογή καρυογραμμάτων, στα οποία τα χρωμοσώματα είναι διατεταγμένα σε ζεύγη και κατανεμημένα σε ομάδες, επιτρέπει

καθορίζουν τον συνολικό αριθμό των χρωμοσωμάτων και ανιχνεύουν αλλαγές στον αριθμό και τη δομή τους σε μεμονωμένα ζεύγη. Ως εκφραστική μέθοδος για την ανίχνευση αλλαγών στον αριθμό των φυλετικών χρωμοσωμάτων, μέθοδος για τον προσδιορισμό της χρωματίνης φύλουσε μη διαιρούμενα κύτταρα του στοματικού βλεννογόνου. Η φυλετική χρωματίνη, ή το σώμα Barr, σχηματίζεται στα κύτταρα του γυναικείου σώματος σε ένα από τα δύο χρωμοσώματα Χ. Μοιάζει με ένα έντονα χρωματισμένο εξόγκωμα που βρίσκεται κοντά στην πυρηνική μεμβράνη. Με την αύξηση του αριθμού των χρωμοσωμάτων Χ στον καρυότυπο ενός οργανισμού, σχηματίζονται σώματα Barr στα κύτταρά του σε ποσότητα ένα μικρότερο από τον αριθμό των χρωμοσωμάτων Χ. Στο

Με μείωση του αριθμού των χρωμοσωμάτων Χ (μονοσωμία Χ), το σώμα Barr απουσιάζει.

Στον ανδρικό καρυότυπο, το χρωμόσωμα Υ μπορεί να ανιχνευθεί από περισσότερους

έντονη φωταύγεια σε σύγκριση με άλλα χρωμοσώματα κατά τη διάρκεια της θεραπείας

η κινακρίνη τους και η μελέτη στο υπεριώδες φως.

Για βραχυπρόθεσμη παρατήρηση, τα κύτταρα τοποθετούνται απλώς σε ένα υγρό μέσο σε μια γυάλινη πλάκα. Εάν απαιτείται μακροχρόνια παρατήρηση των κυττάρων, χρησιμοποιούνται ειδικές κάμερες. Πρόκειται είτε για επίπεδες φιάλες με τρύπες καλυμμένες με λεπτό γυαλί είτε για πτυσσόμενους επίπεδους θαλάμους.

Βιοχημική μέθοδος

Σε αντίθεση με την κυτταρογενετική μέθοδο, η οποία σας επιτρέπει να μελετήσετε τη δομή των χρωμοσωμάτων και τον φυσιολογικό καρυότυπο και να διαγνώσετε κληρονομικές ασθένειες που σχετίζονται με αλλαγές στον αριθμό τους και διαταραχή της οργάνωσης, κληρονομικές ασθένειες που προκαλούνται από γονιδιακές μεταλλάξεις, καθώς και πολυμορφισμός σε

Τα κανονικά πρωτογενή γονιδιακά προϊόντα μελετώνται χρησιμοποιώντας βιοχημικές μεθόδους.Αυτές οι μέθοδοι χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά για τη διάγνωση γενετικών ασθενειών στις αρχές του 20ου αιώνα. Τα τελευταία 30 χρόνια, έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στην αναζήτηση νέων μορφών μεταλλαγμένων αλληλόμορφων. Με τη βοήθειά τους έχουν περιγραφεί περισσότερες από 1000 συγγενείς μεταβολικές παθήσεις. Για πολλούς από αυτούς, εντοπίστηκε ένα ελάττωμα στο πρωτεύον γονιδιακό προϊόν. Οι πιο συχνές μεταξύ τέτοιων ασθενειών είναι ασθένειες που σχετίζονται με ελαττωματικά ένζυμα, δομικά, μεταφορικά ή άλλα

Οι ατέλειες στις δομικές και κυκλοφορούσες πρωτεΐνες εντοπίζονται με τη μελέτη της δομής τους. Έτσι, στη δεκαετία του '60. ΧΧ αιώνα ολοκληρώθηκε η ανάλυση (της αλυσίδας 3-σφαιρίνης της αιμοσφαιρίνης, που αποτελείται από 146 υπολείμματα αμινοξέων. Δημιουργήθηκε μια μεγάλη ποικιλία αιμοσφαιρινών στον άνθρωπο, που σχετίζεται με αλλαγές στη δομή των πεπτιδικών αλυσίδων της, η οποία είναι συχνά η αιτία της ανάπτυξης ασθένειες Τα ελαττώματα των ενζύμων προσδιορίζονται με τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας των προϊόντων στο μεταβολισμό του αίματος και των ούρων που προκύπτει από τη λειτουργία αυτού

σκίουρος. Έλλειψη του τελικού προϊόντος, συνοδευόμενη από συσσώρευση ενδιάμεσων και τελικών προϊόντων διαταραχής του μεταβολισμού, υποδηλώνει ελάττωμα ενζύμου ή ανεπάρκειά του στον οργανισμό.Η βιοχημική διάγνωση των κληρονομικών μεταβολικών διαταραχών πραγματοποιείται σε δύο στάδια. Στο πρώτο στάδιο επιλέγονται εικαζόμενες περιπτώσεις ασθενειών, στο δεύτερο η διάγνωση της νόσου διευκρινίζεται με πιο ακριβείς και σύνθετες μεθόδους. Η χρήση βιοχημικών μελετών για τη διάγνωση ασθενειών στην προγεννητική περίοδο ή αμέσως μετά τη γέννηση καθιστά δυνατό τον έγκαιρο εντοπισμό της παθολογίας και την έναρξη συγκεκριμένων ιατρικών μέτρων, όπως, για παράδειγμα, στην περίπτωση της φαινυλκετονουρίας. Καθορισμός της περιεκτικότητας σε ενδιάμεσα, υποπροϊόντα και τελικά μεταβολικά προϊόντα σε αίμα, ούρα ή αμνιακό υγρό, επιπλέον των ποιοτικών

αντιδράσεις με συγκεκριμένα αντιδραστήρια για ορισμένες ουσίες χρησιμοποιούν χρωματογραφικές μεθόδους για τη μελέτη αμινοξέων και άλλων ενώσεων.

Μέθοδοι για τη μελέτη του DNA στη γενετική έρευνα

Όπως φαίνεται παραπάνω, οι διαταραχές των πρωτογενών γονιδιακών προϊόντων ανιχνεύονται χρησιμοποιώντας βιοχημικές μεθόδους. Ο εντοπισμός της αντίστοιχης βλάβης στο ίδιο το κληρονομικό υλικό μπορεί να αποκαλυφθεί με μεθόδους μοριακής γενετικής. Ανάπτυξη μεθόδου αντίστροφη μεταγραφήΤο DNA σε μόρια mRNA ορισμένων πρωτεϊνών και η επακόλουθη αναπαραγωγή αυτών των DNA οδήγησαν στην εμφάνιση Ανιχνευτές DNAγια διάφορες μεταλλάξεις ανθρώπινων νουκλεοτιδικών αλληλουχιών. Η χρήση τέτοιων ανιχνευτών DNA για υβριδισμό με το DNA των κυττάρων του ασθενούς καθιστά δυνατό τον εντοπισμό αντίστοιχων αλλαγών στο κληρονομικό υλικό του ασθενούς, δηλ. διάγνωση ορισμένων τύπων γονιδιακών μεταλλάξεων (γονιδιακή διάγνωση). Σημαντικά επιτεύγματα της μοριακής γενετικής τις τελευταίες δεκαετίες έχουν γίνει εργασίες αλληλουχία -προσδιορισμός της νουκλεοτιδικής αλληλουχίας του DNA. Αυτό έγινε δυνατό χάρη στην ανακάλυψη στη δεκαετία του '60. ΧΧ αιώνα ένζυμα - ένζυμο περιορισμού,απομονώνονται από βακτηριακά κύτταρα που κόβουν το μόριο DNA σε θραύσματα σε αυστηρά καθορισμένα σημεία. Σε φυσικές συνθήκες

Τα περιοριστικά αέρια προστατεύουν το κύτταρο από τη διείσδυση ξένου DNA στη γενετική του συσκευή και την αναπαραγωγή σε αυτό. Η χρήση αυτών των ενζύμων σε πειράματα καθιστά δυνατή τη λήψη βραχέων θραυσμάτων DNA στα οποία η αλληλουχία νουκλεοτιδίων μπορεί να προσδιοριστεί σχετικά εύκολα. Οι μέθοδοι μοριακής γενετικής και γενετικής μηχανικής καθιστούν δυνατή όχι μόνο τη διάγνωση ενός αριθμού γονιδιακών μεταλλάξεων και την καθιέρωση νουκλεοτιδίων

την αλληλουχία των επιμέρους ανθρώπινων γονιδίων, αλλά και για την αναπαραγωγή (κλωνοποίηση) τους και τη λήψη μεγάλων ποσοτήτων πρωτεϊνών – προϊόντων των αντίστοιχων γονιδίων. Η κλωνοποίηση μεμονωμένων θραυσμάτων DNA πραγματοποιείται με την ενσωμάτωσή τους σε βακτηριακά πλασμίδια, τα οποία, πολλαπλασιάζοντας αυτόνομα στο κύτταρο, παρέχουν μεγάλο αριθμό αντιγράφων των αντίστοιχων θραυσμάτων ανθρώπινου DNA. Η επακόλουθη έκφραση του ανασυνδυασμένου DNA σε βακτήρια παράγει το πρωτεϊνικό προϊόν του αντίστοιχου κλωνοποιημένου ανθρώπινου γονιδίου. Έτσι, χρησιμοποιώντας μεθόδους γενετικής μηχανικής, κατέστη δυνατή η λήψη ορισμένων πρωτογενών γονιδιακών προϊόντων (ινσουλίνη) από ανθρώπινα γονίδια.

Δίδυμη μέθοδος

Αυτή η μέθοδος συνίσταται στη μελέτη των προτύπων κληρονομικότητας των χαρακτηριστικών σε ζεύγη πανομοιότυπων και αδελφικών διδύμων. Προτάθηκε το 1875 από τον Galton αρχικά για την αξιολόγηση του ρόλου της κληρονομικότητας και του περιβάλλοντος στην ανάπτυξη των ανθρώπινων ψυχικών ιδιοτήτων. Επί του παρόντος, αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται ευρέως στη μελέτη

κληρονομικότητα και μεταβλητότητα στους ανθρώπους για τον προσδιορισμό του σχετικού ρόλου της κληρονομικότητας και του περιβάλλοντος στο σχηματισμό διαφόρων χαρακτηριστικών, τόσο φυσιολογικών όσο και παθολογικών. Σας επιτρέπει να προσδιορίσετε την κληρονομική φύση του χαρακτηριστικού, να προσδιορίσετε τη διείσδυση του αλληλόμορφου και να αξιολογήσετε την αποτελεσματικότητα της δράσης στο

το σώμα ορισμένων εξωτερικών παραγόντων (φάρμακα, εκπαίδευση, εκπαίδευση).

Η ουσία της μεθόδου είναι να συγκρίνει την εκδήλωση ενός χαρακτηριστικού σε διαφορετικές ομάδες διδύμων, λαμβάνοντας υπόψη τις ομοιότητες ή τις διαφορές των γονότυπών τους. Μονοζυγωτικά δίδυμα,που αναπτύσσονται από ένα γονιμοποιημένο ωάριο είναι γενετικά πανομοιότυπα, καθώς έχουν 100% τα ίδια γονίδια. Ως εκ τούτου, μεταξύ των μονοζυγωτικών διδύμων υπάρχει

υψηλό ποσοστό συμβατά ζευγάρια,στο οποίο και τα δύο δίδυμα αναπτύσσουν το χαρακτηριστικό. Η σύγκριση μονοζυγωτικών διδύμων που μεγαλώνουν σε διαφορετικές συνθήκες της μεταεμβρυονικής περιόδου καθιστά δυνατό τον εντοπισμό σημείων σε

στη διαμόρφωση των οποίων παίζουν σημαντικό ρόλο οι περιβαλλοντικοί παράγοντες. Σύμφωνα με αυτά τα ζώδια, μεταξύ διδύμων υπάρχει ασυμφωνία,εκείνοι. διαφορές. Αντίθετα, η διατήρηση των ομοιοτήτων μεταξύ των διδύμων, παρά τις διαφορές στις συνθήκες ύπαρξής τους, υποδηλώνει την κληρονομική διαμόρφωση του χαρακτηριστικού.

Η σύγκριση της αντιστοιχίας ανά ζεύγη για αυτό το χαρακτηριστικό σε γενετικά πανομοιότυπα μονοζυγωτικά και διζυγωτικά δίδυμα, που έχουν κατά μέσο όρο περίπου το 50% των κοινών γονιδίων, καθιστά δυνατό να κριθεί πιο αντικειμενικά ο ρόλος του γονότυπου στο σχηματισμό του χαρακτηριστικού. Η υψηλή συμφωνία σε ζεύγη μονοζυγωτικών διδύμων και σημαντικά χαμηλότερη συμφωνία σε ζεύγη διζυγωτικών διδύμων υποδηλώνουν τη σημασία των κληρονομικών διαφορών σε αυτά τα ζεύγη για τον προσδιορισμό του χαρακτηριστικού. Η ομοιότητα του ρυθμού συμφωνίας μεταξύ μονο- και

Τα διζυγωτικά δίδυμα υποδηλώνουν τον ασήμαντο ρόλο των γενετικών διαφορών και τον καθοριστικό ρόλο του περιβάλλοντος στη διαμόρφωση ενός χαρακτηριστικού ή στην ανάπτυξη μιας ασθένειας. Σημαντικά διαφορετικά, αλλά μάλλον χαμηλά ποσοστά συμφωνίας και στις δύο ομάδες διδύμων καθιστούν δυνατό να κριθεί η κληρονομική προδιάθεση για το σχηματισμό ενός χαρακτηριστικού που αναπτύσσεται υπό την επίδραση περιβαλλοντικών παραγόντων.

Χρησιμοποιείται ένας αριθμός μεθόδων για τον εντοπισμό της μονοζυγωτίας των διδύμων. 1. Μια πολυσυμπτωματική μέθοδος σύγκρισης διδύμων σύμφωνα με πολλά μορφολογικά χαρακτηριστικά (μελάγχρωση των ματιών, των μαλλιών, του δέρματος, του σχήματος των μαλλιών και των χαρακτηριστικών των μαλλιών στο κεφάλι και το σώμα, σχήμα αυτιών, μύτη, χείλη, νύχια, σώμα, σχέδια δακτύλων ). 2. Μέθοδοι που βασίζονται στην ανοσολογική ταυτότητα των διδύμων με βάση τα αντιγόνα ερυθροκυττάρων (ABO, MN, συστήματα Rhesus) και τις πρωτεΐνες του ορού (γ-σφαιρίνη). 3. Το πιο αξιόπιστο κριτήριο για τη μονοζυγωτία παρέχεται από

δοκιμή μεταμόσχευσης με τη χρήση διασταυρούμενης διδύμων μοσχευμάτων δέρματος. (ΔΕΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙΤΑΙ)

Πληθυσμιακή στατιστική μέθοδος

Με τη μέθοδο της πληθυσμιακής στατιστικής μελετώνται κληρονομικά χαρακτηριστικά σε μεγάλες ομάδες πληθυσμού, σε μία ή περισσότερες γενιές. Ένα ουσιαστικό σημείο κατά τη χρήση αυτής της μεθόδου είναι η στατιστική επεξεργασία των δεδομένων που λαμβάνονται. Με αυτή τη μέθοδο μπορείτε να υπολογίσετε τη συχνότητα

την εμφάνιση διαφόρων γονιδιακών αλληλόμορφων και διαφορετικών γονότυπων για αυτά τα αλληλόμορφα σε έναν πληθυσμό, για να διαπιστωθεί η κατανομή των διαφόρων κληρονομικών χαρακτηριστικών σε αυτόν, συμπεριλαμβανομένων των ασθενειών. Σας επιτρέπει να μελετήσετε τη διαδικασία μετάλλαξης, τον ρόλο της κληρονομικότητας και του περιβάλλοντος στο σχηματισμό του φαινοτυπικού πολυμορφισμού

ένα άτομο σύμφωνα με τα φυσιολογικά χαρακτηριστικά, καθώς και στην εμφάνιση ασθενειών, ειδικά με κληρονομική προδιάθεση. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται επίσης για την αποσαφήνιση της σημασίας των γενετικών παραγόντων στην ανθρωπογένεση, ιδιαίτερα στον σχηματισμό φυλών. η βάση για την αποσαφήνιση της γενετικής δομής ενός πληθυσμού είναι νόμοςΓενετική ισορροπία Hardy-Weinberg . Αντανακλά ένα μοτίβο, σύμφωνα με

η οποία, υπό ορισμένες προϋποθέσεις, η αναλογία των γονιδιακών αλληλόμορφων και των γονότυπων στη γονιδιακή δεξαμενή ενός πληθυσμού παραμένει αμετάβλητη κατά τη διάρκεια των γενεών αυτού του πληθυσμού.

εμφάνιση σε έναν πληθυσμό υπολειπόμενου φαινοτύπου που έχει ομόζυγο γονότυπο (aa), μπορούμε να υπολογίσουμε τη συχνότητα εμφάνισης του καθορισμένου αλληλόμορφου (a) στη γονιδιακή δεξαμενή μιας δεδομένης γενιάς. Η μαθηματική έκφραση του νόμου Hardy-Weinberg είναι ο τύπος ( RΕΝΑ . +qα)^2, όπου RΚαι q-συχνότητα εμφάνισης αλληλόμορφων Α και α του αντίστοιχου γονιδίου. Η επέκταση αυτού του τύπου καθιστά δυνατό τον υπολογισμό της συχνότητας εμφάνισης

άτομα με διαφορετικούς γονότυπους και, πρώτα απ 'όλα, ετεροζυγώτες - φορείς κρυφών

υπολειπόμενο αλληλόμορφο: Π^ 2ΑΑ + 2pqΑα + q^2aa.

Μέθοδος μοντελοποίησης.

Μια μέθοδος για τη μελέτη γενετικών προτύπων χρησιμοποιώντας βιολογικά και μαθηματικά μοντέλα, οργανισμούς ή πληθυσμούς.

Βιολογική μοντελοποίηση– με βάση τον νόμο του Vavilov για την ομόλογη σειρά κληρονομικότητας. Βασίζεται στο γεγονός ότι τα γένη και τα είδη που είναι γενετικά κοντά έχουν παρόμοιες σειρές κληρονομικής μεταβλητότητας, με τέτοια ακρίβεια που η γνώση των αλλαγών σε ένα γένος ή είδος μπορεί να προβλεφθεί από την εμφάνιση σε άλλα γένη και είδη.

Η μέθοδος βασίζεται στη δημιουργία μοντέλων ανθρώπινων κληρονομικών ανωμαλιών (μεταλλαγμένες ζωικές γραμμές) με στόχο τη μελέτη της αιτιολογίας και της παθογένειας των κληρονομικών νοσημάτων. Καθώς και ανάπτυξη μεθόδων θεραπείας - παραδείγματα βιολογικών μοντέλων - αιμορροφιλία σε σκύλους, σχιστία χείλους σε τρωκτικά, σακχαρώδης διαβήτης σε χάμστερ, αλκοολισμός σε αρουραίους. Κωφάλαλα στις γάτες

Μαθηματική μοντελοποίηση -δημιουργία μαθηματικών μοντέλων πληθυσμών με σκοπό τον υπολογισμό: τις συχνότητες των γονιδίων και των γονότυπων με διάφορες αλληλεπιδράσεις και αλλαγές στο περιβάλλον, τα αποτελέσματα της συνδεδεμένης κληρονομικότητας κατά την ανάλυση πολλών συνδεδεμένων γονιδίων, ο ρόλος της κληρονομικότητας και του περιβάλλοντος στην ανάπτυξη ενός χαρακτηριστικού , ο κίνδυνος απόκτησης άρρωστου παιδιού

Η ανθρωπότητα βρίσκεται αντιμέτωπη με έναν τεράστιο αριθμό ερωτημάτων, πολλά από τα οποία παραμένουν ακόμη αναπάντητα. Και όσοι είναι πιο κοντά σε ένα άτομο σχετίζονται με τη φυσιολογία του. Μια επίμονη αλλαγή στις κληρονομικές ιδιότητες ενός οργανισμού υπό την επίδραση του εξωτερικού και του εσωτερικού περιβάλλοντος είναι μια μετάλλαξη. Αυτός ο παράγοντας είναι επίσης σημαντικό μέρος της φυσικής επιλογής, επειδή είναι πηγή φυσικής μεταβλητότητας.

Αρκετά συχνά, οι κτηνοτρόφοι καταφεύγουν σε μεταλλαγμένους οργανισμούς. Η επιστήμη χωρίζει τις μεταλλάξεις σε διάφορους τύπους: γονιδιωματικές, χρωμοσωμικές και γενετικές.

Η γενετική είναι η πιο κοινή και είναι αυτή που συναντάμε πιο συχνά. Συνίσταται στην αλλαγή της πρωτογενούς δομής, και επομένως των αμινοξέων που διαβάζονται από το mRNA. Τα τελευταία είναι διατεταγμένα συμπληρωματικά σε μία από τις αλυσίδες DNA (βιοσύνθεση πρωτεϊνών: μεταγραφή και μετάφραση).

Το όνομα της μετάλλαξης είχε αρχικά οποιεσδήποτε απότομες αλλαγές. Αλλά οι σύγχρονες ιδέες για αυτό το φαινόμενο αναπτύχθηκαν μόλις τον 20ο αιώνα. Ο ίδιος ο όρος «μετάλλαξη» εισήχθη το 1901 από τον Hugo De Vries, έναν Ολλανδό βοτανολόγο και γενετιστή, έναν επιστήμονα του οποίου οι γνώσεις και οι παρατηρήσεις αποκάλυψαν τους νόμους του Μέντελ. Ήταν αυτός που διατύπωσε τη σύγχρονη έννοια της μετάλλαξης και ανέπτυξε επίσης τη θεωρία της μετάλλαξης, αλλά περίπου την ίδια περίοδο διατυπώθηκε από τον συμπατριώτη μας Σεργκέι Κορζίνσκι το 1899.

Το πρόβλημα των μεταλλάξεων στη σύγχρονη γενετική

Αλλά οι σύγχρονοι επιστήμονες έχουν κάνει διευκρινίσεις σχετικά με κάθε σημείο της θεωρίας.
Όπως αποδεικνύεται, υπάρχουν ειδικές αλλαγές που συσσωρεύονται με την πάροδο των γενεών. Έγινε επίσης γνωστό ότι υπάρχουν μεταλλάξεις προσώπου, οι οποίες συνίστανται σε μια ελαφρά παραμόρφωση του αρχικού προϊόντος. Η διάταξη για την επανεμφάνιση νέων βιολογικών χαρακτηριστικών ισχύει αποκλειστικά για γονιδιακές μεταλλάξεις.

Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι ο προσδιορισμός του πόσο επιβλαβής ή ωφέλιμος είναι εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το γονότυπο του περιβάλλοντος. Πολλοί περιβαλλοντικοί παράγοντες μπορούν να διαταράξουν τη διάταξη των γονιδίων, την αυστηρά καθιερωμένη διαδικασία της αυτο-αναπαραγωγής τους.

Στη διαδικασία της φυσικής επιλογής, ο άνθρωπος απέκτησε όχι μόνο χρήσιμα χαρακτηριστικά, αλλά και όχι τα πιο ευνοϊκά που σχετίζονται με ασθένειες. Και το ανθρώπινο είδος πληρώνει για όσα λαμβάνει από τη φύση μέσω της συσσώρευσης παθολογικών συμπτωμάτων.

Αιτίες γονιδιακών μεταλλάξεων

Μεταλλαξιογόνοι παράγοντες. Οι περισσότερες μεταλλάξεις έχουν επιζήμια επίδραση στο σώμα, διαταράσσοντας χαρακτηριστικά που ρυθμίζονται από τη φυσική επιλογή. Κάθε οργανισμός έχει προδιάθεση για μετάλλαξη, αλλά υπό την επίδραση μεταλλαξογόνων παραγόντων ο αριθμός τους αυξάνεται απότομα. Αυτοί οι παράγοντες περιλαμβάνουν: ιονίζουσα, υπεριώδη ακτινοβολία, αυξημένη θερμοκρασία, πολλές χημικές ενώσεις, καθώς και ιούς.

Οι αντιμεταλλαξιογόνοι παράγοντες, δηλαδή οι παράγοντες που προστατεύουν την κληρονομική συσκευή, μπορούν με ασφάλεια να περιλαμβάνουν τον εκφυλισμό του γενετικού κώδικα, την αφαίρεση περιττών τμημάτων που δεν φέρουν γενετικές πληροφορίες (εσώνια), καθώς και τη διπλή έλικα του μορίου DNA.

Ταξινόμηση μεταλλάξεων

1. Αναπαραγωγή σε πανομοιότυπο. Σε αυτή την περίπτωση, η αντιγραφή λαμβάνει χώρα από ένα νουκλεοτίδιο στην αλυσίδα σε ένα θραύσμα της αλυσίδας του DNA και τα ίδια τα γονίδια.
2. Διαγραφή. Σε αυτή την περίπτωση χάνεται μέρος του γενετικού υλικού.
3. Αναστροφή. Με αυτή την αλλαγή, μια συγκεκριμένη περιοχή περιστρέφεται κατά 180 μοίρες.
4. Εισαγωγή. Παρατηρείται εισαγωγή από ένα μόνο νουκλεοτίδιο σε μέρη του DNA και ενός γονιδίου.

Στον σύγχρονο κόσμο, βρισκόμαστε όλο και περισσότερο αντιμέτωποι με την εκδήλωση αλλαγών σε διάφορα ζώδια τόσο στα ζώα όσο και στους ανθρώπους. Οι μεταλλάξεις συχνά ενθουσιάζουν τους έμπειρους επιστήμονες.

Παραδείγματα γονιδιακών μεταλλάξεων στον άνθρωπο

1. Προγηρία. Η προγηρία θεωρείται ένα από τα πιο σπάνια γενετικά ελαττώματα. Αυτή η μετάλλαξη εκδηλώνεται με την πρόωρη γήρανση του οργανισμού. Οι περισσότεροι ασθενείς πεθαίνουν πριν φτάσουν τα δεκατρία τους χρόνια και λίγοι καταφέρνουν να σώσουν ζωή μέχρι την ηλικία των είκοσι ετών. Αυτή η ασθένεια αναπτύσσει εγκεφαλικά επεισόδια και καρδιακές παθήσεις, και αυτός είναι ο λόγος που, τις περισσότερες φορές, η αιτία θανάτου είναι καρδιακή προσβολή ή εγκεφαλικό.
2. Σύνδρομο Yuner Tan (YUT). Αυτό το σύνδρομο είναι ειδικό στο ότι οι πάσχοντες κινούνται στα τέσσερα. Συνήθως, οι SUT χρησιμοποιούν την απλούστερη, πιο πρωτόγονη ομιλία και πάσχουν από συγγενή εγκεφαλική ανεπάρκεια.
3. Υπερτρίχωση. Ονομάζεται επίσης «σύνδρομο λυκανθρώπου» ή «σύνδρομο Abrams». Το φαινόμενο αυτό έχει εντοπιστεί και τεκμηριωθεί από τον Μεσαίωνα. Τα άτομα που είναι ευαίσθητα στην υπερτρίχωση χαρακτηρίζονται από μια ποσότητα που υπερβαίνει τον κανόνα, ειδικά στο πρόσωπο, τα αυτιά και τους ώμους.
4. Σοβαρή συνδυασμένη ανοσοανεπάρκεια. Όσοι είναι ευάλωτοι σε αυτή την ασθένεια στερούνται ήδη κατά τη γέννηση του αποτελεσματικού ανοσοποιητικού συστήματος που έχει ο μέσος άνθρωπος. Ο Ντέιβιντ Βέτερ, ο οποίος έφερε την ασθένεια στο προσκήνιο το 1976, πέθανε σε ηλικία δεκατριών ετών μετά από μια ανεπιτυχή προσπάθεια χειρουργικής επέμβασης για την ενίσχυση του ανοσοποιητικού συστήματος.
5. σύνδρομο Marfan. Η νόσος εμφανίζεται αρκετά συχνά και συνοδεύεται από δυσανάλογη ανάπτυξη των άκρων και υπερβολική κινητικότητα των αρθρώσεων. Πολύ λιγότερο συχνή είναι μια απόκλιση που εκφράζεται με σύντηξη των πλευρών, η οποία οδηγεί είτε σε διόγκωση είτε σε βύθιση του θώρακα. Ένα κοινό πρόβλημα για όσους είναι επιρρεπείς στο σύνδρομο βυθού είναι η καμπυλότητα της σπονδυλικής στήλης.

Γονιδιωματικές μεταλλάξειςχαρακτηρίζεται από αλλαγές στον αριθμό των χρωμοσωμάτων. Στους ανθρώπους, η πολυπλοειδία (συμπεριλαμβανομένης της τετραπλοειδίας και της τριπλοειδίας) και η ανευπλοειδία είναι γνωστές.

Πολυπλοειδία- αύξηση του αριθμού των συνόλων χρωμοσωμάτων, πολλαπλάσιο του απλοειδούς (Зn, 4n, 5n, κ.λπ.). Αιτίες: διπλή γονιμοποίηση και απουσία της πρώτης μειοτικής διαίρεσης. Στον άνθρωπο, η πολυπλοειδία, όπως και οι περισσότερες ανευπλοειδίες, οδηγούν στο σχηματισμό θανατηφόρων κυττάρων.

Ανευπλοειδία- αλλαγή (μείωση - μονοσωμία, αύξηση - τρισωμία) στον αριθμό των χρωμοσωμάτων στο διπλοειδές σύνολο, δηλ. όχι πολλαπλάσιο του απλοειδούς (2n+1, 2n-1 κ.λπ.). Μηχανισμοί εμφάνισης: μη διασύνδεση χρωμοσωμάτων (τα χρωμοσώματα σε ανάφαση μετακινούνται σε έναν πόλο, ενώ για κάθε γαμετή με ένα επιπλέον χρωμόσωμα υπάρχει άλλος - χωρίς ένα χρωμόσωμα) και «καθυστέρηση αναφάσης» (σε ανάφαση, ένα από τα κινούμενα χρωμοσώματα υστερεί σε σχέση με όλα τα άλλα ).

Τρισωμία- η παρουσία τριών ομόλογων χρωμοσωμάτων στον καρυότυπο (για παράδειγμα, στο 21ο ζεύγος, που οδηγεί στην ανάπτυξη συνδρόμου Down, στο 18ο ζεύγος - σύνδρομο Edwards, στο 13ο ζεύγος - σύνδρομο Patau).

Μονοσωμία- την παρουσία μόνο ενός από τα δύο ομόλογα χρωμοσώματα. Με μονοσωμία για οποιοδήποτε από τα αυτοσώματα, η φυσιολογική ανάπτυξη του εμβρύου είναι αδύνατη. Η μόνη μονοσωμία συμβατή με τη ζωή στον άνθρωπο -στο χρωμόσωμα Χ- οδηγεί στην ανάπτυξη του συνδρόμου Shereshevsky-Turner (45,X0).

Χρωμοσωμικές ασθένειες (σύνδρομα) είναι μια ομάδα συγγενών παθολογικών καταστάσεων που εκδηλώνονται με αναπτυξιακές ανωμαλίες και προκαλούνται από διαταραχές στον αριθμό ή τη δομή των σωματικών χρωμοσωμάτων (αυτοσωματικά σύνδρομα) ή των φυλετικών χρωμοσωμάτων (γονοσωματικά σύνδρομα). Η συνολική συχνότητά τους στον πληθυσμό είναι περίπου 1%. Ως επί το πλείστον, πρόκειται για σποραδικές περιπτώσεις που οφείλονται σε διάφορες χρωμοσωμικές και γονιδιωματικές μεταλλάξεις.

Σύνδρομο Shereshevsky-Turner

Σύνδρομο Shereshevsky-Turner- μια χρωμοσωμική ασθένεια που συνοδεύεται από χαρακτηριστικές ανωμαλίες της σωματικής ανάπτυξης, κοντό ανάστημα και σεξουαλική βρεφική ηλικία. Χαρακτηρίζεται από ιδιόμορφη σωματική ανάπτυξη και καθυστερημένη σεξουαλική ανάπτυξη. Η συχνότητα εμφάνισης της νόσου στα νεογέννητα κορίτσια είναι 1: 3000.

Αιτιολογία και παθογένεια

Αυτή η ασθένεια είναι συνέπεια διαφόρων ανωμαλιών στο σύνολο των χρωμοσωμάτων, οι οποίες προκύπτουν συχνότερα από μη διασύνδεση των φυλετικών χρωμοσωμάτων στη μητέρα ή τον πατέρα, διαταραχές στη μιτωτική διαίρεση του γονιμοποιημένου ζυγώτη και την απουσία του βραχίονα ενός από τα δύο Χ. χρωμοσώματα. Αντιπροσωπεύει τη μονοσωμία στο χρωμόσωμα Χ (XO).

Δεν έχει εντοπιστεί σαφής σχέση μεταξύ της εμφάνισης του συνδρόμου Turner και της ηλικίας και τυχόν παθήσεων των γονέων. Ωστόσο, οι εγκυμοσύνες συνήθως περιπλέκονται από τοξίκωση, η απειλή της αποβολής και ο τοκετός είναι συχνά πρόωρος και παθολογικός. Ο εξασθενημένος σχηματισμός των γονάδων στο σύνδρομο Turner προκαλείται από την απουσία ή δομικά ελαττώματα ενός φυλετικού χρωμοσώματος (χρωμόσωμα Χ).

Κλινική του συνδρόμου Shereshevsky-Turner

Η κλινική εικόνα της νόσου είναι πολύ διαφορετική. Το πιο κοινό σύμπτωμα είναι το κοντό ανάστημα. Ακόμη και στην παιδική ηλικία, αυτοί οι ασθενείς υστερούν σε σχέση με τους συνομηλίκους τους στη σωματική ανάπτυξη και μέχρι την εφηβεία το ύψος τους είναι 130 - 145 εκ. Υπάρχουν ενδείξεις για υψηλή συχνότητα του συνδρόμου Shereshevsky-Turner μεταξύ των κοντών κοριτσιών σε πολλές χώρες, ιδίως σε Ιαπωνία. Το δεύτερο χαρακτηριστικό γνώρισμα είναι η σεξουαλική βρεφική ηλικία, που εκδηλώνεται ιδιαίτερα συχνά στην περίοδο της εφηβείας με τη μορφή αμηνόρροιας, υπανάπτυξης των γεννητικών οργάνων και δευτερογενών σεξουαλικών χαρακτηριστικών. Τα σκέλη αναγνωρίζονται στη θέση των ωοθηκών.

Μία από τις κύριες εκδηλώσεις- πρόωρη γήρανση, τα σημάδια της οποίας εμφανίζονται ήδη από 15-17 ετών. Ο καθοριστικός ρόλος στους γενικούς μηχανισμούς γήρανσης, σύμφωνα με τις σύγχρονες αντιλήψεις, ανήκει στη γήρανση του συνδετικού ιστού. Πολυάριθμα κλινικά και ακτινολογικά δεδομένα υποδεικνύουν διάφορες διαταραχές του συνδετικού ιστού, ιδιαίτερα του σκελετικού συστήματος, σε ανθρώπινες χρωμοσωμικές ασθένειες.

Η δομή του σώματος είναι δυσανάλογη - το μήκος του άνω μισού του σώματος είναι πολύ μεγαλύτερο από το κάτω μισό. Τα αυτιά είναι παραμορφωμένα και χαμηλά τοποθετημένα. Η σκληρή υπερώα είναι μερικές φορές ψηλή και στενή («Γοτθική») και παρατηρείται ακανόνιστη ανάπτυξη των δοντιών. Ο λαιμός είναι φαρδύς και κοντός και παρατηρείται χαμηλή τριχοφυΐα. Οι φαρδιές πτυχές του δέρματος στον λαιμό, που εκτείνονται από τις μαστοειδείς αποφύσεις έως τους ώμους, δίνουν στον λαιμό μια τυπική πτερυγοειδή (pterigium coli) εμφάνιση. Οι ανωμαλίες στην ανάπτυξη των χεριών εκφράζονται σε βράχυνση του τέταρτου δακτύλου (λόγω κοντών μετακαρπίων οστών) και καμπυλότητα του πέμπτου δακτύλου. Τα δάχτυλα των ποδιών III, IV, V επίσης βραχύνονται και παραμορφώνονται. Συχνά η απόσταση μεταξύ του πρώτου και του δεύτερου δακτύλου αυξάνεται. Παρατηρείται επίμονο οίδημα των άκρων. Με το σύνδρομο Shereshevsky-Turner, υπάρχει ένας αριθμός αλλαγών στα εσωτερικά όργανα - συγγενείς καρδιακές ανωμαλίες και μεγάλα αγγεία (σύνθεση της αορτής, ανοιχτό μεσοκοιλιακό διάφραγμα, στένωση αορτής, πνευμονική στένωση), νεφρικές ανωμαλίες (νεφρό πετάλου, διπλή λεκάνη ή ουρητήρες ). Δεν υπάρχουν παθολογικές αλλαγές στη νευρολογική κατάσταση. Η νοημοσύνη μειώνεται εξαιρετικά σπάνια. Η διανοητική έκπτωση είναι μικρή. Τα παιδιά σπουδάζουν με επιτυχία στο σχολείο υποστήριξης. Η παιδική συμπεριφορά συνδυάζεται μοναδικά με σκληρή δουλειά, επιμονή και σχολαστικότητα στη δουλειά.

Σύνδρομο Down

Το σύνδρομο Down (νόσος) (DS) - σύνδρομο τρισωμίας 21 - είναι η πιο κοινή μορφή χρωμοσωμικής παθολογίας στον άνθρωπο (1:750). Κυτταρογενετικά, το σύνδρομο Down αντιπροσωπεύεται από την απλή τρισωμία (94% των περιπτώσεων), τη μορφή μετατόπισης (4%) ή τον μωσαϊκό (2% των περιπτώσεων). Σε αγόρια και κορίτσια, η παθολογία εμφανίζεται εξίσου συχνά.

Έχει διαπιστωθεί αξιόπιστα ότι τα παιδιά με σύνδρομο Down γεννιούνται συχνότερα από ηλικιωμένους γονείς. Εάν η ηλικία της μητέρας είναι 35-46 ετών, τότε η πιθανότητα να αποκτήσει άρρωστο παιδί αυξάνεται στο 4,1%. Η πιθανότητα για δεύτερη περίπτωση της νόσου σε οικογένεια με τρισωμία 21 είναι 1-2% (ο κίνδυνος αυξάνεται με την ηλικία της μητέρας).

Για τη γενετική έρευνα, ένα άτομο είναι ένα άβολο αντικείμενο, καθώς στους ανθρώπους: η πειραματική διασταύρωση είναι αδύνατη. μεγάλος αριθμός χρωμοσωμάτων. η εφηβεία εμφανίζεται αργά. μικρός αριθμός απογόνων σε κάθε οικογένεια. είναι αδύνατο να εξισωθούν οι συνθήκες διαβίωσης για τους απογόνους.

Μια σειρά από ερευνητικές μεθόδους χρησιμοποιούνται στην ανθρώπινη γενετική.

Γενεαλογική μέθοδος

Η χρήση αυτής της μεθόδου είναι δυνατή όταν είναι γνωστοί οι άμεσοι συγγενείς - οι πρόγονοι του ιδιοκτήτη του κληρονομικού χαρακτηριστικού ( proband) στη μητρική και πατρική γραμμή σε πολλές γενιές ή στους απόγονους του proband επίσης σε αρκετές γενιές. Κατά τη σύνταξη γενεαλογικών γενεαλογιών στη γενετική, χρησιμοποιείται ένα συγκεκριμένο σύστημα σημειογραφίας. Μετά τη σύνταξη της γενεαλογίας, αναλύεται προκειμένου να διαπιστωθεί η φύση της κληρονομικότητας του γνωρίσματος που μελετάται.

Συμβάσεις που υιοθετήθηκαν κατά τη σύνταξη γενεαλογικών:
1 - άνδρας; 2 - γυναίκα? 3 — το φύλο είναι άγνωστο. 4 - ιδιοκτήτης του χαρακτηριστικού που μελετάται. 5 - ετερόζυγος φορέας του υπολειπόμενου γονιδίου που μελετάται. 6 - γάμος? 7 - γάμος ενός άνδρα με δύο γυναίκες. 8 - συγγενικός γάμος. 9 - γονείς, παιδιά και σειρά γέννησής τους. 10 - διζυγωτικά δίδυμα. 11 - μονοζυγωτικά δίδυμα.

Χάρη στη γενεαλογική μέθοδο, έχουν προσδιοριστεί οι τύποι κληρονομικότητας πολλών χαρακτηριστικών στον άνθρωπο. Έτσι, ο αυτοσωμικός κυρίαρχος τύπος κληρονομεί την πολυδακτυλία (αυξημένος αριθμός δακτύλων), την ικανότητα να καμπυλώνει τη γλώσσα σε σωλήνα, τη βραχυδακτυλία (κοντά δάχτυλα λόγω απουσίας δύο φαλάγγων στα δάχτυλα), φακίδες, πρώιμη φαλάκρα, συγχωνευμένα δάχτυλα, σχισμή χείλος, σχιστία υπερώας, καταρράκτης των ματιών, ευθραυστότητα των οστών και πολλά άλλα. Ο αλβινισμός, τα κόκκινα μαλλιά, η ευαισθησία στην πολιομυελίτιδα, ο σακχαρώδης διαβήτης, η συγγενής κώφωση και άλλα χαρακτηριστικά κληρονομούνται ως αυτοσωμικά υπολειπόμενα.

Το κυρίαρχο χαρακτηριστικό είναι η ικανότητα να κυλήσει η γλώσσα σε ένα σωλήνα (1) και το υπολειπόμενο αλληλόμορφό της είναι η απουσία αυτής της ικανότητας (2).
3 - γενεαλογία για πολυδακτυλία (αυτοσωματική κυρίαρχη κληρονομικότητα).

Μια σειρά από χαρακτηριστικά κληρονομούνται με φυλοσύνδετο τρόπο: Χ-συνδεδεμένη κληρονομικότητα - αιμορροφιλία, αχρωματοψία. Υ-συνδεδεμένη - υπερτρίχωση της άκρης του αυτιού, δικτυωτά δάχτυλα. Υπάρχει ένας αριθμός γονιδίων που εντοπίζονται σε ομόλογες περιοχές των χρωμοσωμάτων Χ και Υ, για παράδειγμα, γενική αχρωματοψία.

Η χρήση της γενεαλογικής μεθόδου έχει δείξει ότι με έναν συγγενή γάμο, σε σύγκριση με έναν άσχετο γάμο, η πιθανότητα παραμορφώσεων, θνησιγένειας και πρόωρης θνησιμότητας στους απογόνους αυξάνεται σημαντικά. Στους συγγενικούς γάμους, τα υπολειπόμενα γονίδια συχνά γίνονται ομόζυγα, με αποτέλεσμα την ανάπτυξη ορισμένων ανωμαλιών. Ένα παράδειγμα αυτού είναι η κληρονομιά της αιμορροφιλίας στους βασιλικούς οίκους της Ευρώπης.

- αιμορροφιλικός - θηλυκός φορέας.

Δίδυμη μέθοδος

1 - μονοζυγωτικά δίδυμα. 2 - διζυγωτικά δίδυμα.

Τα δίδυμα είναι παιδιά που γεννιούνται ταυτόχρονα. Αυτοί είναι μονοζυγωτικός(πανομοιότυπα) και διζυγωτικός(αδελφικός).

Τα μονοζυγωτικά δίδυμα αναπτύσσονται από έναν ζυγώτη (1), ο οποίος στο στάδιο της διάσπασης χωρίζεται σε δύο (ή περισσότερα) μέρη. Επομένως, τέτοια δίδυμα είναι γενετικά πανομοιότυπα και πάντα του ίδιου φύλου. Τα μονοζυγωτικά δίδυμα χαρακτηρίζονται από υψηλό βαθμό ομοιότητας ( συμφωνία) για ΠΟΛΛΟΥΣ λογους.

Τα διζυγωτικά δίδυμα αναπτύσσονται από δύο ή περισσότερα ωάρια που είχαν ταυτόχρονα ωορρηξία και γονιμοποίηση από διαφορετικά σπερματοζωάρια (2). Επομένως, έχουν διαφορετικούς γονότυπους και μπορεί να είναι του ίδιου ή διαφορετικού φύλου. Σε αντίθεση με τα μονοζυγωτικά δίδυμα, τα διζυγωτικά δίδυμα χαρακτηρίζονται από ασυμφωνία - ανομοιότητα από πολλές απόψεις. Τα δεδομένα για τη διπλή συμφωνία για ορισμένα χαρακτηριστικά φαίνονται στον πίνακα.

Όπως φαίνεται από τον πίνακα, ο βαθμός συμφωνίας των μονοζυγωτικών διδύμων για όλα τα παραπάνω χαρακτηριστικά είναι σημαντικά υψηλότερος από αυτόν των διζυγωτικών διδύμων, αλλά δεν είναι απόλυτος. Κατά κανόνα, η ασυμφωνία σε μονοζυγωτικά δίδυμα εμφανίζεται ως αποτέλεσμα διαταραχών στην ενδομήτρια ανάπτυξη ενός από αυτά ή υπό την επίδραση του εξωτερικού περιβάλλοντος, εάν ήταν διαφορετικό.

Χάρη στη μέθοδο του δίδυμου, προσδιορίστηκε η κληρονομική προδιάθεση ενός ατόμου σε μια σειρά από ασθένειες: σχιζοφρένεια, επιληψία, σακχαρώδης διαβήτης και άλλες.

Οι παρατηρήσεις των μονοζυγωτικών διδύμων παρέχουν υλικό για την αποσαφήνιση του ρόλου της κληρονομικότητας και του περιβάλλοντος στην ανάπτυξη των χαρακτηριστικών. Επιπλέον, το εξωτερικό περιβάλλον δεν αναφέρεται μόνο σε φυσικούς περιβαλλοντικούς παράγοντες, αλλά και σε κοινωνικές συνθήκες.

Κυτταρογενετική μέθοδος

Βασίζεται στη μελέτη των ανθρώπινων χρωμοσωμάτων σε φυσιολογικές και παθολογικές καταστάσεις. Κανονικά, ένας ανθρώπινος καρυότυπος περιλαμβάνει 46 χρωμοσώματα - 22 ζεύγη αυτοσωμάτων και δύο φυλετικά χρωμοσώματα. Η χρήση αυτής της μεθόδου κατέστησε δυνατό τον εντοπισμό μιας ομάδας ασθενειών που σχετίζονται είτε με αλλαγές στον αριθμό των χρωμοσωμάτων είτε με αλλαγές στη δομή τους. Τέτοιες ασθένειες ονομάζονται χρωμοσωμική.

Το υλικό για την καρυοτυπική ανάλυση είναι συνήθως λεμφοκύτταρα αίματος. Το αίμα λαμβάνεται από μια φλέβα στους ενήλικες και από ένα δάχτυλο, το λοβό του αυτιού ή τη φτέρνα στα νεογέννητα. Τα λεμφοκύτταρα καλλιεργούνται σε ειδικό θρεπτικό μέσο, ​​το οποίο, συγκεκριμένα, περιέχει πρόσθετες ουσίες που «αναγκάζουν» τα λεμφοκύτταρα να διαιρούνται εντατικά μέσω της μίτωσης. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, προστίθεται κολχικίνη στην κυτταρική καλλιέργεια. Η κολχικίνη σταματά τη μίτωση σε επίπεδο μετάφασης. Είναι κατά τη διάρκεια της μετάφασης που τα χρωμοσώματα είναι πιο συμπυκνωμένα. Στη συνέχεια, τα κύτταρα μεταφέρονται σε γυάλινες πλάκες, ξηραίνονται και βάφονται με διάφορες βαφές. Η χρώση μπορεί να είναι α) ρουτίνα (τα χρωμοσώματα χρωματίζονται ομοιόμορφα), β) διαφορική (τα χρωμοσώματα αποκτούν διασταυρούμενες ραβδώσεις, με κάθε χρωμόσωμα να έχει ένα ξεχωριστό σχέδιο). Η συνήθης χρώση καθιστά δυνατό τον εντοπισμό γονιδιωματικών μεταλλάξεων, τον προσδιορισμό της ομαδικής συσχέτισης ενός χρωμοσώματος και τον εντοπισμό σε ποια ομάδα έχει αλλάξει ο αριθμός των χρωμοσωμάτων. Η διαφορική χρώση σάς επιτρέπει να αναγνωρίσετε χρωμοσωμικές μεταλλάξεις, να προσδιορίσετε το χρωμόσωμα με αριθμό και να ανακαλύψετε τον τύπο της χρωμοσωμικής μετάλλαξης.

Σε περιπτώσεις όπου είναι απαραίτητη η διεξαγωγή καρυοτυπικής ανάλυσης του εμβρύου, λαμβάνονται για καλλιέργεια κύτταρα από το αμνιακό (αμνιακό υγρό) υγρό - μείγμα ινοβλαστών και επιθηλιακών κυττάρων.

Οι χρωμοσωμικές ασθένειες περιλαμβάνουν: το σύνδρομο Klinefelter, το σύνδρομο Turner-Shereshevsky, το σύνδρομο Down, το σύνδρομο Patau, το σύνδρομο Edwards και άλλα.

Οι ασθενείς με σύνδρομο Klinefelter (47, XXY) είναι πάντα άνδρες. Χαρακτηρίζονται από υπανάπτυξη των γονάδων, εκφυλισμό των σπερματοζωαρίων, συχνά νοητική υστέρηση και υψηλή ανάπτυξη (λόγω δυσανάλογα μακριών ποδιών).

Το σύνδρομο Turner-Shereshevsky (45, X0) παρατηρείται στις γυναίκες. Εκδηλώνεται με καθυστερημένη εφηβεία, υποανάπτυξη των γονάδων, αμηνόρροια (απουσία εμμήνου ρύσεως) και υπογονιμότητα. Οι γυναίκες με σύνδρομο Turner-Shereshevsky είναι κοντές, το σώμα τους είναι δυσανάλογο - το πάνω μέρος του σώματος είναι πιο ανεπτυγμένο, οι ώμοι είναι φαρδιοί, η λεκάνη είναι στενή - τα κάτω άκρα είναι κοντευμένα, ο λαιμός είναι κοντός με πτυχές, το "Mongoloid ” σχήμα των ματιών και μια σειρά από άλλα σημάδια.

Το σύνδρομο Down είναι μια από τις πιο κοινές χρωμοσωμικές ασθένειες. Αναπτύσσεται ως αποτέλεσμα τρισωμίας στο χρωμόσωμα 21 (47; 21, 21, 21). Η νόσος διαγιγνώσκεται εύκολα, καθώς έχει μια σειρά από χαρακτηριστικά σημάδια: βραχυκύκλωμα άκρων, μικρό κρανίο, επίπεδη, φαρδιά γέφυρα μύτης, στενές παλαμικές ρωγμές με λοξή τομή, ύπαρξη πτυχής στο άνω βλέφαρο, νοητική υστέρηση. Συχνά παρατηρούνται επίσης διαταραχές στη δομή των εσωτερικών οργάνων.

Οι χρωμοσωμικές ασθένειες προκύπτουν επίσης ως αποτέλεσμα αλλαγών στα ίδια τα χρωμοσώματα. Ναι, διαγραφή R-ο βραχίονας του αυτοσώματος Νο. 5 οδηγεί στην ανάπτυξη του συνδρόμου «κραυγή της γάτας». Στα παιδιά με αυτό το σύνδρομο, η δομή του λάρυγγα διαταράσσεται και στην πρώιμη παιδική ηλικία έχουν μια ιδιόμορφη χροιά φωνής «νιαουρίσματος». Επιπλέον, παρατηρείται επιβράδυνση της ψυχοκινητικής ανάπτυξης και άνοια.

Τις περισσότερες φορές, οι χρωμοσωμικές ασθένειες είναι αποτέλεσμα μεταλλάξεων που έχουν συμβεί στα γεννητικά κύτταρα ενός από τους γονείς.

Βιοχημική μέθοδος

Σας επιτρέπει να ανιχνεύσετε μεταβολικές διαταραχές που προκαλούνται από αλλαγές στα γονίδια και, κατά συνέπεια, αλλαγές στη δραστηριότητα διαφόρων ενζύμων. Οι κληρονομικές μεταβολικές παθήσεις χωρίζονται σε ασθένειες μεταβολισμού υδατανθράκων (σακχαρώδης διαβήτης), μεταβολισμού αμινοξέων, λιπιδίων, μετάλλων κ.λπ.

Η φαινυλκετονουρία είναι μια ασθένεια του μεταβολισμού των αμινοξέων. Η μετατροπή του απαραίτητου αμινοξέος φαινυλαλανίνη σε τυροσίνη εμποδίζεται, ενώ η φαινυλαλανίνη μετατρέπεται σε φαινυλοπυρουβικό οξύ, το οποίο απεκκρίνεται στα ούρα. Η ασθένεια οδηγεί σε ταχεία ανάπτυξη άνοιας στα παιδιά. Η έγκαιρη διάγνωση και η δίαιτα μπορούν να σταματήσουν την ανάπτυξη της νόσου.

Πληθυσμιακή στατιστική μέθοδος

Αυτή είναι μια μέθοδος για τη μελέτη της κατανομής των κληρονομικών χαρακτηριστικών (κληρονομικές ασθένειες) στους πληθυσμούς. Ένα ουσιαστικό σημείο κατά τη χρήση αυτής της μεθόδου είναι η στατιστική επεξεργασία των δεδομένων που λαμβάνονται. Κάτω από πληθυσμόςκατανοούν μια συλλογή ατόμων του ίδιου είδους, που ζουν για μεγάλο χρονικό διάστημα σε μια συγκεκριμένη περιοχή, διασταυρώνονται ελεύθερα μεταξύ τους, έχουν μια κοινή προέλευση, μια συγκεκριμένη γενετική δομή και, ως ένα βαθμό, είναι απομονωμένα από άλλες τέτοιες συλλογές ατόμων ενός δεδομένου είδους. Ένας πληθυσμός δεν είναι μόνο μια μορφή ύπαρξης ενός είδους, αλλά και μια μονάδα εξέλιξης, αφού οι μικροεξελικτικές διαδικασίες που καταλήγουν στο σχηματισμό ενός είδους βασίζονται σε γενετικούς μετασχηματισμούς σε πληθυσμούς.

Ένας ειδικός κλάδος της γενετικής ασχολείται με τη μελέτη της γενετικής δομής των πληθυσμών - πληθυσμιακή γενετική. Στους ανθρώπους διακρίνονται τρεις τύποι πληθυσμών: 1) πανμικτικοί, 2) θάμνοι, 3) απομονωμένοι, που διαφέρουν μεταξύ τους σε αριθμούς, συχνότητα ενδοομαδικών γάμων, αναλογία μεταναστών και αύξηση πληθυσμού. Ο πληθυσμός μιας μεγάλης πόλης αντιστοιχεί σε έναν πανμικτικό πληθυσμό. Τα γενετικά χαρακτηριστικά κάθε πληθυσμού περιλαμβάνουν τους ακόλουθους δείκτες: 1) γενετική δεξαμενή(το σύνολο των γονοτύπων όλων των ατόμων σε έναν πληθυσμό), 2) γονιδιακές συχνότητες, 3) συχνότητες γονότυπου, 4) συχνότητες φαινοτύπων, σύστημα γάμου, 5) παράγοντες που αλλάζουν τις γονιδιακές συχνότητες.

Για τον προσδιορισμό της συχνότητας εμφάνισης ορισμένων γονιδίων και γονότυπων, χρησιμοποιείται Νόμος Hardy-Weinberg.

Νόμος Hardy-Weinberg

Σε έναν ιδανικό πληθυσμό, από γενιά σε γενιά, διατηρείται μια αυστηρά καθορισμένη αναλογία των συχνοτήτων των κυρίαρχων και υπολειπόμενων γονιδίων (1), καθώς και η αναλογία των συχνοτήτων των γονοτυπικών κατηγοριών ατόμων (2).

Οπου Π— συχνότητα εμφάνισης του κυρίαρχου γονιδίου Α. q— συχνότητα εμφάνισης του υπολειπόμενου γονιδίου α. R 2 - συχνότητα εμφάνισης ομοζυγωτών για το κυρίαρχο ΑΑ. 2 pq— συχνότητα εμφάνισης ετεροζυγωτών Aa. q 2 - συχνότητα εμφάνισης ομοζυγωτών για την υπολειπόμενη αα.

Ο ιδανικός πληθυσμός είναι ένας αρκετά μεγάλος, πανμιξικός (panmixia - free crossing) πληθυσμός στον οποίο δεν υπάρχει διαδικασία μετάλλαξης, φυσική επιλογή και άλλοι παράγοντες που διαταράσσουν την ισορροπία των γονιδίων. Είναι σαφές ότι ιδανικοί πληθυσμοί δεν υπάρχουν στη φύση· σε πραγματικούς πληθυσμούς, ο νόμος Hardy-Weinberg χρησιμοποιείται με τροποποιήσεις.

Ο νόμος Hardy-Weinberg, συγκεκριμένα, χρησιμοποιείται για την προσέγγιση του αριθμού των φορέων υπολειπόμενων γονιδίων για κληρονομικές ασθένειες. Για παράδειγμα, η φαινυλκετονουρία είναι γνωστό ότι εμφανίζεται σε συχνότητα 1:10.000 σε αυτόν τον πληθυσμό. Η φαινυλκετονουρία κληρονομείται με αυτοσωμικό υπολειπόμενο τρόπο, επομένως, οι ασθενείς με φαινυλκετονουρία έχουν τον γονότυπο aa, δηλαδή q 2 = 0,0001. Από εδώ: q = 0,01; Π= 1 - 0,01 = 0,99. Οι φορείς ενός υπολειπόμενου γονιδίου έχουν τον γονότυπο Aa, δηλαδή είναι ετεροζυγώτες. Συχνότητα εμφάνισης ετεροζυγωτών (2 pq) είναι 2 · 0,99 · 0,01 ≈ 0,02. Συμπέρασμα: σε αυτόν τον πληθυσμό, περίπου το 2% του πληθυσμού είναι φορείς του γονιδίου της φαινυλκετονουρίας. Ταυτόχρονα, μπορείτε να υπολογίσετε τη συχνότητα εμφάνισης ομοζυγωτών κατά κυρίαρχο (AA): Π 2 = 0,992, λίγο λιγότερο από 98%.

Μια αλλαγή στην ισορροπία των γονότυπων και των αλληλόμορφων σε έναν πανμικτικό πληθυσμό συμβαίνει υπό την επίδραση διαρκώς ενεργών παραγόντων, οι οποίοι περιλαμβάνουν: διαδικασία μετάλλαξης, πληθυσμιακά κύματα, απομόνωση, φυσική επιλογή, γενετική μετατόπιση, μετανάστευση, μετανάστευση, ενδογαμία. Χάρη σε αυτά τα φαινόμενα προκύπτει ένα στοιχειώδες εξελικτικό φαινόμενο - μια αλλαγή στη γενετική σύνθεση του πληθυσμού, που είναι το αρχικό στάδιο της διαδικασίας της ειδογένεσης.

Η ανθρώπινη γενετική είναι ένας από τους ταχύτερα αναπτυσσόμενους κλάδους της επιστήμης. Αποτελεί τη θεωρητική βάση της ιατρικής και αποκαλύπτει τη βιολογική βάση των κληρονομικών ασθενειών. Η γνώση της γενετικής φύσης των ασθενειών σας επιτρέπει να κάνετε μια ακριβή διάγνωση εγκαίρως και να πραγματοποιήσετε την απαραίτητη θεραπεία.

Παω σε διαλέξεις Νο 21"Μεταβλητότητα"