6760

Генеалогический метод исследования наследственности человека

Контрольная

Биология и генетика

Генеалогический метод исследования наследственности человека В настоящее время медицинская генетика располагает огромным количеством методов исследования, позволяющих решать подавляющее большинство практических и теоретических вопросов. Ряд из этих ...

Русский

2013-01-07

38.62 KB

45 чел.

Генеалогический метод исследования наследственности человека

В настоящее время медицинская генетика располагает огромным количеством методов исследования, позволяющих решать подавляющее большинство практических и теоретических вопросов. Ряд из этих методов имеет уже большую историю (генеалогический, цитологический, близнецовый), другие возникли недавно, но получили неоценимое значение, как для теории, так и для практики (иммунологический, ДНК-зондовая диагностика и т.д.)

Изучение генетики человека связано с рядом особенностей и объективных трудностей:

  1.  позднее половое созревание и редкая смена поколений;
  2.  малое количество потомков;
  3.  невозможность экспериментирования;
  4.  невозможность создания одинаковых условий жизни.

Цитогенетические методы исследования генетики человека основаны на исследовании человеческого кариотипа (хромосомный набор, совокупность признаков хромосом в клетках тела).

Этапы исследования клеток человека на искусственных питательных средах; проведение специальных манипуляций, вследствие чего хромосомы «рассыпаются» и лежат свободно; окрашивание хромосом; изучение хромосом под микроскопом и фотографирование; вырезание отдельных хромосом и построение детального изображения хромосомного набора.

В 70-е годы были разработаны методы дифференциального окрашивания хромосом человека, которые позволили выявлять геномные (например, болезнь Дауна) и хромосомные (например, синдром «кошачьего крика») мутации.

Существуют молекулярно-цитогенетические методы, которые основаны на методе FISH, с помощью которого можно определять локализацию генов в хромосомах и все хромосомные отклонения от нормы.

Биохимические методы

Практические все биохимические реакции, протекающие в человеческом организме и в конечном итоге составляющие его обмен веществ, регулируются ферментами. Биохимические методы изучения генетики человека основаны на изучении активности ферментных систем. Активность оценивают или по активности самого фермента, или по количеству конечных продуктов реакции, которую контролирует данный фермент

Применяются разнообразные методы изучения, среди них хроматографические, флюорометрические, радиоиммунологические и др. Изучения активности ферментных систем позволяет выявлять генные мутации, которые являются причинами болезней обмена веществ, например, фенилкетонурии, серповидно-клеточной анемии.

С помощью биохимических методов можно выявлять носителей патологического генов таких болезней как, например фенилкетонурия, сахарный диабет и др.

Близнецовый метод

В 1876 году Ф.Гальтоном был введен в медицинскую практику близнецовый метод изучения генетики человека. Он позволяет определить роль генотипа (совокупность наследственных свойств) и окружающей среды в проявлении признаков болезни.

Различают моно- и дизиготных близнецов.

Монозиготные (однояйцевые) близнецы развиваются из одной оплодотворенной яйцеклетки. Они имеют одинаковый генотип, но могут отличаться по фенотипу (совокупность внешних и внутренних признаков и свойств, сформировавшихся на базе генотипа в процессе развития) что обусловлено воздействием факторов внешней среды.

Монозиготные близнецы имеют большую степень сходства по признакам, которые определяются преимущественно генотипом: они всегда однополы, имеют одинаковые группы крови, один цвет глаз, однотипные узоры на пальцах и ладонях и др.

Дизиготные (двуяйцевые) близнецы развиваются после оплодотворения одновременно созревших яйцеклеток. Они имеют разный генотип, и их фенотипические отличия обусловлены как генотипом, так и факторами внешней среды.

Таким образом, фенотипические признаки и используются для определения зиготности близнецов.

Процент сходства близнецов по изучаемому признаку называется конкордантностью, а процент различия дискордантностью.

Для оценки роли наследственности и окружабщей среды в развитии болезни используется формула Хольцингера:

КМБ (%) – КДБ (%) / 100% - КДБ(%), где Н – доля наследственности, КМБ – конкордантность монозиготных близнецов, КДБ – конкордантность дизиготных близнецов.

Если результат расчетов по формуле Хольцингера приближается к единице, то основная роль развития болезни принадлежит наследственности. И наоборот, если результат стремится к нулю, большую роль сыграли факторы окружающей среды.

Популяционно-статистический метод изучения генетики человека основан на использовании математического выражения закона Харди-Вейнберга.

Нужно взять на р. Частоту встречаемости в популяции доминантного гена, за q частоту встречаемости рецессивного гена, за p2 частоту доминантных гомозигот, за 2pq частоту рецессивных гомозигот, за 2pq частоту гетерозигот.

Сумма частот всех генотипов должна быть принята за 1 (100%): p2 +2pq+q2=1(100%).

Метод позволяет определять частоту генов в генотипе в больших (свыше 4,5 тыс.) популяциях.

Современные методы пренатальной диагностики наследственных и врожденных заболеваний.

Пренатальная диагностика – это дородовое определение врожденной или наследственной патологии у плода.

С организационной точки зрения все беременные (без специальных показаний) должны обследоваться для исключения наследственной патологии просеивающими методами (УЗИ, биохимическое исследование сыворотки беременных).

Показаниями для пренатальной диагностики являются:

  1.  наличие в семье точно установленного наследственного заболевания;
  2.  возраст матери старше 35 лет, отца старше 45 лет;
  3.  наличие у матери Х-сцепленного рецессивного патологического гена;
  4.  беременные, имеющие в анамнезе спонтанные аборты, мертворождения неясного генеза, детей с множественными врожденными пороками развития и с хромосомной патологией;
  5.  наличие структурных перестроек хромосом у одного из родителей;
  6.  гетерозиготность обоих родителей при аутосомно-рецессивных заболевания.

В пренатальной диагностике используются инвазивные и неинвазивные методы.

Неинвазивные методы включают:

  1.  ультразвуковое исследование плода по меньшей мере два раза (12-14 недель и 20-21 недели беременности). С помощью УЗИ диагностируются пороки развития конечностей, дефекты невральной трубки, гидро- и микроцефалия, пороки сердца, аномалии почек;
  2.  биохимические методы включают определение уровня альфа-фетопротеина, хорионического гонадотропина, несвязанного эстрадиола в сыворотке крови беременных. Эти методы выявляют пороки развития, многоплодную беременность, внутриутробную гибель плода, маловодие, угрозу прерывания, хромосомные заболевания плода и другие патологические состояния. Оптимальные сроки исследования – 17-20 недель беременности.

 Инвазивная пренатальная (дородовая) диагностика включает методы, при которых для исследования получают клетки плода или окружающих его тканей и структур. Такие методы сопровождаются повышенным риском невынашивания беременности и антенатальной гибели плода. Вероятность преждевременного прерывания беременности колеблется в зависимости от вида метода исследования и составляет от 1 до 6%. Поэтому инвазивная диагностика может использоваться в тех случаях, когда риск рождения больного ребёнка превышает возможности осложнений периода беременности.

 Методы исследования тканей плода постоянно совершенствуются, чтобы обеспечить наиболее раннее, безопасное и достоверное выявление наследственных заболеваний. В последние годы наиболее широко распространены следующие способы инвазивной диагностики:

  1.  амниоцентез – процедура получения амниотической жидкости путём пункции амниотического мешка через переднюю брюшную стенку под контролем ультразвука. Проводится в сроки беременности 15-18 недель. Полученную амниотическую жидкость подвергают последующему биохимическому исследованию, а клетки плода служат материалом для цитогенетического исследования или ДНК-диагностики. Можно диагностировать все хромосомные болезни и ряд генных заболеваний. При проведении амниоцентеза возможны осложнения (гибель плода, инфицирование полости матки).
  2.  хорионбиопсия проводится на 9-13 недели беременности. Исследуемым материалом являются нативные клетки и структура клеток тканей хориона. Клетки ворсин хориона несут такую же информацию, как и клетки плода. Могут быть выявлены хромосомные нарушения, более 100 болезней обмена веществ: галактоземия, гликогенозы II, III, IV типа, болезнь Тея-Сакса и др.Примерно в 2,5-3% случаев биопсия хориона провоцирует самопроизвольное прерывание беременности, гибель плода или внутриматочное инфицирование.
  3.  кордоцентез. Метод заключается во взятии крови из пуповины плода под ультразвуковым контролем. Проводится в сроки 20-23 недели, может быть использован и для внутриутробного лечения – введения лекарственных веществ. Риск осложнений составляет около 2%. Применяют данный метод для выявления хромосомных заболеваний, иммунодефицитов, инфекций, ДНК-диагностики генных болезней.
  4.  фетоскопия и фетоамниография. Фетоскопия включает введение в полость матки специального прибора – фетоскопа, созданного на основе волоконно-оптической техники. Помимо выявления видимых снаружи дефектов плода, при данных исследованиях возможно осуществить биопсию кожи или печени плода. Исследование обычно используется только для диагностики тяжелых кожных заболеваний (ихтиоз, буллезный эпидермолиз). Проводится во втором триместре беременности (18-24 нед.), характеризуется 6-8 %-ным риском осложнений.

Массовые просеивающие программы.

Программа ранней диагностики наследственных болезней подразумевает массовое просеивание (скрининг) наследственных болезней обмена у всех новорожденных.

В европейских странах массовый скрининг проводится для доклинического выявления фенилкетонурии, гипотиреоза, врожденной гиперплазии коры надпочечников, галактоземии и муковисцидоза.

В Беларуссии массовое просеивание новорожденных на фенилкетонурию и гипотиреоз осуществляется почти повсеместно.

Генеалогический метод является одним из первых научных методов исследования в медицинской генетике. Это метод изучения родословных, с помощью которого прослеживается распределение болезни (признака) в семье или роду с указанием типа родственных связей между членами родословной. Метод часто называют клинико-генеалогическим, поскольку речь идёт об изучении патологических признаков (болезней) в семье с привлечением приёмов клинического обследования.

В настоящее время метод позволяет решать ряд немаловажных вопросов и в частности:

  1.  устанавливать является ли данный признак или заболевание единичным в семье или имеются несколько случаев данной патологии;
  2.  выделять лиц подозрительных в отношении данного заболевания и составлять план их обследования для уточнения диагноза;
  3.  определять тип наследования и выяснять, по какой линии, материнской или отцовской, идёт передача заболевания;
  4.  выявлять лиц, нуждающихся в медико-генетическом консультировании, определять клинический прогноз для пробанда и его больных родственников с учётом особенностей заболевания и его генетической характеристики;
  5.  разрабатывать план лечения и профилактики с учётом индивидуальных и семейных особенностей заболевания;
  6.  прогнозировать вероятность проявления наследственной патологии в последующих поколениях в зависимости от типа наследования.

При клинико-генеалогическом методе выделяют два последовательных этапа:

  1.  составление родословной и её графическое изображение;
  2.  генетический анализ полученных данных.

Сбор сведений о семье начинается с пробанда – обследуемого человека, больного или здорового. При составлении родословной обычно пользуются условными обозначениями. Для составления родословной необходимы сведения не менее чем о 3-4-х поколениях семьи пробанда. Необходимо собирать сведения, касающиеся не только наличия конкретного заболевания или патологического признака, но и информацию обо всех случаях заболеваний, встречающихся среди членов семьи, спонтанных абортах, мертворождениях и ранней детской смертности.

Графическое изображение родословной (ввел Г. Юст в 1931году, используется в настоящее время):

Обследуемые братья и сёстры (сибсы), их жёны и мужья одного поколения располагаются в одном ряду слева направо в порядке рождения и обозначаются арабскими цифрами;

поколения обозначаются римскими цифрами;

любая родословная сопровождается пояснениями (легенда), где указываются данные о том или ином родственнике, который подлежит обследованию; возраст; начало и характер течения заболевания у пораженного; причину смерти и возраст на момент смерти члена родословной; описание методов диагностики заболеваний и др. сведения.

Генеалогический анализ родословной включает:

  1.  Установление наследственного характера признака. Если исключить действие сходных внешних факторов (фенокопий), то можно думать о наследственном характере заболевания.
  2.  Установление типа наследования. Для этого используют принципы генетического анализа и различные статистические методы обработки данных, полученных из родословной.

Выделяют пять основных типов наследования. Критерии аутосомно-доминатного, аутосомно-рецессивного, Х-сцепленного доминатного, Х-сцепленного рецессивного типов наследования мы с Вами разбирали (см. лекция №3).

Мультифакториальное наследование, критерии:

  1.  высокая частота в популяции (сахарный диабет, артериальная гипертензия и т.д.);
  2.  несоответствие законам Г.Менделя;
  3.  существование различных клинических форм;
  4.  чем реже болезнь встречается в популяции, тем выше риск для родственников больного заболеть этой же формой;
  5.  чем сильнее выражена болезнь у пробанда, тем выше риск болезни для его родственников;
  6.  риск заболеть у родственников тем выше, чем выше степень родства с больным членом семьи (выше число общих генов);
  7.  чем больше у пробанда больных родственников, тем выше у него риск заболеть.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

72016. Узагальнення і систематизація знань з теми «Натуральні числа 1 – 10 і число 0» 37.5 KB
  Закріпити узагальнити і систематизувати вивчений матеріал; перевірити знання учнями чисел першого десятка і удосконалювати вміння та навички додавання і віднімати у межах 10 розвязувати задачі і удосконалювати навички письма вивчених цифр...
72017. Число і цифра 8. Урок-подорож до Країни Чисел і Цифр 45 KB
  Мета: ознайомити дітей з числом 8, його утворенням і записом, вчити групувати предмети, сприймати число 8; закріплювати нумерацію чисел у межах 8; вміння розрізняти цифри і числа; сприяти розвитку логічного мовлення, уваги та уяви, виховувати інтерес до цікавої математики.
72018. Повторення складу числа 10. Складання прикладів за малюнками предметів та монет. Розпізнавання геометричних фігур 29 KB
  Будемо допомагати героям виконувати різні завдання. Діти отже послухайте які ж завдання нашого уроку: сьогодні ми повторимо склад числа 10; формуватимемо навички складати й розв’язувати приклади на додавання за малюнками предметів та монет; розпізнаватимем геометричні фігури...
72019. Цикл нестандартних уроків з використанням мультімедійних технологій. Математика, 1 клас 240.5 KB
  Робота вчителя початкових класів дуже складна та відповідальна, і складність її полягає у тому, що необхідно викликати в учнів інтерес до знань, не згасити цей вогник допитливості, навчити кожного з них вчитися, запевнити у своїх силах.
72020. ВПРАВИ ЗАДАЧІ І НА ЗАСВОЄННЯ ТАБЛИЦЬ ДОДДВАННЯ І ВІДНІМАННЯ ЧИСЛА 3. РОЗ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ НА ЗНАХОДЖЕННЯ СУМИ. ВИМІРЮВАННЯ ДОВЖИНИ ВІДРІЗКА 49 KB
  Подивіться на малюнок які пташки першими прилетіли до годівнички Синиці Скільки їх А які ще птахи прилетіли Снігурі Скільки їх Нам потрібно знайти скільки всього пташок стало Якою дією ми можемо дізнатися скільки всього пташок прилетіло до годівнички...
72022. Языком математики о природе и здоровье. Решение примеров на сложение и вычитание в пределах 10 29.5 KB
  Цели: Упражняться в решении примеров и задач; развивать речь и гибкость ума; закреплять знания о живой природе о значении растений в жизни человека об их лечебных свойствах; о птицах о пользе воспитывать любовь к математике. Оборудование: Карточки с решением примеров...
72023. Складання таблиці додавання і віднімання числа 4. Розв’язування задач на знаходження суми й різниці (1 клас) 32.5 KB
  Мета: Розкрити принципи укладання таблиць додавання і віднімання числа 4. Формувати вміння додавати число частинами порівнювати значення виразів з даними числами. Формувати знання таблиць додавання і віднімання числа 4.
72024. Упражнение на применение способов сложения и вычитание чисел частям. Задачи на разностное сравнение чисел 94 KB
  Цель урока. Повторить и закрепить умения учащихся прибавлять и отнимать частями с переходом через десяток; формировать навыки решения задач; Развивать умение определять геометрические фигуры; развивать логическое мышление, связную речь, воспитывать навыки самоконтроля, чувства товарищества.