Генеалогический метод для изучения генетических признаков и отклонений пациента – цели и результаты

Генеалогический метод для изучения генетических признаков и отклонений пациента – цели и результаты

Клинико-генеалогический метод чаще других используется в генетике психических болезней. Его сущность состоит в прослеживании в родословных проявлений патологических признаков с помощью приемов клинического обследования с указанием типа родственных связей между членами семей.

Этот метод используется для установления типа наследования болезни или отдельного признака, определения местоположения генов на хромосомах, оценки риска проявления психической патологии при медико-генетическом консультировании. В генеалогическом методе можно выделить 2 этапа — этап составления родословных и этап использования генеалогических данных для генетического анализа.

Составление родословной начинают с человека, который был обследован первым, его называют пробандом. Обычно это бывает больной или индивид, у которого есть проявления изучаемого признака (но это не обязательно). Родословная должна содержать краткие сведения о каждом члене семьи с указанием его родства по отношению к пробанду. Родословную представляют графически, используя стандартные обозначения, как это показано на рис. 16. Поколения указывают римскими цифрами сверху вниз и ставят их слева от родословной. Арабскими цифрами обозначают индивидов одного поколения последовательно слева направо, при этом братья и сестры или сибсы, как их называют в генетике, располагаются в порядке даты их рождения. Все члены родословной одного поколения располагаются строго в один ряд и имеют свой шифр (например, III -2).

По данным о проявлении заболевания или какого-то изучаемого свойства у членов родословной с помощью специальных методов генетико-математического анализа решается задача установления наследственного характера заболевания. Если установлено, что изучаемая патология имеет генетическую природу, то на следующем этапе решается задача установления типа наследования. Следует обратить внимание на то, что тип наследования устанавливается не по одной, а по группе родословных. Подробное описание родословной имеет значение для оценки риска проявления патологии у конкретного члена той или иной семьи, т.е. при проведении медико-генетического консультирования.

При изучении различий между индивидами по любому признаку возникает вопрос о причинных факторах таких различий. Поэтому в генетике психических заболеваний широко используется метод оценки соотносительного вклада генетических и средовых факторов в межиндивидуальные различия по подверженности тому или иному заболеванию. Этот метод основан на предположении, что фенотипическое (наблюдаемое) значение признака у каждого индивида является результатом влияния генотипа индивида и тех условий среды, в которых происходит его развитие. Однако у конкретного человека определить это практически невозможно. Поэтому вводятся соот ветствующие обобщенные показатели для всех людей, позволяющие затем в среднем определить соотношение генетического и средового влияния на отдельного индивида. Эта задача решается на основе введения такого статистического показателя, как дисперсия признака, который в генетике называют фенотипическая дисперсия ( V p ).

I

Рис. 16. Графическое изображение родословной, принятое в генетике.

А – пример семьи из 3 поколений (объяснение в тексте); Б – основные обозначения, используемые в родословных.

Фенотипическая дисперсия может быть представлена в виде суммы двух дисперсий, одна из которых характеризует разнообразие, обусловленное влиянием генетических факторов ( V G ), а другая — влияние средовых факторов ( V E ):

С приведенными показателями связаны такие понятия, как показатель “генетического разнообразия” ( G ):

и показатель “средового разнообразия” (Е):

В указанных формулах символы обозначают первые буквы английских слов: V — варианса ( variance ), P — фенотипическая ( phenotypic ), G — генетическая ( genetic ), Е — средовая ( environmental ).

Во многих случаях значительный интерес представляет не только общая оценка роли генетических и средовых факторов, но и отдельные компоненты дисперсии, обусловленные такими факторами.

В генетической составляющей обычно выделяют компоненту, которая характеризует влияние отдельных аллелей генов ( G A ) — аддитивную ( additive ) генетическую компоненту, или коэффициент наследуемости ( h 2 ), и влияние пар аллелей, которое характеризует внутрилокусное взаимодействие — доминантную ( dominant ) генетическую компоненту ( G D ).

Средовая компонента дисперсии также может быть представлена в виде нескольких составляющих, или компонент. Прежде всего выделяют компоненту дисперсии, которая обусловлена влиянием среды и действует сходным образом на группу индивидов. Это влияние так называемых систематических ( com mon ) средовых факторов (Е с ), которые в свою очередь могут быть подразделены также на отдельные типы. Другая группа эффектов средовых факторов характеризуется тем, что они действуют на индивида случайным образом; соответствующая компонента средовой дисперсии обозначается E w .

Рассмотренные показатели генетической и средовой детерминации, составляя важнейшую часть генетического анализа в психиатрии, однако, не отвечают в полной мере на вопрос о влиянии генетических и средовых факторов на проявления признака у конкретного человека. Так, если установлено, что разнообразие признака обусловлено преимущественно генетическими факторами, то это указывает на существование генетических механизмов детерминации заболевания или признака, а обратное утверждение не всегда верно. Например, если группа обследованных представлена индивидами с одним и тем же генотипом, то не будет генотипического разнообразия и соответственно показатель наследуемости будет равен 0. Таким образом, показатель генетической детерминации отражает влияние генетических факторов на межиндивидуальное разнообразие, а не вообще на наличие генетических механизмов детерминации признаков. Коэффициенты наследуемости характеризуют популяцию, и для одного и того же заболевания или признака они могут иметь разные значения в зависимости от конкретных различий в структуре популяций, например в зависимости от различий в частотах генотипов.

В генетике психических болезней основным подходом для оценки влияния генетических и средовых факторов на межиндивидуальные различия является анализ корреляций между родственниками. Способы вычисления коэффициентов [Лильин Е.Т., Трубников В.И., Ванюков М.М., 1984] зависят от характера распределения фенотипических значений анализируемых признаков (количественные, альтернативные номинально-дихотомические или квазинепрерывные) и типа родственников.

На основе концепции идентичности генов по происхождению установлено соотношение генетических компонент дисперсии в корреляциях между родственниками. Для корреляции в парах родитель — ребенок ( R O P )( сокращение “ор” от англ. offspring (потомок, ребенок) и parent (родитель); ” sb ” — от siblings (братья и сестры) ) имеется следующее соотношение: R OP =

При исследованиях были получены результаты по подверженности к ряду психических заболеваний. Коэффициент корреляции между родственниками первой степени родства по подверженности к шизофрении, по последним данным, равен 0,35, и соответственно наследуемость подверженности к шизофрении достаточно высока — 70 % [ Kendler K . S ., Diel S . R ., 1993]. Результаты исследований по генетической детерминации подверженности к эпилепсии при использовании разных критериев определения фенотипа “эпилепсия” также указывают на высокую наследуемость этого заболевания (50—78 %) [Рицнер М.С., 1985]. Высокий коэффициент наследуемости получен и в отношении подверженности к аффективным психозам (70 %). При этом вклад генетических факторов в подверженность к маниакально-депрессивному психозу равен 76 %, а к депрессии — 46 %.

Читайте также:
Норма тромбоцитов в крови у женщин, мужчин и детей: расшифровка анализа

В общей генетике накоплены факты, свидетельствующие о влиянии пола на наследование того или иного заболевания или признака. Речь идет о неравном участии женских и мужских гамет в формировании зиготы и организма в целом. Эти различия объясняются неравным количеством цитоплазмы в яйцеклетке и сперматозоиде; в последнем ее меньше, что и определяет по ряду признаков большее влияние матери, т.е. большее сходство потомков с матерью (матроклиния), чем с отцом. Считают, что в основе этого влияния лежат следующие причины: 1) передача через цитоплазму различных симбионтов клетки (часто вирусов), способных редуплицироваться и вследствие этого имитирующих цитоплазматическую наследственность; 2) случайность и неравномерность распределения цитоплазматических элементов, связанных с наследственными структурами (митохондрии, центриоли) по дочерним клеткам; 3) особенности самой цитоплазмы, которые могут возникнуть как под влиянием внешней среды (средовая предетерминация), так и под влиянием генотипа матери (генотипическая предетерминация).

С рассмотренными явлениями связано широко распространенное понятие “материнский эффект”. Генотипическая предетерминация по существу представляет собой классическое определение материнского эффекта в “узком” смысле слов. Характерной особенностью такого эффекта является то, что он обусловлен действием ядерных генов матери, которые изменяют цитоплазму яйцеклетки до оплодотворения. В результате потомство развивается в соответствии с генотипом матери независимо от собственного генотипа. Вероятно, это объясняется тем, что в яйцеклетке накапливается значительное количество мРНК, которая используется в развитии зиготы. При психических заболеваниях ситуация усложняется тем, что сходство детей с матерью может быть обусловлено также внутриутробной и постнатальной средой. Поэтому все причины матроклинии можно объединить в понятие “материнский эффект” в “широком” смысле слов. Например, имеются данные о влиянии матери на возраст начала болезни Гентингтона. Согласно этим данным, позднее начало болезни встречается при заболевании матери в 2 раза чаще, чем при заболевании отца. Показано также, что дети больных эпилепсией матерей в 1,5—2 раза чаще заболевают эпилепсией, чем дети больных отцов. Сложность оценки наличия материнского эффекта обусловлена также тем, что различие между родственниками может быть обусловлено и возможным эффектом генов, расположенных в Х-хромосоме, т.е. с учетом их пола.

Конкретные механизмы материнского эффекта для каждого случая могут быть различными и требуют специального исследования. Одним из таких механизмов может быть гетерозиготность матери по аллелю, влияние которого сказывается на проявлении признака ребенка в виде фенокопии. Примером такого механизма может служить поражение мозга у плодов гетерозиготных женщин по гену фенилкетонурии (ФКУ). Результаты исследований свидетельствуют о том, что примерно у 25 % сибсов пробандов с ФКУ имеется церебральная патология, которая объясняется внутриутробной гиперфенилаланемией и обусловлена эффектом гетерозиготной матери. В данном случае знание механизма материнского эффекта позволяет осуществить специальные профилактические мероприятия для предупреждения поражения детей гетерозиготных матерей.

Одним из вариантов клинико-генеалогического метода является изучение приемных детей. В основе этого метода лежит то обстоятельство, что дети, выросшие в семьях приемных родителей, имеют гены своих биологических родителей, а влияние среды определяется условиями, в которых живут приемные родители. Поэтому возможно определить вклад не только генетических факторов в подверженность к психическому заболеванию, но и вклад факторов средовых (в том числе условий проживания, воспитания в семьях и др.). Так, исследования, выполненные с учетом современных методических требований на большой выборке приемных детей, матери которых были больны шизофренией, и контрольной группе матерей, свидетельствуют о преобладающем вкладе генетических факторов на развитие заболевания [ Tienari P ., 1991]. Коэффициент наследуемости, вычисленный по этим данным, оказался равным 70 %.

Влияние семейной среды на подверженность к проявлению заболевания в соответствии с рассматриваемым методом также может быть определено, если обеспечено сравнение следующих групп: дети больных родителей, воспитанные психически здоровыми приемными родителями; дети психически здоровых родителей, воспитанные психически больными приемными родителями; дети, у которых родные и приемные родители психически здоровы. Так, удвоенная корреляция по подверженности к проявлению заболевания у детей, биологические родители которых больны, а приемные родители здоровы, даст величину вклада генетических факторов в подверженность к заболеванию. Корреляция по подверженности к проявлению заболевания для детей, биологические родители которых здоровы, а приемные родители больны, свидетельствует о влиянии постнатальной общесемейной среды на подверженность к заболеванию. Влияние внутриутробной среды на подверженность к заболеванию может быть получена с помощью пар родители—дети в семьях, где приемные родители здоровы, а биологические родители больны.

Учитывая возможную роль генов, расположенных в Х-хромосоме, оценка влияния внутриутробных факторов равна разности между корреляциями мать—сын и отец—дочь. Оценка материнского эффекта на подверженность к проявлению психической патологии может быть получена также при изучении полусибсов, т.е. детей, один из родителей которых является общим, а другой — нет. Различают полусибсов, у которых мать одна, а отцы разные, и полусибсов, у которых отец один, а матери разные. Сравнение групп полусибсов с общей матерью или отцом, с наличием или отсутствием у родителей психической патологии позволяет установить влияние внутриутробных факторов на возникновение психической патологии у детей. Учитывая возможный эффект Х-хромосомы, такая оценка может быть получена как разность между корреляциями полусибсов мужчин по материнской и полусибсов мужчин по отцовской линии, когда соответственно мать и отец больны.

Указанные приемы являются достаточно простыми, чтобы оценить перспективность дальнейших специально организованных исследований по изучению роли материнского эффекта на фенотипическое проявление признака.

Задачи и сущность генеалогического метода исследования наследственности человека – этапы и анализ

Наука о наследственности долгое время считалась чем-то сродни шарлатанству. Неслучайно даже в середине 20 века генетика считалась лженаукой, а в СССР ее представители подвергались преследованию. Позже все встало на свои места, генетика заняла почетное место среди фундаментальных наук, которые занимаются изучением живого и растительного мира. Генеалогический метод является одной из разновидностей генетического исследования: изучается родословная человека, что помогает выявить тенденцию к наследованию наследственных признаков.

Читайте также:
Что такое врождённый иммунитет - факторы, механизмы, свойства и характеристика

Что такое генеалогический метод исследования

Метод анализа родословной был изложен в конце 19 века Ф. Гальтоном, позже Г. Юстом были даны единые уловные обозначения при составлении генеалогического древа. Суть исследования – составление подробной родословной человека и последующий его анализ с целью выявить определенные признаки, которым привержены члены одной семьи, а также наличие наследственных заболеваний. Сейчас появляются новые лабораторные методы проведения исследований, но консультирование специалистом по составлению родословной до сих пор находит применение в медицине и прикладной науке.

Для чего используют

В прикладной науке генеалогический метод используется для изучения принципов распространения среди членов одной семьи различных наследственных признаков: веснушки, способность сворачивать язык в трубочку, короткопалость, сросшиеся пальцы, рыжие волосы, склонность к диабету, заячья губа и прочее. Причем выделяется несколько типов наследования – аутосомно-доминантный, аутосомно-рецессивный, сцепленный с полом.

В медицине клинико-генеалогический метод помогает выявить наличие патологических признаков и вероятность их наследования. Зачастую картина становится ясна и без дополнительных исследований (анализ плацентарной жидкости на наличие генетических заболеваний). Главное – установить наследственный признак и просчитать вероятность его проявления в будущих поколениях.

В чем заключается сущность генеалогического метода

Главный инструмент генеалогического анализа – сбор информации об индивидууме и его семье. При помощи составления подробных родословных появляется возможность выделить тот или иной наследственный признак. В медицине такая методика называется клинико-генеалогической. Специалист изучает родословные связи и пытается выявить наследственные признаки, проследить их наличие у близких и дальних родственников. Генеалогический метод состоит из двух этапов – составления родословной и ее подробного анализа.

Задачи

Основной плюс генеалогического метода – его универсальность. Он применяется при решении теоретических и практических задач, например, при определении вероятности наследования некоторых заболеваний:

  • выявление генетического признака;
  • установление его как наследственного;
  • определения типа исследования и пенетарности гена;
  • вычисление вероятности его наследования;
  • определение интенсивности мутационного процесса;
  • составление генетических карт хромосом.

Основная цель генеалогического анализа в медицине – диагностика наследственных патологий. При этом составление родословной является одним из этапов исследования, которое выявляет возможность наследования определенного генетического признака. Речь идет не только о таких наследственных особенностях, как рыжие волосы или короткопалость, аномалии характера, но и о серьезных заболеваниях, которые могут передаваться по наследству, например, шизофрения, муковисцидоз или гемофилия.

Генетический анализ на наследственные заболевания у беременных

Любая пара, ожидающая ребенка, может обратиться к генетику с целью выяснить, не ли у их будущего ребенка каких-либо генетических отклонений. В некоторых случаях консультация генетика является обязательной:

  • возраст родителей (более 35 лет у матери и 40 лет у отца);
  • в семье уже есть дети с генетическими заболеваниями;
  • неблагоприятные условия жизни одного из родителей (плохая экология, злоупотребление алкоголем и наркотиками);
  • мать во время болезни перенесла какое-либо серьезное инфекционное заболевание;
  • один из родителей болен психическим заболеванием;

Профессиональное генеалогическое исследование является одним из видов генетических исследований, которые проводят для будущих родителей. Другие методы исследования наследственности человека включают в себя:

  • ультразвуковая диагностика;
  • исследование околоплодных вод (амниоцентез);
  • исследование на предмет возможных последствий после перенесенных во время беременности инфекций (плацентоцентез);
  • генетическое исследование пуповинной крови (кордоцентез).

Этапы генеалогического метода

При составлении родословной и последующем ее анализе врач-генетик действует поэтапно. Выделяются три основных:

  1. Определяется пробанд для которого составляется подробная родословная. При ожидании ребенка пробандом почти всегда является мать, в остальных случаях – носитель наследственного признака.
  2. Составление родословной, при этом собирается анамнез пробанда и его родственные связи.
  3. Анализ родословной и вывод о вероятности и типе наследования признака.

Составление родословной

При медико-генетическом консультировании за основу берется пробанд – человек, который предположительно является носителем наследственного признака или страдающий генетическим заболеванием. Родословная составляется со слов исследуемого, при этом для точности картины необходимо собрать сведения о трех, а то и четырех поколениях его семьи. Кроме того, специалисты опрашивают самого пробанда и проводят визуальный осмотр на предмет наличия и степени выраженности наследственного признака.

Все сведения записываются в медико-генетическую карту в следующем порядке:

  • информация о пробанде – наличие наследственного признака или генетических заболеваний, состояние, акушерский анамнез, психический анамнез, национальность и место жительства;
  • сведения о родителях, братьях и сестрах (сибсах);
  • данные о родственниках со стороны матери и отца.
  • Репейное масло с красным перцем: применение и отзывы
  • Как лечить крапивницу у взрослых и детей. Народные средства и медикаменты для лечения крапивницы в дома
  • Как принимать активированный уголь для очищения организма. Правильный прием активированного угля

Символика генеалогического метода

В генеалогических таблицах используются определенные символы, которые были разработаны в 1931 году Г. Юстом. Женский пол в них обозначен кружком, мужской – квадратом. Некоторые ученые применяют для женского рода «Зеркало Венеры» (кружок с крестиком), а для мужского «Щит и копье Марса» (кружок со стрелкой). Сибсов располагают на одной линии с пробандом, номера поколений показаны в виде римских цифр, родственники одного поколения – арабских.

Генеалогический анализ

Использование анализа родословной помогает выявить наследственный признак, как правило, патологический. Это устанавливается, если он встречается более двух раз в нескольких поколениях. После этого осуществляется оценка типа наследования (аутосомно-рецессивный, аутсомно-доминантный, или сцепленный с полом). Далее идут выводы о вероятности появления наследственного признака у детей членов родословной и при необходимости указание для направления на дополнительные генетические исследования.

Наследственный характер признака

Аутсомно-доминантный тип наследования определяется при полном доминировании признака, к ним относятся цвет глаз, веснушки, структура волос и т.д. В случае болезни:

  • наследование идет в равной степени у женщин и мужчин;
  • имеются больные по вертикали (в поколениях) и горизонтали (братья и сестры);
  • у больных родителей высока вероятность наследования патологического гена;
  • при наличии большого родителя риск наследования составляет 50%.

  • носителями являются братья-сестры – по горизонтальной линии;
  • в родословной немого носителей среди родных пробанда;
  • мать и отец носителя здоровы, но могут быть носителями рецессивного гена, при этом вероятность, что ребенок унаследует патологический признай – 25%.

Существует тип наследственности, сцепленной с полом:

  • доминантное Х-сцепление – проявляется у обоих полов, но передается по женской линии;
  • рецессивное Х-сцепление – передается только мужчинам от матерей, причем дочери будут здоровы, а сыновья – больны с разной вероятностью;
  • У-сцепленное (голандрическое) – передается по мужской линии;
Читайте также:
Эстроген - что это такое: за какие функции отвечает, норма выработки и влияние на организм

Генеалогический метод для изучения генетических признаков и отклонений пациента – цели и результаты

Данная статья является реферативным изложением основной работы. Полный текст научной работы, приложения, иллюстрации и иные дополнительные материалы доступны на сайте III Международного конкурса научно-исследовательских и творческих работ учащихся «Старт в науке» по ссылке: https://www.school-science.ru/0317/1/28183.

Цель работы. Составить генетическую родословную и проанализировать проявление конкретных признаков заболеваний в ряду поколений и влияние окружающей среды на их развитие.

– определить группу исследуемых признаков;

– расширить теоретические знания о характере наследования признаков;

– проследить характер проявления признаков в ряду поколений;

– проследить воздействие на течение заболевания факторов окружающей среды;

– составить генетический прогноз потомства.

Актуальность темы. Человеческие популяции несут определенный запас неблагоприятных мутаций – это является генетическим грузом человечества. Генетический груз – это насыщенность популяции рецессивными генами, снижающими приспособленность отдельных особей к среде обитания, по сравнению со всей популяцией. Эффективным методом уменьшения последствий генетического груза человеческой популяции в современных условиях является создание широкой сети медико-генетических консультаций.

Задачами медико-генетического консультирования являются:

1. Повышение генетической грамотности населения.

2. Выяснение причин увеличения заболеваемости, обусловленной генетическим грузом, и возможностей ее снижения.

3. Составление генетического прогноза рождения больного ребенка у супружеской пары.

Изучив в 10 классе тему «Генетика», я решил изучить проявление болезней в нашей семье и степень влияния их на будущие поколения.

Известно несколько тысяч собственно генетических заболеваний, которые почти на 100 % зависят от генотипа особи. Кроме того, существуют заболевания, которые зависят и от генотипа, и от среды: ишемическая болезнь, сахарный диабет, язвенные болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, многие онкологические заболевания, и заболевания психики.

Задачи медицинской генетики заключаются в своевременном выявлении носителей этих заболеваний среди родителей, выявлении больных детей и выработке рекомендаций по их лечению.

Когда я стал опрашивать родственников, то выяснилось, что по одной линии родства – преобладающими являются заболевания сердечно-сосудистой системы, по другой – желудочно-кишечного тракта. Кроме того, в семье ещё встречаются заболевания глаз. Что это – совпадение или закономерность? Возможно ли проявление болезни у последующих поколений и каково влияние внешних факторов среды на течение заболевания.

Примерно 10 % болезней человека определяются патологическими генами либо генами, обусловливающими предрасположенность к определенным болезням. Необходимо различать собственно генетические (наследственные) заболевания и заболевания с генетической предрасположенностью. Собственно генетические заболевания практически на 100 % зависят от генотипа. Обычно это моногенные заболевания, то есть связанные с дефектом одного генетического фактора. Заболевания с наследственной предрасположенностью зависят и от генотипа, и от среды. Обычно это полигенные заболевания, обусловленные сочетанием нескольких генетических дефектов. Факторами, способствующими развитию этих заболеваний, являются неправильное питание, гиподинамия, различные вредные привычки. Иначе говоря, эти болезни имеют мультифакториальную природу.

При овладении данной темы, я познакомился с методами изучения генетики человека, которых существует несколько. А именно:

• клинико-генеалогический (метод родословных),

• популяционно-статистический (изучение генетического состава популяции),

• близнецовый (изучение генетических закономерностей на близнецах),

• метод дерматоглифики и пальмоскопии (изучение генетического состава популяции),

• цитогенетический (изучение кариотипа – совокупности признаков полного набора хромосом при помощи микроскопической техники),

• молекулярно-цитогенетические: биохимические (основаны на качественных цветных химических реакциях), молекулярно-генетические методы

• и метод генетики соматических клеток.

Большинство данных методов возможны только в условиях лабораторий и при наличии соответствующей аппаратуры, и я воспользовался доступным мне методом составления родословных – клинико-генеалогическим.

Клинико-генеалогический метод – этапы обследования

Клинико-генеалогический метод был предложен в 1865 году Ф. Гальтоном, основан на прослеживании интересующего нас признака (нормального или патологического) в семье, с указанием родственных связей между отдельными членами этой семьи (составлением родословной).

Правильно составленная родословная с выявлением всех членов семьи, установлением между ними родственных связей и оценкой состояния их здоровья позволяет с достаточно высокой вероятностью установить тип наследования и возможное проявление признака у последующих поколений. Тщательный анализ клинических проявлений заболевания у больных из одной и той же семьи может быть использован при расшифровке механизмов взаимодействия генов.

Клинико-генеалогический метод лежит в основе медико-генетического консультирования и включает 3 этапа:

1 этап – клиническое обследование;

2 этап – составление родословной;

3 этап – генетический анализ родословной.

Первый этап – клиническое обследование.

При составлении родословной сбор сведений о семье начинается с человека, которого называют пробанд (обычно это больной с изучаемым заболеванием или признаком), в данном случае это я – Кухов Никита Юрьевич.

В сведениях о пробанде указывается анамнез заболевания, включающий начальные признаки и возраст их манифестации, последующее течение болезни; сведения об умственном и физическом развитии. Чем больше поколений удается проследить и чем более полно охватить членов родословной при сборе сведений, тем больше вероятность получения достоверных сведений о характере наследования изучаемого признака.

Полученные данные записываются в медико-генетическую карту. При сборе информации следует учитывать гетерогенность и варьирующую экспрессивность наследственных заболеваний. Необходимо выяснять и учитывать наличие и характер профессиональных вредностей, возраст, место жительства семьи, профессию, наличие хронических заболеваний в семье, причину смерти умерших и др. На основании изученных данных составляется анамнез (греч. – anamnesis – воспоминание).

Второй этап – составление родословной.

После сбора сведений составляется графическое изображение родословной, для этого используется система символов, предложенная в 1931 году Г. Юстом. (рис. 1).

При составлении графического изображения родословной важно соблюдать следующие правила:

Составление родословной начинают с пробанда: анамнез заболевания, включающий начальные признаки и возраст их проявления, последующее течение болезни. Братья и сестры (сибсы) располагаются в порядке рождения слева направо, начиная со старшего: указывается возраст, здоровы или больны, проведение аналогии с заболеванием пробанда в случае болезни.

Все члены родословной располагаются строго по поколениям, в один ряд.

Поколения обозначаются римскими цифрами слева от родословной сверху вниз.

Арабскими цифрами нумеруется потомство одного поколения (одного ряда) слева направо. Благодаря такой нумерации каждый член семьи имеет свой шифр (например: I-1, I-2, II-2, II-4 и др.)

Читайте также:
Билирубин в крови - причины высокого уровня в общем анализе у детей и взрослых и таблица нормы

Указывается возраст членов семьи (родословной), в связи с тем, что некоторые болезни проявляются в разные периоды жизни.

Третий этап – генетический анализ родословной.

Задача генетического анализа – установление наследственного характера заболевания и типа наследования, выявление гетерозиготных носителей мутационного гена, установление генотипа пробанда и, как заключение, прогнозирование потомства.

Анализ родословной рекомендуется проводить в следующей последовательности:

1. Установление, является ли данный признак (заболевание) наследственным.

2. Определение типа наследования признака. Далее, внизу под родословной записывается легенда (данные о состоянии здоровья родственников, причинах и возрасте смерти и др.) и указывается дата составления этого документа.

Рис. 1. Символы, используемые при составлении родословной.

Типы наследования признаков

После составления родословной, необходимо определить тип наследования признаков.

Существуют следующие типы наследования признаков:

• сцепленный с Х-хромосомой (с полом) доминантный;

• сцепленный с Х-хромосомой (с полом) рецессивный;

На основании генеалогического анализа дается заключение о наследственной обусловленности признака.

Проводил сбор информации (анамнестических данных) по вышеуказанным правилам:

1. Сведения о пробанде.

2. Данны о сибсах (братьях и сестрах) и родителях пробанда.

3. Сведения о родственниках со стороны матери.

4. Сведения о родственниках со стороны отца.

Полученные данные записывал в этой последовательности в составляемую родословную. Пытался опросить как можно больше родственников. При составлении родословной, учитывал наличие и характер профессиональных и вредоносных факторов. Опрос родственников и составление карты – 05.03.2017.

Родословная семьи с наследованием заболеваний ЖКТ и её анализ

1. Сведения о пробанде – IV– 10:

22.10.1999 г.р. (17 лет), начальные признаки заболевания – язвы желудка проявились в 13 лет (в анализе отсутствуют бактерии Helicobacter pylori), язва диагностировалась на фоне нервного стресса организма. До этого диагностировались гастрит, дисбактериоз и ДЖВП в 6 лет. Общее развитие соответствует норме. Течение болезни – улучшение на фоне лечения и диеты.

2. Данные о сибсах (братьях и сестрах) и родителях пробанда:

Родители – мать – III– 10 21.11.1976 г.р. (40 лет), гастрит желудка в 35 лет.

Отец – II-I11 22.07.1973 г.р. (43 года), гастрит желудка в 30 лет, непроходимость пищевода с рождения.

IV-7 15.01.1995 г.р. (22 года), гастрит желудка в 15 лет.

IV-8 28.03.1996 г.р. (21 год), гастрит желудка в 16 лет.

Рис. 2. Родословная семьи с наследованием заболеваний ЖКТ

IV-9 17.01.2007 г.р. (10 лет), здорова.

IV-11 05.03.2017. г.р. – необходимо выяснить, как проявится наследственная предрасположенность к болезням ЖКТ, особенно к болезни язва желудка.

3. Сведения о родственниках со стороны матери:

Со стороны матери в роду проявляются заболевания ЖКТ, в ом числе и язвы желудка.

II-8 (мать матери – бабушка пробанда) – 62 года, гастрит с нулевой кислотностью, предраковое состояние на фоне гипохромной железодефицитной анемии в 30 лет, гепатит В.

II-8 (отец матери – дедушка пробанда) – 68 лет, болезнь холецистит проявилась на фоне генетической предрасположенности и неправильного питания в 17 лет.

III-10 (сибс матери – родной дядя пробанда) 17.02.1986 г. (31 год), болен язвой желудка с 21 года на фоне стресса (переезд в другой город).

III-2 (двоюродный сибс матери) – 55 лет болен – онкология ЖКТ, на фоне наследственности факторов, а также неблагоприятных факторов среды – работа более 15 лет на химическом производстве.

III-7 (двоюродная сибс матери) – умерла в возрасте 34 лет – онкология ЖКТ, на фоне наследственности факторов, а также нервного стресса организма.

III-15 (двоюродный сибс матери) – 35 лет, болен язвой желудка на фоне генетической предрасположенности и вредной привычки (курение).

II– 2 (родной дядя матери пробанда) – умер в возрасте 70 лет, болезнь холецистит проявилась на фоне генетической предрасположенности и вредной привычки (курение и алкоголь).

II-3 (родная тетка матери пробанда) – 78 лет, болезнь язва желудка проявилась в 28 лет на фоне генетической предрасположенности и стресса (гибель мужа).

II-4 (родной дядя матери пробанда) – умер в возрасте 45 лет, болезнь язва желудка проявилась в 16 лет на фоне стресса (гибель отца).

I-2 (бабушка матери – прабабушка пробанда) – умерла в возрасте 93 лет, язва желудка проявилась в 43 года на фоне стресса и недостаточного питания в годы ВОВ.

I-3 (дедушка матери пробанда – прадед пробанда) – умер в возрасте 85 лет, язва желудка проявилась в 28 лет после службы в армии на фоне неправильного питания, операция по удалению части желудка в возрасте 46 лет.

4. Сведения о родственниках со стороны отца:

Родственники со стороны отца не страдают заболеваниями желудочно-кишечного тракта.

Определение коэффициента наследуемости (подверженности, предрасположенности) язвенной болезни желудка.

Пропорции идентичных генов у родственников

На основе таблицы данных генеалогической карты можно установить долю количества генов, определить коэффициента наследуемости (подверженности, предрасположенности) язвенной болезни у пробанда – IV-10:

Доля идентичных генов от дяди III-10 – 1/4,

• от тети матери II-3 – 1/8,

• от дяди матери II-4 – 1/8,

• от прабабушки I-2 – 1/8,

• от прадеда I-3 – 1/8,

• от двоюродного сибса матери III-15 – 1/32;

Доля идентичных генов=0,78132 %.

Таким образом, возникает вероятность возникновения заболевания язвы желудка у последующих поколений пробанда на78 %.

Поскольку патогенез болезни складывается из отдельных звеньев, то можно сопоставлять распределение не только членов семьи по клиническому фенотипу в целом (болезнь), но и отдельных параклинических, иммунологических и биохимических показателей. Выявленная ассоциация показателя (вредное химическое производство) с болезнью серьезно указывает на его ключевое патогенетическое значение – онкологическое заболевание ЖКТ одного из родственников пробанда.

Исходя из вышеизложенных данных, приходим к выводу, что в семье пробанда мультифакторный тип наследования по заболеваниям ЖКТ. Заболевания желудочно-кишечного тракта – язва, язвенная болезнь и гастрит – с наследственной предрасположенностью зависят и от генотипа, и от среды. Это полигенные заболевания, обусловленные сочетанием нескольких генетических дефектов.

Факторами, способствующими развитию этих заболеваний, являются неправильное питание, стресс, различные вредные привычки и работа на вредном производстве. Иначе говоря, эти болезни имеют мультифакториальную природу. Поэтому для того, чтобы свести к минимуму наследование заболеваний для последующих поколений, необходимо снизить влияние негативных факторов среды, то есть соблюдать диету, исключить вредные привычки, а также работу на вредном производстве.

Читайте также:
Антирезусный иммуноглобулин при беременности - механизм действия, противопоказания и аналоги

Подводя итоги исследования генетических болезней и генетической предрасположенности на примере своей семьи, я хочу сказать, как важно знать свою генетическую историю для того, чтобы прогнозировать генетическую предрасположенность потомства и снизить влияние негативных факторов среды до минимума.

Генетические нарушения у человека и методы их выявления

Генами называются участки ДНК, в которых закодирована структура всех белков в теле человека или любого другого живого организма. В биологии действует правило: «один ген – один белок», то есть в каждом гене содержится информация только об одном определенном белке.

В 1990 году большая группа ученых из разных стран начала проект под названием «Геном человека». Он завершился в 2003 году и помог установить, что человеческий геном содержит 20–25 тысяч генов. Каждый ген представлен двумя копиями, которые кодируют один и тот же белок, но могут немного различаться. Большинство генов одинаковые у всех людей – различается всего 1%.

ДНК находится в клетке внутри ядра. Она особым образом организована в виде хромосом – эти нитеподобные структуры можно рассмотреть в микроскоп с достаточно большим увеличением. Внутри хромосомы ДНК намотана на белки – гистоны. Когда гены неактивны, они расположены очень компактно, а во время считывания генетического материала молекула ДНК расплетается.

В клетках человека есть структуры, которые называются митохондриями. Они выполняют роль «электростанций» и отвечают за дыхание. Это единственные клеточные органеллы, у которых есть собственная ДНК. И в ней тоже могут возникать нарушения.

Весь набор хромосом в клетке называется кариотипом. В норме у человека он представлен 23 парами хромосом, всего их 46. Выделяют два вида хромосом:

  • 22 пары аутосом одинаковы у мужчин и женщин. В каждой паре хромосомы имеют одинаковую длину и содержат одинаковые наборы генов.
  • Одна пара половых хромосом. У женщин это две X-хромосомы. Одна из них неактивна и плотно свернута – ее называют тельцем Барра. У мужчин одна половая хромосома представлена X-хромосомой, а вторая – Y-хромосомой, она меньше по размерам.

Методы исследования хромосом

Для исследования кариотипа применяют специальный метод – световую микроскопию дифференциально окрашенных метафазных хромосом культивированных лимфоцитов периферической крови.

Этот анализ применяется для диагностики различных хромосомных заболеваний. Он позволяет выявлять такие нарушения, как:

  • Грубые изменения в кариотипе – изменение количества хромосом. Например, при синдроме Дауна в клетках ребенка присутствует лишняя хромосома №21.
  • Присутствие в организме клеток с разными кариотипами. Это явление называется мозаицизмом.
  • Хромосомные аберрации – нарушение структуры хромосом, внутрихромосомные и межхромосомные перестройки. Сюда относятся делеции (утрата участка хромосомы), дупликации (удвоение участка хромосомы), инверсии (поворот участка хромосомы на 180 градусов), транслокации (перенос участка одной хромосомы в другую).

Однако с помощью исследования кариотипа можно выявить не все генетические нарушения. Оно не способно обнаружить такие изменения, как:

  • микроделеции и микродупликации, когда утрачивается или дублируется очень маленький участок хромосомы;
  • болезни обмена, вызванные нарушением последовательности «букв» генетического кода в отдельных генах;
  • митохондриальные заболевания, связанные с нарушениями в генетическом материале митохондрий;
  • низкопроцентный мозаицизм, когда клеток с неправильным кариотипом очень мало;
  • мутации в отдельных генах, которые не приводят к изменению внешнего вида хромосом;
  • эпигенетические расстройства, при которых структура хромосом и генов не меняется, но изменяется их функция.


Для получения дополнительной информации, не видимой в световой микроскоп, используют хромосомный микроматричный анализ (ХМА). С его помощью можно изучить все клинически значимые участки генома и выявить изменения в количестве и структуре хромосом, а именно микрополомки (микроделеции и микродупликации).

Во время хромосомного микроматричного анализа применяют технологию полногеномной амплификации и гибридизации фрагментов опытной ДНК с олигонуклеотидами, нанесенными на микроматрицу. Если объяснять простыми словами, то сначала ДНК, которую необходимо изучить, копируют, чтобы увеличить ее количество, а затем смешивают ее со специальными ДНК-микрочипами, которые помогают выявлять различные нарушения.

Эта методика позволяет в одном исследовании выявлять делеции и дупликации участков ДНК по всему геному. Разрешающая способность стандартного ХМА от 100 000 пар нуклеотидов – «букв» генетического кода (в отдельных регионах от 10 000 п. н.).

С помощью ХМА можно выявлять:

  • изменения числа хромосом;
  • дупликации и делеции, в том числе микродупликации и микроделеции;
  • отсутствие гетерозиготности – утрату одной из двух копий гена. Это явление имеет важное значение в онкологии, при болезнях импринтинга (когда активность гена зависит от того, от какого из родителей он получен), аутосомно-рецессивных заболеваниях (связанных с рецессивными генами – о них мы поговорим ниже), близкородственных браках;
  • однородительские дисомии, когда в геноме ребенка присутствуют две хромосомы от одного родителя.

Однако, как и предыдущий метод, хромосомный микроматричный анализ имеет некоторые ограничения. Он не позволяет выявлять или ограничен в выявлении таких аномалий, как:

  • сбалансированные хромосомные аномалии, когда в хромосомах происходят изменения, которые не приводят к добавлению или утрате генетического материала. К ним относятся инверсии (разворот участка хромосомы на 180 градусов), реципрокные транслокации (обмен участками между хромосомами), небольшие инсерции (вставки в хромосомах);
  • мозаицизм, если клеток с нарушениями в кариотипе менее 15%;
  • CNV (copy number variation) – повторы небольших участков генома;
  • точечные мутации – замены отдельных «букв» генетического кода;
  • экспансия (увеличение) повторов коротких участков в ДНК;
  • аномалии метилирования – присоединения особых метильных групп к определенным участкам ДНК, которые меняют активность генов.

Мутации в генах и заболевания, к которым они способны приводить

Мутации – это изменения, которые происходят в ДНК как случайным образом, так и под действием разных факторов, например химических веществ, ионизирующих излучений. Они могут затрагивать как отдельные «буквы» генетического кода, так и большие участки генома. Мутации происходят постоянно, и это основной двигатель эволюции. Чаще всего они бывают нейтральными, то есть ни на что не влияют, не приносят ни вреда, ни пользы. В редких случаях встречаются полезные мутации – они дают организму некоторые преимущества. Также встречаются вредные мутации – из-за них нарушается работа важных белков, наоборот, происходят достаточно часто. Генетические изменения, которые происходят более чем у 1% людей, называются полиморфизмами – это нормальная, естественная изменчивость ДНК Полиморфизмы ответственны за множество нормальных отличий между людьми, таких как цвет глаз, волос и группа крови.

Читайте также:
СОЭ - норма в крови у взрослых и детей по возрасту

Все внешние признаки и особенности работы организма, которые человек получает от родителей, передаются с помощью генов. Это важнейшее свойство всех живых организмов называется наследственностью. В зависимости от того, как проявляются гены в тех или иных признаках, их делят на две большие группы.

  • Доминантные гены. Выражаясь простым языком, эти гены более «сильные». Если в клетках присутствует хотя бы одна копия такого гена, его признаки проявятся.
  • Рецессивные гены «слабее» доминантных. Если у человека одна копия гена доминантная и одна рецессивная, – проявится признак доминантной. А для проявления рецессивного признака нужно две соответствующих копий.

Например, карий цвет глаз у человека является доминантным. Поэтому у кареглазых родителей с высокой вероятностью родится кареглазый ребенок. Если у одного из родителей глаза карие, а у другого голубые, то вероятность рождения кареглазых детей в такой семье тоже высока. У двух голубоглазых родителей, скорее всего, все дети тоже будут голубоглазыми. А вот у кареглазых родителей может родиться ребенок с голубыми глазами, если у обоих есть рецессивные «гены голубоглазости», и они достанутся ребенку. Конечно, это упрощенная схема, потому что за цвет глаз отвечает не один, а несколько генов, но на практике эти законы наследования зачастую работают. Аналогичным образом потомству могут передаваться и наследственные заболевания.

Как выявляют рецессивные мутации?

Для выявления мутаций, которые передаются рецессивно, используют целый ряд исследований.

Секвенирование по Сэнгеру – метод секвенирования (определения последовательности нуклеотидов, буквально – «прочтение» генетического кода) ДНК, также известен как метод обрыва цепи. Анализ используется для подтверждения выявленных мутаций. Это лучший метод для идентификации коротких тандемных повторов и секвенирования отдельных генов. Метод может обрабатывать только относительно короткие последовательности ДНК (до 300–1000 пар оснований) одновременно. Однако самым большим недостатком этого метода является большое количество времени, которое требуется для его проведения.

Если неизвестно, какую нужно выявить мутацию, то используют специальные панели.

Панель исследования — тестирование на наличие определенных мутаций, входящих в перечень конкретной панели исследования. Анализ позволяет выявить одномоментно разные мутации, которые могут приводить к генетическим заболеваниям. Анализ позволяет компоновать мутации в панели по частоте встречаемости (скрининговые панели, направленные на выявление носительства патологической мутации, часто встречаемой в данном регионе или в определенной замкнутой популяции) и по поражаемому органу или системе органов (панель «Патология соединительной ткани»). Но и у этого анализа есть ограничения. Анализ не позволяет выявить хромосомные аберрации, мозаицизм и мутации, не включенные в панель, митохондриальные заболевания, а также эпигенетические нарушения.

Не в каждой семье можно отследить все возможные рецессивные заболевания. Тогда на помощь приходит секвенирование экзома – тест для определения генетических повреждений (мутаций) в ДНК путем исследования в одном тесте практически всех областей генома, кодирующих белки, изменения которых являются причиной наследственных болезней.

Секвенирование следующего поколения-NGS – определение последовательности нуклеотидов в геномной ДНК или в совокупности информационных РНК (транскриптоме) путем амплификации (копирования) множества коротких участков генов. Это разнообразие генных фрагментов в итоге покрывает всю совокупность целевых генов или, при необходимости, весь геном.

Анализ позволяет выявить точечные мутации, вставки, делеции, инверсии и перестановки в экзоме. Анализ не позволяет выявить большие перестройки; мутации с изменением числа копий (CNV); мутации, вовлеченные в трехаллельное наследование; мутации митохондриального генома; эпигенетические эффекты; большие тринуклеотидные повторы; рецессивные мутации, связанные с Х-хромосомой, у женщин при заболеваниях, связанных с неравномерной Х-деактивацией, фенокопии и однородительские дисомии, и гены, имеющие близкие по структуре псевдогены, могут не распознаваться.

Что делать, если в семье есть наследственное заболевание?

Существуют два способа выявить наследственные генетические мутации у эмбриона:

Предимплантационное генетическое тестирование (ПГТ) в цикле ЭКО. Это диагностика генетических заболеваний у эмбриона человека перед имплантацией в слизистую оболочку матки, то есть до начала беременности. Обычно для анализа проводится биопсия одного бластомера (клетки зародыша) у эмбриона на стадии дробления (4–10 бластомеров). Существует несколько видов ПГТ: на хромосомные отклонения, на моногенные заболевания и на структурные хромосомные перестройки. Данные Simon с соавторами (2018) говорят о том, что в случае проведения ЭКО с ПГТ у пациентки 38–40 лет результативность ЭКО составляет 60%. Но при исследовании эмбриона есть ряд ограничений. Так, из-за ограниченного числа клеток можно не определить мозаицизм.

Если нет возможности провести ЭКО с ПГТ, то используют второй вариант – исследование плодного материала во время беременности.

Для забора плодного материала используют инвазивные методы:

  • биопсия хориона – когда берут клетки из плаценты;
  • амниоцентез – когда берут клетки амниотической жидкости.

Далее эти клетки исследуют при помощи одного или нескольких генетических тестов (которые имеют свои ограничения). Проведение инвазивных методов может быть связано с риском для беременности порядка 1%.

Таким образом, проведя дополнительные исследования, можно значительно снизить риск рождения ребенка с генетическим заболеванием в конкретной семье. Но привести этот риск к нулю на сегодняшний день, к сожалению, невозможно, так как любой генетический тест имеет ряд ограничений, что делает невозможным исключить абсолютно все генетические болезни.


Автор статьи

Пелина Ангелина Георгиевна

Ведёт генетическое обследование доноров Репробанка, осуществляет подбор доноров для пар, имеющих ранее рождённых детей с установленной генетической патологией.

Особенности и методы изучения наследственности человека. Генеалогический и близнецовый методы

Особенности антропогенетики
Генеалогический метод
Близнецовый метод
Биохимический метод (онтогенетический)
Метод моделирования наследственный болезней человека
Метод дерматоглифики
Тестовые задания
Особенности антропогенетики
Человек имеет целый ряд биологических и социальных особенно-стей; в связи с этим гибридологический метод для него неприемлем. Большое значение приобретают другие методы генетического анализа: генеалогический, близнецовый, цитогенетический, биохимический (онтогенетический), популяционно-статистический, метод дерматоглифи-ки, метод моделирования наследственных болезней, метод гибридизации соматических клеток, методы молекулярной генетики и др.
Биологические особенности человека: позднее половое созревание (12-15 лет), медленная смена поколений (20-25 лет), моноплодная беременность (исключение — близнецы), продолжительный срок беремен-ности, особенности кариотипа (большое число групп сцепления — 24 у мужчин, 23 — у женщин; 46 хромосом) и генотипа (около 30 тысяч структурных генов, гетерозиготность по многим генам); большое ко-личество разнообразных мутаций, фенотипический полиморфизм.
Социально-этические особенности: малочисленное потомство у одной пары родителей; недопустимость направленных искусственных скрещиваний в интересах исследователя; невозможность создания одинаковых условий жизни для всех людей.
У человека есть определенные преимущества перед другими ге-нетическими объектами: возможность вербального общения (речь); способность воспринимать информацию и абстрактно мыслить; многообразие семей с интересующими генетика признаками; высокая численность популяций, доступных для проведения статистического анализа потомства; регистрация наследственных признаков в течение длительного времени на уровне отдельных стран и народов; высокая изученность фенотипа методами морфологии, физиологии, биохимии, иммунологии и др.

Читайте также:
Что такое аутоиммунные заболевания - список системных болезней и их причины, симптомы и лечение

Генеалогический метод
Генеалогический метод (метод составления родословных) позволяет проследить наследование признаков (нормальных или патологических) в ряду поколений с указанием родственных связей между членами родословной. Он включает в себя два этапа:
• составление родословной на основании сведений, полученных от пробанда, с использованием специальных символов (обозначения Юста);
• анализ родословной (определение типа наследования, генотипов всех членов родословной, прогнозирование проявления признака у потомков).
Анализ основан на генетических закономерностях моногенного наследования менделирующих признаков. Менделирующий признак альтернативен, дискретен, детерминирован наличием своего аллеля, прослеживается по поколениям и подчиняется законам расщепления. Дискретность признака можно оценить по морфологическим, физиологическим, биохимическим, клиническим, иммунологическим критериям. Большую работу по систематизации изученных наследственных признаков проводит М. Кьюсик и публикует их в виде «Каталога менделирующих признаков у человека».
Родословные имеют характерный вид, который определяется особенностями типа наследования: аутосомное и сцепленное с полом; доминантное и рецессивное (рис. 50-54). Каждый тип наследования имеет свои специфические особенности (табл. 8, 9).
Генеалогический метод является эквивалентом гибридологического, который модифицирован в соответствии с социальными и биологическими особенностями человека. Он используется в медико-генетическом консультировании, для определения сцепленного наследования, пенетрантности генов и др.

Примечания:
*В эту группу вошли измененные признаки, не снижающие общую жизнедеятельность организма.
**Может быть позднее проявление болезни (хорея Генгингтона), неполная пенетрантность (подагра) и варьирующая экспрессивность (нейрофиброматоз — от отдельных «кофейных зерен» на коже до фиброматозных опухолей).

Примечания:
*В половых хромосомах X и Y локализуются не только гены, определяющие нормальное развитие женских и мужских первичных и вторичных половых признаков и формирование соответствующего фенотипа, но и гены, детерминирующие развитие других признаков организма.
**В данном случае буквенные обозначения носят условный характер.

Близнецовый метод
Близнецы — это дети, выношенные и рожденные одной матерью одновременно; они составляют

1% от всех родившихся (1 на 89 родов). Среди них различают монозиготных, или однояйцевых (М3, ОБ), и дизиготных, или разнояйцевых (ДЗ, РБ) близнецов. Среди родившихся близнецов 1/3 являются однояйцевыми и 2/3 — двуяйцевыми. Близнецовый метод заключается в изучении наследования признаков в парах монозиготных и дизиготных близнецов. Он базируется на трех положениях:
— свойства и признаки организма определяются взаимодействием генотипа и среды;
— монозиготные близнецы имеют идентичные (одинаковые) генотипы, а дизиготные — неидентичные (различные);
— среда (условия жизни), в которой развиваются близнецы и под действием которой формируются признаки, может быть оди-наковой и различной для одной и той же пары.
Монозиготными называются близнецы, которые образовались из одной зиготы (полиэмбриония), разделившейся на стадии дробления на 2 (или более) бласгомера. Из каждого бластомера образуется само-стоятельный организм. Они генетически идентичны, одного пола. Среда жизни для М3 близнецов может быть одинаковой или различной.
• М3 близнецы имеют одинаковые условия жизни. Признак имеется у обоих близнецов одной пары — пара конкордантна.
• М3 близнецы имеют разные условия жизни. Близнецы могут быть сходны фенотипически (пара конкордантна) или различны по фенотипу (пара дискордантна — признак имеется у одного из близнецов). В данной ситуации все различия в проявлении признаков у одной пары близнецов обусловлены средой. Среди монозиготных близнецов высок процент конкордантных пар, поэтому их называют конкордантными.
Дизиготные близнецы возникают из разных зигот (полиовуляция), могут быть однополые или разнополые. Они генетически сходны между собой не более, чем обычные сибсы, рожденные в разное время. Различия между ними могут быть обусловлены как генотипом, так и факторами среды. При совместном воспитании ДЗ имеют общую среду жизни; в таком случае различия между близнецами внутри одной пары, в основном, связаны с неидентичными генотипами (дискордантные).
О причинах образования близнецов нет четких данных, но предпо-лагают, что образование монозиготных близнецов связано с цитоплаз-матической наследственностью, так как их рождение наблюдается в определенных семьях и наследуется по женской линии. На частоту рождения дизиготных близнецов влияет возраст матери, что связано с увеличением уровня гонадотропина и частоты полиовуляций.
Близнецовый метод генетики используется для выяснения:
• соотносительной роли генотипа и среды в развитии фенотипических особенностей человека, его морфологических, фи-зиологических, биохимических признаков и психологических свойств личности;
• проявляемое™ (пенетрантности) и степени выраженности (экс-прессивности) гена, детерминирующего тот или иной признак;
• целесообразности того или иного медицинского (применение лекарственных препаратов при лечении, трансплантации) или психологического (использование системы тестов, методов воспитания) воздействия на человека;
• нормы реакции отдельных признаков, т. е. модификационной изменчивости.
Для идентификации монозиготных близнецов необходимо:
• подобрать пары близнецов;
• определить зиготность близнецов (использование полисим- птомного метода, основанного на анализе наиболее изученных моногенных признаков с однозначной нормой реакции: цвет глаз, волос, форма носа, группы крови, лимфоцитарные антигены и др.);
• сравнить пары близнецов по анализируемым признакам (каче-ственным или количественным).
При анализе признаков внутрипарное сходство близнецов оце-нивается по принципу: подобные-различные, похожие-непохожие, конкордатные-дискордантные.
Для определения роли наследственности и среды в развитии при-знаков исследуют отдельно группы М3 и ДЗ близнецов и определяют процент конкордатных пар по отдельным признакам, а затем вычисляют коэффициент наследуемости Н (в % или долях единицы) по формуле, предложенной немецким генетиком Хольцингером (табл. 10).

При Н > 0,7 — преобладает действие наследственных факторов.
При Н = 0,5-0,7 — равноценное действие среды и генотипа.
При Н

Биохимический метод (онтогенетический)
Метод базируется на использовании биохимических методик для выявления метаболитов (нормальных или измененных) в крови, моче, изменение количества которых наблюдается при некоторых энзимопа- тиях (ферментопатиях). Например, при фенилкетонурии увеличивается количество фенилаланина в крови, что является следствием неполного превращения фенилаланина в тирозин. Это происходит вследствие изменения активности фермента фенилаланингидроксилазы (рис. 55).

Читайте также:
Повышенный гемоглобин в анализе крови - что означает, признаки, лечение и последствия

Метод моделирования наследственный болезней человека
Биологическое моделирование базируется на законе гомологических рядов наследственной изменчивости Н. И. Вавилова. Зная мутантные линии животных по определенным признакам, можно создать модели наследственных болезней, которые встречаются как у человека, так и у животных (табл. 11). Созданные экспериментальные модели позволяют изучать механизмы возникновения, методы диагностики и лечения наследственной патологии (гемофилия, диабет, эпилепсия и др.)

Метод дерматоглифики
Метод дерматоглифики основан на изучении индивидуальных особенностей кожных рисунков (папиллярных узоров): пальцев рук — дактилоскопия, ладоней — пальмоскопия и ступней ног — плантоскопия. Папиллярные узоры обладают высокой степенью индивидуальности и остаются неизменными в течение всей жизни. На пальцевых подушечках имеются узоры трех типов: дуги, петли, завитки. На ладони различают три главные сгибательные борозды: борозда большого пальца, косая и поперечная. Иногда косая борозда сливается с поперечной, образуя одну резко выраженную борозду, называемую «обезьяньей складкой». Наличие данной складки на двух ладонях позволяет заподозрить хромосомное заболевание, в частности синдром Дауна. В норме такая складка на одной ладони встречается у 5% людей.
Метод дерматоглифики используется в медико-генетическом консультировании (экспресс-метод для диагностики некоторых хро-мосомных болезней — синдром Дауна), применяется для определения зиготности близнецов, идентификации личности, определения отцовства

Тестовые задания

Генеалогический метод как универсальный метод изучения наследственности человека

Разделы: Биология

Учебно-исследовательская работа студентов (УИРС) в Черемховском медицинском техникуме в период профессиональной подготовки является одной из основных форм самостоятельной работы студентов

УИРС – является одним из активных методов обучения деятельностного характера, что соответствует новым требованиям ФГОС. Студенту в процессе профессиональной подготовки самостоятельно приходится из большого числа научно – методической и профильной литературы находить отдельные теоретические выкладки, а также самостоятельно проводить инструментальные и лабораторные исследования с последующим анализом полученных результатов.

При проведении УИРС у студентов формируются определенные общекультурные и профессиональные компетенции, через развитие интеллектуальных и профессиональных умений (работать с литературой разного характера, выделять главное, уметь анализировать, планировать свою деятельность, выдвигать предположение, проводить исследование, анализировать результаты, делать выводы и.т.д).

УИРС – это собственный творческий труд студента с итоговыми выводами и суждениями по работе, где студенты выражают свой потенциал будущего исследователя, проявляя интерес к исследовательской работе и понимание её необходимости.

Представляемая работа выполнена в соответствии с требованиями к УИРС.

Цель исследования: использование генеалогического метода с целью выявления наследственных заболеваний в роду.

Практическая значимость: Обучение навыкам составления и анализа родословной. Разработка памятки по составлению и анализу родословных. Просвещение студентов по вопросам генеалогии, развитие интереса к более глубокому изучению проблемы.

Генеалогический метод как универсальный метод изучения наследственности человека

Ковальчук Елена
студентка 2 курса, специальность «Сестринское дело»
Областное государственное бюджетное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
«Черемховский медицинский техникум»
научный руководитель – Склярова Светлана Владимировна

Введение

В настоящее время, по данным Всемирной организации здравоохранения известно около 10 тысяч наследственных заболеваний, которые приобретают все больший удельный вес в общей патологии человека. Основной причиной наследственных болезней считают вредные мутации генов. Изучением наследственных заболеваний человека занимается медицинская генетика. Для диагностики наследственной патологии в медицинской генетике применяется генеалогический метод. Этот метод является доступным и информационным, он даёт возможность установить наследуемый характер заболевания, тип передачи дефектного гена, проследить возможный риск проявления его у близких родственников.

Выбор темы обусловлен интересом к изучению родословной моей семьи, так как в нашем роду отмечаются часто повторяющиеся заболевание, возникла необходимость изучения его наследственной природы.

Цель исследования: использование генеалогического метода с целью выявления наследственных заболеваний в роду.

Объект исследования: родословная семьи Ковальчук Елены Игоревны по линии матери.

Задачи исследования:

  1. Проанализировать научную основу генеалогического метода.
  2. Путем практического применения метода составить родословную семьи.
  3. Сделать анализ родословной, выявить характер и тип наследуемых признаков.
  4. Разработать памятку по составлению и анализу родословных.

Методы исследования: изучение и анализ общей и специальной литературы, наблюдение, метод интервью, качественный анализ родословной.

Практическая значимость: Обучение навыкам составления и анализа родословной. Разработка памятки по составлению и анализу родословных. Просвещение студентов по вопросам генеалогии.

Глава 1. Генеалогический метод изучения наследственности человека

Таким образом, генеалогический метод, широко применяется при решении теоретических и прикладных проблем: установление наследственного характера признака; определение типа наследования заболевания. Определить прогноз заболевания и рассчитать риск для потомства.

В генеалогическом методе, можно выделить 2 этапа: 1этап – составление родословных; 2 этап – использования генеалогических данных для генетического анализа.

Глава 2. Составление и анализ родословной

Таким образом, составление родословной с учетом основных правил и требований позволит успешно провести качественный анализ родословной, который в свою очередь даст наиболее полную информацию о характере и типе наследуемого признака, а также определит вероятность передачи признака последующим поколениям.

Глава 3. Критерии типов наследования

Таким образом, изучив критерии типов и особенности наследования признаков становиться возможным, более точно установить характер наследования признаков в изучаемой родословной и предположить вероятность проявление гена в последующих поколениях

Глава 4. Родословная и ее анализ

4.1 Составление родословной

С целью выявления наличия в роду наследуемых болезней составлена родословная, с учетом основных требований (Приложение).

Определена «легенда родословной», включающая в себя: краткую запись с точной характеристикой членов семьи и его родства с пробандом, сведения о состоянии здоровья членов родословной, информацию о характере наследования заболевания и особенностях его проявления, о начале и характере течения заболевания, о возрасте. Информация получена методом опроса родственников, прежде всего родителей, а также бабушек и дедушек. Собранная информация позволила провести анализ родословной, а именно установить наследуемый ли признак, а также понять характер наследования данного заболевания.

4.2 Анализ родословной

С целью установления наследственных закономерностей проведен генетический анализ родословной, который показал:

В первом, третьем и четвертом поколениях по вертикальному направлению отмечаются по одному случаю заболевания тонзиллитами – это говорит о наследственном характере признака, так как это повторяющиеся случаи заболевания. Тонзиллит не является наследственным заболеванием, поэтому определяется наследственная предрасположенность к данному заболеванию, в основе которого лежит снижение иммунного ответа на возбудитель заболевания.

Читайте также:
Норма глюкозы в крови капиллярной и венозной - допустимые значения для ребенка и взрослого

Установлен аутосомно-доминантный тип наследования признака, так как в первом, третьем и четвертом поколениях отмечается по одному случаю заболевания тонзиллитом у женщин, то есть наблюдается прямая передача признака от одного из больных родителей к детям, в данном случае от матери к ребенку (дочерям) – это свойственно для данного типа наследования признака.

Данный тип наследования подтверждает тот факт, что во втором поколении заболевание не проявилось, это говорит о неполной пенетрантности потомков больного человека, то есть человек, будучи внешне здоровым, но он передает своим детям гены, отвечающие за это заболевание, либо предрасположенность к нему, как в нашем случае.

Для данного типа наследования характерно нарастание тяжести патологических нарушений в последующих поколениях, которых поддаются коррекции путем профилактических мероприятий.

Таким образом, результаты анализа родословной позволили установить:

  1. Характер наследуемого признака – наследственная предрасположенность к снижению иммунного ответа на возбудитель тонзиллита;
  2. Определить тип наследуемого признака как аутосомно-доминантный.
  3. Предположить, что последующие поколения от пробанда могут наследовать данный признак.
  4. Для избегания нарастания тяжести патологических нарушений в последующих поколениях необходимо проводить профилактические мероприятия.

Заключение

Данное исследование было направлено на применение генеалогического метода с целью выявления наследственных заболеваний в роду.

По данной проблеме изучена специальная литература, содержание которой отражает научную основу генеалогического метода. Теоретическое изучение вопроса указывает на актуальность изучения генетики человека в связи с учащением проявления наследственных заболеваний, в том числе на своевременную диагностику наследственных заболеваниях.

Важную роль в диагностики данной категории заболеваний отводят генеалогическому методу. Данный метод характеризует высокая эффективность, так как является наиболее информационным, а также доступным для любого человека, интересующимся историей развития своей семьи или рода, в том числе наличием в роду наследственных заболеваний.

В процессе применения генеалогического метода на практике составлена родословная и сделан ее качественный анализ. Результаты анализа показали:

  1. Наличие в роду наследственной предрасположенности к тонзиллитам, в основе которого лежит снижение иммунного ответа на возбудитель.
  2. Предрасположенность к заболеванию передаётся по женской вертикальной линии.
  3. Наследование признака относится к аутосомно-доминантному типу наследования.
  4. При данном типе наследования признака характерно нарастание тяжести патологических нарушений в последующих поколениях.

Таким образом, анализ родословной позволяет понять ее наследственную природу, то есть удалось установить характер и тип наследуемого признака.

Генеалогический метод подтверждает свою универсальность, так как позволил определить характер и тип наследования признака, предположить риск для будущих поколений. Остается наиболее доступным и информационным методом в диагностике генетических заболеваний.

В ходе работы, по результатам исследования установлено, что проявление генетических заболеваний, а также снижение нарастания тяжести патологических нарушений в последующих поколениях можно избежать, осуществляя профилактические мероприятия.

Соблюдение рекомендуемых профилактических мероприятий, обеспечивающие ведение здорового образа жизни, позволят предупредить частые обострения заболевания, снизить риск развития нарастания тяжести патологических нарушений в последующих поколениях и соответственно снизит вероятность передачи пробандом мутантного гена последующим поколениям.

Таким образом, здоровый образ жизни является залогом предупреждения проявления у человека не только ненаследственных, но и генетических заболеваний.

Особенности клинико-генеалогического метода обследования больных с наследственной патологией.

Генеалогический метод – это метод изучения родословных, с помощью которого прослеживается распределение болезни в семье или роду с указанием типа родственных связей между членами родословной.

Генеалогический метод относится к наиболее универсальным методам в медицинской генетике. Этот метод часто называют клинико-генеалогическим, поскольку речь идет об изучении патологических признаков в семье с привлечением приемов клинического обследования. Он широко применяется при решении теоретических и прикладных проблем:

– для установления наследственного характера признака;

– при определении типа наследования признака или заболевания;

– для оценки пенетрантности гена;

– при анализе сцепления генов и картировании хромосом;

– при изучении интенсивности мутационного процесса;

– при расшифровке механизмов взаимодействия генов.

Особое место генеалогический метод занимает при медико-генетическом консультировании, являясь подчас решающим или единственном методом:

– для уточнения природы заболевания;

– при постановке диагноза наследственного заболевания;

– для дифференциальной диагностики наследственных болезней;

– при оценке прогноза заболевания;

– при расчете риска для потомства;

– для выбора адекватных и оправданных методов дородовой диагностики.

При клинико-генетическом методе выделяют два последовательных этапа:

1. составление родословной и ее графическое изображение;

2. генетический анализ полученных данных.

Обозначения, принятые при составлении родословных. Составление и анализ родословных. Особенности при аутосомно-доминантная, аутосомно-рецесивная, сцепленные с полом типах наследования.

Составление родословной. Сбор сведений о семье начинается с пробанда —индивида, который является предметом интереса врача к данной конкретной родословной. Чаще всего это больной или носитель изучаемого признака. Однако за медико-генетической консультацией могут обращаться и здоровые индивиды по разным причинам, и в это случае лучше употреблять термин «консультирующийся». Дети одной родительской пары называются сибсами. Если сибсы имеют только одного общего родителя, они называются полусибсами. Различают единоутробных (общая мать) и единокровных (общий отец) полусибсов.

Обычно родословная собирается по одному или нескольким признакам. Чаще всего больного или консультирующегося беспокоит какое-то конкретное заболевание или признак.

Необходимо собирать сведения, касающиеся не только наличия конкретного заболевания или патологического признака в семье, но и информацию о всех случаях заболеваний, встречающихся среди членов семьи. Важно получить информацию о спонтанных абортах, мертворождениях и ранней детской смертности. Они могут иметь прямое отношение к существу вопроса и сыграть важную роль при оценке прогноза. Всегда нужно получить хотя бы основные данные с обеих сторон, даже если речь идет об аутосомно-доминантном заболевании, унаследованном от одного из родителей.

Для анализа и наглядного представления собранной информации используют графическое изображение родословной. Для этого используют стандартные символы и приемы.

Графическое изображение родословной должно сопровождаться «легендой родословной», которая является обязательным элементом описания родословной и включает:

1. описание состояния здоровья члена родословной, информация о котором важна для понимания характера наследования заболевания или особенностей его клинического проявления;

2. возраст начала и характер течения заболевания у пораженных;

Читайте также:
Тиреотропный гормон: норма ТТГ, что значит повышенный и пониженный

3. причину смерти и возраст на момент смерти члена родословной;

4. описание методов диагностики и идентификации заболеваний, перечень источников медицинских и других сведений.

Нужно стремиться к получению наиболее полного и объективного первичного материала, который является основой статистического и генетического анализа и, соответственно, залогом правильности и точности полученных в результате выводов.

Генеалогический анализ родословной. Целью генетического анализа является установление генетических закономерностей.

Первая задача при анализе родословной – установление наследственного характера признака. Если в родословной встречается один и тот же признак несколько раз, можно думать о его наследственной природе. Однако надо прежде всего исключить возможность фенокопии.

После того, как установлен наследственный характер заболевания, необходимо установит тип наследования. Для этого используют принципы генетического анализа и различные статистические методы обработки данных, полученных из родословной.

Менделеевским закономерностям наследования подчиняются только моногенные наследственные заболевания, т.е. заболевания, этиологическим фактором которых является мутации одного гена. В зависимости от локализации и свойств гена различают аутосомно-доминантный и аутосомно-рецессивный типы наследования, когда ген расположен в одной из 22 пар аутосом, Х-сцепленные доминантный и рецессивный типы наследования, когда ген расположен в Х-хромосоме, Y-сцепленное наследование, когда ген расположен в Y-хромосоме, а также митохондриальное наследование, когда мутация происходит в геноме митохондрий.

Аутосомно-доминантный тип наследования. Если заболевание обусловлено редким аутосомно-доминантным геном, то абсолютное большинство больных в популяции рождаются в браках между пораженным и здоровым супругом. В этом случае один из родителей гетерозиготен по аутосомно-доминантному гену (Аа), а другой гомозиготен по нормальному аллелю (аа). В таком браке возможны следующие варианты генотипов у потомства: Аа, Аа, аа, аа.

В целом основными критериями, позволяющими заподозрить аутосомно-доминантный тип наследования заболевания, являются:

– заболевание проявляется в каждом поколении без пропусков;

– каждый ребенок родителя, больного аутосомно-доминантным заболеванием, имеет 50% риск унаследовать это заболевание;

– непораженные дети больных родителей свободны от мутантного гена и имеют здоровых детей;

– заболевания наследуются лицам мужского и женского пола одинаково часто и со сходной клинической картиной.

Спорадическим называется единственный случай наследственного доминантного заболевания в семье. Он может являться следствием мутации, вновь возникшей в зародышевых клетках одного из здоровых родителей.

Аутосомно-рецессивный тип наследования. Заболевания с этим типом наследования проявляются только у гомозигот, которые получили по одному рецессивному гену от каждого из родителей. Оно встречается у сибсов пробанда, но иногда встречается и в боковых ветвях родословной.

Для редких аутосомно-рецессивных заболеваний характерны следующие признаки:

– родители больного ребенка, как правило, здоровы и являются гетерозиготными носителями патологического аллеля;

– мальчики и девочки заболевают одинаково часто;

повторный риск рождения ребенка с аутосомно-рецессивным заболеванием составляет 25%;

отмечается «горизонтальное» распределение больных, т.е. пациенты чаще встречаются в пределах потомства одной родительской пары;

наблюдается увеличение частоты больных детей в родственных браках, причем, чем реже аутосомно-рецессивные заболевания, тем чаще больные происходят из кровнородственных браков;

в браке двух пораженных родителей все дети будут больны.

Наследование, сцепленное с Х-хромосомной. Гены, локализованные в половых хромосомах, по-разному распределяются у мужчины и женщин. В клинической генетике практическое значение имеют Х-сцепленные заболевания, т.е. такие, когда патологический ген расположен на Х-хромосоме.

Распределение Х-сцепленного признака зависит от распределения Х-хромосомы, несущей аномальный ген. Учитывая то, что у женщин имеются две Х-хромосомы, а у мужчин одна, женщина, унаследовав патологический аллель, будет гетерозиготой, а мужчина – гемизиготой. Этим определяются основные различия в частоте и тяжести поражения различных полов при Х-сцепленном наследовании, как доминантном, так и рецессивном.

Доминантный Х-сцепленный тип наследования. Заболевания с Х-сцепленным доминантным типом наследования встречаются в 2 раза чаще у женщин, чем у мужчин. Главная характеристика Х-сцепленного доминантного наследования заключается в том, что больные мужчины передают аномальный ген всем своим дочерями и не передают его сыновьям. Юольная женщина передает Х-сцепленный доминантный ген половине своих детей независимо от пола.

Основные признаки Х-сцепленного доминантного типа наследования являются следующие:

– болезнь встречается у мужчин и женщин, но у женщин примерно в 2 раза чаще;

– больной мужчина передает мутантный аллель всем своим дочерям и не передает сыновьям, поскольку последние получают от отца Y-хромосому;

– больные женщины передают мутантный аллель 50% своих детей независимо от пола;

– женщины в случае болезни страдают менее тяжело, чем мужчины.

Рецессивный Х-сцепленный тип наследования. Х-сцепленное рецессивное заболевание всегда проявляется у мужчин, имеющих соответствующий ген, а у женщин – только в случаях гомозиготного состояния.

Основными признаками Х-сцепленного рецессивного наследования являются следующие:

– заболевание встречается в основном у лиц мужского пола;

– признак передается от больного отца через его фенотипически здоровых дочерей половине его внуков;

– заболевание никогда не передается от отца к сыну;

– у женщин-носителей иногда выявляются субклинические признаки патологии;

– в браке женщины-носительницы с больным мужчиной 50% дочерей будут больны, 50% дочерей будут носителями.

Y-сцепленное, или голандрическое, наследование. Длительное время полагали, что Y-хромосома содержит только генетически неактивные участки. В настоящее время в Y-хромосоме выявлена локализация около 20 генов, в том числе гены, определяющие развитие семенников отвечающие за сперматогенез, контролирующие интенсивность роста, определяющие оволосенение ушной раковины, средних фаланг кистей и некоторые другие. Признак, гены которого локализованы в Y-хромосоме, передается от отца всем мальчикам и только мальчикам. Патологические мутации, обусловливающие нарушения формирования семенников или сперматогенеза, не наследуются в связи со стерильностью их носителей.

Митохондриальная или цитоплазматическая наследственность. Митохондриальный геном представлен в виде кольцевой молекулы ДНК, содержащей 16 569 тыс. пар оснований.

Два признака митохондриального типа:

1. заболевание передается только от матери всем детям независимо от пола ребенка;

2. больные отцы не передают заболевание ни сыновьям, ни дочерям – все дети будут здоровыми и передача заболевания прекращается.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: