17. Виды взаимодействия аллельных генов. Понятие о пенетрантности и экспрессивности генов.

Взаимодействие аллельных генов в генотипе (в зависимости от фенотипического эффекта): доминирование, неполное доминирование, кодоминирование, межаллельная комплементация, аллельное исключение.

Доминирование — это такое взаимодействие аллельных генов, при котором проявление одного из аллелей (А) не зависит от присутствия в генотипе другого аллеля (А') и гетерозиготы АА' фенотипически не отличаются от гомозигот по этому аллелю (АА).

При неполном доминировании гибриды первого поколения имеют фенотип промежуточный между фенотипами родителей; у гибридов второго поколения расщепление 1:2:1 и по фенотипу, и по генотипу, поскольку каждому генотипу соответствует свой фенотип; расщепление по признаку окрашенный: неокрашенный равно 3:1. Демонстрацией неполного доминирования могут быть наследственные заболевания у человека, проявляющиеся клинически у гетерозигот по мутантным аллелям, а у гомозигот заканчивающиеся смертью (серповидно-клеточная анемия). Иногда гетерозиготы имеют почти нормальный фенотип, а гомозиготы характеризуются пониженной жизнеспособностью.

Кодоминирование - вид взаимодействия аллельных генов, когда на уровне конечного признака в фенотипе проявляются продукты обоих генов (например, формирование признака IV (АВ) группы крови у человека).

Межаллельная комплементация – вид взаимодействия аллельных генов, когда за счет образования гибридного белка у гетерозиготы восстанавливается нормальный фенотип. Такое явление может возникнуть в том случае, если оба аллельных гена мутантны, но мутация в разных участках генов.

Аллельное исключение – вид взаимодействия аллельных генов, когда один из аллельных генов (субгенов или целая хромосома) из пары не работает – продукт гена не образуется (например, выключение субгена при синтезе антител или гетерохроматинизация одной из Х-хромосом у женщин).

- Экспрессивность- Степень выражения гена в признаке.

- Пенетрантность- Частота проявления гена в фенотипе.

18. Типы наследования признаков Моногенное наследование. Характеристика а-д, а-р и кодоминантного типов наследования. Наследование групп крови системы аво и rh

У человека различают два главных типа наследования признаков, обусловленные расположением соответствующих генов в аутосомах или половых хромосомах: аутосомное и сцепленное с полом наследование. Альтернативные варианты признаков наследуются по доминантному или рецессивному типу; описаны случаи промежуточного наследования и кодоминирования. В связи с неприемлемостью гибридологического метода критерии, на основании которых делается заключение о типе наследования у человека, иные.

Моногенные признаки – это дискретные (чаще качественные), т.е. встречающиеся в человеческих популяциях (семьях) в 2–3 альтернативных формах. Альтернативная форма м.п. – результат мутации 1 гена (1 пары). Среда на формирование м.п. или не влияет, или изменяет экспрессивность (пенетрантность) гена. Примеры нормальных моногенных признаков: цвет глаз, волос, группы крови АВ0 (Н), Rh, MNS, HLA и др. К патологическим м.п. относят генные (моногенные) наследственные болезни (Г.Н.Б.) и моногенно обусловленную предрасположенность к болезням. Моногенные (менделирующие) признаки (м.п.) наследуются по моногенному типу (т.е. по законам Менделя).

Моногенное наследование: в зависимости от локализации гена в хромосоме (аутосомный и сцепленный с полом тип); аутосомный и сцепленный с полом тип в зависимости от доминантности или рецессивности признака на: аутосомный – А-Д тип, А-Р тип, кодоминантный тип; сцепленный с полом на: Х-сцеп. (Х-Д тип, Х-Р тип), Y-сцеп., XY-сцеп. тип.

Характеристика А-Д моногенного наследования: наследуются доминантные признаки (Д.П.). Для формирования Д.П. достаточно 1 «дозы» гена (генотип Аа или АА). Для А-Д типа наследования характерно: в семье болеют родители (ль) и дети; болеют лица мужского и женского пола; больные встречаются в каждом поколении; риск рождения больного ребенка при типичном браке (Аа х аа) равен 50%, если пенетрантность (проявляемость) гена 100%. Если пенетрантность гена меньше 100%, то меньше и риск. Типичный брак Аа х аа Заболевания по А-Д типу: зависимые от пола раннее полысение у ♂♂, мигрень у ♀♀, с варьирующей экспрессивностью с. Марфана, с неполной пенетрантностью врожденная катаркта, с поздней проявляемостью с. Гентингтона (после 40 лет). Ахондроплазия, ретинобластома

Характеристика А-Р моногенного наследования: наследуются рецессивные признаки (Р.П.), гены которых локализованы в аутосомах. Для формирования Р.П. требуется 2 «дозы» гена (генотип ааbb). Больные рождаются у здоровых; вероятность рождения больного в браке Аа * Аа равна 25% для каждого ребенка; у больного родителя (др. здоров) рождаются здоровые дети; рецессивность способствует распространению вредных мутаций; все дети и родители больных являются гетерозиготными носителями патологического гена; более высокий, чем в популяции, % кровородственных связей; болеют в основном, сибсы, а не родители и дети, как при А-Д наследовании; теоретическое соотношение больных и здоровых детей у гетерозиготных родителей составляет 1:3; одинаково часто болеют и мужчины, и женщины. Типичный брак :Аа*Аа . Заболевания по А-Р типу: альбинизм;ФКУ, анемия серповидно-клеточная; близорукость; глухота); болезнь Тея-Сакса; акаталазия; гидроцефалия; леворукость; гипотериоз.

Наследование групп крови:

• По законам Менделя, у родителей с I группой крови, будут рождаться дети, у которых отсутствуют антигены А- и В-типа.

• У супругов с I и II группами дети получают соответствующие группы крови. Та же ситуация характерна для I и III групп.

• Люди с IV группой могут иметь детей с любой группой крови, за исключением I, вне зависимости от того, антигены какого типа присутствуют у их партнера.

• Наиболее непредсказуемо наследование ребенком группы крови при союзе обладателей со II и III группами. Их дети могут иметь любую из четырех групп крови с одинаковой вероятностью.

Исключением из правил является так называемый «бомбейский феномен». У некоторых людей в генотипе присутствуют А и В антигены, но не проявляются фенотипически. Правда, такое встречается крайне редко и в основном у индусов, за что это явление и получило свое название.

Бомбейский феномен:

Образование эритроцитарных антигенов А и В контролируется двумя парами неаллельных генов: А, В, О (9q34.1-2) и Н, h (19pl3-ql3). Продуктом гена Н является антиген Н - предшественник

эритроцитарных антигенов. Продукты генов А и В трансформируют вещество Н в соответствующий антиген - агглютиноген А или В мембраны эритроцитов. Продукт гена О не переводит предшественник Н в антиген, и у лиц с генотипом 00 антигены А и В отсутствуют, но в мембране эритроцитов обнаруживается Н-антиген. Редкий ген h приводит к формированию у гомозигот (hh)

фенотипа Бомбей (популяционная частота 1:13000 среди индусов, живущих в окрестностях Бомбея). У таких людей Н-антиген не образуется, поэтому при любом генотипе по системе АВО группакрови будет I (О). Бомбейский фенотип рассматривают как рецессивный эпистаз (hh > А, В, О).

I + I = I ( 100 % )

I + II = I ( 50 % ); II ( 50 % )

I + III = I ( 50 % ) ; III ( 50 % )

I + IV = II ( 50 % ) ; III ( 50 % )

II + II = I (25 % ) ; II ( 75 % )

II + III = I ( 25 % ) ; II ( 25 % ) ;III ( 25 % ); IV ( 25 % )

II + IV = II ( 50 % ) ; III ( 25 % ) ; IV ( 25 % )

III + III = I ( 25 % ) ; III ( 75 % )

III + IV =I ( 25 % ); III ( 50 % ) ; IV ( 25 % )

IV + IV =II ( 25 % ) ; III ( 25 % ) ; IV ( 50 % )

Резус-фактор - это липопротеин (белок), расположенный на мембранах эритроцитов у 85% людей (они считаются резус-положительными). В случае его отсутствия говорят о резус-отрицательной крови. Эти показатели обозначаются латинскими буквами Rh со знаком «плюс» или «минус» соответственно.

Группа крови

матери Группа крови отца

Rh(+) rh(-)

Rh(+) Любой Любой

rh(-) Любой Резус-отрицательный