- •Фогель ф., Мотульски а. Генетика человека: в 3-х т. Т. 1: Пер. С англ. – м.: Мир, 1989. – 312 с.
- •Ф. Фогель, а.Мотульски генетика человека
- •Фогель ф., Мотульски а. Генетика человека: в 3-х т. Т. 1: Пер. С англ. – м.: Мир, 1989. – 312 с.
- •Предисловие редакторов перевода
- •Предисловие ко второму изданию
- •Предисловие к первому изданию
- •Введение
- •1. История генетики человека
- •1.1. Греки
- •1.2. Ученые до Менделя и Гальтона
- •1.3. Работа Гальтона «Наследование таланта и характера» [248]
- •1.4. Работа Грегора Менделя [266]
- •1.5. Прикладные исследования применительно к человеку: «врожденные ошибки метаболизма» по Гэрроду
- •1.6. Видимые носители генетической информации: первые исследования хромосом
- •1.7. Первые достижения в области генетики человека
- •1.7.1. Группы крови аво
- •1.7.2. Закон Харди-Вайнберга
- •1.7.3. Достижения генетики человека в период 1910-1930 гг.
- •1.8. Генетика человека, евгеника и политика
- •1.8.1. Великобритания и сша [236; 246; 256; 263; 283]
- •1.8.2. Германия [250; 236а]
- •1.8.3. Советский Союз [246, 250]
- •1.8.4. Генетика поведения человека
- •1.9. Развитие медицинской генетики (с 50-х гг. По настоящее время)
- •1.9.1. Генетическая эпидемиология
- •1.9.2. Биохимические методы
- •1.9.3. Индивидуальные биохимические различия
- •1.9.4. Цитогенетика, генетика соматических клеток, пренатальная диагностика
- •1.9.5. Методы исследования днк в медицинской генетике
- •1.9.6. Нерешенные проблемы
- •2. Хромосомы человека
- •2.1. Цитогенетика человека – запоздалое, но счастливое рождение
- •2.1.1. История развития цитогенетики человека
- •2.1.2. Нормальный кариотип человека в митозе и мейозе
- •2.1.2.1. Митоз
- •2.1.2.2. Приготовление и окрашивание препаратов метафазных хромосом [201; 88; 406]
- •2.1.2.3. Нормальный кариотип человека в метафазе митоза
- •2.1.2.4. Мейоз
- •2.2. Хромосомные заболевания человека
- •2.2.1. Синдромы, связанные с аномалиями числа хромосом
- •2.2.2. Синдромы, связанные со структурными аномалиями аутосом
- •2.2.2.1. Кариотипы u клинические синдромы
- •2.2.2.2. Сегрегация и пренатальная селекция транслокаций: методологические аспекты
- •2.2.3. Половые хромосомы
- •2.2.3.1. Первые наблюдения
- •2.2.3.3. Дозовая компенсация х-хромосомы млекопитающих [357]
- •2.2.4. Хромосомные аберрации и спонтанные аборты [413]
- •2.3. Организация генетического материала в хромосомах человека
- •2.3.1. Структура хроматина
- •2.3.1.1. Уникальная и повторяющаяся днк
- •2.3.1.2. Гетерохроматин
- •2.3.1.3. Нуклеосомная структура хроматина [1172; 427]
- •2.3.1.4. Интеграция хроматиновых волокон в хромосомную структуру
- •2.3.1.5. Интегральная модель структуры хромосомы
- •2.3.2. Генетический код
- •2.3.3. Тонкая структура генов человека: «Новая генетика»
- •2.3.3.1. Анализ гена человека
- •2.3.3.2. Рестрикционные эндонуклеазы
- •2.3.3.3. Гибридизация нуклеиновых кислот
- •2.3.3.4. Секвенирование днк [117; 122; 381]
- •2.3.3.5. Сортировка хромосом при помощи цитофлуорометрии
- •2.3.3.6. Анализ β-глобинового гена и обобщение опыта исследования одного гена.
- •2.3.3.7. Структура гена фактора VIII (антигемофилический фактор)
- •2.3.3.8. Семейства генов
- •2.3.3.9. Полиморфизм сайтов рестрикции [548; 507; 505]
- •2.3.4. Динамичность генома
- •2.3.5. Геном митохондрий
- •2.3.6. Новая генетика и концепция гена
- •3. Формальная генетика человека
- •3.1. Менделевские типы наследования и их приложение к человеку
- •3.1.1. Кодоминантный тип наследования
- •3.1.2. Аутосомно-доминантиый тип наследования
- •3.1.3. Аутосомно-рецессивный тип наследования
- •3.1.5. Родословные, не соответствующие простым типам наследования
- •3.1.6. «Летальные факторы» [696]
- •3.1.7. Гены-модификаторы
- •3.1.8. Количество известных заболеваний человека с простым типом наследования
- •3.2. Закон Харди—Вайнберга и его приложения
- •3.2.1. Формулировка и вывод закона
- •3.2.2. Соотношения Харди—Вайнберга доказывают генетическую основу групп крови системы аво
- •3.2.3 Генные частоты
- •3.3 Статистические методы формальной генетики: анализ сегрегационных отношений
- •3.3.1. Сегрегационные отношения как вероятности
- •3.3.2. Простые вероятностные проблемы в генетике человека
- •3.3.3. Тестирование сегрегационных отношений в отсутствие смещений, связанных с регистрацией: ко доминантное наследование
- •3.3.4. Тестирование сегрегационных отношений: редкие признаки
- •3.3.5. Дискриминация клиникогенетических вариантов: генетическая гетерогенность
- •3.3.6. Заболевания со сложным типом наследования
- •3.4. Сцепление: локализация генов на хромосомах
- •3.4.1. Классические подходы в экспериментальной генетике: эксперименты по скрещиванию и гигантские хромосомы
- •3.4.3. Анализ сцепления у человека: гибридизация клеток и днк-технология
- •3.5. Тесно сцепленные и функционально родственные гены
- •3.5.1. Некоторые примеры из экспериментальной генетики
- •3.5.2. Некоторые особенности генетической карты человека
- •3.5.3. Почему существуют кластеры генов?
- •3.5.4. Группы крови: Rh-комплекс, неравновесие по сцеплению
- •3.5.5. Главный комплекс гистосовместимости (мнс) [193; 188]
- •3.5.6. Генетическая детерминация мимикрии у бабочек
- •3.5.7. Гены х-хромосомы человека, имеющие родственные функции
- •3.5.8. Неравный кроссинговер
- •3.6. Условия и ограничения генетического анализа у человека: мультифакториальное наследование
- •3.6.1. Уровни генетического анализа
- •3.6.1.1. Генный уровень
- •3.6.1.2. Анализ продукта гена: биохимический уровень
- •3.6.1.3. Качественный феногенетический анализ: простые типы наследования
- •3.6.1.4. Генетический анализ на уровне количественного фенотипа – биометрический уровень
- •3.6.1.5. Концепция наследуемости
- •3.6.1.6. Один пример: рост
- •3.6.1.7. Количественная генетика; концепции Менделя и Гальтона
- •3.6.2. Мультифакториальное наследование в комбинации с пороговым эффектом
- •3.6.2.1. Описание модели: эксперименты на животных
- •3.6.2.2. Простая теоретическая модель
- •3.6.2.3. Как нужно использовать модель для анализа данных [925]?
- •3.6.2.4. Какой вывод следует сделать, если статистический анализ не дает четкого ответа?
- •3.6.2.5. Индуцированные радиацией доминантные мутации у мыши: мутации главных генов, не выявленные у человека
- •3.6.2.6. Идентификация элементарных клинико-генетических вариантов моногенного наследования с использованием дополнительных фенотипических критериев
- •3.6.2.7. Как анализировать мулыпифакториальный признак, если отдельные формы с простыми типами наследования выделить нельзя?
- •3.7. Генетический полиморфизм и патология
- •3.7.1. Новая стратегия исследований
- •3.7.2. Ассоциация заболеваний с группами крови
- •3.7.2.1. Система аво
- •3.7.2.2. Kell-система
- •3.7.3. Система hla и заболевания [888, 207а]
- •3.7.4. Полиморфизм α1-антитрипсина и патология [749, 653]
- •3.8. Концепция: природа - воспитание. Близнецовый метод
- •3.8.1. Исторические замечания
- •3.8.2. Исходная концепция
- •3.8.3. Биология близнецовости
- •3.8.4. Ограничения близнецового метода
- •3.8.5. Диагностика зиготности
- •3.8.6. Применение близнецового метода для анализа альтернативных признаков
- •3.8.7. Пример: проказа в Индии
- •3.8.8. Близнецовые исследования других широко распространенных заболеваний
- •3.8.9. Близнецовый метод в изучении признаков с непрерывным распределением
- •3.8.10. Значения оценок наследуемости: данные по росту
- •3.8.11. Метод близнецовых семей [768; 732]
- •3.8.12. Метод контроля по партнеру [680]
- •3.8.13. Вклад генетики человека в теорию болезней [923]
- •3.8.14. Современное представление о генетике широко распространенных болезней [808, 810]
- •3.8.14.1. Биологические и патофизиологические подходы к генетической этиологии широко распространенных заболеваний
- •3.8.14.2. Генетика ишемической болезни сердца (ибс) [847; 827; 570]
- •Ассоциации ишемической болезни сердца с генетическими маркерами [570, 801]
- •Оглавление
- •Электронное оглавление
- •1. История генетики человека 20
- •2. Хромосомы человека 35
- •3. Формальная генетика человека 151
3.8.4. Ограничения близнецового метода
Систематические различия между близнецами и неблизнецами. Цель близнецовых исследований заключается в получении результатов, применимых не только к близнецам, но и ко всей популяции. В любом близнецовом исследовании ставится следующий вопрос: отличаются ли близнецы от неблизнецов по изучаемому признаку? Любые различия могут снизить обоснованность каких-либо выводов, полученных для близнецовых групп.
При сравнении некоторых физиологических признаков выявились различия между близнецами и неблизнецами в период эмбрионального развития. Частота перинатально выявляемых аномалий у близнецов была выше. Их более низкий вес при рождении можно лишь частично отнести за счет меньшей продолжительности беременности. Частота мертворождений и смертности детей в раннем возрасте для близнецов значительно выше, чем для одиночек:
3. Формальная генетика человека 281
выше для них и риск умственной отсталости предположительно (во всяком случае частично) вследствие осложнений в период беременности и во время родов. Даже средний IQ как МЗ, так и ДЗ близнецов намного ниже, чем в контрольной популяции.
По-разному ли действуют средовые факторы на МЗ и ДЗ близнецов? Может ли это различие изменить вероятность проявления изучаемого признака? Ответы на эти вопросы важны, поскольку исходная концепция (разд. 3.8.2) близнецового метода предполагает, что партнеры в близнецовых парах независимо от зиготности развивается в идентичных пренатальных и постнатальных средовых условиях. Наиболее прocтым показателем этого может служить вес при рождении. При обследовании выборки однополых близнецов (572 индивида), сгруппированных по полу и типу зиготности, включая характер прикрепления плаценты, были получены следующие данные [843]:
Оказалось, что масса МЗ близнецов обоего пола меньше, чем ДЗ. Тип плаценты не влияет на среднюю массу живорожденных. Следовательно, вероятнее всего, именно тип зиготности, а не особенности прикрепления плаценты определяет различия новорожденных по массе.
Монохорионные партнеры (всегда монозиготные) обнаруживают по массе при рождении значительные внутрипарные различия, которые достигают иногда более ?000 граммов. Такие различия, могут быть следствием артериовенозных анастомозов, приводящих к хроническому «синдрому переливания», который заключается в постоянном неправильном питании и в значительном снижении содержания в крови гемоглобина и белков сыворотки у близнеца-донора. Поскольку более 20% всех МЗ близнецов являются монохорионными, указанный синдром, вообще говоря, мог бы объяснить большие внутрипарные различия в массе новорожденных МЗ близнецов, ненаблюдаемые у ДЗ близнецов [567]. Это прямо означает, что масса новорожденных не может служить тем признаком, для которого имеет смысл использовать близнецовый метод, например, для оценки наследуемости. Однако внутриутробное развитие влияет и на другие признаки. В табл. 3.28 (по сообщениям нескольких авторов) приведена частота некоторых врожденных пороков у близнецов и одиночек. Хотя частоты врожденных пороков сильно варьируют в пяти изученных выборках (возможно, из-за различия в диагностике), в целом в каждой из этих выборок пороки встречаются чаще у близнецов. Эта тенденция становится более четкой, когда рассматривают отдельные типы
Таблица 3.28. Частота некоторых врожденных пороков у близнецов и одиночек на 1000 рождений |
|||||
Тип порока |
Источник |
Частота у одиночек |
Частота у близнецов |
||
|
общая |
одинаковый пол |
разный пол |
||
Врожденный |
а |
0,74 |
1,65 |
1,82 |
1,27 |
порок |
б |
2,8 |
6,3 |
— |
— |
сердца |
в |
0,59 |
0,71 |
0,81 |
0,49 |
Анэнцефалия |
а |
0,92 |
1,24 |
1,52 |
0,64 |
|
б |
1,3 |
1,2 |
— |
— |
|
в |
0,23 |
0,37 |
0,45 |
0,22 |
Гидроцефа- |
а |
0,61 |
0,72 |
0,91 |
0,32 |
лия |
б |
1,0 |
3,1 |
— |
— |
|
в |
0,30 |
0,40 |
0,45 |
0,31 |
Заячья губа |
а |
1,21 |
0,34 |
1,68 |
0,64 |
и (или) |
б |
0,8 |
0,4 |
— |
— |
волчья пасть |
в |
1,11 |
1,07 |
1,10 |
1,01 |
Источники: a-Stevenson et а/ (1966); б-Edwards (1968); в-Hay, Wehrung (1970) [см. 843]. |
|||||
282 3. Формальная генетика человека
аномалий. У близнецов риск повышается по крайней мере для врожденных пороков сердца, анэнцефалии, гидроцефалии, незаращения губы и нёба. Для всех четырех признаков риск для однополых близнецов выше, чем для разнополых. Отсюда следует, что МЗ близнецы поражаются чаще, чем ДЗ. Такое различие легко объяснить «синдромом переливания». Если это объяснение справедливо, то пороки следует ожидать только у одного из близнецов, что подтверждается на практике. Например, описаны случаи, когда меньший из партнеров-близнецов рождается недоразвитым и со сросшимися ногами (сиреномелия). На основе данных, собранных Ленцем (1973) [761], этот порок встречается с частотой 1:1000 МЗ рождений, тогда как частота его в общей популяции в 60 раз меньше и составляет 1: 60 000.
Близнецовые исследования при врожденных пороках, основанные на случайных выборках, обнаруживают относительно низкий уровень конкордантности МЗ близнецов (см. табл. 3.31). Однако именно в отношении этих пороков близнецовый метод может дать неоднозначные результаты [843]. Следует также помнить, что, как и во всех других случаях, до проведения близнецового исследования необходимо рассмотреть возможное влияние внутриутробных факторов на развитие самой многоплодной беременности.
Особенности развития близнецов в постнаталъный период. Можно ли близнецов считать «нормальными» детьми? Можно ли результаты измерений экстраполировать на неблизнецовую популяцию? Необходимо упомянуть о следующих фактах.
У близнецов IQ меньше, чем у одиночек, особенно в младших возрастных группах. Это было установлено в 1947 г. при обследовании 11-летних шотландских школьников (включая 794 близнеца, оставшихся одиночными). Такой же результат получен для 95 237 французских школьников в возрасте от 8 до 13 лет (включая 808 близнецов). В 1960 г. Заззо [27] проанализировал данные по IQ и пришел к выводу, что среднее значение у близнецов составляет 93, тогда как популяционная средняя равна 100. Такая же закономерность обнаружена при обследовании всех призывников мужского пола 1948-1952 гг. в Швеции [721]. Выборка охватывала 2935 близнецов, включая мужчин из разнополых пар и тех, у которых близнец умер. Различие составляло примерно 4 пункта по шкале IQ (0,25 стандартного отклонения). Дисперсия IQ была выше также у близнецов, а частота умственной отсталости у них оказалась в два раза выше, чем в общей популяции.
Причины сниженного интеллекта, повидимому, различны. Одной из них может быть преждевременное рождение с небольшими повреждениями мозга, другой - более тяжелая нагрузка на семью в связи с заботами сразу о двух новорожденных.
Близнецы образуют социальную группу. Они в меньшей степени зависят от обмена информацией с внешним миром, поскольку у каждого из них есть «друг, дарованный природой» [587; 27]. Исследования в Центральной Европе показали, что у близнецов часто развивается «собственный язык», и скорее всего именно поэтому они научаются говорить позже других детей. Это в большей степени характерно для МЗ близнецов. Обычно они проводят больше времени вместе, часто сознательно стремятся быть во всем одинаковыми, в то время как ДЗ близнецы стремятся скорее подчеркнуть различие. Заметим, однако, что желание быть одинаковыми сильнее выражено у близнецов женского пола, нежели мужского. С другой стороны, известны случаи, когда у близнецов возникает протест против идентичности, особенно выраженный у МЗ близнецов мужского пола и приводящий даже к «близнецовой вражде» [918]. Один близнец может больше подчиняться отцу, а другой – матери, и это приведет к заметным поведенческим различиям между близнецами. Другой, часто наблюдаемый феномен в поведении близнецов - разделение ролей. Один из них осуществляет контакты с внешним миром, он обычно отвечает, когда обращаются к обоим, другой принимает решения по тем проблемам, которые касаются обоих близнецов. Или один может доминировать, а другой подчиняться. Такое разделение ролей, характерно и для МЗ, и для ДЗ близнецов, но, по-видимому, чаще встречается у МЗ близнецов. Это может
3. Формальная генетика человека 283
привести к ложной дискордантности МЗ близнецов по поведенческим признакам.
Совершенно ясно, что эти особенности близнецовых взаимоотношений необходимо учитывать, особенно когда исследуются такие личностные характеристики, как «экстраверсия» и «невротическое состояние». Еще важнее, что эти отношения подвержены влиянию меняющихся в обществе стандартов. Раньше сходство близнецов обычно поощрялось: их одинаково одевали и отдавали в одну школу. Теперь многие педагоги рекомендуют подчеркивать различие. Такие особые условия жизни близнецов влияют главным образом на личностные характеристики, что делает близнецовый метод особенно неоднозначным в генетике поведения. Вызывает сожаление, что близнецовый метод часто используется в этой области, но не потому, что есть опасность его переоценки, а скорее потому, что существует очень мало других подходящих методов (разд. 8.2). Недостатки близнецового метода можно преодолеть, если изучать пары, которые разлучены в раннем возрасте и воспитываются раздельно. Однако на практике такие случаи редки.
В случае соматических заболеваний постнатальные особенности развития близнецов могут и не приводить к таким смещениям, как в генетике поведения. Для хронических инфекционных заболеваний, таких, например, как туберкулез или проказа, конечно, может оказаться важным, имел ли кто-то из партнеров близнецовой пары более тесный контакт с тем из родителей, который был носителем инфекции. В случае мультифакториально-детерминированных «конституциональных» заболеваний взрослых смещения вряд ли будут сильными.
