Вопрос 34. Моногенные менделирующие признаки (явление полиморфизма, полное, неполное доминирование, кодоминирование, эпистаз, комплементарность, эффект положения, пенетрантность, экспрессивность)

Ген, имеющийся в генотипе в необходимом для проявления количестве (1 аллель для доминантных признаков и 2 аллеля для рецессивных) может проявляться в виде признака в разной степени у разных организмов (экспрессивность) или вообще не проявляться (пенетрантность). Причины:модификационная изменчивость (воздействие условий окружающей среды) и комбинативная изменчивость (воздействие других генов генотипа). Экспрессивность – степень фенотипического проявления аллеля. Например, аллели групп крови АВ0 у человека имеют постоянную экспрессивность (всегда проявляются на 100%), а аллели, определяющие окраску глаз, – изменчивую экспрессивность. Рецессивная мутация, уменьшающая число фасеток глаза у дрозофилы, у разных особей по разному уменьшает число фасеток вплоть до полного их отсутствия. Пенетрантность – вероятность фенотипического проявления признака при наличии соответствующего гена. Например, пенетрантность врожденного вывиха бедра у человека составляет 25%, т.е. болезнью страдает только  1/4 рецессивных гомозигот. Медико-генетическое значение пенетрантности: здоровый человек, у которого один из родителей страдает заболеванием с неполной пенетрантностью, может иметь непроявляющийся мутантный ген и передать его детям.

Эффект положения гена, влияние расположения генов в хромосоме на. проявление их активности. Наблюдается при структурных перестройках хромосом (транслокациях), в результате которых гены активных зон хромосом (эухроматина) могут переноситься в неактивные зоны (гетерохроматин) и инактивироваться и наоборот. При перестройке, возвращающей эухроматиновый ген из гетерохроматина в любую точку зухроматина, функционирование данного гена восстанавливается. Свойство обратимости при Э. п. г. используют для доказательства того, что наблюдаемое изменение проявления данного гена — Э. п. г., а не его мутация. В результате исчезают пуфы в эухроматиновых участках, нарушаются синтезы ДНК и РНК: гетерохроматин при перенесении в эухроматин активируется и становится цитологически не отличим от эухроматина. Нарушение активности при Э. п. г. может наблюдаться одновременно у нескольких эухроматиновых генов, расположенных за геном, непосредственно прилегающим к гетерохроматину, Наиболее изучен т. н. мозаичный Э. п. г., фенотипически проявляющийся в мозаичности, т. е. в появлении измененных соматических клеток на фоне нормальных.

Генетический полиморфизм

 сосуществование в пределах популяции  двух или нескольких различных наследственных форм, находящихся в динамическом равновесии в течение нескольких и даже многих поколений. Чаще всего Г. п. обусловливается либо варьирующими давлениями и векторами (направленностью) отбора в различных условиях (например, в разные сезоны), либо повышенной относительной жизнеспособностью гетерозигот . Один из видов Г. п. — сбалансированный Г. п. — характеризуется постоянным оптимальным соотношением полиморфных форм, отклонение от которого оказывается неблагоприятным для вида, и автоматически регулируется (устанавливается оптимальное соотношение форм).

Хромосомный полиморфизм

Полиморфизм бэндов (Q, G и С) отражает вариации по размерам и аспекту некоторых участков хромосом; чаще всего они затрагивают область центромеры, короткие плечи и спутники хромосом групп D и G, область вторичной перетяжки в длинном плече Y.

Значение полиморфизма: полиморфизм наследуется по доминантному типу, не меняя фенотипического проявления, т.к. обычно ограничен только гетерохроматиновыми участками, неактивными с генетической точки зрения (изменения касаются количества повторяющейся ДНК).

Полиморфизм хромосом используют:

- в качестве маркера передачи некоторых признаков от родителей детям (например, установление отцовства);

- для установления родительского происхождения лишней хромосомы в случае анеуплоидий (например, происхождение дополнительных хромосом при трисомиях);

- для идентификации хромосом, содержащих маркерный ген какой-то моногенной болезни;

- для установления групп сцепления генов;

- для анализа частоты полиморфизма хромосом при некоторых формах лейкемии, а также при наличии врожденных аномалий у детей.

Моногенное наследование

Моногенным называется такой тип наследования, когда наследственный признак контролируется одним геном. Анализируя результаты моно-и дигибридном скрещиваний гороха, он пришел выводу, что:

1) развитие наследственных признаков зависит от передачи потомкам наследственных факторов;

2) наследственные факторы, контролирующие развитие отдельного признака, - парные: один происходит от отца, второй - от матери; в функциональном отношении факторы имеют свойства доминантные и рецессивные признаков; доминантная признак - проявляющей себя, рецессивный признак - себя не проявляет в одинарной дозе;

3) наследственные факторы передаются в ряду поколений, не теряя своей индивидуальности, то есть характеризуются устойчивостью;

4) в процессе образования половых клеток парные аллельные гены попадают в разные гаметы (закон чистоты гамет); восстановление таких пар происходит в результате оплодотворения;

5) материнский и отцовский организмы равной степени участвуют в передаче своих наследственных факторов потомкам. Новое поколение получает не готовы признаки, а только материальные факторы.

Менделирующие признаки человека. Общие законы наследственности одинаковы для всех живых существ. Для человека характерны известные типы наследования признаков: доминантный и рецессивный, аутосомный и сцепленный с половыми хромосомами.

Доминантность или рецессивность - это следствие действия гена, а не его свойство. Менделюющие признаки человека - это признаки, подчиняются или наследуются по закономерностями, установленными Г. Менделем.

Аутосомно-доминантпний пип наследования. Вследствие того, что доминантные гены, вызывающие развитие заболевания, в гомозиготном состоянии основном летальные, то все браки между здоровыми и больными относятся к типу Аа х аа, где А - доминантный ген, определяющий развитие наследственного заболевания, а - рецессивный ген.

По такому типу наследуются некоторые нормальные и патологические признаки:

1) белая прядь волос;

2) волосы жесткое, прямое;

3) шерстисте волосы - короткие, кудрявые, пышные:

4) толстая кожа;

5) способность сворачивать язык трубочкой;

Аутосомно-доминантному типу наследования свойственны следующие признаки:

1) передачи заболевания из поколения в поколения (наследование по вертикали);

2) передача заболевания от больных родителей детям;

3) здоровые члены семьи, как правило, имеют здоровых потомков;

4) оба пола поражаются одинаково часто. Диагностика аутосомно-доминантного типа наследования иногда доставляет некоторые трудности, обусловленные такими свойствами, как пенетрантнисть вероятность проявления гена) и экспрессивность.

Аутосомно-рецессивный тип наследования. Если рецессивные гены локализованы в аутосомах, то появляются они только при браке двух гетеро- зигот или гомозигот по рецессивным аллелем.

Существуют три варианта браков:

1) аа х аа - все дети больные;

2) Аа х аа - 50% детей будут больными, 50% фенотипически здоровы, но являются носителями мутантного гена;

3) Аа х Аа - 25% детей будут больными, 75% фенотипически здоровы, но 50% из них являются носителями пато- логического гена.

По аутосомно-рецессивным типом наследуют- ся такие признаки у человека: волосы прямые, тонкие, кожа тонкая, 0 (1) группа крови, группа крови Rh-, болезни обмена веществ (фенилкетонурия, галактозы- мия и др.)

Частота возникновения аутосомно-рецессивного заболевания находится в прямой зависимости от степени распространенности мутантного гена.

Аутосомно-рецессивный тип наследования имеет ряд отличительных особенностей:

1) от здоровых родителей рождаются больные дети;

2) от больного отца рождаются здоровые дети;

3) болеют в основном сибсов (братья, сестры), а не родители - дети, как при доминантном типе успад- ковка;

4) в родословной преобладает больший процент браков;

5) все здоровые родители больных детей являются гетерозиготными носителями патологического гена;

6) одинаково часто болеют мужчины и женщины;

7) в гетерозиготных носителей соотношение больных и здоровых детей составляет 1:3. При аутосомно-рецессивному типу наследования, как и при аутосомно-доминантному, возможны различного степени экспрессивность признака и частота пенетрантности.

Формы взаимодействия аллельных генов: полное и неполное доминирования, кодоминирование

Домина́нтность (доминирование) — форма взаимоотношений между аллелями одного гена, при которой один из них (доминантный) подавляет (маскирует) проявление другого (рецессивного) и таким образом определяет проявление признака как у доминантных гомозигот, так и у гетерозигот.

Рецесси́вный ген— генетическая информация, которая может подавляться воздействием доминантного гена и не проявляется в фенотипе. Рецессивный ген способен обеспечить проявление определяемого им признака только в том случае, если находится в паре с соответственным рецессивным геном. Если же он находится в паре с доминантным геном, то он не проявляется, так как доминантный ген подавляет его. Свойства, представленные рецессивными генами, проявляются в фенотипе у потомка лишь в том случае, если у обоих родителей присутствует рецессивный ген.