Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Чебышев Н.В. Гринева Г.Г. Биология 2000

.pdf
Скачиваний:
1279
Добавлен:
07.02.2015
Размер:
14.4 Mб
Скачать

-211-

Синдром Гарднера

Колоноскопия,

Колектомия

Предупреждает рак

 

доброкачественные кисты,

 

толстой кишки

 

липомы, фибромы при

 

 

 

физическом обследовании

 

 

Семейный

Определение кальция,

Операция

Предотвращает

гиперпаратиреоз

фосфора, паратиреоидного

 

повреждение почек и

 

гормона в сыворотке

 

другие последствия

 

 

 

гиперкальцемии

Полиэндокринный

Определение кальция и

Операция

Предотвращает

аденоматоз

фосфора в сыворотке, сахара в

 

последствия

 

крови, рентгеноскопия

 

гиперпаратиреоза,

 

желудочно-кишечного тракта и

 

гипогликемию, язву

 

черепа

 

желудка

Медуллярный рак

Определение кальцитонина,

Операция

Предотвращает

щитовидной железы,

измерение кровяного давления

 

карциному

синдромы

 

 

щитовидной железы

феохромоцитомы

 

 

и последствия

 

 

 

гипертензии

Семейная

Определение сывороточного

Диета,

Предупреждает

гиперхолестеринемия

уровня холестерина и

лекарства

раннее развитие

 

рецепторов липопротеинов

 

сердечно-сосудистых

 

низкой плотности

 

заболеваний

Злокачественная

Сывороточный уровень,

Избегать

Предупреждает

гипертермия

креатинфосфокиназы

общего

случаи с летальным

 

 

наркоза

исходом во время

 

 

 

общего наркоза

Острая

Определение активности

Избегать

Предотвращает

перемежающаяся

порфобилиногендезаминазы в

лекарств,

абдоминальные и

порфирия

эритроцитах

вызывающих

неврологические

 

 

преципитацию

симптомы

 

 

 

 

4.3.13.2.БЛИЗНЕЦОВЫЙ МЕТОД

Среди методов генетического анализа большое значение имеет близнецовый

метод, позволяющий отдифференцировать роль условий среды и генотипа в развитии различных признаков, предрасположения к заболеваниям и др.

Суть метода в сравнении разных групп близнецов, исходя из сходства и

различия их генотипов и среды; в которой они росли. При этом сопоставляют:

монозиготных близнецов с дизиготными;

монозиготных близнецов между собой;

результаты анализа близнецовой выборки в общей популяции.

Близнецы могут быть однояйцевыми (монозиготными, идентичными) или разнояйцевыми (дизиготными, неидентичными). Однояйцевые близнецы возникают на самых ранних стадиях дробления зиготы, когда два или четыре бластомера при обособлении сохраняют способность развиться в полноценный организм (рис. 199).

Зигота делится митозом, поэтому генотипы однояйцевых близнецов идентичны.

Однояйцевые близнецы всегда одного пола (рис. 200).

-212-

Рис. 199. Схема плодных оболочек у близнецов. А - монозиготные или дизиготные близнецы с

раздельными амнионами, хорионами и плацентами. Б - монозиготные или дизиготные близнецы с раздельными амнионами и хорионами, но с общей плацентой. В - монозиготные близнецы с раздельными амнионами, но с общим хорионом и общей плацентой. Г - монозиготные близнецы с общими амнионом, хорионом и плацентой.

Рис. 200. Пара однояйцевых близнецов в возрасте 4, 25, 60 и 85 лет (по Кальману)

Разнояйцевые близнецы возникают при оплодотворении двух или нескольких одновременно созревших клеток. Они имеют около 50% общих генов, т.е. подобны

обычным братьям и сестрам, рожденным в разное время, и могут быть однополыми и разнополыми. Частота рождения близнецов невелика и составляет около 1% (1/3

однояйцевые, 2/3 разнояйцевые).

Большинство близнецов - двойни. Многоплодные беременности бывают не

только двойнями, но и тройнями, четвернями и более (рис. 201).

-213-

Рис. 201. Трое монозиготных близнецов (анфас и профиль) в возрасте 10 лет.

Исследование с использованием близнецового метода состоит из трех этапов:

1.Составление выборки. Для этого в популяциях или отбирают всех близнецов, а затем тех, кто имеет анализируемые признаки, или из всего населения

выделяют лиц с данными признаками, а потом среди них - близнецов.

2.Установление зиготности. В основе диагностики зиготности лежит изучение

сходства (конкордантности) и различия (дискордантности) партнеров близнецовой пары (рис. 202, 203) по совокупности таких признаков, которые изменяются под влиянием среды Сравнивают детей по совокупности внешних признаков

(пигментация кожи, волос, форма носа, рук, губ и др.) (рис. 204, 205).

Рис. 202. Пара однояйцевых близнецов.

Рис. 203. Пара однояйцевых близнецов в

Дискордантны по туберкулезу легких (по

возрасте 3, 18, 42, 46 лет. Дискордантны по

Кальману).

шизофрении (по Кальману).

-214-

Рис. 204. Пара однояйцевых близнецов в

Рис. 205. Дизиготные близнецы в возрасте 19

возрасте 14 и 79 лет (по Арбо и Мору).

лет. Следует отметить заметное внешнее

 

сходство.

Монозиготные близнецы конкордантны по всей совокупности признаков, а

дизиготные по некоторым признакам могут быть дискордантны.

Другой метод установления зиготности - иммуногенетический. Близнецов сравнивают по эритроцитарным антигенам системы АВ0, Rh и др., и составу белков

сыворотки.

Эти менделирующие признаки не изменяются в течение жизни и не зависят от внешних факторов. При отсутствии ошибок определения даже единственное

различие может свидетельствовать о дизиготности близнецов.

Используют также метод дерматоглифики (исследование кожных узоров

пальцев рук и ладоней) (рис. 206).

-215-

Рис. 206. Основные типы пальцевых узоров. 1 - дуга, 2 - петля, 3 - переход от петли к завитку, 4

- двойная петля, 5 - завиток. Полужирным выделены главные линии.

Сходство дерматоглифических показателей у монозиготных близнецов значительно больше, чем у дизиготных (рис. 207).

Рис. 207. Отпечатки трех одинаковых пальцев у двух идентичных близнецов.

3. Восстановление пар и групп близнецов по рассматриваемым признакам.

Методы сравнения близнецовых выборок по качественным (дискретным) признакам (ахондроплазия, альбинизм и др.) и количественным (рост, масса тела,

артериальное давление, продолжительность жизни и др.) различны (рис. 208).

-216-

Рис. 208. Монозиготные близнецы в возрасте 10 лет. Дискордантность по росту (по карликовости): низкорослый близнец, рожденный вторым, никогда не умел ходить и говорить. У него обнаружено неспецифицированное прогредиентное нарушение скелета. Он умер вскоре после обследования. У его брата-близнеца нормальный рост, но наблюдается билатеральное расщепление радужной оболочки глаз, которое отсутствует у близнеца-карлика.

Степень конкордантности по качественным признакам у монозиготных близнецов очень высока и стремится к 100%, а у дизиготных меньше - около 70%.

При изучении роли наследственности и среды в формировании

количественных признаков степень различия близнецов определяется у дизигот - наследственностью и средой, у монозигот - только средой.

При идентичном генотипе сходная реакция на внешний фактор (туберкулезная

инфекция) наступает чаще, чем при разных генотипах, что доказывает важную роль генетических факторов. Исследования показали, что высокая конкордантность

способствует не только возникновению болезни, но и ее клиническому проявлению

(рис. 209).

-217-

Рис. 209. Пара однояйцевых близнецов в возрасте 10, 18, 23, 27 лет. Конкордантны по

туберкулезу легких (по Кальману).

Из количественных признаков рост меньше зависит от влияния факторов внешней среды, чем масса. Различие роста между монозиготными близнецами составляет 1,7 см, между дизиготными - 4,4 см.

Монозиготные близнецы значительно чаще болеют формами туберкулеза, одинаковыми по течению и исходу. Монозиготные близнецы обычно проявляют способности к одному и тому же виду деятельности, а дизиготные - к различным.

Близнецовый метод позволил доказать основной закон генетики развития: индивидуальные свойства каждого организма формируются в онтогенезе под

контролем генотипа и среды.

Действие факторов среды на развитие признаков после рождения можно

проследить в том случае, если сразу после рождения их воспитывать отдельно.

-218-

Например, один живет в городе, а другой - в сельской местности. Если близнецы монозиготны, то можно определить влияние факторов среды в формировании признаков, составить представление о норме реакции данного гена. При сравнении моно- и дизиготных близнецов в одной и той же среде можно сделать вывод о роли генов в развитии признаков.

Близнецовый метод позволил применить метод контроля по партнеру. В этом

методе используют только монозиготных близнецов. Зная, что генотипы их одинаковы, можно точно оценить действие внешнего фактора на одного из них, при условии если другой не подвергается этому воздействию и служит контролем. Если монозиготные близнецы конкордантны по болезни, и один из них получает новый лечебный препарат, а другой служит "контролем", то это позволяет получить объективные сведения об эффективности препарата. Метод контроля по партнеру применяют в клинической генетике и фармакологии.

4.3.1З.З.ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД

Цитогенетический метод применяют для:

изучения нормального кариотипа человека;

диагностики хромосомных болезней;

изучения мутагенного действия различных веществ при геномных и хромосомных мутациях;

составления генетических карт хромосом.

Чаще этот метод применяют в культуре тканей (лейкоцитов) (рис. 210). Их помещают в специальную питательную среду, где они делятся. После окраски в метафазе при делении клеток четко видно строение хромосом и их количество. Таким образом можно установить кариотип организма, поставить диагноз при хромосомных болезнях, связанных с хромосомными мутациями и геномными нарушениями.

Рис. 210. "Барабанная палочка". Это образование можно обнаружить примерно в 5%

полиморфноядерных лейкоцитов женщины.

В интерфазных ядрах соматических клеток можно обнаружить тельце Барра или половой хроматин. Это генетически инактивированная Х-хромосома, которая

-219-

всегда присутствует у женщин, и ее нет у мужчин. Проще всего изменение числа Х- хромосом можно обнаружить в эпителиальных клетках слизистой оболочки ротовой полости. После фиксации и окраски этих клеток определенными красителями, в них подсчитывают тельца Барра, или наблюдают их отсутствие (рис. 211).

Рис. 211. Тельце Барра, или половой хроматин. А - клетки женщины в норме имеют одно тельце Барра (указано стрелкой). Б - в клетках мужчин тельце Барра отсутствует. В - у индивидуумов с тремя Х-хромосомами (XXXили ХХХY-синдромы) обнаруживаются два тельца Барра.

Х-хромосомы у мужчин обнаруживают с помощью люминисцентной

микроскопии.

4.3.13.4.БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Биохимические методы применяют в диагностике наследственных болезней и наследственного предрасположения к ним.

Если эти заболевания вызваны генными мутациями, то обычно сопровождаются нарушением всех типов обмена веществ. Установлено около 500

болезней обмена веществ.

Наследственная патология, связанная с нарушениями в ферментативных системах, вызвана рецессивными генами, а затрагивающая структурные белки - доминантными генами.

Если рецессивный ген отвечает за проявление патологического признака, то у гетерозигот может наблюдаться отклонение в обмене веществ. "Например, при фенилкетонурии у гетерозигот признак не проявляется, но после приема

фенилаланина обнаруживается повышенное содержание его в крови, по сравнению с доминантными гомозиготами. Наследственные нарушения обмена веществ почти всегда сопровождаются изменением содержания метаболитов не только в тканях, но

и в биологических жидкостях.

4.3.13.5.ПРЕНАТАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА

Для пренатальной диагностики наследственных заболеваний у будущего ребенка используют метод амниоцентеза (рис. 212). На 15- 16-й неделе

беременности шприцом берут околоплодную жидкость, в которой содержатся клетки плода. Жидкость и клетки изучают цитологическим, биохимическим, иммуногенетическим методами, и при определении тяжелых патологий решают

-220-

вопрос о прерывании беременности.

Рис. 212. А - амниоцентез. Пункция околоплодного пузыря через брюшную стенку. Б - взятие

пробы эпителия ворсинок хориона. В матку проникают через влагалище и шейку матки.

4.3.13.6.ПОПУЛЯЦИОННО - СТАТИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД

Этот метод широко применяют при изучении наследственных болезней

человека. Метод предполагает математическую обработку материала, изучает распространение тех или иных генов на определенных территориях.

Гены могут:

иметь универсальное распространение (например, ген дальтонизма, который проявляется у 7% мужчин и 0,5% женщин, в гетерозиготном состоянии этот ген может быть у 13% женщин);

встречаться в строго определенном районе (например, ген серповидноклеточной анемии, распространенный в странах Средиземноморья

Метод позволяет:

оценить вероятность рождения лиц с определенным фенотипом в данной группе населения или в близкородственных браках;

рассчитать частоту носительства в гетерозиготном состоянии рецессивных

аллелей.

4.3.13.7.ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

Методы генной инженерии позволяют получить отдельные гены и ввести их в геномы других организмов, чтобы изменить фенотип. Сначала выделяют ген из

клетки-донора или его искусственно синтезируют. Этот ген присоединяют к молекуле ДНК (вектору), способной ввести его в клетку-реципиент. Ген включается в геном клетки-реципиента. Происходит активация гена. Полученная информация в фенотипе клетки - реципиента проявляется при транскрипции и трансляции. Роль

вектора могут выполнять фаги, вирусы, плазмиды, ДНК митохондрий.

Методы генной инженерии используются в биотехнологии для получения микроорганизмов, способных синтезировать биологически активные вещества после