Заняття №11. Тема: Множинний алелізм. Генетика груп крові. Плейотропія. Взаємодія алельних і неалельних генів

I. Актуальність теми: У другій половині ХХ-го ст. стало зрозумілим, що нормальні і патологічні менделюючі ознаки і властивості людини становлять незначну частину притаманних виду Homo sapiens ознак і властивостей. Переважна більшість їх має інші механізми формування фенотипу, які спричинені геномним рівнем організації спадкового матеріалу. Кількісні фенотипні відхилення від менделівських законів спричинюють множинні алелі, плейотропія, фенокопії, генокопії, летальні гени, гени-модифікатори, взаємодія алельних і неалельних генів, пенетрантність, експресивність тощо.

Множинними алелями називають різні варіанти одного гена (від трьох до сотень), які виникають внаслідок мутацій в різних його ділянках і відрізняються за своїм фенотипним проявом. При множинному алелізмі окрім домінантного і рецесивного генів з’являються ще й проміжні алелі, які по відношенню до домінантного алеля ведуть себе як рецесивні, а по відношенню до рецесивного, як домінантні. Множинний алелізм притаманний значній частині генів людини. Множинні алелі детермінують групи крові системи АВ0, моногенні хвороби з різним фенотипним проявом, тому ці хвороби часто відносять до різних нозологічних груп. Вони створюють широкий поліморфізм патологічних генотипів і фенотипів.

Молекулярно-генетичні дослідження показали, що один ген може визначати формування кількох ознак. Здатність гена впливати на формування кількох ознак назвали плейотропною дією гена. Завдяки плейотропній дії спадкові хвороби спричинені мутацією одного гена можуть мати кілька клінічних симптомів враження різних органів і тканин. У той же час мутації неалельних генів можуть спричинювати однаковий клінічний прояв. Схожі зміни фенотипів, спричинені мутаціями різних неалельних генів, отримали назву генокопій. Явище плейотропії і генокопії надзвичайно поширені серед спадкових хвороб людини.

Під взаємодією генів розуміють взаємодію між продуктами їх діяльності, яка визначає порядок біохімічних реакцій. Взаємодія генів спричинює кількісну і якісну специфіку прояву кожного гена в конкретному генотипі, тобто його пенетрантність та експресивність. Взаємодія алельних і неалельних генів визначає клінічний прояв спадкових хвороб та хвороб з генетично обумовленою схильністю, реакцію на ліки та чинники середовища. Вона визначає цілісність генотипу як системи дискретних генів, що об’єднані їх функціями. Взаємодія генів формує фенотипні особливості організмів. При схрещуванні дигетерозигот за взаємодії неалельних генів в F₁ формуються різноманітні співвідношення фенотипних класів: 9:3:4; 9:7; 13:3; 12:3:1; 15:1. Генетичний аналіз свідчить, що всі вони є видозміною класичної менделівської форми дигібридного розщеплення 9:3:3:1. Оцінюючи фенотип (нормальний чи патологічний) пацієнта, лікар повинен брати до уваги якісні і кількісні характеристики прояву активності генів ( пенетрантність та експресивність) і враховувати можливість множинної дії генів, плейотропію.

Знання і розуміння зазначених закономірностей формує апарат мислення лікаря.

П. Цілі навчання:

Загальна ціль:

Уміти:

- розглядати генотип людини як цілістну систему, що характеризується структурною дискретністю і функціональною цілісністю.

Конкретні цілі:

Уміти:

- аналізувати сутність, механізми виникнення, успадкування, особливості формування фенотипу при множинному алелізмі;

- інтерпретувати залежність успадкування кількох ознак чи властивостей (в тому числі патологічних) від одного ген;

- прогнозувати вірогідність фенотипного прояву ознак і власитивостей у нащадків в залежності від наявності певних алельних та неальних генів і форм взаємодії між ними;

- інтерпретувати та прогнозувати успадкування груп крові еритроцитарних систем АВ0, MN, резус.