1 курс / Биология / План-конспект лекции №8

Генетический полиморфизм и морфологическое разнообразие людей

Благодаря значительному объёму человеческого генома и сниженному давлению естественного отбора в генофонде человечества за тысячелетия накоплено большое количество мутантных аллелей многих генов. В результате у людей сформировались разные варианты структурных, функциональных, биохимических и поведенческих фенотипических признаков.

Генетическое разнообразие (полиморфизм) является основой межпопуляционной и внутрипопуляционной изменчивости людей. Изменчивость проявляется в неравномерном распределении по планете некоторых заболеваний, тяжести их протекания в разных человеческих популяциях, разной степени предрасположенности людей к определённым болезням, индивидуальных особенностей развития патологических процессов, реакциях на лечебное воздействие.

Роль генотипа и среды в форми-ровании фенотипа. Эпигенетика.

Фенотипическое разнообразие людей обусловлено не только генотипическим полиморфизмом, но и разнообразием проявления одной и той же генетической информации.

Эпигенетика - это раздел молекулярной биологии, изучающий наследуемые механизмы изменения экспрессии гена и фенотипа клетки без изменения нуклеотидных последовательностей ДНК.

Эпигенетические факторы могут обеспечить вариации проявления одной и той же генетической информации. Эпигенетические механизмы изменения экспрессии генов могут осуществляться и в ядре и в цитоплазме. К ним относятся:

1) Метилирование ДНК – присоединение метильных групп к цитозинам. Метилирование ДНК приводит к инактивации генов.

2) Ремоделирование хроматина – его компактизация и декомпактизация. При компактизации гены выключаются из функции, развиваются хроматиновые болезни.

3) Ацетилирование гистонов – приводит к декомпактизации хроматина и активации генов.

4) Деацетилирование гистонов – приводит к компактизации хроматина и к подавлению экспрессии генов.

5) Косупрессия или РНК-интерференция – подавляется процессинг про-иРНК с помощью малых ядерных РНК.

6) Инактивация одной из Х-хромосом у зародышей женского пола в раннем эмбриогенезе (21 день).

7)Эффект положения генов – изменение фенотипического проявления гена в зависимости от его генного окружения.

8) Парамутации – влияние одного аллельного гена на другой, при этом продукт аллеля, подвергнутого влиянию напоминает продукт мутантного аллеля.

9) Трансфекция – способность энхансера, расположенного в одной хромосоме активировать промотор мутантного гена, расположенного в другом участке хромосомы или в другой хромосоме.

10) Сайленсинг – выключение экспрессии гена путём гетерохроматизации хроматина.

Модификационная изменчивость

Проявление признаков, заложенных в генотипе особи, в значительной степени зависит от среды, которая может способствовать или препятствовать фенотипическому проявлению гена, усиливать или ослаблять степень такого проявления.

Фенотипические изменения, возникающие на основе одного и того же генотипа в разных условиях среды, называют модификациями. Пределы модификационной изменчивости признака называются нормой реакции. Модификации существенно расширяют диапазон вариации проявления генов у всех организмов, включая человека, расширяют полиморфизм его наследственных болезней.

Экспрессивность и пенетрантность

Количественно фенотипическую изменчивость проявления генов оценивают двумя основными показателями: пенетрантностью и экспрессивностью.

Пенетрантность отражает частоту фенотипического проявления признака.

Экспрессивность – это степень выраженности рассматриваемого признака в процентах по отношению к его максимальной выраженности среди всех особей с данным фенотипом.

Неполной пенетрантность и варьирующей экспресссивностью обладают многие гены наследственных болезней человека, что затрудняет их выявление. Варьирующая экспресссивность гена проявляется в различной тяжести клинических симптомов болезни у поражённых членов родо-словной.

Близнецовый метод исследования

С целью определения относительной роли наследственности (генотипа) и среды в формировании определённого признака, для выявления наследственной обусловленности признака в генетике человека используют близнецовый метод. Этот метод позволяет выявить наследуемость признака, определить пенетрантность аллеля (признака), а также оценить эффективность действия на организм некоторых внешних факторов, например лекарственных средств, воспитания, обучения.