Близнецовый метод исследования

Исследование генетических закономерностей на близнецах. Монозиготными близнецами называют индивидов, выросших из одной зиготы, т. е. обладающих идентичными генотипами. Дизиготные близнецы развиваются вследствие оплодотворения двух яйцеклеток, имеющих с генетической точки зрения, 50 % общих генов, т. е. сходные как братья и сестры. При близнецовом методе исследования проводят сопоставление монозиготных близнецов с дизиготными, а также монозиготных близнецов. При диагностике близнецовости используют метод сходства (сопоставление по внешним морфологическим признакам - пигментация кожи, волос, форма носа, губ, ушных раковин и т. д.), а также анализируют некоторые моногенные признаки - эритро- и лейкоцитарные антигены, группа белков крови, группы крови и т. д. Какой-либо качественный признак (заболевание) может встречаться у обоих близнецов (конкордантность) или у одного из них (дискордантность). Сопоставление степени парной конкордантности у моно- и дизиготных близнецов дает приблизительный ответ на вопрос о соотношении роли наследственности и среды в развитии заболевания. Если доминирующую роль в возникновении заболевания играет наследственность, то конкордантность у монозиготных близнецов выше, чем у дизиготных. Если в развитии болезни определенную роль играют негененетические факторы, то один из монозиготных близнецов может быть больным, другой здоровым. 

Количественной оценкой доли наследственной обусловленности признака является коэффициент наследуемости (H), рассчитываемый по следующей формуле, предложенной Хольцингером:

Н = (КМБ – КДБ)/(100- КДБ),

где КМБ и КДБ – выраженная в процентах конкордантность признака для моно- и дизиготных близнецов соответственно. Если Н>70%, решающая роль в проявлении признака принадлежит наследственным факторам. При H<30% – средовые факторы являются основными в формировании признака. При промежуточных значениях Н предполагается примерно равное участие в контроле признака как генетических, так и средовых факторов.

Например, при заболевании корью или коклюшем одного из партнеров близнецовой пары вероятность заболевания второго (конкордантность пары) в группах моно и дизиготных близнецов практически одинаковая: 98% и 94%  и 97% и 93%, соответственно. Преобладающая роль инфекционного фактора в данном случае очевидна. При туберкулезе вероятность заболевания второго близнеца в монозиготной паре почти в 3 раза больше, чем в дизиготной –  67% и 23 %. То есть при идентичном генотипе сходная реакция на туберкулезную инфекцию наступает чаще, чем при разных генотипх. Этот факт показывает значительную роль наследственной  предрасположенности ребенка к туберкулезу.

29

Популяционно-статистический метод

С помощью популяционно-статистического метода изучают наследственные признаки в больших группах населения, в одном или нескольких поколениях. Существенным моментом при использовании этого метода является статистическая обработка получаемых данных. Этим методом можно рассчитать частоту встречаемости в популяции различных аллелей гена и разных генотипов по этим аллелям, выяснить распространение в ней различных наследственных признаков, в том числе заболеваний. Он позволяет изучать мутационный процесс, роль наследственности и среды в формировании фенотипического полиморфизма человека по нормальным признакам, а также в возникновении болезней, особенно с наследственной предрасположенностью. Этот метод используют и для выяснения значения генетических факторов в антропогенезе, в частности в расообразовании.

Возможности популяционно-статистического метода:

1. Метод позволяет охарактеризовать генофонд популяции. Генофонд - это совокупность всех аллелей и генотипов в конкретной популяции.

2. Метод позволяет охарактеризовать генетический груз популяции. Генетический груз – это совокупность мутантных аллелей, генотипов, а также распространенность наследственных заболеваний в конкретной популяции.

3. Дает возможность охарактеризовать мутационный процесс, оценить роль наследственности и среды в формировании генетической структуры популяции, в возникновении болезней.

4. Позволяет охарактеризовать демографические процессы в популяциях человека, выявить источники происхождения мутаций (по градиенту частот), определить основные направления миграций населения по спектру мутаций.

 

Основой для выяснения генетической структуры популяций является закон Харди-Вайнберга, 1908 (Дж.Г.Харди - английский математик, В.Вайнберг - немецкий врач). Это закон поддержания генетического равновесия в популяции: в идеальной популяции частоты генов и генотипов находятся в равновесии и сохраняются неизменными в ряду поколений.

Основные положения з-на Харди-Вайнберга:

1. Частота аллелей в популяции – величина постоянная, p+q=1, где р - частота аллеля А; q - частота аллеля а.

 

2. Частота генотипов также величина постоянная и может быть выражена формулой: (p+q)2 = p2+2pq+q2=1, где p2 - частота генотипа АА; 2pq – частота генотипа Аа; q2 – частота генотипа аа.

Главное применение закона Харди—Вайнберга в генетике при­родных популяций — вычисление частот аллелей и генотипов.

30,31

Дерматоглифический анализ — это изучение папиллярных узоров пальцев, ладоней и стоп. На этих участках кожи имеются крупные дермальные сосочки, а покрывающий их эпидермис образует гребни и борозды. Дерматоглифические узоры обладают высокой степенью индивидуальности и остаются неизменными в течение всей жизни. Поэтому их используют для определения зиготности близнецов, для идентификации личности в криминалистике и установления отцовства в судебной медицине. Трудности использования дерматоглифического анализа в медицине заключаются в отсутствии специфических изменений дерматоглифики при определенных заболеваниях. В медико-генетических консультациях дерматоглифический анализ чаще используется в качестве экспресс-метода диагностики некоторых геномных мутаций (болезни Дауна), реже - хромосомных мутаций.

История этого термина насчитывает более 80 лет. Он был введен доктором Гарольдом Камминсом в 1926 г. Английский исследователь Гальтон ещё в 1892 г. доказал, что кожные узоры каждого конкретного субъекта имеют строго индивидуальный характер, не подверженный времени и старению. В деталях ндивидуальная вариабельность рисунка настолько велика, что пальцевые узоры неповторимы даже среди родственно-близких людей.

Собранный за долгие годы изучения материал позволяет использовать дерматоглифический метод (разработан Уайлдером в начале XX века) в современной медицинской и генетической практике. Понятия нормы и патологии гребневых участков кожи позволяют врачам с уверенностью прогнозировать:

• вероятность наследственных заболеваний будущего потомства;

• возможные отклонения в развитии;

• различные генные мутации;

• врожденные дефекты развития (как частный случай — дефекты конечностей);

• гендерные аномалии (определение пола);

• летальные случаи;

• хромосомные заболевания (в т.ч. патологии головного мозга) и др.

Гальтон впервые предложил трехтипную классификацию пальцевых узоров, включающую три основных узорных типа: завиток (whorl), петлю (LOOP) и дугу (aron). 

Например, при синдроме Дауна изменяется расположение петель на последних фалангах, вместо двух сгибательных складок на мизинце наблюдается лишь одна сгибательная складка, а на ладони - лишь одна поперечная складка. При этом синдроме изменяется и такой дерматоглифический показатель, как величина угла аtd (на ладонной поверхности, как и на пальцах, располагаются трирадиусы (дельты) - места схождения различно направленных папиллярных линий, из которых наиболее часто встречаются трирадиусы, обозначались а, t, d). У здоровых людей - причем есть данные, что значение угла atd связано с уровнем интеллекта - угол atd меньше 57 град., а при синдроме Дауна это значение равно 81-90 град. 

32

Пренатальная (иначе говоря — дородовая) диагностика — одно из самых молодых и бурно развивающихся направлений современной репродуктивной медицины. Представляя собой процесс обнаружения или исключения различных заболеваний у находящегося в матке плода, пренатальная диагностика и базирующееся на ее результатах медико-генетическое консультирование отвечают на жизненно важные для каждого будущего родителя вопросы.

Ультразвуковое исследование (УЗИ) во время беременности – очень распространенная процедура; она не имеет никаких побочных эффектов для женщины или плода. Всем ли беременным женщинам следует делать УЗИ – спорный вопрос, скорее всего, такое исследование не требуется во всех случаях. УЗИ проводятся во время беременности по многим причинам. В первые 3 месяца УЗИ показывает, живой ли плод, какого он возраста и сколько развивается плодов. После третьего месяца УЗИ может обнаружить грубые врожденные пороки строения тела, указать, где расположена плацента и адекватно ли количество амниотической жидкости. Пол плода обычно можно определить после 20 недель беременности.

Часто УЗИ используется, чтобы выявить возможные аномалии у плода в том случае, если у беременной женщины выявлено высокое содержание альфа-фетопротеина или в анамнезе семьи имеются врожденные пороки развития. Однако ни один анализ не является абсолютно точным, и нормальный результат УЗИ не гарантирует рождение нормального младенца.

Один из самых распространенных методов, применяемых для обнаружения аномалий перед рождением, – это амниоцентез; его лучше всего проводить между 15-й и 17-й неделями беременности.

Во время процедуры состояние плода контролируется с помощью ультразвука. Врач обращает внимание на сокращения сердца, возраст плода, положение плаценты, локализацию амниотической жидкости и определяет, не является ли беременность многоплодной. Затем под контролем ультразвука врач вводит иглу через брюшную стенку в амниотическую жидкость. Жидкость отсасывается для анализа, и игла удаляется. Результаты обычно готовы через 1-3 недели. Женщины, имеющие резус-отрицательную кровь, после процедуры получают Rh0-(D)-иммуноглобулин, чтобы уменьшить опасность появления антител под воздействием крови плода.

Амниоцентез почти не опасен для женщины и плода. 

33