40.Генетика человека.

а) Сущность популяционно-статистического метода. Задачи, решаемые с помощью него в генетике человека.

В медико-биологических исследованиях достаточно часто возникает вопрос установления количественных соотношений индивидуумов с различными генотипами по определенному гену или определения распространенности какого-то гена (в т.ч. патологического) среди населения. Решение этого вопроса возможно благодаря сформулированному в 1908 году, независимо друг от друга, английским математиком Харди (Hardy) и немецким врачом Вайнбергом (Weinberg), закону генетической стабильности популяции. Этот закон в честь ученых, сформулировавших его, получил название закона Харди-Вайнберга.

В медицинской генетике популяционно-статистический метод используется при изучении наследственных болезней населения, частоты нормальных и патологических генов, генотипов и фенотипов в популяциях различных местностей, стран и городов. Кроме того, этот метод изучает закономерности распространения наследственных болезней в разных по строению популяциях и возможность прогнозировать их частоту в последующих поколениях.

Популяционно-статистический метод используется для изучения:

а) частоты генов в популяции, включая частоту наследственных болезней;

б) закономерности мутационного процесса;

б) Закон Харди-Вайнберга: содержание и математическое выражение. Условия идеальной популяции.

В идеальной популяции частота гомозиготных организмов, имеющих доминантный признак, равняется квадрату частоты доминантного гена; частота гетерозиготных организмов равняется удвоенному произведению частот доминантного и рецессивного гена; частота гомозиготных организмов, имеющих рецессивный признак, равняется квадрату частоты рецессивного гена, и это соотношение остается неизменным во всех поколениях пока не будут нарушены определенные условия (условия идеальной популяции).

В идеальной популяции из поколения в поколение сохраняется строго определенное соотношение частот доминантных и рецессивных генов (1), а также соотношение частот генотипических классов особей (2).

p + q = 1, (1) р² + 2pq + q² = 1, (2)

где p — частота встречаемости доминантного гена А; q — частота встречаемости рецессивного гена а; р² — частота встречаемости гомозигот по доминанте АА; 2pq — частота встречаемости гетерозигот Аа; q² — частота встречаемости гомозигот по рецессиву аа.

Условия идеальной популяции:

1. Большая численность (>500 организмов)

2. Свободное скрещивание (панмиксия)

3. Отсутствие давления элементарных эволюционных факторов (мутации, миграции, ЕО)

Понятно, что идеальных популяций в природе не существует, в реальных популяциях закон Харди-Вайнберга используется с поправками.

в) Сущность молекулярно-генетического метода генетики человека.

Молекулярно-генетический метод нашел широкое применение с 70-80 гг. в связи с прогрессом в молекулярной генетике и успехами в изучении генома человека.

Молекулярно-генетический подход основывается на изучении строения ДНК (выделение ДНК, рестрикция, электрофорез, блоттинг, гибридизация). В его основе лежат современные методики работы с ДНК или РНК – полимеразная цепная реакция, секвенирование.

Конечный итог молекулярно-генетического метода заключается в выявлении изменений в определенных участках ДНК, гена или хромосомы. Данный метод применяется в диагностике наследственной патологии, различных заболеваний, в судебной медицине при идентификации личности и т.д.

г) Сущность цитогенетического метода и его применение в генетике человека.

Цитогенетический метод – метод изучения кариотипа человека, основанный на микроскопическом изучении хромосом. Цитогенетический метод активно начал использоваться в практике с 1956 года, когда Дж.-К. Тио и А.Леван установили, что диплоидное число хромосом человека равно 46 (23 пары). В 1959 г. французские ученые Д. Лежен, Р. Тюрпен и М. Готье установили хромосомную природу болезни Дауна. В последующие годы были описаны многие другие хромосомные синдромы.

С помощью цитогенетического метода все хромосомы по положению центромеры и длины плеч разделены на три типа: метацентрические, субметацентрические, акроцентрические.

Однако хромосомы не очень легко отличать одну от другой. Цитогенетики с целью унификации методов идентификации хромосом на конференции в 1960 г. в г. Денвере (США) предложили классификацию, учитывающую величину хромосом и расположение центромеры. Патау в том же году дополнил эту классификацию и предложил разделить хромосомы на 7 групп.

В конце 60-х годов прошлого века были разработаны методы дифференциального окрашивания хромосом человека, которые показали, что каждая пара хромосом имеет свой специфический характер чередования неокрашенных, светло- и темноокрашенных участков. Этот метод дифференциального окрашивания хромосом был положен в основу Парижской классификации хромосом (1971 г.), по которой хромосомы идентифицируются по наличию в них эу- и гетерохромных участков. Для каждой пары аутосом характерна индивидуальная последовательность распределения и закономерность расположения светлых (эухроматиновых) и темных (гетерохроматиновых) участков.

Цитогенетический метод используется для определения истинного пола ребенка и диагностике заболеваний, связанных с изменением числа хромосом и их структуры.

В норме кариотип человека включает 46 хромосом - 22 пары аутосом и две половые хромосомы. Чаще всего хромосомные болезни являются результатом мутаций, произошедших в половых клетках одного из родителей во время мейоза.