Неменделевская генетика

Законам Менделям у человека полностью подчиняется наследование не­большого количества признаков. Основная масса признаков, детер-минированных генами, наследуются по законам неменделевской генетики. К таким относятся хромосомные аберрации (синдром Дауна); наследо­вание, сцепленное с полом (цветовая слепота); импринтинг (синдром Прадера-Вилли, Энгельмана); появление новых мутаций (развитие раковых заболеваний); экспансия (инсерция) повторяющихся нуклеотидных последовательностей (мышечная дистрофия Дюшенна); наследование количественных признаков (сложные поведенческие характеристики).

1. Хромосомные аберрации: синдром Дауна СД – 25% умственно отсталых. Сущность сводится к образованию клеток с 3 одинако­выми хромосомами (трисомия) из-за нерасхождения хромосом (21) при образовании гамет. Вероятность нерасхождения хромо­сом увеличивается с возрастом матери (56% женщин старше 35 лет являются носителями трисомии 21).

1. Наследование, сцепленное с полом

Одно из самых известных нарушений – цветовая слепота (дальтонизм). Цветовая слепота вызывается рецессивным аллелем на Х-хромосоме. Поэтому женщины чаще являются "носителями" нарушения, а мужчины-дальтоники чаще встречаются (Y-хромосома у мужчин практически не содержит генов).

3. Импринтинг: синдром Прадера-Вилли и Энгельмана (СПВ – переедание, несдержанный темперамент, депрессия и изменение физических признаков – ожирение, низкий рост; СЭ – умственная отсталость, неуклюжая походка, неадекватный смех). Изменения в хромосоме 15. Сидром зависит от того, от женщин – СЭ или мужчин – СПС наследуется хромосома. Это и называется запечатлением (импринтинг).

4. Новые мутации

Рак груди часто вызывается мутацией на хромосоме 17. 57% всех наследуемых случаев рака связаны с этой мутацией, произошедшей в гамете. Гаметные мутации наследуются. Однако около 90% случаев рака груди связаны с соматическими мутациями, которые не наследуются. Мутации могут быть спонтанными и индуцированными (с помощью мутагенов, радиации и т.д.).

5. Экспансия (инсерция)

Примером заболевания, связанного с инсерцией, является дистрофия Люшенна (атрофия мышц, умственная отсталость, ряд других нарушений, высокая смертность). Биологический механизм заболевания связан с повторяющимися сегментами нуклеотидов хромосомы 19. У здоровых их число от 5 до 35 сегментов, у больных от 50 и больше. Чем длиннее повторяющаяся последовательность, тем раньше проявляется заболевание, и оно тяжелее протекает. Это называется генетической антиципацией. Такое явление характерно и для других заболеваний (шизофрения).

6. Наследование сложных поведенческих признаков

Большинство признаков человека можно описать только количественно, используя представления о дисперсии, средних величинах и т.д. Многие признаки характеризуются тем, что в середине вариационного ряда такого признака располагаются 1 или 2 макси­мальные частоты. Справа и слева располагают убывающие к концам ряда частоты. Формирование признака может контролироваться многими генами и средой. В результате формируются континуаль­ные распределения, даже если некоторые аллели контролируют ис­следуемый признак в соответствии с законом Менделя. В силу этого деление нормальных психологических признаков на альтернативные группы возможно лишь условно в пределах исследованной выборки.

Генетика количественных признаков разработана Р. Фишером и

С. Райтом. Центральная догма генетики количественных призна­ков –внутри популяции существуют непрерывно распределенные индивидуально-психологические особенности, которые можно оценить количественно. Межиндивидуальные различия – закономерная из­менчивость внутри изучаемой популяции.

ДНК как основа наследственности

Биохимической основой генов человека являются нуклеиновая кислота ДНК. ДНК – это двухцепочечное образование. Каждая цепь комплементарна другой. Цепь представляет собой полимер, мономерами которого являются нуклеотиды, в состав которых входят 4 азотистых основания: аденин (А), гуанин (Г), тимин (Т), цитозин (Ц). В двойной спирали ДНК А одной цепи располагается напротив Т другой, Г – Ц.

ДНК обладает способностью к удвоению в ходе клеточного деления. В процессе удвоения двойная спираль ДНК временно рас­кручивается (как застежка молнии) с помощью фермента и на каж­дой нитке ДНК строится новая цепь ДНК, комплементарная старой.

Последовательность нуклеотидов в цепи ДНК задает последо­вательность аминокислот в кодируемом белке. В качестве посред­ника в передаче этой информации выступает м-РНК. Она синтези­руется на матрице ДНК, затем выходит из ядра клетки и связывает­ся с рибосомами. В рибосомах роль матрицы для синтеза белка играет м-РНК. К месту сборки белка специальные транспортные РНК (т-РНК) доставляют аминокислоты. Для каждой аминокислоты существует свой тип т-РНК. У места синтеза т-РНК выстраиваются в последовательности, задаваемой м-РНК.

В каждый конкретный момент времени синтезируются те бел­ки, которые необходимы тем или иным клеткам для их нужд. Син­тез этих белков регулируется специальными клеточными механиз­мами.

Если в процессе функционирования ДНК в ней произошли изменения (выпадение нуклеотида, замена одного нуклеотида на другой), возникают новые формы генов. Ген становится полиморф­ным. Один и тот же ген может мутировать в нескольких местах (известно более 100 мутаций фенилкетонурии (ФКУ), каждая из которых ведет к забо­леванию). В силу этих причин пенетрантность определенного гена может быть ниже 100% (для гена ФКУ – 99%). Экспрессивность од­ного и того же аллеля гена также может колебаться.

Средняя частота точечных мутаций одного гена – 10^-5. Мута­ции – основной источник генетического полиморфизма.