2.8. Молекулярно-генетичний метод

Цей метод дозволяє аналізувати фрагменти ДНК, знаходити і ізолювати окремі гени та їх сегменти і визначати в них послідовність нуклеотидів. Його успішно використовують для ідентифікації генних мутацій, а також для вивчення геному людини. Він почав широко застосовуватись із 70–80 років минулого століття в зв’язку з розвитком молекулярної генетики.

Початковим етапом молекулярно-генетичного аналізу є одержання достатньої кількості зразків ДНК за допомогою клонування. Для цього використовують геномну ДНК – всю ДНК клітини або окремі її фрагменти.

Виявлення, вирізання та деспіралізація фрагментів ДНК здійснюється за допомогою особливих ферментів рестриктаз. Різні рестриктази розпізнають тільки відповідні послідовності нуклеотидів та розрізають ДНК у відповідних місцях. Виокремлені фрагменти ДНК за допомогою спеціальних ферментів полімераз копіюють в необхідній кількості, а потім аналізують за допомогою спеціальних біохімічних методів.

В 90-х роках минулого століття за допомогою молекулярно-генетичних методик були ідентифіковані гени, відповідальні за такі тяжкі спадкові хвороби нервової системи людини як хорея Гентинґтона, міотонічна дистрофія, синдром ломкої Х–хромосоми та інші.

Наприклад, ген хореї Гентинґтона локалізований в короткому плечі 4-ої хромосоми. Він має ділянку, де нуклеотидна послідовність представлена багаторазовим повторенням трьох основ ЦАГ (цитозин–аденін–гуанін). У нормі кількість таких повторів коливається від 11 до 34, а у хворих, внаслідок мутації гена, їх 37–86. Хвороба успадковується за аутосомно-домінантним типом і ознака проявляється в усіх носіїв гена.

3. Класична генетика людини

3.1. Менделюючі ознаки

Усім живим організмам, у тому числі і людині притаманні відкриті Г. Менделем загальні закономірності успадкування ознак. Таким чином, кожна ознака людини визначається парою алелей гена, які розташовані в однакових локусах гомологічних хромосом. Для людини, як і для всіх організмів характерні усі типи успадкування: аутосомно-домінантне, аутосомно-рецесивне; успадкування, зчеплене зі статтю; успадкування внаслідок взаємодії неалельних генів тощо.

3.1.1. Аутосомно-домінантне успадкування

При аутосомно-домінантному успадкуванні ознака передається від одного із батьків приблизно половині дітей, незалежно від статі. Оскільки ознака не буває в прихованому стані, вона є домінантною. Той же факт, що її прояв не залежить від статі, говорить про те, що вона не зчеплена зі статтю.

Характерним прикладом аутосомно-домінантного успадкування є брахідактилія (короткопалість). Носії ознаки відзначаються не тільки укороченими фалангами пальців рук та ніг, але також і зменшенням кількості самих фаланг. Аномалія проявляється на всіх чотирьох кінцівках. Крім того, люди з короткими пальцями мають низький зріст (у межах 150-160 см) унаслідок укорочення кісток ніг, і короткі руки. У всьому іншому вони практично здорові.

Для домінантних ознак людини характерне таке явище як неповна пенетрантність. Пенетрантність – це статистичне поняття, яке визначається як процент особин з фенотипічним проявом ознаки від загальної кількості носіїв гена в популяції. У випадку неповної пенетрантності при передачі ознаки іноді одне покоління пропускається. При цьому в гетерозиготного індивіда ознака, попри очікування, не виявляється.

Прикладом домінантного захворювання з неповною пенетрантністю може бути двостороння ретинобластома – злоякісна пухлина сітківки обох очей у дітей раннього віку.

Для багатьох домінантних ознак людини характерна також варіююча експресивність генів. За такої ситуації ген проявляється в усіх гетерозигот, але різною мірою. Один з прикладів варіюючої експресивності домінантного гена є нейрофіброматоз. Це захворювання супроводжується наявністю множинних пігментних плям, шкірних та підшкірних пухлин та проявляється з моменту народження. У одних хворих наявні усі симптоми, а у інших, навіть у тих же сім'ях, можна знайти лише пігментні плями. Генетичний механізм цього явища поки що не вивчено.

Крім наведених вище прикладів, за аутосомно-домінантним характером у людини успадковуються такі морфологічні ознаки як темний колір волосся, білий локон над лобом, кучеряве або жорстке волосся, карі очі, великі очі, довгі вії, перенісся з горбинкою, товсті губи, веснянки, ямка на підборідді, праворукість, значна волосатість тіла та багато інших, а також численні спадкові патології: раннє облисіння чоловіків, гіпертензія, мігрень, катаракта, деякі форми короткозорості та далекозорості, заяча губа, полідактилія, арахнодактилія, карликовість, гемолітична жовтянка, діабет нецукровий тощо.