Специфика человека как объекта генетического анализа. Генеалогический, цитогенетический методы
Недостатки:
1) Позднее созревание
2) Многочисленное потомство
3) Невозможность гибридологического анализа
4) Условия жизни
5) Отсутствие чистых линий
Достоинства:
1) Большое количество особей в популяциях, возможность анализа признаков на большом материале
2) Международное сотрудничество генетиков
3) Клинически человек изучен лучше других объектов
4) Разработка специальных методов для преодоления трудностей изучения генетики человека
Генеалогический:
Метод позволяет установить:
– является ли признак наследственным
– тип наследования
– зиготность членов родословной (гомозиготы или гетерозиготы)
– пенетрантность гена (частота его проявления)
– вероятность проявления признака в потомстве (генетический риск)
Этапы:
a) сбор данных о родственниках пробанда;
b) построение родословной;
c) анализ родословной:
1) Наследственное или нет
2) Тип наследования
3) Генотипы родственников
4) Прогноз
Типы:
1) Аутосомно-доминантный:
– болеют в равной степени и мужчины, и женщины;
– больные в каждом поколении;
– больной ребенок у больных родителей;
– вероятность наследования признака 100 %, если один из родителей гомозиготен, 75 % — если оба родителя гетерозиготны, 50 % — если один родитель гетерозиготен, а второй гомозиготен по рецессивному гену;
2) Аутосомно-рецессивный:
– болеют в равной степени и мужчины, и женщины;
– больные не в каждом поколении;
– больной ребенок у здоровых родителей;
– вероятность наследования признака 25 %, если оба родителя гетерозиготны, 50 %, если один родитель гетерозиготен, второй гомозиготен по рецессивному признаку, и 100 %, если оба родителя рецессивные гомозиготы;
3) Сцеплённый с Х-хромосомой доминантный (пигментный дерматоз, резистентный рахит, цилиндроматоз):
– больные во всех поколениях;
– мужчина передает этот признак с Х-хромосомой только дочерям;
4) Сцеплённый с Х-хромосомой рецессивный (синдром Леша-Нихана):
– болеют преимущественно мужчины;
– больные не в каждом поколении;
– больной ребенок у здоровых родителей;
– вероятность наследования признака 25 % от всех детей; у мальчиков — 50 %; у девочек — 0 %, если оба родителя здоровы;
5) Голандрический:
– больные во всех поколениях;
– болеют только мужчины;
– у больного отца больны все сыновья;
Цитологический:
Этапы:
1. Получение клеток (лимфоциты крови, фибробласты кожи, клетки костного мозга).
2. Культивирование клеток на искусственной питательной среде.
3. Добавление ФГА (фитогемагглютинина) для стимуляции митоза.
4. Остановка деления клетки в метафазе колхицином, разрушающим митотический аппарат.
5. Обработка клеток гипотоническим раствором NaCl (клетка разрывается, а хромосомы располагаются свободно).
6. Окрашивание хромосом специфическими красителями.
7. Микроскопирование и фотографирование хромосом.
8. Составление идиограммы и ее анализ.
Метод применяется для диагностики геномных и хромосомных мутаций, для установления генетического пола организма. Для идентификации хромосом используют метод авторадиографии. Для уточнения кариотипа и картирования хромосом применяют флуоресцентный анализ.
Метод выявляет геномные и хромосомные мутации.
Парижская классификация:
Используя специальные методы окраски, в каждой хромосоме выявляют характерный порядок чередования темных и светлых полос (сегментов). Сегменты обозначают по названию методов, которые их выявляют: Q-сегменты — после окрашивания акрихин-ипритом; G-сегменты — окрашивание красителем Гимза; R-сегменты — окрашивание после тепловой денатурации. Короткое плечо хромосомы обозначают буквой p, длинное — буквой q. Каждое плечо хромосомы делят на районы и обозначают цифрами от центромеры к теломере. Полосы внутри районов нумеруют по порядку от центромеры. Например, расположение гена эстеразы D можно обозначить как 13p14 — четвертая полоса первого района короткого плеча 13-й хромосомы. «+» — излишек генетического материала, «–» — недостаток генетического материала.
Молекулярно-генетический:
1) Образцы ДНК рестриктазами разрезаются на короткие фрагменты, имеющие точки узнавания.
2) Полученные фрагменты разделяют электрофорезом в агарозном геле на фракции, отличающиеся размером (молекулярной массой).
3) Получают необходимое число копий определенных фракций ДНК при помощи полимеразной цепной реакции.
4) Проводят тепловую денатурацию размноженной фракции двухцепочечной ДНК на одноцепочечные фрагменты.
5) Помещают эти фрагменты в среду с радиоактивным зондом (одноцепочечная ДНК, соответствующая патологическому гену). Если среди фрагментов есть комплементарный зонду патологический ген, то образуется двухцепочечная ДНК.
6) Регистрация результата происходит при помощи рентгеночувствительной пленки.
Пренатальная диагностика
Непрямые: обследование женщины (акушерско-гинекологическое, генеалогическое, биохимическое).
α -фетопротеин — эмбрионспецифический белок, вырабатывается клетками плода и плаценты и поступает в кровь матери. Снижение α -фетопротеинана 13–15-й неделях эмбрионального развития характерно при
хромосомных болезнях. Его концентрация повышена при угрожающем выкидыше, внутриутробной гибели плода, многоплодной беременности, дефектах нервной трубки, врожденном нефрозе.
К прямым неинвазивным методам(без повреждения тканей) относят ультрасонографию(УЗИ)— использование ультразвука для получения изображения плода и его оболочек. Проводят всем беременным женщинам, так как метод безопасен для плода и возможно его повторное применение.
УЗИ выявляет жизнеспособность плода, близнецовую беременность, грубые дефекты развития головного и спинного мозга и скелета.
Показания для прямых (обследование плода) инвазивных методов:
– наличие в семье наследственного заболевания;
– возраст матери старше 37 лет;
– наличие у матери гена Х-сцепленного рецессивного заболевания;
– наличие у женщин спонтанных абортов в ранние сроки беременности, мертворождений, рождений детей с множественными пороками развития и с хромосомной патологией;
– гетерозиготность обоих родителей по одной паре генов с аутосомно-рецессивным типом наследования;
Прямые инвазивные методы(с повреждением тканей):
1. Биопсия ворсин хориона— взятие эпителия ворсинок хориона через канал шейки матки для цитогенетических и биохимических исследований и анализа ДНК. Проводится под контролем УЗИ на 8–13-й неделях беременности. Метод позволяет выявить генные, хромосомные и геномные мутации.
2. Амниоцентез: на 15–17-й неделях под контролем УЗИ: через брюшную стенку делают прокол плодного пузыря и шприцем берут 15–20 мл амниотической жидкости с клетками плода для диагностики различных
наследственных болезней. Осложнения при этом методе возникают в 1 % случаев.
Популярное:
