Слайд 2Локусы, гены и аллели
Хромосома = группа сцепления
1–9 — локусы
А–е —
аллели.
Аллели – различные состояния локуса,
А,а – аллели (А – карие
глаза, а - голубые).
(А,а) – ген, отвечающий за цвет глаз, занимает определенный локус.
Слайд 3Гомозиготные и гетерозиготные аллели
Слайд 4Если в определенном локусе встречается более двух форм одного гена,
то такое явление носит название множественного аллелизма
Слайд 5Множественный аллелизм.
Группы крови
Слайд 6Множественный аллелизм
Группы крови системы АВ0
В популяции циркулируют три аллеля, относящиеся
к одному локусу. У каждого индивида по 2 аллеля.
Слайд 7Генотип, геном, гаплотип, генофонд, среда, фенотип
Слайд 8Генотип
Характеристика индивида (организма, клетки)
Совокупность всех генов (аллелей),
Cостав генов.
Неизменен от зачатия
до смерти
Состав генов не меняется, но их активность может меняться.
Активное
состояние гена = экспрессия
Слайд 9Геном
(как характеристика
индивида, клетки организма)
Весь генетический материал,
включая и тот,
который не транскрибируется (вся ДНК)
Слайд 10Геном
(как характеристика вида)
Совокупность генов и др.
ДНК гаплоидного набора
хромосом
данного вида
(«геном человека» как вида Homo sapiens)
Слайд 11Гаплотип
Аллели сцепленных генов на определенной хромосоме («гаплоидный генотип»)
Группа тесно сцепленных
аллелей (генов или ДНК полиморфизмов), наследуемых как отдельная единица.
Слайд 12Генофонд
(характеристика популяции)
Совокупность всех генов (аллелей), циркулирующих в популяции
Слайд 13Фенотип
характеристика индивида, организма, клетки
Совокупность всех проявлений (свойств, признаков) в
каждый конкретный момент жизни.
Проявляется на всех уровнях от биохимического до
личностного (белки клетки, биохимия крови, физиология, морфология, поведение).
Фенотип, как правило, есть результат взаимодействия генотипа и среды. Реже определяется однозначно генотипом (группы крови, например.)
Слайд 14Среда
(по отношению к генотипу)
Все факторы внутри и вне организма
(все, что не гены – биохимические субстанции внутри клетки и
ее ядра, окружающие клетки, органы и ткани и все внешние по отношению к организму факторы)
В отношении отдельного гена «средой» являются также окружающие гены
Слайд 15Типы генетической вариативности
Замена оснований:
Скрытые (например, AAA или AAG
Phe)
Изменяющие смысл (например, при серповидноклеточной анемии)
Бессмысленные или стоп-кодоны (например, при
талассемии) (TGCTGA = CysteineStop)
В некодирующих регионах (их значение неясно)
Сдвиг рамки считывания – изменение считывания информации в результате инсерции или делеции
Слайд 16Серповидно-клеточная анемия
(однонуклеотидная мутация)
Слайд 17Генетическая вариативность
Вариативность числа тандемных повторов
Микросателлиты: малое число оснований (
различное число раз (обычно < 100)
Тринуклеотидные повторы:
Хорея Гентингтона (ХГ): CAG
в кодирующем регионе
Ломкая X (FraX), : CGG в некодирующем регионе
Нейродегенеративные болезни
Экспансия (расширение), идущая от отца (ХГ) или от матери (FraX), с признаками антиципации (накопления в последующих поколениях), что приводит к проявлению болезни в более раннем возрасте)
Минисателлиты: 15-70 оснований, обычно повторяющиеся сотни раз
Однонуклеотидные полиморфизмы (ОНП, SNPs, «снипсы» (~ 10 000 000)
Слайд 18ATTGTTATCCGCTCACAATTCCACACAATCACACACACACACACACACACACACACACACACACAGAGTGAGCTAACTCACATTAATTGCGTTGC
12 повторов
18 повторов
Микросателлитные маркеры: Тандемные повторы
часто обнаруживаются в геноме
высоко полиморфны
ATTGTTATCCGCTCACAATTCCACACAATCACACACACACACACACACACACAGAGTGAGCTAACTCACATTAATTGCGTTGC
Слайд 19Хорея Гентингтона пример микросателлитных триплетных повторов в кодирующем регионе
Слайд 20Ген DRD4, кодирующий
белок-рецептор дофамина
Наиболее важный экзон EXON III является
объектом пристального внимания исследователей
Слайд 21Распространение аллелей DRD4 в популяциях ( 2 - короткий, 7
– длинный)
Слайд 22Как ищут ДНК полиморфизмы
Полиморфизмы длины рестрикционных фрагментов (RFLPs) – разрезают
ДНК с помощью рестриктаз (ферменты), сортируют при помощи гель-электрофореза, метят
радиоактивными изотопами.
Полиморфизмы микросателлитных повторов – умножают с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР - PCR), сортируют путем электрофореза, используют флюоресцентные метки
Однонуклеотидные полиморфизмы (снипсы) (SNPs) – требуют компьютерной автоматической обработки – роботы-секвенаторы (ДНК чипы).
Слайд 23Рестриктазы
Распознают короткие последовательности ДНК (4-8 оснований) и рассекают ДНК в
этом месте
Один из таких ферментов ECO-RI – распознает последовательность из
6 оснований G’AATTC и режет ее после G’
Слайд 27Сейчас одно из важных направлений - картирование активных (экспрессирующих) генов
в различных органах и тканях
Слайд 29Регуляция экспрессии генов у эукариот
Слайд 30Генетическая регуляция (Эпигенез)
Посттранскрипционный контроль
Альтернативный сплайсинг
Хромосомная регуляция
- Инактивация
Х-хромосомы
Метиляция
Генетический импринтинг
Факторы транскрипции
Promoters, Enhancers, Silencers
Слайд 31Инактивация Х-хромосомы
В соматических клетках активна лишь одна Х-хромосома
Инактивация отцовской или
материнской Х-хромосом происходит случайно
Инактивация происходит в раннем эмбриогенезе
Инактивация остается
постоянной во всех дочерних соматических клетках
Организмы с инактивированной
Х-хромосомой мозаичны
Слайд 35ГЕНЕТИКА КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПРИЗНАКОВ
Слайд 36Типы и частоты наследственных заболеваний
Слайд 37Особенности работы с дискретными и континуальными признаками
Слайд 38Работа с дискретными признаками на примере правшества-левшества.
Сравнение родственников
(сибсы)
Работа с
популяцией
Слайд 40 Работа с континуальными (количественными)
признаками на примере IQ
Сравнение родственников (близнецы)
Слайд 42
IQ с разным разбиением на классы
а - шаг 10 единиц
Количество
испытуемых
одно и то же.
б – шаг 5 единиц
Слайд 43Характеристики центральной тенденции
Слайд 44IQ – в отобранных (а, б) и неотобранных (в) группах
детей
Распределения а, б, в отличаются по центральным тенденциям
Распределение в, помимо
того, имеет большую дисперсию
Слайд 45Площадь распределения говорит о количестве измерений; растянутость говорит о размахе
разброса вокруг средней
Слайд 46
Различия в средних величинах говорят о различиях между популяциями или
группами
Дисперсии индивидуальных значений говорят о различиях внутри популяции
Психогенетику интересуют причины
различий внутри популяций, поэтому она работает в основном с дисперсиями.
Видовые, расовые, половые и т.п. особенности поведения человека, закрепленные в геноме, в настоящее время являются в основном областью интересов другой науки - эволюционной психологии
Слайд 47Психогенетика и эволюционная психология – разные исследовательские парадигмы
Это не
одно и то же - иметь нос и иметь нос
определенного размера.
Это не одно и то же – иметь развитый интеллект и иметь определенный коэффициент интеллекта (IQ)
I. Гены отвечают за развитие признака Х,
II. гены отвечают за вариативность X.
В парадигме (II) работают количественная генетика, генетика поведения (психогенетика), генетическая эпидемиология
Слайд 48По эволюционной психологии и эволюционной генетике советуем прочитать:
Палмер Д., Палмер
Л. «Эволюционная психология». Олма-Пресс, 2003
Дольник В.Р. «Непослушное дитя биосферы». ЧеРо-на-Неве,
2004
Докинз Р. «Эгоистичный ген»
http://grokhovs.chat.ru/dawkins/dawkins.html
Эфроимсон В.П. «Генетика этики и эстетики». Тайдекс Ко, 2004
Все книги являются бестселлерами.
Слайд 49 В математической статистике дисперсия обозначается как σ2,
а в психогенетике — V.
V – дисперсия, вариативность,
показатель изменчивости.
VP — фенотипическая дисперсия;
VG — генетическая дисперсия;
VE — средовая дисперсия.
Слайд 50 I. Формирование количественной
изменчивости под
действием полимерных генов. Генетическая дисперсия
VP=VG
Среда не влияет на признак или не
варьирует.
Слайд 511910 г. Нильссон-Эле изучал наследование окраски зёрен овса и пшеницы
и получал необычные расщепления: 15 : 1 и 63 :
1.
Слайд 52А, В— гены-усилители
а, b — гены-ослабители
Их эффект суммируется (англ. -
add). Взаимодействие генов называется аддитивным.
Слайд 53Схема взаимодействия для аллельных генов
-d_______________________+d
эффект гена-ослабителя
эффект гена-усилителя
полное доминирование
неполное доминирование
аддитивный эффект
Примеры аддитивного типа наследования: цвет кожи, IQ.
Гены-усилители и ослабители, как правило, относятся к разным локусам.
Слайд 54Аллельное взаимодействие в одном локусе (2 аллеля с равными эффектами)
Аддитивная
модель
Генотип: A1A1 A1A2 A2A2
Фенотип: 169см 170см 171см
VP=VG
Слайд 55Фенотипическое распределение (один локус)
169см
170см
171см
A2A2
A2A1
A1A1
Слайд 56Фенотипическое распределение
(два локуса)
169см
170см
171см
168см
172см
A2A2B2B2
A2A1B2B1
A2A2B2B1
A1A1B2B2
A2A2B1B1
A2A1B2B1
A2A1B1B1
A1A1B2B1
A1A1B1B1
Слайд 57Фенотипическое распределение (три локуса)
169см
170см
171см
168см
172см
167см
173см
Слайд 59Полигенная модель
Количественный фенотип складывается под влиянием множества локусов (генов), каждый
из которых вносит равный небольшой эффект. Эти эффекты суммируются (add
– англ. – сумма). Отсюда – аддитивный эффект, аддитивное взаимодействие
Слайд 60Увеличение числа вовлеченных локусов приводит к нормальному распределению
Слайд 63Локусы количественных признаков для актвности в открытом поле
(Flint et al.,
1995, Science 269: 1432-5)
1
4
15
18
12
17
Хромосомы
Слайд 64 Другие типы взаимодействия генов
(помимо аддитивного)
Эпистатическое
(эпистаз) – аналогично доминированию.
Эпистатический ген подавляет гипостатический.
При эпистазе гены принадлежат разным локусам.
Сложные эффекты — включают все виды взаимодействий.
Главные гены = олигогены (олиго — мало) дают главный эффект.
Гены-модификаторы слабее влияют на признак.
Слайд 65Полигенное и олигогенное наследование количественных признаков
Слайд 66 II. Формирование количественной
изменчивости под действием среды. Норма реакции. Диапазон
реакции. Средовая дисперсия
VP=VЕ
Генотипы не варьируют.
Слайд 67 Генотипы не варьируют, если популяция представлена клонами или чистыми линиями.
Примеры природных клонов:
– любые формы вегетативно размноженных растений (от одного
материнского);
– партеногенетические самки (от одной и той же особи);
– монозиготные (однояйцевые) близнецы.
Аналоги клонов (чистых линий) у млекопитающих — инбредные линии.
Инбридинг – близкородственное скрещивание (брат с сестрой). В результате инбридинга популяция становится гомозиготной.
Слайд 68Вымышленный пример:
Изучение влияния среды на количественный признак (густота шерсти) в
двух инбредных линиях мышей
Чем отличаются мыши двух линий?
Р– Фенотип (густота
шерсти)
E – Среда (температура)
Слайд 69Наследуется не признак, а норма реакции.
При любых средовых воздействиях на
человека нужно учитывать его норму реакции (чувствительность, податливость и т.п.)
Слайд 70Норма реакции – свойственный данному генотипу характер реакции на изменение
среды.
Определение НР через предел часто встречается, но не является необходимым.
Слайд 71Пределы фенотипа непознаваемы.
Характер фенотипических проявлений генотипа не может быть
протестирован для всех возможных сред, поскольку они неопределенно вариабельны (Добжански,
1955)
Слайд 72Диапазон реакции — разница между фенотипическими значениями данного генотипа в
определенных границах среды
Слайд 73Распределения фенотипических значений для G1 и G2
Слайд 74ВСМР – время сенсомоторной реакции человека
Закон силы – зависимость ВСМР
от силы звука.
