Методы генетики человека-2018

гибридологического метода

Малочисленное (порой единичное) потомство затрудняет применение статистических методов

Большая продолжительность

жизни, сопоставимая с продолжительностью жизни экспериментатора

Поздние сроки наступления половой зрелости

анализа родословных)

Популяционно-статистический метод

Современные инструментальные методы

генными мутациями

Дерматоглифический метод: изучение папиллярных линий и флексорных складок для

диагностики некоторых аномалий (результат множественного действия генов)







Иммунологический метод: изучение генов, отвечающих за патологию иммунной системы

Клинический метод: изучение нарушений различных параметров жизнедеятельности человека

всех цитогенетических методов: микроскопический анализ хромосом, позволяющий выявить числовые и

структурные изменения хромосомного набора (кариотипа).

ИЗУЧЕНИЕ КАРИОТИПА. Материал – митотически делящиеся клетки на стадии метафазы

Прямое исследование:
берут пробу ткани, клетки которой находятся в состоянии активного деления (красный костный мозг, ростковая зона эпителия)

Непрямое исследование:
используют лейкоциты, которые помещают в питательный физиологический раствор ―>добавляют стимулятор митоза – фитогемагглютинин (вещество с гормональной активностью из проростков фасоли) ―>
через 2-3 дня в культуре лейкоцитов – делящиеся клетки ―>
добавляют колхицин, разрушают веретено деления ―>
клетки помещают в гипотонический раствор, мембраны разрушаются ―>
метафазные пластинки (хромосомы) окрашивают,
фотографируют и сравнивают с эталонным кариотипом

первичной перетяжки, наличии или отсутствии спутников хромосом. Позволяет выявить хромосомные

и геномные мутации.
В зависимости от расположения центромеры различают три типа хромосом:
акроцентрические хромосомы, у которых центромера находится практически на конце, и второе плечо настолько мало, что его может быть не видно на цитологических препаратах;
субметацентрические хромосомы с плечами неравной длины;
метацентрические хромосомы, у которых центромера расположена посередине или почти посередине

Аутосомы человека разделены на 7 групп:
А (1-3 пары) большие метацентрические
В (4-5 пары) большие субметацентрические
С (6-12 пары) средние субметацентрические
D (13-15 пары) большие акроцентрические
E (16-18 пары) малые субметацентрические
F (19-20 пары) самые малые метацентрические
G (21-22 пары) малые акроцентрические

светлые полосы: гетерохроматин
(участки максимальной спирализации) и эухроматин
(деспирализованные участки).

Позволяет выявить генные мутации.

Дальнейшее окрашивание специальными цветными
красителями, имеющими сродство с определенными
основаниями ДНК, позволяет определить локализацию
мутации с точностью до гена.

Плечи хромосом: p – короткое, q – длинное.
Плечи разделены на районы, районы – на сегменты.
Нумеруют арабскими цифрами отдельно для каждого
плеча от центромеры к концу хромосомы.

внутри ядра около ядерной оболочки присутствует окрашенное тельце – половой

хроматин (тельце Барра).
Суперспирализованный участок одной из Х-хромосом (негомологичный Y-хромосоме).

Метод позволяет определить число Х-хромосом в кариотипе
человека: число Х-хромосом = число телец Барра + 1.

наследственности и факторов внешней среды в формировании определенного признака.

Метод основан

на оценивании внутрипарного сходства близнецов.



Однояйцевые (монозиготные) Разнояйцевые (дизиготные)
100 % общих генов 50 % общих генов

проявился у обоих близнецов (например, оба заболели шизофренией), говорят о

конкордантности по этому признаку. Если один болен, другой здоров, - дискордантность.

Для оценки наследуемости раситывают показатель наследуемости Хользингера:

К%МЗ – К%ДЗ
Н= ------------------------- ,
100% – К%ДЗ

где К%МЗ – конкордантность (в %) у монозиготных близнецов,
К%ДЗ – конкордантность (в %) у дизиготных близнецов.


Коэффициент Хользингера всегда меньше или равен 1.

Если 0 < Н < 0,5, то изучаемый признак формируется только под воздействием факторов среды;
если 0,5 < Н < 0,7, то на развитие признака оказывает влияние и среда, и генотип;
если 0,7 < Н < 1,0, то изучаемый признак определяется в основном генотипом.

у близнецов, разлученных в детстве и воспитывающихся в разных средах

МЕТОД

СЕМЕЙ МОНОЗИГОТНЫХ БЛИЗНЕЦОВ: Сопоставление детей в семьях, где матери или отцы являются монозиготными близнецами. Задача – выявление так называемого материнского эффекта.

МЕТОД КОНТРОЛЬНОГО БЛИЗНЕЦА: Разделение пар монозиготных близнецов для формирования двух одинаковых выборок, которые в дальнейшем помещают в разные условия

МЕТОД БЛИЗНЕЦОВОЙ ПАРЫ: В первую очередь важен для проведения консультационной работы с родителями близнецов

признака.

Метод применим при исследование детей, максимально рано отданных на усыновление

в приемные семьи. Сравнивают сходство детей с биологическими и приемными родителями.

50% Нет
общих генов общих генов

Биологические _____ Дети _____ Приемные
родители родители

Нет Есть
общей среды общая среда


Разновидность: сравнение приемных и родных детей в семьях.

семей, которые отдают на усыновление своих детей? Насколько репрезентативна группа

женщин, отдающих детей на усыновление, всей популяции в целом?

Нет ли сходства между родными и приёмными родителями?

Проблема пренатального влияния материнского организма. – Хорошим контролем внутриутробных негенетических влияний служит сопоставление сходства в парах:

отданный ребёнок – биологическая мать
отданный ребёнок – биологический отец (внутриутробные влияния исключены)

патологических признаков (болезней) привлекают приемы клинического обследования.

Метод позволяет:
Установить наследственный

характер признака (заболевания)
Определить тип наследования признака
Оценить пенетрантность патологического гена
Определить сцепление генов и механизмы их взаимодействия

Это дает возможность уточнить природу заболевания, поставить диагноз, оценить прогноз болезни, рассчитать риск для потомства, выбрать методы дородовой диагностики.

Этапы метода:
Составление родословной с ее графическим изображением (родословное древо)
Анализ полученных данных

в каждом поколении
признак наследуют примерно 50% детей
сыновья и дочери наследуют

признак с одинаковой частотой
оба родителя с равной вероятностью могут передавать признак своим детям

2. Аутосомно-рецессивный:
признак может отсутствовать в поколении детей, но появиться у внуков
сыновья и дочери наследую признак с одинаковой частотой
признак наследуют все дети, если оба родителя его имеют

3. Х-сцепленный доминантный
при достаточном числе потомков признак обнаруживается в каждом поколении
сыновья наследуют признак только от матери
признак встречается и у женщин, и у мужчин, но гораздо чаще у женщин
гетерозиготная женщина передает признак 50% сыновей и дочерей
больной мужчина передает мутантный ген всем дочерям, но не передает сыновьям

у женщин только в гомозиготном состоянии (редко)
сыновья наследуют признак только

от матери
у гетерозиготных матерей примерно половина сыновей имеет признак, а половина дочерей – носительницы
признак (заболевание) передается от больного отца через его фенотипически здоровых дочерей половине (50%) его внуков (мальчикам)

5. Y-сцепленный тип
фенотипически проявляется только у мужчин
признак передается только от отца к сыну
при наличии признака у отца все сыновья (100%) будут его иметь тоже

6. Митохондриальный (цитоплазматический) тип (атрофия зрительного нерва Лебера, митохондриальная миоэнцефалопатия, синдром Кернса-Сейра)
передается только от матери всем детям независимо от пола
отцы признак не передают

популяции, а также изучить генетическую структуру популяции.

Закон Харди-Вайнберга описывает взаимоотношения

между частотами встречаемости аллелей в исходной популяции и частотой генотипов, включающих эти аллеи, в дочерней популяции.

p + q = 1, (p + q)² = р² + 2pq + q² = 1,
где p — частота встречаемости доминантного аллеля А; q — частота встречаемости рецессивного аллеля а; р² — частота встречаемости гомозигот по доминантному аллелю (АА); 2pq — частота встречаемости гетерозигот (Аа); q² — частота встречаемости гомозигот (aa).

Популяция это совокупность особей одного вида, в течение достаточно длительного времени (большого числа поколений) населяющих определенную территорию внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от особей других подобных совокупностей.
Изменение равновесия генотипов и аллелей в панмиктической популяции происходит под влиянием постоянно действующих факторов, к которым относятся: мутационный процесс, популяционные волны, естественный отбор, дрейф генов, миграция, инбридинг. Именно благодаря этим факторам возникает элементарное эволюционное явление — изменение генетического состава популяции, являющееся начальным этапом процесса видообразования.

генов (эффект «бутылочного горлышка», эффект родоначальника)

Естественный отбор


ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ИЗМЕНЕНИЕ

ЧАСТОТ ГЕНОЛТИПОВ В ПОПУЛЯЦИИ:

Инбридинг

Ассортативность (неслучайный подбор супружеских пар)

нуклеотиды не опосредованно ( по результатам их действия), а непосредственно.

Рентгеноструктурный

анализ (РСА): позволяет получать пространственные фотографии биологических макромолекул.

Метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР): идентификация фрагментов молекул и даже отдельных атомов, по специфическим(для каждого конкретного атома) резонансным изменениям магнитного поля в ответ на воздействие на молекулу переменным магнитным полем.

Масс-спектрометрические (МС) и хромато-масс-спектрометрические (ХМС) методы: разделение и идентификация по массе, заряду и химическим свойствам фрагментов биологических молекул, разрушенных определенным образом (например, рестриктазами).

Метод секвенирования: определение нуклеотидной последовательности ДНК.

Метод полимеразной цепной реакции(ПЦР): используется для увеличения числа фрагментов ДНК.

центра: Морзунова Инна Борисовна
8-916-589-38-62
morzunova@hotmail.com
Morzunova.IB@rosuchebnik.ru

Благодарю за внимание!