מה הבסיס של השיטה הגנאלוגית? מטרות ומהות השיטה הגנאלוגית לחקר התורשה האנושית - שלבים וניתוח. שיטות מודרניות לחקר הפסיכוגנטיקה האנושית

שיטה גנאלוגיתהוצג בסוף המאה ה-19. פרנסיס גלטון. הוא מבוסס על בניית אילן יוחסין ומעקב אחר העברת תכונה מסוימת לאורך סדרת דורות.

שיטה זו ישימה אם ידועים קרובי משפחה ישירים - אבות בעל תכונה תורשתית ( פרובנד ) על קו האם והאב במספר דורות או במקרה כאשר ידוע צאצאיםהפרובנד משתרע גם על פני מספר דורות.

מְקוּבָּל מערכת סימון באילן היוחסין של האדם שהוצע ג'י יוסטבשנת 1931. דורות מסומנים בספרות רומיות, פרטים בדור מסוים מסומנים בספרות ערביות.

שלבי ניתוח גנאלוגי:

1) איסוף נתונים על כל קרובי הנבדק (היסטוריה);

2) בניית אילן יוחסין;

3) ניתוח אילן היוחסין ופיתוח מסקנה.

הקושי באיסוף אנמנזה נעוץ בעובדה שעל הפרובנד להכיר היטב, במידת האפשר, את רוב קרוביו ואת מצב בריאותם.

השיטה מאפשרת לך להגדיר:

1) האם תכונה זו היא תורשתית;

2) סוג ואופי הירושה;

3) זיגוזיות של אנשים באילן היוחסין;

4) חדירת גנים;

5) הסבירות ללדת ילד עם פתולוגיה תורשתית זו.

סוגי ירושה:

1.דומיננטי אוטוזומלי

1) חולים בכל דור;

2) ילד חולה עם הורים חולים;

4) הירושה הולכת אנכית ואופקית;

5) הסתברות להורשה 100%, 75% ו-50% (AA×AA, AA×aa, AA×Aa; Aa×Aa; Aa×aa).

יש להדגיש כי הסימנים לעיל לסוג תורשה אוטוזומלית דומיננטית יופיעו רק עם דומיננטיות מוחלטת. כך עוברים פולידקטיליה (כפות רגליים עם שש אצבעות), ברכידקטליה, גמדות כונדרודיסטרופית, קטרקט, נמשים, שיער מתולתל, צבע עיניים חום וכו' בבני אדם. עם דומיננטיות לא מלאהכלאיים יציגו צורת ביניים של ירושה. עם חדירה לא שלמהחולי גנים עשויים שלא להיות נוכחים בכל דור.

2.אוטוזומלית רצסיבית סוג הירושה מאופיין בתכונות הבאות:

3) גברים ונשים מושפעים באופן שווה;

4) תורשה מתרחשת בעיקר אופקית;

5) הסתברות לירושה 25%, 50% ו-100%.

לרוב, ההסתברות להורשה של סוג אוטוזומלי רצסיבי היא 25%, שכן בשל חומרת המחלה חולים כאלה אינם חיים עד גיל הפוריות או אינם מתחתנים. כך עוברים בני אדם בתורשה פנילקטונוריה , אנמיה חרמשית, לבקנות, שיער אדום, עיניים כחולות וכו'.

3.רצסיבי הקשור למין סוג הירושה מאופיין בתכונות הבאות:

1) חולים אינם בכל דור;

2) להורים בריאים יש ילד חולה;

3) מושפעים בעיקר גברים;

4) תורשה מתרחשת בעיקר אופקית;

5) ההסתברות לירושה היא 25% לכל הילדים ו-50% לבנים.

כך עוברים בני אדם בתורשה דַמֶמֶת , עיוורון צבעים, אנמיה תורשתית, ניוון שרירים דושן וכו'.

4.דומיננטי הקשור למין סוג הירושה דומה לאוטוזום דומיננטי, אלא שהגבר מעביר את התכונה הזו לכל בנותיו (בנים מקבלים כרומוזום Y מאביהם, הם בריאים). דוגמה למחלה כזו היא צורה מיוחדת של רככת שעמידה לטיפול בוויטמין D ( ויטמין D - רככת עמידה ). גברים חולים יותר קשה. עוד 2 מחלות דומות: keratosis pilaris (מלווה באיבוד מוחלט של שיער, ריסים, גבות) ו דרמטוזיס פיגמנטרי .

5.הולנדריק סוג הירושה מאופיין בתכונות הבאות:

1) חולים בכל הדורות;

2) רק גברים חולים;

3) אב חולה כל בניו חולים;

4) הסתברות של 100% אצל בנים.

כך עוברים בני אדם בתורשה איכטיוזיס של העור , צמיחת שיער של תעלות השמע החיצוניות והפלנגות האמצעיות של האצבעות, ממברנות בין האצבעות וכו'. מאפיינים הולנדרים אינם משמעותיים בפתולוגיה תורשתית אנושית. ישנן גם מוטציות פתולוגיות שמשבשות את היווצרות האשכים והזרע, אך הן אינן עוברות בתורשה (הנשאים שלהן סטריליים).

השימוש בשיטה הגנאלוגית גם הראה כי ההסתברות להתרחשות עיוותים, לידות מת, תמותה מוקדמתבצאצאים נישואי בני משפחה גבוה משמעותית מאשר באלה שאינם קשורים. זה יכול להיות מוסבר על ידי העובדה שלקרובי משפחה יש את אותם גנים לעתים קרובות יותר מאשר ללא קרובי משפחה, ולכן, בנישואים קשורים, שילובים הומוזיגוטים , כולל גנים רצסיביים הקובעים חריגות מסוימות.

הנה דוגמה לזיהוי תכונה רצסיבית פתולוגית בנישואי קרבה. משני נישואים קשורים, 4 מתוך 8 ילדים הופיעו במשפחה אחת, ובשנייה - 2 מתוך 5, סובלים אידיוטיות אמאורוטית תורשתית (פגיעה במערכת העצבים המרכזית). אחד משני האבות המשותפים העביר את הגן הרצסיבי במשך שלושה דורות לכל אחד מארבעת ההורים.

השיטה הגנאלוגית נמצאת בשימוש נרחב גם כשיטה לאבחון מחלות בעלות אופי תורשתי, שיש לה חשיבות רבה להתייעצויות גנטיות רפואיות, כאשר מתעניינים בבריאות צאצאיהם מעלים שאלה עם הרופא על החשש להביא צאצאים חולים. .

שיטת תאומים

שיטת תאומיםחקר הגנטיקה האנושית שהוכנס לפרקטיקה הרפואית פ' גלטוןבשנת 1876. היא מאפשרת לנו לקבוע את תפקיד הגנוטיפ והסביבה בביטוי של תכונות.

מַזַל תְאוּמִיםנקראים אינדיבידואלים שנולדו בו-זמנית בבעלי חיים בעלי חיים יחידים (בני אדם, סוסים, בקר וכו').

יש תאומים חד-ודיזיגוטים. מונוזיגוטי (זֵהֶה), תאומים זהים להתפתח מביצית מופרית אחת (תופעת הפוליאמבריונות). לתאומים מונוזיגוטים יש בדיוק אותו גנוטיפ, ואם הם שונים באופן פנוטיפי, זה נובע מהשפעת גורמים סביבתיים.

דיזיגוטיתאומים (אחים או אחים) מתפתחים לאחר הפריה על ידי זרע של מספר ביציות שהבשילו בו זמנית. לתאומים יש גנוטיפים שונים, וההבדלים הפנוטיפיים שלהם נקבעים על ידי גנוטיפ וגורמים סביבתיים כאחד.

לתאומים מונוזיגוטיים יש מידה גבוהה של דמיון במאפיינים, הנקבעים בעיקר לפי הגנוטיפ. לדוגמה, תאומים מונוזיגוטים הם תמיד מאותו מין, יש להם אותן קבוצות דם לפי מערכות שונות (AB0, Rh, MN וכו'), אותו צבע עיניים, אותו סוג של מדדים דרמטוגליפיים על האצבעות וכפות הידיים, וכו' .

אחוז הדמיון של קבוצת תאומים על המאפיין הנחקר נקרא קונקורדנציה , וההפרש באחוזים הוא אי התאמה . מכיוון שלתאומים מונוזיגוטים יש את אותו גנוטיפ, הקונקורדנציה שלהם גבוהה מזו של תאומים דו-זיגוטיים.

כדי להעריך את תפקיד התורשה והסביבה בפיתוח תכונה מסוימת, הם משתמשים הנוסחה של הולזינגר :

N =

KMB% - KDB%;

כאשר H הוא התורשה של התכונה, KMB% היא הקונקורדנציה של תאומים מונוזיגוטים, KDB% היא הקונקורדנציה של תאומים דוזיגוטים.

בבני אדם, לרוב נתקלים בתאומים, שלישיות פחות שכיחות, רביעיות שכיחות אפילו פחות, וחמישיות נדירות מאוד. הסטטיסטיקה מראה כי חמישיות נולדות בערך אחת ל-54 מיליון לידות, גלגלי שיניים ~ כל 5 מיליארד לידות, ושביעים נדירים אפילו יותר. בממוצע, שיעור הילודה של תאומים קרוב ל-1% ו-1/3 מהם תאומים.

לשימוש בתאומים במחקר גנטי, חשוב מאוד לקבוע במדויק סוג תאומים . האבחון נעשה על סמך כמה קריטריונים : 1) OBs חייבים להיות מאותו מין, RBs יכולים להיות מאותו מין או ממינים שונים; 2) נוכחות של דמיון (קונקורדנציה) ב-OB ואי-דמיון (אי-קורדנס) ב-RB עבור מאפיינים רבים, כולל קבוצות דם; עם זאת, יש צורך לקחת בחשבון שבמהלך החיים התוך רחמי עלולות להופיע הפרעות התפתחותיות, מוטציות סומטיות וכו' באחד ה-OB, מה שיכול להוביל להבדלים מסוימים בין בני הזוג; 3) קריטריון מכריע, אך קשה ליישום - הדדי השתלת רקמות ב-OB זה מוצלח כמו השתלה אוטומטית; ב-RB זה בלתי אפשרי בגלל חוסר התאמה אימונולוגית.

תאומים אנושיים הם חומר מצוין לפיתוח בעיה ביולוגית כללית וחשובה מאוד: על תפקיד התורשה והסביבה בפיתוח תכונות.

לזוג OB יש אותו גנוטיפ, לזוג RB יש גנוטיפ שונה. עבור שני בני הזוג של אותו זוג של OB או RB, הסביבה החיצונית עשויה להיות זהה או שונה.

השוואת פיתוח על אודות V אותו הדבר סביבה ו שונה הסביבה מאפשרת לשפוט את השפעת הסביבה על תכונות.

השוואת פיתוח על אודותו RB V אותו הדבר הסביבה מאפשרת להבהיר את תפקידה של התורשה בפיתוח תכונות.

4. שיטה אוכלוסייה-סטטיסטית

אוכלוסייה-סטטיסטיתשיטת חקר הגנטיקה האנושית מבוססת על השימוש בחוק הרדי-ויינברג. זה מאפשר לך לקבוע את התדירות גניםו גנוטיפיםבאוכלוסיות אנושיות. לדוגמה, הומוזיגוטים לגן HbS כמעט ולא נמצאים ברוסיה, אך במדינות מערב אפריקה השכיחות שלהם משתנה: מ-25% בקמרון ל-40% בטנזניה.

מחקר של התפלגות הגנים בקרב אוכלוסיית אזורים גיאוגרפיים שונים ( גנוגוגרפיה ) מאפשר להקים את מרכזי המוצא של קבוצות אתניות שונות והגירה שלהן, כדי לקבוע את מידת הסיכון למחלות תורשתיות ביחידים.

חוקי התורשה הבסיסיים שנקבעו עבור אורגניזמים חיים הם אוניברסליים ותקפים במלואם עבור בני אדם. עם זאת, כמושא של מחקר גנטי, לבני אדם יש יתרונות וחסרונות.

זה בלתי אפשרי שאנשים יתכננו נישואים מלאכותיים. עוד בשנת 1923 נ.ק. קולצוב ציין כי "...איננו יכולים לבצע ניסויים, איננו יכולים להכריח את נז'דנובה להתחתן עם חליפין רק כדי לראות איזה סוג של ילדים יהיו להם". עם זאת, ניתן להתגבר על קושי זה הודות לדגימה ממוקדת ממספר רב של זוגות נישואים מאלה התואמים את מטרות המחקר הגנטי הזה.

המספר הגדול של הכרומוזומים - 2n=4b - מסבך באופן משמעותי את אפשרויות הניתוח הגנטי האנושי. עם זאת, פיתוח שיטות העבודה העדכניות ביותר עם DNA, שיטת הכלאת תאים סומטיים ועוד כמה שיטות מבטלות קושי זה.

בשל מיעוט הצאצאים (במחצית השנייה של המאה ה-20, לרוב המשפחות נולדו 2-3 ילדים), אי אפשר לנתח פיצול בצאצאים של משפחה אחת. עם זאת, באוכלוסיות גדולות ניתן לבחור משפחות בעלות מאפיינים המעניינים את החוקר. בנוסף, בחלק מהמשפחות התגלו מאפיינים מסוימים לאורך דורות רבים. במקרים כאלה, ניתוח גנטי אפשרי. קושי נוסף קשור למשך חילופי דורות בבני אדם. דור אנושי אחד לוקח בממוצע 30 שנה. ולפיכך, גנטיקאי אינו יכול לצפות ביותר מדור אחד או שניים.

בני אדם מאופיינים בפולימורפיזם גנוטיפי ופנוטיפי גדול. הביטוי של סימנים ומחלות רבים תלוי מאוד בתנאי הסביבה. יש לציין שהמושג "סביבה" לבני אדם רחב יותר מאשר לצמחים ובעלי חיים. לצד תזונה, אקלים וגורמים אביוטיים וביוטיים נוספים, הסביבה האנושית כוללת גם גורמים חברתיים שקשה לשנות לפי בקשת החוקר. יחד עם זאת, אדם כאובייקט גנטי נחקר בהרחבה על ידי רופאים מכל ההתמחויות, מה שעוזר לעתים קרובות לבסס חריגות תורשתיות שונות.

נכון לעכשיו, העניין ותשומת הלב לחקר הגנטיקה האנושית גוברים באופן פעיל. לפיכך, התוכנית הבינלאומית העולמית "הגנום האנושי" משימתה לחקור את הגנום האנושי ברמה המולקולרית. כדי לפתור את זה, נעשה שימוש בכל השיטות המודרניות העדכניות ביותר של גנטיקה ורפואה.

אילו שיטות יש כיום לגנטיקה האנושית? יש הרבה מהם: גנאלוגי, תאומים, ציטוגנטיים, סטטיסטיים אוכלוסיים, ביוכימיים, גנטיקה של תאים סומטיים וגנטיקה מולקולרית. בואו נסתכל מקרוב על כל אחד מהם.

נחשבת לאחת השיטות המרכזיות בגנטיקה של האדם, שיטה זו מבוססת על גנאלוגיה - חקר אילן יוחסין. המהות שלו היא הידור של אילן יוחסין וניתוחו לאחר מכן. גישה זו הוצעה לראשונה על ידי המדען האנגלי פ. גלטון ב-1865.

שיטה גנאלוגיתבשימוש נרחב לפתרון בעיות מדעיות ויישומיות כאחד. זה מאפשר לך לזהות את הטבע התורשתי של תכונה ולקבוע את סוג הירושה. יחד עם זה, השיטה מאפשרת לבסס תורשה מקושרת, לקבוע את סוג האינטראקציה של הגנים ואת חדירת האללים. השיטה הגנאלוגית עומדת בבסיס הייעוץ הגנטי הרפואי. הוא כולל שני שלבים: חיבור אילן יוחסין וניתוח גנאלוגי שלהם.

עריכת אילן יוחסין.איסוף מידע על המשפחה מתחיל באדם שנקרא פרובנד. בדרך כלל מדובר בחולה במחלה הנחקרת. ילדים מאותו זוג הורים נקראים אחים (אחים). ברוב המקרים, אילן יוחסין נאסף על סמך מאפיין אחד או יותר. אילן יוחסין יכול להיות שלם או מוגבל. ככל שיוחסו יותר דורות באילן היוחסין, כך הוא שלם יותר והסיכויים לקבל מידע מהימן לחלוטין גבוהים יותר. איסוף המידע הגנטי מתבצע באמצעות ראיונות, שאלונים ובדיקה אישית של המשפחה. הסקר מתחיל בדרך כלל עם קרובי משפחה של האם: סבא וסבתא מצד האם, ציון נכדים, ילדים של כל ילד של הסבים והסבתות. אילן היוחסין כולל מידע על הפלות, הפלות, לידות מת, נישואים עקרים וכו'.

בעת עריכת אילן יוחסין, נשמר רישום קצר של נתונים על כל אחד מחברי השבט, המציין את מערכת היחסים שלו ביחס לפרובנד. בדרך כלל מצוינים: שם משפחה, שם פרטי ופטרון, תאריך לידה ופטירה, גיל, לאום, מקום מגורים של המשפחה, מקצוע, הימצאות מחלות כרוניות במשפחה, סיבת פטירת הנפטר וכו'.

לאחר איסוף המידע, נערך ייצוג גרפי של אילן היוחסין באמצעות מערכת סמלים (איור 2.1).

בעת ביצוע עבודה זו, חשוב להקפיד על הכללים הבאים:

1. הידור של אילן יוחסין מתחיל עם הפרובנד. האחים מסודרים לפי סדר הלידה משמאל לימין, החל מהבכור.

2. כל חברי אילן היוחסין מסודרים אך ורק לפי דורות בשורה אחת.

3. דורות מסומנים בספרות רומיות משמאל לאילן היוחסין מלמעלה למטה.

4. מספרים ערביים משמשים למספר צאצאים של דור אחד (שורה אחת) משמאל לימין.

5. בשל העובדה שמחלות מסוימות מתבטאות בתקופות חיים שונות, מצוין גיל בני המשפחה.

6. מציינים חברי אילן היוחסין שנבדקו באופן אישי.

הייצוג הגרפי של אילן היוחסין יכול להיות אנכי-אופקי או מסודר במעגל (במקרה של נתונים נרחבים). תרשים אילן היוחסין מלווה בתיאור הסמלים מתחת לתמונה, הנקרא אגדה (איור 2.2).

ניתוח אילן יוחסין גנטי

המשימה של ניתוח גנטי היא לבסס את הטבע התורשתי של המחלה ואת סוג ההורשה, לזהות נשאים הטרוזיגוטיים של הגן המוטנטי, כמו גם לחזות לידת ילדים חולים במשפחות עם פתולוגיה תורשתית.

ניתוח אילן יוחסין כולל את השלבים הבאים: 1. קביעה האם תכונה או מחלה נתונה מבודדת במשפחה או שיש מספר מקרים (משפחתיים). אם תכונה מופיעה מספר פעמים בדורות שונים, אז ניתן להניח שתכונה זו היא תורשתית במהותה. 2. קביעת סוג ההורשה של תכונה. לשם כך, נתח את אילן היוחסין, תוך התחשבות בנקודות הבאות:

1) האם התכונה הנחקרת מופיעה בכל הדורות וכמה מחברי אילן היוחסין מחזיקים בה;

2) האם תדירותו זהה בשני המינים ובאיזה מין היא שכיחה יותר;

3) למי שמגדר התכונה מועברת מאב חולה ואם חולה;

4) האם יש באילן היוחסין משפחות שבהן נולדו ילדים חולים לשני ההורים הבריאים, או נולדו ילדים בריאים לשני ההורים החולים;

5) לאיזה חלק מהצאצא יש תכונה תורשתית במשפחות שבהן אחד ההורים חולה.

תורשה אוטוזומלית דומיננטית מאופיינת בעובדה שהגן המוטנטי קשור לאוטוזום ומתבטא הן במצב הומוזיגוטי (AL) והן במצב הטרוזיגוטי (Aa). בשל כך, ניתן לאתר את תכונות הירושה הבאות:

1) העברת פתולוגיה מהורים חולים לילדים;

2) שני המינים מושפעים בשיעורים שווים;

3) לבני משפחה בריאים יש בדרך כלל צאצאים בריאים;

4) אבא ואמא מעבירים באופן שווה את הגן המוטנטי לבנות ולבנים. העברת המחלה מאב לבן אפשרית.

הביטויים הקליניים של המחלה יכולים להשתנות באופן משמעותי בהתאם לכושר הביטוי והחדירה של הגן. אקספרסיביות היא מידת הביטוי של גן (במקרה שלנו, חומרת המחלה). עם ביטוי גנים גבוה, מתפתחת צורה חמורה, לעתים קטלנית, של המחלה; עם ביטוי נמוך, האדם בריא כלפי חוץ. חדירה מתייחסת לתדירות הביטוי של גן מוטנטי בין נשאיו. הוא נקבע על פי היחס בין מספר הפרטים עם מחלה (או תכונה) נתונה למספר הפרטים עם גן נתון, מבוטא באחוזים. לדוגמה, החדירה של טרשת עורקים היא 40%, תסמונת מרפן היא 30%, רטינובלסטומה היא 80% וכו'.

בהתאם לסוג הירושה, התמונה הכוללת של אילן היוחסין נראית שונה

עם סוג של תורשה אוטוזומלית רצסיבית, הגן המוטנטי מביא לידי ביטוי את השפעתו רק במצב ההומוזיגוטי, מסיבה זו, במצב ההטרוזיגוטי, הוא יכול להתקיים במשך דורות רבים מבלי להתבטא בצורה פנוטיפית.

עם סוג זה של תורשה, המחלה נתקלת רק לעתים רחוקות באילן היוחסין ולא בכל הדורות. הסבירות למחלה זהה אצל בנות ובנים. התסמין יכול להופיע בילדים שילידותיהם היו בריאות, אך היו נשאים הטרוזיגוטיים של הגן המוטנטי. ישנן מספר אפשרויות לנישואים כאלה:

1) אמא aa x אב aa - כל הילדים של הורים כאלה יהיו חולים (aa);

2) אמא Aa x אב aa - 50% מהילדים יהיו חולים (גנוטיפ aa) ו-50% בריאים מבחינה פנוטיפית (גנוטיפ Aa), אך יהיו נשאים הטרוזיגוטיים של הגן הפגום;

3) אמא Aa x אב Aa - 25% מהילדים יהיו חולים (גנוטיפ aa), 75% בריאים מבחינה פנוטיפית (גנוטיפ AA ו-Aa), אך 50% מהם יהיו נשאים של הגן המוטנטי (גנוטיפ Aa).

הביטוי והחדירה משתנים מאוד (מ-0 עד 100%) ותלויים מאוד בתנאי הסביבה. פולידקטיליה (שש אצבעות), ברכידקטליה (קצרת אצבעות), אכונדרופלזיה (גמדות), תסמונת מרפן ("אצבעות עכביש") ומחלות אחרות עוברות בתורשה באופן אוטוזומלי דומיננטי (איור 2.3).

עם סוג תורשה דומיננטי, אם אחד ההורים חולה (Aa), ההסתברות ללדת ילד חולה היא 50%, בתנאי שהגן חודר לחלוטין. במקרה של הטרוזיגוסיות של שני ההורים (Aa x Aa), ילדים חולים יכולים להיוולד בהסתברות של 75%. מחלות דומיננטיות אוטוזומליות רבות במצב הומוזיגוטי הן חמורות יותר מאשר בהטרוזיגוטים. עם זאת, בפועל יש לעתים קרובות מקרים שבהם נשאים של גן דומיננטי נשארים בריאים מבחינה פנוטיפית. כתוצאה מכך מופיעים סוג השינויים באילן היוחסין ופערי הדורות.

ניתן לחשוד בנשיאה של גן דומיננטי ללא ביטוי פנוטיפי באחד ההורים אם בין צאצאיו יש חולים עם אותה פתולוגיה דומיננטית. כאשר להורים בריאים יש ילד חולה ויש עוד מקרים של מחלה זו באילן היוחסין, סביר להניח שלאחד ההורים החולים היה גן פגום שלא חדר אלא הועבר לצאצאי.

לגן דומיננטי עשויות להיות דרגות שונות של ביטוי, מה שמקשה על ביסוס אופן תורשה אוטוזומלי דומיננטי. הבה נשקול זאת באמצעות הדוגמה של פתולוגיה תורשתית של רקמת חיבור - תסמונת מרפן.

ידוע כי השכיחות של מחלות אוטוזומליות תורשתיות רצסיביות תלויה ישירות בשכיחות הגן המוטנטי בקרב האוכלוסייה. שכיחותן של מחלות מסוג זה גדלה במיוחד במבודדים ובקרב אוכלוסיות עם אחוז גבוה של נישואי בני משפחה. לנישואים כאלה יש השפעה שלילית על הצאצאים, כפי שמעידה העובדה שהפיגור השכלי בקרב ילדים מנישואי בני משפחה גבוה פי 4 מאשר במשפחות עם נישואים לא קשורים.

עם תורשה אוטוזומלית רצסיבית (כמו דומיננטית אוטוזומלית), אפשריות דרגות שונות של ביטוי וחדירה של התכונה. מחלות עם סוג של תורשה אוטוזומלית רצסיבית כוללות מחלות מטבוליות רבות, ביניהן פנילקטונוריה, גלקטוזמיה, לבקנות (איור 2.4), סיסטיק פיברוזיס ועוד. הוכח כי מחלות רצסיביות מאובחנות לעיתים קרובות יותר בגיל צעיר.

תורשה של מחלות הקשורות למין נקבעת על ידי העובדה שהגן המוטנטי ממוקם על כרומוזום X או Y. ידוע שלנשים יש שני כרומוזומי מין X, ולגברים יש כרומוזום X אחד וכרומוזום Y אחד. בבני אדם, יותר מ-200 גנים ממוקמים על כרומוזום X. גנים הממוקמים על כרומוזום X יכולים להיות רצסיביים או דומיננטיים.

בנשים, הגן המוטנטי עשוי להיות ממוקם בשני כרומוזומי X או רק באחד מהם; במקרה הראשון הוא הומוזיגוטי, במקרה השני הוא הטרוזיגוטי. גברים, בהיותם המיזיגוטים (יש להם רק כרומוזום X אחד), מעבירים אותו רק לבנות ולעולם לא לבנים. כל גן, דומיננטי ורצסיבי כאחד, הממוקם על כרומוזום ה-X שלו יתבטא בהכרח. זוהי התכונה העיקרית של תורשה מקושרת X.

תורשה רצסיבית מקושרת X מאופיינת בתכונות הבאות:

1) המחלה מתרחשת לעתים קרובות יותר אצל גברים;

2) ילדים חולים יכולים להיוולד מהורים בריאים (אם האם הטרוזיגוטית לגן המוטנטי);

3) גברים חולים אינם מעבירים את המחלה לבניהם, אך בנותיהם הופכות לנשאיות הטרוזיגוטיות של המחלה;

4) נשים חולות יכולות להיוולד רק במשפחות שבהן האב חולה והאם הטרוזיגוטית לגן המוטנטי.

הבה נבחן מספר דוגמאות כאשר גן רצסיבי ממוקם על כרומוזום X. אם אישה בריאה וגבר חולה יתחתנו, אז במשפחה כזו כל הילדים יהיו בריאים, והבנות יקבלו מאביהן כרומוזום X אחד עם גן מוטנטי ויהיו נשאים הטרוזיגוטיים (שכן יקבלו X תקין שני כרומוזום מאמם). אם גבר בריא ואישה שהם נשאים של גן פתולוגי מתחתנים, ההסתברות ללדת ילד חולה תהיה 50% מכלל הבנים ו-25% מכלל הילדים.

ההסתברות ללדת בנות חולות נמוכה מאוד ומתאפשרת רק אם האב חולה והאם הטרוזיגטית לגן המוטנטי. במשפחה כזו מחצית מהבנים יהיו חולים. בקרב בנות, מחצית תפתח את המחלה, והמחצית השנייה תישא את הגן הפגום.

דוגמה קלאסית לתורשה רצסיבית הקשורה למין היא המופיליה. החולים סובלים מדימום מוגבר. הסיבה היא רמות לא מספקות של גורמי קרישת דם בדם. באיור. 2.5 מציג את אילן היוחסין של משפחה עם המופיליה

ניתוח אילן יוחסין מראה שרק בנים נפגעים. (II - 1.4; III - 7.15). מכאן נוכל להניח שהגן להמופיליה קשור למין. ילדים חולים נולדים לעתים קרובות יותר מהורים בריאים, ולכן הגן למחלה הוא רצסיבי.

ידוע כי המופיליה נפוצה בקרב משפחות המלוכה של אירופה. זה נובע מנישואי בני משפחה. כתוצאה מכך, המוטציות שנוצרו נשארו בתוך המשפחה. מלכת אנגליה ויקטוריה הייתה נשאית של הגן להמופיליה. בנה ליאופולד נולד חולה המופיליה. דרך בנותיה ונכדיה העבירה המלכה ויקטוריה את גן ההמופיליה לוולדמר והנרי מפרוסיה, פרידריך מהסנה, צארביץ' אלכסיי רומנוב, רופרכט מטקסס, שני באטנברג ושני נסיכים ספרדים (איור 2.6). בנוסף להמופיליה, כרומוזום X מכיל גנים רצסיביים הגורמים למיופתיה של דושן, צורות מסוימות של עיוורון צבעים ומחלות אחרות.

כאשר גן דומיננטי ממוקם על כרומוזום X, סוג ההורשה נקרא דומיננטי X-linked. זה מאופיין בסימפטומים הבאים:

1) גם גברים וגם נשים חולים, אבל יש פי שניים נשים חולות מגברים חולים;

2) ניתן לאתר את המחלה בכל דור;

3) אם אב חולה, כל בנותיו יהיו חולות, וכל בניו יהיו בריאים;

4) אם האם חולה, ההסתברות ללדת ילד חולה היא 50%, ללא קשר למין;

5) ילדים יהיו חולים רק אם אחד ההורים חולה;

6) הורים בריאים יהיו בריאים לכל ילדיהם.

פוספטמיה (חוסר פוספט בדם), צבע חום של אמייל השן וכו' עוברים בתורשה לפי הסוג הדומיננטי הקשור ל-X.

להורשה צמודת Y יש גם מאפיינים משלה.

גנים מעטים ממוקמים על כרומוזום Y אצל גברים. הם מועברים רק לבנים ולעולם לא לבנות (ירושה הולנדרית). עם כרומוזום Y, גברים יורשים מאפיינים כמו היפרטריקוזיס (נוכחות שיער לאורך קצוות האוזניים), קרומי עור בין אצבעות הרגליים, התפתחות האשכים, עוצמת הצמיחה של הגוף, הגפיים והשיניים. מאפיינים אופייניים של תורשה עם כרומוזום Y ניתן לראות באיור. 2.7.

עבודה חינוכית ומחקרית של סטודנטים (UIRS) במכללה לרפואה צ'רמחו במהלך תקופת ההכשרה המקצועית היא אחת הצורות העיקריות של עבודה עצמאית של סטודנטים

UIRS היא אחת משיטות ההוראה הפעילות בעלות אופי מבוסס פעילות, העומדת בדרישות החדשות של תקן החינוך של המדינה הפדרלית. בתהליך ההכשרה המקצועית, סטודנט צריך למצוא באופן עצמאי חישובים תיאורטיים אינדיבידואליים ממספר רב של ספרות מדעית, מתודולוגית ומתמחה, כמו גם לבצע באופן עצמאי מחקרים אינסטרומנטליים ומעבדתיים עם ניתוח שלאחר מכן של התוצאות שהתקבלו.

בעת עריכת UIRS, התלמידים מפתחים כישורים תרבותיים ומקצועיים כלליים מסוימים באמצעות פיתוח מיומנויות אינטלקטואליות ומקצועיות (עבודה עם ספרות בעלת אופי שונה, להדגיש את העיקר, להיות מסוגלים לנתח, לתכנן את פעילותם, להניח הנחות, לבצע מחקר, לנתח תוצאות, הסקת מסקנות וכו' ד).

UIRS היא עבודה יצירתית של התלמיד עצמו עם מסקנות סופיות ושיפוטים על העבודה, שבה התלמידים מבטאים את הפוטנציאל שלהם כחוקר עתידי, מגלים עניין בעבודת מחקר והבנת הנחיצות שלה.

העבודה שהוצגה בוצעה בהתאם לדרישות עבור UIRS.

מטרת המחקר

משמעות מעשית:הכשרה במיומנויות חיבור וניתוח אילן יוחסין. פיתוח מדריך לחיבור וניתוח אילן יוחסין. חינוך תלמידים בנושאי גנאלוגיה, פיתוח עניין במחקר מעמיק יותר של הבעיה.

שיטה גנאלוגית כשיטה אוניברסלית לחקר התורשה האנושית

קובלצ'וק אלנה
סטודנט שנה ב', התמחות "סיעוד"
מוסד חינוכי תקציבי ממלכתי אזורי
חינוך מקצועי תיכוני
"המכללה לרפואה צ'רמחובו"
יועץ מדעי - סקליארובה סבטלנה ולדימירובנה

מבוא

נכון לעכשיו, על פי ארגון הבריאות העולמי, ידועות כ-10 אלף מחלות תורשתיות, שהולכות ונעשות חשובות יותר בפתולוגיה הכללית של בני אדם. מוטציות גנים מזיקות נחשבות לגורם העיקרי למחלות תורשתיות. גנטיקה רפואית היא חקר מחלות אנושיות תורשתיות. לאבחון פתולוגיה תורשתית בגנטיקה רפואית, נעשה שימוש בשיטה הגנאלוגית. שיטה זו נגישה ואינפורמטיבית, מאפשרת לקבוע את אופייה התורשתי של המחלה, את סוג ההעברה של הגן הפגום, ולעקוב אחר הסיכון האפשרי להתבטאותו בקרב קרובי משפחה.

בחירת הנושא נבעה מהתעניינותי בלימוד אילן היוחסין של משפחתי, מכיוון שמחלות חוזרות ונשנות במשפחתנו מצוינות לעתים קרובות, היה צורך לחקור את אופיה התורשתי.

מטרת המחקר: שימוש בשיטה הגנאלוגית לזיהוי מחלות תורשתיות במשפחה.

מושא לימוד:אילן היוחסין של משפחת קובלצ'וק של אלנה איגורבנה מצד אמה.

נושאי מחקר:

1. לנתח את הבסיס המדעי של השיטה הגנאלוגית.
2. באמצעות יישום מעשי של השיטה, ערכו אילן יוחסין משפחתי.
3. ערכו ניתוח אילן יוחסין כדי לזהות את אופי וסוג התכונות העוברות בתורשה.
4. פיתוח מדריך להרכבה וניתוח של אילן יוחסין.

Mשיטות מחקר:לימוד וניתוח ספרות כללית ומתמחה, תצפית, שיטת ראיון, ניתוח איכותני של אילן היוחסין.

משמעות מעשית:הכשרה במיומנויות חיבור וניתוח אילן יוחסין. פיתוח מדריך לחיבור וניתוח אילן יוחסין. חינוך תלמידים בנושאי גנאלוגיה.

פרק 1. שיטה גנאלוגית לחקר התורשה האנושית

לפיכך, השיטה הגנאלוגית נמצאת בשימוש נרחב בפתרון בעיות תיאורטיות ויישומיות: ביסוס אופייה התורשתי של תכונה; קביעת סוג ההורשה של המחלה. קבע את הפרוגנוזה של המחלה וחשב את הסיכון לצאצאים.

בשיטה הגנאלוגית ניתן להבחין ב-2 שלבים: שלב 1 – חיבור אילן יוחסין; שלב 2 - שימוש בנתונים גנאלוגיים לניתוח גנטי.

פרק 2. חיבור וניתוח אילן היוחסין

לפיכך, עריכת אילן יוחסין תוך התחשבות בכללים ובדרישות הבסיסיות יאפשר לנו לבצע בהצלחה ניתוח איכותי של אילן היוחסין, אשר בתורו יספק את המידע השלם ביותר על מהות וסוג התכונה העוברת, וכן יקבע את סבירות להעברת התכונה לדורות הבאים.

פרק 3. קריטריונים לסוגי ירושה

לפיכך, לאחר לימוד הקריטריונים לסוגים ומאפיינים של תורשה של תכונות, ניתן לקבוע בצורה מדויקת יותר את אופי ההורשה של תכונות באילן היוחסין הנחקר ולהניח את הסבירות שהגן יתבטא בדורות הבאים.

פרק 4. אילן יוחסין וניתוחו

4.1 עריכת אילן יוחסין

על מנת לזהות נוכחות של מחלות תורשתיות במשפחה, נערך אילן יוחסין, תוך התחשבות בדרישות הבסיסיות ( יישום).

הוגדרה "אגדת אילן יוחסין" הכוללת: רישום קצר עם תיאור מדויק של בני המשפחה ויחסיו עם הפרובנד, מידע על מצבם הבריאותי של בני אילן היוחסין, מידע על אופי ההורשה של המחלה והמאפיינים של ביטויה, הופעת ואופי מהלך המחלה והגיל. המידע הושג באמצעות ראיונות קרובי משפחה, בעיקר הורים, וכן סבים וסבתות. המידע שנאסף איפשר לנתח את אילן היוחסין, כלומר לקבוע אם התכונה עוברת בתורשה, וגם להבין את אופי התורשה של מחלה זו.

4.2 ניתוח אילן יוחסין

על מנת לבסס דפוסים תורשתיים, בוצע ניתוח גנטי של אילן היוחסין, אשר הראה:

בדור הראשון, השלישי והרביעי בכיוון האנכי מצוין מקרה אחד של דלקת שקדים - זה מעיד על אופי התורשתי של התכונה, שכן מדובר במקרים חוזרים של המחלה. דלקת שקדים אינה מחלה תורשתית, ולכן נקבעת נטייה תורשתית למחלה זו, המבוססת על ירידה בתגובה החיסונית לגורם הגורם למחלה.

נקבע סוג תורשה אוטוזומלי דומיננטי של התכונה, שכן בדור הראשון, השלישי והרביעי קיים מקרה אחד של דלקת שקדים בנשים, כלומר יש העברה ישירה של התכונה מאחד ההורים החולים לילדים. , במקרה זה מאם לילד (בנות) - זה אופייני לסוג זה של תורשה של התכונה.

סוג זה של ירושה מאשר את העובדה שבדור השני המחלה לא באה לידי ביטוי, הדבר מעיד על חדירות לא מלאה של צאצאיו של אדם חולה, כלומר אדם, בריא כלפי חוץ, אך הוא מעביר לילדיו את הגנים. אחראי למחלה זו, או נטייה אליה, כמו במקרה שלנו.

סוג זה של תורשה מאופיין בעלייה בחומרת ההפרעות הפתולוגיות בדורות הבאים, אשר ניתן לתקן באמצעות אמצעי מניעה.

לפיכך, תוצאות ניתוח אילן היוחסין אפשרו לקבוע:

1. אופי התכונה התורשתית הוא נטייה תורשתית לירידה בתגובה החיסונית לגורם הגורם לדלקת שקדים;
2. קבע את סוג התכונה התורשתית כדומיננטית אוטוזומלית.
3. נניח שהדורות הבאים מהפרובנד יכולים לרשת תכונה זו.
4. כדי למנוע עלייה בחומרת ההפרעות הפתולוגיות בדורות הבאים, יש צורך לבצע אמצעי מניעה.

סיכום

מחקר זה נועד להשתמש בשיטה הגנאלוגית לזיהוי מחלות תורשתיות במשפחה.

בנושא זה נחקרה ספרות מיוחדת, שתוכנה משקף את הבסיס המדעי של השיטה הגנאלוגית. מחקר תיאורטי של הנושא מצביע על הרלוונטיות של חקר הגנטיקה האנושית בקשר עם ההתרחשות הגוברת של מחלות תורשתיות, כולל אבחון בזמן של מחלות תורשתיות.

תפקיד חשוב באבחון של קטגוריה זו של מחלות מוקצה לשיטה הגנאלוגית. שיטה זו מאופיינת ביעילות גבוהה, שכן היא האינפורמטיבית ביותר, וגם נגישה לכל אדם המתעניין בהיסטוריה של התפתחות משפחתו או החמולה, כולל נוכחות של מחלות תורשתיות בשבט.

בתהליך יישום השיטה הגנאלוגית בפועל, נערך אילן יוחסין ובוצע ניתוחו האיכותי. תוצאות הניתוח הראו:

1. נוכחות במשפחה של נטייה תורשתית לדלקת שקדים, המבוססת על ירידה בתגובה החיסונית לפתוגן.
2. נטייה למחלה מועברת לאורך הקו האנכי הנשי.
3. תורשה של התכונה שייכת לסוג הירושה האוטוזומלי הדומיננטי.
4. עם סוג זה של תורשה של התכונה, אופיינית עלייה בחומרת ההפרעות הפתולוגיות בדורות הבאים.

לפיכך, ניתוח אילן היוחסין מאפשר להבין את אופיו התורשתי, כלומר, ניתן היה לקבוע את אופי וסוג התכונה המועברת.

השיטה הגנאלוגית מאשרת את האוניברסליות שלה, שכן היא אפשרה לקבוע את אופי וסוג ההורשה של תכונה ולקחת על עצמו את הסיכון עבור הדורות הבאים. זו נותרה השיטה הנגישה והאינפורמטיבית ביותר באבחון מחלות גנטיות.

במהלך העבודה, בהתבסס על תוצאות המחקר, נקבע כי ניתן למנוע ביטוי של מחלות גנטיות, כמו גם הפחתת העלייה בחומרת ההפרעות הפתולוגיות בדורות הבאים, על ידי יישום אמצעי מניעה.

עמידה באמצעי מניעה מומלצים המבטיחים אורח חיים בריא תמנע החמרה תכופה של המחלה, תפחית את הסיכון לפתח עלייה בחומרת ההפרעות הפתולוגיות בדורות הבאים, ובהתאם, תפחית את הסבירות שהפרובנד יעביר את הגן המוטנטי לדורות הבאים. דורות.

לפיכך, אורח חיים בריא הוא המפתח למניעת ביטוי לא רק של מחלות לא תורשתיות, אלא גם גנטיות בבני אדם.

גנטיקה אנושיתהוא מדע החוקר, בנוסף לתורשה ולשונות, היווצרות של מאפיינים אנושיים נורמליים.

נושאהם מאפיינים אנושיים נורמליים.

בעיות של גנטיקה:

לימוד דפוסי הקביעה הגנטית של תכונות אנושיות

חקר המבנה החומרי של תורשת גנים

חקר ארגון זרימת המידע בתאי האדם

ניתוח אופי האינטראקציה בין גנים בתהליך היווצרות הדמות

חקר השפעת גורמים סביבתיים על התורשה האנושית

היסטוריה של התפתחות הגנטיקה האנושית.

1815 אדמס"מסה פילוסופית על התכונות התורשתיות של המין האנושי." ספר עיון אחד על גנטיקה.

1866 פלורנסקי"שיפור וניוון של הגזע האנושי"

השפעת הסביבה החיצונית

השפעת נישואי בני משפחה

גלטון -מייסד שיטות הגנטיקה: גנאלוגי, תאום, סטטיסטי.

גרד.אלקפטונוריה היא טעות מטבולית מנוונת, מחלה רצסיבית (גנטיקה ביוכימית - תחילת ההתפתחות).

יו.א. Giritienko -ראש המחלקה הראשונה לגנטיקה בפטרוגרד ב-1919.

1932 - 37. המכון הגנטי הרפואי הראשון נפתח במוסקבה בהנהגה לוויחה.

מדענים מילאו תפקיד גדול הרדי ווינברג=>עקרונות עיקריים של יציבות אוכלוסיה.

תכונות של ניתוח גנטי בבני אדם.

טבע אנושי דו-חברתי. היווצרות כל תכונה מושפעת מגורמים סביבתיים ומהסביבה החברתית בה אדם חי.

חוסר אפשרות לניסויים ישירים

חוסר אפשרות להשתמש בשיטה ההיברידולוגית

תחילת התבגרות מאוחרת => תוחלת חיים ארוכה יותר של דור אחד

מספר קטן של צאצאים

מספר גדול של כרומוזומים (46)

חוסר האפשרות ליצור תנאי חיים זהים ומבוקרים בקפדנות לצאצאים

מהות השיטה הגנאלוגית והבעיות שנפתרו בעזרתה בגנטיקה האנושית.

השיטה הגנאלוגית היא שיטה לעריכת אילן יוחסין. ברפואה - קלינית וגניאלוגית.

הוא מבוסס על עריכת אילן היוחסין של אדם ולימוד אופי הירושה של תכונה. שיטה זו הוצעה לראשונה על ידי F. Galton בשנת 1865. זוהי השיטה העתיקה ביותר. המהות שלו היא לבסס קשרי אילן יוחסין ולקבוע תכונות דומיננטיות ורצסיביות ואת אופי הירושה שלהן. שיטה זו יעילה במיוחד כאשר חוקרים מוטציות גנים.

ביסוס האופי התורשתי של תכונה

קביעת סוג הירושה של תכונה

ניתוח קישור גנים ומיפוי כרומוזומים

לימוד עוצמת תהליך המוטציה

פענוח מנגנוני האינטראקציה בין הגנים

שימוש בשיטה זו בייעוץ גנטי רפואי

עקרונות בניית אילן יוחסין והסמליות המשמשת בכך.

פרובנד - אדם שפנה לגנטיקאי לייעוץ

אחים - אחים של הפרובנד

השימוש בשיטה זו אפשרי כאשר ידועים קרובי משפחה ישירים - אבותיו של בעל התכונה התורשתית ( פרובנד) על קו האם והאב במספר דורות או צאצאי הפרובנד גם בכמה דורות. בעת עריכת אילן יוחסין בגנטיקה, נעשה שימוש במערכת סימון מסוימת. לאחר עריכת אילן היוחסין, הוא מנותח על מנת לקבוע את אופי הירושה של התכונה הנחקרת.

מוסכמות שאומצו בעת עריכת אילן יוחסין: 1 - גבר; 2 - אישה; 3 - המין אינו ידוע; 4 - בעל התכונה הנלמדת; 5 - נשא הטרוזיגוטי של הגן הרצסיבי הנחקר; 6 - נישואין; 7 - נישואי גבר עם שתי נשים; 8 - נישואי קרבה; 9 - הורים, ילדים וסדר לידתם; 10 - תאומים דיזיגוטים; 11 - תאומים מונוזיגוטים.

הודות לשיטה הגנאלוגית, נקבעו סוגי ההורשה של תכונות רבות בבני אדם. לפיכך, הסוג האוטוזומלי הדומיננטי יורש פולידקטיליה (מספר מוגבר של אצבעות), יכולת לסלסל ​​את הלשון לצינור, ברכידקטליה (אצבעות קצרות עקב היעדר שני פלנגות על האצבעות), נמשים, התקרחות מוקדמת, אצבעות מאוחדות, שסע. שפתיים, חך שסוע, קטרקט בעיניים, שבירות עצם ועוד רבים אחרים. לבקנות, שיער אדום, רגישות לפוליו, סוכרת, חירשות מולדת ותכונות אחרות עוברות בתורשה כאוטוזומלית רצסיבית.

שיטת התאומים, מהותה ובעיותיה נפתרו בעזרתה בגנטיקה האנושית.

שיטת התאומים מבוססת על חקר הפנוטיפ והגנוטיפ של תאומים כדי לקבוע את מידת ההשפעה הסביבתית על התפתחות תכונות שונות. שיטה זו הוצעה בשנת 1876 על ידי החוקר האנגלי F. Galton כדי להבדיל בין השפעת התורשה והסביבה על התפתחות תכונות שונות בבני אדם. שיטת התאומים מאפשרת לקבוע את מידת הביטוי של תכונה בזוג, השפעת התורשה והסביבה על התפתחות התכונות. כל ההבדלים המופיעים בתאומים זהים בעלי אותו גנוטיפ קשורים להשפעה של תנאים חיצוניים. מעניינים מאוד מקרים שבהם זוג כזה נפרד מסיבה כלשהי בילדות והתאומים גדלו וחונכו בתנאים שונים. המחקר של תאומים אחים מאפשר לנו לנתח התפתחות של גנוטיפים שונים באותם תנאים סביבתיים. שיטת התאומים אפשרה לקבוע כי עבור מחלות רבות התנאים הסביבתיים שבהם נוצר הפנוטיפ משחקים תפקיד משמעותי. לדוגמה, מאפיינים כגון סוג דם, צבע עיניים וצבע שיער נקבעים רק על ידי הגנוטיפ ואינם תלויים בסביבה. חלק מהמחלות, על אף שנגרמות על ידי וירוסים וחיידקים, תלויות במידה מסוימת בנטייה תורשתית. מחלות כמו יתר לחץ דם וראומטיזם נקבעות במידה רבה על ידי גורמים חיצוניים ובמידה פחותה, על ידי תורשה. לפיכך, שיטת התאומים מאפשרת לנו לזהות את תפקיד הגנוטיפ והגורמים הסביבתיים ביצירת תכונה, שלגביה נלמדות והשוואות דרגות הדמיון (קונקורדנציה) וההבדלים (אי-קורדנס) של תאומים מונוזיגוטים ודיזיגוטים.

סוגי תאומים ומאפייניהם. גורמים ותדירות לידות תאומים.

בין תאומים יש תאומים זהים ואחים. תאומים זהים נוצרים מזיגוטה אחת (מונוזיגוטית), המתפצלת לשני חלקים בשלב מוקדם של המחשוף. במקרה זה, ביצית מופרית אחת מולידה לא אחד, אלא שני עוברים בבת אחת. יש להם אותו חומר גנטי, הם תמיד מאותו מין, והכי מעניין לחקור אותם. הדמיון בין התאומים הללו הוא כמעט מוחלט. הבדלים קטנים עשויים להיות מוסברים על ידי השפעת מצבי התפתחות. תאומים אחים (לא זהים, או דוזיגוטים) נוצרים מזיגוטים שונים, כתוצאה מהפריה של שתי ביציות על ידי שני זרעונים. הם לא דומים זה לזה יותר מאחים שנולדו בזמנים שונים. תאומים כאלה יכולים להיות בני אותו המין או בני המין השני.

השכיחות הכוללת של לידות תאומים עומדת בממוצע על 1.1 - 1.2% מכלל הלידות; מתוכם, כ-1/3 הם תאומים חד-זיגוטיים, ו-2/3 הם תאומים דו-זיגוטיים. השכיחות של תאומים חד-זיגוטיים דומה בין האוכלוסיות, אך השכיחות של תאומים דו-זיגוטיים משתנה באופן משמעותי בין האוכלוסיות. לדוגמה, בארצות הברית, תאומים דיזיגוטיים נולדים לעתים קרובות יותר בקרב שחורים מאשר בקרב לבנים. באירופה, תאומים דיזיגוטים מתרחשים בשיעור של 8 לכל 1,000 לידות. תדירות הלידה הנמוכה ביותר של תאומים דיזיגוטים טבועה באוכלוסיות מונגולואידיות, שם היא 2-2.5 לכל 1,000 לידות. הסבירות ללדת תאומים דיזיגוטיים עולה עם גיל האם וסדר הלידה של הילדים. כלל זה חל אך ורק על תאומים דיזיגוטים. השפעת גיל האם מוסברת ככל הנראה בעלייה ברמת ההורמון ממריץ הזקיקים אצל נשים עם הגיל. הורמון מגרה זקיקים הוא הורמון של בלוטת יותרת המוח הקדמית הממריץ יצירת זקיקים בשחלות, גדילתם והבשלתם, מקדם תהליך בחירת זקיק דומיננטי ויצירת שלפוחיות גרפיט בוגרות. עלייה ברמת הורמון זה מובילה לפוליביוץ תכופים יותר. השערה זו מאוששת גם על ידי העובדות על התדירות המוגברת של לידות מרובות בנשים העוברות טיפול לאי פוריות בעזרת הורמונים גונדוטרופיים. לגבי לידות מרובות דיזיגוטיות, קיימות גם עובדות המצביעות על השפעת גורמים גנטיים על הסבירות ללדת תאומים.

הסבירות ללדת תאומים דו-זיגוטיים גבוהה יותר עבור אותן נשים שלקרוביהן כבר נולדו תאומים. אולי הסיבה העיקרית שנקבעה גנטית במקרה זה עשויה להיות גם רמת הגונדוטרופין. אין נתונים כאלה זמינים עבור תאומים מונוזיגוטים. עקב שיעור התמותה המוגבר מעט בקרב תאומים בהשוואה ליחידים, שיעור התאומים באוכלוסייה עומד על 0.9% בלבד. תדירות כה נמוכה של תאומים מקשה על בחירת מספר מספיק של זוגות עם התכונה הנחקרת.

הערכת תפקידם של גורמים גנטיים וסביבתיים ביצירת תכונות איכותיות וכמותיות על סמך נתונים ממחקרי תאומים.

להעריך את יעילות ההשפעה של כמה גורמים חיצוניים H + E = 1 H = Cmz – Cdz/100 – Cdz כאשר H הוא גורם תורשתי C – גורם סביבתי Cmz – מונוזיגוטים Cdz – דיזיגוטים אם H = קרוב יותר ל-0 – גורמים סביבתיים יש השפעה גדולה יותר אם H = 1 - 0.7 - גנטי אם H = 0.4 - 0.7 - סביבתי יותר מאשר גנטי

מהות שיטת האוכלוסייה הסטטיסטית והבעיות שנפתרו בעזרתה בגנטיקה האנושית.

זוהי שיטה לחקר התפלגות התכונות התורשתיות (מחלות תורשתיות) באוכלוסיות. נקודה מהותית בעת שימוש בשיטה זו היא העיבוד הסטטיסטי של הנתונים המתקבלים. אוכלוסייה מובנת כאוסף של פרטים מאותו מין, החיים זמן רב בטריטוריה מסוימת, מתרבים זה בזה באופן חופשי, בעלי מוצא משותף, מבנה גנטי מסוים ובמידה זו או אחרת, מבודדים מאחרים. אוספים כאלה של פרטים ממין נתון. אוכלוסייה היא לא רק צורת קיום של מין, אלא גם יחידת אבולוציה, שכן התהליכים המיקרו-אבולוציוניים שמגיעים לשיאם ביצירת מין מבוססים על טרנספורמציות גנטיות באוכלוסיות.

ענף מיוחד בגנטיקה עוסק בחקר המבנה הגנטי של אוכלוסיות - גנטיקה של אוכלוסיות.

אחד התחומים החשובים בגנטיקה המודרנית הוא גנטיקה של אוכלוסיות. הוא בוחן את המבנה הגנטי של אוכלוסיות, מאגר הגנים שלהן ואת האינטראקציה של גורמים הקובעים את הקביעות והשינוי במבנה הגנטי של אוכלוסיות. בגנטיקה, אוכלוסייה מובנת כקבוצה של פרטים מתרבים בחופשיות מאותו מין, תופסים אזור מסוים ויש להם מאגר גנים משותף לאורך מספר דורות. (מאגר הגנים הוא כל מכלול הגנים שנמצא בפרטים מאוכלוסיה נתונה).

בגנטיקה רפואית נעשה שימוש בשיטת האוכלוסייה הסטטיסטית בחקר מחלות תורשתיות של האוכלוסייה, שכיחות גנים תקינים ופתולוגיים, גנוטיפים ופנוטיפים באוכלוסיות של יישובים, מדינות וערים שונות. בנוסף, שיטה זו חוקרת את דפוסי התפוצה של מחלות תורשתיות באוכלוסיות בעלות מבנה שונה ואת היכולת לחזות את שכיחותן בדורות הבאים.

השיטה הסטטיסטית האוכלוסייה משמשת לחקר:

א) שכיחות הגנים באוכלוסייה, לרבות שכיחות מחלות תורשתיות;

ב) דפוסים של תהליך המוטציה;

חוק היידי-ויינברג. תנאים לאוכלוסיה אידיאלית.

כדי לקבוע את תדירות ההתרחשות של גנים וגנוטיפים מסוימים, הוא משמש חוק הרדי-ויינברג.

חוק הרדי-ויינברג

באוכלוסיה אידיאלית, מדור לדור, נשמר יחס מוגדר בקפדנות בין התדרים של גנים דומיננטיים ורצסיביים (1), וכן היחס בין התדרים של מחלקות גנוטיפיות של פרטים (2).

ע + ש = 1, (1) ר 2 + 2pq + ש 2 = 1, (2)

איפה ע- תדירות הופעת הגן הדומיננטי א; ש- תדירות התרחשות של גן רצסיבי א; ר 2 - תדירות התרחשות של הומוזיגוטים לפי דומיננטי א.א; 2pq- תדירות התרחשות של הטרוזיגוטים אהה; ש 2 - תדירות התרחשות של הומוזיגוטים עבור הרצסיבי אהה.

האוכלוסייה האידיאלית היא אוכלוסיה גדולה מספיק, פאנמיקטית (פנמיקסיה - הצלבה חופשית) שבה אין תהליך מוטציה, ברירה טבעית וגורמים נוספים המפריעים לאיזון הגנים. ברור שאוכלוסיות אידיאליות לא קיימות בטבע, באוכלוסיות אמיתיות משתמשים בחוק הרדי-ויינברג עם תיקונים.

חוק הרדי-ויינברג, בפרט, משמש כדי להעריך את מספר הנשאים של גנים רצסיביים למחלות תורשתיות. לדוגמה, ידוע כי פנילקטונוריה מתרחשת בתדירות של 1:10,000 באוכלוסייה זו. פנילקטונוריה עוברת בתורשה בצורה אוטוזומלית רצסיבית, לכן, לחולים עם פנילקטונוריה יש את הגנוטיפ אהה, זה ש 2 = 0.0001. מכאן: ש = 0,01; ע= 1 - 0.01 = 0.99. לנשאים של גן רצסיבי יש גנוטיפ אההכלומר, הם הטרוזיגוטים. תדירות התרחשותם של הטרוזיגוטים (2 pq) הוא 2 · 0.99 · 0.01 ≈ 0.02. מסקנה: באוכלוסייה זו, כ-2% מהאוכלוסייה הם נשאים של הגן פנילקטונוריה. במקביל, אתה יכול לחשב את תדירות ההופעה של הומוזיגוטים לפי דומיננטי ( א.א): ע 2 = 0.992, קצת פחות מ-98%.

שינוי במאזן הגנוטיפים והאללים באוכלוסיה פאנמיקטית מתרחש בהשפעת גורמים הפועלים ללא הרף, הכוללים: תהליך מוטציה, גלי אוכלוסייה, בידוד, ברירה טבעית, סחף גנטי, הגירה, הגירה, הכלאה. בזכות התופעות הללו נוצרת תופעה אבולוציונית אלמנטרית - שינוי בהרכב הגנטי של האוכלוסייה, שהוא השלב הראשוני של תהליך ההתארגנות.

תן נוסחאות לחישוב התדרים של גנים וגנוטיפים לאיזואנטיגנים אריתרוציטים באוכלוסיית האדם (AB0, Rh, MN).

שקול את המקרה כאשר גן אחד 0 רצסיבי לשני האחרים - או IN, שהם קודמיננטיים זה ביחס לזה. באוכלוסייה ספציפית אנו רואים את הקשרים הבאים:

פנוטיפ	גנוטיפ	תדירות גנוטיפ
		ר 2
		ע 2 + 2 יח'
		ש 2 + 2 יח'

הערכת תדירות ( p, q, r) גנים א, IN, 0 מתבצע על פי הנוסחאות הידועות של פ. ברנשטיין כדלקמן.

מציאת הערכות ראשוניות של תדירויות גנים 0 , או IN:

ר" = (0" ) 1/2 ;

p" = 1 - (א" + 0" ) 1/2 ; (6 )

ש" = 1 - (ב" + 0" ) 1/2 ;

איפה 0" , א"ו ב"- תדרים של פנוטיפים, כלומר. היחס בין מספר הפרטים עם פנוטיפ מסוים לגודל המדגם.

כאשר סכום תדרי הגנים המקדימים אינו שווה ל-1, אנו מציגים תיקון ד = 1 - (ר" + p" + ש").

ר = (ר" + 1/2ד) (1 + 1/2ד);

ע = p" (1 + 1/2ד);

ש = ש" (1 + 1/2ד); (7 )

ר + ע + ש = 1.

נוסחאות אלו תקפות להערכת התדירות של גנים מקבוצת הדם AB0, כמו גם מערכת הרגישות לטעם ל-RTS בעת זיהוי פרטים רגישים יתר בקבוצת הפרטים הנבדקים.

שיטה ביוכימית והשימוש בה בגנטיקה של האדם.

מאפשר לזהות הפרעות מטבוליות הנגרמות משינויים בגנים וכתוצאה מכך שינויים בפעילותם של אנזימים שונים. מחלות מטבוליות תורשתיות מתחלקות למחלות של חילוף חומרים של פחמימות (סוכרת), מטבוליזם של חומצות אמינו, שומנים, מינרלים וכו'.

פנילקטונוריה היא מחלה של חילוף חומרים של חומצות אמינו. ההמרה של חומצת האמינו החיונית פנילאלנין לטירוזין נחסמת, בעוד שהפנילאלנין הופך לחומצה פנילפירווית, המופרשת בשתן. המחלה מובילה להתפתחות מהירה של דמנציה בילדים. אבחון מוקדם ותזונה יכולים לעצור את התפתחות המחלה.

הגורם לטעויות מולדות רבות של חילוף החומרים הם פגמים שונים באנזימים הנוצרים כתוצאה ממוטציות שמשנות את המבנה שלהן. אינדיקטורים ביוכימיים (תוצר גנטי ראשוני, הצטברות מטבוליטים פתולוגיים בתוך התא ובכל הנוזלים התאיים של החולה) משקפים בצורה מדויקת יותר את מהות המחלה בהשוואה לאינדיקטורים קליניים, לכן חשיבותם באבחון מחלות תורשתיות עולה כל הזמן. השימוש בשיטות ביוכימיות מודרניות (אלקטרופורזה, כרומטוגרפיה, ספקטרוסקופיה וכו') מאפשר לקבוע כל מטבוליטים ספציפיים למחלה תורשתית מסוימת.

הנושא של אבחון ביוכימי מודרני הם מטבוליטים ספציפיים, אנזימופתיה וחלבונים שונים.

האובייקטים של ניתוח ביוכימי יכולים להיות שתן, זיעה, פלזמה וסרום, תאי דם, תרביות תאים (פיברובלסטים, לימפוציטים).

לאבחון ביוכימי נעשה שימוש גם בתגובות איכותיות פשוטות (לדוגמה, כלוריד ברזל לזיהוי פנילקטונוריה או דיניטרופנילהידרזין לזיהוי חומצות קטו) וגם בשיטות מדויקות יותר.

מהות השיטה הציטוגנטית ויישומה בגנטיקה של האדם.

השיטה מבוססת על בדיקה מיקרוסקופית של הקריוטיפ. קריוטיפ הוא קבוצת מאפיינים של קבוצת הכרומוזומים של תא סומטי של אורגניזם (צורת הכרומוזומים, מספרם, גודלם).

השיטה הציטוגנטית מורכבת מבדיקה מיקרוסקופית של מבנה הכרומוזומים ומספרם באנשים בריאים וחולים. מבין שלושת סוגי המוטציות, ניתן לזהות רק מוטציות כרומוזומליות וגנומיות במיקרוסקופ. השיטה הפשוטה ביותר היא אבחון אקספרס - לימוד מספר כרומוזומי המין באמצעות X-chromatin. בדרך כלל, בנשים, כרומוזום X אחד קיים בתאים בצורה של גוף כרומטין, בעוד שאצל גברים גוף כזה נעדר. עם טריזומיה של זוג מין, לנשים יש שני גוף, ולגברים יש גוף אחד. כדי לזהות טריזומיה בזוגות אחרים, נבדק הקריוטיפ של תאים סומטיים ונערכת אידיוגרמה, אשר מושווה לסטנדרטי.

בשנת 1959, המדענים הצרפתים D. Lejeune, R. Turpin ומ. Gautier ביססו את האופי הכרומוזומלי של מחלת דאון. בשנים שלאחר מכן תוארו תסמונות כרומוזומליות רבות אחרות הנפוצות בבני אדם. ציטוגנטיקה הפכה לענף החשוב ביותר ברפואה מעשית. כיום, השיטה הציטוגנטית משמשת לאבחון מחלות כרומוזומליות, לערוך מפות גנטיות של כרומוזומים, לחקור את תהליך המוטציה ובעיות נוספות של הגנטיקה האנושית.

בשנת 1960 פותח בדנבר (ארה"ב) הסיווג הבינלאומי הראשון של כרומוזומים אנושיים. הוא מבוסס על גודל הכרומוזומים ומיקום ההיצרות הראשונית - הצנטרומר.

שיטת דרמטוגליפית והשימוש בה בגנטיקה של האדם.

הוא מבוסס על מחקר של דפוסי רכס העור של האצבעות וכפות הידיים, כמו גם החריצים הכופפים בכף היד (2, 11). אופי ההורשה של ספירת הרכס (מספר הקווים בתבנית על אצבעות בודדות) ודפוסים פפילריים נקבעים על ידי הגנוטיפ, מה שמאפשר לאבחן מספר פתולוגיות בשלבים המוקדמים של האנטוגנזה ולקבוע את טיבן. השיטה הדרמטוגליפית בגנטיקה הוצעה לראשונה בשנת 1892 על ידי F. Galton. הוא זה שקבע שדפוסים אלה אינם משתנים במהלך החיים והם מאפיין אינדיבידואלי של אדם. גלטון הבהיר והשלים את סיווג ההקלה של דפוסי עור, שיסודותיהם פותחו על ידי Purkinje עוד ב-1823. מאוחר יותר, סיווגו של פ. גלטון שופר, וכעת הוא נמצא בשימוש נרחב בזיהוי פלילי ובמחקר גנטי. בשנת 1939 דרמטוגליפים תוארו לראשונה בתסמונת דאון. מחקר זה הניח את הבסיס לתיאור דרמטוגליפים במחלות כרומוזומליות אחרות: תסמונת קלינפלטר, תסמונת שרשבסקי-טרנר, תסמונת "בכי של החתול", שאפשרה להשתמש בשיטות של דרמטוגליפים ופלמוסקופיה באבחון מחלות אלו. סטיות ספציפיות של אינדיקטורים אלה מתוארות בסכיזופרניה, מיאסטניה גרביס ולוקמיה לימפואידית. לפיכך, למדע המודרני יש ארסנל גדול של שיטות המאפשרות לנו לקבל ידע מלא על התורשה האנושית ולזהות שונות תורשתית. עם זאת, מספר שינויים במאפיינים האנושיים הם בעלי אופי לא תורשתי והם שינויים . הֵם משקף שינויים בפנוטיפ בהשפעת גורמים סביבתיים. היכולת של אורגניזם לשנות את מידת השונות של המאפיינים נקראת נורמות תגובה . קצב התגובה של הגוף נקבע לפי הגנוטיפ ויכול להיות רחב או צר. אנשים נבדלים, למשל, בנורמת התגובה להתחממות - חשיפה לאור השמש: עורם של אנשים מסוימים מקבל שיזוף כהה, בעוד העור של אחרים, עם אותה מינון של קרינה, נשרף. לתושבי הרים גבוהים יש רמות המוגלובין גבוהות ב-30% מתושבי העמקים. כאשר מטפסים על הרים, תכולת ההמוגלובין של אנשים עולה כהתאמה אדפטיבית לרמות חמצן נמוכות, כאשר חוזרים לעמק, תכולת ההמוגלובין יורדת שוב. הכרת הנורמה של תגובת הגוף מאפשרת לנו לבחור תנאים אופטימליים לביטוי של סימנים מסוימים ולנהל שונות.

שיטה גנטית מולקולרית של גנטיקה אנושית.

הם קשורים לבידוד של מולקולות DNA מכרומוזומים בודדים, או מיטוכונדריה, עם המחקר הבא של המבנה של מולקולות אלה, זיהוי שינויים בחלקים מסוימים של הגן. זה מאפשר אבחון מולקולרי של פתולוגיות תורשתיות. הנתונים המתקבלים בשיטות אלו מאפשרים לנו לקבל תמונה מלאה יותר של הגנום האנושי

התוצאה הסופית של שיטות גנטיות מולקולריות היא זיהוי של שינויים בחלקים מסוימים של DNA, גן או כרומוזום. הם מבוססים על טכניקות מודרניות לעבודה עם DNA או RNA. בשנות ה-70-80. בהקשר להתקדמות בגנטיקה מולקולרית והצלחות בחקר הגנום האנושי, הגישה הגנטית המולקולרית מצאה יישום נרחב.

השלב הראשוני של ניתוח גנטי מולקולרי הוא השגת דגימות DNA או RNA. למטרה זו, נעשה שימוש ב-DNA גנומי (כל

DNA של התא) או קטעים בודדים שלו. במקרה האחרון, על מנת להשיג מספר מספיק של שברים כאלה, יש צורך להגביר (להכפיל) אותם. לשם כך הם משתמשים בתגובת שרשרת הפולימראז, שיטה מהירה לשכפול אנזימטי של שבר DNA ספציפי. זה יכול לשמש כדי להגביר כל קטע של DNA הממוקם בין שני רצפים ידועים.

אי אפשר לנתח מולקולות DNA ענקיות בצורה שבה הן קיימות בתא. לכן, ראשית יש לחלק אותם לחלקים ולטפל בהם באנזימי הגבלה שונים - אנדונוקלאזים חיידקיים. אנזימים אלה מסוגלים לחתוך את הסליל הכפול של ה-DNA, ואתרי השבירה הם ספציפיים בהחלט לדגימה נתונה.

שיטות גנטיקה של תאים סומטיים.

העובדה שתאים סומטיים נושאים את כל נפח המידע הגנטי מאפשרת לחקור את הדפוסים הגנטיים של האורגניזם כולו באמצעותם.

השיטה מבוססת על גידול של תאים סומטיים אנושיים בודדים והשגת שיבוטים מהם, וכן הכלאה וברירתם.

לתאים סומטיים יש מספר תכונות:

הם מתרבים במהירות על מדיה תזונתית;

משובטים בקלות ומייצרים צאצאים הומוגניים מבחינה גנטית;

שיבוטים יכולים להתמזג ולייצר צאצאים היברידיים;

נתון בקלות לבחירה במדיות תזונתיות מיוחדות;

תאים אנושיים נשמרים היטב ולאורך זמן כשהם קפואים.

תאים סומטיים אנושיים מתקבלים מאיברים שונים - עור, מח עצם, דם, רקמה עוברית. עם זאת, לרוב נעשה שימוש בתאי רקמת חיבור (פיברובלסטים) ובלימפוציטים בדם.

שימוש בשיטת הכלאת תאים סומטיים:

א) חקר תהליכים מטבוליים בתא;

ב) לזהות את הלוקליזציה של גנים בכרומוזומים;

ג) חקר מוטציות גנים;

ד) לחקור את הפעילות המוטגנית והמסרטנת של כימיקלים.

באמצעות שיטות אלה, חוקרים את התורשה והשונות של תאים סומטיים, מה שמפצה במידה רבה על חוסר האפשרות ליישם את שיטת הניתוח ההיברידולוגי על בני אדם.

שיטות גנטיקה של תאים סומטיים, המבוססות על רבייה של תאים אלה בתנאים מלאכותיים, מאפשרות לא רק לנתח תהליכים גנטיים בתאים בודדים של הגוף, אלא, בשל התועלת של החומר התורשתי הכלול בהם, להשתמש אותם לחקור את הדפוסים הגנטיים של האורגניזם כולו.

בקשר להתפתחות בשנות ה-60. המאה העשרים שיטות של גנטיקה של תאים סומטיים, בני אדם נכללו בקבוצת האובייקטים של גנטיקה ניסיונית. הודות לרבייה מהירה על חומרי הזנה, ניתן להשיג תאים סומטיים בכמויות הנדרשות לניתוח. הם משובטים בהצלחה, ומייצרים צאצאים זהים מבחינה גנטית. תאים שונים יכולים להתמזג ליצירת שיבוטים היברידיים. הם נבחרים בקלות על חומרי הזנה מיוחדים וניתן לשמר אותם לאורך זמן בהקפאה עמוקה. כל זה מאפשר שימוש בתרביות תאים סומטיות המתקבלות מחומר ביופסיה (דם היקפי, עור, רקמת גידול, רקמה עוברית, תאים ממי שפיר) למחקר גנטי אנושי, העושה שימוש בשיטות הבאות: 1) טיפוח פשוט, 2) שיבוט, 3) סלקציה, 4) הכלאה.

שיטות בשימוש נרחב בחקר הגנטיקה האנושית כוללות שיטות גנאלוגיות, סטטיסטיות אוכלוסיות, תאומים, דרמטוגליפיות, ציטוגנטיות, ביוכימיות ושיטות של גנטיקה של תאים סומטיים.

שיטה גנאלוגית

שיטה זו מבוססת על חיבור וניתוח של אילן יוחסין. שיטה זו הייתה בשימוש נרחב מימי קדם ועד ימינו בגידול סוסים, בבחירת קווים יקרי ערך של בקר וחזירים, בהשגת כלבים גזעיים, וכן בגידול גזעים חדשים של בעלי חיים נושאי פרווה. אילן יוחסין אנושי נאספו במשך מאות שנים לגבי המשפחות השלטות של אירופה ואסיה.

כשיטת חקר הגנטיקה האנושית, השיטה הגנאלוגית החלה לשמש רק מתחילת המאה ה-20, כאשר התברר כי ניתוח אילן יוחסין, העוקב אחר העברה מדור לדור של תכונה מסוימת (מחלה), יכול להחליף את השיטה ההיברידולוגית, שלמעשה אינה מתאימה לבני אדם.

כאשר מרכיבים אילן יוחסין, נקודת המוצא היא האדם - הפרובנד, שאילן היוחסין שלו נחקר. בדרך כלל מדובר במטופל או בנשא של תכונה מסוימת, שיש לחקור את תורשתה. בעת עריכת טבלאות אילן יוחסין, נעשה שימוש בסמלים שהוצעו על ידי G. רק בשנת 1931 (איור 7.24). דורות מסומנים בספרות רומיות, פרטים בדור מסוים מסומנים בספרות ערביות.

באמצעות השיטה הגנאלוגית ניתן לקבוע את האופי התורשתי של התכונה הנחקרת, וכן את הסוג

אורז. 7.24. מוסכמות בעת עריכת אילן יוחסין (לפי ז' רק) של תורשתו (אוטוזומלית דומיננטית, אוטוזומלית רצסיבית, דומיננטית או רצסיבית צמודת X, מקושרת Y). כאשר מנתחים אילן יוחסין למספר מאפיינים, ניתן לחשוף את האופי המקושר של תורשתם, המשמש בהידור של מפות כרומוזומליות. שיטה זו מאפשרת לך ללמוד את עוצמת תהליך המוטציה, להעריך את הביטוי והחדירה של האלל. זה נמצא בשימוש נרחב בייעוץ גנטי רפואי כדי לחזות צאצאים. עם זאת, יש לציין כי ניתוח גנאלוגי הופך מסובך משמעותית כאשר למשפחות יש מעט ילדים.

הסוג האוטוזומלי של תורשה מאופיין בדרך כלל בהסתברות שווה להתרחשות של תכונה זו אצל גברים ונשים כאחד. הדבר נובע מאותו מינון כפול של גנים הממוקם באוטוסומים של כל נציגי המין ומתקבל משני ההורים, ומהתלות של התכונה המתפתחת באופי האינטראקציה של גנים אללים.

כאשר תכונה שולטת בצאצאים של זוג הורים, כאשר לפחות הורה אחד הוא הנשא שלו, היא באה לידי ביטוי בסבירות גדולה או קטנה בהתאם למבנה הגנטי של ההורים (איור 7.25).

אם מנתחים תכונה שאינה משפיעה על הכדאיות של האורגניזם, אזי נשאים של התכונה הדומיננטית יכולים להיות הומו- והטרוזיגוטים כאחד. במקרה של תורשה דומיננטית של תכונה פתולוגית כלשהי (מחלה), ההומוזיגוטים, ככלל, אינם ברי קיימא, והנשאים של תכונה זו הם הטרוזיגוטים.

לפיכך, עם תורשה אוטוזומלית דומיננטית, התכונה יכולה להופיע באופן שווה אצל גברים ונשים וניתן לאתר אותה כאשר יש מספר מספיק של צאצאים בכל דור אנכי. כאשר מנתחים אילן יוחסין, יש צורך לזכור את האפשרות של חדירה לא מלאה של האלל הדומיננטי עקב אינטראקציה של גנים או גורמים סביבתיים. ניתן לחשב את שיעור החדירה כיחס בין מספר הנשאים בפועל של תכונה למספר הנשאים הצפויים של אותה תכונה במשפחה נתונה. כמו כן, חשוב לזכור שמחלות מסוימות אינן מופיעות מיד לאחר הלידה.

אורז. 7.25. הסתברות לצאצאים בעלי תכונה דומיננטית מזוגות נשואים שונים (/ - III)

יֶלֶד. מחלות רבות העוברות בתורשה לפי סוג דומיננטי מתפתחות רק בגיל מסוים. כך, כוריאה של הנטינגטון באה לידי ביטוי קליני בגיל 35-40, וגם מחלת כליות פוליציסטית מתבטאת באיחור. לכן, בעת חיזוי מחלות כאלה, אחים ואחיות שלא הגיעו לגיל קריטי אינם נלקחים בחשבון.

התיאור הראשון של אילן יוחסין עם סוג אוטוזומלי דומיננטי של תורשה של אנומליה בבני אדם ניתן בשנת 1905. הוא עוקב אחר העברה לאורך מספר דורות ברכידקטליה(קצר אצבעות™). באיור. איור 7.26 מציג אילן יוחסין עם אנומליה זו. באיור. איור 7.27 מציג אילן יוחסין עם רטינובלסטומה במקרה של חדירה לא מלאה.

תכונות רצסיביות מופיעות באופן פנוטיפי רק בהומוזיגוטים עבור אללים רצסיביים. סימנים אלה הם בדרך כלל

אורז. 7.26. אילן יוחסין (X) עם סוג תורשה אוטוזומלי דומיננטי (ברכידקטליה - ב)

אורז. 7.27.

אורז. 7.28. הסתברות לצאצאים בעלי תכונה רצסיבית מזוגות נשואים שונים

נמצאים בצאצאים של הורים נורמליים מבחינה פנוטיפית שהם נשאים של אללים רצסיביים. ההסתברות להופעת צאצאים רצסיביים במקרה זה היא 25%. אם לאחד ההורים יש תכונה רצסיבית, אזי הסבירות לביטוי שלה בצאצאים תהיה תלויה בגנוטיפ של ההורה השני. עם הורים רצסיביים, כל הצאצאים יירשו את התכונה הרצסיבית המתאימה (איור 7.28).

אופייני לאילן יוחסין עם דפוס תורשה אוטוזומלית רצסיבית שהתכונה אינה מופיעה בכל דור. לרוב, צאצאים רצסיביים מופיעים בהורים בעלי תכונה דומיננטית, והסבירות לצאצאים כאלה עולה בנישואים קרובים, שבהם שני ההורים עשויים להיות נשאים של אותו אלל רצסיבי שהתקבל מאב קדמון משותף. דוגמה להורשה אוטוזומלית רצסיבית היא אילן היוחסין של משפחה עם מיופתיה מתקדמת פסאודוהיפרטרופית,שבהם נפוצים נישואי בני משפחה (איור 7.29). ההתפשטות האופקית של המחלה בדור האחרון ראויה לציון.

גנים הממוקמים על כרומוזום X ואין להם

אורז. 7.29. אילן יוחסין עם סוג אוטוזומלי רצסיבי של תורשה (מיופתיה מתקדמת פסאודו-היפרטרופית) על כרומוזום Y מוצגים בגנוטיפים של גברים ונשים במינונים שונים. אישה מקבלת את שני כרומוזומי ה-X שלה והגנים התואמים גם מאביה וגם מאמה, בעוד שגבר יורש את כרומוזום ה-X היחיד שלו רק מאמו. התפתחות התכונה המקבילה אצל גברים נקבעת על פי האלל היחיד הקיים בגנוטיפ שלו, בעוד שאצל נשים היא תוצאה של אינטראקציה של שני גנים אללים. בהקשר זה, תכונות שהורשתו באופן מקושר X מתרחשות באוכלוסייה עם הסתברויות שונות בזכרים ובנקבות.

עם תורשה דומיננטית הקשורה ל-X, התכונה שכיחה יותר בנשים בשל האפשרות הגדולה יותר שהן יקבלו את האלל המקביל מהאב או מהאם. גברים יכולים לרשת את התכונה הזו מאמם בלבד. נשים בעלות תכונה דומיננטית מעבירות אותה באופן שווה לבנות ולבנים, בעוד שגברים מעבירים אותה רק לבנות. בנים לעולם אינם יורשים תכונה דומיננטית הקשורה ל-X מאבותיהם.

דוגמה לסוג זה של ירושה היא אילן היוחסין שתואר ב-1925 עם קרטוזיס זקיק- מחלת עור המלווה באובדן ריסים, גבות ושיער קרקפת (איור 7.30). מהלך חמור יותר של המחלה אופייני אצל גברים המיזיגוטים מאשר אצל נשים, שהן לרוב הטרוזיגוטיות.

במחלות מסוימות, מוות של זכרים hemizigous נצפה בשלבים המוקדמים של אונטוגנזה. אז באילן היוחסין בין הנפגעים צריכות להיות רק נשים, שבצאצאיהן היחס בין בנות מושפעות, בנות בריאות ובנים בריאים שווה ל-1: 1: 1. ההמיזיגוטים הדומיננטיים של זכר שאינם מתים בשלבי התפתחות מוקדמים מאוד נמצאים בהפלות ספונטניות או בקרב לידות מת. תכונות אלו של תורשה בבני אדם מתאפיינות בדרמטוזיס פיגמנטרית.

תכונה אופיינית של אילן יוחסין עם סוג זה של תורשה הוא הביטוי השולט של התכונה אצל גברים מיזיגוטים היורשים אותה מאמם

אורז. 7.30. אילן יוחסין עם תורשה דומיננטית מקושרת X (keratosis follicularis)

אורז. 7.31. אילן יוחסין עבור תורשה רצסיבית מקושרת X (המופיליה סוג A)

עם פנוטיפ דומיננטי שהם נשאים של אלל רצסיבי. ככלל, התכונה עוברת בתורשה לגברים בדורות, מסבא מצד האם ועד לנכד. אצל נשים, זה מתבטא רק במצב הומוזיגוטי, שהסבירות לכך עולה עם נישואים קרובים.

הדוגמה הידועה ביותר להורשה רצסיבית ב-X היא דַמֶמֶת.הירושה של המופיליה מסוג A מוצגת באילן היוחסין של צאצאי המלכה ויקטוריה מאנגליה (איור 7.31).

דוגמה נוספת לירושה מסוג זה היא עיוור צבעים- צורה מסוימת של ליקוי בראיית צבע.

נוכחותו של כרומוזום Y רק אצל זכרים מסבירה את מאפייני ההורשה המקושרת Y, או הולנדרית, של התכונה, שנמצאת רק אצל גברים ומועברת דרך הקו הגברי מדור לדור מאב לבן.

אורז. 7.32. אילן יוחסין עם סוג ירושה מקושר Y (הולנדרית).

תכונה אחת שהתורשה המקושרת ל-Y שלה בבני אדם עדיין נתונה במחלוקת היא היפרטריקוזיס של האפרכסת,או נוכחות של שיער בקצה החיצוני של האוזן. מאמינים כי בנוסף לגן זה, הזרוע הקצרה של כרומוזום Y מכילה גנים הקובעים את המין הגברי. בשנת 1955, תואר בעכבר אנטיגן השתלה שנקבע בכרומוזום Y בשם HY.

אולי זה אחד הגורמים להתמיינות מינית של גונדות זכריות, שלתאים שלהן יש קולטנים הקושרים את האנטיגן הזה. האנטיגן הקשור לקולטן מפעיל את התפתחות הגונדה בהתאם לסוג הגברי (ראה סעיף 3.6.5.2; 7.1.2).

אנטיגן זה נותר כמעט ללא שינוי בתהליך האבולוציה והוא נמצא בגוף של מיני בעלי חיים רבים, כולל

ואדם. לפיכך, תורשת היכולת לפתח בלוטות בלוטות לפי הסוג הגברי נקבעת על ידי הגן ההולנדרי הממוקם על כרומוזום Y (איור 7.32).