АЛГОРИТМ РОЗВЯЗАННЯ ЗАДАЧ ЗА ГЕНІАЛОГІЧНИМ МЕТОДОМ

І. Визначте тип спадкоємства ознаки – домінантний або рецесивний. Для цього з'ясуйте:

1) Чи часто зустрічається ознака, що вивчається (у всіх поколіннях чи ні);

2) Чи багато членів родоводу володіють ознакою;

3) Чи мають місце випадки народження дітей, що володіють ознакою, якщо у батьків ця ознака не виявляється;

4) Чи мають місце випадки народження дітей без ознаки, що вивчається, якщо обидва батько їм володіють;

5) Яка частина потомства несе ознаку в сім'ях, якщо його володарем є один з батьків.

ІІ. Визначте, чи успадковується ознака зчеплено зі статтю. Для цього з'ясуєте:

1) Як часто зустрічається ознака в осіб обох статей; якщо зустрічається рідко, то особи якої статі несуть його рідше;

2) Особини якої статі успадковують ознаку від батька і матері, що несуть ознаку;

ІІІ. Виходячи з результатів аналізу, постарайтеся визначити генотипи всіх членів родоводу. Для визначення генотипів перш за все з'ясуйте формулу розщеплювання нащадків в одному поколінні.

3. Популяційно-статистичний метод дає можливість вивчати ти частоти зустрічальності алелей у популяціях організмів, а також генетичну структуру популяцій. Крім генетики популяцій, його за­стосовують й у медичній генетиці для вивчення поширення певних алелей серед людей (головним чином тих, які визначають ті чи інші спадкові захворювання). Для цього вибірково досліджують частину населення певної території і статистичне обробляють одержані дані.

Наприклад, за допомогою цієї методики було виявлено, що алель, яка зумов­лює дальтонізм (порушення сприйняття кольорів), трапляється у 13% жінок (з них хвороба проявляється лише у 0,5%) та у 7% чоловіків (хворі всі).

4. Цитогенетичний метод ґрунтується на дослідженні особли­востей хромосомного набору (каріотипу) організмів . Вивчення каріотипу дає змогу виявляти мутації, пов’язані зі зміною як кількості хромосом, так і структури окремих із них. Каріотип до­сліджують у клітинах на стадії метафази, бо в цей період клітинно­го циклу структура хромосом виражена найчіткіше.

Цей метод застосовують і в систематиці організмів (каріосистематика). Так, багато видів-двійників (видів, яких важко, а іноді навіть неможливо розпізнати за іншими особливостями) розрізняють за хромосомним набором. Такі випадки ві­домі серед комах, земноводних, гризунів тощо. Наприклад, у 30-ті роки XX сто­річчя вчені звернули увагу на різну частоту захворювань малярією у розташова­них поруч місцевостях. Дослідження каріотипу малярійного комара показало, що це не один вид, як вважали раніше, а комплекс видів-двійників, одні з яких пере­носять збудників малярії, а інші - ні.

До хромосомних захворювань належать: синдром Клайнфельтера, синдром Тернера-Шерешевського, синдром Дауна, синдром Патау, синдром Едвардса та інші.

Хворі на синдром Клайнфельтера (47, ХХУ) завжди чоловіки. Вони характеризуються недорозвиненням статевих залоз, дегенерацією сім’янних канальців, часто розумовою відсталістю, високим ростом (за рахунок непропорційний довгих ніг).

Синдром Тернера-Шерешевського (45, Х0) спостерігається у жінок. Він виявляється в уповільненні статевого дозрівання, недорозвиненні статевих залоз, аменореї (відсутності менструацій), безплідді. Жінки з синдромом Тернера-Шерешевського мають низький ріст, тіло диспропорційне — розвиненіша верхня частина тіла, плечі широкі, таз вузький — нижні кінцівки укорочені, шия коротка із складками, розріз «монголоїда» очей і ряд інших ознак.

Синдром Дауна — одна з тих хромосомних хвороб, що часто зустрічаються. Вона розвивається в результаті трисомії за 21 хромосомою (47хромосом). Хвороба легко діагностується, оскільки має ряд характерних ознак: укорочені кінцівки, маленький череп, плоске, широке перенісся, вузькі очні щілини з косим розрізом, наявність складки верхнього повіка, психічна відсталість. Часто спостерігаються і порушення будови внутрішніх органів.

Хромосомні хвороби виникають і в результаті зміни самих хромосом. Так, делеція р-плеча аутосоми №5 приводить до розвитку синдрому «крик кішки». У дітей з цим синдромом порушується будова гортані, і вони в ранньому дитинстві мають своєрідний «нявкаючий» тембр голосу. Крім того, спостерігається відсталість психомоторного розвитку і недоумство.

Найчастіше хромосомні хвороби є результатом мутацій, подіям в статевих клітках одного з батьків.

5. Біохімічні методи використовують для діагностики спадкових захворювань, пов'язаних із порушенням обміну речовин. За їхньою допомогою виявляють білки, а також проміжні продукти обміну, не­властиві даному організмові, що свідчить про наявність змінених (мутантних) генів. Відомо понад 500 спадкових захворювань люди­ни, зумовлених такими генами (наприклад, цукровий діабет).

Фенілкетонурія відноситься до хвороб амінокислотного обміну. Блокується перетворення незамінної амінокислоти фенілаланін в тирозин, при цьому фенілаланін перетворюється на фенілпіровиноградну кислоту, яка виводиться з сечею. Захворювання приводить до швидкого розвитку недоумства у дітей. Рання діагностика і дієта дозволяють припинити розвиток захворювання.

6. Близнюковий метод полягає у вивченні монозиготних близнюків (організмів, які походять з однієї зиготи). Монозиготні близнюки за­вжди однієї статі, бо мають однакові генотипи. Досліджуючи такі організми, можна з'ясувати роль чинників довкілля у формуванні фенотипу особин: різний характер їхнього впливу зумовлює розбіж­ності у прояву тих чи інших станів певних ознак.

Як видно з таблиці, міра конкордантності монозиготних близнюків по всіх наведених ознаках значно вища, ніж в дизиготних, проте вона не є абсолютною. Як правило, дискордантність (несхожість) монозиготних близнят виникає в результаті порушень внутрішньоутробного розвитку одного з них або під впливом зовнішнього середовища, якщо вона була різною.

Завдяки близнюковому методу, була з'ясована спадкова схильність людини до ряду захворювань: шизофренія, епілепсії, цукровому діабету і іншим.

Спостереження за монозиготними близнюками дають матеріал для з'ясування ролі спадковості та середовища в розвитку ознак. Причому під зовнішнім середовищем розуміють не лише фізичні чинники середовища, але і соціальні умови.

6.Метод дерматогліфіки Дерматогліфіка (від грец. derma – шкіра, gliphe – малювати) – це визначення рельєфу шкіри на долонях (пальмоскопія), пальцях (дактилоскопія), підошвах (плантоскопія). На відміну від інших частин тіла тут є епідермальні виступи – гребені, які утворюють складні візерунки. Встановлено, що візерунки є індивідуальною характеристикою людини і не змінюються впродовж життя. Дерматогліфічні дослідження мають важливе значення у визначенні зиготності близнюків, у діагностиці багатьох спадкових захворювань, а також в окремих випадках спірного батьківства, у судовій медицині, у криміналістиці для ідентифікації особи.

Дактилоскопія. Папілярні лінії на подушечках пальців вивчають на відбитках, які наносять на папір після змащування пальців друкарською фарбою. Детальне дослідження візерунків проводять за допомогою лупи. Папілярні лінії різних напрямків ніколи не перетинаються, але можуть у певних пунктах зближуватися, утворюючи трирадіуси, або дельти. Не дивлячись на індивідуальну неповторність візерунків, виділяють три їх основні типи: дуги А (англ. arch – дуга); петлі L (англ. lor – петля) і завиткові візерунки W (англ. whorl – завиток). Дугові візерунки зустрічаються дуже рідко (6%), у цьому Рисунок 12 – Пальцеві візерунки: 1-завиток, 2- петля, візерунку є лише один 3- дуга напрям папілярних ліній. Петельні візерунки найбільш поширені (близько 60%). Це замкнений з одного боку візерунок, у якому лінії, не доходять до протилежного краю. Завиткові візерунки займають середнє місце за поширеністю (34%). Вони мають вигляд концентричних кіл, овалів, спіралей. Завитки мають дві дельти. На пальцях ніг є також три типи візерунків, але у іншому співвідношенні (більший процент дуг). Тактильні візерунки на підошві у людини редуковані порівняно з мавпами і займають меншу площу.

Пальмоскопія. Рельєф долоні дуже складний, у ньому виділяють ряд полів, подушечок і долонних ліній. Центральну долонну ямку оточують шість підвищень – подушечок. Біля основи великого пальця – тенар, біля протилежного краю долоні – гіпотенар, навпроти міжпальцевих проміжків знаходяться міжпальцеві подушечки. Біля основи ІІ, ІІІ, ІV i V пальців знаходяться пальцеві трирадіуси - місця, у яких сходяться три напрямки папілярних ліній. Їх позначають латинськими літерами a, b, c, d. Поблизу браслетної складки, яка відділяє кисть від передпліччя, розміщується головний (осьовий) долонний трирадіус (t). Якщо провести лінії від трирадіусів aі dдо t, то утворюється кут долоні аtd (рис. 13), у нормі він не перевищує 57°.

Рисунок 13 – Кут atdв нормі і при хромосомних аномаліях:
1 – синдром Патау;
2 – синдром Дауна;
3 – синдром Шерешевського-Тернера;
4 – норма;
5 – синдром Клайнфельтера

На формування дерматогліфічних візерунків можуть впливати деякі пошкоджуючі фактори на ранніх стадіях ембріонального розвитку. Так, при внутрішньоутробній дії вірусу корової краснухи у дитини спостерігаються певні відхилення у візерунках, які подібні до таких при хворобі Дауна. Метод дерматогліфіки використовують при уточненні діагнозу хромосомних синдромів у людей зі змінами каріотипу. Менше показові дані дерматогліфічного аналізу при захворюваннях генної природи.

^ Біохімічний метод використовується для діагностики хвороб обміну речовин, причиною яких є зміни активності окремих ферментів. За допомогою біохімічних методів відкрито близько 5000 молекулярних хвороб, які є наслідком прояву мутантних генів. При різних типах захворювання можна або визначити сам аномальний білок-фермент, або проміжні продукти обміну. Дефекти ферментів установлюють шляхом визначення вмісту в крові і сечі продуктів метаболізму, що є результатом функціонування даного білка. Дефіцит кінцевого продукту, що супроводжується накопиченням проміжних і побічних речовин порушеного метаболізму, свідчить про дефіцит ферменту в організмі. Об’єктами біохімічної діагностики є сеча, піт, плазма і сироватка крові, формені елементи крові, культури клітин (фібробласти і лімфоцити). Програми первинної біохімічної діагностики спадкових хвороб можуть бути масовими і селективними. Відомі масові просіюючи програми для діагностики фенілкетонурії, спадкового гіпотиреозу та ін.

Біохімічна діагностика спадкових порушень обміну включає два етапи. На першому етапі вибирають ймовірні випадки захворювань, на другому більш точними і складними методами уточнюють діагноз захворювання. Для визначення в крові, сечі або амніотичній рідині проміжних, побічних і кінцевих продуктів обміну, крім якісних реакцій із специфічними реактивами на певні речовини, використовують хроматографічні методи дослідження амінокислот та інших органічних речовин.

Показаннями для застосування біохімічних методів діагностики новонароджених є такі симптоми: судоми, кома, блювота, гіпотонія, жовтяниця, специфічний запах сечі і поту, ацидоз, припинення росту. У дітей біохімічні методи використовуються у випадках підозри на спадкові хвороби обміну речовин (затримка фізичного і розумового розвитку, втрата набутих функцій, специфічна для будь-якої спадкової хвороби клінічна картина).

Порушення первинних продуктів генів виявляють за допомогою біохімічних методів, а локалізацію відповідних ушкоджень у спадковому матеріалі – за допомогою методів молекулярної генетики.

Окрему групу становлять методи генетичної інженерії, за до­помогою яких учені виділяють із організмів окремі гени або синте­зують їх штучно, перебудовують певні гени, вводять їх у геном іншої клітини або організму. Геном — сукупність генів гаплоїдного набо­ру хромосом організмів певного виду. Крім того, вчені можуть спо­лучати гени різних видів в одній клітині, тобто поєднувати в одній особині спадкові ознаки, притаманні цим видам.

Поиск по сайту: