Методы изучения генетикий.
Генетика популяций.
Лекция 9
Трудности в изучение закономерностей
наследственности у человека
• малочисленное потомство
• большое число хромосом
• большая продолжительность цикла развития до
наступления половой зрелости
• большая продолжительность жизни
• медленная смена поколений
• невозможность экспериментального
скрещивания и проведения экспериментов
• высокая степень фенотипического полиморфизма,
связанного с влиянием внешней среды
Методы антропогенетики
I.
II.
Клинико-генеалогический
Цитогенетический: кариотипирование, картирования,
экспресс-методы определения Х и У хромосом
III. Близнецовый
IV. Биохимический
V. Антропологический: фенотипический анализ и
дерматоглифика
VI. Методы пренатальной диагностики: неинвазивные
(определение сывороточных маркеров и УЗИ) и инвазивные
(хорионбиопсия, амниоцентез, кордоцентез)
VII. Методы ДНК диагностики
VIII. Методы моделирования
IX. Популяционно-статистические методы.
Клинико-генеалогический метод
Суть метода: составление родословной
Значение и возможности метода:
• Установление наследственного характера признака
• определение типа наследования
• определение зиготности пробанда и родственников
• пенетрантность и экспрессивность признака
• определение механизмов взаимодействия генов,
групп сцепления
• прогнозирование
• медико-генетическое консультирование
• изучение мутационного процесса
Типы наследования
Этапы метода:
Аутосомно-доминантное
• сбор сведений о
семье
Аутосомно-рецессивное
• составление
Промежуточное
родословной
Сцепленное с Х-хромосомой
• анализ родословной
Голандрическое
Цитогенетический метод
Кариотипирование,
Картирование,
Экспресс-методы
определения Х-хроматина
Экспресс-метод
определения У хромосомы
Денверская
классификация
Парижская
классификация
16-я хромосома
человека
2-я хромосома
человека
11-я хромосома человека
HBB — β-субъединица
гемоглобина
Близнецовый метод
обследование моно- и дизиготных близнецов и
определение
коэффициента
конкордантности
(сходства) и дискордантности (различий) признаков.
• Н=1 – признак определяется полностью
наследственным компонентом;
• Н=0 – определяющую роль играет фактор среды;
• Н=0,5 – свидетельствует о примерно одинаковом
влиянии наследственности и среды на формировании
признака.
Биохимический метод
Выявление заболеваний связанных
с нарушением обмена веществ.
Антропологические методы
• Фенотипический анализ
• Метод дерматоглифики
дактилоскопия – пальцы
пальмоскопия – ладонь
плантоскопия – подошва.
Пренатальная диагностика
Этапы:
• просеивающий,
• неинвазивные,
• инвазивные
Неинвазивные методы
1. УЗИ
2. Скрининг материнских
сывороточных факторов (СМСФ)
Инвазивные методы
1. хорионоцентез – забор клеток ворсинок хориона
2. амниоцентез – забор околоплодной жидкости
3. кордоцентез – забор крови из пуповины
Методы антропогенетики
I.
II.
Клинико-генеалогический
Цитогенетический: кариотипирование, картирования,
экспресс-методы определения Х и У хромосом
III. Близнецовый
IV. Биохимический
V. Антропологический: фенотипический анализ и
дерматоглифика
VI. Методы пренатальной диагностики: неинвазивные
(определение сывороточных маркеров и УЗИ) и инвазивные
(хорионбиопсия, амниоцентез, кордоцентез)
VII. Методы ДНК диагностики
VIII. Методы моделирования
IX. Популяционно-статистические методы.
ГЕНОФОНД – совокупность всех генов данной
популяции.
Генофонд популяции характеризуется:
• генетическим полиморфизмом
• генетическим единством
• динамическим равновесием
генов и генотипов.
Механизмы, определяющие генетическую
структуру популяции делят на две группы:
– сохраняющие генетический гомеостаз
– и нарушающие его.
Генетический
гомеостаз
–
это
поддержание концентрации генов в
популяции на определенном уровне.
МЕХАНИЗМЫ,
СОХРАНЯЮЩИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ГОМЕОСТАЗ
• Поддержание отбором гетерозигот
• Поддержание отбором полиморфизма:
генотипический
фенотипический
Генотипический полиморфизм
Источником генотипического полиморфизма
служат изменения в структуре ДНК на
различных
уровнях
организации
наследственного материала.
• мутации – поставщик новых аллелей
• множественные мутации – множественные
аллели
Уровни проявления генотипического
полиморфизма
1. Полиморфизм ДНК
• фенотипически не выраженные;
• определяет фенотипические различия
• играющие некоторую роль
в патогенезе заболевания;
• играющие основную роль в развитии
заболевания.
2. Разнообразие генотипов.
Схема формирования генотипического
полиморфизма
Мутации
множественные аллели
комбинативная изменчивость
разнообразие генотипов,
гетерозиготный полиморфизм
Генокопии - одинаковые фенотипические
проявления мутаций разных генов.
Фенокопии – явление, когда признак под
действием факторов внешней среды
копирует
признаки наследственного
заболевания.
Фенотипический полиморфизм
Источники
фенотипического полиморфизма
• Генотипический полиморфизм;
• Фенотип никогда жестко не соответствует
генотипу, так как наследуется не признак, а норма
реакции;
• На реализацию
признака влияют
многие гены и характер
их взаимодействия;
Уровни проявления фенотипического
полиморфизма:
• Биохимический
• Антигенный
• Клинический
МЕХАНИЗМЫ, НАРУШАЮЩИЕ РАВНОВЕСИЕ
ГЕНОВ В ПОПУЛЮЦИИ
Мутации
Миграция
Популяционные волны
Отбор
Дрейф генов
Инбридинг
Изоляция
это все
эволюционные
факторы
Система браков:
• Панмиксия
• Инбридинг
• Аутобридинг
oПоложительный
ассортативный брак
oОтрицательный
ассортативный брак
Дем - субпопуляции, входящие в состав
большой популяции. Численность 15004000 чел. Демы характеризуются малым %
лиц, происходящих из других групп.
Изолят
–
небольшая
популяция,
численностью до 1500 чел, в которой
представители других групп составляют
около 1%.
Закон генетического
равновесия
Харди-Вайнберга
Годфри Харди
Вильгельм Вайнберг
В идеальной популяции из поколения в поколение
поддерживается
одинаковая
частота
доминантных и рецессивных аллелей, а также
гомо и гетерозигот.
Идеальная популяция:
• отсутствует действие эволюционных факторов
• большая группа людей
• действует панмиксия.
р2 + 2рq +q2=1
р + q=1
р=А – частота доминантной аллели
q=а – частота рецессивной аллели
р2=АА – частота доминантых гомозигот
q2=аа – частота рецессивных гомозигот
2рq – частота гетерозиготы
Условия действия закона:
• Учитывается одна пара аутосомных генов,
которые не снижают жизнеспособности
• в популяции существует панмиксия
• популяция многочисленна и все особи
жизнеспособны
• в популяции не действуют эволюционные
факторы
Спасибо за внимание
