Генетика человека. 
Человек, как генетический объект

Методы генетических исследований человека

Грандиозность значения развития генетики человека очевидна. В частности, первостепенное значение развитие генетики человека имеет для решения проблем наследственных болезней. Современные достижения в этой области убеждают, что многие болезни человека или непосредственно наследуются (несвертываемость крови, цветовая слепота, ряд психических заболеваний и т. д.), или передаются предрасположения к ним (например, туберкулез). Предрасположенность означает, что лица с этим фактором чаще заболевают, чем те, которые не имеют его. Помимо изучения наследственных болезней, генетика человека призвана решать многие другие вопросы. Дубинин Н. Генетика и человек. Хромосомы и пол человека. М., 1978. С. 39.

Большую помощь в изучении генетики человека оказывают достижения других отраслей наук о человеке — медицины, психиатрии, психологии, социологии, педагогики, экономики.

Формирование, эволюция и становление вида Homo sapiens происходили, как и у всех обитателей нашей планеты, под влиянием обычных факторов микроэволюции, при ведущем участии естественного отбора, действующего на элементарный эволюционный материал — мутации и их комбинации. Наследственность человека подчиняется тем же биологическим закономерностям, что и наследственность всех живых существ. У человека, как и у других организмов, размножающихся половым путём, встречаются доминирующие и рецессивные признаки. В формировании каждого фенотипического свойства или признака человека также участвует как наследственность, так и среда.

Наследственность человека изучает наука антропогенетика (от греч. ўнисщрпт — человек). Часть антропогенетики, занимающаяся изучением Наследственных болезней, нормальных и патологических свойств крови, наряду с генетикой патогенных микроорганизмов продуцентов антибиотиков входит в состав медицинской генетики. Современная антропогенетика вооружена рядом методов, позволяющих проследить некоторые закономерности передачи признаков по наследству. Это способствует установлению диагноза, позволяет бороться с болезненными состояниями и даёт возможность произвести генетическую консультацию лицам, в ней нуждающимся.

Существуют разнообразные методы, изучающие наследственность человека. Это генеалогический, близнецовый и популяционно-статический методы, предложенные в конце прошлого столетия Ф. Гальтоном Ауэрбах Ш. Наследственность. М., 1969. С. 56. В наши дни пользуются так же цитологическими, онтогенетическими, дерматоглифическими, молекулярно-генетическими, а так же другими методами.

Генеалогический метод позволяет преодолеть сложности, возникающие в связи с невозможностью скрещивания и малоплодностью человека. Если есть родословные, то можно, используя суммарные данные по нескольким семьям определить тип наследования (доминантный, рецессивный, сцеплённый с полом, аутосомный) признака, а также его моногенность или полигенность.

Так, доминантный признак «габсбургская губа» (толстая выпяченная нижняя губа) прослеживается в династии Габсбургов, начиная с XV в.

Аналогичное наследование легко выявляется для признака брахидактилия или короткопалость, вследствие недоразвития (срастания) концевых фаланг. По доминантному типу наследуется такой дефект, как хондроплазия — карликовость, связанная с резким укорочением конечностей и др.

Близнецовый метод используется для выяснения степени наследственной обусловленности исследуемых признаков. Явление полиэмбрионии известно у некоторых животных. Оно характеризуется появлением нескольких идентичных, или однояйцовых близнецов (ОБ) — монозиготных близнецов. Наряду с такими ОБ существуют разнояйцовые близнецы (РБ), рождающиеся при оплодотворении нескольких одновременно созревающих яйцеклеток. Если ОБ как результат клонового размножения одной оплодотворённой яйцеклетки всегда идентичны по полу и очень похожи, часто практически неразличимы, то РБ могут иметь как одинаковый, так и разный пол. Встречаются РБ, сильно различающиеся по внешним признакам, как различаются особи, возникшие в результате самостоятельных случаев оплодотворения. В этом случае РБ представляют результат расщепления при скрещивании.

Близнецовый метод основан на трёх положениях:

ОБ имеют идентичные генотипы, а РБ различные генотипы.

Среда, в которой развиваются близнецы и под действием которой появляются различия признаков у ОБ, может быть одинаковой и неодинаковой для одной и той же пары ОБ.

Все свойства организма определяются взаимодействием только двух факторов: генотипа и среды.

ОБ и РБ обычно сравнивают по ряду показателей на большом материале. На основе полученных данных вычисляют показатели конкордантности (частоты сходства) и дискордантности (частоты различий). Вальтер Фридрих. Близнецы. М., 1985. С. 139.

Цитогенетический метод. Довольно большое число трудно отличимых друг от друга (в пределах групп) хромосом создавали трудности в применении цитологического метода и в развитии цитогенетики человека. Разработка методов дифференциальной окраски упростила проблему идентификации всех хромосом человека. Благодаря культивированию клеток человека в vitro можно получать достаточно большой материал для описания цитологических особенностей исследуемого индивидуума. Для этого обычно используют кратковременную культуру лейкоцитов периферической крови. Цитологический метод приобрёл большое значение в связи с возможностями, которые открыла гибридизация соматических клеток. Получение гибридов между соматическими клетками человека и мыши позволяет в значительной степени преодолеть проблемы, связанные с невозможностью скрещиваний и картировать многие гены, контролирующие метаболизм клетки.

Популяционный метод, или методы генетики популяций широко применяются в исследованиях человека. Он даёт информацию о степени гетерозиготности и полиморфизма человеческих популяций, выявляет различия частот аллелей между разными популяциями. К примеру, хорошо изучено распространение аллелей системы групп крови АВ0. Это помогает понять направление эволюции и отбора, действовавшего в разных регионах, в истории человечества.

Популяционный метод позволяет определить адаптивную ценность конкретных генотипов. Многие признаки и соответственно обусловливающие их гены адаптивно нейтральны и проявляются как естественный полиморфизм человеческих популяций (например, многие морфологические признаки: цвет глаз, волос, форма ушей и т. д.). Другие признаки возникли как адаптивные по отношению к определенным условиям существования; например, темная пигментация кожи негров предохраняет от действия солнечной радиации.

Известны примеры условно адаптивных аллелей. К их числу относится такая генетическая аномалия, как серповидноклеточная анемия. Бочков Н. П. Генетика и медицина. М., 1979. С. 28 Рецессивная аллель, вызывающая в гомозиготном состоянии это наследственное заболевание, выражается в замене всего одного аминокислотного остатка в цепи молекулы гемоглобина. В популяциях человека так же, как и в популяциях других организмов, в гетерозиготном состоянии содержится значительный генетический груз, т. е.рецессивные аллели, приводящие к развитию различных наследственных болезней. Повышение степени инбридинга в популяциях должно приводить к повышению частоты гомозиготации рецессивных аллелей. Эта закономерность должна предостерегать от заключения близкородственных браков.

Большой удельный вес в решении проблем генетики человека и медицинской генетики имеет онтогенетический метод, согласно которому развитие нормальных и патологических признаков рассматривается в ходе индивидуального развития.

Изучение и возможное предотвращение последствий генетических дефектов человека — предмет медицинской генетики.