Методы изучения наследственности человека. 
Медико-генетическое консультирование

Цель: Изучить основы медицинской генетики, что необходимо для диагностики, лечения и профилактики наследственной патологии. Ознакомиться с методами оценки и прогнозирования темпов мутационного процесса в популяциях человека. А также с методами сохранения генетических ресурсов биосферы.

Самостоятельная работа Основные понятия и положения темы:

Методы медицинской генетики Для диагностики генных заболеваний:

Популяционно-статистический метод (закон Харди-Вайнберга) ;

Позволяет определить: генетическую структуру популяций; частоты аллелей в популяции;

Близнецовый метод (формула Кольцингера) ;

Позволяет определить влияние факторов среды и генотипа;

Для диагностики хромосомных заболеваний:

Метод дерматоглифики пальмоскопия;

дактилоскопия;

плантоскопия;

Цитогенетический метод ;

Болезни, вызванные геномными и хромосомными мутациями.

Опишите основные принципы методов дерматоглифики, популяционностатистического и близнецового методов.

Метод дерматоглифики.

Наибольшую диагностическую ценность представляет определение величины угла ATD.

Угол adt в норме и при хромосомных болезнях:

1 — синдром Патау; 2 — синдром Дауна; 3 — синдром Шерешевского-Тернера; 4 -здоровый человек; 5 — синдром Клайнфельтера.

У основания II, III, IV и V пальцев находятся пальцевые трирадиусы — точки где сходятся три разнонаправленных тока папиллярных линий. Их обозначают латинскими буквами а, b, с, d. Вблизи браслетной складки, отделяющей кисть от предплечья, по продольной линии, идущей от IV пястной кости, располагается главный (осевой) трирадиус — t. Если провести линии от трирадиусов, а и d к t, то образуется ладонный угол adt, который в норме не превышает 57°.

Практическая часть Примеры решения задач Задача № 1.

В популяции лисиц на определенной территории обнаружено 9991 рыжих особей и 9 лисиц-альбиносов. Альбинизм кодируется рецессивным геном, а рыжая окраска — его доминантным аллелем. Определите генетическую структуру этой популяции лисиц, допустив, что она идеальная. Сколько в этой популяции рыжих гомозиготных лисиц?

Решение Всего в популяции было:

9991 + 9= 10 000 особей.

Лисицы с проявлением доминантного признака в фенотипе могут быть как гомозиготными (АА), так и гетерозиготными (Аа). Вместе это составляет 99,91% (0,9991) от всего количества лисиц. Лисицы-альбиносы имеют генотип аа, что составляет:

100% - 99,91% = 0,09% особей в популяции (0,0009).

Поскольку в формуле Харди-Вайнберга частота особей с генотипом аа равняется q2, то концентрация гена, а составит.

То есть:

q = = 0,03; q = 0,03 (3%).

Учитывая то, что сумма частот аллелей составляет единицу, определим частоту доминантного аллеля А:

р = 1 — q = 1 — 0,03 = 0,97 (97%).

Далее определим частоты встречаемости рыжих гомозиготных и рыжих гетерозиготных лисиц:

АА, или р2 = 0,972 = 0,9409 (94,09%).

Аа, или 2pq = 2 Ч 0,97 Ч 0,03 = 0,0582 (5,82%).

Определим абсолютное количество рыжих гомозиготных лисиц в популяции:

10 000 Ч 0,9409 = 9409 (лисиц).

Ответ: Генетическая структура (в %) для этой популяции составит:

АА (гомозиготные, рыжие) — р2 = 94,09;

Аа (гетерозиготные, рыжие) — 2pq = 5,82;

аа (гомозиготные, альбиносы) q2=0,09;

Всего 100%.

Концентрация гена, А или р = 97%.

Концентрация гена, а или q = 3%.

Количество рыжих гомозиготных лисиц — 9409.

Задача № 2.

При врожденном вывихе бедра Смз (mz) = 33%; Сдз (dz) = 6%.Определите Н и Е.

Решение Используя формулу Кольцингера определяем Н.

Ответ: считается, что если Н > 0,7, то признак генетически обусловлен. В данном примере на формирование заболевания больше влияют средовые факторы.

Задачи для самостоятельного решения Задача № 1.

Пробанд болен легкой формой эллиптоцитоза (эритроциты овальной формы). У гетерозигот протекает в легкой форме, а у гомозигот развивается тяжелая гемолитическая анемия. Он состоит в браке со здоровой женщиной и имеет больную дочь и здорового сына. Отец пробанда болен, а мать здорова. Мать пробанда имеет здоровую сестру и здоровых родителей. Дедушка по линии отца болен, а бабушка здорова. Пробанд имеет по линии отца здоровых тетю и дядю. Дядя женат на здоровой женщине. Их три сына (двоюродные братья пробанда по линии отца) здоровы. Какова вероятность появления в семье дочери пробанда больных внуков, если она выйдет замуж за гетерозиготного по эллиптоцитозу мужчину?

Задача № 2.

Глухонемота наследуется как аутосомно-рецессивный признак. Глухонемой мужчина женился на своей двоюродной сестре. Дайте анализ родословной и определите риск по глухонемоте и общий риск для семьи.

Задача № 3.

В МГК обратилась женщина с целью выяснить прогноз по ретинобластоме (опухоль сетчатки) для своего потомства. Ее брат болен, мать и отец здоровы. Родственники отца: две сестры, отец и мать — здоровы. По линии матери: два брата здоровы, один — болен. Дедушка и бабушка пробанда здоровы. У бабушки сестра и брат здоровы. У деда сестра здорова, еще сестра и брат — больны. Прадедушка болен, прабабушка — здорова. Муж женщины и все его родственники здоровы.

Задача № 4.

Пробанд — здоровая девушка, имеет двух здоровых братьев и больную врожденной глухотой сестру. Мать и отец пробанда здоровы. Две сестры и родители матери пробанда здоровы относительно анализируемого заболевания. Отец пробанда имеет больного брата, больную сестру и здоровую сестру. Больная сестра отца вышла замуж на нормального мужчину, и у них родились больной сын и здоровые сын и дочь. Здоровая сестра отца пробанда вышла замуж за здорового мужчину, и у них родились две здоровые девочки. Дед и бабка пробанда со стороны отца — здоровы, бабка имеет здоровую сестру и больного брата. Определите вероятность рождения больного ребенка, если пробанд выйдет замуж за здорового мужчину. Составить родословную, проанализировать ее.

Задача № 5.

Пробанд болеет глаукомой (патологические изменения глаз, ведущие к слепоте), имеет двух здоровых сестер. Жена пробанда и ее родители здоровы относительно анализируемого заболевания. Родители пробанда здоровы. Родители и сестра отца пробанда здоровы тоже. Мать пробанда имеет больную сестру, которая вышла замуж за здорового мужчину, и у них родились здоровый мальчик и больная девочка. Дедушка пробанда со стороны матери болен, а бабушка здорова. Определить какова вероятность рождения больного ребенка в семье пробанда. Составить родословную, проанализировать ее.

Задача № 6.

Фенилкетонурия наследуется как аутосомно-рецессивный признак, в Белоруссии встречается с частотой 1:6000, а в Москве 1:7000. Определить генетическую структуру популяции в данных районах.

Задача № 7.

Муковисцидоз — синдром нарушенного всасывания, при котором страдает выделительная функция экзокринных желез и снижено содержание липазы и трипсина. Существует легочная форма муковисцидоза, ее фенокопией является воспаление легких (пневмония). Наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Определить генетическую структуру популяции по муковисцидозу в Англии и в Австрии, если известно, что в Англии заболевание встречается с частотой 1:2400, а в Австрии 1:2250.

Задача № 8.

При эпилепсии Сmz = 60; Сdz = 12. Определить Н и Е.

Задача № 9.

При сахарном диабете Сmz = 53; Сdz = 20. Определить Н и Е.

Задача № 10.

Из 135 пар монозиготных близнецов заболели оба туберкулезом в 50 случаях, а из 267 пар дизиготных близнецов однополых близнецов — 42. Рассчитать конкордантность и дискордантность по туберкулезу. Вычислить коэффициент наследуемости.

Задача № 11.

Из 102 пар МЗ в 20 случаях перенесли инфаркт оба близнеца, а из 155 пар ДЗ в 24 парах заболели оба близнеца. Вычислить конкордантность для МЗ и ДЗ. Вычислить коэффициент наследуемости.

Задача № 12.

При изучении генотипической обусловленности преступности у 143 пар МЗ было выявлено 97 пар, в которых оба близнеца совершили преступления, а из 142 ДЗ совершили преступления оба близнеца в 40 случаях. Рассчитать конкордантность и дискордантность. Вычислить коэффициент наследуемости.

Задача № 13.

Для выяснения роли наследственности в развитии косолапости обусловлено 40 пар МЗ и 134 пары ДЗ. Конкордантность для МЗ — 32%, для ДЗ — 3%. Какова роль наследственного предрасположения в развитии косолапости?

Задача № 14.

Определите как наследуется воспаление среднего уха у человека, если конкордантность монозиготных близнецов равна 30,1%, а дизиготных — 9,8%.

Домашнее задание Близнецовый метод Задача № 1.

При обследовании 114 МЗ (монозиготных) близнецов, болеющих ревматизмом, оба заболели в 54 случаях, а из 153 ДЗ (дизиготных) близнецов — в 26 случаях. Определите коэффициент наследуемости и коэффициент влияния внешней среды. Какими факторами обусловлено это заболевание?

Задача № 2.

У МЗ (монозиготных) близнецов конкордантность по скарлатине равна 56,4%, а у ДЗ (дизиготных) — 41,2%, От каких факторов зависит частота заболеваемости скарлатиной?

Задача № 3.

Из 240 монозиготных близнецов одинаковый цвет волос имели 233 близнеца, а из 300 дизиготных — 69. Определите какими факторами определяется цвет волос?

Задача № 4.

Определите, как наследуется воспаление среднего уха у человека, если конкордантность монозиготных близнецов равна 30,1%, а дизиготных — 9,8%.

Задача № 5.

Из 135 пар монозиготных близнецов заболели оба туберкулёзом в 50 случаях, а из 267 дизиготных однополых близнецов — 42. Рассчитать конкордантность и дискордантность по туберкулёзу. Вычислить коэффициент наследуемости.

Популяционно — статистический метод Задача № 6.

Фенилкетонурия наследуется как аутосомно-рецессивный признак, в Белоруссии встречается с частотой 1:6000, а в Москве 1:7000. Определить генетическую структуру популяции в данных районах.

Задача № 7.

Сфероцитоз — мембранопатия (аномалии оболочки эритроцитов), приводит к преждевременному старению и элиминации. Наследуется как аутосомно-доминантное заболевание, встречается с частотой 1:5000. Определить число гомозиготных особей по рецессивному аллелю.

Задача № 8.

Муковисцидоз — синдром нарушенного всасывания, при котором страдает выделительная функция экзокринных желез и снижено содержание липазы и трипсина. Существует легочная форма муковисцидоза, ее фенокопией является воспаление легких (пневмония). Наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Определить генетическую структуру популяции по муковисцидозу в Англии, если известно, что в Англии заболевание встречается с частотой 1:2400.

Задача № 9.

Болезнь Вильсона — Коновалова (прогрессирующий цирроз печени) наследуется по аутосомно-рецессивному типу. В одном из районов Польши это заболевание наблюдалось с частотой 0,01. Определите генетическую структуру указанной популяции.

Задача № 10.

Система групп крови Кидд определяется двумя генами Ikа и Ikb. Ikадоминантный ген по отношению к Ikb. Лица, несущие его — Кидд-положительные. Частота гена Ikа среди некоторой части европейцев равна 0,458. Определить генетическую структуру популяции по системе Кидд.