Le regole di ereditarietà di Mendel

malattia monogene ereditaria è anche chiamato mendeliana, perché sono ereditati in base alle regole che stabiliscono Gregor Mendel nel 1865. merito principale Mendel

sta nel fatto che egli basa su una valutazione quantitativa dei risultati degli ibridi prole scissione pisello di diverse caratteristiche qualitative suggerito la presenza di unità elementariereditarietà chiamati geni. Nella letteratura scientifica per i meriti di Mendel includere anche la creazione di una serie di regole di successione, alcuni dei quali è stato effettivamente scoperto i precursori di Mendel.

prima regola - la regola di posizione dominante. La sua essenza è ridotto a quello delle due copie di ogni gene, e che sono chiamati alleli contenuti in ogni cella, si può sopprimere o mascherare l'espressione di una seconda copia( allele).Se gli alleli sono identici, l'individuo con una chiamata omozigote genotipo, e se sono diversi - eterozigoti. Di conseguenza, l'allele dominante determina il tratto di carattere anche nello stato eterozigote e recessivo( mascherato) allele determina soltanto il tratto di carattere quando si trova nello stato omozigote. Di conseguenza, tutte le malattie ereditarie mendeliane sono divisi in dominante e recessivo. Se gli individui eterozigoti manifestano entrambi gli alleli, t. E. Non c'è dominanza di un allele rispetto ad un altro, questi alleli sono chiamati codominante. Ben noto esempio sono alleli kodominirovaniya A e gruppo sanguigno AB0 B.IV di strada antigeni dei gruppi sanguigni sono mostrati come A e B. Mendel

anche suggerito che in germe cellule genitori colpisce accidentalmente uno degli alleli di ogni gene, quindi il 50% dei gameti che portano un allele, e la seconda il 50% - altri. Questa affermazione è chiamata la seconda regola di Mendel o una regola splitting. Se entrambi i genitori sono eterozigoti per qualche gene nella prole di tale scissione e genitori 3/4 prole sarà osservato sarà dominante, e solo 1/4 - un recessivo, che è causata da un'associazione casuale di gameti aventi differenti alleli del gene. Quando questa scissione sarà diverso genotipo, cioè 1: 2: 1. Di conseguenza, se un solo genitore è eterozigote e omozigote per il secondo gene recessivo, la fenditura sulla presenza di un caratteri dominanti e recessivi sarà 1: 1.Se un genitore è omozigote e l'altro eterozigoti per il gene dominante è fenotipicamente tutta la prole avrà solo il tratto dominante. Per capire come la regola della scissione opere migliori bar Penneta che il genetista inglese offerto per la rappresentazione grafica dei risultati di diversi incroci( vedi Tab..).

Tabella

Grille Penneta riflettendo risultati scissione nella prole del matrimonio di due genitori eterozigoti gameti

madre
A	e
gameti padre	Un	AA	Aa
e	Aa	aa

Tabella

Grille Penneta risultati riflettono scissione nella prole diil matrimonio dei genitori, uno dei quali è eterozigote e l'altro è omozigote per il gene recessivo

gameti madre
e	e
gameti padre	un	aA aA
e	aa aa

Tabella

eshetka Penneta riflettendo risultati scissione nella prole del matrimonio dei genitori, uno dei quali è eterozigote e omozigote per la seconda

gene dominante

gameti madre
A	Un
gameti padre	Un		AA AA
e	Aa Aa

Mendel era chiaro che la scissione osservata della progenie da incroci di genitori con differenti genotipi sono eventi con un certo grado di probabilità e può essere identificatosolo un gran numero di discendenti. Dalla teoria della probabilità seguire due regole - la regola della moltiplicazione e addizione regola della probabilità.regola del

afferma che se si verificano determinati eventi indipendentemente l'uno dall'altro, la probabilità che due eventi si verificano allo stesso tempo, è il prodotto delle probabilità di questi eventi. La probabilità di formazione dei gameti con un gene recessivo da genitori eterozigoti per questo gene è 1/2 per ciascun genitore. La probabilità di incontrare questi gameti con un gene recessivo durante la formazione dello zigote sarà uguale al prodotto delle probabilità di formazione di gameti provenienti da ciascun genitore, t. E. 1/2 x 1/2 = 1/4( 25% di tutti i bambini).Inoltre regola

afferma che se si vuole conoscere la probabilità che uno o l'altro evento, la probabilità di ciascuno di questi eventi si sommano. Quindi, se siamo interessati alla probabilità della prole omozigote dei genitori eterozigoti in un matrimonio, è necessario aggiungere la probabilità di omozigoti recessivi e dominanti, t. E. 1/4 + 1/4 = 1/2.

Queste regole devono spesso utilizzare un genetista clinica al momento della consulenza genetica nel calcolare le probabilità di alcuni eventi in famiglie con una malattia ereditaria bambino malato.terza regola di

Mendel, o regola delle indipendenti combinano: i geni che determinano tratti differenti sono ereditati indipendentemente l'uno dall'altro.È evidente che questa regola non si riferisce alla successione di un tratto di stati alternativi, e di due e un maggior numero di funzioni.

Ecco un esempio di scissione nella prole del matrimonio dei genitori eterozigoti per due geni contemporaneamente( AAV b ), ognuno di questi geni affetti sintomi diversi. Il modo più semplice per fare questo usando un reticolo Penneta( vedi. Tabella).

AB

Ab

aB

ab

gameti

padre AB Tabella

madre gameti	AABB	AAbV	AABB	AaVb
Ab	AAVb	AAbb	aAVb	AABB
aB	AABB	AabV	AABB	aabV
ab	AaVb	AABB	aaVb	AABB

la prole del matrimonio di doppi eterozigoti osservato quattro fenotipi: dominante per entrambi i caratteri, dominanti o uno o l'altro stato o recessiva uno o altra condizione, è recessivo per entrambi i segni contemporaneamente. La relazione tra questi fenotipi nell'ordine in cui sono registrati sopra è 9: 3: 3: 1.Queste relazioni si ottengono facilmente moltiplicando le probabilità dei fenotipi corrispondenti sotto splitting monoibrido. Quindi, la probabilità di un fenotipo dominante per ciascun tratto in una croce monoibrido è 3/4.Se sono indipendenti l'uno dall'altro, la probabilità della loro manifestazione congiunta sarà 3/4 x 3/4 = 9/16.Il rapporto tra genotipi e incroci diidi ibridi è diverso dal rapporto tra fenotipi.specificità

d'azione di regole mendeliana

genetica medica è abbastanza naturale che una persona non è possibile per motivi di etica incrocio controllato. Inoltre, il numero di bambini nella famiglia, di regola, è piccolo. Per dimostrare autosomica dominante o autosomica recessiva della malattia, è necessario montare un numero sufficientemente elevato di famiglie con molti bambini in queste famiglie. Se si considera che la maggior parte delle malattie genetiche sono rare, diventa chiaro che la maggior parte delle genetica medica è necessario utilizzare i requisiti semplificati per la prova di un certo tipo di eredità.Questi requisiti semplificati seguono, tuttavia, dalle regole di ereditarietà mendeliane.

Di solito nel campo della genetica medica rientra una famiglia in cui vi è un paziente o pazienti con una presunta malattia ereditaria. Per queste famiglie di solito raccogliere antenati, gli antenati coppia di genitori e parenti e descrivere il loro stato di salute, così come altre informazioni.È consuetudine rappresentare graficamente la genealogia, usando determinati simboli per questo scopo.

autosomica dominante ereditarietà

maggioranza assoluta del disturbo autosomica dominante si verifica con una frequenza di 1: 10.000 e meno. Con un evento così raro nella maggior parte delle famiglie in cui esiste una tale malattia, solo un genitore è interessato ed è un portatore eterozigote del corrispondente gene mutante.

Una delle principali cause di queste malattie - sta emergendo mutazioni nelle cellule germinali dei singoli uno dei genitori, mentre una malattia autosomica dominante sarà l'unico caso di malattia in famiglia. Naturalmente, le probabilità che tale paziente trasmetta la mutazione ai propri figli saranno comuni per l'ereditarietà autosomica dominante, 50%.La frequenza delle mutazioni emergenti nei singoli geni è inversamente proporzionale alla misura in cui le manifestazioni di questa mutazione influenzano l'idoneità del paziente. Con la forma fisica è la capacità di un individuo di vivere per riprodurre e lasciare la prole. Tutte le malattie autosomiche dominanti riducono l'idoneità dei pazienti nei quali vengono osservate. Tuttavia, questo accade in diversi gradi.ittiosi volgare( eccessiva desquamazione della pelle in diverse parti del corpo, secchezza delle palme e l'eccesso di striature) o Polidattilia preassiale( dito addizionale dal pollice) si riduce praticamente vettori fitness di geni mutanti. Di conseguenza, le mutazioni in questi geni riappaiono raramente. Al contrario, l'acondroplasia o la displasia tanatofora del tipo 1 riducono drasticamente l'idoneità dei loro portatori. In acondroplasia quasi tutti i pazienti maschi sterili, e tanatafornaya displasia letali: pazienti a causa die insufficienza respiratoria nel periodo neonatale. Ecco perché in acondroplasia nuova mutazione è la causa della malattia in circa il 80%, e al tanatafornoy displasia - nel 100% dei casi.

La seconda causa di deviazione ha trasmesso l'ereditarietà autosomica dominante - il mosaicismo delle cellule germinali. Questo mosaicism verifica nelle prime fasi di sviluppo dell'organismo al momento di isolamento del percorso di sviluppo embrionale come risultato di una mutazione in una delle celle della via germinale. Poiché le cellule germinali sono clonate, la mutazione può trovarsi in una maggiore o minore parte delle cellule germinali mature. Una conseguenza di ciò potrebbe essere l'apparizione nella famiglia di genitori sani di diversi pazienti con malattie autosomiche dominanti. Quindi, è somatica mosaicismo spiegato da ripetuti casi di acondroplasia, osteogenesi imperfetta e altri disturbi autosomica dominante clinicamente nei bambini i genitori completamente sani.

In connessione con l'ereditarietà autosomica dominante, è necessario introdurre i concetti di penetranza ed espressività del gene.

penetranza può essere definita come la percentuale di individui che hanno trovato espressione del gene mutante, da tutte le persone che hanno ereditato il gene. La penetrazione può essere completa o incompleta o espressa in percentuale. Pedigree, in cui la successione è tracciata malattie autosomica dominante, penetranza incompleta del gene che causa una malattia manifesterà un cosiddetto salto generazione.

Espressione genica indica il grado di espressione dell'espressione genica. Di norma, qualsiasi tratto genotransformed varia nella sua manifestazione. Per le malattie ereditarie, soprattutto autosomica dominante, variando in gravità di ciascun sintomo della malattia, e anche in una quantità di sintomi della malattia è ben definito infatti dal fatto che ogni paziente sottoposto ad un esame clinico.

Un'altra ragione per la deviazione dalle regole di eredità autosomica dominante, come del resto, e altri tipi di ereditarietà, che sarà discusso in seguito, è l'età dipendenza nella manifestazione di molte malattie ereditarie. Non tutte le malattie ereditarie si manifestano alla nascita o subito dopo. Molte di queste malattie si verificano nell'adolescenza o persino nell'età adulta.

Dimostrare il tipo di ereditarietà della malattia con una tarda età della manifestazione è molto difficile, e forse è per questo che così a lungo ha dovuto dimostrare l'ereditarietà dominante per alcune forme di malattia di Alzheimer o demenza senile che si verificano dopo 50-60 anni.

autosomica recessiva ereditarietà

già identificato diverse migliaia di malattie ereditarie, come autosomica recessiva. Come una malattia autosomica dominante, autosomica recessiva interessa tutti gli organi e sistemi del corpo e, di conseguenza, sono estremamente diverse nelle sue manifestazioni. La maggior parte delle malattie autosomiche recessive sono rare. Per frequenti malattie recessive includono, per esempio, fenilchetonuria, la cui frequenza nella maggior parte dei paesi dell'Europa occidentale è di 1: 10 000( in russo 1: 6500).

A causa della rarità delle malattie autosomiche recessive, così come la gravità di molti di loro, nella maggior parte dei casi i genitori dei bambini malati sono portatori eterozigoti e clinicamente sani.

Il rischio di una malattia autosomica recessiva paziente in famiglia, in cui i genitori sono portatori eterozigoti del gene mutante è del 25% e non cambia per qualsiasi gravidanza di una coppia sposata. Pedigree dei pazienti con malattia autosomica recessiva di solito inespressiva: i genitori e tutti i parenti più prossimi del paziente sano, possono essere fratelli e sorelle malati( entrambi i sessi sono colpiti altrettanto spesso).Se il paziente è una malattia recessiva si sposa, suo partner nella maggior parte dei casi, un omozigote normale, in modo che tutti i figli nati dal matrimonio sono sani, ma sono portatori eterozigoti. Tuttavia, spesso in ereditaria con pazienti affetti da malattie autosomiche recessive genitori sono parenti stretti.

spiegazione della maggiore frequenza di matrimoni strettamente correlati nelle famiglie in cui vi sono i pazienti malattia autosomica recessiva, è molto semplice. Meno il gene recessivo comune nella popolazione, minori sono le possibilità che entrambi i genitori sono eterozigoti per questo gene, dal momento che la probabilità di una coppia è il prodotto della probabilità di essere portatore eterozigote per ciascun partner. Così, quando la frequenza di portante eterozigote PKU gene di circa 0,02, il rifiuto eterozigote probabilità essere 0,0004.In altre parole, ogni coppia I-2500 presentato portatori eterozigoti. Nel caso in cui uno dei partner è portatore eterozigote gene fenilchetonuria( probabilità di 0.02), e la seconda moglie con una probabilità del relativo per il secondo coniuge sia portatrice eterozigote dello stesso gene dipende dal grado di parentela coniugi.

segregazione analisi

hanno considerato come regole di ereditarietà mendeliana si manifestano in alcuni pedigree in cui ci sono i pazienti con malattie ereditarie.

Allo stesso tempo, si deve notare che l'analisi dei pedigree, nella migliore delle ipotesi, permette non rifiutare l'ipotesi di un certo tipo di ereditarietà di una malattia. Tuttavia, in genetica medica, ci sono il modo più rigoroso e preciso per dimostrare uno o un altro tipo di ereditarietà.Questo metodo è chiamato analisi della segregazione.

Analisi

segregazione per l'uomo è fondamentalmente differente da quello per animali da esperimento. In quest'ultimo caso, il genetista usi controllati genitori incrocio con genotipi noti, e il numero di bambini è abbastanza grande. Solo approccio indiretto può essere utilizzato per una persona che è quello di confrontare i diversi modelli probabilistici con i dati di famiglia disponibili. In altre parole, rispetto alla percentuale osservata di fratelli affetti con attesa in un particolare ipotesi genetica. Con questo confronto, sorgono due problemi.

prima - la complessità di determinare le modalità di registrazione dei pazienti e delle loro famiglie;secondo - è necessario analizzare le varie famiglie si uniscono, in quanto la dimensione di ogni singola famiglia una persona non consente di verificare l'ipotesi statistica. Di conseguenza, iniziano a "interferire" fattori quali la diagnosi inesatta, eterogeneità genetica della malattia.

La forma più semplice di segregazione analisi può essere usata per dimostrare una trasmissione autosomica dominante della malattia, quando le famiglie con questa malattia sono registrati da parte del genitore del paziente( l'altro genitore è sano).

Segregazione analisi, tuttavia, diventa più complicata quando verificare l'ipotesi di ereditarietà autosomica recessiva. Quando si raccolgono per l'analisi di materiali famiglia famiglia in cui i genitori eterozigoti sono solo bambini sani non vengono prese in considerazione. Se questo non tiene conto della frequenza di segregazione, o la frequenza dei pazienti omozigoti, nel campione di famiglie con bambini malati saranno inevitabilmente sovrastimato.

più completa è, tuttavia, l'analisi di segregazione complesso, sviluppato da Morton. Questa analisi include sia la base del metodo della massima verosimiglianza, e consente di ottenere le stime più plausibile la segregazione non solo la frequenza, ma anche la probabilità di registrazione. In termini di calcoli, questo metodo è molto che richiede tempo, ma ci sono programmi per computer che consentono di superare questa difficoltà.

Naturalmente, segregazione analisi è stata utilizzata per dimostrare il tipo successione di un numero relativamente piccolo di malattie ereditarie causa della rarità di più di essi. Per la maggior parte delle malattie ereditarie attribuiti al loro tipo di ereditarietà è solo un numero limitato di alberi genealogici dovrebbe essere considerato come un pre-installato. Questa situazione è stata rapidamente corretta attraverso lo sviluppo di nuove tecniche genetiche molecolari per identificare il primo gene e poi mutazioni in questi geni e dimostrare non solo significato eziologico di queste mutazioni nel causare una malattia ereditaria, ma anche il tipo di ereditarietà della malattia.

frizione con ereditarietà numero

X-linked di malattie conosciute X-linked sono molto meno di geni dominanti o recessivi che sono "spread" sui 22 autosomi. Tuttavia circa 300 geni noti localizzato sul cromosoma X, causando malattie ereditarie( geni localizzati sul cromosoma X, si chiama X-linked).Tra questi geni di emofilia A, miopatia di Duchenne ittiosi, X-linked, pigmentaria retinica sindrome di distrofia cromosoma X fragile ritardo mentale, idrocefalo sindrome di Coffin-Lowry, Payne, Opitz, una forma di mucopolisaccaridosi, X-linked amiotrofia neurale, il fallimentodeidrogenasi glucosio-6-fosfato, e molte altre malattie.

Prima di passare alla ereditarietà accoppiato cromosomi X e Y, e caratteristiche di ereditaria con questi tipi di ereditarietà, ricordare che una persona di sesso heterogametic. Le donne sono in tutte le cellule di due cromosomi X, mentre gli uomini - uno X e uno Y cromosoma. Uomini sono gemizigotami( contenere un cromosoma X) sul cromosoma X e tutti i geni in esso contenute. Ereditarietà dei cromosomi sessuali si verifica come un semplice funzionalità di eredità mendeliana.maniere

geni che si trovano nei cromosomi sessuali, cromosomi corrisponde strettamente al comportamento stesso. Se il gene mutante si trova in uno dei cromosomi X della madre, poi il cromosoma riceverà il 50% dei figli e delle figlie di 50% madre -bearer. Se il gene è "responsabile" di una malattia recessiva, la madre stessa di essere in buona salute, perché ha un secondo cromosoma X normale, ma si svilupperà nella metà dei figli, che hanno ricevuto cromosoma X con il gene mutante, perché il cromosoma Y non è omologo cromosoma X.

hanno figlie che hanno ricevuto dai cambiamenti cromosomici madre, la malattia anche sviluppare, in quanto avranno una normale secondo cromosoma X dal padre. Così, se la madre è portatrice di un gene recessivo X-linked, il rischio di essere male i suoi figli sarà del 50%, e le sue figlie - 0%.Allo stesso tempo, il rischio di essere portatori eterozigoti in figlie è del 50%.

In tal caso, se il padre è ancora malato, i suoi figli saranno sani, e tutte le sue figlie - portatori eterozigoti del gene X-linked. Questa situazione si verifica quando la malattia recessiva legata all'X non riduce notevolmente l'idoneità del paziente. Un esempio di tale malattia è recessiva legata all'X ittiosi, cecità o colore in rosso, è ereditato X-linked.

cromosoma X fragile

Questa sindrome deve il suo nome agli studi citogenetici condotti in bambini con ritardo mentale.

E 'ormai noto che, in primo luogo, il fenomeno - la fragilità cromosoma X - non c'è sempre.

Va notato che l'eredità della malattia è caratterizzata da mendeliana. Inoltre, la sindrome è un esempio di una mutazione dinamica.

Le manifestazioni cliniche della sindrome non sono molto specifiche. Il sintomo principale è il ritardo mentale, che in alcuni pazienti può essere espresso molto moderatamente. La maggior parte dei pazienti soffre di deficit di attenzione, alcuni osservano l'autismo. I pazienti più anziani descrivono la faccia lunga, fronte prominente, grandi orecchie sporgenti e makroorhizm.

Fino a poco tempo, è stato estremamente difficile da spiegare la natura della sindrome di eredità, che si è manifestato in entrambi gli uomini e le donne, anche se le donne raramente ed i sintomi clinici sono meno pronunciati.accoppiamento

con cromosoma Y eredità

cromosoma Y contiene un numero relativamente piccolo di geni. Entro l'inizio del 2002 ha mappato un po 'più di 35 geni, di cui solo 7 causare malattie ereditarie, tra cui la retinite pigmentosa, varie forme di azoospermia, e gonadoblastomu diskhondrosteoz, violazione della differenziazione di genere.

convincente dimostrare che la funzione eredita il cromosoma Y dalla frizione, pedigree è estremamente difficile, come dovrebbe essere differenziata dalla trasmissione autosomica dominante. Solo grande famiglia, in cui i pazienti si trovano sia tra i ragazzi e le ragazze, ma il segno è lo stesso di suo padre, solo i ragazzi possono essere sospettate che si tratta di un'eredità Y-linked.

Quando malattie Y-collegate sono malati sarà anche solo un uomo, ma in contrasto con gli X-linked malattie il padre affetto sarà solo trasmettere la malattia ai suoi figli, le sue figlie ei loro figli sono sempre in buona salute.