Reguły dziedziczenia Mendla

choroba monogene dziedziczny jest również nazywany Mendelian, ponieważ są dziedziczone zgodnie z zasadami, które wyróżniają Gregor Mendel w 1865 roku Mendel

główną zasługę polega na tym, że na podstawie oceny ilościowej wyników hybryd łupania potomstwo grochu o różnych cechach jakościowych sugeruje obecność jednostek elementarnychdziedziczność zwanych genów. W literaturze naukowej do meritum Mendla również obejmować ustanowienie szeregu zasad dziedziczenia, z których część została faktycznie odkrytych prekursory Mendla.

Pierwsza zasada - zasada dominacji. Jej istotą jest ograniczona do dwóch kopiach z każdego genu, i które są nazywane allele zawartą w każdej komórce, można powstrzymać lub maska ​​ekspresję druga kopia( allel).Jeśli allele są identyczne, jednostka o genotypie homozygotycznym rozmowy, a jeśli są one różne - heterozygotą.W konsekwencji, allel dominujący określa cechę charakteru nawet u heterozygot i recesywny allel( zamaskowane) określa jedynie cecha charakteru, gdy jest w stanie homozygotycznym. W związku z tym, wszystkie Mendla chorób dziedzicznych są podzielone na dominujący i recesywne. Jeśli osoby heterozygotycznych manifestują oba allele, t. E. Nie ma dominacji jednego allelu nad innym, takie allele są nazywane codominant. Dobrze znanym przykładem są kodominirovaniya alleli A i grupa B krwi AB0.antygeny grupowe krwi IV ulica są przedstawione jako A i B. Mendel

sugeruje również, że w komórkach płciowych rodzice przypadkowego uderzenia przypomina alleli każdego genu, więc 50% gamet niosących jeden allel, a drugi 50% - pozostałe. To stwierdzenie jest nazywany druga reguła Mendla lub podziału władzy. Jeśli oboje rodzice są heterozygotycznych jakiegoś genu u potomstwa takich rodziców dzielenia i 3/4 potomstwo będzie obserwowany będzie dominujący, a tylko 1/4 - recesywny, które jest spowodowane przez losowej stowarzyszenia gamet posiadających różne allele genu. Przy czym te pęknięcia będą się różnić w genotypem, 1: 2: 1. W związku z tym, gdy tylko jeden nadrzędny jest heterozygotyczne i homozygotyczne względem recesywnego drugiego genu, rozszczepienie na obecność dominującej i recesywny będzie wynosić 1: 1.Jeżeli jedno z rodziców jest homozygotą a drugi heterozygotą pod względem genu dominującego jest fenotypowo wszystko potomstwo będzie miało tylko dominującą cechę.Aby zrozumieć, jak działa zasada podziału najlepsze bary Penneta że genetyk angielski przeznaczona do graficznego przedstawienia wyników różnych przejściach( zob. Tab.).

Tabela

Grille Penneta odzwierciedlające wyniki cięcia u potomstwa małżeństwa dwóch heterozygotycznych rodziców

gamety matka
A	i
gamety ojca		AA	Aa
i	Aa	aa

Tabela

Grille Penneta rezultaty cięcia odzwierciedlając u potomstwamałżeństwo rodziców, z których jedno jest heterozygotą, a druga jest homozygotą dla recesywny gen

gamety matka
i	i
gamety ojciec		aA aA
i	aa aa

Tabela

eshetka Penneta odzwierciedlające wyniki cięcia u potomstwa małżeństwa rodziców, z których jedno jest heterozygotą i homozygotyczne dla drugiego genu dominującego

gamety matka
gamety ojca			AA AA
i	Aa Aa

Mendel było jasne, że obserwowana podział potomstwo z krzyżówek rodziców z różnych genotypów są wydarzenia z pewnym stopniem prawdopodobieństwa, można zidentyfikowaćtylko duża liczba potomków. Od teorii prawdopodobieństwa przestrzegać dwóch zasad - zasadę mnożenia i dodawania reguły prawdopodobieństwa.reguła mnożenia

stwierdza, że ​​jeżeli pewne zdarzenia występują niezależnie od siebie, prawdopodobieństwo, że dwa zdarzenia wystąpią w tym samym czasie, jest iloczynem prawdopodobieństw tych zdarzeń.Prawdopodobieństwo tworzenia się gamet z recesywnego genu z rodziców heterozygotyczny dla tego genu jest 1/2 dla każdego z rodziców. Prawdopodobieństwo spełnienia tych gamety ze genu recesywnego podczas formowania zygoty będzie równa iloczynowi prawdopodobieństwa tworzenia się gamet każdego z rodziców, t. E. 1/2 x 1/2 = 1/4( 25% wszystkich dzieci).Dodanie

zasada mówi, że jeśli chcesz wiedzieć prawdopodobieństwo jedno albo drugie zdarzenie, prawdopodobieństwo każdego z tych wydarzeń dodać.Tak więc, jeśli jesteśmy zainteresowani prawdopodobieństwa homozygotycznych potomstwo heterozygotycznych rodziców w małżeństwie, konieczne jest, aby dodać prawdopodobieństwa recesywnych i dominujących homozygot, t. 1/4 + 1/4 E. = 1/2.

Zasady te często trzeba używać genetyka klinicznego w czasie poradnictwa genetycznego w obliczaniu prawdopodobieństw pewnych zdarzeń w rodzinach z chorym dzieckiem chorobą dziedziczną.Trzecia reguła

Mendla lub zasada niezależne połączenie: genów, które określają różne cechy są dziedziczone niezależnie od siebie. Jest oczywiste, że zasada ta nie odnosi się do dziedziczenia cecha stanów alternatywnych, a do dwóch i większej liczby funkcji.

Oto przykład rozszczepienia potomstwa małżeństwa rodziców heterozygotycznych obu genów w tym samym czasie( AAV b), każda z tych genów dotyczy różnych objawów. Najprostszym sposobem, aby to zrobić za pomocą siatki Penneta( zob. Tabela).

AB

Ab

aB

AB

gamety

ojciec AB Tabela

matki gamety	AABB	AAbV	AABB	AAVB
Ab	AAVB	AABB	AAVB	AABB
aB	AABB	AabV	AABB	aabV
ab	AAVB	AABB	AAVB	AABB

potomstwem małżeństwa podwójnych heterozygot obserwowano cztery fenotypy: z wysokości na obu cech, dominujący lub jeden lub jakiegokolwiek innego stanu lub recesywny jeden lub inny status, jest recesywny obu objawów jednocześnie. Związek między tymi fenotypami w kolejności, w jakiej są one zapisane powyżej, wynosi 9: 3: 3: 1.Relacje te można łatwo uzyskać przez pomnożenie prawdopodobieństw odpowiednich fenotypów w wyniku podziału monohybrydowego. Zatem prawdopodobieństwo dominującego fenotypu dla każdej cechy w krzyżu mono-hybrydowym wynosi 3/4.Jeśli są one niezależne od siebie, prawdopodobieństwo ich wspólnej manifestacji będzie wynosić 3/4 x 3/4 = 9/16.Stosunek genotypów do krzyżówek hybrydowych różni się od stosunku fenotypów.

Specyfika reguł mendlowskich w genetyce medycznej

Jest całkiem naturalne, że osoba z przyczyn etycznych nie może kontrolować krzyżówek. Ponadto liczba dzieci w rodzinie jest z reguły niewielka. W celu udowodnienia sposób autosomalny dominujący lub recesywny autosomalny tryb dziedziczenia choroby, konieczne jest, aby zebrać wystarczająco dużej liczby rodzin wielodzietnych w tych rodzinach. Jeśli uważamy, że bezwzględna większość dziedzicznych chorób jest rzadka, staje się jasne, że najczęściej genetyka medyczna musi stosować uproszczone wymagania dla dowodów pewnego rodzaju dziedziczenia. Te uproszczone wymagania wynikają jednak z zasad dziedziczenia Mendla.

Zwykle w dziedzinie genetyki medycznej spada rodzina, w której znajduje się pacjent lub pacjenci z rzekomą chorobą dziedziczną.Dla takiej rodziny zazwyczaj zbierają oni rodowód, ustanawiają przodków rodziców i ich krewnych i opisują stan swojego zdrowia, a także inne informacje. Zwyczajem jest graficzne przedstawianie genealogii, używając w tym celu pewnych symboli.

Dominujące dziedziczenie autosomalne

Bezwzględna większość autosomalnych dominujących chorób występuje z częstością 1: 10 000 lub mniej. Przy takim rzadkim występowaniu w większości rodzin, w których występuje taka choroba, atakowany jest tylko jeden rodzic i jest on heterozygotycznym nosicielem odpowiedniego zmutowanego genu.

Jedną z głównych przyczyn tych chorób - wyłania się mutacje w komórkach rozrodczych indywidualnej jednego z rodziców, a autosomalny dominujący zaburzenie będzie jedyny przypadek tej choroby w rodzinie. Oczywiście prawdopodobieństwo, że taki pacjent przekaże mutację swoim dzieciom będzie powszechne dla autosomalnego dominującego dziedziczenia, 50%.Częstotliwość nowo powstających mutacji w poszczególnych genach jest odwrotnie proporcjonalna do stopnia, w jakim objawy tej mutacji wpływają na sprawność pacjenta. Dzięki sprawności jest zdolność osoby do życia w celu rozmnażania się i pozostawienia potomstwa. Wszystkie autosomalne choroby dominujące zmniejszają sprawność pacjentów, u których są obserwowane. Dzieje się to jednak w różnym stopniu. Wulgarnych rybią( nadmierne łuszczenie skóry w różnych częściach ciała, suchość dłoni i nadmiaru prążkowania) lub preaxial polidaktylia( dodatkowy palców z kciukiem) jest praktycznie zredukowany nośnik przydatności zmutowanych genów. W związku z tym mutacje w tych genach pojawiają się rzadko. Natomiast achondroplazja lub dysplazja tanatoforyczna typu 1 dramatycznie zmniejsza sprawność ich nosicieli. W prawie wszystkich pacjentów achondroplazją męskosterylnych i tanatafornaya dysplazją śmiertelne: pacjentów z powodu umrzeć niewydolności oddechowej w okresie noworodkowym. Dlatego w achondroplasia nowej mutacji jest przyczyną choroby w około 80%, a na tanatafornoy dysplazji - w 100% przypadków.

Drugim powodem odrzucenia wysłany dziedziczenia autosomalny dominujący - zarodkowych komórek mozaicyzm. Ten mozaicyzm występuje we wczesnych etapach rozwoju organizmu w momencie wyodrębniania ścieżki rozwoju embrionalnego w wyniku mutacji w jednej z komórek germinalnym sposób. Ponieważ komórki zarodkowe są klonowane, mutacja może znajdować się w większej lub mniejszej części dojrzałych komórek płciowych. Konsekwencją tego może być pojawienie się w rodzinie zdrowych rodziców kilku pacjentów z autosomalnymi dominującymi chorobami. Tak, to jest mozaicyzm somatyczny wyjaśnione przez powtarzające się przypadki achondroplasia, wrodzonej łamliwości kości i innych autosomalnie dominujących zaburzeń u dzieci zdrowych klinicznie całkowicie rodziców.

W związku z autosomalnym dominującym dziedziczeniem, konieczne jest wprowadzenie koncepcji penetracji i ekspresji genu.

penetracja może być definiowana jako proporcja osobników, którzy znaleźli ekspresji zmutowanego genu, od wszystkich osób, które odziedziczyły gen. Penetracja może być kompletna, niekompletna lub wyrażona w procentach. W rodowody, w którym spadku śledzony choroby autosomalne dominujące niekompletny penetracji genu powodującego chorobę objawi tzw maskowania generacji. Ekspresja genów

oznacza stopień ekspresji ekspresji genu. Co do zasady, każdy znak genokontroliruemy waha się w jego manifestacji. W przypadku chorób dziedzicznych, zwłaszcza w sposób autosomalny dominujący, różnej ciężkości każdego objawu tej choroby, nawet w ilości od objawów choroby jest dobrze znanym fakcie, z tym, że każdy pacjent poddawany jest badaniom klinicznym.

Innym powodem, dla którego odchylenie od reguł dziedziczenia autosomalny dominujący, jak zresztą i inne rodzaje dziedziczenia, które zostaną omówione poniżej, jest wiek zależność w manifestacji wielu chorób dziedzicznych. Nie wszystkie choroby dziedziczne manifestują się w chwili urodzenia lub wkrótce potem. Wiele z tych chorób występuje w okresie dojrzewania lub nawet w wieku dorosłym.

Udowodnij rodzaj dziedziczenia choroby z późnego wieku manifestacji jest bardzo trudne, a może właśnie dlatego tak długo musiał udowodnić dominującego dziedziczenia dla niektórych form choroby Alzheimera lub otępienia starczego, które występują po 50-60 lat.

autosomalna recesywne

określiła już kilka tysięcy dziedzicznych chorób, w sposób autosomalny recesywny. Jako sposób autosomalny dominujący choroby, autosomalny recesywny wpływ na wszystkie narządy i układy organizmu, a zatem są bardzo zróżnicowane w swych przejawach. Większość autosomalnych chorób recesywnych występuje rzadko. Do częstych chorób recesywne obejmują, na przykład, fenyloketonuria, częstotliwość, który w większości krajów Europy Zachodniej, wynosi 1: 10 000( w języku rosyjskim 1: 6500).

Ze względu na rzadkie występowanie choroby autosomalne recesywne, a także nasilenia wielu z nich w większości przypadków rodzice chorych dzieci są heterozygotycznych nośników i klinicznie zdrowe.

ryzyko pacjenta autosomalny recesywny choroby w rodzinie, w której rodzice są heterozygotycznych nosicieli zmutowanego genu wynosi 25% i nie zmienia się dla każdej ciąży małżeństwo. Rodowody pacjentów z autosomalny recesywny choroby zwykle bez wyrazu: rodzice i wszyscy najbliżsi krewni pacjenta zdrowe, mogą być chore rodzeństwo( obie płcie są dotknięte równie często).Jeżeli pacjent jest chorobą recesywną żeni, jego partner w większości przypadków normalny homozygota, tak że wszystkie dzieci z małżeństwa są zdrowe, ale są heterozygotycznych nośników. Jednak często w rodzinach z autosomalnie recesywnie pacjentów z chorobą rodzice są bliskimi krewniakami.

wyjaśnienie większą częstotliwością blisko spokrewnionych małżeństw w rodzinach, w których znajdują się pacjenci autosomalny recesywny zaburzenie, jest bardzo prosta. Mniej niż recesywny gen wspólnego w populacji, tym mniejsza szansa, że ​​oboje rodzice są heterozygotą dla tego genu, gdyż prawdopodobieństwo para jest iloczynem prawdopodobieństwa bycia heterozygotą nośnik dla każdego partnera. Zatem, gdy zmienia się częstotliwość nośną heterozygotyczne PKU genu około 0,02, odrzuty prawdopodobieństwa heterozygotyczne być 0,0004.Innymi słowy, każdy I-2500 para przedstawiony heterozygotycznych nośników. W przypadku, gdy jeden z partnerów ma gen fenyloketonuria heterozygotycznych nośnik( z prawdopodobieństwem 0,02), a druga małżonka względem prawdopodobieństwa drugiego małżonka jest heterozygotą nośnikiem tego samego genu, to zależy od stopnia małżonka powiązania.

Segregacja analiza

zostały uznane za Mendla zasady dziedziczenia przejawiają się w niektórych rodzinach, w których znajdują się pacjenci z chorobami dziedzicznymi.

Jednocześnie, należy zauważyć, że analiza rodowodów, w najlepszym razie, sprawia, że ​​nie można odrzucić założenie pewnego rodzaju dziedziczenia choroby. Jednak w genetyki medycznej, są bardziej rygorystyczne i precyzyjny sposób, aby udowodnić jedną lub inny rodzaj dziedziczenia. Ta metoda nazywa się analizą segregacji.

Analiza

podziału dla człowieka znacznie różni się od tej dla zwierząt doświadczalnych. W tym ostatnim przypadku, genetyk wykorzystuje kontrolowane przekraczania rodzicom znanych genotypów, a liczba dzieci jest wystarczająco duża. Tylko podejście pośrednie mogą być wykorzystane dla osoby, która jest porównanie różnych modeli probabilistycznych z dostępnych danych rodzinnych. Innymi słowy, w porównaniu do obserwowanego odsetka chorych z rodzeństwa spodziewać w szczególności hipotezy genetycznej. W tym porównaniu, istnieją dwa problemy.

pierwszy - złożoność określenia sposobu rejestracji pacjentów i ich rodzin;Drugi - to należy przeanalizować różne rodziny zjednoczyć, ponieważ wielkość poszczególnych rodziny osoba nie pozwalają na sprawdzenie hipotezy statystycznej. W rezultacie, zaczynają „ingerować” czynniki takie jak niedokładne diagnozy, niejednorodności genetycznej choroby.

Najprostszą formą analizy segregacji może być użyty do udowodnienia sposób autosomalny dominujący dziedziczenia choroby, kiedy rodziny z tą chorobą są rejestrowane przez rodzica chorego( drugi rodzic jest zdrowa).

analiza Segregacja jednak komplikuje się przy testowaniu hipotezy o autosomalnie recesywnie. Po pobraniu do analizy materiału o rodzinie, w której heterozygotycznych rodziców tylko zdrowe dzieci nie są brane pod uwagę.Jeśli nie brać pod uwagę częstotliwość segregacji lub częstotliwości pacjentów homozygotycznych w próbce rodzin z chorymi dziećmi nieuchronnie do przecenienia.

najpełniejszym jest jednak skomplikowana analiza segregacja, opracowany przez Morton. Analiza ta obejmuje zarówno podstawę największej wiarygodności i pozwala uzyskać wiarygodne szacunki najbardziej segregacja nie tylko częstotliwości, ale także prawdopodobieństwo zarejestrowania. W zakresie obliczeń, metoda ta jest bardzo czasochłonna, ale istnieją programy komputerowe, które pozwalają przezwyciężyć tę trudność.

Oczywiście analiza segregacja użyto udowodnić typ dziedziczenia stosunkowo niewielką liczbę chorób dziedzicznych ze względu na rzadkość występowania większości z nich. Dla większości chorób dziedzicznych im przypisać rodzaj dziedziczenia jest tylko ograniczona liczba drzew rodzinnych powinno być traktowane jako preinstalowany. Ta sytuacja szybko korygowane przez rozwój nowych technik genetycznych, molekularnych do identyfikacji pierwszego genu i mutacje w tych genach i nie tylko wykazanie etiologiczny znaczenie tych mutacji w wywoływaniu choroby dziedziczne, a także rodzaj dziedziczenia choroby.

sprzęgło X połączone spadku liczby

znanych chorób x-linked to znacznie mniej niż lub dominujących genów, które są recesywnych „rozłożone” na 22 autosomy. Niemniej około 300 znanych genów się na chromosomie X, przyczyną chorób dziedzicznych( geny położone na chromosomie X, nazywany jest związaną z chromosomem X).Należą do nich geny hemofilię A, miopatii, dystrofii, związaną z chromosomem X rybiej łuski, barwnikowego siatkówki chromosomu zespół łamliwego chromosomu X, dystrofia niedorozwój umysłowy, wodogłowie zespół Coffin i Lowry'ego Payne, Opitz, forma mukopolisacharydozy X sprzężonego amiotrofii nerwowej, brakdehydrogenazy glukozo-6-fosforanu i wielu innych chorób.

Przed włączeniem do dziedziczenia sprzężonego z chromosomów X i Y i cech rodowodach z tych typów dziedziczenia, przypomnieć, że osoba heterogametyczne seksu. Kobiety są we wszystkich komórkach dwa chromosomy X, a mężczyźni - jeden X i jeden chromosom Y.Mężczyźni gemizigotami( zawierać jeden chromosom X) na chromosomie X, a wszystkie geny zawarte w nim. Dziedziczenie chromosomów płciowych występuje jako prosty Mendla dziedziczenia cech.

obyczaje geny znajdujące się w chromosomach płciowych, chromosomy ściśle odpowiada samego zachowania. Jeżeli zmutowany gen jest usytuowany w jednej z chromosomu X od matki, to otrzyma chromosom 50% synami i córki 50% -bearer matki. Jeśli gen jest „odpowiedzialny” za chorobę recesywny, Sama matka, aby być zdrowym, ponieważ ma drugi normalny chromosom X, ale będzie się rozwijać w połowie synów, którzy otrzymali chromosom X ze zmutowanego genu, ponieważ chromosom Y nie jest homologiczny chromosom X.

Córki, które otrzymały zmieniony chromosom od swojej matki, nie rozwiną choroby, ponieważ otrzymają normalny drugi chromosom X od swojego ojca. Tak więc, jeśli matka jest nosicielem genu recesywnego sprzężonego z X, ryzyko zachorowania u jej synów będzie wynosić 50%, a jej córki - 0%.Jednocześnie ryzyko bycia heterozygotycznym nosicielem u córek wynosi 50%.

Jeśli ojciec nadal jest chory, wszyscy jego synowie będą zdrowi, a wszystkie córki są heterozygotycznymi nosicielami genu związanego przez X.Taka sytuacja ma miejsce, gdy choroba recesywna powiązana z chromosomem X nie zmniejsza w znacznym stopniu sprawności pacjenta. Przykładem takiej choroby jest recesywna rybia łuska sprzężona z chromosomem X lub ślepota barwowa w stosunku do czerwonego, odziedziczona związana z chromosomem X.

Zespół łamliwego chromosomu X

Zespół ten ma swoją nazwę z powodu badań cytogenetycznych przeprowadzonych u chłopców z upośledzeniem umysłowym.

Obecnie wiadomo, że po pierwsze, takie zjawisko - kruchość chromosomu X - nie zawsze jest obserwowane.

Należy zauważyć, że dziedziczenie choroby różni się od Mendelian. Ponadto zespół ten jest przykładem mutacji dynamicznej.

Objawy kliniczne zespołu nie są bardzo specyficzne. Głównym objawem jest upośledzenie umysłowe, które u niektórych pacjentów jest bardzo umiarkowanie wyrażane. Większość pacjentów cierpi na deficyt uwagi, niektórzy obserwują autyzm. Starsi pacjenci opisują wydłużoną twarz, wystające czoło, duże wystające uszy i makrochorchizm.

Do niedawna niezwykle trudno było wyjaśnić charakter syndromu spadkowego, który przejawiał się zarówno u mężczyzn, jak i kobiet, chociaż u kobiet rzadziej i ich objawy kliniczne są mniej wyraźne.

Y - chromosomowe dziedziczenie chromosomu Y

zawiera stosunkowo niewielką liczbę genów. Na początku 2002 odwzorowywane nieco ponad 35 genów, z których jedynie siedem przyczyną chorób dziedzicznych, w tym zapalenie siatkówki barwnikowe, kilka form azoospermią i diskhondrosteoz gonadoblastomu, naruszenie różnicowania płci.

Przekonujące jest udowodnienie, że cecha jest dziedziczona w spójny sposób z chromosomem Y, niezwykle trudno jest użyć genealogii, ponieważ musi ona być odróżniona od autosomalnego dominującego dziedziczenia. Tylko duża rodzina, w której znajdują się pacjenci zarówno wśród dziewcząt i chłopców, ale znak jest taki sam jak jego ojciec, tylko chłopcy można podejrzewać, że jest to Y-linked dziedziczenie.

Z chorobą związaną z Y tylko mężczyźni będą chorzy, ale w przeciwieństwie do patologii związanej z chromosomem X, dotknięty chorobą ojciec przeniesie chorobę tylko na swoich synów, jego córki i ich dzieci są zawsze zdrowe.