Mendelova pravila o nasljedstvu

monogene nasljedna bolest se također naziva Mendelovski, jer su naslijedili prema pravilima kojoj se Gregor Mendel 1865. Mendel

glavnom zasluga leži u činjenici da je na temelju kvantitativne procjene rezultata hibrida potomci cijepanje graška različitih kvalitativnih karakteristika sugerira prisutnost osnovnih jedinicanasljedstvo zovu geni. U znanstvenoj literaturi o meritumu Mendel je također uključuju uspostavu niza pravila nasljeđivanja, od kojih su neki zapravo otkrili prekursore Mendela.

prvo pravilo - pravilo dominacije. Svojoj biti smanjena kako je od dvije kopije svakog gena, a koji se nazivaju alela sadržane u svakoj stanici, može potisnuti ili maskiraju ekspresiju druga kopija alela() .Ako su aleli identični, osoba s genotipom homozigotnom poziva, a ako su različiti - heterozigoti. Prema tome, dominantni alel određuje lik crta ni u heterozigotnom stanju i recesivni( maskirani) alela određuje samo karakterna osobina kada je u homozigotnom stanju. Prema tome, sve mendelovski nasljednih bolesti su podijeljeni u dominantan i povučena. Ako heterozigotni pojedinci manifestirati oba alela, t. E. Nema dominacija jednog alela nad drugom, takvi aleli su pozvani kodominantni. Dobro poznati primjer su kodominirovaniya alela A i grupa B u krvi AB0.IV ulica antigena krvnih grupa prikazuju se kao A i B. Mendel

također predlaže da u stanicama mikroba roditelji slučajno pogodi jedan od alela za svaki gen, tako da 50% gameta nose jedan alel, a druga 50% - drugi. Ova izjava se zove druga vladavina Mendela ili cijepanje pravilo. Ako su oba roditelja heterozigoti za neki gen u potomaka takve podjele roditelja i 3/4 potomaka biti promatrana će biti dominantni, a samo 1/4 - recesivni, koja je uzrokovana slučajnim udruge gameta imaju različite alele gena. Kada je to odcjepljenje se razlikuju na genotip, što je 1: 2: 1. Prema tome, ako je samo jedan roditelj heterozigotična i homozigotna za recesivno drugi gen, cijepanje na prisutnosti dominantnih i recesivnim svojstva biti će 1: 1.Ako jedan roditelj homozigota, a drugi heterozigoti za dominantnog gena je fenotipski svi potomci će imati samo dominantna osobina. Da bi se razumjelo kako je vladavina cijepanje radi najbolje barove Penneta da je engleski genetičar ponudio za grafički prikaz rezultata različitih prijelaza( vidjeti. Tab.).

Tablica

rešetka Penneta odražava presjecanje rezultira potomcima braku dva heterozigotnih roditelja

gameta majka
A	i
gameta oca		AA	Aa
i	Aa	aa

Tablica

rešetka Penneta rezultate odražava cijepanja u potomakabrak roditelja, od kojih je jedan heterozigoti, a druga je homozigota za recesivni gen

gameta majka
i	i
gameta otac		aA aA
i	aa aa

Tablica

eshetka Penneta odražava rezultate Cijepanje u potomstvo braka roditelja, od kojih je jedan heterozigoti i homozigota za drugi dominantnog gena

gameta majka
gameta oca			AA AA
i	Aa Aa

Mendel je jasno da je promatrana cijepanje potomstva s križevima roditelja s različitim genotipovima su događaji s određenim stupnjem vjerojatnosti i mogu se identificiratisamo veliki broj potomaka. Iz teorije vjerojatnosti slijede dva pravila - vladavinu množenje i dodatak pravilu vjerojatnosti.

množenja pravilo kaže da ako dođe do određenih događaja, neovisno jedan o drugome, vjerojatnost da će se dva događaja pojaviti u isto vrijeme, je proizvod vjerojatnosti tih događaja. Vjerojatnost stvaranja gameta s recesivnog gena od roditelja heterozigoti za ovog gena je 1/2 za svakog roditelja. Vjerojatnost ispunjavanju tih gamete sa recesivni gen za vrijeme formiranja zygote će biti jednak je umnošku vjerojatnosti stvaranja gameta od svakog roditelja, t. E. 1/2 x 1/2 = 1/4( 25% od sve djece).

dodatak pravilo kaže da ako želite znati vjerojatnost jednog ili drugog događaja, vjerojatnost svakog od tih događaja zbrojiti. Dakle, ako smo zainteresirani u vjerojatnost homozigotnom potomaka heterozigotnih roditelja u braku, to je potrebno dodati vjerojatnost recesivnih i dominantnih homozigotne, t. E. 1/4 + 1/4 = 1/2.

Ova pravila često moraju koristiti klinički genetičar u vrijeme genetičkog savjetovanja u izračunu vjerojatnosti pojedinih događaja u obitelji s nasljednom bolešću bolesnog djeteta.

Mendela treće pravilo, ili vladavina nezavisnih kombinirajući: genima koji određuju različite osobine nasljeđuju nezavisno jedan od drugog. Očito je da ovo pravilo ne odnosi na nasljeđivanje osobini alternativnih stanja, te dvije i veći broj mogućnosti.

Ovdje je primjer razdvajanja u potomaka braka roditelja heterozigotnih za dva gena u isto vrijeme( AW b ), svaki od tih gena utječe na različite simptome. Najlakši način da to učinite pomoću rešetke Penneta( vidi. Tablicu).

AB

Ab

AB

ab

gameta

otac AB Tablica

majku gameta	AABB	AAbV	AABB	AaVb
Ab	AAVb	AAbb	aAVb	aAbb
AB	AABB	AabV	AABB	aabV
ab	AaVb	aabb	aaVb	aabb

potomstvo braka bračnih heterozigota promatrati četiri fenotipa: dominantne za obje osobine, dominantne ili jedan ili drugi status, ili recesivno jedan ili drugi status, je recesivna obje znakova istovremeno. Odnos između tih fenotipa u redoslijedu koji su gore zabilježeni iznosi 9: 3: 3: 1.Ti se odnosi lako dobivaju množenjem vjerojatnosti odgovarajućih fenotipova pod monohidrilnim cijepanjem. Dakle, vjerojatnost dominantnog fenotipa za svaku osobinu u mono-hibridnom križu je 3/4.Ako su međusobno neovisni, vjerojatnost njihove zajedničke manifestacije iznosi 3/4 x 3/4 = 9/16.Omjer genotipova u dihybridnim križima razlikuje se od omjera fenotipova.

Specifičnost Mendelovih pravila u medicinskoj genetici

Prirodno je da osoba iz etičkih razloga ne može imati kontrolirane križeve. Pored toga, broj djece u obitelji, u pravilu, je mali. Kako bi se dokazalo autosomno dominantni ili autosomno recesivno način nasljeđivanja bolesti, potrebno je okupiti dovoljan broj obitelji s mnogo djece u takvim obiteljima. Ukoliko smatrate da je velika većina genetskih bolesti su rijetki, postaje jasno da je većina medicinske genetike potrebno je koristiti pojednostavljene uvjete za dokaz određene vrste nasljeđivanja. Ovi pojednostavljeni zahtjevi slijede, međutim, iz Mendelovih pravila nasljeđivanja.

Obično u području gledišta medicinske genetike spada obitelj u kojoj postoji pacijent ili pacijenti s navodnom nasljednom bolešću. Za takvu obitelj obično prikupljaju rodovnike, utvrđuju predaka roditelja i njihovih rođaka i opisuju stanje njihovog zdravlja, kao i druge informacije. Uobičajeno je grafički prikazivati ​​rodovnicu, koristeći to određene simbole.

Autosomatska dominantna odlika

apsolutna većina autosomnog dominantnog poremećaja pojavljuje s frekvencijom od 1: 10.000 i manje. S takvom rijetkom pojavom u većini obitelji u kojima postoji takva bolest, samo je jedan roditelj pogođen i on je heterozigotni nosilac odgovarajućeg mutantnog gena.

Jedan od glavnih uzroka ovih bolesti - u nastajanju mutacije zametnih stanica pojedinačnog jednog od roditelja, dok je autosomno dominantna bolest će biti jedini slučaj bolesti u obitelji. Naravno, šanse za takav pacijent da prenose mutaciju svojoj djeci bit će zajedničke za autosomno dominantno nasljeđe, 50%.Učestalost novo nastalih mutacija u pojedinim genima je obrnuto proporcionalna mjeri u kojoj manifestacije ove mutacije utječu na sposobnost pacijenta. Fitness je sposobnost pojedinca da živi za reprodukciju i ostavljanje potomaka. Sve autosomalne dominantne bolesti smanjuju sposobnost pacijenata kod kojih se promatraju. Međutim, to se događa u različitim stupnjevima. Vulgarne ihtioza( prekomjerna skaliranje kožu na različitim dijelovima tijela, suhoća palmi i viška striation) ili preaxial Polydactyly( uz prst od palca) praktično se reducira fitness nosača mutanata gena. Sukladno tome, mutacije tih gena ponovno se pojavljuju rijetko. Nasuprot tome, achondroplasia ili tanatophoric dysplasia tipa 1 dramatično smanjuje sposobnost svojih nositelja. U achondroplasia gotovo svih muških pacijenata sterilnih i tanatafornaya displazija smrtonosnih: Pacijenti zbog respiratorne umrijeti neuspjeh u novorođenčeta razdoblju. Zato je u ahondroplazije nove mutacije uzrok bolesti u oko 80%, a na tanatafornoy displazije - u 100% slučajeva.

Drugi uzrok odstupanja poslao je autosomno dominantno nasljeđe - mozak mikroorganizama. To mozaicizam javlja u ranim fazama razvoja organizma u vrijeme izolacije embrionalnog razvojni put kao rezultat mutacije u jednoj od stanica klica način. Budući da se klice stanice kloniraju, mutacija može biti u većem ili manjem dijelu zrelih zametnih stanica. Posljedica toga može biti pojava u obitelji zdravih roditelja nekoliko bolesnika s autosomnim dominantnim bolestima. Dakle, to je somatska mozaicizam objasniti ponovljenih slučajeva achondroplasia, osteogenesis imperfecta i drugih autosomno dominantno poremećaja u djece klinički potpuno zdravih roditelja.

U vezi s autosomno dominantnim nasljedstvom potrebno je uvesti pojmove penetracije i ekspresivnosti gena.

Penetrantnost se može definirati kao udio pojedinaca u kojima je otkriven mutantni gen od svih pojedinaca koji su naslijedili taj gen. Penetracija može biti potpuna ili nepotpuna ili izražena u postocima. U rodovnice, u kojoj je baština pratiti autosomno dominantno bolesti, nepotpuni pojavnosti gena uzrokuje bolest će se manifestirati tzv preskočiti generacije.

Izražaj gena znači stupanj ekspresije ekspresije gena. U pravilu, svaka genotransformirana osobina varira u njegovoj manifestaciji. Za nasljednih bolesti, osobito autosomno dominantno, varirajući u težini svaki simptom bolesti, pa čak u iznosu od simptoma bolesti je dobro poznata činjenica iz činjenice da svaki pacijent prolazi kroz klinički pregled.

Drugi razlog za odstupanje od pravila autosomno dominantno baštinu, kao što je, zapravo, i druge vrste nasljeđivanja, što će biti objašnjeno u nastavku, je doba-ovisnost u manifestaciji mnogih nasljednih bolesti. Nisu sve nasljedne bolesti očituju se nakon rođenja ili ubrzo nakon toga. Mnoge od tih bolesti javljaju se u adolescenciji ili čak u odrasloj dobi.

Dokazati tip nasljeđivanja bolesti s krajem godine manifestacija je vrlo teško, a možda je to razlog zašto tako dugo morao dokazati dominantno nasljeđivanje nekih oblika Alzheimerove bolesti ili senilne demencije koji se javljaju nakon 50-60 godina.

Autosomno recesivno nasljeđe

Već je identificirano nekoliko tisuća bolesti koje su naslijeđene autosomno i recesivno. Poput autosomnih dominantnih bolesti, autosomno recesivno djelovanje utječe na sve organe i sustave tijela, a time i iznimno raznolike u njihovim manifestacijama. Većina autosomnih recesivnih bolesti su rijetke.Česte recesivne bolesti uključuju, primjerice, fenilketonuriju, čija je učestalost u većini zemalja zapadne Europe 1: 10.000( u Rusiji 1: 6500).

Zbog rijetkosti autosomno recesivno bolesti, kao i težini mnogi od njih u većini slučajeva roditelji bolesne djece su heterozigotni nosioci i klinički zdrave.

rizik od pacijenta autosomno recesivno bolesti u obitelji, u kojoj roditelji su heterozigotni nosioci mutiranog gena je 25% i ne mijenja za bilo trudnoće bračni par. Rodovnice bolesnika s autosomno recesivna bolest obično neizraziv: roditelji i svi najbliži rođaci bolesnika zdrave, mogu biti bolesne braće i sestara( oba spola su pogođeni jednako često).Ako je pacijent recesivna bolest oženi, njegov partner u većini slučajeva, normalan homozigot, tako da su svi svatovi su zdravi, ali su heterozigotni nosioci. Međutim, često u rodovima s autosomalnim recesivnim bolestima, roditelji pacijenata postaju bliski srodnici.

Objašnjenje veće učestalosti usko vezanih brakova u obiteljima u kojima postoje pacijenti s autosomnom recesivnom bolešću vrlo je jednostavan. Manje od recesivnog gena zajedničkog u populaciji, to je manja šansa da su oba roditelja heterozigoti za ovaj gen, jer je vjerojatnost par je produkt vjerojatnosti biti heterozigoti prijevoznik za svakog partnera. Dakle, kod učestalosti heterozigotnog prijenosa fenilketonurijskog gena, približno 0,02, vjerojatnost heterozigotnog odbacivanja nosača je 0,0004.Drugim riječima, svaki 2500. bračni par predstavljaju heterozigotni nosači. U slučaju kada jedan od partnera je gen fenilketonuriju heterozigoti nosača( vjerojatnost 0,02), a drugi bračni drug relativna vjerojatnost za drugi supružnik biti heterozigoti nositelj istog gena to ovisi o stupnju srodnosti supružnika.

Analiza segregacije

Gore se raspravljalo kako se Mendelovna pravila nasljeđivanja pojavljuju u odvojenim rodovima u kojima postoje pacijenti s nasljednim bolestima.

Istodobno treba napomenuti da analiza rodovnica u najboljem slučaju vam omogućuje da ne odbijete pretpostavku određene vrste nasljeđivanja bolesti. Međutim, u medicinskoj genetici postoji stroži i precizniji način dokazivanja ove ili one vrste nasljeđa. Ova metoda se zove analiza segregacije.

Segregacija analiza za čovjeka je bitno različit od onoga za pokusne životinje. U potonjem slučaju, genetičar koristi kontrolira prijelaz roditeljima poznatih genotipova, a broj djece je dovoljno velik. Samo neizravni pristup može se koristiti za osobu koja je usporediti različite vjerojatnosni modeli s dostupnim obiteljskih podataka. Drugim riječima, u odnosu na promatrane udio oboljelih sibs s očekuje u određenom genetskom hipotezom. U tom odnosu, postoje dva problema.

prvi - složenost utvrđivanja način prijavljivanja pacijenata i njihovih obitelji;Drugi - potrebno je analizirati različite obitelji ujediniti, jer veličini svake pojedine obitelji osoba ne dopušta da provjerite statističke hipoteze. Kao rezultat toga, oni počinju da se „miješati” čimbenike kao što su netočne dijagnoze, genetska heterogenost bolesti.

Najjednostavniji oblik segregacije analize mogu se koristiti za dokazivanje autosomno dominantno nasljeđivanje bolesti, kada se obitelji s tom bolesti registriran od strane roditelja pacijenta( drugi roditelj je zdrava).

Segregacija analiza, međutim, postaje složeniji kada se testira hipoteza o autosomno recesivno baštinu. Kada se prikupljaju za analizu obiteljske obiteljske materijala u kojoj heterozigotni roditelji su samo zdrava djeca nisu uzeti u obzir. Ako se to ne uzima u obzir segregacija frekvenciju ili frekvencije homozigota pacijenata, u uzorku obitelji s bolesnom djecom neizbježno će biti precijenjena.

najpotpunije je, međutim, složen segregacija analiza, razvijen od strane Morton. Ova analiza uključuje i temelj metode maksimalne vjerojatnosti, a omogućuje vam da dobijete najviše vjerodostojne procjene segregacije ne samo frekvenciju, ali i vjerojatnost registracije.Što se tiče izračuna, ova metoda je vrlo dugotrajan, ali postoje računalni programi koji omogućuju vam da prevlada ovaj problem.

Naravno, segregacija analiza je korištena za dokazivanje vrste relativno malog broja nasljednih bolesti zbog rijetkosti većina njih na nasljedstvo. Za većinu nasljednih bolesti koje se pripisuju im je tip nasljeđivanja je samo ograničen broj obiteljskih stabala treba smatrati pre-instaliran. Ova situacija je brzo ispravljeno kroz razvoj novih molekularno genetičke tehnike za identifikaciju prvi gen, a zatim mutacije tih gena i dokazati ne samo etiološki značaj ovih mutacija u uzrok nasljedne bolesti, ali i tip nasljeđivanja bolesti.

spojka s X-vezani nasljednog

broja poznatih X-vezani bolesti su manje od ili dominantnih recesivnim genom koji su „šire” na 22 autosoma. Ipak oko 300 poznatih gena smješten na kromosomu X, uzrokujući nasljedne bolesti( gena smještenih na kromosomu X, naziva X-vezani).Oni uključuju gene hemofilije A, miopatije Duchenne, X-vezan ihtioze, pigmentna mrežnice distrofija sindrom X kromosoma Fragile mentalnom retardacijom, hidrocefalus sindrom Coffin-Lowry, Payne, Opitz, oblik mucopolysaccharidosis, X-vezan neuronske amyotrophy, neuspjehglukoza-6-fosfat dehidrogenaze, i mnoge druge bolesti.

Prije okreće na nasljedstva zajedno s X i Y kromosoma, a značajkama rodovnicama s ovakvim tipom nasljeđivanja, podsjetiti da je osoba heterogametic seks.Žene su u svim stanicama dva kromosoma X, a muškarci - jedan X i jedan Y kromosom. Muškarci su gemizigotami( sadrži jedan X kromosom) na kromosomu X i svi geni koji se nalaze u njemu. Baština spolnih kromosoma javlja se kao jednostavan mendelovski mogućnosti nasljeđivanja.

maniri geni koji se nalaze u spolnim kromosomima, kromosomi strogo odgovara samog ponašanja. Ako je mutirani gen se nalazi u jednoj od X kromosoma majke, onda kromosom će dobiti 50% od sinova i kćeri 50% -bearer majke. Ako je gen „odgovoran” za recesivno bolesti, sama majka biti zdrav, jer ima drugu normalnu X kromosom, ali to će se razviti u polovini sinova, koji su dobili X kromosom s mutiranim genom, jer je Y kromosom nije homologna kromosoma X.

imaju kćeri koje su dobili od kromosomskih promjena majka, bolest i razviti, kao i oni će imati normalan drugi X kromosom od oca. Dakle, ako je majka nositelj recesivni X-vezanog gena, rizik se bolestan njezini sinovi će biti 50%, a njegove kćeri - 0%.Istodobno, rizik od heterozigotnog nosača u kćeri iznosi 50%.

U tom slučaju, ako je otac i dalje bolestan, njegovi sinovi će biti zdrav, i sve njegove kćeri - heterozigotni nosioci X-vezanog gena. Ova situacija se događa u slučaju kada je recesivna bolest X-vezana nije jako oštro smanjuje na sposobnost pacijenta. Primjer takve bolesti je X-vezani recesivni ihtioza, sljepilo ili boju u crvenu, nasljeđuje X-vezani.

kromosom Fragile X

Ovaj sindrom svoje ime potječe iz citogenetskog studija provedenih u dječaka s mentalnom retardacijom.

Sada je poznato da je, u prvom redu, fenomen - X kromosom krhkost - nema uvijek.

Treba napomenuti da je nasljeđivanje bolesti karakterizira mendelovska. Osim toga, sindrom je primjer dinamičke mutacije.

Kliničke manifestacije sindroma nisu vrlo specifične. Glavni simptom je mentalna retardacija, koja je u nekim pacijentima vrlo umjereno izražena. Većina pacijenata pati od manjka pažnje, neki promatraju autizam. Bolesnici stariji opisuju dugo lice, istaknute čelo, velike izbočene uši i makroorhizm.

Sve do nedavno, bilo je vrlo teško objasniti prirodu sindroma baštinu, koja se očituje u oba muškaraca i žena, iako žene rijetko i klinički simptomi su manje izraženi.

vezanjem s Y kromosom naslijeđe

Y kromosoma sadrži relativno mali broj gena. Do početka 2002. preslikati nešto više od 35 gena, od kojih je samo sedam uzroka nasljedne bolesti, uključujući retinitis pigmentosa, nekoliko oblika azoospermije i diskhondrosteoz gonadoblastomu, povrede ravnopravnosti diferencijacije.

uvjerljivo dokazuju da je značajka nasljeđuje kromosom Y od spojke, rodovnica je vrlo teško, jer treba razlikovati od autosomno dominantnog nasljeđivanja. Samo velika obitelj, u kojoj pacijenti se nalaze i među djevojčicama i dječacima, ali znak je isti kao i njegov otac, samo dječaci mogu se sumnja da je Y povezani nasljedstvo.

Kada Y-vezanih bolesti su bolesni će biti samo čovjek, ali za razliku od X-linked bolesti zahvaćena otac će samo prenijeti bolesti njegove sinove, kćeri i njihova djeca su uvijek zdravi.