Aturan pewarisan Mendel

penyakit monogene keturunan juga disebut Mendel, karena mereka mewarisi sesuai dengan aturan yang ditetapkan Gregor Mendel pada tahun 1865. Mendel

jasa utama terletak pada kenyataan bahwa ia berdasarkan pada penilaian kuantitatif hasil hibrida keturunan membelah kacang dari karakteristik kualitatif yang berbeda menunjukkan adanya unit SDfaktor keturunan disebut gen. Dalam literatur ilmiah untuk manfaat Mendel juga mencakup pembentukan sejumlah aturan warisan, beberapa di antaranya benar-benar menemukan prekursor Mendel.

aturan pertama - aturan dominasi. Esensinya berkurang dengan dua salinan dari setiap gen, dan yang disebut alel terkandung dalam setiap sel, satu dapat menekan atau menutupi ekspresi salinan kedua( alel).Jika alel identik, individu dengan genotipe panggilan homozigot, dan jika mereka berbeda - heterozigot. Akibatnya, alel dominan menentukan sifat karakter bahkan di negara heterozigot dan resesif( bertopeng) alel menentukan karakter sifat hanya bila dalam keadaan homozigot. Dengan demikian, semua penyakit keturunan Mendel dibagi menjadi dominan dan resesif. Jika individu heterozigot mewujudkan kedua alel, t. E. Tidak ada dominasi dari satu alel atas yang lain, alel tersebut disebut kodominan. Terkenal contoh yang alel kodominirovaniya A dan golongan darah B AB0.IV jalan antigen golongan darah ditunjukkan sebagai A dan B. Mendel

juga menyarankan bahwa dalam kuman sel orang tua sengaja hits salah satu alel dari setiap gen, sehingga 50% dari gamet membawa satu alel, dan yang kedua 50% - lainnya. Pernyataan ini disebut aturan kedua Mendel atau aturan membelah. Jika kedua orang tua heterozigot untuk beberapa gen dalam keturunan membelah orang tua tersebut dan 3/4 keturunan akan diamati akan dominan, dan hanya 1/4 - sebuah resesif, yang disebabkan oleh asosiasi acak gamet memiliki alel yang berbeda dari gen. Ketika pembelahan ini akan berbeda di genotipe, yaitu 1: 2: 1. Dengan demikian, jika hanya satu orangtua heterozigot, dan homozigot untuk gen kedua resesif, pembelahan pada kehadiran sifat dominan dan resesif akan menjadi 1: 1.Jika salah satu orangtua homozigot dan heterozigot lainnya untuk gen dominan adalah fenotip semua keturunan akan memiliki hanya sifat dominan. Untuk memahami bagaimana aturan membelah yang terbaik bar Penneta bahwa genetika bahasa Inggris yang ditawarkan untuk representasi grafis dari hasil penyeberangan yang berbeda( lihat. Tab.).

Tabel

Grille Penneta mencerminkan hasil pembelahan di keturunan dari perkawinan dua orang tua heterozigot

gamet ibu
A	dan
gamet ayah	A	AA	Aa
dan	Aa	aa

Tabel

Grille Penneta hasil yang mencerminkan belahan dada di keturunanperkawinan orang tua, salah satunya adalah heterozigot dan yang lainnya adalah homozigot untuk

gen resesif gamet ibu
dan	dan
gamet ayah	sebuah	aA aA
dan	aa aa

Tabel

eshetka Penneta mencerminkan hasil pembelahan pada keturunan dari perkawinan orang tua, salah satunya adalah heterozigot dan homozigot untuk

gen dominan kedua

gamet ibu
A	A
gamet ayah	A		AA AA
dan	Aa Aa

Mendel jelas bahwa membelah diamati dari progeni hasil persilangan dari orang tua dengan genotipe yang berbeda acara dengan tingkat tertentu probabilitas dan dapat diidentifikasihanya sejumlah besar keturunan. Dari teori probabilitas mengikuti dua aturan - aturan perkalian dan penambahan aturan probabilitas.

perkalian aturan menyatakan bahwa jika peristiwa-peristiwa tertentu terjadi secara independen satu sama lain, probabilitas bahwa dua peristiwa akan terjadi pada saat yang sama, adalah produk dari probabilitas peristiwa ini. Probabilitas pembentukan gamet dengan gen resesif dari orang tua heterozigot untuk gen ini 1/2 untuk setiap orang tua. Probabilitas pertemuan gamet tersebut dengan gen resesif selama pembentukan zigot akan sama dengan produk dari probabilitas pembentukan gamet dari setiap orangtua, t. E. 1/2 x 1/2 = 1/4( 25% dari semua anak).

Selain aturan menyatakan bahwa jika Anda ingin mengetahui probabilitas dari satu atau acara lainnya, probabilitas dari setiap peristiwa ini menambahkan. Jadi, jika kita tertarik dalam probabilitas keturunan homozigot dari orang tua heterozigot dalam pernikahan, perlu untuk menambah kemungkinan homozigot resesif dan dominan, t. E. 1/4 + 1/4 = 1/2.

Aturan-aturan ini seringkali harus menggunakan ahli genetika klinis pada saat konseling genetik dalam menghitung probabilitas dari peristiwa tertentu dalam keluarga dengan penyakit keturunan anak yang sakit. Aturan ketiga

Mendel, atau aturan yang independen menggabungkan: gen yang menentukan sifat-sifat yang berbeda yang diwarisi secara independen satu sama lain. Hal ini jelas bahwa aturan ini tidak mengacu pada warisan dari sifat negara alternatif, dan untuk dua dan sejumlah besar fitur.

Berikut adalah contoh dari membelah di keturunan dari perkawinan orang tua heterozigot untuk dua gen pada waktu yang sama( AAV b ), masing-masing gen ini mempengaruhi gejala yang berbeda. Cara termudah untuk melakukan ini dengan menggunakan kisi Penneta( lihat. Tabel).

AB

Ab

aB

ab

gamet

ayah ibu AB Tabel

gamet	AABB	AAbV	AABB	AaVb
Ab	AAVb	aabb	aAVb	aabb
aB	AABB	AabV	AABB	aabV
ab	AaVb	aabb	aaVb	aabb

keturunan dari perkawinan heterozigot ganda diamati empat fenotipe: dominan untuk kedua sifat, dominan atau satu atau status lainnya, atau resesif satu atau status lainnya, adalah resesif untuk kedua tanda-tanda secara bersamaan. Hubungan antara fenotipe ini sesuai urutannya dicatat di atas adalah 9: 3: 3: 1.Hubungan ini mudah diperoleh dengan mengalikan probabilitas fenotipe yang sesuai di bawah pemisahan monohybrid. Dengan demikian, probabilitas fenotip dominan untuk masing-masing sifat dalam silang mono-hibrida adalah 3/4.Jika mereka independen satu sama lain, probabilitas manifestasi gabungan mereka adalah 3/4 x 3/4 = 9/16.Rasio genotipe pada salib dihybrid berbeda dari rasio fenotip.

Spesifisitas dari aturan Mendelian dalam genetika medis

Sangat wajar jika seseorang karena alasan etis tidak dapat mengendalikan salib. Selain itu, jumlah anak dalam keluarga, pada umumnya, kecil. Untuk membuktikan autosomal dominan atau autosomal resesif modus warisan dari penyakit, perlu untuk merakit sejumlah cukup besar dari keluarga dengan banyak anak dalam keluarga tersebut. Jika kita menganggap bahwa mayoritas penyakit turun-temurun jarang terjadi, menjadi jelas bahwa paling sering genetika medis harus menggunakan persyaratan yang disederhanakan untuk bukti jenis warisan tertentu. Persyaratan yang disederhanakan ini mengikuti, bagaimanapun, dari aturan pewarisan Mendelian.

Biasanya di bidang pandang genetika medis terdapat keluarga dimana ada pasien atau pasien dengan penyakit keturunan yang dituduhkan. Untuk keluarga seperti itu, mereka biasanya mengumpulkan silsilah, membangun leluhur orang tua dan keluarga mereka dan menggambarkan status kesehatan mereka, serta informasi lainnya. Sudah menjadi kebiasaan untuk mewakili silsilah secara grafis, dengan menggunakan simbol-simbol tertentu untuk tujuan ini.

Warisan dominan autosomal

Mayoritas absolut penyakit dominan autosomal terjadi pada frekuensi 1: 10.000 atau kurang. Dengan kejadian langka di kebanyakan keluarga di mana ada penyakit semacam itu, hanya satu orang tua yang terpengaruh, dan dia adalah pembawa heterozigot gen mutan yang sesuai.

Salah satu penyebab utama penyakit ini - yang muncul mutasi pada sel germinal dari individu salah satu orang tua, sedangkan gangguan dominan autosomal akan menjadi satu-satunya kasus penyakit dalam keluarga. Tentu, kemungkinan pasien tersebut menularkan mutasi pada anak mereka akan umum terjadi pada pewarisan dominan autosomal, 50%.Frekuensi mutasi yang baru muncul pada gen individu berbanding terbalik dengan sejauh mana manifestasi mutasi ini mempengaruhi kebugaran pasien. Dengan kebugaran adalah kemampuan seseorang untuk hidup bereproduksi dan meninggalkan keturunan. Semua penyakit dominan autosom mengurangi kebugaran pasien yang mereka amati. Namun, ini terjadi dalam derajat yang berbeda.ichthyosis vulgar( skala berlebihan kulit di bagian tubuh yang berbeda, kekeringan telapak tangan dan kelebihan pergoresan) atau polydactyly preaxial( tambahan jari dari ibu jari) praktis berkurang operator kebugaran gen mutan. Dengan demikian, mutasi pada gen ini jarang muncul kembali. Sebaliknya, displasia achondroplasia atau tanatophoric tipe 1 secara dramatis mengurangi kebugaran pembawa mereka. Dengan achondroplasia, hampir semua pasien pria steril, dan displasia tanatophore mematikan: pasien karena gagal napas meninggal pada periode bayi baru lahir. Itulah sebabnya di achondroplasia mutasi baru adalah penyebab penyakit pada sekitar 80%, dan pada tanatafornoy displasia - dalam 100% kasus.

Penyebab penyimpangan kedua telah mengirim pewarisan dominan autosomal - mosaik sel kuman. Mosaikisme semacam itu terjadi pada tahap awal perkembangan organisme, pada saat isolasi jalur embrionik perkembangan sebagai hasil mutasi pada salah satu sel jalur germinal. Karena sel kuman dikloning, mutasi mungkin terjadi pada bagian germinal yang lebih besar atau lebih kecil. Konsekuensi dari hal ini mungkin saja terlihat pada keluarga orang tua yang sehat dari beberapa pasien dengan penyakit dominan autosomal. Jadi, itu adalah mosaicism somatik dijelaskan oleh kasus berulang achondroplasia, osteogenesis imperfecta dan gangguan dominan autosomal lainnya pada anak-anak secara klinis orang tua benar-benar sehat.

Sehubungan dengan autosomal dominant inheritance, perlu diperkenalkan konsep penetrasi dan ekspresivitas gen.

Penetrantitas dapat didefinisikan sebagai proporsi individu di mana gen mutan terdeteksi dari semua individu yang mewarisi gen ini. Penetrasi bisa lengkap atau tidak lengkap atau dinyatakan dalam persen. Dalam silsilah, di mana warisan penyakit dominan autosomal dapat ditelusuri, penetrasi gen yang tidak lengkap yang menyebabkan penyakit ini akan terwujud dengan apa yang disebut lulus dari generasi. Ekspresi gen

menunjukkan tingkat ekspresi ekspresi gen. Sebagai aturan, sifat genotransformed bervariasi dalam manifestasinya. Untuk penyakit bawaan, terutama autosomal dominan, variasi dalam tingkat keparahan setiap gejala penyakit dan bahkan pada jumlah gejala penyakit adalah fakta yang mapan karena setiap pasien menjalani pemeriksaan klinis.

Alasan lain untuk menyimpang dari aturan pewarisan dominan autosomal, serta jenis warisan lainnya, yang akan dibahas di bawah ini, adalah ketergantungan usia pada manifestasi banyak penyakit bawaan. Tidak semua penyakit bawaan diwujudkan saat lahir atau segera setelahnya. Banyak penyakit ini terjadi pada masa remaja atau bahkan di masa dewasa.

Sangat sulit untuk membuktikan jenis pewarisan penyakit dengan manifestasi usia lanjut, dan mungkin karena itulah diperlukan waktu lama untuk membuktikan warisan yang dominan untuk beberapa jenis penyakit Alzheimer, atau pikun pikun, yang muncul setelah 50-60 tahun.

Autosomal recessive inheritance of

Beberapa ribu penyakit telah diidentifikasi yang diwariskan secara autosom dan resesif. Seperti penyakit dominan autosomal, autosomal resesif mempengaruhi semua organ dan sistem tubuh dan, akibatnya, sangat beragam dalam manifestasinya. Sebagian besar penyakit resesif autosom jarang terjadi. Penyakit resesif yang sering terjadi meliputi, misalnya, fenilketonuria, frekuensi di kebanyakan negara di Eropa Barat adalah 1: 10.000( di Rusia 1: 6500).

Karena kelangkaan penyakit resesif autosomal, dan juga tingkat keparahan banyak dari mereka, pada sebagian besar kasus, orang tua anak-anak yang sakit adalah pembawa heterozigot dan sehat secara klinis.

Risiko pasien dengan kelainan resesif autosomal dalam keluarga di mana orang tua pembawa heterozigot gen mutan adalah 25% dan tidak berubah untuk kehamilan pada pasangan suami-istri ini. Pedigrees pasien dengan penyakit resesif autosom biasanya inexpressive: orang tua dan semua kerabat dekat pasien sehat, saudara laki-laki dan perempuan mungkin sakit( kedua jenis kelamin sama-sama terpengaruh).Jika seorang pasien dengan penyakit kawin menikahi, pasangannya biasanya adalah homozigot normal, dan karena itu semua anak dalam pernikahan semacam itu sehat, namun merupakan pembawa heterozigot. Namun, seringkali dengan penyakit resesif autosomal, orang tua pasien berubah menjadi kerabat dekat.

Penjelasan tentang frekuensi perkawinan yang terkait erat dalam keluarga dimana ada pasien dengan penyakit resesif autosom sangat sederhana. Semakin jarang gen resesif terjadi pada populasi, semakin kecil kemungkinan kedua orang tua akan heterozigot untuk gen ini, karena kemungkinan pasangan semacam itu sama dengan produk probabilitas menjadi pembawa heterozigot untuk masing-masing pasangan. Jadi, pada frekuensi pengangkut heterozigot gen fenilketonuria, yang kira-kira 0,02, probabilitas penolakan pembawa heterozigot adalah 0,0004.Dengan kata lain, setiap 2500 pasangan suami istri diwakili oleh pembawa heterozigot. Dalam kasus ketika salah satu pasangan adalah pembawa heterozigot gen fenilketonuria( probabilitas 0,02), dan pasangan kedua adalah keluarga, kemungkinan pasangan kedua untuk menjadi pembawa heterozigot gen yang sama bergantung pada tingkat kekerabatan pasangan.

Pemisahan analisis

Telah dibahas di atas bagaimana aturan pewarisan Mendelian muncul dalam silsilah terpisah, di mana ada pasien dengan penyakit bawaan.

Pada saat yang sama, perlu dicatat bahwa analisis silsilah paling baik memungkinkan Anda untuk tidak menolak asumsi jenis warisan penyakit tertentu. Namun, dalam genetika medis ada cara yang lebih ketat dan tepat untuk membuktikan jenis warisan ini atau jenisnya. Metode ini disebut analisis segregasi.

analisis

Pemisahan bagi manusia pada dasarnya berbeda dari yang untuk hewan percobaan. Dalam kasus terakhir, ahli genetika yang menggunakan dikendalikan persimpangan orang tua dengan genotipe dikenal, dan jumlah anak cukup besar. Hanya pendekatan tidak langsung dapat digunakan untuk orang yang membandingkan model probabilistik yang berbeda dengan data keluarga yang tersedia. Dengan kata lain, dibandingkan dengan proporsi yang diamati dari saudara kandung yang terkena dengan yang diharapkan pada hipotesis genetik tertentu. Dalam perbandingan ini, ada dua masalah.

pertama - kompleksitas menentukan metode pendaftaran pasien dan keluarga mereka;kedua - perlu untuk menganalisis berbagai keluarga bersatu, karena ukuran masing-masing keluarga individu seseorang tidak memungkinkan Anda untuk memeriksa hipotesis statistik. Akibatnya, mereka mulai "mengganggu" faktor-faktor seperti diagnosis akurat, heterogenitas genetik dari penyakit.

Bentuk paling sederhana dari analisis segregasi dapat digunakan untuk membuktikan warisan autosomal dominan penyakit, ketika keluarga dengan penyakit ini terdaftar oleh orang tua pasien( orang tua lainnya adalah sehat).

analisis Segregasi, bagaimanapun, menjadi lebih rumit ketika menguji hipotesis warisan resesif autosomal. Ketika mengumpulkan untuk analisis material keluarga keluarga di mana orang tua heterozigot hanya anak-anak yang sehat tidak diperhitungkan. Jika ini tidak memperhitungkan frekuensi segregasi, atau frekuensi pasien homozigot, dalam sampel dari keluarga dengan anak-anak yang sakit pasti akan berlebihan.

paling lengkap, bagaimanapun, analisis segregasi kompleks, yang dikembangkan oleh Morton. Analisis ini mencakup dasar metode kemungkinan maksimum, dan memungkinkan Anda untuk mendapatkan yang paling masuk akal perkiraan segregasi tidak hanya frekuensi tetapi juga kemungkinan pendaftaran. Dalam hal perhitungan, metode ini sangat memakan waktu, tetapi ada program komputer yang memungkinkan Anda untuk mengatasi kesulitan ini.

saja, analisis segregasi digunakan untuk membuktikan jenis warisan dari jumlah yang relatif kecil dari penyakit keturunan karena kelangkaan sebagian besar dari mereka. Bagi sebagian besar penyakit keturunan dikaitkan dengan mereka jenis warisan hanya sejumlah pohon keluarga harus dianggap sebagai pra-instal. Situasi ini dengan cepat diperbaiki melalui pengembangan teknik genetika molekuler baru untuk mengidentifikasi gen pertama dan kemudian mutasi pada gen ini dan membuktikan tidak hanya penting etiologi dari mutasi ini dalam menyebabkan penyakit keturunan, tetapi juga jenis warisan dari penyakit.

clutch dengan warisan nomor

X-linked penyakit terkait-X dikenal jauh kurang dari gen dominan atau resesif yang "menyebar" pada 22 autosom. Namun demikian sekitar 300 gen yang dikenal terletak pada kromosom X, yang menyebabkan penyakit keturunan( gen terletak pada kromosom X, disebut X-linked).Ini termasuk gen hemofilia A, miopati dari ichthyosis Duchenne, X-linked, pigmen retina sindrom distrofi kromosom Fragile X keterbelakangan mental, hidrosefalus sindrom Coffin-Lowry, Payne, Opitz, bentuk mucopolysaccharidosis, X-linked amiotrofi saraf, gagalglukosa-6-fosfat dehidrogenase, dan banyak penyakit lainnya.

Sebelum beralih ke warisan digabungkan ke X dan kromosom Y, dan fitur dari silsilah dengan jenis warisan, ingat bahwa orang heterogamet seks. Wanita di semua sel dua kromosom X, sedangkan laki-laki - satu X dan satu kromosom Y.Pria yang gemizigotami( mengandung satu kromosom X) pada kromosom X dan semua gen yang terkandung di dalamnya. Warisan kromosom seks terjadi sebagai fitur pewarisan Mendel sederhana.sopan santun gen

yang terletak di kromosom seks, kromosom ketat sesuai dengan perilaku itu sendiri. Jika gen mutan terletak di salah satu kromosom X dari ibu, maka kromosom akan menerima 50% dari putra dan putri 50% ibu -bearer. Jika gen adalah "bertanggung jawab" untuk penyakit resesif, ibu dirinya untuk menjadi sehat, karena memiliki kedua kromosom X normal, tetapi akan berkembang dalam setengah dari anak-anak, yang menerima kromosom X dengan gen mutan, karena kromosom Y tidak homolog kromosom X.

Putri

yang telah menerima kromosom yang diubah dari ibu mereka tidak akan mengembangkan penyakit ini, karena mereka akan mendapatkan kromosom X normal dari ayah mereka. Jadi, jika ibu adalah pembawa gen resesif terkait-X, risiko penyakit pada anak laki-lakinya akan menjadi 50%, dan anak perempuannya - 0%.Pada saat yang sama, risiko pembawa heterozigot pada anak perempuan adalah 50%.

Dalam hal ayah masih sakit, semua anaknya akan sehat, dan semua anak perempuan adalah pembawa heterozigot gen terkait-X.Situasi ini terjadi ketika penyakit resesif terkait-X tidak sangat mengurangi kebugaran pasien. Contoh penyakit semacam itu adalah X-linked resesif ichthyosis, atau buta warna pada merah, mewarisi X-linked.

Sindrom kromosom rapuh Sindroma ini memiliki nama karena studi sitogenetik yang dilakukan pada anak laki-laki dengan keterbelakangan mental.

Sekarang diketahui bahwa, pertama, fenomena seperti itu - kerapuhan kromosom X - tidak selalu diamati.

Perlu dicatat bahwa pewarisan penyakit berbeda dengan Mendelian. Selain itu, sindrom ini adalah contoh mutasi dinamis.

Manifestasi klinis sindrom ini tidak terlalu spesifik. Gejala utamanya adalah keterbelakangan mental, yang pada beberapa pasien cukup diungkapkan. Mayoritas pasien mengalami defisit perhatian, beberapa mengamati autisme. Pasien yang lebih tua menggambarkan wajah memanjang, dahi menonjol, telinga besar menonjol dan makrochorchism.

Sampai saat ini, sangat sulit untuk menjelaskan sifat sindrom pewarisan, yang termanifestasi pada pria dan wanita, walaupun pada wanita lebih jarang dan gejala klinis mereka kurang terasa. Warisan kromosom

Y yang dikaitkan dengan kromosom

mengandung sejumlah gen yang relatif kecil. Pada awal tahun 2002, sedikit lebih dari 35 gen dipetakan di dalamnya, hanya 7 di antaranya yang menyebabkan penyakit bawaan, termasuk retinitis pigmentosa, beberapa bentuk azoospermia, dyschondrosteosis dan gonadoblastoma, pelanggaran diferensiasi jenis kelamin.

Sangat meyakinkan untuk membuktikan bahwa sifat itu diwarisi secara koheren dengan kromosom Y, sangat sulit untuk menggunakan silsilah ini, karena harus dibedakan dari pewarisan dominan autosomal. Hanya keluarga besar, di mana kedua anak perempuan dan anak laki-laki ditemukan di antara orang sakit, tapi tandanya sama dengan ayah, hanya di antara anak laki-laki, membiarkan seseorang curiga bahwa ini adalah pertanyaan tentang pewarisan terkait-Y.

Dengan penyakit yang berhubungan dengan Y, hanya pria yang akan sakit, tapi tidak seperti patologi terkait-X, ayah yang terkena dampak akan mentransfer penyakit ini hanya kepada anak-anaknya, anak perempuan dan anak-anaknya selalu sehat.