As regras de herança de Mendel

doença monogene hereditária é também chamado mendeliana, porque eles são herdados de acordo com as regras que estabelecem Gregor Mendel em 1865. Mendel

mérito principal reside no fato de que ele com base numa avaliação quantitativa dos resultados dos híbridos descendentes divisão ervilha de diferentes características qualitativas sugeriram a presença de unidades elementareshereditariedade chamados genes. Na literatura científica para os méritos de Mendel também incluem o estabelecimento de uma série de regras de herança, alguns dos quais foram realmente descobertos os precursores de Mendel.

primeira regra - a regra de dominância. A sua essência é reduzido para que uma das duas cópias de cada gene, e que são chamados alelos contidos em cada célula, pode-se suprimir ou mascarar a expressão de uma segunda cópia( alelo).Se os alelos são idênticos, o indivíduo com uma chamada homozigoto genótipo, e se eles são diferentes - heterozigoto. Consequentemente, o alelo dominante determina o traço de caráter mesmo no estado heterozigoto e recessivo( mascarado) alelo determina apenas o traço de caráter quando se está no estado homozigoto. Assim, todas as doenças hereditárias mendeliana são divididos em dominantes e recessivos. Se os indivíduos heterozigotos manifestam ambos os alelos, t. E. Não há dominância de um alelo sobre o outro, esses alelos são chamados codominant. Bem conhecida exemplo são alelos kodominirovaniya A e do grupo B de sangue AB0.IV rua antigénios dos grupos sanguíneos são mostrados como A e B. Mendel

também sugerido que em células germinativas pais acidentalmente atinge um dos alelos de cada gene, de modo que 50% de gâmetas transportando um alelo, e o segundo de 50% - outro. Esta declaração é chamada a segunda regra de Mendel ou regra de divisão. Se ambos os pais são heterozigotos para algum gene na prole de tal pais divisão e 3/4 descendência será observado será dominante, e somente 1/4 - um recessivo, que é causada por uma associação aleatória dos gametas com diferentes alelos do gene. Quando esta clivagem será diferente para o genótipo, que é de 1: 2: 1. Deste modo, se apenas um dos pais é heterozigótica, e homozigico para o segundo gene recessivo, a clivagem na presença de traços dominantes e recessivas será de 1: 1.Se um dos pais é homozigoto eo outro heterozigoto para o gene dominante é fenotipicamente toda a descendência terá apenas o traço dominante. Para entender como a regra de divisão funciona melhores bares Penneta que o geneticista Inglês oferecido para a representação gráfica dos resultados de diferentes cruzamentos( ver. Tab.).

Tabela

Grille Penneta refletindo clivagem resulta na prole do casamento de dois pais heterozigotos

gametas mãe
A	e
gametas pai	A	AA	Aa
e	Aa	aa

Tabela

Grille Penneta clivagem resulta refletindo na prole decasamento dos pais, um dos quais é heterozigoto eo outro é homozigoto para o

gene recessivo gametas mãe
e	e
gametas pai	um	aa
e	aa

Tabela

eshetka Penneta refletindo clivagem resulta na prole do casamento dos pais, um dos quais é heterozigoto e homozigoto para o segundo

gene dominante

gametas mãe
A	A
gametas pai	A
AA AA e	Aa Aa

Mendel estava claro que a divisão observada da descendência de cruzamentos de pais com diferentes genótipos são eventos com um certo grau de probabilidade e podem ser identificadosapenas uma grande número de descendentes. A partir da teoria de probabilidade seguir duas regras - a regra de multiplicação e adição regra de probabilidade.regra de multiplicação

afirma que, se determinados eventos ocorrem independentemente um do outro, a probabilidade de que dois eventos ocorrerão ao mesmo tempo, é o produto das probabilidades de esses eventos. A probabilidade de formação de gametas com um gene recessivo de pais heterozigotos para este gene é 1/2 para cada um dos pais. A probabilidade de responder a estes gametas com um gene recessivo durante a formação do zigoto será igual ao produto das probabilidades de formação de gâmetas de cada um dos pais, t. E. 1/2 x 1/2 = 1/4( 25% de todas as crianças).regra disso

afirma que, se você quer saber a probabilidade de um ou outro caso, a probabilidade de cada um desses eventos se somam. Assim, se estamos interessados ​​na probabilidade de prole homozigoto dos pais heterozigotos em um casamento, é necessário adicionar a probabilidade de homozigotos recessivos e dominantes, t. E. 1/4 + 1/4 = 1/2.

Estas regras, muitas vezes tem que usar um geneticista clínico no momento do aconselhamento genético no cálculo das probabilidades de certos eventos em famílias com uma doença hereditária criança doente.terceira regra de

Mendel, ou regra dos independentes que combinam: os genes que determinam diferentes características são herdadas independentemente um do outro.É evidente que esta regra não se refere à herança de uma característica de estados alternativos, e dois e um maior número de recursos.

Aqui está um exemplo de divisão na prole do casamento dos pais heterozigotos por dois genes ao mesmo tempo( AAV b ), cada um desses genes afeta sintomas diferentes. A maneira mais fácil de fazer isso usando uma rede Penneta( ver. Tabela).

AB

Ab

aB

ab

gametas

pai AB Tabela

mãe gametas	AABB	AAbV	AABB	AAVB
Ab	AAVB	AABB	AAVB	AABB
aB	AABB	AabV	AABB	aabV
ab	AAVB	aabb	AAVB	aabb

Na descendência do casamento de heterozigotos duplos, existem quatro fenótipos: dominantes por ambos os personagens, dominantes um por um ou por outro, recessivos, um por um ou por outro, recessivos em ambos os motivos simultaneamente. A relação entre esses fenótipos na ordem em que são registrados acima é 9: 3: 3: 1.Essas relações são facilmente obtidas pela multiplicação das probabilidades dos fenótipos correspondentes sob fração mono-híbrida. Assim, a probabilidade de um fenótipo dominante para cada característica em uma cruz mono-híbrida é 3/4.Se forem independentes uns dos outros, a probabilidade de sua manifestação conjunta será 3/4 x 3/4 = 9/16.A proporção de genótipos em cruzamentos dihíbridos é diferente da razão dos fenótipos.

Especificidade das regras mendelianas na genética médica

É bastante natural que uma pessoa por razões éticas não possa ter cruzamentos controlados. Além disso, o número de filhos na família, como regra geral, é pequeno. A fim de provar a natureza autossômica dominante ou autossômica recessiva da herança da doença, é necessário coletar um número suficientemente grande de famílias com um grande número de crianças nessas famílias. Se considerarmos que a maioria absoluta de doenças hereditárias é rara, torna-se claro que, na maioria das vezes, a genética médica precisa usar requisitos simplificados para evidenciar algum tipo de herança. Esses requisitos simplificados seguem, no entanto, das regras Mendelianas de herança.

Normalmente, no campo de visão da genética médica, cai uma família em que há um paciente ou pacientes com uma suposta doença hereditária. Para essa família, geralmente eles coletam um pedigree, estabelecem os ancestrais dos pais e seus parentes e descrevem o estado da saúde deles, bem como outras informações.É costume representar a genealogia graficamente, usando certos símbolos para esse propósito.

Herança autossômica dominante de

A maioria absoluta de doenças autossômicas dominantes ocorre na freqüência de 1: 10.000 ou menos. Com uma ocorrência tão rara na maioria das famílias em que existe tal doença, apenas um dos pais é afetado e ele é um portador heterocigotos do gene mutante correspondente.

Uma das principais razões para o desenvolvimento dessas doenças são as novas mutações emergentes em células germinais individuais de um dos pais, então a doença autossômica dominante será o único caso da doença na família. Naturalmente, as chances de esse paciente transmitir a mutação aos seus filhos serão comuns para herança autossômica dominante, 50%.A freqüência de novas mutações emergentes em genes individuais é inversamente proporcional à medida em que as manifestações desta mutação afetam a aptidão do paciente. Por fitness é a capacidade de um indivíduo viver para se reproduzir e deixar descendência. Todas as doenças autossômicas dominantes reduzem a aptidão dos pacientes em quem são observados. No entanto, isso acontece em diferentes graus. A ictiose vulgar( descamação excessiva da pele em diferentes partes do corpo, secura e excesso de estriação das palmeiras) ou polidactilia preaxial( dedo adicional do polegar) praticamente não reduz a aptidão dos portadores dos genes mutantes. Conseqüentemente, as mutações nesses genes reaparecem raramente. Em contraste, a acondroplasia ou a displasia tanatophorica do tipo 1 reduz drasticamente a aptidão de seus portadores. Com a acondroplasia, quase todos os pacientes do sexo masculino são estéreis e a displasia de tanatóforo é letal: os pacientes por insuficiência respiratória morrem no período de recém-nascidos.É por isso que, com acondroplasia, uma nova mutação é a causa da doença em cerca de 80%, e com displasia tanatophoral - em 100% dos casos.

A segunda causa de desvio enviou herança autossômica dominante - mosaicismo de células germinativas. Tal mosaicismo ocorre nos estágios iniciais do desenvolvimento do organismo, no momento do isolamento do caminho embrionário do desenvolvimento como resultado de uma mutação em uma das células da via germinal. Uma vez que as células germinativas são clonadas, a mutação pode estar em uma maior ou menor parte das células germinativas maduras. Uma conseqüência disso pode ser a aparência na família de pais saudáveis ​​de vários pacientes com doenças autossômicas dominantes. Assim, é o mosaicismo somático que explica os casos repetidos de acondroplasia, osteogênese imperfeita e outras doenças autossômicas dominantes em crianças de pais clinicamente perfeitamente saudáveis.

Em conexão com a herança autossômica dominante, é necessário introduzir os conceitos de penetrância e expressividade do gene.

A penetração pode ser definida como a proporção de indivíduos em quem um gene mutante é detectado de todos os indivíduos que herdaram este gene. A penetração pode ser completa ou incompleta ou expressa em porcentagem. Em pedigrees, nas quais a herança de uma doença autossômica dominante pode ser rastreada, a penetrância incompleta do gene que causa essa doença se manifestará pela chamada passagem da geração.

Expressão genética significa o grau de expressão da expressão gênica. Como regra geral, qualquer característica genotransformada varia em sua manifestação. Para doenças hereditárias, especialmente autossômicas dominantes, a variação na gravidade de cada sintoma da doença e mesmo no número de sintomas da doença é um fato bem estabelecido devido ao fato de cada paciente passar por um exame clínico.

Outra razão para o desvio das regras de herança autossômica dominante, como, aliás, e outros tipos de herança, que serão discutidas a seguir, é a idade-dependência na manifestação de muitas doenças hereditárias. Nem todas as doenças hereditárias se manifestam no nascimento ou logo após. Muitas dessas doenças ocorrem na adolescência ou mesmo na idade adulta.

Prove o tipo de herança da doença com uma idade tardia da manifestação é muito difícil, e talvez por isso tanto tempo tinha que provar herança dominante para algumas formas de doença de Alzheimer ou demência senil que ocorrem após 50-60 anos.

Herança autossômica recessiva de

Vários milhares de doenças já foram identificadas que são herdadas de forma autônoma e recessiva. Como as doenças autossômicas dominantes, os efeitos autossômicos recessivos afetam todos os órgãos e sistemas do corpo e, conseqüentemente, são extremamente diversos em suas manifestações. A maioria das doenças recessivas autossômicas são raras. Doenças recessivas freqüentes incluem, por exemplo, fenilcetonúria, cuja freqüência na maioria dos países da Europa Ocidental é de 1: 10.000( na Rússia 1: 6500).

Devido à raridade das doenças autossômicas recessivas, bem como a gravidade de muitos deles, na maioria dos casos, os pais de crianças doentes são portadores heterozigotos e clinicamente saudáveis.

O risco de um paciente com transtorno autossômico recessivo na família em que os pais são portadores heterocigotos do gene mutante é de 25% e não muda para qualquer gravidez nesse casal. Pedigrees de pacientes com doença autossômica recessiva geralmente são inexpressivos: os pais e todos os parentes imediatos do paciente são saudáveis, irmãos e irmãs podem estar doentes( ambos os sexos são afetados igualmente frequentemente).Se um paciente com uma doença recessiva se casa, seu parceiro é, na maioria dos casos, um homozigoto normal e, portanto, todas as crianças em um casamento desse tipo são saudáveis, mas são portadores heterocigotos. No entanto, muitas vezes em pedigree com doenças autossômicas recessivas, os pais dos pacientes se tornam parentes próximos.

A explicação da maior freqüência de casamentos intimamente relacionados em famílias em que há pacientes com doença autossômica recessiva é muito simples. Menos do que o gene recessivo comuns na população, menor a chance de que ambos os pais são heterozigotos para este gene, uma vez que a probabilidade de um casal é o produto da probabilidade de ser um portador heterozigoto para cada parceiro. Assim, à frequência do transporte heterocigotos do gene da fenilcetonúria, que é aproximadamente 0,02, a probabilidade de rejeição do portador heterozigoto é de 0,0004.Em outras palavras, todos os 2500 casados ​​são representados por transportadores heterocigotos. No caso em que um dos parceiros é portadora heterozigótica fenilcetonúria gene( probabilidade de 0,02), e o segundo cônjuge uma probabilidade relativa para o segundo cônjuge ser portador heterozigoto do mesmo gene que depende do grau de parentesco cônjuges.

Análise de segregação de

Foi discutido acima como as regras de herança mendeliana aparecem em pedigrees separados, nos quais há pacientes com doenças hereditárias.

Ao mesmo tempo, deve notar-se que a análise de pedigrees na melhor das hipóteses permite que você não rejeite a assunção de um certo tipo de herança de uma doença. No entanto, na genética médica há uma maneira mais rigorosa e precisa de provar um tipo particular de herança. Este método é chamado de análise de segregação.

análise

Segregação para o homem é fundamentalmente diferente do que para os animais experimentais. Neste último caso, o geneticista usa pais cruzamento controlado com genótipos conhecidos, e o número de crianças é grande o suficiente. Só abordagem indireta pode ser usado para uma pessoa que é comparar os diferentes modelos probabilísticos com os dados disponíveis família. Em outras palavras, em comparação com a proporção observada de irmãos afectados com o esperado a uma hipótese genética particular. Nesta comparação, há dois problemas.

primeira - a complexidade da determinação do método de registro de pacientes e suas famílias;segundo - é necessário analisar as várias famílias se unem, uma vez que o tamanho de cada família uma pessoa não permitem verificar a hipótese estatística. Como resultado, eles começam a "interferir" fatores tais como diagnósticos imprecisos, a heterogeneidade genética da doença.

A forma mais simples de análise de segregação pode ser usado para provar uma herança autossômica dominante da doença, quando as famílias com esta doença são registrados pelo pai do paciente( o outro progenitor é saudável).A análise de segregação

, no entanto, torna-se mais complicada quando testar a hipótese de herança autossômica recessiva. Quando a coleta para a análise de material família família em que os pais heterozigotos só têm crianças saudáveis ​​não são tidos em conta. Se isso não leva em conta a frequência de segregação, ou a frequência de pacientes homozigotos, na amostra das famílias com crianças doentes, inevitavelmente, ser superestimada.

mais completa é, no entanto, a análise de segregação complexa, desenvolvido por Morton. Esta análise inclui tanto a base do método de máxima verossimilhança, e permite que você obtenha as estimativas mais plausível segregação não só a frequência, mas também a probabilidade de inscrição. Em termos de cálculos, este método é muito demorado, mas existem programas de computador que permitem superar esta dificuldade.

curso, análise de segregação foi usado para provar o tipo de herança de um número relativamente pequeno de doenças hereditárias, devido à raridade da maioria delas. Para a maioria das doenças hereditárias que lhes são atribuídos o tipo de herança é apenas um número limitado de árvores genealógicas deve ser considerado como uma pré-instalados. Esta situação foi rapidamente corrigida por meio do desenvolvimento de novas técnicas de genética molecular para identificar o primeiro gene e, em seguida, mutações nestes genes e provar não somente significado etiológico destas mutações em causar uma doença hereditária, mas também o tipo de herança da doença.

embraiagem com número

herança ligada ao X de doenças ligadas ao cromossoma X conhecidos são muito menos do que os genes dominantes ou recessivas que são "espalhados" em 22 autossomas. No entanto cerca de 300 genes conhecidos localizado no cromossoma X, causando doenças hereditárias( genes localizados no cromossoma X, é chamado X-ligada).Estes incluem genes de hemofilia A, miopatia de Duchenne ictiose ligada a X, pigmentar da retina síndrome de distrofia cromossoma X frágil atraso mental, síndrome de hidrocefalia amiotrofia neural Coffin-Lowry, Payne, Opitz, uma forma de mucopolissacaridose, ligada ao X, insuficiênciadesidrogenase de glicose-6-fosfato, e muitas outras doenças.

Antes de passar à herança acoplado a cromossomos X e Y, e as características de pedigrees com estes tipos de herança, recordar que um dos sexos heterogametic pessoa. As mulheres estão em todas as células de dois cromossomas X, enquanto os homens - um X e um Y-chromosome. Os homens são gemizigotami( contêm um cromossoma X) no cromossoma X e todos os genes aí contidos. Herança de cromossomos sexuais ocorre como um simples características de herança mendeliana.genes maneiras

que estão localizados nos cromossomas sexuais, cromossomas corresponde rigorosamente para o próprio comportamento. Se o gene mutante está localizado em um dos cromossomas X da mãe, então o cromossoma receberá 50% dos filhos de 50% mãe -bearer. Se o gene é "responsável" para uma doença recessiva, a própria mãe para ser saudável, porque tem um segundo cromossomo X normal, mas irá desenvolver na metade dos filhos, que receberam cromossomo X com o gene mutante, porque o cromossomo Y não é homólogo cromossomo X.

As filhas que receberam um cromossomo alterado de sua mãe não desenvolverão a doença, pois obterão um segundo cromossomo X normal de seu pai. Assim, se a mãe é portadora do gene recesivo ligado ao X, o risco de doença em seus filhos será de 50%, e suas filhas - 0%.Ao mesmo tempo, o risco de ser portadores heterocigotos em filhas é de 50%.

No caso de o pai ainda estar doente, todos os seus filhos serão saudáveis ​​e todas as filhas são portadores heterocigotos do gene X-linked. Esta situação ocorre quando a doença recessiva ligada ao X não reduz consideravelmente a aptidão do paciente. Um exemplo de tal doença é a ictiose recessiva ligada ao X, ou a cegueira de cor ao vermelho, herdada de X.

Síndrome do cromossomo frágil X

Esta síndrome tem seu nome devido a estudos citogenéticos realizados em meninos com atraso mental.

Sabe-se agora que, em primeiro lugar, esse fenômeno - a fragilidade do cromossomo X - nem sempre é observado.

Deve notar-se que a herança da doença difere de Mendelian. Além disso, a síndrome é um exemplo de uma mutação dinâmica.

As manifestações clínicas da síndrome não são muito específicas. O principal sintoma é o atraso mental, que em alguns pacientes é muito moderadamente expresso. A maioria dos pacientes sofre de déficit de atenção, alguns observam o autismo. Os pacientes mais velhos descrevem um rosto alongado, uma testa protrusão, grandes orelhas salientes e macrochorchism.

Até recentemente, era extremamente difícil explicar a natureza da síndrome da herança, que se manifestava tanto em homens como em mulheres, embora em mulheres com menos freqüência e seus sintomas clínicos sejam menos pronunciados.

Y herança ligada ao cromossomo do

O cromossomo Y contém um número relativamente pequeno de genes. No início de 2002, um pouco mais de 35 genes são mapeados, apenas 7 deles causam doenças hereditárias, incluindo retinite pigmentosa, várias formas de azoospermia, discondrosteose e gonadoblastoma, uma violação da diferenciação sexual.

É convincente provar que o traço é herdado de maneira coerente com o cromossomo Y, é extremamente difícil usar a genealogia, porque deve ser diferenciada da herança autossômica dominante. Somente grandes famílias, em que meninas e meninos são encontrados entre os doentes, mas o sinal é o mesmo que o pai, é apenas entre os meninos, permita que se suspeite que é uma questão de herança ligada ao Y.

Com doença ligada ao Y, apenas os homens estarão doentes, mas, ao contrário da patologia ligada ao X, o pai afetado transferirá a doença apenas para seus filhos, suas filhas e seus filhos são sempre saudáveis.