Mendelova dedna pravila

monogene dedna bolezen se imenuje tudi Mendlovo, ker so podedovali v skladu s pravili, ki iz Gregor Mendel v 1865. glavni zaslug Mendel

leži v dejstvu, da je na osnovi kvantitativne ocene rezultatov potomcev delitev graha hibridov na različnih kakovostnih značilnosti predlagal prisotnost osnovnih enotdedovanje imenovane geni. V znanstveni literaturi do utemeljenosti Mendel tudi vzpostavitev številnih pravil dedovanja, od katerih so nekatere je dejansko ugotovila predhodnike Mendel.

Prvo pravilo - pravilo prevlade. Njegovo bistvo je skrajšan na od dve kopiji vsakega gena, in ki se imenujejo alelov, vsebovanih v vsaki celici, je mogoče zatreti ali prikrije izražanje drugi izvod( alel).Če so aleli enake, posameznik z genotipom homozigotno klic, in če so različni - heterozigotna. Zato je prevladujoči alel določa lastnost značaja tudi v heterozigotnem stanju in recesivni( prikriti) alel določa le znak lastnost, ko je v homozigotno stanje. V skladu s tem vsi Mendlove dednih bolezni so razdeljeni v dominantni in recesiven.Če heterozigotnih posameznikov manifestacijo alelov, t. E. ni prevlada ene alel nad drugo, se ti aleli imenujemo kodominantni. Dobro znan primer so kodominirovaniya alelov A in skupine B v krvi AB0.antigeni krvne skupine IV ulice so prikazani kot A in B. Mendel

tudi, da v zarodnih celicah starši nesreči zadetke eden izmed alelov vsakega gena, tako da 50% gamet enim alelom, druga 50% - drugo. Ta izjava se imenuje drugo pravilo Mendel ali cepilnega pravilo.Če sta oba starša heterozigotna nekaj gena pri potomcih te starši cepljenje in 3/4 potomcev bo prevladujoč bodo opazili, in le 1/4 - recesivno, ki je posledica naključnih združenje spolnih celic, ki imajo različne alelov gena. Ko bo ta razkol drugačna v genotipa, ki je 1: 2: 1. V skladu s tem, če je le eden od staršev je heterozigotno in homozigotna za recesivno drugega gena, bo cepitev o prisotnosti prevladujočega in recesivne lastnosti je 1: 1.Če eden od staršev je homozigotna in drugi heterozigotno za dominantnega gena je fenotipsko bodo vsi potomci imeli samo dominantno lastnost. Da bi razumeli, kako pravilo delitvijo dela najboljše palice Penneta, da je angleški genetik na voljo za grafični prikaz rezultatov različnih prehodov( glej. Tab.).

Tabela

Grille Penneta odraža rezultate razkrajanja pri potomstvu poroki dveh heterozigotne staršev

gamet maternega
A	in
gamet oče		AA	Aa
in	Aa	aa

Tabela

Grille Penneta rezultati odražajo razkrajanja pri otrocihporoka staršev, od katerih je heterozigotno in drugi je homozigotna za recesivni gen

gamet mati
in	in
gamet oče		aa aa
in	aa aa

Tabela

eshetka Penneta odraža rezultate razkrajanja pri potomstvu poroki staršev, od katerih je ena heterozigotno in homozigotna za drugo prevladujočega genov

zarod, mati
gamet oče			AA AA
in	Aa Aa

Mendel je bilo jasno, da so opazovana delitev potomcev iz križanj staršev z različnimi genotipi dogodki z določeno stopnjo verjetnosti in jih je mogoče identificiratile veliko število potomcev. Iz teorije verjetnosti upoštevati dve pravili - pravilo množenje in dopolnitev pravne verjetnosti.pravilo množenje

navaja, da je verjetnost, da se bo dva dogodka pojavijo ob istem času, je, če nekateri zgodijo neodvisno drug od drugega produkt verjetnosti teh dogodkov. Verjetnost nastanka gamet z recesivna gena od staršev heterozigotnimi za ta gen je 1/2 za vsakega starša. Verjetnost uresničevanju teh gamete z recesivnim genom med tvorbo zigota bo enaka produktu verjetnosti za nastanek gamet iz vsake od staršev, t. E. 1/2 x 1/2 = 1/4( 25% otrok).

dodatek pravilo določa, da če hočeš vedeti verjetnost enega ali drugega dogodka, je verjetnost, da je vsak od teh dogodkov ujemajo. Torej, če smo zainteresirani verjetnosti homozigotno potomcev heterozigotne staršev v zakonski zvezi, je treba dodati verjetnost recesivnih in dominantnih homozigoti, t. E. 1/4 + 1/4 = 1/2.

Ta pravila morajo pogosto uporabljajo klinični genetik v času genetskega svetovanja pri izračunu verjetnosti določenih dogodkov v družinah z dedno boleznijo zbolel otrok.

Mendel je tretje pravilo ali pravilo neodvisnih združuje: genov, ki določajo različne lastnosti so podedovane neodvisno drug od drugega. Jasno je, da to pravilo ne nanaša na dedovanje lastnost alternativnih držav, in za dva in večje število funkcij.

Tukaj je primer razcepitve pri potomcih poroki staršev heterozigotnih dveh genov hkrati( AAV b ), vsak od teh genov vpliva na različne simptome. Najlažji način, da to storite z uporabo rešetke Penneta( gl. Tabelo).

AB

Ab

aB

ab

gamet

oče AB Tabela

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

potomci poroki dvojnih heterozigotov opazili štiri fenotipov: prevladujoče za obe lastnosti, prevladujoče ali enega ali drugega statusa, ali recesivni enega ali drugega statusa, je recesivno, da hkrati obeh znakov. Razmerje med temi fenotipi v zaporedju, ki so ga zabeležili zgoraj, je 9: 3: 3: 1.Te povezave se zlahka pridobijo z množenjem verjetnosti ustreznih fenotipov pri monohidridnem cepljenju. Tako je verjetnost prevladujočega fenotipa za vsako lastnost v mono-hibridnem križu 3/4.Če so med seboj neodvisne, je verjetnost njihove skupne manifestacije 3/4 x 3/4 = 9/16.Razmerje med genotipi in dihibridnimi križi je drugačno od razmerja med fenotipi.

Specifičnost Mendelianskih pravil v medicinski genetiki

Povsem naravno je, da oseba zaradi etičnih razlogov ne more imeti nadzorovanih križanj. Poleg tega je število otrok v družini praviloma majhno. Da bi dokazali avtosomno dominantna ali avtosomno recesivno način dedovanja bolezni, je potrebno zbrati dovolj veliko število družin s številnimi otroci v teh družinah.Če menimo, da je absolutna večina dednih bolezni redka, postane jasno, da mora medicinska genetika najpogosteje uporabiti poenostavljene zahteve za dokaze o določeni vrsti dedovanja. Te poenostavljene zahteve pa izhajajo iz Mendelianskih pravil o dedovanju.

Ponavadi na področju zdravstvene genetike pade družina, v kateri je bolnik ali bolniki z domnevno dedno boleznijo. Za takšno družino običajno zbirajo rodovnik, vzpostavijo prednike staršev in njihove sorodnike ter opisujejo stanje svojega zdravja in druge informacije. Običajno je grafično prikazati rodovniško sliko in uporabljati določene simbole za ta namen.

Avtosomna prevladujoča dedovanja

Absolutna večina avtozomskih prevladujočih bolezni se pojavi pri frekvenci 1: 10.000 ali manj. S takšnim redkim pojavljanjem v večini družin, v katerih je takšna bolezen, je prizadet le en starš, in je heterozigoten nosilec ustreznega mutiranega gena.

Eden od glavnih vzrokov za te bolezni - se pojavljajo mutacije v zarodnih celicah posameznega enega od staršev, medtem ko bo avtosomno dominantna motnja edini primer bolezni v družini. Seveda so možnosti za takšnega bolnika, da prenesejo mutacijo na svoje otroke, običajno za avtosomno prevladujočo dediščino, 50%.Pogostost pojavljanja novih mutacij v posameznih genih je obratno sorazmerna z obsegom, v katerem manifestacije te mutacije vplivajo na sposobnost bolnika. Po fitnesu je sposobnost posameznika, da živi, ​​da razmnožuje in zapusti potomce. Vse avtosomalne prevladujoče bolezni zmanjšujejo sposobnost bolnikov, pri katerih so opažene. Vendar se to zgodi v različnih stopnjah. Vulgarni ihtioze( prekomerno luščenje kože na različnih delih telesa, suhost dlani in presežne striation) pomeni OR preaxial Polydactyly( prstov na palec) praktično zmanjša fitnes prenašalcev mutiranih genov. Zato se mutacije v teh genih ponovno pojavijo redko. V nasprotju s tem ahondroplazija ali tanatophorična displazija tipa 1 dramatično zmanjša sposobnost njihovih nosilcev. Pri ahondroplaziji so skoraj vsi moški pacienti sterilni in tanatoforska displazija je smrtna: bolniki zaradi respiratorne odpovedi umrejo v obdobju novorojenčka. Zato je z ahondroplazijo nova bolezen vzrok bolezni približno 80% in s tanatoforalno displazijo - v 100% primerov.

Drugi vzrok za odstopanje je poslal avtosomno prevladujočo dediščino - mozaikizem zarodnih celic. To Mozaicizem pojavlja v zgodnjih fazah razvoja organizma v času izolacije razvoja zarodka poti kot posledica mutacije v eni od celic v zarodni način. Ker so klonirane kletke celice, je lahko mutacija v večjem ali manjšem delu zrele zarodne celice. Posledica tega je lahko pojavljanje v družini zdravih staršev več bolnikov z avtozomskimi prevladujočimi boleznimi. Torej, to je somatsko Mozaicizem zaradi ponavljajočih se primerih ahondroplazij, osteogenesis imperfecta in drugih avtosomne ​​prevladujočih motenj pojasnjeno pri otrocih klinično povsem zdravih starših.

V povezavi z avtozomsko prevladujočo dediščino je treba uvesti koncepte penetranja in izraženosti gena.

Penetrantnost se lahko opredeli kot delež posameznikov, pri katerih je odkrit mutiran gen iz vseh posameznikov, ki so podedovali ta gen. Penetracija je lahko popolna ali nepopolna ali izražena v odstotkih. Rodovnike, v kateri je dedovanje zasledimo avtosomna dominantna bolezni, nepopolno penetrantnih gena, ki povzroča bolezen bo očitno tako imenovani preskoka generacije.

Gene izraznost pomeni stopnjo izražanja izražanja genov. Vsaka genotransformirana lastnost se praviloma spreminja v svoji manifestaciji. Za dednih bolezni, zlasti avtosomno dominantna, ki se razlikujejo po resnosti posameznega simptoma bolezni, in celo v količini simptomov bolezni Uveljavljeno dejstvo iz dejstva, da je vsak pacient podvržen klinični pregled.

Drug razlog za odstopanje od pravil o avtosomno dominantnega dedovanja, kot je, res, in druge vrste dediščine, ki bodo obravnavani v nadaljevanju, je starostna odvisnost v manifestaciji številnih dednih bolezni. Vse dedne bolezni se ne pojavijo ob rojstvu ali kmalu zatem. Mnoge od teh bolezni se pojavljajo v adolescenci ali celo v odrasli dobi.

Dokaži vrsto dedovanja bolezni z pozni starosti manifestacije je zelo težko, in morda je to, zakaj tako dolgo moral dokazati dominantno dedovanje za nekatere oblike Alzheimerjeve bolezni ali senilne demence, ki se pojavijo po 50-60 letih.

avtosomno recesivno dedovanje

že ugotovila več tisoč bolezni, podedovane kot avtosomno recesivna. Tako kot avtosomalne prevladujoče bolezni avtosomna recesivna prizadene vse organe in sisteme telesa in posledično zelo raznolika v njihovih manifestacijah. Večina avtosomnih recesivnih bolezni je redka. Za pogoste recesivni bolezni vključujejo, na primer, fenilketonurija, pogostost, ki je v večini zahodnoevropskih držav, je 1: 10 000( v ruščini 1: 6500).

Zaradi redkosti avtosomne ​​recesivnih bolezni, kot tudi resnosti mnogi od njih v večini primerov so starši bolnih otrok heterozigotnih prevozniki in klinično zdrave.

tveganje za bolnika avtosomno recesivno bolezen v družini, v kateri so starši heterozigotnih nosilci z mutiranim genom je 25% in se ne spreminja za vsako nosečnosti poročenega para. Rodovniki bolnikov z avtosomno recesivna bolezen običajno inexpressive: starši in vsi najbližji sorodniki so za bolnika zdravi, lahko bolni bratje in sestre( oba spola sta prizadeta enako pogosto).Če je bolnik recesivna bolezen poroči, njegov partner v večini primerov, normalno homozigoti, tako da so vsi otroci v zakonski zvezi zdravo, vendar so heterozigotnih prevozniki. Vendar pa se pogosto v rodoslovnih z avtosomnih recesivnih boleznih starši bolnikov izkazujejo za bližnje sorodnike.

Razlaga višje frekvence tesno povezanih porokov v družinah, v katerih so bolniki z avtosomno recesivno boleznijo, je zelo preprosta. Manj kot recesivnega gena skupnega v populaciji, manj možnosti, da sta oba starša heterozigotna za ta gen, saj je verjetnost, da nekaj je produkt verjetnosti čemer heterozigotna nosilec za vsakega partnerja. Torej, če se frekvenca heterozigotno nosilnega PKU gena okoli 0,02 se zavrže verjetnostno heterozigotna biti 0,0004.Z drugimi besedami, vsak 2500. poročeni par predstavljajo heterozigotni nosilci. V primeru, kjer je en partner heterozigotna nosilec gena fenilketonurija( verjetnost 0,02), in je drugi zakonec relativna verjetnost za drugo zakonca heterozigotno nosilec istega gena, odvisna od stopnje sorodnosti zakoncev.

Segregacija analiza

se šteje, da so pravila Kvalitativna dedovanje kaže v nekaterih rodovnika, v katerih so bolniki z dednimi boleznimi.

Hkrati je treba poudariti, da je analiza rodovnika, v najboljšem primeru, ne omogoča, da zavrne prevzem določene vrste dedovanja bolezni. Vendar pa v medicinske genetike, je bolj strog in natančen način, da dokaže eno ali drugo vrsto dedovanja. Ta metoda se imenuje segregacijska analiza.

Segregacija analiza za človeka, je bistveno drugačna od tiste za poskusne živali. V slednjem primeru se uporablja genetik nadzorom staršev prehodov z znanimi genotipi, ter število otrok, je dovolj velika. Le posredni pristop se lahko uporablja za osebo, ki je primerjati različne verjetnostne modele z razpoložljivimi družinskih podatkov. Z drugimi besedami, v primerjavi z opazovano delež prizadetih SIBS z pričakuje na določeno genetsko hipotezo. V tej primerjavi, obstajata dve težave.

Prvi - zapletenost določanja načina prijave bolnikov in njihovih družin;drugi - je treba analizirati različne družine združijo, saj je velikost posamezne družine oseba ne omogoča, da preverite statistične hipoteze. Kot rezultat, so začeli "moti" dejavnike, kot so netočne diagnoze, genetske heterogenosti bolezni.

se Najenostavnejša oblika analize segregacije lahko uporabijo za dokazovanje avtosomno dominantno dedovanje bolezni, ko so družine s to boleznijo se registrira staršev pacienta( drugi starš je zdravo).

Segregacija analiza, pa postane bolj zapleteno, ko testiranje hipoteze o avtosomno recesivno dedovanje. Pri zbiranju za analizo družina družinske materiala, v katerem heterozigotnih starši so le zdravi otroci se ne upošteva.Če se to ne upošteva pogostost segregacije, ali pogostost homozigotno bolnikov, v vzorcu družin z bolnih otrok bo neizogibno precenjena.

najbolj popolna, pa je kompleksna analiza segregacije, ki jih Morton razvil. Ta analiza vključuje tako osnove največjega metode verjetnosti, in vam omogoča, da bi dobili najbolj verjetno ocenjuje, segregacija ne samo frekvenco, ampak tudi verjetnost registracije. V zvezi z izračunom, ta metoda je zelo zamudno, vendar pa so računalniški programi, ki vam omogočajo, da premagati to težavo.

Seveda je bila analiza segregacije uporablja za dokazovanje vrste dediščino v relativno majhnem številu dednih bolezni zaradi redkosti večina od njih. Za večino dednih bolezni pripisanih jim je le treba omejeno število družinskih dreves šteje kot vnaprej nameščena vrsta dediščine. To stanje se je hitro popravi z razvojem novih molekularnih genetskih tehnik za identifikacijo prvi gen in mutacije v teh genih in dokazati, ne le vzročne pomen teh mutacij pri povzročanju dedno bolezen, ampak tudi vrsto dedovanja bolezni.

sklopka s-X vezan na dediščine

številnih znanih bolezni-X vezan so precej manjše od prevladujočih ali recesivnih genov, ki so "širijo" na 22 autosomes. Kljub temu pa približno 300 znanih gene lociran na kromosomu X, ki povzročajo dedne bolezni( gene lociran na kromosomu X, se imenuje-X vezano).Ti vključujejo gene hemofilija A, miopatije Duchennove, X-povezana ihtioze, pigmentnim mrežnice sindrom distrofija kromosomskih Fragile X duševna zaostalost, hidrocefalus sindrom Coffin-Lowry, Payne, Opitz, oblika mukopolisaharidoze, X-povezana nevronske amyotrophy in nisoglukoza-6-fosfat-dehidrogenaze in številne druge bolezni.

Preden obrnete na dediščino vezano na X in Y kromosomi, in značilnosti rodovnika s temi vrstami dediščine, opozarjajo, da je oseba heterogametic seksu.Ženske so v vseh celicah dveh kromosomov X, moški - en X in en Y-kromosoma. Moški so gemizigotami( vsebuje en kromosom X) na kromosomu X in vsi geni, ki jih vsebuje. Dedovanje spolnih kromosomov pojavi kot preprost Mendlove funkcije dedovanja.

manire geni, ki se nahajajo v spolnih kromosomov, kromosomi popolnoma ustreza obnašanju sam.Če je mutant gen se nahaja v enem izmed kromosomov X matere, potem bo kromosom prejeli 50% sinov in hčera 50% -bearer matere.Če je gen "odgovoren" za recesivna bolezen, sama mati, da je zdrava, saj ima drugo normalen kromosom X, vendar pa se bo razvila v polovici od sinov, ki so prejeli kromosom X z mutiranim genom, ker je Y kromosom ni homologna kromosoma X.

Hčerke, ki so prejele spremenjeni kromosom od svoje matere, ne bodo razvile bolezni, ker bodo od svojega očeta dobili normalni drugi kromosom X.Torej, če je mati nosilec X-vezanega recesivnega gena, je tveganje za bolezen pri njenih sinih 50%, njene hčere pa 0%.Hkrati je tveganje za heterozigotne nosilce v hčerkah 50%.

Če je oče še vedno bolan, bodo vsi njegovi sinovi zdravi, vse hčerke pa so heterozigotni nosilci X-vezanega gena. Takšna situacija se zgodi, ko X-vezana recesivna bolezen ne zmanjša telesne pripravljenosti bolnika. Primer takšne bolezni je X-vezana recesivna ihtioza ali barvna slepota na rdečo, podedovana X-povezana.

Krhni kromosomski sindrom X

Ta sindrom ima svoje ime zaradi citogenetskih študij, izvedenih pri dečkih z duševno zaostalostjo.

Zdaj je znano, da prvič takšen pojav - krhkost kromosoma X - ni vedno opazen.

Opozoriti je treba, da se dedovanje bolezen razlikuje od Mendelianovega. Poleg tega je sindrom primer dinamične mutacije.

Klinične manifestacije sindroma niso zelo specifične. Glavni simptom je duševna retardacija, ki se pri nekaterih bolnikih lahko izrazi zelo zmerno. Večina bolnikov trpi zaradi pomanjkanja pozornosti, nekateri pa opazujejo avtizem. Starejši bolniki opisujejo podolgovat obraz, izstopajoče čelo, velika štrleča ušesa in makrohorhizem.

Do nedavnega je bilo zelo težko razložiti naravo sindroma dedovanja, ki se kaže tako pri moških kot ženskah, čeprav so ženske redko in klinični simptomi manj izrazita.

Y kromosomsko povezana dediščina

Kromosom Y vsebuje relativno majhno število genov. Do začetka leta 2002 je preslikan malo več kot 35 genov, od katerih je le 7 povzročajo dedne bolezni, vključno z retinitis pigmentosa, več oblik azoospermiji in diskhondrosteoz gonadoblastomu, kršitev razlikovanja med spoloma.

prepričljivo dokazati, da je funkcija podeduje Y kromosom s sklopko, rodovnik je zelo težko, saj je treba razlikovati od avtosomno dominantnega dedovanja. Samo za veliko družino, v kateri se nahajajo pacienti tako med dekleti in fanti, ampak znak je enako kot njegov oče, se sumi, da je Y-vezan dedovanje samo fantje.

Ko so Y-povezane bolezni bolne bo tudi samo človek, vendar v nasprotju z boleznimi-X vezana bo prizadeta oče posredovati le bolezen njegovih sinov, njegove hčere in njihovi otroci vedno zdravi.