Õppetund uue materjali õppimiseksteemal „Inimese geneetika uurimise meetodid. Inimese pärilikud haigused"(kasutades esitlust)
Bioloogiaõpetaja Jelena Fedorovna Kolbasina
Munitsipaalõppeasutus 3. keskkool, Južnouralsk
Sihtmärk : kaaluge inimese geneetika uurimise iseärasusi, arendage teadmisi selle uurimise põhimeetodite kohta; tutvuda sugupuude koostamise ja analüüsi metoodikaga
Laienda ja süvenda oma teadmisi geneetikast, kasutades infot, mida õpikus pole ja mis on elus vajalik.
Määrake pärimise tüübid, lahendage probleeme geneetika seaduste kohta
Otsige iseseisvalt uut teavet Interneti-ressursside ja lisakirjanduse abil.
Analüüsige teavet, tehke kokkuvõtteid ja võrrelge erinevaid allikaid, lõimige teadmisi
Varustus : ettekanne “Inimese geneetika uurimise meetodid. Inimese pärilikud haigused."
Tundide ajal:
I. Uue materjali õppimine elektroonilise esitluse abil (õpetaja selgitus slaidid 1-11)
Inimestel on üle 2000 päriliku haiguse. Mendeli seadused kehtivad inimestele. Inimese geneetika uurimisel tekivad aga teatud raskused järgmistel põhjustel:
Eksperimentaalse ristamise kasutamise võimatus;
Harv põlvkondade vahetus;
vähe järglasi;
Hiline puberteet.
Suur hulk kromosoome
Nõrk kromosoomide uuring
Seetõttu kasutatakse inimese geneetika uurimiseks mitmeid meetodeid:
1. Tsütogeneetiline meetod põhineb karüotüübi makroskoopilisel uurimisel. KOHTAn taandub kromosoomide struktuuri ja arvu uurimisele; kromosoomaberratsioonide tuvastamine; kromosoomide geneetiliste kaartide koostamine.
Tsütogeneetilise meetodi abil on tuvastatud haiguste rühm, mis on seotud kas kromosoomide arvu või nende struktuuri muutustega. Selliseid haigusi nimetatakse kromosomaalne . Kõige sagedamini on kromosomaalsed haigused meioosi ajal ühe vanema sugurakkudes esinevate mutatsioonide tagajärg.
Kromosomaalsete haiguste hulka kuuluvad ühte tüüpi leukeemia, Downi sündroom ja teised.
Leukeemia (leukeemia) on verevähi vorm, mille puhul ebaküpsete valgete vereliblede (leukotsüütide) arv suureneb kiiresti. Nad paljunevad kiiresti ja juhuslikult, moodustades ainult ebakompetentseid rakke, mis viib keha kaitsvate omaduste nõrgenemiseni. Leukeemia põhjuseks on 21. kromosoomi lõigu (deletsiooni) kadu.
Downi sündroom on üks levinumaid kromosoomihaigusi. See areneb 21. kromosoomi (karüotüüp - 47) trisoomia tagajärjel. Selle sündroomi esinemissagedus vastsündinutel on 1:700-800, võrdselt sageli mõlemast soost. Haigust on lihtne diagnoosida, kuna sellel on mitmeid iseloomulikke tunnuseid: ümar pea koos lamenenud kuklakuga, kaldus ja kitsas otsmik, kitsad viltuse piluga palpebraalsed lõhed, tüüpiline ülemise silmalau voldik (epikantus), lame. ja lai ninasild, pidevalt avatud suu. Kõiki selle sündroomiga patsiente iseloomustab vaimne alaareng ja ligikaudu 50% juhtudest mitmesugused südamerikked.Usaldusväärselt on kindlaks tehtud, et Downi sündroomiga lapsed sünnivad sagedamini eakatele vanematele. Kui ema vanus on 35-46 aastat, siis tõenäosus haigestuda kasvab 4,1%-ni.
2. Kaksikmeetodvõimaldab määrata genotüübi ja keskkonna rolli tunnuste avaldumisel.
On mono- ja kahesügootsed kaksikud. Ühest viljastatud munarakust arenevad monosügootsed (identsed) kaksikud. Monosügootsetel kaksikutel on täpselt sama genotüüp, kuid need võivad keskkonnategurite mõjul fenotüübi poolest erineda. Disügootsed (vennalikud) kaksikud arenevad pärast mitme samaaegselt küpsenud munaraku viljastamist spermaga. Sellistel kaksikutel on erinevad genotüübid ja nende fenotüübilised erinevused on määratud nii genotüübi kui ka keskkonnateguritega.
Monosügootsetel kaksikutel on suur sarnasus omadustes, mille määrab peamiselt genotüüp. Näiteks on nad alati samast soost, neil on erinevate süsteemide järgi samad veregrupid (ABO, Rh jne), sama silmavärv, sama tüüpi dermatoglüüfilised mustrid sõrmedel ja peopesadel jne. Erinevused sellistes kaksikutes on seletatav väliskeskkonna mõjuga neile, mille all ei mõista mitte ainult füüsilisi tegureid, vaid ka sotsiaalseid tingimusi.
3. Biokeemilised meetodid.Viimastel aastatel on näidatud, et paljud pärilikud patoloogilised seisundid inimestel on seotud ainevahetushäiretega. Teada on süsivesikute, aminohapete, lipiidide ja muud tüüpi ainevahetuse anomaaliad.
4. Genealoogiline meetodinimese geneetika uurimine onsugupuude koostamine ja analüüs, et teha kindlaks:
- kas see tunnus on pärilik või mitte;
- tunnuse või haiguse pärilikkuse tüüp;
- tunnuse pärimise tõenäosus mitme põlvkonna jooksul.
Genealoogilise meetodi abil tehakse kindlaks inimese individuaalsete omaduste pärand: näojooned, pikkus, veregrupp, vaimne ja psühholoogiline ülesehitus, samuti mõned haigused mitmel järjestikusel põlvkonnal isa- ja emaliinil.
Sõltuvalt uuritava tunnuse arengut määrava geeni asukohast ja omadustest eristatakse mitut tüüpi pärilikkust: autosoomne (kui geen paikneb ühes 22 paarist autosoomidest – mittesugukromosoomid) ja sooga seotud pärand. . On olemas autosoomne dominantne ja autosoomne retsessiivne pärilikkuse tüüp: autosomaalse domineeriva pärimise korral ilmneb tunnus tavaliselt igas põlvkonnas; P Autosomaalse retsessiivse pärimise korral ei esine seda tunnust sugulusabielude puhul sagedamini. Lisaks eristatakse X-seotud ja Y-seotud (holandri) pärilikkuse tüüpe, kui geen paikneb vastavalt X- või Y-kromosoomis.
Genealoogial kui suguvõsateadusel on oma spetsiaalne terminoloogia. Sugupuude koostamiseks kasutatakse teatud sümboolikat (G. Euston, 1931) (vt slaid 5).
On teada, et Venemaa viimase tsaari Nikolai II poeg Tsarevitš Aleksei põdes hemofiiliat. Kuna see haigus ilmnes Inglismaa kuninganna Victoria järeltulijate mitmel põlvkonnal, nimetatakse hemofiiliat "kuninglikuks" haiguseks.
Mõelge killule kuninganna Victoria sugupuust (Hesseni Alice on tema tütar). Kui paljudel inimestel on haigus? Miks see ilmnes ainult meestel? Mis on selle haiguse pärilikkuse tüüp?
II. Laboratoorsed tööd"Inimese geneetika uurimise genealoogiline meetod"
Lapsepõlvest peale kuuleb laps enda ümber vestlusi mõnelt suguvõsa vanemalt põlvkonnalt päritud pärilike omaduste ja kalduvuste üle. Kas lähedaste hinnangud on õiglased? Lisaks pole sugupuu loomine ainult huvitav tegevus. Kui teil on vaja pöörduda meditsiinilise geneetilise nõustamise poole, võib sugupuust saada teie ja teie järeltulijate jaoks väärtuslik meditsiiniline dokument. Seetõttu on tunni järgmine osa pühendatud laboritöödele.
(Vajadusel lõpetatakse töö kodus või tehakse esimene ülesanne - teabe kogumine tabelis näidatud kõigi või osade märkide ilmnemise kohta kõigis otsesugulastes - eelnevalt)
Genealoogilise analüüsi etapid:
1) andmete kogumine uuritava kõigi sugulaste kohta (ajalugu);
2) tõuraamatu koostamine;
3) sugupuu analüüs (pärimise tüübi kindlakstegemine) ja järeldused.
Sest sugupuude koostaminekehtivad kokkulepped. Tõuraamatu koostamisel tuleb järgida järgmisi reegleid:
- sugupuud hakatakse ehitama probandiga;
- iga põlvkond on nummerdatud vasakul rooma numbritega (tähistused P, F on vastuvõetavad 1, F 2 jne)
- sama põlvkonna isikuid tähistavad sümbolid asuvad horisontaalsel joonel.
Pärimise tüübi kindlaksmääramine. Selleks kasutatakse geenianalüüsi põhimõtteid ja erinevaid statistilisi meetodeid paljude sugupuude andmete töötlemiseks.
Autosoomne domineeriv pärimise tüüp
1) tunnus ilmneb igas põlvkonnas;
2) tunnus on lapsel vanematelt, kellel see tunnus on;
4) tunnuse avaldumist vaadeldakse vertikaalselt ja horisontaalselt;
5) pärimise tõenäosus on 100% (kui vähemalt üks vanem on homosügootne), 75% (kui mõlemad vanemad on heterosügootsed) ja 50% (kui “üks vanem on heterosügootne”).
Autosoomne retsessiivne pärimisviismida iseloomustavad järgmised omadused:
2) seda tunnust mitteomavatest vanematest (heterosügootidest) sündinud lapsel (homosügootsel) on tunnus;
3) tunnust omavad võrdselt mehed ja naised;
4) tunnuse avaldumist vaadeldakse horisontaalselt;
5) pärimise tõenäosus on 25% (kui mõlemad vanemad on heterosügootsed), 50% (kui üks vanem on heterosügootne ja teine on retsessiivse tunnuse suhtes homosügootne) ja 100% (kui mõlemad vanemad on retsessiivsed homosügootid).
X-seotud retsessiivne pärimisviismida iseloomustavad järgmised omadused:
1) tunnus ei ilmne igas põlvkonnas;
2) lapsel, kes on sündinud vanematelt, kellel see omadus puudub;
3) tunnust valdavad valdavalt mehed;
4) sümptomi (haiguse) avaldumist täheldatakse peamiselt horisontaalselt;
5) pärimise tõenäosus on 25% kõigist lastest, sh 50% poistest;
6) terved mehed haigusi edasi ei kanna. Nii pärandub inimestel hemofiilia, värvipimedus, vaimne alaareng hapra X-kromosoomiga, Duchenne'i lihasdüstroofia, Lesch-Nyhani sündroom jne.
X - seotud domineeriv pärimise tüüpsarnane autosoomse dominandiga, ainult et mees annab selle tunnuse edasi ainult oma tütardele (pojad saavad Y-kromosoomi isalt). Sellise haiguse näiteks on rahhiidi erivorm, mis on resistentne D-vitamiiniga ravile.
Hollandi pärandtüüpmida iseloomustavad järgmised omadused:
1) tunnus esineb kõigis põlvkondades;
2) tunnusjoon on ainult meestel;
3) isa puhul, kes on tunnuse omanik, on see tunnus kõigil poegadel;
4) poistel on pärimise tõenäosus 100%.
Nii päranduvad inimesele mõned ihtüoosi vormid, väliskuulmekanalite ja sõrmede keskmiste falangide karvasus, mõned sündaktiilia (varvastevahelised vöödid) vormid jne.
Inimese pärilikud haigused.(Esitlus. Slaidid 12–24)
Mis on nende õnnetuste põhjused? Põhjused on pärilikkus. Mutatsioonid kogunevad inimpopulatsiooni. On olemas inimpopulatsioonide "geneetilise koormuse" mõiste. Igal aastal sünnib maailmas 5 miljonit inimest. raskete kaasasündinud arenguhäiretega lapsed. Pärilikke kõrvalekaldeid saab jälgida paljude põlvkondade ja isegi sajandite jooksul.
(Slaidid valmistati kodus õppides, kasutades internetiressursse ja lisakirjandust)
Pärilike haiguste ennetamine ja ravi.
Vähendab meditsiinilist ja geneetilist nõustamist, keskkonnasaaste vähendamist, dieetravi ja asendusravi. Mõne haiguse (huulelõhe) puhul kasutatakse kirurgilisi meetodeid. Sugulaste abielude (nõbude vahelised abielud) ebasoovitavus. Sugulaste abielud on eriti ebasoovitavad, kui abikaasad võivad olla heterosügootsed sama retsessiivse kahjuliku geeni suhtes. Peaksite teadma, et sündimata lapse ema või isa suitsetamine ja eriti alkoholi joomine suurendab järsult tõsiste haiguste all kannatava lapse sünnitamise tõenäosust (slaidid 25-26).
Kodutöö: valmistuge selleteemaliseks konverentsiks.
Mõelge: teadlaste sõnul peitub geniaalsuse saladus haruldastes pärilikes haigustes, mis on erakordsete võimete ainulaadsed "katalüsaatorid". Kas teadlaste arvamusega saab nõustuda? (Kasutades täiendavat kirjandust, Interneti-ressursse, esitage tõendeid poolt või vastu)
Kasutatud allikad:
- Meditsiiniline geneetika: õpik / N. P. Asanov, N. A. Zhuchenko jt. Ed. N. P. Bochkova. – 2. väljaanne, kustutatud. – M.: Kirjastuskeskus “Akadeemia”, 2003. – 192 lk.
- Pärilikud sündroomid ja meditsiiniline geneetiline nõustamine. S.I. Kozlova,. E. Semanova ja teised. Leningrad, "Meditsiin" 1987
- http://home-edu.ru/pages/shpit/rodoslovnaja/zanitie-1/zanitie-1.htm
- http://bio.1september.ru/article.php?ID=200200202
- http://baby.geiha.ru/data1/11.htm
- -
Eelvaade:
Esitluse eelvaadete kasutamiseks looge Google'i konto ja logige sisse:
Inimese geneetika uurimise põhimeetodid:
Genealoogiline;
Twin;
Tsütogeneetiline meetod;
Rahvastikustatistika meetod;
Genealoogiline meetod põhineb isiku sugupuu koostamisel ja tunnuse pärilikkuse uurimisel. See on vanim meetod. Selle olemus on luua sugupuu suhted ning määrata domineerivad ja retsessiivsed tunnused ning nende pärilikkuse olemus. See meetod on eriti tõhus geenimutatsioonide uurimisel.
Meetod sisaldab kahte etappi: perekonna kohta teabe kogumine võimalikult paljude põlvkondade jooksul ja genealoogiline analüüs. Sugupuu koostatakse reeglina ühe või mitme tunnuse põhjal. Selleks kogutakse infot tunnuse pärandumise kohta lähi- ja kaugemate sugulaste seas.
Ühe põlvkonna esindajad paigutatakse sünnijärjekorras ühte ritta.
Järgmisena algab teine etapp - sugupuu analüüs, et teha kindlaks tunnuse pärilikkuse olemus. Kõigepealt tehakse kindlaks, kuidas tunnus avaldub eri soo esindajatel, s.o. tunnuse seos seksiga. Järgmisena tehakse kindlaks, kas tunnus on domineeriv või retsessiivne, kas see on seotud teiste tunnustega jne. Pärilikkuse retsessiivse iseloomu tõttu ei esine seda tunnust kõigil põlvkondadel vähesel arvul isikutel. See võib vanematel puududa. Domineeriva pärandi korral esineb seda tunnust sageli peaaegu kõigis põlvkondades.
Sooga seotud tunnuste pärimise iseloomulik tunnus on nende sagedane avaldumine samast soost isikutel. Kui see märk on domineeriv, on see naistel tavalisem. Kui tunnus on retsessiivne, ilmneb see sel juhul sagedamini meestel.
Arvukate sugupuude analüüs ja tunnuse jaotus suures inimpopulatsioonis aitas geneetikutel kindlaks teha paljude normaalsete inimese tunnuste, nagu lokkis juuksed ja juuksevärv, silmade värv, tedretähnid, kõrvanibu struktuur jne, pärandumise mustri. nagu sellised anomaaliad nagu värvipimedus, sirprakuline aneemia jne.
Seega, kasutades sugupuu meetodit, tuvastatakse tunnuse sõltuvus geneetilisest materjalist, pärilikkuse tüübist (dominantne, retsessiivne, autosoomne, sugukromosoomidega seotud), geenisideme olemasolu, pereliikmete sügootsus (homosügootsus või heterosügootsus), geeni pärimise tõenäosus põlvkondade kaupa, pärimise tüüp on kindlaks määratud märk. Autosomaalse domineeriva pärandiga (tunnuse ilmnemine on seotud domineeriva geeniga) ilmneb tunnus reeglina igas põlvkonnas (horisontaalne pärand). Autosomaalse retsessiivse pärimise korral ilmneb tunnus harva, mitte igas põlvkonnas (vertikaalne pärand), kuid sugulusabieludes sünnivad haiged lapsed sagedamini. Sooga seotud pärimise korral ei ole tunnuse avaldumise sagedus eri soost isikutel sama.
Tsütogeneetiline meetod seisneb kromosoomide struktuuri ja nende arvu mikroskoopilises uuringus tervetel ja haigetel inimestel. Kolmest mutatsioonitüübist saab mikroskoobi all tuvastada ainult kromosomaalseid ja genoomseid mutatsioone. Lihtsaim meetod on ekspressdiagnostika – sugukromosoomide arvu uurimine X-kromatiini abil. Tavaliselt on naistel üks X-kromosoom rakkudes kromatiini keha kujul, meestel aga selline keha puudub. Sugupaari trisoomia korral on naistel kaks keha ja meestel üks. Teiste paaride trisoomia tuvastamiseks uuritakse somaatiliste rakkude karüotüüpi ja koostatakse idiogramm, mida võrreldakse standardse omaga.
Kromosomaalsed mutatsioonid hõlmavad muutusi kromosoomide arvus või struktuuris. Nendest on spetsiaalse värvimisega mikroskoobi all selgelt nähtavad translokatsioonid, deletsioonid ja inversioonid. Kui toimub translokatsioon või deletsioon, suureneb või väheneb kromosoomide suurus vastavalt. Ja inversiooni ajal muutub kromosoomi muster (vahelduvad triibud).
Kromosomaalsed mutatsioonid võivad olla tsütogeneetilise meetodi markeriteks konkreetse haiguse uurimisel. Lisaks kasutatakse seda meetodit inimeste poolt neeldunud kiirgusdooside määramiseks ja muudes teadusuuringutes.
Populatsioonistatistika meetod võimaldab arvutada normaalsete ja patoloogiliste geenide esinemissagedust populatsioonis, määrata heterosügootide - ebanormaalsete geenide kandjate - suhet. Selle meetodi abil määratakse populatsiooni geneetiline struktuur (geenide ja genotüüpide sagedused inimpopulatsioonides); fenotüübi sagedused; uuritakse keskkonnategureid, mis muudavad populatsiooni geneetilist struktuuri. Meetod põhineb Hardy-Weinbergi seadusel, mille kohaselt püsivad geenide ja genotüüpide sagedused paljudes populatsioonides, kes elavad konstantsetes tingimustes ja panmixia (vaba ristumise) juuresolekul, muutumatuks mitme põlvkonna jooksul. Arvutused tehakse valemite abil: p + q = 1, p2 + 2pq + q2 = 1. Sel juhul p on domineeriva geeni (alleeli) esinemissagedus populatsioonis, q on retsessiivse geeni (alleel) esinemissagedus ) populatsioonis on p2 domineerivate homosügootide esinemissagedus, q2 – retsessiivsete homosügootide esinemissagedus, 2pq – heterosügootsete organismide esinemissagedus. Seda meetodit kasutades on võimalik määrata ka patoloogiliste geenide kandjate esinemissagedust.
Tsütogeneetiline meetod. Inimese karüotüüp. Kromosoomide diferentsiaalvärvimise meetodite omadused. Denveri ja Pariisi nomenklatuur. Kromosoomide klassifitseerimine käe pikkuse suhte järgi ja tsentromeeriindeksi arvutamine.
Tsütogeneetiline meetod. Tsütogeneetiline meetod seisneb patsiendi rakkude kromosoomikomplekti uurimises mikroskoobi all. Nagu teate, on kromosoomid rakus spiraalses olekus ja neid pole näha. Kromosoomide visualiseerimiseks rakku stimuleeritakse ja viiakse mitoosi. Mitoosi profaasis, samuti meioosi profaasis ja metafaasis kromosoomid despiraalivad ja visualiseeritakse.
Visualiseerimisel hinnatakse kromosoomide arvu ja koostatakse idiogramm, kuhu on kirjas kõik kromosoomid kindlas järjekorras vastavalt Denveri klassifikatsioonile. Idiogrammi põhjal saame rääkida kromosomaalse aberratsiooni olemasolust või kromosoomide arvu muutusest ja vastavalt ka geneetilise haiguse esinemisest.
Kõik kromosoomide diferentsiaalse värvimise meetodid võimaldavad tuvastada nende struktuurilist ülesehitust, mis väljendub erinevates kromosoomides erinevate põikitriibutuste ilmnemises, aga ka mõnes muus detailis.
Kromosoomide diferentsiaalne värvimine. Kromosoomis olevate põikmärkide (triipude, ribade) kompleksi paljastamiseks on välja töötatud mitmeid värvimismeetodeid. Iga kromosoomi iseloomustab spetsiifiline ribade kompleks. Homoloogsed kromosoomid värvitakse identselt, välja arvatud polümorfsed piirkonnad, kus paiknevad erinevad geenide alleelsed variandid. Alleelne polümorfism on iseloomulik paljudele geenidele ja esineb enamikus populatsioonides. Polümorfismide tuvastamine tsütogeneetilisel tasemel ei oma diagnostilist väärtust.
A. Q-värvimine. Esimese kromosoomide diferentseeritud värvimise meetodi töötas välja Rootsi tsütoloog Kaspersson, kes kasutas selleks fluorestseeruvat värvainet kiniini sinepi. Fluorestsentsmikroskoobi all on kromosoomidel nähtavad ebavõrdse fluorestsentsi intensiivsusega alad - Q-segmendid. Meetod sobib kõige paremini Y-kromosoomide uurimiseks ja seetõttu kasutatakse seda geneetilise soo kiireks määramiseks, translokatsioonid(lõikude vahetus) X- ja Y-kromosoomide või Y-kromosoomi ja autosoomide vahel, samuti suure hulga rakkude vaatamiseks, kui on vaja välja selgitada, kas sugukromosoomi mosaiikusega patsiendil on rakkude kloon, mis kannab Y-kromosoom.
B. G-värvimine. Pärast ulatuslikku eeltöötlust, sageli trüpsiini kasutades, värvitakse kromosoomid Giemsa peitsiga. Valgusmikroskoobi all on kromosoomidel nähtavad heledad ja tumedad triibud - G-segmendid. Kuigi Q-segmentide asukoht vastab G-segmentide asukohale, on G-värvimine osutunud tundlikumaks ja on tsütogeneetilise analüüsi standardmeetodina asendanud Q-värvimist. G-värvimine on parim väikeste aberratsioonide ja markerkromosoomide tuvastamiseks (segmenteeritud erinevalt normaalsetest homoloogsetest kromosoomidest).
B. R-värvimine annab G-värvimisele vastupidise pildi. Tavaliselt kasutatakse Giemsa peitsi või akridiinoranži fluorestsentsvärvi. See meetod paljastab erinevused sõsarkromatiidide või homoloogsete kromosoomide homoloogsete G- või Q-negatiivsete piirkondade värvimisel.
D. C-värvimine kasutatakse kromosoomide tsentromeersete piirkondade (need piirkonnad sisaldavad konstitutiivset heterokromatiini) ja Y-kromosoomi varieeruva, eredalt fluorestseeruva distaalse osa analüüsimiseks.
D. T-värvimine kasutatakse kromosoomide kromosoomipiirkondade analüüsimiseks. Seda tehnikat, nagu ka nukleolaarsete organisaatoripiirkondade värvimist hõbenitraadiga (AgNOR-värvimine), kasutatakse standardse kromosoomivärvimisega saadud tulemuste selgitamiseks.
Inimese ühtlase värviga kromosoomide klassifikatsioon ja nomenklatuur võeti esmakordselt vastu rahvusvahelisel kohtumisel 1960. aastal Denveris, hiljem veidi muudeti ja täiendati (London, 1963 ja Chicago, 1966). Denveri klassifikatsiooni järgi jaotatakse kõik inimese kromosoomid 7 rühma, mis on järjestatud pikkuse vähenemise järjekorras ja võttes arvesse tsentriooliindeksit (lühikese käe pikkuse ja kogu kromosoomi pikkuse suhe, väljendatuna protsentides ). Rühmad on tähistatud ingliskeelse tähestiku tähtedega A-st G-ni. Kõik kromosoomipaarid on tavaliselt nummerdatud araabia numbritega
20. sajandi 70. aastate alguses töötati välja kromosoomide erineva värvimise meetod, mis paljastas iseloomuliku segmentatsiooni, mis võimaldas iga kromosoomi individualiseerida (joonis 58). Erinevat tüüpi segmendid määratakse meetoditega, mille abil need on kõige selgemalt identifitseeritud (Q-segmendid, G-segmendid, T-segmendid, S-segmendid). Iga inimese kromosoom sisaldab ainulaadset ribade järjestust, mis võimaldab iga kromosoomi tuvastada. Kromosoomid on maksimaalselt spiraliseerunud metafaasis, vähem spiraliseerunud profaasis ja prometafaasis, mis võimaldab eristada suuremat hulka segmente kui metafaasis.
Metafaasi kromosoomil (joonis 59) on sümbolid, mida tavaliselt kasutatakse lühikese ja pika käe, samuti piirkondade ja segmentide asukoha tähistamiseks. Praegu on olemas DNA markerid või sondid, mille abil saab määrata muutusi konkreetses, isegi väga väikeses segmendis kromosoomides (tsütogeneetilised kaardid). 1971. aastal Pariisis toimunud rahvusvahelisel inimgeneetika kongressil (Pariisi konverents inimese kromosoomide standardimise ja nomenklatuuri kohta) lepiti kokku sümbolite süsteemis, mis võimaldas karüotüüpide täpsemat ja ühemõttelisemat tähistamist.
Kariotüübi kirjeldamisel:
näidatakse kromosoomide koguarv ja sugukromosoomide komplekt, nende vahele pannakse koma (46, XX; 46, XY);
märgitakse, milline kromosoom on ekstra või mis puudub (seda tähistavad selle number 5, 6 jne või selle rühma tähed A, B jne); "+" märk näitab kromosoomide arvu suurenemist, märk "-" näitab selle kromosoomi 47, XY,+ 21 puudumist;
kromosoomi õlg, milles muutus toimus (lühikese käe pikenemist tähistab sümbol (p+); lühenemist (p-); pika käe pikenemist tähistab sümbol (q+); lühenemist (q-);
ümberkorraldamise sümbolid (translokatsiooni tähistab t ja deletsiooni del) asetatakse asjaomaste kromosoomide numbrite ette ja ümberkorraldatud kromosoomid on sulgudes. Kahe struktuurselt ebanormaalse kromosoomi olemasolu tähistatakse semikooloniga (;) või normaalse fraktsiooniga (15/21).
Kaksikmeetodi roll pärilikkuse ja keskkonna uurimisel tunnuste kujunemisel. Kaksikute tüübid. Haiguste eelsoodumuse probleem. Riskitegurid. Genealoogiline meetod (sugupuu analüüs). Pärimise liigi määramise kriteeriumid.
Kaksikmeetod põhineb kaksikute fenotüübi ja genotüübi uurimisel, et määrata kindlaks keskkonnamõju määr erinevate tunnuste arengule. Kaksikute hulgas on ühemunakaksikud ja vennalikud kaksikud.
Identsed kaksikud moodustuvad ühest sügootist, mis lagunemise varases staadiumis jaguneb kaheks osaks. Sel juhul sünnib ühest viljastatud munast korraga mitte üks, vaid kaks embrüot. Neil on sama geneetiline materjal, nad on alati samast soost ja neid on kõige huvitavam uurida. Nende kaksikute sarnasus on peaaegu absoluutne. Väikesed erinevused võivad olla seletatavad arengutingimuste mõjuga.
Vennaskaksikud (mitteidentsed) moodustuvad erinevatest sügootidest kahe munaraku viljastamise tulemusena kahe spermaga. Nad ei ole üksteisega sarnasemad kui eri aegadel sündinud õed-vennad. Sellised kaksikud võivad olla samasoolised või vastassoolised.
Kaksikmeetod võimaldab määrata paaris tunnuse avaldumise astet, pärilikkuse ja keskkonna mõju tunnuste kujunemisele. Kõik erinevused, mis ilmnevad identsetel kaksikutel, kellel on sama genotüüp, on seotud välistingimuste mõjuga. Suurt huvi pakuvad juhtumid, kus selline paar läks lapsepõlves mingil põhjusel lahku ning kaksikud kasvasid üles ja kasvasid üles erinevates tingimustes.
Kaksikute uurimine võimaldab analüüsida erinevate genotüüpide arengut samades keskkonnatingimustes. Kaksikmeetod võimaldas kindlaks teha, et paljude haiguste puhul mängivad olulist rolli keskkonnatingimused, milles fenotüüp kujuneb.
Näiteks sellised tunnused nagu veregrupp, silmade ja juuste värv määratakse ainult genotüübi järgi ja need ei sõltu keskkonnast. Mõned haigused, kuigi need on põhjustatud viirustest ja bakteritest, sõltuvad teatud määral pärilikust eelsoodumusest. Sellised haigused nagu kõrgvererõhktõbi ja reuma on suuresti määratud välistegurite ning vähemal määral ka pärilikkuse poolt.
Seega võimaldab kaksikmeetod tuvastada genotüübi ja keskkonnategurite rolli tunnuse kujunemisel, mille puhul uuritakse ja võrreldakse ühe- ja kahekaksikute sarnasusastet (konkordantsi) ja erinevusi (diskordantsi).
Genealoogiline meetod seisneb sugupuude analüüsimises ja võimaldab määrata pärandi tüübi (domineeriv
retsessiivne, autosoomne või sooga seotud) tunnus, samuti selle monogeenne või polügeenne iseloom. Saadud teabe põhjal ennustatakse uuritava tunnuse avaldumise tõenäosust järglastel, millel on suur tähtsus pärilike haiguste ennetamisel.
Genealoogiline analüüs on kõige levinum, lihtsaim ja samas väga informatiivne meetod, mis on kättesaadav kõigile, kes tunnevad huvi oma esivanemate ja perekonna ajaloo vastu
Genealoogiline meetod
See meetod põhineb sugupuude koostamisel ja analüüsil. Seda meetodit on laialdaselt kasutatud iidsetest aegadest tänapäevani hobusekasvatuses, veiste ja sigade väärtuslike liinide valikul, tõukoerte saamisel, aga ka uute karusloomatõugude aretamisel. Euroopa ja Aasia valitsevate suguvõsade kohta on paljude sajandite jooksul koostatud inimeste suguvõsasid.
Inimese geneetika uurimismeetodina on saanud genealoogiline meetod
kehtima alles 20. sajandi algusest, mil sai selgeks, et analüüs
sugupuud, milles jälgitakse teatud tunnuse (haiguse) ülekandumist põlvest põlve, võivad asendada hübridoloogilise meetodi, mis inimesele tegelikult ei ole rakendatav. Tõuraamatute koostamisel on lähtekohaks inimene – proband,
kelle sugupuud uuritakse. Tavaliselt on selleks kas patsient või kandja
spetsiifiline tunnus, mille pärilikkust on vaja uurida. Kell
Põlvnemistabelite koostamisel kasutage väljapakutud kokkuleppeid
G. Yustom 1931. aastal (joon. 6.24). Põlvkondi tähistatakse rooma numbritega, antud põlvkonna üksikisikuid tähistatakse araabia numbritega. Genealoogilist meetodit kasutades saab kindlaks teha uuritava tunnuse pärilikkuse, samuti selle pärilikkuse tüübi (autosoomne dominantne, autosoomne retsessiivne, X-seotud dominantne või retsessiivne, Y-seotud). Kui analüüsida põlvnemist mitme tunnuse alusel
saab paljastada nende pärilikkuse seotuse, mida kasutatakse kromosoomikaartide koostamisel. See meetod võimaldab teil uurida mutatsiooniprotsessi intensiivsust, hinnata alleeli ekspressiivsust ja läbitungimist. Seda kasutatakse laialdaselt meditsiinilises geneetilises nõustamises järglaste ennustamiseks. Siiski tuleb märkida, et sugupuu analüüs muutub oluliselt keerulisemaks, kui peredes on vähe lapsi.
Tsütogeneetiline meetod
Tsütogeneetiline meetod põhineb inimese rakkude kromosoomide mikroskoopilisel uurimisel. Seda hakati inimgeneetika uuringutes laialdaselt kasutama alates 1956. aastast, mil Rootsi teadlased J. Tijo ja A. Levan, pakkudes välja uut meetodit kromosoomide uurimiseks, tegid kindlaks, et inimese karüotüübil on 46, mitte 48 kromosoomi.
varem kaalutud. Tsütogeneetilise meetodi rakendamise praegune etapp on seotud
töötas välja 1969. aastal T. Kasperson kromosoomide erineva värvimise meetod, mis laiendas tsütogeneetilise analüüsi võimalusi, võimaldades kromosoome täpselt tuvastada nendes peituvate segmentide jaotuse olemuse järgi. Tsütogeneetilise meetodi kasutamine võimaldab mitte ainult uurida kromosoomide normaalset morfoloogiat ja kariotüüpi tervikuna. organismi geneetilise soo määramiseks, kuid mis kõige tähtsam, erinevate kromosoomihaiguste diagnoosimiseks, mis on seotud kromosoomide arvu muutustega või nende struktuuri rikkumisega. Lisaks võimaldab see meetod uurida mutageneesiprotsesse kromosoomide tasemel ja
karüotüüp. Selle kasutamine meditsiinilises geneetilises nõustamises kromosoomihaiguste sünnieelse diagnoosimise eesmärgil võimaldab õigeaegse raseduse katkestamise kaudu vältida raskete arenguhäiretega järglaste ilmumist.
Tsütogeneetiliste uuringute materjaliks on erinevatest kudedest saadud inimese rakud - perifeerse vere lümfotsüüdid, luuüdi rakud, fibroblastid, kasvajarakud ja embrüokuded jne. Kromosoomide uurimisel on asendamatuks tingimuseks jagunevate rakkude olemasolu. Selliste rakkude otsene kättesaamine kehast on keeruline, seetõttu kasutatakse sageli kergesti ligipääsetavat materjali, näiteks perifeerse vere lümfotsüüte.
Tavaliselt need rakud ei jagune, kuid nende kultuuri spetsiaalne töötlemine fütohemaglutiniiniga viib nad tagasi mitootilisse tsüklisse. Jagunevate rakkude kuhjumine metafaasi staadiumis, mil kromosoomid on maksimaalselt spiraalikujulised ja mikroskoobi all selgelt nähtavad, saavutatakse kultuuri töötlemisel kolhitsiiniga või
koltsemiid, mis hävitab spindli ja takistab kromatiidide eraldumist.
Selliste rakkude kultuurist valmistatud määrde mikroskoopia võimaldab kromosoome visuaalselt jälgida. Metafaasiplaatide pildistamine ja sellele järgnev fotode töötlemine koos karüogrammide koostamisega, milles kromosoomid on paigutatud paaridesse ja jaotatud rühmadesse, võimaldab
määrata kromosoomide koguarv ja tuvastada muutused nende arvus ja struktuuris üksikutes paarides. Ekspressmeetodina sugukromosoomide arvu muutuste tuvastamiseks sugukromatiini määramise meetod põse limaskesta mittejagunevates rakkudes. Sugukromatiin ehk Barri keha moodustub naise keha rakkudes ühes kahest X-kromosoomist. See näeb välja nagu intensiivselt värvitud tükk, mis asub tuumamembraani lähedal. X-kromosoomide arvu suurenemisega organismi karüotüübis moodustuvad selle rakkudes Barri kehad koguses, mis on ühe võrra väiksem kui X-kromosoomide arv. Kell
X-kromosoomide arvu vähenemisega (monosoomia X) Barri keha puudub.
Meeste karüotüübis saab Y-kromosoomi tuvastada rohkem
ravi ajal intensiivne luminestsents võrreldes teiste kromosoomidega
nende kinakriin ja uuring ultraviolettvalguses.
Lühiajaliseks vaatluseks asetatakse rakud lihtsalt klaasklaasile vedelasse söötmesse; Kui on vaja rakkude pikaajalist jälgimist, kasutatakse spetsiaalseid kaameraid. Need on kas õhukese klaasiga kaetud aukudega lamedad pudelid või kokkupandavad lamedad kambrid.
Biokeemiline meetod
Erinevalt tsütogeneetilisest meetodist, mis võimaldab uurida kromosoomide struktuuri ja normaalset karüotüüpi ning diagnoosida pärilikud haigused, mis on seotud nende arvu muutumise ja organisatsiooni katkemisega, geenimutatsioonidest põhjustatud pärilikud haigused, samuti polümorfism
Normaalseid primaarseid geeniprodukte uuritakse biokeemiliste meetoditega. Esimest korda kasutati neid meetodeid geneetiliste haiguste diagnoosimiseks 20. sajandi alguses. Viimase 30 aasta jooksul on neid laialdaselt kasutatud mutantsete alleelide uute vormide otsimisel. Nende abiga on kirjeldatud üle 1000 kaasasündinud ainevahetushaiguse. Paljudel neist tuvastati primaarse geeniprodukti defekt. Selliste haiguste hulgas on kõige levinumad haigused, mis on seotud ensüümide, struktuuri-, transpordi- või muu defektiga
valkude struktuuri ja ringlevate valkude defektid tuvastatakse nende struktuuri uurides. Niisiis, 60ndatel. XX sajand Analüüs viidi lõpule (hemoglobiini 3-globiiniahelast, mis koosneb 146 aminohappejäägist. Inimestel tuvastati väga palju erinevaid hemoglobiine, mis on seotud muutustega selle peptiidahelate struktuuris, mis on sageli põhjuseks haigused määratakse kindlaks selle toimimisest tulenevate toodete sisalduse määramisega veres ja uriini ainevahetuses.
orav. Lõppprodukti defitsiit, millega kaasneb ainevahetuse vahe- ja lõpp-produktide kuhjumine, viitab ensüümi defektile või selle defitsiidile organismis. Pärilike ainevahetushäirete biokeemiline diagnostika viiakse läbi kahes etapis. Esimeses etapis valitakse välja oletatavad haigusjuhud, teises selgitatakse haiguse diagnoos täpsemate ja keerukamate meetodite abil. Biokeemiliste uuringute kasutamine haiguste diagnoosimiseks sünnieelsel perioodil või vahetult pärast sündi võimaldab õigeaegselt tuvastada patoloogia ja alustada spetsiifilisi meditsiinilisi meetmeid, nagu näiteks fenüülketonuuria puhul. Määrata lisaks kvalitatiivsetele ka vahe-, kõrvalsaaduste ja lõpp-ainevahetusproduktide sisaldust veres, uriinis või lootevees
Reaktsioonides teatud ainete spetsiifiliste reagentidega kasutatakse aminohapete ja muude ühendite uurimiseks kromatograafilisi meetodeid.
DNA uurimise meetodid geeniuuringutes
Nagu eespool näidatud, tuvastatakse primaarsete geeniproduktide häired biokeemiliste meetodite abil. Vastava kahjustuse lokaliseerimine pärilikkusaines endas saab välja selgitada molekulaargeneetika meetoditega. Meetodi väljatöötamine pöördtranskriptsioon Teatud valkude mRNA molekulidel olev DNA ja nende DNA-de hilisem reprodutseerimine viis selle ilmumiseni DNA sondid inimese nukleotiidjärjestuste erinevate mutatsioonide jaoks. Selliste DNA-sondide kasutamine hübridiseerimiseks patsiendi rakkude DNA-ga võimaldab tuvastada vastavaid muutusi patsiendi pärilikkusmaterjalis, s.t. diagnoosida teatud tüüpi geenimutatsioone (geenidiagnostika). Molekulaargeneetika viimaste aastakümnete oluliste saavutuste kallal on tööd tehtud järjestus - DNA nukleotiidjärjestuse määramine. See sai võimalikuks tänu avastusele 60ndatel. XX sajand ensüümid - restriktsiooniensüüm, eraldatud bakterirakkudest, mis lõikavad DNA molekuli fragmentideks rangelt määratletud kohtades. Looduslikes tingimustes
Restriktsioonigaasid kaitsevad rakku võõr-DNA tungimise eest selle geneetilisse aparatuuri ja paljunemise eest selles. Nende ensüümide kasutamine katsetes võimaldab saada lühikesi DNA fragmente, milles nukleotiidjärjestus on suhteliselt kergesti määratav. Molekulaargeneetika ja geenitehnoloogia meetodid võimaldavad mitte ainult diagnoosida mitmeid geenimutatsioone ja määrata nukleotiide
üksikute inimese geenide järjestust, aga ka neid paljundada (kloonida) ja saada suures koguses valke – vastavate geenide saadusi. Üksikute DNA fragmentide kloonimine viiakse läbi nende liitmise teel bakteriplasmiididesse, mis rakus autonoomselt paljunedes annavad suure hulga vastavate inimese DNA fragmentide koopiaid. Rekombinantse DNA järgnev ekspressioon bakterites tekitab vastava kloonitud inimese geeni valguprodukti. Seega on geenitehnoloogia meetodeid kasutades saanud võimalikuks saada inimese geenidest osa primaarseid geeniprodukte (insuliini).
Kaksikmeetod
See meetod seisneb tunnuste pärimise mustrite uurimises identsete ja vennaste kaksikute paarides. 1875. aastal tegi Galton ettepaneku hinnata pärilikkuse ja keskkonna rolli inimese vaimsete omaduste kujunemisel. Praegu kasutatakse seda meetodit uuringus laialdaselt
pärilikkus ja varieeruvus inimestel, et teha kindlaks pärilikkuse ja keskkonna suhteline roll erinevate, nii normaalsete kui patoloogiliste tunnuste kujunemisel. See võimaldab teil tuvastada tunnuse päriliku olemuse, määrata alleeli läbitungimise ja hinnata toime tõhusust
teatud välistegurite keha (ravimid, koolitus, haridus).
Meetodi olemus on võrrelda tunnuse avaldumist erinevates kaksikurühmades, võttes arvesse nende genotüüpide sarnasusi või erinevusi. Monosügootsed kaksikud,ühest viljastatud munarakust arenevad on geneetiliselt identsed, kuna neil on 100% samad geenid. Seetõttu on monosügootsete kaksikute seas
kõrge protsent kooskõlastatud paarid, milles mõlemad kaksikud arendavad seda tunnust. Postembrüonaalse perioodi erinevates tingimustes kasvanud monosügootsete kaksikute võrdlemine võimaldab tuvastada märke
mille kujunemisel mängivad olulist rolli keskkonnategurid. Nende märkide järgi on kaksikute vahel ebakõla, need. erinevusi. Vastupidi, kaksikute sarnasuste säilimine, hoolimata nende eksisteerimise tingimuste erinevustest, näitab tunnuse pärilikku konditsioneerimist.
Selle tunnuse paaripõhise kooskõla võrdlemine geneetiliselt identsetel ühe- ja disügootsetel kaksikutel, kellel on keskmiselt umbes 50% ühiseid geene, võimaldab objektiivsemalt hinnata genotüübi rolli tunnuse kujunemisel. Suur konkordantsus monosügootsete kaksikute paarides ja oluliselt madalam konkordantsus kahesügootsete kaksikute paarides näitavad nende paaride pärilike erinevuste tähtsust tunnuse määramisel. Konkordantsi määra sarnasus mono- ja
disügootsed kaksikud viitavad geneetiliste erinevuste ebaolulisele rollile ja keskkonna määravale rollile tunnuse kujunemisel või haiguse kujunemisel. Oluliselt erinevad, kuid üsna madalad vastavusmäärad mõlemas kaksikute rühmas võimaldavad hinnata pärilikku eelsoodumust keskkonnategurite mõjul areneva tunnuse tekkeks.
Kaksikute monosügootsuse tuvastamiseks kasutatakse mitmeid meetodeid. 1. Polüsümptomaatiline meetod kaksikute võrdlemiseks paljude morfoloogiliste tunnuste järgi (silmade pigmentatsioon, juuksed, nahk, juuksekuju ning pea- ja kehakarvade omadused, kõrvade, nina, huulte, küünte, keha kuju, sõrmemustrid ). 2. Kaksikute immunoloogilisel identiteedil põhinevad meetodid, mis põhinevad erütrotsüütide antigeenidel (ABO, MN, reesussüsteemid) ja seerumivalkudel (γ-globuliin). 3. Kõige usaldusväärsema monosügootsuse kriteeriumi annab
siirdamistest, kasutades ristkaksikute nahasiirdamist. (POLE KASUTATUD)
Rahvastikustatistika meetod
Rahvastikustatistika meetodil uuritakse pärilikke tunnuseid suurtes rahvastikurühmades, ühes või mitmes põlvkonnas. Selle meetodi kasutamise oluline punkt on saadud andmete statistiline töötlemine. Selle meetodi abil saate sageduse arvutada
erinevate geenialleelide ja nende alleelide erinevate genotüüpide esinemist populatsioonis, et selgitada välja erinevate pärilike tunnuste, sh haiguste jaotus selles. See võimaldab uurida mutatsiooniprotsessi, pärilikkuse ja keskkonna rolli fenotüübilise polümorfismi kujunemisel
inimene normaalsete omaduste järgi, samuti haiguste esinemisel, eriti päriliku eelsoodumusega. Seda meetodit kasutatakse ka geneetiliste tegurite olulisuse selgitamiseks antropogeneesis, eriti rassi kujunemises. populatsiooni geneetilise struktuuri selgitamise aluseks on seadusHardy-Weinbergi geneetiline tasakaal . See peegeldab mustrit vastavalt
mis teatud tingimustel püsib populatsiooni genofondis olevate geenialleelide ja genotüüpide suhe muutumatuna selle populatsiooni põlvkondade jooksul, omades andmeid esinemissageduse kohta
esinemine retsessiivse fenotüübi populatsioonis, millel on homosügootne genotüüp (aa), saame arvutada kindlaksmääratud alleeli (a) esinemissageduse antud põlvkonna genofondis. Hardy-Weinbergi seaduse matemaatiline avaldis on valem ( R A . +q a)^2, kus R Ja q- vastava geeni alleelide A ja a esinemissagedus. Selle valemi laiendamine võimaldab arvutada esinemissagedust
erinevate genotüüpidega inimesed ja ennekõike heterosügootid - varjatud kandjad
retsessiivne alleel: lk^2AA + 2pq Aa + q^2aa.
Modelleerimismeetod.
Meetod geneetiliste mustrite uurimiseks, kasutades bioloogilisi ja matemaatilisi mudeleid, organisme või populatsioone.
Bioloogiline modelleerimine– põhineb Vavilovi homoloogse pärilikkuse seeria seadusel. See põhineb asjaolul, et geneetiliselt lähedased perekonnad ja liigid on sarnase päriliku varieeruvuse seeriaga, sellise täpsusega, et teades muutusi ühes perekonnas või liigis saab ennustada teistes perekondades ja liikides esinemise põhjal.
Meetod põhineb inimese pärilike anomaaliate (mutantsete loomaliinide) mudelite loomisel eesmärgiga uurida pärilike haiguste etioloogiat ja patogeneesi. Nagu ka ravimeetodite väljatöötamine - bioloogiliste mudelite näited - hemofiilia koertel, huulelõhe närilistel, suhkurtõbi hamstritel, alkoholism rottidel. Kurttummus kassidel
Matemaatika modelleerimine - populatsioonide matemaatiliste mudelite loomine, et arvutada: geenide ja genotüüpide sagedused erinevate interaktsioonide ja keskkonnamuutustega, seotud pärilikkuse mõju paljude seotud geenide analüüsimisel, pärilikkuse ja keskkonna roll tunnuse kujunemisel. , haige lapse saamise oht
Täisteksti otsing:
Avaleht > Test > Bioloogia
Inimese pärilikkuse uurimise genealoogiline meetod
Praegu on meditsiinigeneetikal tohutult palju uurimismeetodeid, mis võimaldavad lahendada valdava enamuse praktilisi ja teoreetilisi probleeme. Paljudel neist meetoditest on juba pikk ajalugu (genealoogiline, tsütoloogiline, kaksik), teised tekkisid hiljuti, kuid on omandanud hindamatu tähtsuse nii teoorias kui praktikas (immunoloogiline, DNA-sondi diagnostika jne).
Inimese geneetika uurimine on seotud mitmete tunnuste ja objektiivsete raskustega:
hiline puberteet ja haruldased põlvkonnavahetused;
väike arv järglasi;
võimetus katsetada;
identsete elutingimuste loomise võimatus.
Tsütogeneetilised meetodid inimese geneetika uuringud põhinevad inimese karüotüübi (kromosoomikomplekt, kromosoomide omaduste kogum keharakkudes) uurimisel.
Inimrakkude uurimise etapid kunstlikul toitainekeskkonnal; spetsiaalsete manipulatsioonide läbiviimine, mille tulemusena kromosoomid "hajuvad" ja lamavad vabalt; kromosoomide värvimine; kromosoomide uurimine mikroskoobi all ja fotode tegemine; üksikute kromosoomide väljalõikamine ja kromosoomikomplekti üksikasjaliku kujutise konstrueerimine.
1970. aastatel töötati välja inimese kromosoomide diferentsiaalse värvimise meetodid, mis võimaldasid tuvastada genoomseid (näiteks Downi tõbi) ja kromosomaalseid (näiteks "kassi nutta" sündroom) mutatsioone.
On olemas FISH-meetodil põhinevad molekulaarsed tsütogeneetilised meetodid, mille abil saab määrata geenide lokaliseerumist kromosoomides ja kõiki kromosoomianomaaliaid.
Biokeemilised meetodid
Peaaegu kõiki inimkehas toimuvaid biokeemilisi reaktsioone, mis lõpuks moodustavad selle ainevahetuse, reguleerivad ensüümid. Inimese geneetika uurimise biokeemilised meetodid põhinevad ensüümsüsteemide aktiivsuse uurimisel. Aktiivsust hinnatakse kas ensüümi enda aktiivsuse või reaktsiooni lõppsaaduste arvu järgi, mida ensüüm kontrollib.
Kasutatakse mitmesuguseid uurimismeetodeid, sh kromatograafilisi, fluoromeetrilisi, radioimmunoloogilisi jne. Ensüümsüsteemide aktiivsuse uurimine võimaldab tuvastada geenimutatsioone, mis on ainevahetushaiguste, näiteks fenüülketonuuria, sirprakulise aneemia põhjuseks.
Biokeemiliste meetodite abil on võimalik tuvastada selliste haiguste nagu fenüülketonuuria, suhkurtõbi jne patoloogiliste geenide kandjaid.
Kaksikmeetod
1876. aastal tõi F. Galton meditsiinipraktikasse inimese geneetika uurimise kaksikmeetodi. See võimaldab teil määrata genotüübi (pärilike omaduste kogumi) ja keskkonna rolli haiguse tunnuste ilmnemisel.
On mono- ja kahesügootsed kaksikud.
Ühest viljastatud munarakust arenevad monosügootsed (identsed) kaksikud. Neil on sama genotüüp, kuid need võivad keskkonnategurite mõjul erineda fenotüübilt (arengu käigus genotüübi alusel kujunenud välis- ja sisetunnuste ja omaduste kogum).
Monosügootsetel kaksikutel on suur sarnasus omadustes, mis määratakse peamiselt genotüübi järgi: nad on alati samast soost, neil on samad veregrupid, sama silmade värv, samad mustrid sõrmedel ja peopesadel jne.
Disügootsed (vennalikud) kaksikud arenevad pärast samaaegselt küpsenud munarakkude viljastamist. Neil on erinevad genotüübid ja nende fenotüübilised erinevused on määratud nii genotüübi kui ka keskkonnateguritega.
Seega kasutatakse kaksikute sügootsuse määramiseks fenotüüpseid tunnuseid.
Kaksikute sarnasuse protsenti uuritava tunnuse osas nimetatakse vastavuseks ja erinevuse protsenti ebakõlaks.
Pärilikkuse ja keskkonna rolli hindamiseks haiguse arengus kasutatakse Holzingeri valemit:
KMB (%) - KDB (%) / 100% - KDB (%), kus H on pärilikkuse osakaal, KMB on monosügootsete kaksikute konkordants, KDB on kahesügootsete kaksikute konkordants.
Kui Holzingeri valemiga tehtud arvutuste tulemus läheneb ühele, siis peamine roll haiguse arengus on pärilikkusel. Ja vastupidi, kui tulemus kaldub nulli, mängisid keskkonnategurid suurt rolli.
Rahvastikustatistika meetod Inimese geneetika uurimine põhineb Hardy-Weinbergi seaduse matemaatilise väljenduse kasutamisel.
Tuleb see jõkke viia. Domineeriva geeni esinemissagedus populatsioonis, q puhul retsessiivse geeni esinemissagedus, p2 puhul domineerivate homosügootide sagedus, 2pq puhul retsessiivsete homosügootide esinemissagedus, 2pq puhul heterosügootide esinemissagedus.
Kõigi genotüüpide sageduste summaks tuleks võtta 1 (100%): p2 +2pq+q2=1 (100%).
Meetod võimaldab määrata geenide esinemissagedust genotüübis suurtes (üle 4,5 tuhande) populatsioonides.
Kaasaegsed pärilike ja kaasasündinud haiguste sünnieelse diagnoosimise meetodid.
Sünnieelne diagnoos on loote kaasasündinud või päriliku patoloogia sünnieelne määramine.
Organisatsioonilisest küljest tuleks kõiki rasedaid (ilma erinäidustusteta) uurida, et välistada pärilik patoloogia, kasutades sõeluuringumeetodeid (ultraheli, rasedate seerumi biokeemiline testimine).
Sünnituseelse diagnoosi näidustused on järgmised:
selgelt tuvastatud päriliku haiguse esinemine perekonnas;
ema vanus on üle 35 aasta, isa vanus üle 45 aasta;
X-seotud retsessiivse patoloogilise geeni olemasolu emal;
rasedad naised, kellel on anamneesis spontaansed abordid, teadmata päritolu surnultsündid, mitmete kaasasündinud väärarengute ja kromosoomianomaaliatega lapsed;
kromosoomide struktuursete ümberkorralduste olemasolu ühel vanemal;
mõlema vanema heterosügootsus autosomaalse retsessiivse haiguse korral.
Sünnieelses diagnostikas kasutatakse invasiivseid ja mitteinvasiivseid meetodeid.
Mitteinvasiivsete meetodite hulka kuuluvad:
loote ultraheliuuring vähemalt kaks korda (12-14 nädalat ja 20-21 rasedusnädalat). Ultraheli abil diagnoositakse jäsemete väärarenguid, neuraaltoru defekte, hüdro- ja mikrotsefaaliat, südamerikkeid ja neeruanomaaliaid;
biokeemilised meetodid hõlmavad alfafetoproteiini, inimese kooriongonadotropiini ja seondumata östradiooli taseme määramist rasedate naiste vereseerumis. Need meetodid tuvastavad väärarenguid, mitmikrasedusi, loote emakasisest surma, oligohüdramnioni, raseduse katkemise ohtu, loote kromosomaalseid haigusi ja muid patoloogilisi seisundeid. Uuringu optimaalne ajastus on 17-20 rasedusnädalat.
Invasiivne sünnieelne (prenataalne) diagnostika hõlmab meetodeid, mille käigus saadakse uurimiseks loote või ümbritsevate kudede ja struktuuride rakud. Selliste meetoditega kaasneb suurenenud raseduse katkemise ja sünnieelse loote surma oht. Raseduse enneaegse katkemise tõenäosus varieerub sõltuvalt uurimismeetodi tüübist ja jääb vahemikku 1–6%. Seetõttu saab invasiivset diagnostikat kasutada juhtudel, kui haige lapse saamise risk ületab raseduse ajal tekkivate tüsistuste võimaluse.
Lootekoe uurimise meetodeid täiustatakse pidevalt, et tagada pärilike haiguste varaseim, ohutum ja usaldusväärseim avastamine. Viimastel aastatel on kõige laialdasemalt kasutatud järgmisi invasiivseid diagnostikameetodeid:
amniotsentees on protseduur lootevee saamiseks, torgates lootekoti ultraheli juhtimisel läbi eesmise kõhuseina. Seda tehakse raseduse ajal 15-18 nädalat. Saadud looteveega tehakse järgnevad biokeemilised uuringud ja looterakud on materjaliks tsütogeneetiliseks uuringuks või DNA diagnostikaks. Diagnoosida saab kõiki kromosoomihaigusi ja mitmeid geenihaigusi. Looteveeuuringu tegemisel on võimalikud tüsistused (loote surm, emakaõõne infektsioon).
koorioni villuse biopsia tehakse 9-13 rasedusnädalal. Uuritav materjal on natiivsed rakud ja koorioni koe rakustruktuur. Koorioni villi rakud kannavad sama teavet, mis loote rakud. Tuvastada saab kromosomaalseid häireid ja üle 100 ainevahetushaiguse: galaktoseemia, II, III, IV tüüpi glükogenoos, Tay-Sachsi tõbi jne. Ligikaudu 2,5–3% juhtudest kutsub koorioni biopsia esile spontaanse abordi, loote surma või emakasisese infektsiooni.
kordotsentees. Meetod hõlmab vere võtmist loote nabanöörist ultraheli juhtimisel. See viiakse läbi 20-23 nädala jooksul ja seda saab kasutada ka emakasiseseks raviks - ravimite manustamiseks. Tüsistuste risk on umbes 2%. Seda meetodit kasutatakse kromosomaalsete haiguste, immuunpuudulikkuse, infektsioonide tuvastamiseks ja geenihaiguste DNA diagnostikaks.
fetoskoopia ja fetoamniograafia. Fetoskoopia hõlmab spetsiaalse seadme - fetoskoobi - sisestamist emakaõõnde, mis on loodud fiiberoptilise tehnoloogia alusel. Lisaks loote väliselt nähtavate defektide tuvastamisele võivad need uuringud läbi viia loote naha või maksa biopsia. Testi kasutatakse tavaliselt ainult raskete nahahaiguste (ihtüoos, bullosa epidermolüüs) diagnoosimiseks. Teostatakse raseduse teisel trimestril (18-24 nädalat), seda iseloomustab 6-8% tüsistuste risk.
Massilise sõeluuringu programmid.
Pärilike haiguste varajase diagnoosimise programm hõlmab pärilike ainevahetushaiguste massilist sõeluuringut (sõeluuringut) kõigil vastsündinutel.
Euroopa riikides tehakse masssõeluuringuid fenüülketonuuria, hüpotüreoidismi, kaasasündinud neerupealiste hüperplaasia, galaktoseemia ja tsüstilise fibroosi prekliiniliseks avastamiseks.
Valgevenes tehakse vastsündinute massilist fenüülketonuuria ja hüpotüreoidismi sõeluuringut peaaegu kõikjal.
Genealoogiline met od on üks esimesi meditsiinigeneetika teaduslikke uurimismeetodeid. See on sugupuude uurimise meetod, mille abil jälgitakse haiguse (tunnuse) levikut perekonnas või suguvõsas, mis näitab sugupuu liikmete vaheliste perekondlike sidemete tüüpi. Meetodit nimetatakse sageli kliinilis-genealoogiliseks, kuna me räägime patoloogiliste tunnuste (haiguste) uurimisest perekonnas kliinilise läbivaatuse tehnikate abil.
Praegu võimaldab meetod meil lahendada mitmeid olulisi küsimusi, eelkõige:
teha kindlaks, kas see sümptom või haigus on perekonnas isoleeritud või on selle patoloogia juhtumeid mitu;
tuvastab selle haiguse kahtlusega isikud ja koostab nende läbivaatuse plaani diagnoosi täpsustamiseks;
määrake kindlaks pärandi tüüp ja selgitage välja, millise liini kaudu, ema või isa poolt, haigus edasi kandub;
selgitada välja meditsiinilist geneetilist nõustamist vajavad isikud, määrata probandile ja tema haigetele lähedastele kliiniline prognoos, võttes arvesse haiguse tunnuseid ja selle geneetilisi iseärasusi;
töötada välja ravi- ja ennetusplaan, võttes arvesse haiguse individuaalseid ja perekondlikke iseärasusi;
ennustada päriliku patoloogia ilmnemise tõenäosust järgmistel põlvkondadel sõltuvalt pärilikkuse tüübist.
Kliinilis-genealoogilise meetodi puhul eristatakse kahte järjestikust etappi:
tõuraamatu ja selle graafilise esituse koostamine;
saadud andmete geneetiline analüüs.
Perekonna kohta teabe kogumine algab probandist – uuritavast, haigest või tervest. Tõuraamatu koostamisel kasutatakse tavaliselt sümboleid. Tõuraamatu koostamiseks on vaja andmeid probandi suguvõsa vähemalt 3-4 põlvkonna kohta. Vajalik on koguda teavet mitte ainult konkreetse haiguse või patoloogilise tunnuse esinemise kohta, vaid ka teavet kõigi pereliikmete seas esinevate haiguste, spontaansete abortide, surnult sündide ja varajase imikute suremuse kohta.
Tõuraamatu graafiline esitus (tutvustanud G. Just 1931. aastal, praegu kasutusel):
Uuritud vennad ja õed (õed), nende sama põlvkonna naised ja abikaasad asuvad sünnijärjekorras ühes reas vasakult paremale ja on tähistatud araabia numbritega;
põlvkondi tähistatakse rooma numbritega;
iga sugupuuga on kaasas selgitused (legend), mis näitavad andmeid konkreetse sugulase kohta, kelle kohta uuritakse; vanus; haigestunud isiku haiguse algus ja olemus; sugupuu liikme surma põhjus ja vanus surma hetkel; haiguste diagnoosimise meetodite kirjeldus ja muu teave.
Genealoogiline sugupuu analüüs hõlmab järgmist:
Tunnuse pärilikkuse kindlakstegemine. Kui välistada sarnaste välistegurite (fenokoopiate) mõju, siis võib mõelda haiguse pärilikkusele.
Pärimise tüübi kindlaksmääramine. Selleks kasutavad nad sugupuust saadud andmete töötlemisel geneetilise analüüsi põhimõtteid ja erinevaid statistilisi meetodeid.
Pärimisel on viis peamist tüüpi. Oleme arutanud autosomaalse dominantse, autosoom-retsessiivse, X-seotud dominantse ja X-seotud retsessiivse pärimise tüüpide kriteeriume (vt loeng nr 3).
Mitmefaktoriline pärand, kriteeriumid:
Kaasaegsed tehnikad uurimine psühhogeneetika isik
Abstraktne >> Bioloogia... pärilikkus ja keskkond vaimsete ja psühhofüsioloogiliste omaduste kujunemisel isik tegeleb psühhogeneetikaga. Eesmärk uurimine ... meetod ja takistus populatsiooni genofondi moodustamisel. 2.3. Genealoogiline meetod Genealoogiline meetod ...
kõrge sagedus elanikkonnas (suhkurtõbi, arteriaalne hüpertensioon jne);
G. Mendeli seaduste mittejärgimine;
erinevate kliiniliste vormide olemasolu;
mida harvemini haigus populatsioonis esineb, seda suurem on risk haige sugulastel haigestuda samasse vormi;
meetod ... MEETOD Biokeemilise abiga meetodid tuvastatakse suur rühm pärilik ...Genealoogiline meetod
Inimeste geneetiliste kalduvuste pärilikkuse tüübid ja avaldumisvormid on väga mitmekesised ning nende eristamiseks on vaja spetsiaalseid analüüsimeetodeid, ennekõike F. Galtoni pakutud genealoogilist meetodit.
Genealoogiline meetod või sugupuude uurimine hõlmab perekonna või suguvõsa tunnuse jälgimist, mis näitab sugupuu liikmete vahelise suhte tüüpi. Meditsiinilises geneetikas nimetatakse seda meetodit tavaliselt kliinilis-genealoogiliseks, kuna me räägime patoloogiliste tunnuste jälgimisest kliiniliste uurimismeetodite abil. Genealoogiline meetod on inimese geneetikas üks universaalsemaid meetodeid. Seda kasutatakse laialdaselt teoreetiliste ja praktiliste probleemide lahendamisel:
1) tuvastada tunnuse pärilikkus,
2) genotüübi pärilikkuse ja läbitungimise tüübi määramisel,
3) geenisideme tuvastamine ja kromosoomide kaardistamine,
4) mutatsiooniprotsessi intensiivsuse uurimisel,
5) geenide interaktsiooni mehhanismide dešifreerimisel,
6) meditsiinilise geneetilise nõustamise ajal.
Genealoogilise meetodi olemus taandub peresidemete selgitamisele ning lähedaste ja kaugemate otseste ja kaudsete sugulaste joonte väljaselgitamisele. Tehniliselt koosneb see kahest etapist: sugupuude koostamine ja genealoogiline analüüs.
Tõuraamatu koostamine
Perekonna kohta teabe kogumine algab probandist, kes on esimene, kes uurija tähelepanu alla sattus.
Sama vanemapaari (õed-vennad) lapsi nimetatakse õdedeks. Perekond kitsamas tähenduses ehk tuumaperekond viitab vanemapaarile ja nende lastele. Laiemat veresugulaste ringi tähistab paremini mõiste "klann". Mida rohkem põlvkondi on sugupuuga seotud, seda ulatuslikum see on. See toob kaasa saadud teabe ebatäpsuse ja sellest tulenevalt ka sugupuu kui terviku ebatäpsuse. Sageli ei tea inimesed isegi oma nõbude arvu, rääkimata nende ja nende laste omadustest.
Selguse huvides valmistage ette sugupuu graafiline esitus. Selleks kasutavad nad tavaliselt standardseid sümboleid. Kui sugupuus on palju kõne all olevaid tunnuseid, võite kasutada tähtede või tõmmete erinevusi märkide sees. Põlvnemisskeemiga on tingimata kaasas pildi all olevate sümbolite kirjeldus - legend, mis välistab väärtõlgenduste võimaluse.
Genealoogiline analüüs
Genealoogilise analüüsi eesmärk on tuvastada geneetilised mustrid.
1. etapp – tunnuse pärilikkuse kindlakstegemine. Kui sama tunnus esineb sugupuus mitu korda, siis võib mõelda selle pärilikkusele. Siiski on kõigepealt vaja välistada juhtumite eksogeense kuhjumise võimalus perekonnas või klannis. Näiteks kui sama patogeenne tegur mõjutas naist kõigi raseduste ajal, võib tal olla mitu samade kõrvalekalletega last. Või mõni tegur mõjutas paljusid pereliikmeid, on vaja võrrelda sarnaste välistegurite mõju. Genealoogilist meetodit kasutades kirjeldati kõiki pärilikke haigusi.
2. etapp – geeni pärilikkuse ja läbitungimise tüübi kindlaksmääramine. Selleks kasutatakse nii geneetilise analüüsi põhimõtteid kui ka sugupuu andmete töötlemise statistilisi meetodeid.
3. etapp – aheldusrühmade määramine ja kromosoomide kaardistamine, mis kuni viimase ajani põhines ainult genealoogilisel meetodil. Selgitatakse seotud tunnuseid ja ületamise protsessi. Seda soodustavad väljatöötatud matemaatilised meetodid.
4. etapp – mutatsiooniprotsessi uurimine. Seda kasutatakse kolmes suunas: mutatsioonide tekkemehhanismide, mutatsiooniprotsessi intensiivsuse ja mutatsioone põhjustavate tegurite uurimisel. Genealoogilist meetodit kasutatakse eriti laialdaselt spontaansete mutatsioonide uurimisel, kui on vaja eristada "juhuslikke" juhtumeid "perekondlikest".
5. etapp - geenide interaktsiooni analüüsi kliinilises geneetikas tegi S. N. Davidenkov (1934, 1947), tuginedes närvisüsteemi haiguste polümorfismi analüüsile.
6. etapp – meditsiinilises geneetilises nõustamises prognoosi tegemiseks ei saa ilma genealoogilise meetodita hakkama. Nad selgitavad välja vanemate homo- või heterosügootsuse ja arvestavad teatud omadustega laste saamise tõenäosusega.
Kaksikute uurimismeetod
Kaksikuuringud on inimese geneetika üks peamisi meetodeid. On olemas identsed kaksikud, kes tekivad ühest munarakust, mis on viljastatud ühe spermaga. Need tekivad sügoodi jagunemise tõttu kaheks geneetiliselt identseks ja alati samasooliseks embrüoks.
Vennaskaksikud arenevad erinevatest munarakkudest, mis on viljastatud erinevate spermatosoididega. Nad on geneetiliselt erinevad, nagu samade vanemate vennad ja õed.
Kaksikmeetodit kasutades saate uurida:
1) Pärilikkuse ja keskkonna roll organismi füsioloogiliste ja patoloogiliste omaduste kujunemisel. Eelkõige teatud haiguste päriliku edasikandumise uurimine inimestelt. Pärilikke haigusi põhjustavate geenide ekspressiivsuse ja läbitungimise uurimine.
2) Konkreetsed tegurid, mis suurendavad või nõrgendavad väliskeskkonna mõju.
3) Tunnuste ja funktsioonide korrelatsioon.
Kaksikmeetodi roll on eriti oluline “genotüübi ja keskkonna” probleemi uurimisel.
Tavaliselt võrreldakse kolme kaksikute rühma: DB samades tingimustes, OB samades tingimustes, OB erinevates tingimustes.
Kaksikute uurimisel määratakse teatud tunnuste kokkulangevuse sagedus ja aste (konkordantsus).
Uurides pärilikkuse rolli konkreetse tunnuse tekkes, tehakse arvutus K. Holzingeri valemi abil.
Pärilikkuse koefitsient - H
H = % sarnasus OB - % sarnasus RB
100 - % sarnasus RB
Kui H = 1, on kogu populatsiooni varieeruvus tingitud pärilikkusest.
Kui H = 0, on kõik varieeruvus põhjustatud keskkonnateguritest. Keskkonna C mõju väljendatakse valemiga:
kus H on pärilikkuse koefitsient. Näiteks monosügootsete (identsete) kaksikute konkordantsus on 3%.
Siis H = 67 – 3 = 64 = 0,7 või 70%. C = 100–70 = 30%
Seega on see omadus 70% pärilikkusest ja 30% keskkonnategurite mõjust.
Veel üks näide. Veregruppidel ABO süsteemi järgi on OB = 100%, s.o. sõltub täielikult pärilikkusest.
Veregruppide ja teatud haiguste kokkulangemise sagedus kaksikutel (%)
|
Märgid või haigused |
|||
| ABO veregrupid | |||
| leetrid | |||
| läkaköha | |||
| skisofreenia | |||
| notsu | |||
| epilepsia | |||
| Kaasasündinud püloori stenoos |
Dermatoglüüfi meetod
See on teadus, mis uurib inimese sõrmeotste, peopesade ja taldade nahajooni moodustavate mustrite pärilikku määramist.
Selgus, et igal rahval, igal rassil, igal inimesel on oma eripärad ja peopesades on need rangelt individuaalsed. Seda märkas esimesena F. Galton, kes soovitas Inglise kriminaalpolitseil kurjategijaid sõrmejälgede abil tuvastada.
Dermatoglüüfiuuringud on olulised kohtuekspertiisis, kaksikute sügootsuse määramisel, mitmete pärilike haiguste diagnoosimisel, aga ka mõnel juhul vaidlustatud isaduse puhul.
Palmireljeef on väga keeruline. See sisaldab mitmeid välju, padjandeid ja palmijooni. Peopesal on 11 padjakest, need on jagatud 3 rühma:
1) viis terminali (epikaalset) padjakest sõrmede terminali falangetel.
2) neli sõrmedevahelist plaati, mis asuvad sõrmedevaheliste ruumide vastas.
3) kaks peopesa proksimaalset padjakest thenar ja hüpotenaar. Pöidla põhjas on thenar, peopesa vastasservas hüpotenaar.
Padjandite kõrgeimates kohtades on nähtavad naharihmad. Need on epidermise lineaarsed paksenemised, mis on modifitseeritud nahasoomused. Nahaharjad tekivad ojadena nii peopesadele kui ka sõrmepatjadele. Nende voolude kohtumispunktid moodustavad triradii või deltad.
Kammimustreid uuritakse tavaliselt suurendusklaasi all. Mustrid trükitakse trükivärviga puhasvalgele, eelistatavalt kaetud paberile või tsellofaanile. Nii sõrmeotstes kui ka peopesa eminentsides võib täheldada mitmesuguseid papillaarseid mustreid lokkide, aasade ja kaare kujul, mis on avatud ulpa- või radiaalsetele külgedele. Sageli on siis kaared ja hüpotenar. Sõrmede kesk- ja põhifalangetel jooksevad üle sõrmede kammkarbi jooned, moodustades erinevaid mustreid - sirgeid, poolkuukujulisi, lainelisi, kaarekujulisi ja nende kombinatsioone. Keskmiselt on ühel sõrmel 15-20 kammkarpi.
Peopesa muster:
1 – põiki proksimaalne soon, 4 sõrme survejoon
2 - põiki keskmine soon, 3 sõrme pressimise joon
3 – põikisuunaline distaalne soon, 2 sõrme survejoon
4 – pöidlasoon
5 – pikisuunaline mediaansoon randmest kuni 3. sõrme põhjani
6 – pikisuunaline vahesoon randmest kuni 4. sõrme aluseni
7 – küünarluu pikisuunaline soon, randmest kuni 5. sõrme põhjani
1 – Patau sündroom
2 - Downi sündroom
3 - Shereshevsky-Turneri sündroom
4 - normaalne
5 – Klinefelteri sündroom
Peopesa nahareljeefi uurimisel uuritakse järgmist:
1) Peopesa põhijoonte kulg A, B, C, D 1,2,3,4,5,6,7.
2) Palmarmustrid thenaril ja hüpotenaril.
3) Sõrmemustrid (mustrite kuju, kammide loendamine)
4) Aksiaalsed kolmraadiused.
Sarnased uuringud tehakse jalataldadel. Peamise palmijoone D suund on vanematel ja nende lastel sama.
Kromosomaalsete haigustega (Downi tõbi, Klinefelteri sündroom) patsientidega läbi viidud uuring näitas, et ei muutu mitte ainult sõrmede ja peopesade muster, vaid ka peopesade naha peamiste painutussoonte olemus.
Dermatoglüüfilised kõrvalekalded on mõnevõrra vähem väljendunud patsientidel, kellel on arengudefektid, nagu kaasasündinud südame- ja suurte veresoonte defektid, pehme- ja kõvasuulaelõhe, ülahuul jne.
Muutused sõrmede ja peopesade olemuses on tuvastatud pidalitõve, skisofreenia, suhkurtõve, vähi, reuma, lastehalvatuse ja teiste haiguste korral.
Tsütogeneetiline meetod
See meetod võimaldab mikroskoobi abil uurida raku struktuure – kromosoome. Mikroskoopia abil uuriti inimkeha karüotüüpi (keharakkude kromosoomikomplekti). On kindlaks tehtud, et paljud haigused ja arengudefektid on seotud kromosoomide arvu ja nende struktuuri rikkumisega. See meetod võimaldab uurida ka mutageenide mõju kromosoomide koostisele ja struktuurile. Tsütogeneetiline meetod on seotud ajutiste koekultuuride (tavaliselt leukotsüütide) kasvatamisega ja metafaasiliste tuumade saamisega lühendatud, paksenenud kromosoomidega, mille jagunemine peatatakse metafaasiplaadi staadiumis kolhitsiiniga. Kui sugukromosoome uuritakse karüotüübis, siis see meetod võimaldab uurida sugukromatiini somaatilistes rakkudes.
Somaatiliste rakkude hübridisatsioon
Hübriidrakkudel on teatud omadused, mis võimaldavad määrata geeni lokalisatsiooni või geenisidemeid. Inimese kromosoomide kadumine teatud tüüpi hübriidrakkudest võimaldab toota kloone, millel puudub spetsiifiline kromosoom. Kõige levinumad on inimese ja hiire somaatiliste rakkude hübriidid.
Biokeemilise geneetilise markeri olemasolu jälgimine hübriidkloonides inimese kromosoomide elimineerimise ajal võib viia geeni asukoha tuvastamiseni, kui tunnus kaob rakkudest niipea, kui need on teatud kromosoomidega asendatud. Suure hulga kloonide tsütogeneetiline analüüs ja tulemuste võrdlemine suure hulga geneetiliste markerite olemasoluga võimaldab tuvastada seotud geene ja nende lokaliseerimist. Lisaks kasutatakse teavet translokatsioonide ja muude kromosomaalsete kõrvalekalletega puuetega inimeste kloonide kasutamisel.
Selle meetodiga tehti kindlaks fosfoglütseraatkinaasi geeni lokaliseerimine X-kromosoomi pikas harus, s.o. hübriidrakkude koht võimaldab teil tuvastada:
1) geeni lokaliseerimine
2) geeniside
3)kromosoomide kaardistamine
Hübriidsete somaatiliste rakkude meetodi abil on tuvastatud üle 160 lookuse.
Ontogeneetiline meetod
Võimaldab uurida mis tahes märgi või haiguse avaldumismustreid individuaalse arengu protsessis. Inimese arenguperioode on mitu. Antenataalne (areng enne sündi) ja postnataalne. Enamik inimese omadusi kujuneb sünnieelse perioodi morfogeneesi faasis. Sünnitusjärgse perioodi morfogeneesi faasis lõpeb ajukoore ja mõnede teiste kudede ja elundite moodustumine, moodustub organismi immunoloogiline süsteem, mis saavutab kõrgeima arengu 5-7 aastat pärast lapse sündi. Postmorfogeneetilisel perioodil tekivad sekundaarsed seksuaalomadused.
Morfogeneetilise perioodi jooksul toimuvad geeniaktiivsuse muutused kahte tüüpi:
1) geenide sisse- ja väljalülitamine
2) geenide toime tugevnemine ja nõrgenemine
Postmorfogeneetilisel arenguperioodil esimest tüüpi geenide aktiivsuse muutus peaaegu puudub - näiteks geenid, mis määravad sekundaarsed seksuaalomadused ja teatud pärilike haiguste arengu. Geenide väljalülitamine sel perioodil on olulisem. Paljude melaniini tootmisega seotud geenide aktiivsus on alla surutud (mille tulemuseks on halliks muutumine), samuti geenide, mis on seotud γ-globuliinide tootmisega (suurenenud vastuvõtlikkus haigustele). Paljud geenid on alla surutud närvisüsteemi rakkudes, lihasrakkudes jne.
Geeni represseerimine toimub transkriptsiooni, translatsiooni ja järeltõlke tasandil. Geeniaktiivsuse muutumise peamine tüüp selles etapis on aga geenide toime tugevnemine ja nõrgenemine. Geeni domineerimine võib muutuda, põhjustades muutusi välistes omadustes, eriti puberteedieas. Suguhormoonide suhe ja vastavalt ka sooomadused muutuvad. Vanusega võivad repressiivsed geenid teatud tunnuse arengut oluliselt mõjutada. Näiteks fenüülketonuuria geen heterosügootses olekus muudab inimese psüühikat.
Rahvastikustatistika uurimismeetod
See on meetod teatud geenide ja vastavate tunnuste matemaatiliseks loendamiseks teatud populatsioonides. Selle meetodi teoreetiline alus on Hardy-Weinbergi seadus.
See meetod näitas, et kõik inimpopulatsiooni geenid võib nende esinemissageduse järgi jagada kahte kategooriasse:
1) millel on universaalne jaotus, mis hõlmab enamikku geene. Näiteks värvipimeduse geen esineb 7% meestest ja üle 13% naistest. Amaurootilise idiootsuse geen, mida leidub Euroopa elanikkonnas sagedusega 4 10 000 elaniku kohta.
2) geenid, mida leidub valdavalt teatud piirkondades. Näiteks sirprakuline geen on levinud riikides, kus malaaria on lokkav. Kaasasündinud puusaliigese nihestuse geen, mille kontsentratsioon on kõrge meie riigi kirdeosa aborigeenidel.
Simulatsiooni meetod
N. I. Vavilovi homoloogiliste seeriate seadus (geneetiliselt lähedased liigid ja perekonnad on sarnase päriliku varieeruvuse seeriaga) võimaldab teatud piirangutega ekstrapoleerida katseandmeid inimestele.
Päriliku haiguse bioloogiline loommudel on sageli uurimistöö jaoks mugavam kui haige inimene. Selgus, et loomadel on nagu inimestelgi umbes 1300 pärilikku haigust. Näiteks hiirtel – 100, krokodillidel – 50, rottidel – 30. Kasutades koerte hemofiilia A ja B mudelit, näidati, et seda põhjustab X-kromosoomis paiknev retsessiivne geen.
Lihasdüstroofia modelleerimine hiirtel, hamstritel ja kanadel on võimaldanud mõista selle haiguse patogeneetilist olemust. Selgus, et see haigus ei mõjuta närvisüsteemi, vaid otseselt lihaskiude.
Galaktoseemia esialgsed mehhanismid selgitati Escherichia coli mudeli abil. Nii inimestel kui ka bakteritel põhjustab võimetust galaktoosi metaboliseerida sama pärilik defekt – aktiivse ensüümi – galaktoos-1-fosfatiluridüültransferaasi puudumine.
Immunoloogiline uurimismeetod
See meetod põhineb inimkeha rakkude ja vedelike - vere, sülje, maomahla jne - antigeense koostise uurimisel. Kõige sagedamini uuritakse vererakkude antigeene: punaseid vereliblesid, leukotsüüte, trombotsüüte ja verevalke. Erinevat tüüpi punaste vereliblede antigeenid moodustavad veregrupisüsteeme.
Kahekümnenda sajandi alguses näitasid K. Landsteiner ja J. Jansky, et olenevalt punaste vereliblede ja vereplasma vaheliste reaktsioonide iseloomust võib kõik inimesed jagada 4 rühma. Hiljem tõestati, et need reaktsioonid toimuvad erütrotsüütide valkainete, mida nimetati aglutinogeenideks, ja vereseerumi valkude vahel, mida nimetati aglutiniinideks.
Veregrupid määravad lipiidide ja valgufraktsioonid sisaldavad antigeenid, mis paiknevad punaste vereliblede pinnal. Antigeeni valguosa kontrollib geen, mis toimib punaste vereliblede arengu algfaasis. Antigeenid on iga veregrupi jaoks spetsiifilised.
Kokku on praeguseks teada 14 erütrotsüütide veregrupisüsteemi, mis sisaldavad enam kui 100 erinevat antigeeni. ABO veregrupisüsteemis moodustuvad punaste vereliblede pinnal geenialleelide I a, I b kontrolli all kaks antigeeni.
Bernstein näitas 1925. aastal, et on olemas kolmas alleel Io, mis ei kontrolli antigeeni sünteesi. Seega on ABO veregrupisüsteemis kolm alleeli, kuid igal inimesel on neid vaid kaks. Kui kujutate võimalikud isas- ja naissugurakud Punnetti ruudustikus, saate jälgida, millised veregruppide võimalikud kombinatsioonid järglastel on.
ABO veregrupid järglastel sõltuvalt vanemate veregruppidest
Immunoloogilisi meetodeid kasutatakse patsientide ja nende lähedaste uurimiseks immuunpuudulikkuse kahtluse korral (agammaglobulineemia, disgammaglobulineemia, ataksia-telangiektaasia jt), ema ja loote antigeense kokkusobimatuse kahtluse korral, elundite ja kudede siirdamisel, tõelise suguluse tuvastamisel, meditsiinilise geeninõustamise korral vajadusel uurida geneetilisi markereid geenide seotuse diagnoosimisel või päriliku eelsoodumuse määramisel haigustele, kaksikute sügootsuse tuvastamisel.
Veregrupi määramine on praktilise tähtsusega mitmesugustes geneetilistes uuringutes:
1) sügootsete kaksikute rajamisel
2) geenide seose tuvastamisel.
3) kohtuarstlikul ekspertiisil isaduse või emaduse vaidlustamise korral. Teatavasti ei saanud lapsel tekkida antigeene, mida vanematel ei ole.
M-veregrupi süsteemi avastasid K. Landsteiner ja I. Levin 1927. aastal (vastavate antigeenide vastaseid antikehi selles rühmas ei toodeta). Süsteemis on kaks alleeli M, N.
M- ja N-faktoreid määravad geenid on kodominantsed, st. kui nad kokku saavad, ilmnevad mõlemad. Seega on olemas homosügootsed genotüübid MM ja NN ning heterosügootne MN. Euroopa populatsioonides leidub genotüüpe MM ligikaudu 36%, NN 16% ja MN 48%.
Ja geenid vastavalt:
M = 36 + 48/2 = 60%
N = 16 + 48/2 = 40%
Rh tegur
Nagu teadlaste uuringud on näidanud, on 85% eurooplastest erütrotsüütide antigeen, mis on ühine reesusahvide antigeeniga. 15% inimestest ei ole punaste vereliblede pinnal Rh-antigeene.
Rh-rühma antigeenide süsteem on väga keeruline. Eeldatakse, et Rh-antigeene kontrollivad kolm tihedalt seotud lookust C, D ja E kahel kromosoomil ning need päranduvad domineerivalt. Seetõttu on iga lookuse jaoks võimalik kolm genotüüpi: homosügootne Rh-positiivne, heterosügootne Rh-positiivne ja homosügootne Rh-negatiivne.
Kõige immunogeensem on antigeen D. Antigeenid C ja E on vähem aktiivsed.
1962. aastal tehti kindlaks erütrotsüütide isoantigeeni Xd olemasolu, mis edastatakse sugu-X kromosoomi kaudu. Selle antigeeni põhjal võib kõik inimesed jagada X d -positiivseteks ja X d -negatiivseteks. Xd-positiivsete naiste hulgas on 88% ja meeste seas 66%. Kui mõlemad vanemad on X d -negatiivsed, on kõik nende lapsed (nii tüdrukud kui poisid) X d -negatiivsed. Kui isa on Xd-positiivne ja ema Xd-negatiivne, on nende tütred Xd-positiivsed ja pojad Xd-negatiivsed. Kui ema on X d -positiivne ja isa X d -negatiivne, siis on nende pojad X d -positiivsed, st. ristuva pärandi tüüp. Tütred võivad olla kas Xd-positiivsed või Xd-negatiivsed, olenevalt ema homosügootsusest. Geen X d - rühm paikneb X-kromosoomi lühikeses harus. X d süsteemi kasutatakse aneuploidiate (X-kromosoomide ebanormaalne arv X-trisoomiaga lapsel, Klinefelteri sündroomi, Shereshevsky-Turneri sündroomiga jne) uurimiseks. Eeldatakse, et X d -sobimatus ema ja loote vahel (ema on X d -negatiivne ja loode on X d -positiivne) viib tüdrukute sündide sageduse vähenemiseni.
Biokeemiline meetod
See võimaldab ühelt poolt uurida DNA kogust inimese rakkudes normaalsetes ja patoloogilistes tingimustes ning teisest küljest määrata pärilikke metaboolseid defekte, kasutades:
1) biokeemiliste reaktsioonide tulemusena tekkiva ebanormaalse valgu (struktuurvalgud või ensüümid) määramine;
2) ainevahetuse vaheproduktide määramine, mis ilmnevad otsese metaboolse reaktsiooni geneetilise blokaadi tulemusena.
Näiteks fenüülketonuuria puhul ei muutu aminohape fenüülalaniin türosiiniks. Selle kontsentratsioon veres suureneb ja türosiini kontsentratsioon väheneb. Fenüülalaniin muundatakse fenüülpüroviinhappeks ja selle derivaatideks – fenüüllakti-, fenüüläädik- ja fenüülatsetüülglutamiinhappeks.
Need ühendid tuvastatakse patsiendi uriinis raud(III)kloriidi FeCl3 või 2,4-dinitrofenüülhüdrasiini abil.