Druhy dedičstva. Monogénna dedičnosť
Teoreticky môžu byť jedinci s dominantným znakom homozygotní alebo heterozygotní. Avšak, pokiaľ ide o choroby, ktoré majú dominantné dedičnosti, to je zvyčajne znamenalo heterozygotov ako homozygotov pre každú dominantné ochorenie zomrie v ranom ontogenézy a v dospelosti, spravidla nedochádza.
Pozitívne dominantné znaky v prípade dominantného dedičstva môžu byť homozygotné a heterozygotné. Sú vybrané a uložené v potomstve. Preto sa jednotlivci, ktorí majú škodlivý dominantný znak, považujú za heterozygov. Pri tvorbe zárodočných buniek danej osoby bude polovica gamét obsahovať normálny gén a druhá polovica bude patologická. Ak chcete diskutovať o mechanizmoch prenosu dominantnej choroby u potomstva, zvážte rôzne prípady kombinácií génov pomocou písmenových symbolov. Patologický gén označujeme veľkým písmenom D a jeho normálnou alelou malým písmenom D. Genotyp študovaného jedinca pre tento gén môže byť napísaný ako DD.
Keď študovaná osoba vstúpi do manželstva s jednotkou, ktorá je normálna pre daný znak (dd), možno očakávať ďalšie rozdelenie potomstva z tohto manželstva.
Polovica detí (50%) zdedí chorobu od svojho rodiča a samozrejme ju môže preniesť na polovicu svojich detí. Zdraví súrodenci môžu mať zdravé potomstvo. Možno sa však ukáže, že všetky deti budú mať len vadnú alelu. Naopak, ak zdedia len zdravú alelu, potom v tejto rodine bude odstránený patologický gén, bude odstránený. Avšak vo všetkých prípadoch sa patologický gén prejavuje vo fenotype (preniká). Závisí to od vplyvu iných nealkoholových génov a vonkajšieho prostredia. Pri 100% penetrácii je frekvencia prejavov dominantného génu 0,5 (alebo 50%). Penetrácia rôznych génov rôznych chorôb odlišné. Pre mnohé ochorenia sa stanovuje na základe veľkého počtu pozorovaní pacientov, ale môže sa vypočítať pre každú rodinu. V prípade dominantného dedičstva by sa malo očakávať polovica (50%) detí s týmto zdedeným ochorením. Potom sa penetrácia tohto patologického génu rovná podielu od delenia počtu postihnutých ľudí očakávaným počtom postihnutých. Napríklad v niekoľkých rodinách, kde mal jeden z manželov rovnakú chorobu, sa narodilo 60 detí, 10 z nich zdedilo rovnakú chorobu ako jeden z rodičov. Potom sa penetrácia génu rovná alebo 0,33 (alebo 33%). Preto pravdepodobnosť opätovného narodenia dieťaťa pacienta s dominantným ochorením u týchto rodín nie je 0,5, ale 0,5 x 0,33 = 0,165 alebo 16,5%.
Je tiež známe, že nie všetky choroby v prípade dominantného dedičstva sa vyskytujú ihneď po narodení dieťaťa. Pre mnohé dominantné dedičné choroby existujú kritické obdobia (kritický vek), v ktorých sa prevažne prejavujú. Napríklad, Huntingtonova chorea sa vyskytuje vo veku 35-40 rokov. Myotónia, ochorenie polycystických obličiek je neskoro.
V tomto prípade genealogická štúdia zohľadňuje všetky osoby, ktoré prešli kritickým vekom, a polovicu všetkých, ktorí sú v kritickom veku podľa Ryudinovho vzorca.
Dominantné znaky sa prenášajú vertikálne - od otca (matky) po syna (dcéra), vnuka (vnučka). Ak je choroba prenášaná vertikálne v každej generácii, čo naznačuje dominantné dedičstvo. Tento druh dedičstva je teda určený.
Hlavné kritériá rôznych typov následné dedičstvo. Keď je autozomálne dominantným typom dedičnosti mutovaného génu vykonávaný znamenie v heterozygotným stave, to znamená, že pre vývoj choroby je dosť zdedí mutovanú alelu od jedného rodiča. Pre tento typ dedičstva (ako pre autozomálny typ ako celok) existuje rovnaká pravdepodobnosť výskytu tohto znaku u mužov a žien. Väčšina chorôb tohto typu s prejavmi heterozygotov nespôsobuje vážne poškodenie ľudského zdravia a vo väčšine prípadov neovplyvňuje reprodukčnú funkciu. Homozygóti nie sú spravidla životaschopní, choroba sa vyskytuje v každej generácii. Vzhľadom k tomu, že mutantný gén chorého rodiča sa nachádza v polovici génov, ktoré sa môžu oplodniť rovnako s normálnymi bunkami, pravdepodobnosť ochorenia u detí je 50%. Pri analýze rodokmeňov však treba pamätať na možnosť neúplnej penetrácie dominantnej alely v dôsledku interakcie génov alebo environmentálnych faktorov. Všetky fenotypicky zdravé deti budú zdravé a geneticky, ak je dokončená penetrácia mutantného génu. V prípade nízkej penetrácie niektorých generácií sa nezobrazujú patologické znaky. Treba tiež poznamenať, že niektoré choroby sa nevyskytujú od okamihu narodenia, ale len v určitom veku. To vytvára určité ťažkosti pri určovaní druhu dedičstva. Najčastejšie sa stretávame v klinickej praxi po ochorení s Autozomálna dominantnou spôsob dedičnosti: neurofibromatóza (Recklinghausene choroba), Marfanov syndróm (asi 30% penetrácia), miotiká dystrofia, Huntingtonovej choroby, Ehlers-Danlosův syndróm.
Pri autozomálnom recesívny typ dedičný mutantný gén sa implementuje v znakoch v homozygotnom stave. Heterozygóty sa klinicky nelíšia od zdravých jedincov. Na fenotypovo normálne rodičia, ale majú ustupujúce gén patologické známky, je pravdepodobnosť narodenia chorého dieťaťa je 25%, ďalších 25% bude zdravý a fenotypovo aj geneticky, a druhá polovica bude heterozygotná prenášačmi patologických príznakov, rovnako ako ich rodičia. Pravdepodobnosť ochorenia chlapcov a dievčat je rovnaká. V rodokmeňu s autozomálnym recesívnym dedičstvom sa choroba môže prejaviť v jednej alebo viacerých generáciách. Manželstvá heterozygotov (zdravých) s homozygotmi (pacientmi) sa nachádzajú hlavne medzi dedičnými sobášmi. Pravdepodobnosť výskytu chorých detí sa zvyšuje až o 50%. Manželstvo, keď sú obaja rodičia homozygotní, je pomerne zriedkavé. Všetky deti v týchto rodinách budú homozygotné, a preto choré. To znamená, že výskyt ochorení, dedičná autozomálne recesívnym spôsobom, v závislosti od koncentrácie recesívneho génu v populácii a je v priamom pomere k rozsahu mutantního génu. Frekvencia recesívnych dedičných ochorení v izolátoch a medzi populáciou s vysokým percentom dedičných sobášov je zvlášť zvýšená. Medzi najčastejšie ochorenia s autozomálne recesívne spôsob dedičnosti sú cystická fibróza, fenylketonúria, galaktosémia, kongenitálna adrenálna hyperplázia, mukopolysacharidózy.
Charakteristiky chorôb súvisiacich s pohlavím, pretože ženy majú dva X chromozómy a muži majú jednu. Žena dostane dva z jej X chromozómov a zodpovedajúce gény, a to od jej otca aj od svojej matky, a človek zdedí len jeho chromozóm X od svojej matky. Žena zdedil od jedného rodiča abnormálneho génu je heterozygotné, a človek - hemizygotní, pretože gény umiestnené na chromozóme X majú alely v chromozóme Y. Z tohto hľadiska sa v populácii s rôznymi pravdepodobnosťami u mužov a žien vyskytujú znaky zdedené X-viazaným typom. Dedičstvo spojené s pohlavnými chromozómami je dominantné a recesívne (zvyčajne recesívne). S dominantným dedičstvom viazaným na X je toto ochorenie dvakrát častejšie u žien kvôli väčšej možnosti získať patologickú alelu buď od otca alebo matky. Muži môžu dediť tento gén iba od matky. Ženy s týmto druhom dedičstva prenášajú patologické znamenie rovnako ako dcéry a synovia. Muž v prípade dominantného mutovaného génu spojeného s X chromozóm, patologický znak vysiela všetky dcéry, takže sa dostanú na chromozóm X, synovia sú zdravé, pretože X chromozóm nie sú dedí z otca. V priemere ženy trpia menej vážne ako muži. Okrem toho je ochorenie v klinickom priebehu u heterozygotných žien viac variabilné. Podľa X-viazaná dominantný typ Rezistencia rakoviny D (dedičná hypofosfatémia) sa zdedí. V niektorých ochorení, je smrť-gemizigot muža v raných fázach ontogenézy (močový pigment syndróm, Gorlin-Goltz syndróm, roto-face-prst syndróm). Potom v rodokmeňoch medzi postihnutými by mali byť len ženy, u potomstva ktorých pomer chorých dcér, zdravých dcér a zdravých synov je 1: 1: 1.
V prípade recesívnej dedičnosti viazanej na X sa choroba prevažne prejavuje u hemizygotných samcov. Ženy sú takmer vždy heterozygotné, a preto sú fenotypicky zdravé a nosia. Choroba u žien sa prejavuje iba v homozygotnom stave, ktorého pravdepodobnosť je vysoká v úzko súvisiacich manželstvách. Častejšie je manželstvo fenotypicky zdravých rodičov, keď je matka heterozygotným nosičom mutantného génu. V takejto rodine sa choroba prenáša na polovicu synov. Dcéry sú fenotypicky zdravé, ale polovica z nich sú heterozygotné nosiče mutantného génu. X-viazané recesívne ochorenia zahŕňajú hemofíliu, svalovú dystrofiu Duchenne-Becker, farebnú slepotu, Hunterov syndróm.
Charakteristiky dedičnosti spojenej s Y sú spôsobené prítomnosťou Y chromozómu len u mužov. Účinok génu lokalizovaného v chromozóme Y sa nachádza len u mužov a prenáša sa cez mužskú líniu z generácie na generáciu z otca na syna. V tomto type je človek zdedený hypertrichóza ušnice. Okrem toho sa v chromozóme Y lokalizuje niekoľko ďalších génov: určenie vývoja semenníkov, ktoré sú zodpovedné za spermatogenézu (faktor azoospermie), ktoré regulujú rýchlosť rastu tela, končatín a zubov.
Nedávno bol iný typ dedičstva - mitochondriálny. Mitochondria sa prenášajú cytoplazmou oocytov. Spermové bunky nemajú mitochondriu, pretože cytoplazma sa eliminuje v procese dozrievania samčích zárodočných buniek. Vajcia obsahuje približne 25 000 mitochondrií. Každá mitochondria obsahuje prstencovitý chromozóm. Genetické mutácie v mitochondriálnej DNA boli detegované počas atrofie optického nervu Leberaf, mitochondriálnych myopatií, progresívnej oftalmoplegie. Choroby spôsobené týmto typom dedičnosti sa prenášajú od matky a dcéry a synov rovnako. Chorí otcovia neprenášajú túto chorobu ani na svoje dcéry, ani na svojich synov.
Autozomálne dominantné dedičstvo (autozomálne dominantné dedičstvo, gréčtina autá sám a soma - telo; Lat. dominare - dominujú, dominujú) - dedičnosť znaku kontrolovaného dominantnou alelou autozomálneho génu; typ dedičnosti, v ktorom je jediná mutantná alela lokalizovaná v autozóme dostatočná na to, aby sa prejavil znak alebo choroba.
Autozomálne dominantné znaky, na rozdiel od autozomálnych recesívnych znakov, sa prejavujú v heterozygotoch, ktoré majú jeden mutant a jednu normálnu alelu na homológnych chromozómoch.
Pretože jediný mutantný gén stačí na fenotypové prejavy autozomálne dominantnej choroby, tieto stavy u mnohých pacientov vyplývajú z novej mutácie. Čím závažnejšia je choroba, tým väčšia je frekvencia prípadov vyplývajúcich z mutácií génov de novo. Pri závažných ochoreniach znižuje reprodukčná funkcia prenos mutantného génu z generácie na generáciu. V niektorých prípadoch sa objavuje vznik novej mutácie pokročilý vek rodičov (viac ako 40 rokov).
Monogénne dedičstvo - dedičstvo jediného znaku. Môže byť dominantný a recesívny, autozomálny alebo spojený s pohlavnými chromozómami, jadrovými alebo mitochondriálnymi. V dôsledku toho sú možné nasledujúce možnosti. monogénne dedičstvo:
Automatické dominantné postavenie;
Autozomálne recesívne;
X-viazané dominantné;
X-viazané recesívne;
Y-viazaná;
Mitohondrilny
Zvážte každý z nich podrobnejšie.
I. Dominantné dedičstvo- nastane, keď je znak zakódovaný dominantným génom. Gén sa považuje za dominantný, ak sa znak, ktorý kóduje, javí fenotypicky v prítomnosti opačného génu. Dominantné gény sú zvyčajne označené veľkými písmenami abecedy. Geneticky možné dva varianty dominancie - homozygotné a heterozygotné. Homozygotná nadvláda (AA) - ak je pár na obidvoch chromozómoch dominantný gén A. Jednotlivec s takýmto genotypom odošle tento znak všetkým svojim potomkom (bez ohľadu na genotyp druhého rodiča). Heterozygotná dominancia (Aa), keď dominantný gén A je na jednom chromozóme a recesívny gén je na druhej strane. Jednotlivec s takýmto karyotypom dostane dominantný gén A do polovice jeho potomkov a recesívny gén a na druhú polovicu. Fenotyp potomkov bude vo veľkej miere určovať gény druhého rodiča.
príklad dominantné dedičstvo je dedičnosťou choroby Huntingtonovej chorey. Chorea z Huntingtona je degeneratívne ochorenie nervových buniek v bazálnych štruktúrach predného mozgu. Prejavuje sa to progresívnou zábudlivosťou, demenciou a výskytom nedobrovoľných pohybov. Choroba sa prejavuje v dospelosti (45-60 rokov). Mimochodom, toto je znak dominantných dedičných chorôb: zvyčajne sa prejavujú iba v dospelosti, keď sa pacientovi už podarilo zostať potomkom. Ak ochorenie začalo skôr, šanca opustiť potomstvo by bola malá a choroba by postupne zmizla v dôsledku prirodzeného výberu. Spôsob liečby nie je známy. Frekvencia výskytu je 1 z 20 000.
Pri štúdiu príbuzných pacientov sa ukázalo, že ochorenie je možné sledovať v rodinách pacientov už pred mnohými generáciami a že každá chorá osoba má najmenej jedného z rodičov tiež trpí touto chorobou. Najčastejšie je pacient heterozygotný (Aa), takže prenesie gén ochorenia len na polovicu svojich detí, takže prenesie na polovicu svojich detí atď.
Ďalším príkladom dominantného monogénneho dedičstva je brachydactyly (short-pitch). Analýza rodinných foriem prejavu tohto znaku svedčí o dominantnej forme dedičstva.
II. Recesívna dedičnosť.V recesívnom dedičstve je znak zakódovaný recesívnym génom. Recesívny gén sa zvažuje, ak znak, ktorý kóduje, sa nezjavuje v prítomnosti opačného génu. Recesívne príznaky označené malými písmenami. Existujú dve možnosti existencie tohto génu v genóme. Heterozygóza (Aa) - v tomto prípade je gén na jednom z chromozómov a na druhom - dominantný gén, v tomto prípade je jav transportu, keď je gén v bunke a znak sa fenotypicky neprejavuje. Homozygotný (aa) - v tomto prípade existujú recesívne gény na obidvoch chromozómoch. Iba v tomto prípade bude znak charakterizovaný fenotypicky.
Špeciálne funkcie recesívna dedičnosť:
1. Symptóm sa objavuje iba u recesívnych homozygotných jedincov s genotypom (aa).
2. Fenomén prepravy je možný, ak je gén (a) v genóme a znak nie je fenotypicky znázornený. Je to možné v heterozygotných formách, ktoré spolu s recesívnymi génmi majú na druhom chromozóme dominantný gén (Aa).
3. Gén môže prechádzať po generáciách, "od starých detí až po vnukov." Gén môže byť prenášaný prostredníctvom mnohých generácií vo forme nosného stavu a potom sa zrazu objaví na ďalšom potomkovi
III. Neúplné dominantné postavenie- v tomto prípade heterozygóta zaujíma strednú polohu medzi dominantnými a recesívnymi homozygotmi. Napríklad hypercholesterinémia. To má normálny počet homozygot receptorov v pečeňových bunkách asimilovať heterozygot cholesterolu - zníženej (jedinci umierajú v skorej dospelosti) a homozygotná recesívne - všeobecne (zomrieť pri narodení). Ďalší príklad je rovný (recesívny), kučeravý (dominantný), vlnitý vlas.
IV. Kodominirovanie- vo fenotype heterozygotov existujú dva znaky. Príkladom je dedičstvo štvrtej krvnej skupiny systémom ABO.
Na začiatku minulého storočia vedci dokázali existenciu 4 krvných skupín. Rakúsky vedec Karl Landsteiner, miešanie krvnom sére niektorých ľudí s červených krvných buniek odobratých z krvi druhých, zistili, že pri určitej kombinácie červených krviniek a sérum je "lepenie" - zhlukovaniu červených krviniek a zrazeniny, zatiaľ čo iní - nie. Štúdium štruktúry červených krviniek objavilo Landsteiner špeciálne látky. Rozdelil ich do dvoch kategórií - A a B, pričom zdôraznil tretie miesto, kde vzal bunky, v ktorých neboli. Neskôr jeho študenti - A. von Dekastello a A. Shturli - objavili súčasne červené krvinky obsahujúce markery typu A a B.
V. Dedičstvo spojené s podlahou.Gény sa nachádzajú na pohlavných chromozómoch, v takom prípade sú údajne spojené s podlahou. Generické dedičstvo má niektoré dôležité vlastnosti. Faktom je, že chromozóm Y nesie oveľa menej génov ako X chromozóm. Táto okolnosť vedie k skutočnosti, že pre mnohé gény X chromozómu neexistujú zodpovedajúce alely na chromozóme Y. V dôsledku toho, ak má človek recesívnu alelu na X chromozóme, objaví sa vo fenotype. Existuje napríklad dedičná forma hemofílie, choroba spojená so zhoršenou normálnou zrážanlivosťou krvi. Pri týchto poruchách má pacient dlhodobé krvácanie, dokonca aj s malým poškodením ciev.
Existujú dve formy hemofílie, A a B, a obidva sú determinované recesívnymi génmi umiestnenými na X chromozóme. Teoreticky je hemofília možná aj u ženy, ale táto pravdepodobnosť je veľmi nízka, pretože to vyžaduje manželstvo pacienta s hemofíliou so ženou, ktorá nesie gén hemofílie (a dokonca v tomto prípade je pravdepodobnosť mať chorého dievčaťa len 0,25). Vzhľadom na nízku frekvenciu génu hemofílie a skutočnosť, že pacienti s hemofíliou často zomrú pred vekom manželstva, takéto prípady sa prakticky nepozorujú. Takže ak je recesívny gén spojený s chromozómom X, potom sa oveľa častejšie prejavuje vo fenotype u mužov ako u žien.
Najslávnejší nositeľ hemofílie v histórii bol kráľovná Viktoria (obrázok 3.3); táto mutácia sa zrejme vyskytla v jej genotype de novo, pretože v rodinách jej rodičov nie sú registrovaní hemofília. Hemofília utrpela jedného z synov Victoria (Leopolda, vojvodu z Albany), ako aj množstvo vnúčat a pravnukov (narodených z dcér alebo vnučiek), vrátane ruského cárového Alexeja Nikolayevicha. Z tohto dôvodu táto choroba dostala tieto názvy: "viktoriánska choroba" a "kráľovská choroba". Tiež, niekedy v kráľovských rodinách, manželstvá medzi blízkymi príbuznými mali právo zachovať si titul, čo je dôvod, prečo bol výskyt hemofílie vyšší.
Medzi inými génmi spojenými s podlahou stojí za zmienku aj gény, ktoré sú s ňou spojené farebná slepota a ichtyóza.
Existujú aj dominantné gény spojené s chromozómom X. Existuje teda dedičná forma rachiet, ktoré nemožno liečiť vitamínom D. Rôzne choroby prenášané týmto variantom dedičstva sú uvedené v prílohe B.
Ak sú gény lokalizované na chromozóme Y, mali by byť prenášané iba od otcov na synov. Ako príklad takého génu sa zvyčajne uvádza gén, ktorý spôsobuje, že zväzok vlasov sa objaví na vonkajšom okraji ucha. Hypertrichóza uší sa často vyskytuje u obyvateľov
India, Srí Lanka, Izrael. Nedávno sa ohlásila detekcia markerového génu na chromozóme Y, ktorý je spojený s génom zodpovedným za mužskú hypertenziu. Ak sa na chromozóme nachádza markerový gén, potom u mužov je systolický tlak vyšší, v priemere o 10 mm Hg.
Je potrebné rozlišovať dedičstvo obmedzené na pohlavie od dedičstva súvisiaceho s pohlavím. V prípade dedičstva, obmedzeného pohlavím, gény, ktoré určujú vývoj znaku, sú v autozómoch, ale ich prejavy vo fenotype sú silne ovplyvnené pohlavím. Napríklad genetická predispozícia k rannej plešatosti je spojená s génom nachádzajúcim sa v autozóme. Avšak jeho aktivita je vysoko závislá na hladine testosterónu (mužského pohlavného hormónu). V tomto ohľade sa tento gén pre mužov správa ako dominantný a pre ženy ako recesívny
Monogénna dedičnosť
Monogénne dedičstvo - dedičstvo jediného znaku. Môže byť dominantný a recesívny, autozomálny alebo spojený s pohlavnými chromozómami, jadrovými alebo mitochondriálnymi. V dôsledku toho sú možné nasledujúce varianty monogénneho dedičstva:
Automatické dominantné postavenie;
Autozomálne recesívne;
X-viazané dominantné;
X-viazané recesívne;
Y-viazaná;
Mitohondrilny
Zvážte každý z nich podrobnejšie.
I. Dominantné dedičstvo- nastane, keď je znak zakódovaný dominantným génom. Gén sa považuje za dominantný, ak sa znak, ktorý kóduje, javí fenotypicky v prítomnosti opačného génu. Dominantné gény sú zvyčajne označené veľkými písmenami abecedy. Geneticky možné dva varianty dominancie - homozygotné a heterozygotné. Homozygotná dominancia (AA) - ak je dominantný gén A umiestnený na dvojici chromozómov na individuálnom chromozóme, jedinec s takýmto genotypom prejde túto vlastnosť všetkým svojim potomkom (bez ohľadu na druhý rodičovský genotyp). Heterozygotná dominancia (Aa), keď dominantný gén A je na jednom chromozóme a recesívny gén je na druhej strane. Jednotlivec s takýmto karyotypom dostane dominantný gén A do polovice jeho potomkov a recesívny gén a na druhú polovicu. Fenotyp potomkov bude vo veľkej miere určovať gény druhého rodiča.
Príkladom dominantného dedičstva je dedičnosť choroby Huntingtonovej choroby. Chorea z Huntingtona je degeneratívne ochorenie nervových buniek v bazálnych štruktúrach predného mozgu. Prejavuje sa to progresívnou zábudlivosťou, demenciou a výskytom nedobrovoľných pohybov. Choroba sa prejavuje v dospelosti (45-60 rokov). Mimochodom, toto je znak dominantných dedičných chorôb: zvyčajne sa prejavujú iba v dospelosti, keď sa pacientovi už podarilo zostať potomkom. Ak ochorenie začalo skôr, šanca opustiť potomstvo by bola malá a choroba by postupne zmizla v dôsledku prirodzeného výberu. Spôsob liečby nie je známy. Frekvencia výskytu je 1 z 20 000.
Pri štúdiu príbuzných pacientov sa ukázalo, že ochorenie je možné sledovať v rodinách pacientov už pred mnohými generáciami a že každá chorá osoba má najmenej jedného z rodičov tiež trpí touto chorobou. Najčastejšie je pacient heterozygotný (Aa), takže prenesie gén ochorenia len na polovicu svojich detí, takže prenesie na polovicu svojich detí atď.
Ďalším príkladom dominantného monogénneho dedičstva je brachydactyly (short-pitch). Analýza rodinných foriem prejavu tejto vlastnosti svedčí o dominantnej forme dedičstva (obrázok 3.1).
Obrázok 3.1.
II. Recesívna dedičnosť.V recesívnom dedičstve je znak zakódovaný recesívnym génom. Recesívny gén sa zvažuje, ak znak, ktorý kóduje, sa nezjavuje v prítomnosti opačného génu. Recesívne znaky sú označené malými písmenami. Existujú dve možnosti existencie tohto génu v genóme. Heterozygóza (Aa) - v tomto prípade je gén na jednom z chromozómov a na druhom - dominantný gén, v tomto prípade je jav transportu, keď je gén v bunke a znak sa fenotypicky neprejavuje. Homozygotný (aa) - v tomto prípade existujú recesívne gény na obidvoch chromozómoch. Iba v tomto prípade bude znak charakterizovaný fenotypicky.
Vlastnosti recesívnej dedičnosti:
1. Symptóm sa objavuje iba u recesívnych homozygotných jedincov s genotypom (aa).
2. Fenomén prepravy je možný, ak je gén (a) v genóme a znak nie je fenotypicky znázornený. Je to možné v heterozygotných formách, ktoré spolu s recesívnymi génmi majú na druhom chromozóme dominantný gén (Aa).
3. Gén môže prechádzať po generáciách, "od starých detí až po vnukov." Gén môže byť prenášaný mnohými generáciami vo forme nosičového stavu a potom sa zrazu objaví u ďalšieho potomka (obrázok 3.2).
Obrázok 3.2.
Príkladom dobre skúmaného recesívneho dedičstva je fenylketonúria. Toto ochorenie sa vyvíja v dôsledku prebytku aminokyseliny fenylalanínu v tele. Nadbytok fenylalanínu vedie k vzniku mentálnej retardácie. Frekvencia výskytu je 1: 10 000. Pri štúdiu tejto choroby genealogicky sa ukázalo, že pacienti majú najčastejšie zdravých rodičov. Na druhej strane, takíto pacienti sa zvyčajne nachádzajú v rodinách, v ktorých sú rodičia krvnými príbuznými. Navyše, v rodinách týchto pacientov sa ochorenie môže vyskytnúť u vzdialených krvných príbuzných alebo vo vzdialených predkoch.
Rodičia takýchto pacientov sú nosičmi génu fenylketonúrie. Príbuzní krvi sú veľmi často nositelia recesívne gény akejkoľvek choroby. Mimochodom, frekvencia prepravy génu fenylketonúrie nie je taká nízka: 1 z 50 ľudí je nosičom tohto génu. Ak sa blízky príbuzní oženili a boli nositeľmi tohto génu, pravdepodobnosť výskytu chorého dieťaťa sa zvýši.
Príkladom recesívnej dedičnosti môže slúžiť aj dedičstvo faktora Rh. Pozrime sa na túto chvíľu podrobnejšie.
Mendeleevov dedičstvo dominantne recesívneho typu tiež zahŕňa dedenie Rh faktora krvi. Gén kódujúci Rh faktor B (KL) je dominantný, gén alelu c1 je recesívny (Rh-pozitívni ľudia môžu mať BB alebo Bss genotyp, Rh-negatívny - len genotyp<С<С). Человек получает от каждого из родителей по 1 гену - Б или <С, и у него возможны, таким образом, 3 варианта генотипа - ББ, БсС или <С<С. В первых двух случаях (ББ и БсС) анализ крови на резус-фактор даст положительный результат. Только при генотипе <С<С человек будет иметь резус-отрицательную кровь.
Zvážte niektoré varianty kombinácie génov, ktoré určujú prítomnosť Rh faktora u rodičov a detí:
1) otec je Rh-pozitívny (homozygotný, BB genotyp), matka má Rh-negatívny (genotyp<С<С). В этом случае все дети будут резус-положительными (вероятность 100%);
2) otec je Rh-pozitívny (heterozygotný, Bss genotyp), matka je Rh-negatívna (genotyp<С<С). В этом случае вероятность рождения ребёнка с отрицательным или положительным резусом одинакова и равна 50%;
3) otec a matka sú heterozygotné pre tento gén (BCC), oba sú pozitívne na rhesus. V tomto prípade je možné (s pravdepodobnosťou približne 25%) mať dieťa s negatívnym rezom.
Rhesus konflikt je humorálna imunitná odpoveď Rh-negatívnej matky na erytrocytové antigény Rh-pozitívneho plodu, v ktorom vznikajú anti-Rh protilátky. Tieto protilátky spôsobujú rozpad červených krviniek (erytrocytov), čo vedie k hemolytickej žltačke novorodencov.
Zvýšenie pečene, sleziny a srdca sa môže vyskytnúť u plodu, pozoruje sa anémia, v závažnejších prípadoch - erytroblastóza, žltačka. V najvážnejších prípadoch dochádza k vývoju plodového rozpadu a edémového syndrómu novorodenca, čo môže viesť k mŕtvolu alebo smrti novorodenca.
Zvyčajne počas tehotenstva krv v plodoch nevstúpi do materského krvného obehu. Preto počas prvého tehotenstva matka nevytvára protilátky proti antigénu B a dieťa zostáva zdravé. Počas pôrodu sa však najčastejšie vyskytuje krv matky a dieťaťa, čo spôsobuje, že matka je citlivá na antigén Rh a tvorí protilátky proti nemu. Vyvinutá imunitná pamäť vedie v ďalšom tehotenstve k novej a zvýšenej tvorbe protilátok proti antigénu B. Tieto sú schopné preniknúť do krvného obehu dieťaťa a sú spojené s Rh-pozitívnymi erytrocytmi dieťaťa. Erytrocyty zaťažené protilátkami sú predčasne zničené vo fetálnej slezine. Vyskytuje sa hemolytická anémia.
Približne 15% európskej populácie má negatívny faktor Rh (sú vždy homozygotné), 50% je heterozygotné (Bei) a 35% je homozygotné (BB) pozitívne. Z toho vyplýva, že približne pri každom desiatom tehotenstve matka je Rh-negatívna a plod je Rh-pozitívny.
Možnosti výskytu konfliktu rhesus:
Ak je matka Rh-negatívna a otec je homozygotný Rh-pozitívny, potom akýkoľvek plod bude heterozygotný Rh-pozitívny.
Ak je matka Rh-negatívna a otec je heterozygotný Rh-pozitívny, potom plod bude mať 50% pravdepodobnosť, že bude heterozygotný Rh-pozitívny a s 50% pravdepodobnosťou Rh-negatívny.
V afrických a ázijských populáciách, ako aj medzi severoamerickými indiánmi sa negatívny Rh faktor vyskytuje s frekvenciou asi 1% alebo menej, takže konflikt Rhesus nastane s extrémne nízkou frekvenciou.
V prevažnej väčšine prípadov sa Rh-konflikt môže zabrániť intramuskulárnou injekciou matky s negatívnym účinkom proti rakovine s anti-B protilátkami (obchodné meno MUOAM) počas tehotenstva alebo do 72 hodín po narodení alebo akoukoľvek inou udalosťou, ktorá môže viesť k senzibilizácii matky. Po zavedení MUOAM sa erytrocyty Rh-pozitívneho plodu, ktoré vstúpili do matčiny tela, zničia skôr, ako im imunitný systém reaguje. Samotné protilátky, zavedené pasívnou imunizáciou, sú obvykle zničené počas 46 týždňov.
Pred zavedením praxe prevencie konfliktov Rh zavedením anti-rhesus protilátok u žien v niektorých prípadoch 1% všetkých tehotenstiev prebiehalo s prejavmi senzibilizácie proti rhesus, to znamená s výskytom anti-Rh protilátok v materskej krvi. Teraz vďaka včasnej prevencii dochádza k senzibilizácii rhesus v 10 prípadoch na 10 000 detí.
III. Neúplné dominantné postavenie- v tomto prípade heterozygóta zaujíma strednú polohu medzi dominantnými a recesívnymi homozygotmi. Napríklad hypercholesterinémia. To má normálny počet homozygot receptorov v pečeňových bunkách asimilovať heterozygot cholesterolu - zníženej (jedinci umierajú v skorej dospelosti) a homozygotná recesívne - všeobecne (zomrieť pri narodení). Ďalší príklad je rovný (recesívny), kučeravý (dominantný), vlnitý vlas.
IV. Kodominirovanie- vo fenotype heterozygotov existujú dva znaky. Príkladom je dedičstvo štvrtej krvnej skupiny systémom ABO.
Na začiatku minulého storočia vedci dokázali existenciu 4 krvných skupín. Rakúsky vedec Karl Landsteiner, miešanie krvnom sére niektorých ľudí s červených krvných buniek odobratých z krvi druhých, zistili, že pri určitej kombinácie červených krviniek a sérum je "lepenie" - zhlukovaniu červených krviniek a zrazeniny, zatiaľ čo iní - nie. Štúdium štruktúry červených krviniek objavilo Landsteiner špeciálne látky. Rozdelil ich do dvoch kategórií - A a B, pričom zdôraznil tretie miesto, kde vzal bunky, v ktorých neboli. Neskôr jeho študenti - A. von Dekastello a A. Shturli - objavili súčasne červené krvinky obsahujúce markery typu A a B.
V dôsledku výskumu sa objavil systém rozdelenia do krvných skupín ABO. Stále používame tento systém.
I (0) - krvná skupina je charakterizovaná absenciou antigénov A a B;
II (A) - sa stanovuje v prítomnosti antigénu A;
III (B) - antigén B;
IV (AB) - antigény A a B.
Dedičnosť krvných skupín systému ABO u ľudí má niektoré zvláštnosti. Tvorba krvných skupín I, II a III nastáva podľa typu interakcie alelických génov, ako dominancie. Genotypy obsahujúce alelu A v homozygotnom stave alebo v kombinácii s alelou O určujú tvorbu druhej (A) krvnej skupiny u ľudí - AA alebo AO. Rovnaký princíp tvorí tretiu (B) krvnú skupinu - BB alebo HE. Tvorba štvrtej (AB) krvnej skupiny sleduje cestu kodominancie. Alely A a B, oddelene tvoriace druhú a tretiu krvnú skupinu, určujú AB (štvrtú) krvnú skupinu v heterozygotnom stave (tabuľka 3.1).
Tabuľka 3.1. Dedičstvo krvnej skupiny dieťaťom v závislosti od krvného typu otca a matky
MATKA + OTAT |
DETSKÁ SKUPINA DIEŤA: MOŽNÉ MOŽNOSTI (V PERCENTU) |
|||
Objavenie krvných skupín umožnilo vyhnúť sa stratám počas transfúzií spôsobených nezlučiteľnosťou krvi pacientov a darcov. Po prvýkrát sa úspešne uskutočnili úspešné transfúzie. Takže v dejinách medicíny 19. storočia opisuje úspešnú transfúznu matku. Ale až do konca 20. storočia boli takéto manipulácie zriedkavé a boli vykonávané iba v núdzových prípadoch, niekedy robili viac škody ako dobra. Vďaka objavom rakúskych vedcov sa však krvné transfúzie stali oveľa bezpečnejším postupom, ktorý zachránil veľa životov.
V. Dedičstvo spojené s podlahou.Gény sa nachádzajú na pohlavných chromozómoch, v takom prípade sú údajne spojené s podlahou. Generické dedičstvo má niektoré dôležité vlastnosti. Faktom je, že chromozóm Y nesie oveľa menej génov ako X chromozóm. Táto okolnosť vedie k skutočnosti, že pre mnohé gény X chromozómu neexistujú zodpovedajúce alely na chromozóme Y. V dôsledku toho, ak má človek recesívnu alelu na X chromozóme, objaví sa vo fenotype. Existuje napríklad dedičná forma hemofílie, choroba spojená so zhoršenou normálnou zrážanlivosťou krvi. Pri týchto poruchách má pacient dlhodobé krvácanie, dokonca aj s malým poškodením ciev.
Existujú dve formy hemofílie, A a B, a obidva sú determinované recesívnymi génmi umiestnenými na X chromozóme. Teoreticky je hemofília možná aj u ženy, ale táto pravdepodobnosť je veľmi nízka, pretože to vyžaduje manželstvo pacienta s hemofíliou so ženou, ktorá nesie gén hemofílie (a dokonca v tomto prípade je pravdepodobnosť mať chorého dievčaťa len 0,25). Vzhľadom na nízku frekvenciu génu hemofílie a skutočnosť, že pacienti s hemofíliou často zomrú pred vekom manželstva, takéto prípady sa prakticky nepozorujú. Takže ak je recesívny gén spojený s chromozómom X, potom sa oveľa častejšie prejavuje vo fenotype u mužov ako u žien.
Najslávnejší nositeľ hemofílie v histórii bol kráľovná Viktoria (obrázok 3.3); táto mutácia sa zrejme vyskytla v jej genotype de novo, pretože v rodinách jej rodičov nie sú registrovaní hemofília. Hemofília utrpela jedného z synov Victoria (Leopolda, vojvodu z Albany), ako aj množstvo vnúčat a pravnukov (narodených z dcér alebo vnučiek), vrátane ruského cárového Alexeja Nikolayevicha. Z tohto dôvodu táto choroba dostala tieto názvy: "viktoriánska choroba" a "kráľovská choroba". Tiež, niekedy v kráľovských rodinách, manželstvá medzi blízkymi príbuznými mali právo zachovať si titul, čo je dôvod, prečo bol výskyt hemofílie vyšší.
Medzi inými génmi spojenými s podlahou stojí za zmienku gény spojené s farebnou slepotou a ichtyózou.
Existujú aj dominantné gény spojené s chromozómom X. Existuje teda dedičná forma rachiet, ktoré nemožno liečiť vitamínom D. Rôzne choroby prenášané týmto variantom dedičstva sú uvedené v prílohe B.
Ak sú gény lokalizované na chromozóme Y, mali by byť prenášané iba od otcov na synov. Ako príklad takého génu sa zvyčajne uvádza gén, ktorý spôsobuje, že zväzok vlasov sa objaví na vonkajšom okraji ucha. Hypertrichóza uší sa často vyskytuje u obyvateľov
Obrázok 3.3.
India, Srí Lanka, Izrael. Nedávno sa ohlásila detekcia markerového génu na chromozóme Y, ktorý je spojený s génom zodpovedným za mužskú hypertenziu. Ak sa na chromozóme nachádza markerový gén, potom u mužov je systolický tlak vyšší, v priemere o 10 mm Hg.
Je potrebné rozlišovať dedičstvo obmedzené na pohlavie od dedičstva súvisiaceho s pohlavím. V prípade dedičstva, obmedzeného pohlavím, gény, ktoré určujú vývoj znaku, sú v autozómoch, ale ich prejavy vo fenotype sú silne ovplyvnené pohlavím. Napríklad genetická predispozícia k rannej plešatosti je spojená s génom nachádzajúcim sa v autozóme. Avšak jeho aktivita je vysoko závislá na hladine testosterónu (mužského pohlavného hormónu). V tomto ohľade sa tento gén pre mužov správa ako dominantný a pre ženy ako recesívny
VI. Mitochondriálna dedičnosť.
Mitochondriálna DNA je jeden kruhový chromozóm. Vzory mitochondriálneho dedičstva:
Obaja muži a ženy sú chorí.
Choroba prenáša znamenie všetkým deťom bez ohľadu na pohlavie.
Chorný muž neprenáša znamenie potomkov.
Skrytý status operátora neexistuje.