طريقة التوأم تسمح لتأسيس علم الوراثة. طرق الوراثة البشرية

طريقة الأنساب

تتنوع أنواع الميراث وأشكال مظاهر الميول الوراثية للشخص ، وطرق التحليل الخاصة مطلوبة للتمييز بينها ، أولاً وقبل كل شيء ، طريقة الأنساب التي اقترحها F. Galton.

توفر طريقة الأنساب أو دراسة الأنساب تتبع السمات في الأسرة أو الجنس ، مع الإشارة إلى نوع القرابة بين أفراد النسب. في علم الوراثة الطبية ، يشار إلى هذه الطريقة عادة باسم السريرية وعلم الأنساب ، لأنها تتعلق بمراقبة العلامات المرضية باستخدام تقنيات الفحص السريري. تشير طريقة الأنساب إلى أكثر الأساليب شيوعًا في علم الوراثة البشرية. يستخدم على نطاق واسع في حل المشكلات النظرية والعملية:

1) لإثبات الطبيعة الوراثية للسمة ،

2) في تحديد نوع الوراثة واختراق النمط الوراثي ،

3) الكشف عن الربط الجيني ورسم الخرائط كروموسوم ،

4) عند دراسة شدة عملية الطفرة ،

5) عند فك رموز آليات تفاعل الجينات ،

6) مع الاستشارات الطبية والوراثية.

يكمن جوهر طريقة الأنساب في توضيح القرابة وتتبع الصفة بين الأقارب المقربين والمباشرين وغير المباشرين. من الناحية الفنية ، تتكون من مرحلتين: تجميع الأنساب وتحليل الأنساب.

تجميع النسب

يبدأ جمع المعلومات حول العائلة بالبرودباند ، وهو الشخص الذي لفت انتباه الباحث لأول مرة.

يُطلق على أطفال الزوج الوالدي (الأشقاء) الأشقاء. تسمى الأسرة بالمعنى الضيق ، أو الأسرة النووية ، الزوجين الوالدين وأطفالهما. يشار إلى أفضل دائرة من أقارب الدم بمصطلح "الجنس". لمزيد من الأجيال المشاركة في النسب ، لذلك هو أكثر شمولا. وهذا يستتبع عدم دقة المعلومات الواردة ، وبالتالي عدم دقة النسب ككل. في كثير من الأحيان لا يعرف الناس حتى عدد أبناء عمومتهم وأخواتهم ، ناهيك عن بعض علامات لهم وأطفالهم.

للوضوح ، وإعداد صورة بيانية للنسب. عادة ما تستخدم الشخصيات القياسية لهذا الغرض. إذا كانت الأحرف المدروسة في النسب كثيرة ، فيمكنك اللجوء إلى اختلافات الحروف أو الأسطر داخل الأحرف. يرافق مخطط النسب بالضرورة وصف للرمز تحت الشكل - أسطورة ، والتي تستبعد إمكانية سوء التفسير.

تحليل الأنساب

الهدف من تحليل الأنساب هو إنشاء أنماط وراثية.

المرحلة 1 - إنشاء الطبيعة الوراثية لهذه الصفة. إذا كانت هناك علامة واحدة في نفس العلامة عدة مرات ، فيمكن للمرء أن يفكر في طبيعتها الوراثية. ومع ذلك ، يجب أن نستبعد أولاً إمكانية تراكم الحالات الخارجية في الأسرة أو الجنس. على سبيل المثال ، إذا كان العامل الممرض نفسه قد تصرف على المرأة خلال جميع حالات الحمل ، فبإمكانها أن تنجب عدة أطفال يعانون من نفس الحالات الشاذة. أو بعض العوامل التي تصرفت على العديد من أفراد الأسرة ، فمن الضروري مقارنة عمل عوامل خارجية مماثلة. بمساعدة طريقة الأنساب ، تم وصف جميع الأمراض الوراثية.

المرحلة 2 - تحديد نوع الميراث واختراق الجين. لهذا الغرض ، يتم استخدام مبادئ كل من التحليل الجيني والأساليب الإحصائية لمعالجة البيانات من النسب.

المرحلة 3 - تعريف مجموعات الربط ورسم الخرائط كروموسوم ، حتى وقت قريب يعتمد فقط على طريقة الأنساب. معرفة علامات مرتبطة وعملية عبور. يتم تسهيل ذلك من خلال الأساليب الرياضية المتقدمة.

المرحلة 4 - دراسة عملية الطفرة. يتم استخدامه في ثلاثة اتجاهات: في دراسة آليات الطفرة ، وكثافة عملية الطفرة والعوامل المسببة للطفرات. تُستخدم طريقة الأنساب على نطاق واسع في دراسة الطفرات التلقائية ، عندما يكون من الضروري التمييز بين الحالات "المتفرقة" التي نشأت عن الحالات "العائلية".

المرحلة 5 - تم إجراء تحليل لتفاعل الجينات في علم الوراثة السريرية بواسطة S. N. Davididenkov (1934 ، 1947) لتحليل تعدد أشكال أمراض الجهاز العصبي.

المرحلة 6 - في الاستشارة الطبية الوراثية لإعداد التنبؤ لا يمكن الاستغناء عن طريقة الأنساب. يكتشفون تماثل الزيجوت أو عدم تجانس الوالدين ويفكرون في احتمال إنجاب أطفال بعلامات معينة.

طريقة الدراسة التوأم

دراسة التوائم - واحدة من الطرق الرئيسية لعلم الوراثة البشرية. هناك توأمان متطابقان ينشأان عن بويضة واحدة مخصبة بواسطة خلية منوية واحدة. تنشأ بسبب فصل الزيجوتات إلى جنينين متطابقين وراثياً ودائماً من نفس الجنس.

يتطور التوائم الأخوية من بيض مختلف مخصب بواسطة حيوانات منوية مختلفة. وراثيا ، فإنها تختلف كأخوة وأخوات من نفس الآباء.

باستخدام الطريقة التوأم يمكن دراستها:

1) دور الوراثة والبيئة في تكوين السمات الفسيولوجية والمرضية للكائن الحي. على وجه الخصوص ، دراسة انتقال وراثي لبعض الأمراض من قبل الناس. دراسة التعبيرية واختراق الجينات المسببة للأمراض الوراثية.

2) عوامل محددة تعزز أو تضعف من تأثير البيئة الخارجية.

3) الارتباط بين الميزات والوظائف.

من المهم بشكل خاص دور الطريقة التوأم في دراسة مشكلة "التركيب الوراثي والبيئة".

عادة ، تتم مقارنة ثلاث مجموعات من التوائم: DB في نفس الظروف ، OB في نفس الظروف ، OB في ظروف مختلفة.

في دراسة التوائم تحديد التردد ، ودرجة صدفة (التوافق) من علامات معينة.

عند دراسة دور الوراثة في أصل سمة معينة ، يتم الحساب وفقًا لمعادلة K. Holzinger.

معامل الوراثة - N

H =٪ تشابه OB -٪ تشابه RB

100 ٪ تشابه من الميزانية العادية

عندما H = 1 ، كل التباين في السكان يكون بسبب الوراثة.

عندما H = 0 ، كل التباين ناتج عن عوامل بيئية. يتم التعبير عن تأثير الوسط C بالصيغة:

حيث H هو معامل الوراثة. على سبيل المثال ، فإن التوافق بين التوائم المتجانسة (متطابق) هو 3٪.

ثم H = 67 - 3 = 64 = 0.7 أو 70 ٪. ج = 100 - 70 = 30 ٪

لذلك ، هذه الميزة هي 70 ٪ بسبب الوراثة ، و 30 ٪ بسبب تأثير العوامل البيئية.

مثال آخر فصائل الدم في نظام ABO عند OB = 100 ٪ ، أي تعتمد اعتمادا كليا على الوراثة.

معدل تزامن أنواع الدم وبعض الأمراض في التوائم (بالنسبة المئوية)

	علامات أو مرض
	عن فصائل الدم
	الحصبة
	السعال الديكي
	فصام
	النكاف
	صرع
	تضيق البواب الخلقي

طريقة Dermatoglyphics

هذا هو العلم الذي يدرس الشرطية الوراثية للأنماط التي تشكل خطوط الجلد على أطراف الأصابع والنخيل وباطن الشخص.

اتضح أن كل أمة ، كل عرق ، كل شخص لديه أنماطه الخاصة ، وأنهم فرديون تمامًا على راحة اليد. واسترعى جالتون أولاً الانتباه إلى ذلك ، الذي اقترح على الشرطة الجنائية البريطانية تحديد هوية المجرمين بالبصمات.

الدراسات الجلدية الجلدية مهمة في علم الطب الشرعي ، في تحديد الزيجوت في التوائم ، في تشخيص عدد من الأمراض الوراثية ، وكذلك في بعض حالات الأبوة المثيرة للجدل.

راحة النخيل معقدة للغاية. إنه يميز بين عدد من الحقول والوسادات وخطوط النخيل. الوسائد على راحة 11 ، وتنقسم إلى 3 مجموعات:

1) خمسة نهاية (eplical) منصات على الكتائب الطرفية من الأصابع.

2) أربع منصات بين الرقمية ، وتقع ضد مسافات بين الرقمية.

3) اثنين من منصات palmar القريبة من تينور ووتر. Tenar هو في قاعدة الإبهام ، hypotenar هو في الحافة المقابلة من النخيل.

على الأجزاء الأكثر ارتفاعًا في الفوط ، تكون الأسقلوب الجلدية مرئية. هذه ثخانات خطية للبشرة ، وهي عبارة عن رقائق جلدية معدلة. الأسقلوب تذهب في الجداول ، سواء على النخيل وعلى أطراف الأصابع. تشكل نقاط التقاء هذه التدفقات ثلاثي أو دلتا.

تدرس عادة أنماط صدفي تحت عدسة مكبرة. تطبع الأنماط ، باستخدام حبر الطباعة ، على ورق أبيض نظيف أو ورق مصقول أو سيلوفان أفضل. عند أطراف الأصابع وعلى ارتفاعات النخيل ، يمكن ملاحظة العديد من الأنماط الحليمية في شكل تجعيد ، حلقات وأقواس تفتح في الجانبين التقرحي أو الشعاعي. على tener و hypotenar في كثير من الأحيان هناك أقواس. على الكتائب الوسطى والرئيسية للأصابع ، تسير الخطوط الشبيهة بالمشط عبر الأصابع ، وتشكل أنماطًا مختلفة - مستقيمة ، مثل المنجل ، متموجة ، مقوسة ، ومجموعاتها. في المتوسط ، 15-20 الاسقلوب هي في إصبع واحد.

نمط النخيل:

1 - الأخدود الداني المستعرض ، 4 أصابع خط الضغط

2 - ثلم الأوسط المستعرض ، خط الضغط من 3 أصابع

3 - عرض الأخدود البعيد ، خط الضغط 2 أصابع

4 - الإبهام الأخدود

5 - الأخدود المتوسط الطولي من الرسغ إلى قاعدة الأصابع الثالثة

6 - الأخدود المتوسط الطولي من الرسغ إلى قاعدة الإصبع الرابع

7 - الأخدود الزندي الطولي ، من الرسغ إلى قاعدة الإصبع الخامس

1 - متلازمة باتو

2 - متلازمة داون

3 - متلازمة شيريفسكي تيرنر

4 - القاعدة

5 - متلازمة كلاينفلتر

في دراسة تخفيف الجلد من النخيل استكشاف:

1) السكتة الدماغية من خطوط النخيل الرئيسية A ، B ، C ، D 1،2،3،4،5،6،7.

2) بالمار أنماط على tener و hypotenar.

3) أنماط الإصبع (شكل أنماط ، عدد التلال)

4) ثلاثي محوري.

وتجرى دراسات مماثلة على باطن القدمين. اتجاه خط النخيل الرئيسي D هو نفسه للآباء والأمهات وأطفالهم.

أظهرت دراسة المرضى الذين يعانون من أمراض الكروموسومات (مرض داون ، متلازمة كلاينفلتر) أنهم لا يغيرون فقط أنماط أنماط الأصابع والنخيل ، ولكن أيضًا طبيعة أخاديد الانحناء الرئيسية على جلد النخيل.

الشذوذ الجلدي الجلدي في المرضى الذين يعانون من عيوب النمو مثل عيوب القلب الخلقية والأوعية الكبيرة ، وعدم الاقتران في الحنك الرخو والصلب ، الشفة العليا ، إلخ.

تم إحداث تغييرات في طبيعة أنماط الإصبع والراحة في الجذام والفصام والسكري والسرطان والروماتيزم وشلل الأطفال وغيرها من الأمراض.

الطريقة الخلوية

تسمح هذه الطريقة باستخدام المجهر للتحقيق في بنية الخلية - كروموسوم. باستخدام طريقة الفحص المجهري ، تمت دراسة النمط النووي للجسم البشري (مجموعة كروموسوم من خلايا الجسم). لقد ثبت أن العديد من الأمراض والعيوب التنموية ترتبط بانتهاك عدد الصبغيات وهيكلها. تتيح هذه الطريقة أيضًا دراسة تأثير المطفرات على تكوين الكروموسومات وهيكلها. ترتبط الطريقة الوراثية الخلوية بالثقافات النسيجية المؤقتة (عادةً كريات الدم البيضاء) وإنتاج نوى الطور مع كروموسومات أقصر سماكة ، والتي يتم إيقاف تقسيمها في مرحلة صفيحة الطور بواسطة الكولشيسين. إذا تمت دراسة الصبغيات في النمط النووي ، فإن هذه الطريقة تتيح لك استكشاف الكروماتين الجنسي في الخلايا الجسدية.

تهجين الخلية الجسدية

تتمتع الخلايا الهجينة بخصائص معينة تسمح لك بتحديد توطين ارتباط الجينات أو الجينات. يسمح فقدان الكروموسومات البشرية من بعض أنواع الخلايا الهجينة بالحصول على الحيوانات المستنسخة مع عدم وجود كروموسوم محدد. الأكثر شيوعا الهجينة من الخلايا الجسدية البشرية هي الماوس.

يمكن أن يؤدي تتبع وجود علامة وراثية كيميائية حيوية في الحيوانات المستنسخة المختلطة عند التخلص من الصبغيات البشرية إلى اكتشاف توطين الجينات ، إذا اختفت الصفة من الخلايا بمجرد تغيير بعض الصبغيات. يتيح لنا التحليل الوراثي الخلوي لعدد كبير من الحيوانات المستنسخة ومقارنة النتائج بوجود عدد كبير من العلامات الوراثية أن نلاحظ الجينات المرتبطة وتوطينها. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام المعلومات عند استخدام الحيوانات المستنسخة من الأشخاص ذوي الإعاقة الذين يعانون من عمليات نقل اللغة وغيرها من تشوهات الكروموسومات.

تم استخدام هذه الطريقة لتحديد موقع جين كيناز الفوسفوغلسرات في الذراع الطويلة للكروموسوم X ، أي وضع الخلايا الهجينة يسمح لك بتثبيت:

1) توطين الجينات

2) الربط الجيني

3) كروموسوم رسم الخرائط

حدد أكثر من 160 موقعًا باستخدام طريقة الخلايا الجسدية الهجينة.

الطريقة الجينية

يتيح لك دراسة أنماط ظهور أي علامة أو مرض في عملية التنمية الفردية. هناك عدة فترات من التنمية البشرية. قبل الولادة (النمو قبل الولادة) وبعد الولادة. تتشكل معظم الصفات البشرية في مرحلة التشكل من فترة ما قبل الولادة. في مرحلة التشكل من فترة ما بعد الولادة ، وتشكيل القشرة الدماغية وبعض الأنسجة والأعضاء الأخرى ، يتم تشكيل نظام مناعي للجسم ، والذي يصل إلى أعلى نمو بعد 5-7 سنوات من ولادة طفل. في فترة ما بعد التكوين الوراثي ، تتطور الخصائص الجنسية الثانوية.

في الفترة التكوينية ، يحدث تغير في نشاط الجينات بنوعين:

1) تشغيل وإيقاف الجينات

2) تقوية وإضعاف عمل الجينات

في فترة ما بعد التكوين الوراثي للنمو ، يكون النوع الأول من التغيير في نشاط الجينات غائبًا تقريبًا ، ولا يوجد سوى إدراج صغير للجينات الفردية - على سبيل المثال ، الجينات التي تحدد الخصائص الجنسية الثانوية ، وتطور بعض الأمراض الوراثية. يعد إيقاف تشغيل الجينات في هذه الفترة أكثر أهمية. يتم قمع نشاط العديد من الجينات المرتبطة بإنتاج الميلانين (نتيجة لذلك ، تحدث الإزهار) ، فضلاً عن الجينات المرتبطة بإنتاج الجلوبيولين ((تتزايد القابلية للإصابة بالأمراض). يتم قمع العديد من الجينات في خلايا الجهاز العصبي ، وخلايا العضلات ، إلخ.

يحدث قمع الجينات على مستوى النسخ والترجمة وما بعد الترجمة. ومع ذلك ، فإن النوع الرئيسي للتغيير في نشاط الجينات في هذه المرحلة هو تقوية وإضعاف عمل الجينات. يمكن أن تتغير هيمنة الجينات ، مما يؤدي إلى حدوث تغيير في العلامات الخارجية ، وخاصة أثناء فترة البلوغ. تغيير نسبة الهرمونات الجنسية ، وبالتالي علامات الجنس. يمكن أن يكون للجينات القمعية مع تقدم العمر تأثير كبير على تطور سمة معينة. على سبيل المثال ، يغير جين بيلة الفينيل كيتون في الحالة غير المتجانسة نفسية الإنسان.

طريقة البحث الإحصائي السكاني

إنها طريقة حسابية رياضية لمختلف الجينات والسمات المقابلة لها في بعض المجموعات السكانية. الأساس النظري لهذه الطريقة هو قانون هاردي وينبرج.

أثبتت هذه الطريقة أنه يمكن تقسيم جميع جينات البشر إلى فئتين وفقًا لتكرار الحدوث:

1) وجود توزيع عالمي ينتمي إليه غالبية الجينات. على سبيل المثال ، الجين لعمى الألوان ، متوفر في 7 ٪ من الرجال وأكثر من 13 ٪ من النساء. جينة حماقة أموري ، والتي توجد في سكان أوروبا مع تردد 4 لكل 10،000 شخص.

2) الجينات الموجودة أساسا في مناطق معينة. على سبيل المثال ، يكون جين فقر الدم المنجلي شائعًا في البلدان التي تنتشر فيها الملاريا. خلع الجينات الخلقي للورك ، وجود تركيز عال في السكان الأصليين في الشمال الشرقي لبلدنا.

طريقة المحاكاة

يسمح قانون السلسلة المتماثلة من N. I. Vavilov (الأنواع المقربة وراثياً والأجناس بسلسلة مماثلة من التباين الوراثي) باستقراء البيانات التجريبية للبشر مع بعض القيود.

غالبًا ما يكون النموذج البيولوجي لمرض وراثي في حيوان أكثر ملاءمة للبحث من شخص مريض. اتضح أن الحيوانات لديها حوالي 1300 من الأمراض الوراثية ، مثلها مثل البشر. على سبيل المثال ، في الفئران - 100 ، في التماسيح - 50 ، في الفئران - 30. على نموذج الهيموفيليا A و B في الكلاب ، تبين أنه يرجع إلى جين متنحي يقع على كروموسوم X.

نمذجة ضمور العضلات في الفئران والهامستر والدجاج جعلت من الممكن لفهم الطبيعة المسببة للأمراض لهذا المرض. وقد وجد أنه في هذا المرض ليس الجهاز العصبي الذي يتأثر ، ولكن ألياف العضلات نفسها.

تم توضيح الآليات الأولية لل galactosemia على نموذج الإشريكية القولونية. سواء في البشر أو في البكتيريا ، فإن عدم القدرة على استيعاب الجالاكتوز ناتج عن نفس العيب الوراثي - عدم وجود إنزيم نشط - galactose-1-phosphatil uridyl transferase.

طريقة البحث المناعي

تعتمد هذه الطريقة على دراسة تكوين مستضد الخلايا وسوائل الجسم في جسم الإنسان - الدم واللعاب وعصير المعدة ، إلخ. أكثر المستضدات شيوعًا هي خلايا الدم: خلايا الدم الحمراء ، خلايا الدم البيضاء ، الصفائح الدموية ، وكذلك بروتينات الدم. أنواع مختلفة من مستضدات الكريات الحمراء تشكل أنظمة فصيلة الدم.

في بداية القرن العشرين ، أظهر K. Landsteiner و J. Yansky أنه ، اعتمادًا على طبيعة ردود الفعل بين كريات الدم الحمراء وبلازما الدم ، يمكن تقسيم جميع الناس إلى 4 مجموعات. في وقت لاحق ثبت أن هذه التفاعلات تحدث بين المواد البروتينية للكريات الحمراء ، والتي كانت تسمى جينات agglutino ، وبروتينات المصل ، والتي كانت تسمى agglutinins.

يتم تحديد مجموعات الدم عن طريق المستضدات التي تحتوي على الكسور الدهنية والبروتينية ، والتي تقع على سطح الكريات الحمراء. يتم التحكم في جزء البروتين من المستضد بواسطة جين يعمل في المراحل المبكرة من نمو خلايا الدم الحمراء. مستضدات محددة لكل مجموعة الدم.

في المجموع ، هناك 14 مجموعة من فصائل الكريات الحمراء معروفة ، والتي تشمل أكثر من 100 مولدات مضادة مختلفة. في نظام فصيلة الدم ABO ، يتشكل مستضدان على سطح كريات الدم الحمراء تحت سيطرة أليلات الجينات Ia ، Ic.

برنشتاين في عام 1925 أظهر أن هناك أليل ثالث ، I o ، لا يتحكم في تخليق المستضد. وبالتالي ، في نظام فصيلة الدم ABO ، هناك ثلاثة أليلات ، لكن كل شخص لديه اثنان فقط. إذا رسمنا الأمشاج الممكنة من الذكور والإناث في شعرية Punnett ، فيمكننا تتبع المجموعات المحتملة من فصائل الدم في أحفاد.

ABO فصائل الدم في أحفاد اعتمادا على أنواع دم الوالدين

الطرق المناعية المستخدمة لتقييم المرضى وأقاربهم مع دولة يشتبه immunodefetsitnye (فقد غاماغلوبولين الدم، خلل غاماغلوبلين الدم، وترنح توسع الشعيرات، وغيرها)، ويشتبه في عدم توافق مستضد من الأم والجنين، مع نقل الأعضاء أو الأنسجة، عند تحديد العلاقة الحقيقية، في الحالات الطبية الاستشارة الوراثية ، عندما يكون من الضروري دراسة العلامات الوراثية في تشخيص روابط الجينات أو في تحديد القابلية الوراثية للأمراض ، عند إنشاء التوائم zygosti.

تحديد عضوية فصيلة الدم له أهمية عملية في مجموعة متنوعة من الدراسات الوراثية:

1) عند إنشاء التوائم الملقحة

2) في تأسيس الربط بين الجينات.

3) في الفحص الجنائي في حالات الأبوة أو الأمومة المثيرة للجدل. من المعروف أن الطفل لا يمكن أن يكون له مستضدات غير موجودة في الوالدين.

تم اكتشاف نظام فصيلة الدم M بواسطة K. Landsteiner و I. Levin في عام 1927 (في هذه المجموعة ، لا يتم إنتاج الأجسام المضادة للمستضدات المقابلة). النظام لديه اثنين من الأليلات M ، N.

الجينات التي تحدد العامل M و N هي الكوموسمينت ، أي إذا التقيا معا ، كلاهما يظهر. وبالتالي ، هناك أنماط وراثية متجانسة MM و NN ، وغير متجانسة MN. في السكان الأوروبيين ، تم العثور على الأنماط الوراثية MM في حوالي 36 ٪ ، NN في 16 ٪ ، و MN في 48 ٪.

والجينات على التوالي:

م = 36 + 48/2 = 60 ٪

ن = 16 + 48/2 = 40 ٪

عامل Rh

كما هو موضح من قبل الباحثين ، فإن 85٪ من الأوروبيين لديهم مستضد كريات الدم الحمراء ، وهو شائع مع أنواع مستضد القردة من قرود الريس. 15 ٪ من الناس ليس لديهم مستضدات Rh على سطح كريات الدم الحمراء.

نظام مجموعة مستضدات Rh معقدة للغاية. من المفترض أن يتم التحكم في مستضدات Rh بواسطة ثلاثة مواضع مرتبطة ارتباطًا وثيقًا C و D و E في اثنين من الكروموسومات وترث بشكل كبير. لذلك ، هناك ثلاثة أنماط وراثية ممكنة لكل موضع: متجانسة متجانسة إيجابية إيجابية ، متجانسة متجانسة إيجابية متجانسة ومتجانسة متجانسة إيجابية سالبة.

أكثر المستضدات المناعية هو المستضد D. المستضدات C و E أقل نشاطا.

في عام 1962 ، تم تأسيس وجود كرات الدم الحمراء isoantigen X d ، التي تنتقل عبر كروموسوم الجنس X. وفقًا لهذا المستضد ، يمكن تقسيم جميع الأشخاص إلى X موجب وسالب. بين النساء X- إيجابية ، تم العثور على 88 ٪ ، وبين الرجال - 66 ٪. إذا كان كلا الوالدين سلبيا ، فإن جميع أطفالهم (البنات والبنين) سيكونون سلبيا. إذا كان الأب إيجابي Xd ، وكانت الأم X d سالبة ، فستكون بناتهن إيجابية D ، والأبناء X d سلبيين. إذا كانت الأم X إيجابية ، وكان الأب X سالبًا ، فسيكون أبناؤهم X موجبين. عبر نوع الميراث. يمكن أن تكون البنات إما إيجابية Xd أو سلبية Xd ، وهذا يتوقف على تجانس الأم. يتم ترجمة مجموعة جين X د في الذراع القصير لكروموسوم إكس. يستخدم نظام XD لدراسة اختلال الصبغيات (عدد غير طبيعي من كروموسومات X في طفل مصاب بالثلث الصبغي X ، متلازمة كلاينفلتر ، متلازمة شيريشفسكي تيرنر ، إلخ) من المفترض أن عدم توافق Xd للأم والجنين (الأم Xd سلبية ، وجنين Xd إيجابية) يؤدي إلى انخفاض في تواتر ولادة الفتيات.

طريقة الكيمياء الحيوية

يسمح ، من ناحية ، بدراسة كمية الحمض النووي في الخلايا البشرية في الصحة والمرض ، من ناحية أخرى - لتحديد العيوب الأيضية الوراثية باستخدام:

1) تحديد البروتين الشاذ (البروتينات الإنزيمية أو الإنزيمات) ، والتي تتشكل نتيجة للتفاعلات الكيميائية الحيوية ؛

2) تعاريف المنتجات الوسيطة لعملية التمثيل الغذائي ، والتي تظهر كنتيجة للكتلة الجينية لتفاعل التبادل المباشر.

على سبيل المثال ، في فينيل كيتونوريا ، لا يتحول حمض أميني فينيل ألانين إلى التيروزين. هناك زيادة في تركيزه في الدم وانخفاض في تركيز التيروزين. في هذه الحالة ، يتم تحويل فينيل ألانين إلى حمض فينيل بيروفيك ومشتقاته - حليب فينيل ، فينيل أسيتيك و فينيل أسيتيلوجلوتاميك.

تم اكتشاف هذه المركبات في بول المريض باستخدام FeCl 3 أو 2،4-dinitrophenylhydrazine chloride.

1. طريقة الأنساب.

تعتمد الطريقة على تتبع أي سمة في عدد من الأجيال مع الإشارة إلى القرابة (تجميع النسب).

يبدأ جمع المعلومات من proband.

proband هو الشخص الذي يجب تجميع نسبه. تسمى الأخوة والأخوات في proband الأشقاء.

تتضمن الطريقة مرحلتين:

1. جمع المعلومات عن الأسرة.

2. تحليل الأنساب.

تستخدم الرموز الخاصة لبناء نسب. الأساليب تسمح لإثبات نوع الوراثة من الصفة: جسمية جسمية سائدة ، جسمية متنحية ، مرتبطة بالجنس.

عندما الميراث الجسدي المهيمنة يتجلى الجين في حالة غير متجانسة في كلا الجنسين ؛ مباشرة في الجيل الأول ؛ عدد كبير من المرضى عموديا وأفقيا. في هذا النوع ، يتم وراثة النمش ، العضدية ، إعتام عدسة العين ، هشاشة العظام ، التقزم الحثل الغضروفي ، كثرة الأصابع.

في الميراث المتنحية جسمية لا يتجلى الجين الطفري إلا في حالة متماثل الزيجوت في الأشخاص من كلا الجنسين. وكقاعدة عامة ، يولد الوالدان المرضى من أبوين أصحاء (الجين في حالة متغايرة الزيجوت). لا تظهر الأعراض في كل جيل. وهكذا ، يتم توريث العلامات: أعسر ، شعر أحمر ، عيون زرقاء ، اعتلال عضلي ، داء السكري ، بيلة الفينيل كيتون.

مع الوراثة السائدة المرتبطة X الناس من كلا الجنسين مريضون ، وهو أكثر شيوعًا عند النساء. وهكذا ، يتم توريث العلامات: التهاب الجلد الصباغي ، التقرن (فقدان فروة الرأس) ، ظهور تقرحات ، مينا الأسنان البنية.

مع X مرتبطة المتنحية خلافة معظمهم من المرضى الذكور. في الأسرة ، نصف (50٪) من الأولاد مصابون ، و 50٪ من الفتيات غير متجانسة الزيجوت بالنسبة لجين متحور. حتى يتم ورث الهيموفيليا A ، ضمور العضلات Duchenne ، عمى الألوان.

عندما ص ارث الميراث الرجال فقط هم المرضى. وتسمى هذه العلامات holandricheskie: متلازمة فرط الشعر.

2. الطريقة الخلوية.

تعتمد الطريقة على الفحص المجهري للكروموسومات ، وتحليل النمط النووي البشري في الصحة وعلم الأمراض. أجريت دراسة مجموعة الكروموسوم على ألواح الطور اللمفاوية ، الخلايا الليفية المستزرعة في ظروف اصطناعية. تحليل الكروموسومات التي تقوم بها المجهر. لتحديد كروموسومات ، يتم إجراء تحليل مورفوميتري لطول الكروموسوم ونسبة أكتافهم (مؤشر centromere) ، ثم يتم إجراء تنميط نووي وفقًا لتصنيف دنفر. تسمح لك هذه الطريقة بضبط المرض الوراثي البشري ، وهيكل الكروموسومات ، والانتقال ، لإنشاء خرائط وراثية.

في عام 1969 ، طور T. Casperson طريقة للتلوين المتباين للكروموسومات ، مما جعل من الممكن تحديد الكروموسومات حسب طبيعة توزيع الأجزاء الملطخة. يؤدي عدم تجانس الحمض النووي في مناطق مختلفة بطول الكروموسوم إلى تلطيخ مختلف للقطاعات (مناطق غير متجانسة ومتجانسة). تتيح هذه الطريقة التعرف على اختلال الصيغة الصبغية ، وإعادة ترتيب الكروموسومات ، والانتقالات ، وتعدد الصيغ (التثلث الصبغي 13 ، 18 ، 21 ، الصبغي الذاتي ؛ الحذف). الحذف على طول كروموسوم الشكل 5 متلازمة صرخة القطط. في 18 - انتهاك لتشكيل الهيكل العظمي والتخلف العقلي.

إذا كان الانتهاك يتعلق بالكروموسومات الجنسية ، فسيتم تطبيق طريقة دراسة الكروماتين الجنسي. كروماتين الجنس (جسم Barr) عبارة عن كروموسوم X حلزوني غير نشط في الجسد الأنثوي في اليوم السادس عشر من التطور الجنيني. يتميز برج الثور Barr's شكل قرصي ويوجد في نواة خلايا الطور البيني للثدييات والبشر تحت الغشاء النووي. يمكن اكتشاف الكروماتين الجنسي في أي نسيج. تتم دراسة الخلايا الظهارية في الغشاء المخاطي الشدقي (تجريف الشدق).

في النمط النووي للمرأة الطبيعية ، يوجد كروموسومات X ، أحدهما يشكّل جسم الكروماتين الجنسي. عدد أجسام الكروماتين الجنسي في البشر والثدييات الأخرى أقل من عدد كروموسومات X للفرد. في امرأة مع النمط النووي XO ، لا تحتوي نواة الخلية على الكروماتين الجنسي. مع تثلث الصبغي (XXX) - يتم تشكيل جثتين ، أي باستخدام كروماتين الجنس لتحديد عدد الصبغيات الجنسية في لطاخات الدم ؛ في نوى خلايا العدلات ، فإن أجسام كروماتين الجنس لها مظهر عصي الطبل الممتدة من نواة كريات الدم البيضاء.

عادة ، لدى النساء كروماتين - تشكل النوى الإيجابية 20-40 ٪ ، لدى الرجال - 1-3 ٪. في ظهارة الشدق ، يمكن أيضًا تحديد Y-chromatin. إنه مركز كروموسر كبير متوهج بشكل كبير يقع في أي نقطة في النواة. عادة ، في الذكور ، 20-90 ٪ من النوى تحتوي على كروماتين Y.

3. طريقة الإحصاء السكاني.

تسمح الطريقة بحساب تواتر النقل غير المتجانس للجين المرضي في المجموعات البشرية. توزيع تشوهات الجينات والكروموسومات. تستخدم الطريقة البيانات الديموغرافية والإحصائية ، والتي تعتمد المعالجة الرياضية على قانون هاردي-وينبرج.

دراسة تواتر توزيع الجينات مهم لتحليل انتشار الأمراض الوراثية البشرية. من المعروف أن العدد الهائل من الأليلات المتنحية معروضة في حالة غير متجانسة. يسمح لك قانون هاردي-وينبرج بتحديد تواتر نقل الجين المرضي. على سبيل المثال: معدل الإصابة بالمهق المصادَق (qq 2) هو 1: 20000 ، أي q 2 aa = 1/20000 ، يعني q = √ 1/20000 = 1/141

p + q = 1 ، ثم p = 1- q = 1 1/141 = 140/141 ؛ تواتر الزيجوت المتغاير (ناقلات الجين المهق) هو 2 pq Aa = 2 x140 / 141 x 1/141 = 1/70.

4. طريقة التوأم.

تعتمد الطريقة على دراسة علامات التغير تحت تأثير الظروف المعيشية في التوائم الأحادية والتمايز. في الدراسات الوراثية للتوائم ، من الضروري إجراء دراسة نسبية لكلا النوعين. هذه هي الطريقة الوحيدة لتقييم تأثير الظروف البيئية المختلفة على الأنماط الجينية نفسها (بالأحماض الأحادية) ، وكذلك مظاهر الأنماط الجينية المختلفة في نفس الظروف البيئية (في dysygotes).

يسمى تشابه علامات التوائم بالتوافق ، التمييز بين العلامات - التنافر. تتيح لنا مقارنة درجة التشابه بين مجموعتي التوائم الحكم على دور الوراثة والبيئة في العلامات المرضية. تعتمد الطريقة على دراسة مقارنة لعلامات التوائم. انها تسمح لك لتحديد قائمة الأمراض مع الاستعداد الوراثي ، لتحديد دور البيئة والوراثة في مظهر من مظاهر المرض. للقيام بذلك ، استخدم معامل الوراثة (H) وتأثير البيئة (E) ، والذي يتم حسابه بواسطة صيغة Holzinger:

H = (٪ MZ -٪ DZ / 100 -٪ DZ) × 100

MZ - توافق التوائم أحادي الزيجوت ، DZ - dizygotic.

إذا كانت قيمة H = 1 ، يتم تشكيل علامة في درجة أكبر (100 ٪) تحت تأثير العوامل الوراثية. H = 0 - تتأثر العلامة بتأثير البيئة (100٪) ؛ ع = 0.5 - نفس درجة تأثير البيئة والوراثة.

على سبيل المثال: التوافق بين التوائم غير المتجانسة في حالات الإصابة بالفصام هو 70 ٪ ، و dizygotic ، 13 ٪. ثم H = 70-13 / 100-13 = 57/87 = 0.65 (65٪). وبالتالي ، فإن غلبة الوراثة هي 65 ٪ ، والبيئة - 35 ٪.

باستخدام طريقة الدراسة:

1. دور الوراثة والبيئة في تشكيل علامات الجسم ؛

2. العوامل المحددة التي تعزز أو تضعف من تأثير البيئة الخارجية ؛

3. الارتباط بين الميزات والوظائف ؛

5. طرق الكيمياء الحيوية.

تستخدم هذه الطرق لتشخيص الأمراض الأيضية الناتجة عن التغيرات في نشاط بعض الإنزيمات (طفرات الجينات). باستخدام هذه الطرق ، تم اكتشاف حوالي 500 مرض جزيئي.

في أنواع مختلفة من الأمراض ، من الممكن تحديد إنزيم البروتين غير الطبيعي نفسه أو المنتجات الأيضية الوسيطة.

تشمل الأساليب عدة خطوات:

1) تحديد الطرق البسيطة التي يمكن الوصول إليها (الطرق السريعة) ، التفاعلات النوعية للمنتجات الأيضية في البول والدم.

2) صقل التشخيص. لهذا الغرض ، يتم استخدام طرق كروماتوجرافية دقيقة لتحديد الإنزيمات والأحماض الأمينية والكربوهيدرات وما إلى ذلك.

3) استخدام الاختبارات الميكروبيولوجية ، بناءً على حقيقة أن بعض سلالات البكتيريا يمكن أن تنمو على الوسائط التي تحتوي فقط على بعض الأحماض الأمينية والكربوهيدرات. إذا كان هناك مادة مطلوبة لجراثيم في الدم أو البول ، فعندئذٍ في مثل هذه الركيزة المحضرة ، يتم ملاحظة التكاثر النشط للبكتيريا ، وهذا ليس هو الحال في الشخص السليم.

تم الكشف عن اعتلالات الهيموغلوبين ، اضطرابات استقلاب الأحماض الأمينية (فينيلكونتوريا ، ألكابتونوريا) ، الكربوهيدرات (داء السكري ، الجالاكتوزيميا) ، الدهون (الأحماض الأمورية) ، النحاس (مرض كونوفالوف ويلسون) ، الحديد (نقص الصباغة الدموية) ، إلخ.

6. طريقة dermatoglyphics.

Dermatoglyphics هو قسم من علم الوراثة يدرس الوراثة التي تسبب ارتفاعات الجلد على أصابع اليد والنخيل وباطن القدمين. على هذه الأجزاء من الجسم ، هناك إسقاطات للبشرة - قمة ، تشكل أشكالًا معقدة. رسومات من أنماط الجلد هي الفردية بدقة وتحديد وراثيا. تحدث عملية تشكيل الإغاثة الشعرية في غضون 3-6 أشهر من التطور داخل الرحم. ترتبط آلية تشكيل التلال بالعلاقة التشكلية بين البشرة والأنسجة الكامنة.

الجينات المسؤولة عن تشكيل الأنماط على منصات الأصابع متورطة في تنظيم تشبع البشرة والأدمة بالسائل.

جين A - يسبب ظهور قوس على لوح الإصبع ، جين W - ظهور حليقة ، جين L - ظهور حلقة. وبالتالي ، هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الأنماط على أطراف الأصابع (الشكل 5.5). تواتر حدوث أنماط: القوس - في 6 ٪ ، حلقات - حوالي 60 ٪ ، تجعيد الشعر - 34 ٪. مؤشر كمية من dermatoglyphics هو عدد التلال (عدد الخطوط الحليمية بين الدلتا ووسط النموذج ؛ الدلتا هي نقاط التقارب بين الخطوط الحليمية التي تشكل الشكل في شكل حرف دلتا اليونانية Greek).

في المتوسط ، يوجد في إحدى الإصبعين 15-20 حافة ، على 10 أصابع في الرجال ، 144.98 ؛ للنساء - 127.23 قمة.

الإغاثة راحي (palmoscopy) هو أكثر تعقيدا. يكشف عن عدد من مجالات الوسائد وخطوط النخيل. في قواعد الثاني والثالث ، IY ، Y الأصابع هي ثلاثية الأصابع (أ ، ب ، ق ، د) ، في قاعدة راحة اليد (ر). لا تتجاوز زاوية الكف - a t d في القاعدة 57 0 (الشكل 5.5).

أنماط الجلد وراثية. وراثي الإغاثة من الجلد وراثيا.

يمكن أن تتسبب بعض العوامل الضارة في المراحل المبكرة من التطور الجنيني في تكوين أنماط من الجلد الجلدي (على سبيل المثال ، يؤدي النشاط داخل الرحم لفيروس الحصبة الألمانية إلى حدوث انحراف في أنماط مشابهة لمتلازمة داون).

يتم استخدام طريقة dermatoglyphics في علم الوراثة السريرية كتأكيد إضافي لتشخيص متلازمات الكروموسومات مع حدوث تغيير في النمط النووي.

7. الأساليب المناعية.

تعتمد الطرق على دراسة تكوين مستضد الخلايا وسوائل الجسم - الدم واللعاب وعصير المعدة. المستضدات الأكثر استخدامًا هي خلايا الدم الحمراء وخلايا الدم البيضاء وبروتينات الدم. أنواع مختلفة من مستضدات الكريات الحمراء تشكل أنظمة فصيلة الدم - AB0 ، Rh - factor. معرفة ميزات علم المناعة في الدم ضروري لنقل الدم.

8. طريقة المنشأ.

تسمح الطريقة الأنثوجينية لدراسة أنماط ظهور العلامات في عملية التطوير. الغرض من هذه الطريقة هو التشخيص المبكر والوقاية من الأمراض الوراثية. وتستند هذه الطريقة على الأساليب الكيميائية الحيوية ، الخلوية والمناعية. في المراحل المبكرة من التوالد بعد الولادة ، تظهر أمراض مثل فينيل الكيتون ، الجالاكتوزيا ، الكساح المقاوم لفيتامين (د) ، والذي يساهم تشخيصه في الوقت المناسب في التدابير الوقائية التي تقلل من أمراض الأمراض. تظهر أمراض مثل السكري والنقرس وداء الكابتون في المراحل اللاحقة من التكاثر. تكتسب طريقة دراسة نشاط الجينات الموجودة في حالة متغايرة الزيجوت أهمية خاصة ، مما يجعل من الممكن اكتشاف الأمراض المتنحية المرتبطة بالكروموسوم X. تم الكشف عن النقل غير المتماثل الزيجوت من خلال دراسة أعراض المرض (مع وجود جفون العين - الحد من مقل العيون) ؛ باستخدام اختبارات الإجهاد (نسبة عالية من فينيل ألانين في دم المرضى الذين يعانون من بيلة الفينيل كيتون) ؛ باستخدام الفحص المجهري لخلايا الدم الأنسجة (تراكم الجليكوجين في الجليكوجين) ؛ باستخدام التحديد المباشر لنشاط الجينات.

9. طريقة وراثة الخلايا الجسدية.

استنادا إلى دراسة المواد الوراثية في استنساخ الخلايا من الأنسجة التي تنمو خارج الجسم على وسائط المواد الغذائية. في هذه الحالة ، يمكنك الحصول على الجينات في شكلها النقي ، للحصول على خلايا هجينة. وهذا يسمح بتحليل ارتباط الجينات وتوطينها ، آليات تفاعل الجينات ، تنظيم نشاط الجينات ، طفرات الجينات.

يتيح لك استخدام أساليب علم الإنسان البشري تحديد تشخيص المرض الوراثي.

طرق محددة في علم الوراثة.

1. طريقة الهجين (فتح مندل). الملامح الرئيسية للطريقة:

A). لم يأخذ مندل في الحسبان المجموعة المتنوعة من الميزات في الأهل وذريتهم ، لكنه حدد الميراث وتحليله بواسطة السمات الفردية (واحدة أو أكثر) ؛

ب) نفذ مندل حسابًا كميًا دقيقًا لميراث كل سمة في سلسلة من الأجيال اللاحقة. .

ج) درس مندل طبيعة نسل كل هجين على حدة.

2. طريقة الأنساب. تعتمد الطريقة على تجميع وتحليل النسب.

طرق غير محددة في علم الوراثة.

1. طريقة التوأم. يستخدم في المقام الأول لتقييم الدور المترابط للوراثة والبيئة في تطوير الصفة.

2. الطريقة الخلوية. يكمن في دراسة الكروموسومات مع المجهر.

3. طريقة انفجار. يسمح لك بدراسة توزيع الجينات الفردية أو تشوهات الكروموسومات في السكان:

4. طريقة طفرة. طريقة الكشف عن الطفرات اعتمادا على خصائص الكائن "- أساسا طريقة تكاثر الكائن الحي.

5. طريقة إعادة التركيب. بناءً على تواتر إعادة التركيب بين لارس فردي من الجينات الممثلة في الكروموسوم نفسه. يسمح بتعيين الكروموسومات ، والتي تشير إلى الموقع النسبي للجينات المختلفة.

6. طريقة أخذ العينات الانتقائية (الكيمياء الحيوية). مع ذلك ، يتم تأسيس تسلسل الأحماض الأمينية في سلسلة بولي ببتيد ، وبالتالي يتم تحديد طفرات الجينات.

طريقة الأنساب.

القوانين الأساسية للوراثة الموضوعة للكائنات الحية هي قوانين عالمية وصحيحة تمامًا للبشر. ومع ذلك ، ككائن للبحث الجيني ، يتمتع الشخص بمزاياه وعيوبه.

بالنسبة للناس ، من المستحيل التخطيط للزواج المصطنع. في وقت مبكر من عام 1923 ، N.K. وأشار كولتسوف إلى أنه "... لا يمكننا التجربة ، لا يمكننا إجبار نيزدانوفا على الزواج من تشالينبان فقط لمعرفة نوع الأطفال الذين سوف ينجبونهم". ومع ذلك ، فإن هذه الصعوبة يمكن التغلب عليها بسبب أخذ العينات المستهدفة من عدد كبير من أزواج الزواج من تلك التي تتوافق مع أهداف هذه الدراسة الجينية.

هناك عدد كبير من الكروموسومات - 2n = 4b - يجعل من الصعب للغاية على الشخص إجراء تحليل جيني. ومع ذلك ، فإن تطوير أساليب جديدة للعمل مع الحمض النووي ، وطريقة تهجين الخلايا الجسدية وبعض الطرق الأخرى تقضي على هذه الصعوبة.

بسبب العدد الصغير من المتحدرين (في النصف الثاني من القرن العشرين ، أنجبت معظم الأسر 2-3 أطفال) ، من المستحيل تحليل الانقسام في نسل عائلة واحدة. ومع ذلك ، في عدد كبير من السكان ، من الممكن اختيار العائلات ذات السمات التي تهم الباحث.

الطريقة الهجينة.

إن جوهر الطريقة الهجينة لدراسة الوراثة هو أن النمط الوراثي للكائن الحي يتم الحكم عليه بواسطة خصائص نسله ، التي تم الحصول عليها بواسطة بعض الصلبان. تم وضع أسس هذه الطريقة من خلال أعمال G. Mendel. مندل عبر أصناف البازلاء التي تختلف في سمة واحدة أو أخرى (شكل ولون البذور ، لون الزهرة ، ارتفاع الساق ، وما إلى ذلك) ، ثم شاهد كيف ورثت علامات أي من الوالدين من قبل نسلهم في الأجيال الهجينة الأولى والثانية واللاحقة. بعد القيام بهذا العمل على عدد كبير بما فيه الكفاية من النباتات ، تمكنت G.Mendel من إنشاء انتظامات إحصائية مهمة للغاية للنسبة الكمية للنباتات الهجينة مع وجود علامات على كلا الصنفين الأصليين.

في وقت لاحق ، أجريت دراسات مماثلة من قبل العديد من علماء الوراثة في العديد من مندل على البازلاء ؛ لديهم أهمية بيولوجية عامة ، حيث تم تأكيدها في مجموعة واسعة من الكائنات.

أبسط أنواع العبور في التحليل الهجين هو العبور أحادي الهجين ، حيث تختلف أشكال الوالدين عن بعضها البعض فقط عن طريق زوج واحد من الشخصيات. مثال على عبور أحادي الهجين يمكن أن يكون التقاطع بين الحبوب الصفراء وأصناف الحبوب الخضراء من البازلاء ، الذي تقوم به مندل. لتقديم نتائجه ، نستخدم الترميز المعتمد في علم الوراثة: P - أشكال الوالدين (أصناف) ؛ الهجينة F1 من الجيل الأول. - الهجينة من الجيل الثاني (F3 - الجيل الثالث ، F4 - الجيل الرابع ، وما إلى ذلك) ؛ علامة X للعبور ؛ sign - علامة تشير إلى أن الجيل القادم يتم الحصول عليه من خلال التلقيح الذاتي ؛ A ، حرف - حرفان يدلان على زوج من الميزات المتناقضة التي تميز الأشكال الوالدية المتخذة في العبور (في حالتنا A صفراء واللون الأخضر لبذور البازلاء).

حصل مندل على النتائج التالية عند عبور monohybrid بين الحبوب الصفراء والبازلاء الخضراء:

R: أ س أ
F1: أ
F2: FOR: 1a

تم تلخيص هذه النتائج من قبل مندل في النقاط الثلاث التالية: قاعدة التوحيد للجيل الهجين الأول ؛ قانون تقسيم الجيل الهجين الثاني ؛ فرضية نقاء gamete.

الطرق الوراثية الجزيئية.

والنتيجة النهائية للطرق الوراثية الجزيئية هي تحديد التغيرات في أجزاء معينة من الحمض النووي أو الجين أو الكروموسوم. وهي تستند إلى الأساليب الحديثة للعمل مع الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي. في 70-80 سنة. بسبب التقدم في علم الوراثة الجزيئي والتقدم في دراسة الجينوم البشري ، وجد المنهج الوراثي الجزيئي تطبيقًا واسعًا.

تتمثل المرحلة الأولى من التحليل الوراثي الجزيئي في الحصول على عينات من الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي. للقيام بذلك ، استخدم الحمض النووي الجيني (الكل

الحمض النووي للخلية) أو شظاياها المنفصلة. في الحالة الأخيرة ، من أجل الحصول على عدد كافٍ من هذه الأجزاء ، من الضروري تضخيمها (مضاعفة). للقيام بذلك ، استخدم تفاعل البلمرة المتسلسل - الطريقة السريعة للتكاثر الأنزيمي لشظية معينة من الحمض النووي. يمكن استخدامه لتضخيم أي منطقة DNA تقع بين تسلسلين معروفين.

من المستحيل تحليل جزيئات الحمض النووي الضخمة بالشكل الذي توجد به في الخلية. لذلك ، قبل أن يتم تقسيمها إلى أجزاء ، قم بمعالجة مجموعة متنوعة من التقييدات - نوكلياز داخلية بكتيرية. هذه الإنزيمات قادرة على قطع الحلزون المزدوج للحمض النووي ، ونقاط الانكسار محددة بدقة لهذه العينة.

طريقة الكيمياء الحيوية.

سبب العديد من الاضطرابات الأيضية الخلقية هو عيوب إنزيم مختلفة ناتجة عن طفرات تغير هيكلها. المؤشرات الكيميائية الحيوية (المنتج الرئيسي للجين ، وتراكم الأيضات المرضية داخل الخلية وفي جميع السوائل الخلوية للمريض) تعكس بدقة أكثر جوهر المرض مقارنة بالمؤشرات السريرية ، وبالتالي فإن أهميتها في تشخيص الأمراض الوراثية تتزايد باستمرار. استخدام الأساليب الكيميائية الحيوية الحديثة (الكهربائي ، اللوني ، التحليل الطيفي ، إلخ) يجعل من الممكن تحديد أي مستقلبات محددة لمرض وراثي معين.

موضوع التشخيص الكيميائي الحيوي الحديث هو الأيضات المحددة ، الانزيمات ، والبروتينات المختلفة.

يمكن أن تكون أهداف التحليل الكيميائي الحيوي هي البول والعرق والبلازما والمصل وخلايا الدم وثقافات الخلايا (الخلايا الليفية والخلايا الليمفاوية).

بالنسبة للتشخيصات الكيميائية الحيوية ، يتم استخدام تفاعلات نوعية بسيطة (على سبيل المثال ، كلوريد الحديديك للكشف عن بيلة الفينيل كيتون أو دينيتروفينيل هيدرازين للكشف عن كيتويدس) وأساليب أكثر دقة.

جينات الخلايا الجسدية.

حقيقة أن الخلايا الجسدية تحمل كامل كمية المعلومات الوراثية تجعل من الممكن دراسة الأنماط الوراثية للكائن الحي بأكمله.

تعتمد الطريقة على زراعة الخلايا الجسدية البشرية الفردية وإنتاج الحيوانات المستنسخة منها ، وكذلك تهجينها واختيارها.

تحتوي الخلايا الجسدية على عدد من الميزات:

تتكاثر بسرعة على المواد الغذائية المغذية.

استنساخها بسهولة وإعطاء ذرية متجانسة وراثياً ؛

يمكن أن تنسخ الحيوانات المستنسخة وتنتج ذرية هجينة ؛

تتعرض بسهولة للتكاثر على وسائط المغذيات الخاصة ؛

يتم تخزين الخلايا البشرية بشكل جيد وطويلة أثناء التجميد.

يتم الحصول على الخلايا الجسدية البشرية من مختلف الأعضاء - الجلد ونخاع العظام والدم والأنسجة من الأجنة. ومع ذلك ، غالبا ما تستخدم خلايا النسيج الضام (الخلايا الليفية) والخلايا اللمفاوية في الدم.

باستخدام طريقة تهجين الخلايا الجسدية:

أ) دراسة عمليات التمثيل الغذائي في الخلية ؛

ب) تحديد توطين الجينات في الكروموسومات ؛

ج) التحقيق في طفرات الجينات ؛

ز) دراسة النشاط الطفري والمواد المسببة للسرطان للمواد الكيميائية.

الطريقة الخلوية.

أساس هذه الطريقة هو دراسة مجهرية للكروموسومات البشرية. أصبحت الدراسات الوراثية الخلوية مستخدمة على نطاق واسع منذ بداية العشرينات. القرن العشرين. لدراسة مورفولوجيا الكروموسومات البشرية ، والعد الكروموسوم ، وزراعة خلايا الدم البيضاء للحصول على لوحات الطور.

يرتبط تطور علم الوراثة الخلوية البشرية الحديثة بأسماء علماء الخلايا D.Tio و A.Levan. في عام 1956 ، كانوا أول من يثبت أن الشخص لديه 46 كروموسومات (وليس 48 ، كما كان يعتقد سابقًا) ، مما يمثل بداية دراسة واسعة للكروموسومات الانقسامية البشرية والانقسام.

في عام 1959 ، أسس العلماء الفرنسيون د. ليجون ، و ر. توربين ، و م. غوتييه الطبيعة الكروموسومية لمرض داون. في السنوات اللاحقة ، تم وصف العديد من متلازمات الكروموسومات الأخرى ، التي غالباً ما توجد في البشر. أصبحت الوراثة الخلوية أهم قسم في الطب العملي. حاليا ، يتم استخدام الطريقة الوراثية الخلوية لتشخيص الأمراض الكروموسومية ، وتجميع الخرائط الوراثية للكروموسومات ، ودراسة عملية الطفرة وغيرها من مشاكل الوراثة البشرية.

في عام 1960 ، تم تطوير التصنيف الدولي الأول للكروموسومات البشرية في مدينة دنفر (الولايات المتحدة الأمريكية). كان يعتمد على حجم الكروموسومات وموقع الخصر الأساسي - المركز.

طريقة الإحصاء السكاني.

واحدة من الاتجاهات المهمة في علم الوراثة الحديثة هي علم الوراثة السكانية. يدرس التركيب الوراثي للسكان ، تجمع الجينات ، وتفاعل العوامل المسؤولة عن الثبات والتغيير في التركيب الجيني للسكان. السكان في علم الوراثة هو عبارة عن مجموعة من الأفراد الذين يتزاوجون بحرية من نفس النوع ويشغلون نطاقًا معينًا ولديهم تجمع جيني مشترك في عدد من الأجيال. (تجمع الجينات هو مجموع الجينات الموجودة في أفراد من مجموعة معينة).

في علم الوراثة الطبية ، تُستخدم الطريقة الإحصائية السكانية في دراسة الأمراض الوراثية للسكان ، وتواتر الجينات الطبيعية والمرضية ، والأنماط الجينية والأنماط الظاهرية في مجموعات سكانية من مختلف المناطق والبلدان والمدن. بالإضافة إلى ذلك ، تدرس هذه الطريقة أنماط انتشار الأمراض الوراثية في المجموعات ذات التركيبات المختلفة والقدرة على التنبؤ بتواترها في الأجيال اللاحقة.

يستخدم الأسلوب الإحصائي السكاني لدراسة:

أ) تواتر الجينات في السكان ، بما في ذلك تواتر الأمراض الوراثية ؛

ب) قوانين عملية الطفرة ؛

طريقة التوأم.

هذه طريقة لدراسة الأنماط الجينية على التوائم. تم اقتراحه أولاً من قِبل F. Galton في عام 1875. الطريقة المزدوجة تجعل من الممكن تحديد مساهمة العوامل الوراثية (الوراثية) والبيئية (المناخ ، التغذية ، التدريب ، التعليم ، إلخ) في تطور علامات أو أمراض محددة في البشر.

عند استخدام الطريقة المزدوجة ، يتم إجراء مقارنة:

1) التوائم غير المتجانسة (متطابقة) - ميغابايت مع التوائم dizygotic (الشقيق) - DB ؛

2) شركاء في أزواج غير متجانسة فيما بينهم ؛

3) تحليل بيانات العينة التوأم مع عامة السكان.

يتكون التوائم أحادي الزيجوت من زيجوت واحد ، مقسم إلى قسمين (أو أكثر) من مرحلة التكسير. من وجهة نظر وراثية ، فهي متطابقة ، أي لديهم نفس المورثات. التوائم أحادي الزيجوت دائماً من نفس الجنس.

مجموعة خاصة بين MB هي أنواع غير عادية من التوائم: برأسين (عادة ما تكون غير قابلة للحياة) ، caspophagus ("توأمان سيامي"). ولدت القضية الأكثر شهرة في عام 1811 في سيام (تايلاند الآن) ، التوائم السيامية - تشانغ والهند. كانوا يعيشون 63 سنة ، كانوا متزوجين من أخوات التوأم.

المحتويات: 1. طرق دراسة علم الوراثة البشرية جميع القوانين والأنماط الوراثية عالمية وقابلة للتطبيق على البشر. ومع ذلك ، فإن دراسة علم الوراثة البشرية لديها عدد من الميزات. أولاً ، من المستحيل استخدام الطريقة الهجينة ، لأن العبور التجريبي للأشخاص أمر مستحيل. ثانيًا ، لدى الشخص تغيير بطيء للأجيال ، ومن الصعب ملاحظة طبيعة ميراث إحدى السمات.

1. طرق لدراسة علم الوراثة البشرية

جميع القوانين والأنماط الوراثية عالمية وقابلة للتطبيق على البشر. ومع ذلك ، فإن دراسة علم الوراثة البشرية لديها عدد من الميزات. أولاً ، من المستحيل استخدام الطريقة الهجينة ، لأن العبور التجريبي للأشخاص أمر مستحيل. ثانيًا ، لدى الشخص تغيير بطيء للأجيال ، ومن الصعب ملاحظة طبيعة ميراث إحدى السمات. ثالثًا ، لدى الشخص عدد صغير جدًا من الأحفاد في عائلة واحدة ، مما لا يعطي نتيجة موثوق بها إحصائيًا. بالإضافة إلى ذلك ، على عكس الكائنات الوراثية الكلاسيكية ، لدى الشخص عدد كبير من الكروموسومات والعديد من مجموعات الروابط. لذلك ، يتم استخدام طرق محددة لدراسة علم الوراثة البشرية ، ويتم تحديد طبيعة وراثة سمة معينة على أعداد كبيرة من البشر.

الطرق الرئيسية لدراسة علم الوراثة البشرية:

· الأنساب ؛

التوأم

· الطريقة الخلوية ؛

· طريقة الكيمياء الحيوية

· طريقة الإحصاء السكاني ؛

الطرق الوراثية الجزيئية.

تعتمد طريقة الأنساب على تجميع شجرة عائلة الشخص ودراسة طبيعة ميراث السمات. تم اقتراح هذه الطريقة لأول مرة بواسطة F. Galton في عام 1865. هذه هي الطريقة الأقدم. جوهرها هو إقامة نسب من العلاقات وتحديد السمات السائدة والمتنحية وطبيعة ميراثهم. هذه الطريقة فعالة بشكل خاص في دراسة الطفرات الجينية.

تشتمل الطريقة على مرحلتين: جمع المعلومات العائلية لأكبر عدد ممكن من الأجيال وتحليل الأنساب. تستند النسب عادةً إلى علامة أو عدة علامات. لهذا الغرض ، يتم جمع المعلومات حول ميراث السمات بين الأقارب والأقارب البعيدين. عند تجميع نسب ، يتم استخدام أحرف خاصة.

ثم تبدأ المرحلة الثانية - تحليل النسب من أجل تحديد طبيعة الميراث من الصفة. بادئ ذي بدء ، ثبت كيف تتجلى هذه الصفة في ممثلين من مختلف الجنسين ، أي تماسك السمة مع الأرض. بعد ذلك ، يتم تحديد ما إذا كانت السمات هي المهيمنة أو المتنحية ، سواء كانت مرتبطة بسمات أخرى ، إلخ. مع الطبيعة المتنحية للميراث ، تظهر الصفة في عدد صغير من الأفراد وليس في جميع الأجيال. قد يكون غائبا عن الوالدين. مع الميراث السائد ، غالبًا ما توجد السمة في جميع الأجيال تقريبًا.

من السمات المميزة لميراث الصفات المرتبطة بالجنس ظهورها المتكرر لدى الأشخاص من نفس الجنس. إذا كانت هذه العلامة هي المهيمنة ، فهي أكثر شيوعًا عند النساء. إذا كانت العلامة متنحية ، في هذه الحالة تظهر في كثير من الأحيان في الرجال.

ساعد تحليل العديد من النسب وطبيعة توزيع السمات في عدد كبير من البشر علماء الوراثة على تحديد طبيعة وراثة العديد من الصفات البشرية الطبيعية ، مثل حليقة ولون الشعر ، لون العين ، النمش ، بنية شحمة الأذن ، وما إلى ذلك ، وكذلك الحالات الشاذة مثل عمى الألوان ، فقر الدم المنجلي ، إلخ.

كانت طريقة الأنساب قادرة على تحديد طبيعة وراثة الهيموفيليا. أظهرت دراسة أجريت على شجرة العائلة المالكة البريطانية أن هذه الصفة متنحية ومتصلة بالجنس. كانت حاملة الجينة المتنحية هي الملكة فيكتوريا البريطانية.

وبالتالي ، باستخدام طريقة النسب ، يتم اعتماد اعتماد السمات على المادة الوراثية ، ونوع الوراثة (الغالبة ، المتنحية ، الجسمية الذاتية ، المرتبطة بالكروموسومات الجنسية) ، وجود الارتباط الجيني ، الزيجوسيتيس (التماثل المتماثل في الزيجوت أو تغاير الزيجوت) لأفراد الأسرة الميزة. في الميراث السائد وراثي (يرتبط ظهور السمة بجين سائد) ، تظهر السمة عادة في كل جيل (الميراث الأفقي). في الميراث المتنحي الجسمي ، نادراً ما تُلاحظ السمة ، وليس في كل جيل (الميراث العمودي) ، ومع ذلك ، في زواج القرابة ، يولد الأطفال المرضى كثيرًا. عند التوارث ، مرتبط بالجنس ، فإن تواتر ظهور الصفة لدى الأفراد من مختلف الجنسين ليس هو نفسه.

أظهرت دراسات الأنساب أن بعض القدرات البشرية - الموسيقية والعقل الرياضي - تحددها أيضًا عوامل وراثية. تم إثبات وراثة مرض السكري ، الصمم ، انفصام الشخصية ، والعمى عن طريق طريقة الأنساب. تستخدم هذه الطريقة لتشخيص الأمراض الوراثية والاستشارات الوراثية الطبية. حسب طبيعة الميراث يتم تحديده من قبل احتمال وجود طفل مع تشوهات وراثية.

تعتمد الطريقة التوأم على دراسة النمط الظاهري والنمط الوراثي للتوائم لتحديد درجة التأثير البيئي على تطور السمات المختلفة. في عام 1876 ، اقترح الباحث الإنجليزي ف. غالتون هذه الطريقة لتمييز تأثير الوراثة والبيئة على تطور سمات مختلفة في البشر.

بين التوائم متطابقة و dvuyaytsevye. يتم تشكيل التوائم المتطابقة (متطابقة) من زيغوت واحد ، مقسم في مرحلة مبكرة من السحق إلى قسمين. في هذه الحالة ، لا تؤدي البويضة المخصبة إلى واحدة ، بل إلى جنينين في آن واحد. لديهم نفس المادة الوراثية ، دائمًا من نفس الجنس ، وهم الأكثر إثارة للاهتمام للدراسة. أوجه التشابه بين مثل هذه التوائم مطلقة تقريبا. يمكن أن يعزى الاختلافات الطفيفة إلى تأثير الظروف التنموية.

يتشكل التوأم التوأم (غير متطابق) من زيجات مختلفة ، نتيجة لتخصيب بيضتين بواسطة اثنين من الحيوانات المنوية. أنها تشبه بعضها البعض ليس أكثر من الأشقاء المولودين في أوقات مختلفة. يمكن أن يكون مثل التوائم من نفس الجنس ومغاير الجنس.

تسمح الطريقة المزدوجة بتحديد درجة ظهور الصفة في زوجين ، وتأثير الوراثة والبيئة على تطور السمات. جميع الاختلافات التي تظهر في التوائم المتطابقة مع نفس النمط الوراثي ترتبط بتأثير الظروف الخارجية. من الأمور ذات الاهتمام الكبير الحالات التي تم فيها فصل هذا الزوج لسبب ما في مرحلة الطفولة ونمو التوأم وتربيتهم في ظروف مختلفة.

تسمح لك دراسة التوائم الأخوية بتحليل تطور أنماط وراثية مختلفة في نفس الظروف البيئية. الطريقة المزدوجة المسموح بها لإثبات أن للعديد من الأمراض دورًا مهمًا في الظروف البيئية التي يحدث فيها تكوين النمط الظاهري.

على سبيل المثال ، يتم تحديد علامات مثل فصيلة الدم والعين ولون الشعر فقط عن طريق التركيب الوراثي ولا تعتمد على البيئة. بعض الأمراض ، رغم أنها تسببها الفيروسات والبكتيريا ، تعتمد إلى حد ما على الاستعداد الوراثي. يتم تحديد الأمراض مثل ارتفاع ضغط الدم والروماتيزم إلى حد كبير من العوامل الخارجية ، وإلى حد أقل ، الوراثة.

وهكذا ، فإن الطريقة المزدوجة تسمح بالكشف عن دور النمط الوراثي والعوامل البيئية في تكوين سمة ، والتي تتم من خلالها دراسة ومقارنة درجات التشابه (التوافق) والاختلافات (التناسق) بين التوائم أحادية الزيجوت والأعراض ثنائية الطور.

تتكون الطريقة الخلوية في الفحص المجهري لهيكل الكروموسومات وعددهم في الأشخاص الأصحاء والمرضى. من بين الأنواع الثلاثة للطفرات تحت المجهر ، لا يمكن اكتشاف سوى طفرات الكروموسومات والجينوم. أبسط طريقة هي التشخيص السريع - دراسة عدد الصبغيات الجنسية على كروماتين إكس. عادة ، عند النساء ، يكون كروموسوم X واحد في الخلايا على هيئة جسم كروماتين ، وفي الرجال يكون هذا الجسم غائبًا. مع تثليث زوج الجنس ، هناك جثتان في النساء ، والرجال - واحد. لتحديد التثلث الصغيري بواسطة أزواج أخرى ، يتم فحص النمط النووي للخلايا الجسدية ويتم تجميع رسم بيديوي ، والذي يتم مقارنته بالمعيار.

ترتبط طفرات الكروموسومات بالتغيرات في عدد أو هيكل الكروموسومات. من هذه ، تحت المجهر ، مع تلطيخ خاص ، والانتقالات والحذف ، يتم تحديد الانقلابات بشكل جيد. عند الانتقال أو الحذف من الكروموسوم ، على التوالي ، زيادة أو نقصان في الحجم. وعندما تغير الانعكاس نمط الصبغي (تناوب العصابات).

طفرات الكروموسومات

التغييرات في عدد الكروموسومات:

· Haploidy - انخفاض في عدد الكروموسومات لكل مجموعة كاملة (2n\u003e n) ؛

· Polyploidy - زيادة في عدد الكروموسومات لكل مجموعة أو عدة مجموعات من الكروموسومات (2n\u003e 3n ، 4n ، إلخ) ؛

· غير متجانسة ، أو اختلال الصيغة الصبغية ، هو التغير في عدد الكروموسومات بواحد أو أكثر من الكروموسومات في أزواج فردية من الكروموسومات (ثلاثية الصبغيات - 2n + 1 ، أحادي - 2n-1 ، nulysomy - 2n-2).

التغييرات في هيكل الكروموسومات (انحرافات الكروموسومات):

· الحذف (نقص) - فقدان منطقة الكروموسوم (ABCDEF\u003e ABvDEF) ؛

· الازدواجية - مضاعفة منطقة الكروموسوم (ABCDEF\u003e ABBCDEF) ؛

· الانقلاب - دوران قسم الكروموسوم بمقدار 180 درجة (ABCDEF\u003e ABEDCF) ؛

· الانتقال - تبادل المناطق بين الكروموسومات غير المتجانسة (ABCDEF - OPRS\u003e ABCRS - OPDEF).

أسباب طفرات الكروموسومات غالباً ما تكون اضطرابات الانقسام الاختزالي (عبور الاضطرابات ، اختلافات الكروموسومات والكروماتيدات). يمكن أن يؤدي التباين الكروماتي في الانقسام إلى تغيير في عدد الكروموسومات في خلايا الابنة. بالإضافة إلى ذلك ، تسبب الطفرات ، وخاصة الإشعاع ، انكسارات وخلل في عملية الانقسام الاختزازي.

طفرات الكروموسومات يمكن أن تكون علامات في الطريقة الوراثية الخلوية لدراسة مرض معين. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام هذه الطريقة لتحديد جرعات الإشعاع التي يمتصها الأشخاص في الدراسات العلمية الأخرى.

تعتمد طريقة الكيمياء الحيوية على دراسة طبيعة التفاعلات الكيميائية الحيوية في الجسم ، والتمثيل الغذائي لتأسيس نقل جينة غير طبيعية أو لتوضيح التشخيص. الأمراض التي تعتمد على الاضطرابات الأيضية تشكل جزءًا مهمًا من الأمراض الوراثية الوراثية. وتشمل هذه داء السكري ، وفينيل كيتونوريا (اختلال التمثيل الغذائي فينيل ألانين) ، galactosemia (انتهاكا لاستيعاب السكر في الحليب) وغيرها. تتيح لك هذه الطريقة إثبات المرض في مرحلة مبكرة وعلاجه.

طريقة الإحصاء السكاني تجعل من الممكن حساب تواتر حدوث الجينات الطبيعية والمرضية في السكان ، لتحديد نسبة متغايرة الزيجوت - حاملات الجينات غير الطبيعية. باستخدام هذه الطريقة ، يتم تحديد التركيب الوراثي للسكان (تواتر الجينات والأنماط الجينية في السكان البشري) ؛ ترددات النمط الظاهري. يتم التحقيق في العوامل البيئية التي تغير التركيب الجيني للسكان. تعتمد هذه الطريقة على قانون هاردي - وينبرغ ، الذي وفقًا لذلك تبقى ترددات الجينات والأنماط الجينية في العديد من المجموعات السكانية التي تعيش في ظروف غير متغيرة وبوجود panmixia (عبور حر) لعدد من الأجيال ثابتة. يتم إجراء الحسابات وفقًا للصيغ: p + q = 1 ، p2 + 2pq + q2 = 1. في نفس الوقت ، p هو تردد الجين المهيمن (الأليل) في السكان ، q هو تردد الجين المتنحي (الأليل) في السكان ، p2 هو تكرار الجينات المتجانسة المهيمنة ، q2 - متجانسات متنحية ، 2pq - تردد الكائنات غير المتجانسة. باستخدام هذه الطريقة ، يمكنك أيضًا تحديد وتيرة ناقلات الجينات المرضية.

يعد قانون هاردي - وينبرغ (المعروف أيضًا باسم قانون التوازن الوراثي) أحد أسس علم الوراثة السكانية. يصف القانون توزيع الجينات في السكان. أظهر هاردي ووينبرج أنه مع العبور الحر ، وغياب هجرة الأفراد وعدم وجود طفرات ، فإن التردد النسبي للأفراد مع كل هذه الأليلات سيظل ثابتًا في السكان من جيل إلى جيل. بمعنى آخر ، لن يكون هناك انحراف جيني في السكان.

هاردي جودفري هارولد (1877-1947) ، عالم رياضيات إنجليزي ، وُلد في كرانلي ، ساري. نجل معلم الرسم. درس الرياضيات في جامعة كامبريدج وأكسفورد.

وينبرغ فيلهلم (1862-1937) ، طبيب ألماني ، كان لديه عيادة خاصة كبيرة في شتوتغارت. وفقًا لمذكرات المعاصرين ، ولد 3 500 طفل ، بما في ذلك 120 زوجًا توأميًا على الأقل. بناءً على ملاحظاته الخاصة حول ولادة التوائم والقوانين الوراثية التي تم اكتشافها في مندل ، توصل إلى استنتاج مفاده أن الميل إلى ولادة توأمتين (غير متطابقين) موروثين.

الطرق الوراثية الجزيئية. في السنوات الأخيرة ، فإن مستوى تطور الوراثة الحديثة يجعل من الممكن استخدام الأساليب الجزيئية على نطاق واسع لدراسة الأساس الجزيئي للوراثة وتنوع الكائنات الحية ، التركيب الكيميائي والفيزيائي الكيميائي للمواد الوراثية ، وظائفها.

تسمح لك دراسة علم الوراثة البشرية بتشخيص حدوث خلل وراثي وعلاجه والتنبؤ به. ويجري حاليا دراسة طبيعة وراثة حوالي 2000 حرف. لمنع حدوث مرض وراثي والتنبؤ به ، تم إنشاء الاستشارة الوراثية.

2. الأمراض الوراثية البشرية

من الناحية الوراثية ، الأمراض الوراثية هي طفرات في الجنس والخلايا الجسدية. يمكن تقسيم جميع الأمراض الوراثية للشخص إلى ثلاث مجموعات:

أمراض الجينات

الأمراض مع الاستعداد الوراثي ،

الكروموسومات.

ترتبط أمراض الجينات بطفرات الجينات الفردية بسبب تحول التركيب الكيميائي للحمض النووي - التغيرات في تسلسل النيوكليوتيدات الحمض النووي ، وفقدان البعض وإدماج الآخرين. هذا ، بدوره ، يغير جزيء الحمض النووي الريبي المتكون على الحمض النووي ويسبب تخليق بروتين شاذ جديد ، مما يؤدي إلى ظهور خصائص جديدة في الكائن الحي. نتيجة لطفرة جينية ، تلف جين واحد ، وبالتالي تسمى هذه الأمراض الوراثية أحادية المنشأ. وتشمل هذه الغالبية العظمى من التشوهات الأيضية الوراثية ، مثل فينيل كيتونوريا (اضطراب التمثيل الغذائي للحمض الأميني الذي يؤدي في وقت لاحق إلى تطور الخرف) ، غالاكتوزيميا (فقدان استقلاب سكر الحليب اللاكتوز ، مما يؤدي إلى تأخر في النمو البدني والعقلي) ، قصور قصور الغدة الدرقية ) الخ الهيموفيليا ، دالتون ، فقر الدم المنجلي ، متعدد الأصابع ، متلازمة مارفان (تلف الأنسجة الضامة ، نمو مرتفع ، إطالة الأطراف ، "أصابع العنكبوت") وغيرها تنتمي أيضًا إلى طفرات جينية.

الطفرات الجينية أو النقطية تؤثر على بنية الجينات ، أي هناك انتهاك لتسلسل النيوكليوتيدات في جزيء الحمض النووي ، وبالتالي يغير المعلومات الوراثية المسجلة في المادة الوراثية. هذا يسبب اضطرابات في هياكل جزيئات الحمض النووي الريبي والبروتينات ، وكذلك في تنفيذ عملية تخليق البروتين ، والذي ، بدوره ، يؤدي دائما تقريبا إلى تغيير في خصائص الكائن الحي. يُطلق على أصغر جزء من جزيء الحمض النووي القادر على الطفرة "موتون" ، وهو زوج من النيوكليوتيدات. تحدث طفرات الجينات غالبًا تحت تأثير الطفرات الكيميائية وهي نتيجة لتعطل عملية النسخ المتماثل.

الطفرة العكسية هي طفرة تؤدي إلى الشفاء التام للضرر ، أي لاستعادة تسلسل النوكليوتيدات الأصلي في جزيء الحمض النووي. مثل هذه الطفرات في الطبيعة نادرا ما تحدث.

طفرة القامع - مع حدوث مثل هذا التحور ، تحدث تغييرات في الجين المتحور أو في بعض الجينات الأخرى ، مما يضمن استعادة النمط الظاهري للكائن ، والضرر الأصلي للمادة الوراثية (اضطراب تسلسل النوكليوتيدات في جزيء الحمض النووي).

يؤدي التغير التحوري إلى ظهور جينات جديدة (أليلات جديدة) ، وهيكل جديد وعدد الكروموسومات ، وبالتالي يخلق مواد للاختيار. بالنسبة للأفراد ، تكون الطفرات سلبية في الغالب. غالبا ما تؤدي إلى ظهور الأمراض ، وانخفاض القدرة على البقاء أو الموت. يستخدم تحريض الطفرات على نطاق واسع في أعمال التربية.

اعتمادًا على الكروموسومات التي توجد بها الجينات ، وطبيعة الأليل (المهيمن أو المتنحي) ، هناك:

· الأمراض المهيمنة وراثيًا (الأورام الغضروفية هي الشكل الأكثر شيوعًا للتقزم) ؛

· وراثي جسمي متنحي (فينيل كيتون - انتهاك لعملية التمثيل الغذائي للحمض الأميني) ؛

الأمراض الناجمة عن جينات الكروموسومات الجنسية (X الصبغيات) ، والتي يمكن أن ترتبط أيضًا بالهيمنة (عيوب مينا الأسنان ، الغياب الكامل أو الجزئي للأسنان) والجينات المتنحية (الهيموفيليا ، عمياء الألوان).

يتم توريث جميع الأمراض أحادية المنشأ وفقًا لقوانين مندل وتنقسم بالميراث إلى جسمية رابحة ، وراثي جسمي متنحي و X مرتبط.

3. الخرائط الوراثية البشرية

يعد بناء الخرائط الوراثية جزءًا لا يتجزأ من دراسة وراثية مفصلة لأي نوع. التقدم في بناء الخرائط الوراثية البشرية حتى منتصف السبعينات. كانت متواضعة للغاية بسبب الإمكانية المحدودة لتطبيق الطريقة الكلاسيكية. تغير الوضع بشكل كبير في السنوات اللاحقة ، عندما تم إنشاء خرائط وراثية بشرية مفصلة بطرق جديدة بسرعة كبيرة. تم تحديد موقف مئات الجينات على الكروموسومات المقابلة. يجري دراسة التركيب الجزيئي للكروموسومات بشكل مكثف.

4. علاج والوقاية من بعض الأمراض الوراثية البشرية

الاهتمام الذي أبداه العلماء في جميع أنحاء العالم لوراثة الإنسان ليس مصادفة. في العقود الأخيرة ، كانت الإنسانية على اتصال وثيق بالمواد الكيميائية الغريبة عنها. عدد هذه المواد المستخدمة في الحياة اليومية ، الزراعة ، الغذاء ، الصيدلة ، صناعة مستحضرات التجميل وغيرها من مجالات النشاط البشري أصبحت ضخمة الآن. من بين هذه المواد ، هناك تلك التي تسبب طفرات.

بفضل تطور الطب ، تعلم الإنسان القتال مع الكثير من الأمراض. لقد نجح في حماية نفسه من معظم الأمراض المعدية الخطيرة للغاية: الجدري والطاعون والكوليرا والملاريا ، إلخ.

تواتر طفرات الصبغيات لدى البشر مرتفعة وهو سبب حدوث انتهاكات (تصل إلى 40٪) عند الولدان. بالإضافة إلى أمراض الكروموسومات المذكورة ، هناك العديد من الأمراض الأخرى ، وعادة ما تؤدي إلى عواقب وخيمة ، وفي كثير من الأحيان - إلى وفاة الجنين. في معظم الحالات ، تحدث طفرات الكروموسومات في الأمشاج من جديد من الوالدين ، وغالبًا ما توجد في أحد الوالدين وتنتقل إلى أحفاد.

الطفرات الكيميائية والإشعاعات المؤينة ، مع زيادة كبيرة في التركيزات والجرعات تسبب زيادة في تواتر طفرات الصبغيات. تحدث طفرات الجينات العفوية بشكل أقل تواترا. يمكن أن يختلف احتمال حدوث طفرة في جين معين من 10 إلى 5 ، في المتوسط ، هناك حوالي اثنين من الطفرات الجديدة في الجينوم ثنائي الصبغة. ومع ذلك ، ليست كل الطفرات ضارة في الحالة غير المتجانسة ، بل يمكن أيضًا أن تتراكم لدى البشر. في وقت لاحق ، تحولت إلى حالة متجانسة ، يمكن أن تؤدي العديد من الطفرات إلى حدوث أمراض وراثية حادة.

تشوهات الأيض الوراثية. يفسر الاهتمام المتزايد لعلم الوراثة الطبية بأمراض وراثية من خلال حقيقة أن معرفة الآليات الكيميائية الحيوية لتطور المرض في كثير من الحالات تساعد في تخفيف معاناة المريض. يعطى المريض إنزيمات غير مركبة في الجسم ، أو يستبعد المنتجات من النظام الغذائي الذي لا يمكن استخدامه بسبب نقص الإنزيمات في الجسم. يتميز داء السكري بزيادة تركيز السكر في الدم بسبب عدم وجود الأنسولين ، وهو هرمون البنكرياس. سبب هذا المرض هو جين متنحي. يتم علاجه عن طريق إدخال الأنسولين في الجسم ، والذي تم تعلمه الآن لإنتاجه في المصانع باستخدام أساليب الهندسة الوراثية. ومع ذلك ، يجب أن نتذكر أنه لا يمكن شفاء سوى المرض ، أي الظهور المظهري للجين "الضار" ، والشخص المعالج يظل حامله ويمكنه نقل هذا الجين إلى نسله. أصبح من المعروف الآن مئات الأمراض التي درست فيها آليات الاضطرابات الكيميائية الحيوية بتفاصيل كافية. في بعض الحالات ، يمكن لطرق التحليل الدقيق الحديثة اكتشاف مثل هذه الاضطرابات الكيميائية الحيوية حتى في الخلايا الفردية ، وهذا بدوره يسمح لك بإجراء تشخيص حول وجود مثل هذه الأمراض في طفل لم يولد بعد بواسطة خلايا فردية في السائل الأمنيوسي.

5. الاستشارة الوراثية الطبية

حاليًا ، لا يمكنك علاج سوى شخص يعاني من مرض وراثي ، باستخدام العلاج الدوائي ، والنظام الغذائي ، وما إلى ذلك ، وليس علاجًا ، على سبيل المثال القضاء على سبب المرض (الكروموسومات أو انتهاك الجينات).

الاستشارة الوراثية الطبية هي الشكل الأكثر شيوعًا للوقاية من الأمراض الوراثية ، والتي يتمثل جوهرها في تحديد احتمال أو درجة خطر حدوث طفل مريض أو طفل يعاني من حالات شذوذ في أسرة معينة. لحل هذه المشكلة ، يتم استخدام جميع الطرق الممكنة حاليًا لدراسة المادة الوراثية للآباء ، بالإضافة إلى معلومات حول الحالة الصحية للأقارب.

لأول مرة ، تم تنظيم الاستشارة الوراثية الطبية في بلدنا في 1920s. SN Davidenkov.

مع ازدياد التثقيف البيولوجي والوراثي للجماهير العريضة من السكان ، يتحول الأزواج المتزوجون الذين لم ينجبوا بعد إلى الأطباء الوراثيين بشكل متزايد حول خطر إصابة طفل متأثر بأحد الحالات الوراثية.

الاستشارة الوراثية الطبية مفتوحة الآن في العديد من المناطق والمراكز الإقليمية في بلدنا. سيلعب الاستخدام الواسع النطاق للاستشارات الوراثية دورًا مهمًا في الحد من حدوث الأمراض الوراثية وإنقاذ العديد من العائلات من سوء حظ الأطفال غير الصحيين. وتجدر الإشارة إلى أن التدخين وشرب الكحول وخاصة المخدرات من قبل أم أو والد الطفل الذي لم يولد بعد يزيد بشكل كبير من احتمال ولادة طفل مصاب بأمراض وراثية حادة.

حاليًا ، في العديد من البلدان ، تُستخدم طريقة بزل السلى على نطاق واسع ، مما يسمح بتحليل الخلايا الجنينية من السائل الأمنيوسي. بفضل هذه الطريقة ، يمكن للمرأة في مرحلة مبكرة من الحمل الحصول على معلومات مهمة حول طفرات الكروموسومات أو الجينات المحتملة للجنين وتجنب ولادة طفل مريض.

الاهتمام بنظافة البيئة البشرية ، ومكافحة تلوث المياه والهواء والغذاء بالمواد التي لها تأثير طفرات ومسببة للسرطان (أي التسبب في حدوث طفرات أو تنكس الخلايا الخبيثة) ، وفحص دقيق للضرر "الجيني" لجميع مستحضرات التجميل والأدوية والمواد الكيميائية المنزلية - كل هذه شروط مهمة للحد من تواتر الأمراض الوراثية لدى الناس.

الطرق الرئيسية لدراسة علم الوراثة البشرية:

علم الأنساب.

التوأم.

الطريقة الخلوية ؛

طريقة الإحصاء السكاني ؛

تعتمد طريقة الأنساب على تجميع شجرة عائلة الشخص ودراسة طبيعة ميراث السمات. هذه هي الطريقة الأقدم. جوهرها هو إقامة نسب من العلاقات وتحديد السمات السائدة والمتنحية وطبيعة ميراثهم. هذه الطريقة فعالة بشكل خاص في دراسة الطفرات الجينية.

يتم وضع ممثلين من نفس الجيل في نفس الصف بترتيب ولادتهم.

الطريقة الخلوية. النمط النووي البشري. خصائص طرق التلوين التفاضلي للكروموسومات. تسمية دنفر وباريس. تصنيف الكروموسومات حسب نسبة طول الذراعين وحساب مؤشر السنترومريك.

الطريقة الخلوية. تتكون الطريقة الوراثية الخلوية من الفحص تحت المجهر الخاص بمجموعة خلايا الكروموسومات الخاصة بالمريض. كما تعلمون ، توجد الكروموسومات في خلية في حالة لولبية ولا يمكن رؤيتها. من أجل تصور الكروموسومات ، يتم تحفيز الخلية وإدخالها في الانقسام. في طور الانقسام ، وكذلك في الطور الطوري والانقسام الانقسام الاختزالي ، يتم نزع الصبغيات وتصويرها.

في سياق التصور ، يتم تقدير عدد الكروموسومات ، ويتم تجميع مخطط التوضيح ، حيث يتم تسجيل جميع الكروموسومات بترتيب معين وفقًا لتصنيف دنفر. على أساس الرسم التخطيطي ، يمكن للمرء أن يتحدث عن وجود انحراف الكروموسومات أو تغيير في عدد الكروموسومات ، وبالتالي ، وجود مرض وراثي.

كل طرق تلطيخ الكروموسوم التفاضلي اسمح لنا بتحديد تنظيمها الهيكلي ، والذي يتم التعبير عنه في ظهور التقاطع المتبادل ، وهو مختلف في الصبغيات المختلفة ، وكذلك في بعض التفاصيل الأخرى.

تلوين تفاضلي للكروموسومات.تم تطوير عدد من طرق التلوين (النطاقات) ، والتي تجعل من الممكن تحديد مجموعة من العلامات المستعرضة (العصابات ، العصابات) على الكروموسوم. يتميز كل كروموسوم بمجموعة محددة من العصابات. يتم صبغيات الكروموسومات المتماثلة بطريقة مماثلة ، باستثناء المناطق متعددة الأشكال حيث توجد متغيرات جينية أليلية مختلفة. تعدد الأشكال الأليلية هو سمة من سمات العديد من الجينات وتوجد في معظم السكان. كشف تعدد الأشكال في المستوى الخلوي لا يوجد لديه قيمة تشخيصية.

A. س تلطيخ. تم تطوير الطريقة الأولى للتلوين التفاضلي للكروموسومات بواسطة عالم الخلايا السويدي كاسبيرسون ، الذي استخدم صبغة الفلورسنت أكريخين - الخردل لهذا الغرض. تحت المجهر الفلوريسنت ، تظهر الكروموسومات مناطق ذات كثافة مضان غير متساوية - شرائح س. الطريقة الأنسب لدراسة الكروموسومات Y ، وبالتالي تستخدم لتحديد الجنس الوراثي بسرعة نقل المواقع(تبادل المواقع) بين كروموسومات X و Y أو كروموسوم Y و autosomes ، وكذلك لعرض عدد كبير من الخلايا عندما يكون من الضروري معرفة ما إذا كان المريض المصاب بالفسيفساء على كروموسومات الجنس يحتوي على استنساخ من الخلايا التي تحمل كروموسوم Y.

ب. تلطيخ. بعد المعالجة المكثفة ، وغالبًا باستخدام التربسين ، يتم صبغ الصبغيات بصبغة جيمسا. تحت المجهر الضوئي على الكروموسومات الضوء المرئي والمشارب الداكنة - G-شرائح. على الرغم من أن موقع أجزاء Q- يتوافق مع موقع شرائح G- ، فقد تبين أن تلطيخ G أكثر حساسية وأخذ مكان تلطيخ Q كطريقة قياسية للتحليل الوراثي الخلوي. يعطي تلطيخ G أفضل النتائج عند اكتشاف الانحرافات الصغيرة وصبغيات علامة (مجزأة بشكل مختلف عن الكروموسومات المتجانسة العادية).

ب ص تلطيخيعطي صورة عكس تلطيخ G. عادة ما يتم استخدام صبغة Giemsa أو أكريدين صبغة الفلورسنت البرتقالية. تكشف هذه الطريقة عن اختلافات في تلطيخ المواقع المتجانسة G- أو Q- السلبية للكروماتيدات الشقيقة أو الكروموسومات المتماثلة.

G. تلطيخيستخدم لتحليل المناطق المركزية من الكروموسومات (تحتوي هذه المناطق على heterochromatin التأسيسية) والمتغير ، الجزء البعيد الفلورسنت الزاهي من الكروموسوم Y.

دال تي تلطيختستخدم للمناطق التحليلية من الكروموسومات. تُستخدم هذه التقنية ، بالإضافة إلى تلطيخ مناطق منظمي النواة التي تحتوي على نترات الفضة (تلطيخ AgNOR) ، لتحسين النتائج التي تم الحصول عليها عن طريق تلطيخ الكروموسومات القياسي.

تم اعتماد تصنيف وتسميات الصبغيات البشرية ذات اللون الموحد لأول مرة في اجتماع دولي عقد في 1960 في دنفر ، وتم تعديله واستكماله لاحقًا (لندن ، 1963 وشيكاغو ، 1966). وفقًا لتصنيف دنفر ، تنقسم جميع الكروموسومات البشرية إلى 7 مجموعات مرتبة لترتيب طولها ومراعاة مؤشر centriol (نسبة طول الذراع القصير إلى طول الكروموسوم بأكمله ، معبراً عنه كنسبة مئوية). يتم تعيين المجموعات بأحرف من الأبجدية الإنجليزية من A إلى G. ومن المقبول ترقيم جميع أزواج الكروموسومات بالأرقام العربية.

في أوائل السبعينيات من القرن العشرين ، تم تطوير طريقة للتلوين التفاضلي للكروموسومات ، مما يكشف عن تجزئة مميزة ، مما سمح بتخصيص كل كروموسوم (الشكل 58). يتم تحديد أنواع مختلفة من القطاعات من خلال الطرق التي يتم تحديدها بها بشكل أكثر وضوحًا (قطاعات Q ، قطاعات G ، شرائح T ، قطاعات S). يحتوي كل كروموسوم بشري على تسلسل جوهري من الممرات ، مما يجعل من الممكن تحديد كل كروموسوم. تكون الكروموسومات حلزونية إلى الحد الأقصى في الطور الطائر وأقل حلزونية في الطور الطور و طور البروميت الطور ، مما يسمح بعزل عدد أكبر من القطاعات عن الطور الطوري.

على كروموسوم الطور (الشكل 59) ، يتم إعطاء الرموز التي تستخدم لتعيين الأسلحة قصيرة وطويلة ، وكذلك موقع المناطق والقطاعات. حاليًا ، هناك علامات DNA أو مجسات يمكنك بواسطتها تحديد التغيير في جزء معين ، حتى صغير جدًا ، في الكروموسومات (الخرائط الوراثية الخلوية). في المؤتمر الدولي لعلم الوراثة البشرية في باريس في عام 1971 (مؤتمر باريس حول توحيد وتصنيف الكروموسومات البشرية) ، تم الاتفاق على نظام من الرموز لتعيين أكثر وضوحًا لا لبس فيه للأنماط النووية.
عند وصف النمط النووي:
يشار إلى العدد الإجمالي للكروموسومات ومجموعة من الكروموسومات الجنسية ، يتم وضع فاصلة بينهما (46 ، XX ؛ 46 ، XY) ؛
أي الكروموسوم لا لزوم له أو الذي ينقصه (يشار إليه بالرقم 5 أو 6 أو ما إلى ذلك ، أو بأحرف هذه المجموعة A ، B ، إلخ) ؛ تشير "+" إلى زيادة في عدد الكروموسومات ، وتشير "-" إلى عدم وجود هذا الكروموسوم 47 ، XY ، + 21 ؛
كتف الكروموسوم الذي حدث فيه التغيير (يشار إلى طول الذراع القصير بالرمز (ع +) ؛ تقصير (ع)) ؛ ويشار إلى إطالة الذراع الطويلة بالرمز (ف +) ؛ تقصير (ف -) ؛
يتم وضع أحرف إعادة الترتيب (يُشار إلى الإزاحة بحرف t ، والحذف هو del) قبل أعداد الكروموسومات المعنية ، ويتم وضع كروموسومات إعادة الترتيب بين قوسين. يشار إلى وجود اثنين من الكروموسومات غير طبيعية هيكليا بواسطة فاصلة منقوطة (؛) أو الكسر العادي (15/21).

دور الطريقة التوأم في دراسة الوراثة والبيئة في تكوين الشخصيات. أنواع التوائم. مشكلة الاستعداد للأمراض. عوامل الخطر. طريقة الأنساب (تحليل شجرة النسب). معايير تحديد نوع الميراث.

تعتمد الطريقة التوأم على دراسة النمط الظاهري والنمط الوراثي للتوائم لتحديد درجة التأثير البيئي على تطور السمات المختلفة. بين التوائم متطابقة و dvuyaytsevye.

يتم تشكيل التوائم المتطابقة (متطابقة) من زيغوت واحد ، مقسم في مرحلة مبكرة من السحق إلى قسمين. في هذه الحالة ، لا تؤدي البويضة المخصبة إلى واحدة ، بل إلى جنينين في آن واحد. لديهم نفس المادة الوراثية ، دائمًا من نفس الجنس ، وهم الأكثر إثارة للاهتمام للدراسة. أوجه التشابه بين مثل هذه التوائم مطلقة تقريبا. يمكن أن يعزى الاختلافات الطفيفة إلى تأثير الظروف التنموية.

وهكذا ، فإن الطريقة التوأم تسمح لكشف دور النمط الوراثي والعوامل البيئية في تكوين الصفة ، حيث تتم دراسة ومقارنة درجات التشابه (التوافق) والاختلافات (التناسق) بين التوائم أحادية الزيجوت والأعراض ثنائية الطور.

طريقة الأنساب هي تحليل النسب ويسمح لك بتحديد نوع الوراثة (السائد)
متنحية أو جسمية أو مرتبطة بالجنس) لهذه الصفة ، وكذلك أحاديتها أو تعددها. على أساس المعلومات التي تم الحصول عليها ، يتم التنبؤ باحتمالية ظهور السمة المدروسة في النسل ، وهو أمر ذو أهمية كبيرة للوقاية من الأمراض الوراثية.

تحليل الأنساب هي الطريقة الأكثر شيوعًا والأكثر بساطة وفي الوقت نفسه معلومات مفيدة للغاية ، وهي متاحة لأي شخص مهتم بنسبهم وتاريخ عائلاتهم