Основні методи генетики людини.

Генетика розробила ефективні методи вивчення спадковості людини: генеалогічний, цитогенетичний, близнюковий, популяційний та онтогенетичний методи.

Генеалогічний метод полягає у вивченні успадкування ознак шляхом складання і аналізу родоводів. Родовід — це найбільш стислий запис історії роду, який схематично зображується у вигляді родовідного (генеалогічного) дерева. Генеалогічний метод застосовують тоді, коли відомі родичі пробанда (пацієнта, для якого складають родовід) за материнською і батьківською лініями. Аналіз родоводів здійснюється з урахуванням генетичних закономірностей та використанням математичних розрахунків. На основі добре складеного глибокого родоводу можна визначити:

1. Тип успадкування: а) аутосомно-домінантний; б) аутосомно-рецесивний; в) зчеплений зі статтю.

2. Генотип багатьох осіб родоводу (стосовно певного гена).

3. Ймовірність народження дітей зі спадковою аномалією.

Можливість народження дітей з рецесивними захворюваннями у неспоріднених шлюбах мала, але вона зростає в інбредних (близько-споріднених) шлюбах. Генеалогічний метод використовується під час медико-генетичного консультування населення.

Цитогенетичний метод полягає в одночасному мікроскопічному вивченні каріотипу і характеру успадкування певних ознак. Точну кількість хромосом у соматичних клітинах людини було визначено шведським дослідником А.Леваном у 1956 р. В сучасних умовах застосування диференціального забарвлювання хромосом дозволяє виявляти гомологічні пари за характерною поперечною смугастістю. Втрата і переміщення невеликих сегментів хромосом фіксується дослідником. У цитогенетичних дослідженнях звичайно використовують лімфоцити крові, які культивують на штучних поживних середовищах. Метод дозволяє вивчати стандартний каріотип людини, а також виявляти спадкові хвороби, викликані геномними і хромосомними мутаціями. Цитогенетичний метод застосовують для остаточної діагностики хромосомних хвороб людини і застосовується в медико-генетичному консультуванні.

Близнюковий метод полягає у вивченні однозиготних (генетично ідентичних) близнюків, що виховуються з дитинства в різних умовах, що дозволяє оцінити роль генотипу і середовища на формування фенотипових відмін. Під час застосування близнюкового методу зіставляють конкордантність (ступінь схожості всередині однієї пари близнюків за певною ознакою) багатьох пар ідентичних близнюків за певною ознакою і роблять вис­новок про вклад генотипу і середовища в її розвиток. Підвищена конкордантність ідентичних близнюків з окремих захворювань свідчить про спадкову схильність до їхнього виникнення.

Кількісним показником фенотипічної мінливості прояву генаназивається пенетрантність і вимірюється процентним відношенням числа особин, в яких даний ген виявився в фенотипі, до загального числа особин, в генотипі яких цей ген присутній в необхідному для його прояву стані (гомозиготному — в разі рецесивних генів або гетерозиготному — в разі домінантних генів). Прояв гена у 100% особин з відповідним генотипом називається повною пенетрантністю, однак прояву багатьох генів людини властива неповна пенетрантність.

Популяційно-статистичний метод застосовується для вивчення генетичної структури популяцій та визначення генних частот. За формулою Харді-Вейберга на основі обмеженої інформації (частоти рецесивних гомозигот) можна одержати цілісне уявлення про структуру популяції і ви­значити генні частоти. На основі цих даних можна скласти прогноз розщеплення в потомстві людей, які належать до різних фенотипових класів, а також оцінити можливі на­слідки інбридингу. Популяційно-статистичні дослідження довели, що мутантні рецесивні гени здебільшого перебувають в гетерозиготному стані. Особини, які мають мутантні рецесивні гени, називаються носіями. Кожна людина має декілька таких генів, які не мають фенотипового прояву.

Онтогенетичний метод полягає у вивченні закономірностей прояву певної ознаки або захворювання в ході індивідуального розвитку та виявлення гетерозиготних носіїв патологічних рецесивних генів.

Біохімічний метод заснований на вивченні метаболізму. Метод широко застосовують в діагностиці спадкових хвороб, обумовлених генними мутаціями, і при виявленні гетерозиготних носіїв захворювань. Як ми вже знаємо, гени не самі по собі формують ознаки, а за допомогою кодованих ними білків. Білки формують у організмі взаємозалежну систему біохімічних реакцій. Дослідження цих реакцій і дозволяє виявляти багато захворювань. Окремі рецесивні захворювання виявляються у гетерозигот в ослабленій формі, тому біохімічний метод досліджень, можна виявити гетерозиготних носіїв багатьох спадкових аномалій (наприклад, у носіїв гена гемофілії здатність до зсідання крові значно нижча; у носіїв гена фенілкетонурії рівень фенілаланіну в крові коливається в більших межах).

За допомогою електрофоретичного методу розпізнають гетерозигот за геном серпоподібно-клітинної анемії. На сьогодні розроблені методи виявлення гетерозиготних носіїв для кількох десятків спадкових хвороб. Це має важливе значення для їх профілактики, лікування і медико-генетичного прогнозування.

Методи молекулярної генетики та генетичної інженерії дозволяють вивчити організацію генетичного апарату, молекулярну структуру генів і генотипу, встановити нуклеотидну послідовність - як кажуть, секвенувати геном людини і з'ясувати молекулярні механізми експресії генів. Розроблено методи визначення функцій генів, клонування генів. Налагоджена ДНК-діагностика (виявлення спорідненості, ідентифікація особистості), досягнуті успіхи в генній терапії спадкових захворювань.