Основні теоретичні відомості та методичні поради. Генетика людини (антропогенетика) — це розділ генетики, який вивчає спадковість і мінливість у людини.

Генетика людини (антропогенетика) — це розділ генетики, який вивчає спадковість і мінливість у людини.

Людина є складовою частиною біосфери і продуктом її еволюції, тому закономірності біологічних процесів, які мають універсальне значення, в повній мірі стосуються і людини. Отже, закономірності спадковості і мінливості можна повністю перенести на людину та її популяції.

В той же час, вивчення спадковості і мінливості у людини пов’язано з рядом труднощів, а саме: з неможливістю направлених схрещувань для генетичного аналізу та експериментального одержання мутацій; пізнім статевим дозріванням; малою кількістю потомства; неможливістю забезпечення однакових і строго контрольованих умов для розвитку нащадків від різних шлюбів; недостатньою точністю реєстрації спадкових ознак і невеликих родоводів; наявністю в каріотипі порівняно великого числа (2n=46) хромосом, що погано різняться.

Все це змушує шукати нетрадиційні шляхи та методи наукових досліджень генетики людини.

Основними методами генетики людини є генеалогічний, близнюковий, цитогенетичний, біохімічний, популяційно-статистичний, онтогенетичний, імунологічний. Всі вони відбивають її особливості як генетичного об'єкта.

Цитогенетичний метод дає можливість вивчити будову хромосом і каріотип людини в цілому. Каріотип — повний набір хромосом соматичної клітини, який характеризується певною кількістю, величиною та формою хромосом для кожного виду організмів. Основні методи цитогенетики: каріотипування і визначення статевого хроматину.

Каріотипування — вивчення каріотипу в соматичній клітині. Каріотип людини найчастіше досліджують у лімфоцитах периферичної крові. Для цього венозну кров центрифугують, виділяють лейкоцити. Потім їх вміщують у спеціальне поживне середовище з фітогемаглютиніном (ФГА), який стимулює поділ одного з видів лейкоцитів — лімфоцитів. Суспензію витримують у термостаті протягом 72 год. За 3 год до кінця інкубації додають колхіцин. Колхіцин затримує поділ лімфоцитів на стадії метафази. Потім до культури лімфоцитів додають гіпотонічний розчин КСl, в якому клітини збільшуються в об'ємі, а хромосоми з області екватору розподіляються по всій клітині. Препарат забарвлюють ядерними барвниками і вивчають у світловому мікроскопі з імерсійним об'єктивом. Сукупність хромосом одного лімфоцита на стадії метафази називають метафазною пластинкою. Метафазну пластинку можна також сфотографувати і вивчити кількість і форму хромосом на мікрофотографії.

У соматичній клітині здорової людини 46 хромосом (44 аутосоми і 2 статеві хромосоми) (Див. Рис. 9.). Хромосомний набір жінки можна записати як 46, XX, а чоловіка — 46, ХY. Для ідентифікації хромосом людини запропонована Денверська Міжнародна класифікація (1960), за якою всі хромосоми розподіляються попарно на 7 груп у порядку зменшення розміру (А — 1, 2, 3 пари; В — 4, 5 пари; С — 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12; D —13, 14, 15; E —16, 17, 18; F — 19, 20; G — 21, 22). Статеві хромосоми X і Y виділяють окремо.

Рис. 9. Хромосомний набір чоловіка. Метафаза і каріотип

Названi методики дозволяють вивчити кількість і форму хромосом людини. Зміна кількості і форми хромосом є причиною хромосомних захворювань. Хромосомні хвороби виникають внаслідок порушення розходження хромосом до полюсів клітин у процесі мейозу і мітозу.

При описанні каріотипу людини з різними хромосомними захворюваннями перш за все вказують загальну кількість хромосом і набір статевих хромосом. Потім визначають, яка хромосома зайва, якої не вистачає. Каріотип хворої з синдромом Шерешевського — Тернера записується як 45, ХО; каріотип хлопчика з синдромом Дауна — 47, ХY+21; каріотип хлопчика з синдромом Патау — 47, ХY+13; каріотип дівчинки з синдромом Едвардса — 47, XX+18.

Коротке плече хромосоми позначають літерою р, довге — q. Каріотип жінки з делецією короткого плеча 5-ї хромосоми записують так: 46, XX, del5p.

Визначення статевого хроматину дозволяє побічно судити про кількість статевих хромосом у соматичних клітинах людини. Розрізняють X- та Y-статевий хроматин.

Х-хроматин — це конденсована Х-хромосома в інтерфазному ядрі соматичної клітини. Відповідно до теорії М. Лайон (1961), у ядрі соматичної клітини жінки може бути активною тільки одна Х-хромосома, а друга інактивується ще в ембріогенезі. Інактивована Х-хромосома видима в ядрах клітин епітелію слизової оболонки порожнини рота у вигляді глибки (тільця Барра), має форму потовщення ядерної мембрани.

Найчастіше статевий хроматин вивчають в епітелії слизової оболонки щоки. Кількість глибок статевого хроматину на одиницю менше від кількості Х-хромосом у соматичних клітинах, що виражається формулою: а= п —1, де а — кількість глибок Х-хроматину, п — кількість Х-хромосом. Так, у здорової жінки одне тільце Барра, при трисомії X — два тільця Барра, при моносомії X тільця Барра відсутні. У здорових чоловіків у ядрах соматичних клітин тілець Барра немає, при синдромі Клайнфельтера (XXY) з'являється одне тільце Барра.

В ядрах соматичних клітин чоловіків спостерігається Y-хроматин — це Y -хромосома, яка люмінесціює в ядрі соматичної клітини. Для виявлення Y-хроматину соматичні клітини досліджують за допомогою люмінесцентного мікроскопа. Y-Хромосома світиться зеленим кольором. В ядрі здорового чоловіка видно одну ділянку флюоресценції, при полісомії Y (XYY) —дві і т. п.

Генеалогічний метод - один з важливих методів медичної генетики. Генеалогія в широкому розумінні слова — вчення про родоводи. Генеалогічний метод — метод родоводів, тобто простежування хвороб (чи ознак) у сім'ї чи в роді з указанням типу родинного зв'язку між членами родоводу. У медичній генетиці спосіб називають клініко-генеалогічним, оскільки мова йде про спостереження патологічних ознак методами клінічного обстеження. Цей метод складається з складання родоводу і генетичного аналізу.

Збирання відомостей про сім'ю починається з пробанда. Пробандом називають особу, що першою попала в поле зору дослідника і з якої починають складати родовід. Рідні брати і сестри пробанда називаються сибсами. Для зображення родоводу користуються символами (Див. Рис. 10).

Рис. 10. Стандартні позначення на родоводах (за М. П. Бочковим та співавт., 1984, з доповненнями). 1—.особа чоловічої статі; 2 — особа жіночої статі; 3 — стать невідома; 4 — шлюб та діти (сибси); 5 — близькоспоріднений шлюб; 6 — двічі в шлюбі; 7 — монозиготні близнята; 8 — дизиготні близнята; 9 — викидень; 10 — аборт; 11 — бездітний шлюб; 12 — носій рецесивного гена; 13 — померлий; 14 — пробанд; 15 — хворий; 16 — мертвонароджений.

На рис. 11 наведено приклад родоводу сім’ї, в якій зустрічається природжена катаракта.

У родоводі усіх представників одного покоління позначають умовними символами в одному рядку. Покоління нумерують римськими цифрами зліва зверху вниз. Усіх членів одного покоління нумерують зліва направо арабськими цифрами.

Для позначення родинних зв'язків між членами родоводу застосовуються наступні знаки. Горизонтальна лінія, що з'єднує коло з квадратами - лінія шлюбу. Від неї відходить графічне «коромисло», до якого прикріплені знизу діти, які народилися від цього шлюбу. Близнята позначаються поряд розташованими фігурами (колами, квадратами), підвішеними до однієї точки коромисла. Одружені діти з'єднуються лініями шлюбу зі своїми подружжями. Щоб позначити, що в подружньої пари було декілька дітей, ставлять ромб з цифрою всередині. Ця цифра означає число дітей.

Рис. 11. Родовід сім’ї, в якій зустрічається природжена катаракта

Схема родоводу обов'язково супроводжується описанням позначок під малюнком-легендою. Кожен член родоводу має свій шифр. Наприклад, пробанд III, 4 — чоловік, який страждає природженою катарактою. У легенду включають дані клінічного і лабораторного дослідження пробанда, диференційний діагноз хвороби, дані особистого огляду лікарем хворих і здорових родичів пробанда, дані, одержані при опитуванні пробанда та його рідних. У висновку про аналіз родоводу вказують: 1) чи успадковується ознака, що вивчається; 2) тип успадкування (аутосомно-домінантний, аутосомно-рецесивний або зчеплений із статтю); 3) зиготність пробанда (гомо-або гетерозигота) за даною ознакою; 4) ступінь пенетрантності й експресивності гена, який аналізують.

При визначенні типу успадкування виходять з того, що залежно від локалізації мутантних генів (в аутосомі чи в статевій хромосомі) та особливостей генних взаємодій (домінантність, рецесивність та ін.), розрізняють такі найважливіші типи успадковування моногенних ознак (в тому числі і спадкових хвороб) у людини:

1) аутосомно-домінантний (якщо ген локалізується в аутосомі і є домінантним);

2) аутосомно-рецесивний (якщо ген належить аутосомі і є рецесивним);

3) аутосомно-кодомінантний (якщо алельні гени кодомінантні і знаходяться в гомологічних аутосомах);

4) Х-зчеплений домінантний (якщо домінантний ген локалізується в Х-хромосомі);