Методы изучения наследственности у человека

ГЛАВА IX. КЛИНИКО-ГЕНЕАЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КАК МЕТОД ИЗУЧЕНИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ ЧЕЛОВЕКА [c.123]

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ У ЧЕЛОВЕКА [c.155]

В последней четверти XIX в. весомый вклад в развитие генетики человека внес английский биолог Ф. Гальтон, названный К.А. Тимирязевым одним из оригинальнейших ученых, исследователей и мыслителей. Гальтон впервые поставил вопрос о наследственности человека как предмете для изучения наследственных признаков. Анализируя наследственность ряда семей, Гальтон пришел к выводу, что психические особенности человека обусловлены не только условиями среды, но и наследственными факторами. Кроме того, он предложил и применил близнецовый метод для изучения соотносительной роли среды и наследственности в развитии признаков. Им же разработан ряд статистических методов, среди которых наиболее ценен метод вычисления коэффициента корреляции. Эти работы [c.4]

Наследственность и изменчивость у человека являются предметом изучения генетики человека на всех уровнях его организации молекулярном, клеточном, организменном, популяционном. Генетика человека своими успехами в значительной мере обязана медицинской генетике — науке, изучающей роль наследственности в патологии человека. Прикладной раздел медицинской генетики — это клиническая генетика, которая использует достижения медицинской генетики, генетики человека и общей генетики в решении клинических проблем, возникающих у конкретных пациентов или в их семьях. Благодаря взаимопроникновению идей, концепций и методов общая генетика, генетика человека и медицинская генетика в значительной степени обогатили друг друга, что в конечном счете способствовало тому, чтобы достижения науки реализовались в практической деятельности не только врача, но и педагога, психолога и дефектолога. [c.7]

Изучение наследственных болезней человека, необходимое для разработки эффективных методов их лечения, одновременно дает много информации о биохимических процессах в организме человека. В частности, врожденный дефект фермента приводит к тому, что в организме накапливается его субстрат при изучении таких нарушений обмена иногда открывают новые ферменты и реакции, количественно незначительные (поэтому они и не были замечены при изучении нормы), которые имеют, однако, витальное значение. [c.196]

Зададимся теперь вопросом, можно ли лечить болезни человека путем трансплантации нормальных и измененных генетическими методами культивируемых клеток либо тканей организма-хозяина, видоизмененных методами клеточной инженерии Напомним, что интерес к лечению наследственных аномалий обмена веществ методом трансплантации недавно вновь возрос в результате изучения эпителиальных клеток амниона человека. Эти клетки легко получить из плаценты и культивировать. Он синтезируют и выделяют в среду ферменты, отсутствующие пр некоторых заболеваниях, связанных с накоплением лизосом а кроме того, по-видимому, не образуют поверхностных антигенов и поэтому не будут отторгаться реципиентом. [c.346]

Идентичные близнецы исключительно важны для генетических исследований на человеке. Всестороннее их изучение может существенно расширить наши знания о генотипе человека и об относительной роли среды и наследственности в развитии различных признаков. Главный метод исследования в таких случаях заключается в сравнении степени соответствия [c.71]

В последние годы выявлено, что спонтанная наследственная изменчивость весьма высока — в течение жизни человека приблизительно у 70% людей реализуются те или иные наследственные болезни. Таким образом, у большинства людей в течение их жизни проявляется хотя бы одно серьезное генетически обусловленное отклонение от нормы, снижающее продолжительность жизни человека по сравнению с нормой либо мешающее его нормальной жизнедеятельности и работоспособности. Изучение молекулярной природы таких генетических изменений, анализ закономерностей их наследования, оценка их распространенности в различных популяциях человека, изучение роли мутагенных факторов окружающей среды в возможном изменении спонтанного уровня мутагенеза у человека относятся к наиболее важным направлениям исследований в области генетики человека. Опираясь на эти фундаментальные знания, медицин-,ская генетика разрабатывает методы диагностики, лечения и профилактики наследственной патологии, связанной с широким спектром менделевских, хромосомных и мультифакториальных наследственных болезней. [c.3]

В середине 20-х годов в экспериментах были обнаружены явления пенетрантности и экспрессивности, которые вскоре стали предметом изучения и медицинской генетики. Выше отмечалось, что Н.К. Кольцов сформулировал понятие евфеника , под которым он понимал формирование хороших качеств или исправление болезненных проявлений наследственности у человека путём создания соответствующих условии (лекарства, диета, воспитание и лр.). Эти идеи стали реализовываться только в 60-х годах, когда накопились сведения о первичных продуктах патологического гена и молекулярных механизмах патогенеза наследственных болезней. Зная механизмы действия патологических генов, можно разрабатывать методы их фенотипической коррекции, другими словами, управлять пенетрантностью и экспрессивностью. [c.305]

Область применения электронно-микроскопических исследований чрезвычайно широка. В комплексе с другими методами, применяемыми в биологических исследованиях, электронная микроскопия участвует в решении таких актуальных теоретических проблем, как механизм биосинтеза белков, и нуклеиновых кислот в клетке, механизм наследственности (расшифровка генетического кода, изучение первичной и вторичной структуры ДНК и РНК), эволюция и систематика микроорганизмов, их принцип организации и развития, функциональная морфология клетки. Кроме решения теоретических проблем, электронная микроскопия находит самое широкое применение в практике. Благодаря электронному микроскопу совершенствуется морфологическая диагностика заболеваний человека и животных, определяется топография и характер места локализации антигенов, изучается действие лекарственных и дезинфицирующих веществ на клетку и микроорганизмы, а также используется для решения ряда других важных практических задач. [c.211]

Разработка метода рекомбинантных ДНК явилась импульсом для развития генетики человека. Было высказано предположение [1], что генетический полиморфизм на уровне последовательностей ДНК, который можно легко наблюдать на примере полиморфизма длины рестрикционных фрагментов (или ПДРФ), — достаточно частое явление и соответствующие аллельные варианты могут использоваться как генетические маркеры, позволяющие проводить систематическое изучение наследственности человека, включая построение полной картин- его генома. [c.214]

Изучение наследственности у человека связано с рядом трудностей. Низкая плодовитость, медлетаая смен невозможность поста-новки специальных экспериментов, а также большое число хромором все это делает человека весьма нелегким объектом для генетических исследований. Но в биологическом отношении человек подчиняется тем же законам наследственности, что и все организмы. В предыдущих разделах этой главы генетические явления не раз иллюстрировались примерами, относящимися к наследственности человека. Эти примеры показывают единство закономерностей наследственности для всего органического мира. Один из основных методов изучения наследственности у человека заключается в сборе сведений о наличии признаков в отдельных семьях на протяжении нескольких поколений. По собранным материалам составляют родословные. Примеры таких родословных даны на рис. 63 и 64. В первой из схем показано наследование рецессивного гена, передающегося через аутосому- во втором — наследование тоже рецессивного гена, но передающегося через половую хромосому. [c.155]

Особого пояснения требует тот факт, что результаты биохимических исследований, проведенных на животных, во многих случаях могут быть перенесены и на организм человека. В молекулярных механизмах, обеспечивающих жизнь разных организмов, населяющих Землю, имеется много схожего. Такие фундаментальные процессы, как матричные биосинтезы, механизмы трансформации энергии, основные пути метаболических превращений и т. д., примерно одинаковы у всех организмов от бактерий до высших животных. Поэтому многие результаты исследований, проведенных с такой, казалось бы, элементарной клеточной культурой, как Е. соН, оказываются применимыми и к человеку. Подавляющую часть знаний в области биохимии человека ученые получают следующим образом исходя из известных биохимических процессов у животных, строят гипотезу о наиболее вероятном механизме данного процесса в организме человека, а затем проверяют эту гипотезу прямыми исследованиями клеток и тканей организма. Такой подход позволяет проводить исследования на небольшом количестве биологического материала, что является одним из самых главных требований. Чаще всего в гуманных целях и с точки зрения экономичности используют ткани, удаляемые при хирургических операциях, клетки крови (эритроциты и лейкоциты), а также клетки тканей человека, выращиваемые в культуре in vitro. Развитие методов клинической биохимии (см. главу 21) для диагностики различных заболеваний и контроля за их течением также способствует более глубокому исследованию обмена веществ и позволяет открывать новые биохимические реакции. Например, изучение наследственных нарушений, в частности врожденного дефекта фермента, позволяет открывать новые ферменты и реакции, имеющие жизненно важное значение для организма. [c.340]

Традиционные методы генетического анализа, разработанные Менделем, основаны на переходе из диплоидного состояния в гаплоидное в процессе мейоза. Восстановление диплоидности происходит при оплодотворении. Изменения плоидности обеспечивают сегрегацию генов, то есть их распределение в потомстве. Несколько десятилетий назад было показано, что соматические клетки эукариот можно размножать in vitro, т.е. поддерживать в виде так называемых клеточных культур (рис. 18.1). У этих культивируемых in vitro клеток в норме не происходит смены диплоидной и гаплоидной фаз. Тем не менее существуют различные способы, позволяющие изучать определенные генетические феномены на культурах клеток. Существенным преимуществом клеточных культур является то, что возникновение новой клеточной генерации занимает несколько часов, тогда как появление нового поколения на уровне целой особи-это месяцы или годы. Дополнительное преимущество для изучения генетики человека-это возможность комбинировать наследственные детерминанты клеток в культуре, поскольку проведение направленных скрещиваний между людьми, естественно, невозможно. Недавно были разработаны способы получения гибридных клеток, содержащих наследственную информацию различных видов организма, например человека и мыши. Такие гибриды нельзя получить другими способами, т.е. на уровне целых организмов. [c.290]

Генетика человека-основа биологии Homo sapiens. Это бурно развивающееся научное направление. Большой интерес к нему возник в 50-е годы. Он был вызван новыми представлениями о биохимической природе наследственности и развитием цитогенетики человека. С тех пор число научных работников, посвятивших себя изучению генетики человека и медицинской генетики, все время росло, а это, в свою очередь, привело к значительному увеличению объема знаний. С генетическими проблемами сталкиваются многие ученые и врачи. Для их решения применяют методы, разработанные в различных областях биологии, химии, медицины и статистики. Правильно сформулированные и красиво решенные задачи помогают разобраться в широком круге теоретических проблем генетики. Разработка теоретических положений в свою очередь позволяет найти ответы на новые практические вопросы. Приведем только один пример структура глобино-вых генов была выяснена с помощью методов, ттрименяюшихся в белковой химии и при изучении ДНК. [c.8]

Конец XX в. ознаменован разработкой и началом осуществления грандиозной международной профаммы Теном человека . Ее задача — изучение генома человека, включая картирование хромосом и секвенирование их ДНК, определение полной нуклеотидной последовательности генома, состоящего из трех миллиардов пар нуклотидов. В рамках этой профаммы разрабатываются методы диагностики и лечения наследственных болезней. В настоящее время уже возможна ДНК- диагностика более 100 наследственных дефектов. В недалеком будущем станет реальностью генотера-пия наиболее распространенных болезней человека, патогенез которых уже известен. [c.8]

Систематическое изучение генома человека фактически началось с применения менделевского анализа наследственных признаков человека (начало XX века). Генеалогический метод вошел тогда в широкую практику, и шаг за шагом стал накапливаться материал по инвентаризации дискретных наследственных признаков человека, но этот процесс постепенно замедлялся (за 50 лет было открыто не более 400 менделируюших признаков и 4 группы сцепления), возможности клинико-генеалогического метода в чистом виде были исчерпаны. [c.19]

В настоящее время перед биологической наукой поставлена задача — обеспечить преимущественное развитие научных исследований по следующим основным направлениям разработка методов генетической и клеточной инженерии, создание на их основе новых процессов для биотехнологических производств с целью получения принципиально новых пород животных, форм растений с ценными признаками разработка новых методов и средств диагностики, лечения и профилактики наследственных заболеваний разработка научных основ инженерной энзимологии разработка и внедрение новых биокатализаторов (в том числе иммобилизованных) и оптимизация с их помощью биотехнологических процессов получения химических и пищевых продуктов исследования структуры и функции биомолекул клетки изучение молекулярных и клеточных основ иммунологии, а также генетики микроорганизмов и вирусов, вызывающих заболевания человека и животных, создание методов и средств диагностики, лечения и профилактики этих заболеваний исследования молекулярно-биологиче-ских механизмов канцерогенеза, природы онкогенов и онкобелков, их роли в малигнизации клеток и создание на этой основе методов диагностики и лечения опухолевых заболеваний человека исследования проблем биоэнергетики, питания, психики и молекулярных основ памяти и деятельности мозга. Таким образом, можно наметить следующие главные направления развития исследований в области биологической химии на ближайшую и отдаленную перспективу, так называемые горизонты биохимии [c.18]

При оценке возможностей нейрохимии прежде всего необходима осторожность. За последние четверть века несомненные успехи молекулярной биологии настолько повысили самонадеянность биохимиков, что некоторые из них уверовали в возможность разрешить биохимическими методами или на молекулярном уровне буквально все загадки живой природы. Так, при изучении механизма наследственности делались попытки рассматривать мозг человека как еще одну молекулярную головоломку. По мере того как решались основные проблемы молекулярной генетики и все меньше возможностей оставалось для новых фундаментальных открытий, ведущие специалисты в области молекулярной биологии стали сосредоточивать свои интересы на нейробиологии. Здесь, однако, молекулярный подход имеет ограничения. Я не хочу выступать в роли защитника некоего неовитализма, но описание ограничений и возможностей вейрохимии может стать, по-моему, хорошим способом дать определение этой научной дисциплины, а сопоставление молекулярной генетики с молекулярной биологией прекрасно это иллюстрирует. [c.7]

У человека также, безусловно, возникают спонтанные мутации, и делались попытки определить при помощи различных методов частоту мутирования разных генов. Простейший из этих методов основан на том, что в редких случаях у одного из детей может проявиться доминантный признак, отсутствующий у обоих родителей. Это должно свидетельствовать о возникновении признака вследствие новой мутации. Проведенное в Дании изучение наследования так называемой хондроди-строфии показало, что примерно одна гамета на 24 ООО несет доминантную мутацию, обусловливающую это заболевание. Для 5 других наследственных заболеваний были найдены как более высокие, так и более низкие частоты мутирования. Средняя частота мутаций у человека, видимо, по крайней мере так же высока, как у дрозофилы, но данные, на которых основан этот вывод, еще недостаточно достоверны. [c.197]

Изучение близнецов — прекрасный метод для оценки сравнительного значения условий среды и генотипа в формировании различных признаков у человека. Хотя сходство между идентичными близнецами в среднем поразительно велико, оно все же редко бывает абсолютным, а иногда бывает выражено довольно слабо. Это показывает, что различия в условиях среды могут играть значительную роль и часто препятствуют проявлению известного генетического предрасположения. Все это должно ободрить врачей и педагогов, которые стремятся сохранить жизнь и здоровье человека и направить его интеллектуальное развитие по правильному пути. Следовательно, нет оснований сидеть сложа руки и фаталистически наблюдать за проявлением наследственности у разных индивидуумов. Влияние благоприятных условий среды, например хорошего образования, воспитания и правильной физической подготовки, несомненно, может в значительной мере улучшить свойства индивидуума если даже в некоторых случаях границы подобного улучшения могут оказаться относительно узкими. [c.450]

Если из организма — будь то растение, животное или человек — изолировать несколько клеток и перенести их, тщательно соблюдая правила асептики, в жидкую или более или менее твердую питательную среду, то клетки начнут делиться (митотически ) и разрастаются в обширные клеточные комплексы, или ткани разумеется, предполагается, что среда содержит весь требуемый набор питательных веществ. Этим методом пользуются для точной оценки потребности различных тканей в питательных веществах, а также для изучения развития и дифференцировки, для исследования проблемы рака и для анализа защитных реакций организма (т. е. в иммунологии). Обо всем этом речь еще впереди. Здесь же мы коснулись этих проблем лишь для того, чтобы показать бесполое размножение вовсе не так маловажно, как это кажется с первого взгляда. Все же в одном пункте скептицизм читателя оправдан изучение митоза не дает нам почти никаких сведений о механизме передачи наследственной информации. Основываясь только на этом процессе, невозможно создать учение о наследственности. Если митоз подавить специальным ядом, то клеточное деление, т. е. размножение, прекращается если митоз протекает беспрепятственно, то сходство между потомками больше, чем между яйцами из одной корзинки (куриные яйца происходят от кур различных пород кроме того, в нормальных условиях они являются продуктом полового процесса ). Таким образом, возможности экспериментального воздействия, а тем самым и более глубокого анализа здесь отсутствуют почти полностью. [c.106]

Благодаря методам генной инженерии исследователи получили возможность использовать для изучения клеточных механизмов мутации человека. Например, известно, что группа наследственных заболеваний крови, объединяемых под названием талассемии, характеризуется резким падением уровня гемоглобина. Секвенирование ДНК 50 больных талассемией показало, что в большинстве случаев снижение уровня гемоглобина было вызвано нарушением в сплайсинге РНК. Единичные замены нуклеотидов, обнаруженные в ДНК, либо инактивировали сайт сплайсинга, либо приводили к возникновению нового такого сайта. Удивительно, но анализ мРНК этих же больных показал, что потеря сайта сплайсинга не ведет к его отменению оставшийся нормальным второй, участвующий в сплайсинге сайт, ищет поблизости подходящий участок и соединяется с ним. Нри этом может реализоваться несколько вариантов сплайсинга, т. е. мутантный ген способен детерминировать несколько измененных белков (рис. [c.159]

Практические трудности. Кроме этах кощептуальных проблем имеются тавсже практические препятствия, которые тормозят научный прогресс в этой области. Для изучения генетической изменчивости обычно необходимо обследование значительной группы индивидов. Его легко провести, если изучаемый материал доступен в такой степени, как кровь или даже биоптат кожи. Именно в доступности крови заключена основная причина того, что наследственная изменчивость эритроцитарных ферментов (разд. 4.2.2.2) и вариантов гемоглобина настолько хорошо изучены (разд. 4.3). Исследование функций мозга человека основано преимущественно на непрямых методах, поскольку соответствующий ма-тфиал возможно получить лищь в крайне редких случаях аутопсии. [c.48]

Мы не можем здесь рассматривать правонарушения и даже преступления такого типа, которые вошли в обычай, пусть временно, и осуждаются законом, но не обществом. Но существует огромное количество преступлений, не только караемых законом, но и безусловно сурово осуждаемых обществом. Человек, совершивший такие деяния, преступает против законов совести и едва ли может найти самому себе оправдание. В чем причина Очень большую роль придают алкоголизму. Однако подавляющее большинство неумеренно пьющих настоящими преступниками не становятся. Распад семьи Но из множества распавшихся семей выходят этически полноценные люди. Какое-либо особое сочетание условий воспитания и окружающей среды Но какое именно В биографии каждого человека имеются криминогенные обстоятельства, но лишь в немногих случаях они приводят к совершению истинных преступлений. В силу чрезвычайной сложности формирования психики человека и ее реакции на внешние условия, в силу сложности любой подлинной биографии выделение истинно решающих криминогенных факторов почти всегда оказывается делом спорным. И именно в этом отношении близнецовый метод может оказать криминологии неоценимые услуги. Речь идет вовсе не об определении соотносительной роли наследственности и среды в преступности, чем, собственно, до сих пор и ограничивалось применение близнецового метода, а в тщательном изучении биографии тех пар однояйцевых близнецов, в которых преступником стал только один из партнеров. Поскольку в таких парах оба близнеца идентичны по генотипу и обычно попадают почти в одинаковые условия развития, именно на этих парах близнецов можно отчетливо выявить то исходное, быть может, минимальное отклонение, которое привело одного из партнеров к преступлению, а другого не затронуло. [c.237]

Введение аналога 5-бромдезокси-уридина в культуру на 24 ч и более применяется для дифференциальной окраски сестринских хроматид. Если 5-бромдезоксиуридин ввести на полный клеточный цикл, то вновь образуемая хроматида включит аналог тимидина и будет окрашиваться слабо. Другая хроматида (старая) окрашивается, как обычно, интенсивно (рис. 8.8). Этот метод позволяет легко выявлять обмены между сестринскими хроматидами (СХО), число которых увеличивается при наследственных болезнях с хромосомной нестабильностью (анемия Фанкони, пигментная ксеродерма и др.) (рис. 8.9). Число СХО увеличивается также при мутагенных воздействиях, поэтому метод учёта СХО широко используется при изучении мутационного процесса у человека. [c.254]

В книге изложены современные представления о структуре генома человека, методах его изучения, исследования генов, мутации которых приводят к тяжелой наследственной патологии рассмотрены методы детекции мутаций, особенности молекулярной диагностики, состояние и перспективы генотерапии различных наследственных заболеваний. Рассчитана на медиков, биологов, специалистов смежных профессий, может служить справочным руководством для студентов мединститутов и биофаков, врачей курсов повышения квалификации, сотрудников медико-генетических центров. [c.438]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология