Método genealógico de estudio de la genética humana. El método genealógico como método universal para estudiar la herencia humana. Qué estudia el método genealógico de la genética humana.

La genética humana estudia los fenómenos de herencia y variabilidad en las poblaciones humanas, las características de la herencia normal de rasgos y sus cambios bajo la influencia de las condiciones ambientales.

El hombre como objeto de análisis genético.. El estudio de la genética humana está asociado a grandes dificultades:

1. Imposibilidad de experimentación.

Una de las primeras condiciones para el análisis hibridológico en humanos es la imposibilidad, ya que los matrimonios experimentales en humanos son imposibles. La gente se casa sin perseguir ningún objetivo "experimental".

1. Cariotipo complejo: muchos cromosomas y grupos de enlace.

23 pares de cromosomas complican el mapeo genético y citológico, lo que a su vez reduce las posibilidades de análisis genético.

1. Duración del relevo generacional.

Se necesitan una media de 30 años para cambiar una generación. En consecuencia, un genetista no puede observar más de una o dos generaciones.

1. Pequeño número de descendientes.

El tamaño de la familia es actualmente tan pequeño que no permite analizar la segregación de rasgos en la descendencia dentro de una misma familia.

1. La imposibilidad de crear condiciones de vida idénticas.

Para los humanos, el concepto de “medio ambiente” es más amplio que para los animales y las plantas. Además de factores como ejercicio fisico, la nutrición, las condiciones de vida, el clima, el entorno de una persona son las condiciones de su vida social y no pueden modificarse a petición de un genetista.

Métodos básicos para estudiar la genética humana.

1. I.Método clínico y genealógico.

Genealogía en el sentido amplio de la palabra pedigrí - método genealógico - el método de los pedigrí. Fue introducido a finales del siglo XIX por F. Galton y se basa en la construcción de genealogías y el rastreo de una enfermedad (o rasgo) en una familia o clan, indicando el tipo de vínculos familiares entre los miembros de la genealogía. Actualmente, es el más universal y utilizado en la resolución de problemas teóricos y aplicados.

El método le permite configurar

1) ¿Este rasgo es hereditario?

2) tipo de herencia y penetrancia genética

3) asumir el genotipo de los individuos en el pedigrí

4) determinar la probabilidad de tener un hijo con la enfermedad en estudio

5) intensidad del proceso de mutación

6) utilizado para compilar mapas genéticos de cromosomas

Así, el objetivo del método genealógico es aclarar los vínculos familiares y rastrear un rasgo o enfermedad entre parientes cercanos y lejanos, directos e indirectos. Técnicamente consta de las siguientes etapas.

Etapas del análisis genealógico.:

1) recopilación de datos sobre todos los familiares del sujeto (historia)

2) construir un pedigrí

3) análisis genealógico y conclusiones

La dificultad de recopilar una anamnesis radica en el hecho de que el probando debe conocer bien a la mayoría de sus familiares y su estado de salud. Un probando es una persona que ha solicitado una consulta médica genética, para quien se está construyendo un pedigrí y de quien se ha recibido información sobre la misma enfermedad de familiares. Los hermanos son los hermanos y hermanas del probando.

Tipos de herencia:

1. Autosómica dominante

1. enfermos en cada generación

2. niño enfermo con padres enfermos

3. hombres y mujeres enferman por igual

4. la herencia va vertical y horizontalmente

5. probabilidad de herencia 100%, 75% y 50%.

Estas características aparecerán sólo con dominancia completa, ya que en los humanos se heredan la polidactilia, las pecas, el cabello rizado, el color de ojos marrones, etc. Con dominancia incompleta, aparecerá una forma intermedia de herencia. Si el gen tiene penetrancia incompleta, es posible que no haya pacientes en cada generación.

2. Autosómico recesivo

1. Los pacientes no están en todas las generaciones.
2. Hombres y mujeres se ven afectados por igual
3. la herencia ocurre predominantemente horizontalmente
4. probabilidad de herencia 25, 50 y 100%

Muy a menudo, la probabilidad de heredar una enfermedad de este tipo es del 25%, ya que debido a la gravedad de la enfermedad, los pacientes no viven hasta la edad fértil o no se casan. Así se hereda la fenilcetonuria, la anemia falciforme, el color de ojos azules, etc.

3. Tipo de herencia recesiva ligada al cromosoma X

1. Los pacientes no están en todas las generaciones.
2. padres sanos tienen un hijo enfermo
3. La mayoría de los hombres se enferman
4. la herencia es mayoritariamente horizontal
5. La probabilidad de herencia es del 25% para todos los niños y del 50% para los niños.

Ejemplos: hemofilia, daltonismo, anemia hereditaria, distrofia muscular, etc.

4. Dominante ligado al cromosoma X El tipo de herencia es similar a la autosómica dominante, excepto que el hombre transmite este rasgo a todas sus hijas.

Ejemplo: raquitismo resistente al tratamiento con vitamina D, hipoplasia del esmalte dental, hiperqueratosis folicular.

5. golándico

1. pacientes de todas las generaciones
2. solo los hombres se enferman
3. un padre enfermo tiene enfermos a todos sus hijos
4. la probabilidad de herencia es del 100% en los niños.

Ejemplos: hipertricosis del pabellón auricular, membranas entre el segundo y tercer dedo del pie; un gen que determina el desarrollo de los testículos. Las características holándricas no son significativas en la patología hereditaria humana.

II. método citogenético

Actualmente, el método citogenético ocupa un lugar importante en la genética. El uso de este método permite estudiar la estructura morfológica de los cromosomas individuales y el cariotipo en su conjunto, determinar el sexo genético del organismo y también diagnosticar diversas enfermedades cromosómicas asociadas con una violación del número de cromosomas o una violación de su estructura. El método se utiliza para estudiar el proceso de mutación y compilar mapas genéticos de cromosomas. El método se utiliza con mayor frecuencia en el diagnóstico prenatal de enfermedades cromosómicas.

El método citogenético se basa en el estudio microscópico del cariotipo e incluye los siguientes pasos:

Cultivo de células humanas (normalmente linfocitos) en medios nutritivos artificiales.

Estimulación de las mitosis por fitohemaglutinina (PHA)

Agregar colchicina (interrumpe los filamentos del huso) para detener la mitosis en la etapa de metafase

Tratamiento de células con una solución hipotónica, como resultado de lo cual los cromosomas se dispersan y se encuentran libremente.

Tinción cromosómica

Estudiar bajo un microscopio (programas de computadora).

Mapas citológicos de cromosomas. -

Mapas genéticos de cromosomas., es decir, diagramas que describen el orden de ubicación de los genes y otros elementos genéticos en el cromosoma, indicando la distancia entre ellos. La distancia genética está determinada por la frecuencia de recombinación entre cromosomas homólogos (la distancia entre genes es directamente proporcional a la frecuencia de entrecruzamiento) y se expresa en centimorgánidos (cm). Un centimorganido corresponde a una frecuencia de recombinación del 1%............. Estos mapas genéticos, además de inventariar genes, responden a la cuestión de la participación de los genes en la formación de las características individuales de un organismo. .

El método permite detectar mutaciones genómicas (por ejemplo, enfermedad de Down) y cromosómicas (síndrome del gato llorón). Las aberraciones cromosómicas se designan por el número de cromosomas, el brazo corto o largo y el exceso (+) o deficiencia (-) de material genético.

1. III.método gemelo

El método consiste en estudiar los patrones de herencia de rasgos en parejas de gemelos monocigóticos y dicigóticos. Nos permite determinar el papel relativo de la herencia (genotipo) y el medio ambiente en la manifestación de diversos signos, tanto normales como patológicos. Le permite identificar la naturaleza hereditaria de un rasgo, determinar la penetrancia del alelo y evaluar la efectividad de ciertos factores externos en el cuerpo ( medicamentos, formación, educación).

La esencia del método es comparar la manifestación de un rasgo en diferentes grupos gemelos, teniendo en cuenta las similitudes o diferencias de sus genotipos

Hay gemelos mono y dicigóticos.

Los gemelos monocigóticos se desarrollan a partir de un único óvulo fertilizado. Tienen exactamente el mismo genotipo, porque... Tienen genes 100% comunes. Y si difieren en el fenotipo, esto se debe a la influencia de factores ambientales.

Los gemelos dicigóticos se desarrollan después de la fertilización de varios óvulos madurados simultáneamente por espermatozoides. Los gemelos tendrán diferentes genotipos y sus diferencias fenotípicas estarán determinadas tanto por el genotipo como por factores ambientales.

El porcentaje de similitud de un grupo de gemelos en la característica que se estudia se llama concordancia y el porcentaje de diferencia se llama discordancia. Dado que los gemelos monocigóticos tienen el mismo genotipo y ambos gemelos desarrollan el rasgo, su concordancia es mayor que la de los gemelos dicigóticos. La comparación de gemelos monocigóticos criados en diferentes condiciones permite identificar rasgos en cuya formación los factores ambientales juegan un papel importante, para estos rasgos se observa discordancia entre gemelos, es decir, diferencias.

Para evaluar si la herencia y el ambiente influyen en el desarrollo de un rasgo particular, se utiliza la fórmula de Holzinger:

Desde MZ - Desde DZ

norte = --------------------- x 100 mi = 100 - norte

H - el papel de la herencia, E - el papel del medio ambiente

A medida que avanza el desarrollo fundamentos teóricos El método de los gemelos formó gradualmente una sección especial de estos estudios: el método de control de la pareja. Le permite evaluar el efecto terapéutico de nuevos agentes farmacológicos en de diferentes maneras administración, estudiar las fases de su acción, mostrar las diferencias en la farmacocinética de fármacos nuevos y antiguos). El método se utiliza para la predisposición a diversas enfermedades: cardiopatía isquémica, úlcera péptica, reumatismo, enfermedades infecciosas, tumores.

IV. Método estadístico de población

Se utiliza para estudiar características hereditarias en grupos grandes población, en una o varias generaciones. Le permite determinar la frecuencia de aparición de varios alelos genéticos y diferentes genotipos de estos alelos en una población, para conocer la distribución de diversos rasgos hereditarios en ella, incluidas las enfermedades. Permite estudiar el proceso de mutación, el papel de la herencia y el medio ambiente en la aparición de enfermedades, especialmente con predisposición hereditaria. Un punto esencial del uso de este método es el procesamiento estadístico de los datos obtenidos basándose en la ley del equilibrio genético de Hardy-Weinberg.

La expresión matemática de la ley es la fórmula (pA + qa) 2 donde p y q son las frecuencias de aparición de los alelos A y a del gen correspondiente. Ampliar esta fórmula permite calcular la frecuencia de aparición de personas con diferentes genotipos y, en primer lugar, heterocigotos, portadores de un alelo recesivo oculto: p 2 AA + 2pq + q 2 aa.

Sin embargo, antes de hablar de la aplicación práctica de estas fórmulas, es necesario señalar las condiciones para el surgimiento del equilibrio de genotipos en las poblaciones:

1) La presencia de panmixia, es decir. selección aleatoria de parejas casadas

2) No hay afluencia de alelos causada por la presión de la mutación.

3) Ausencia de flujo alélico causado por selección.

4) Igual fertilidad de heterocigotos y homocigotos

5) Las generaciones no deben superponerse en el tiempo

6) El tamaño de la población debe ser lo suficientemente grande.

Genetistas famosos señalan que, aunque este conjunto de condiciones no se puede cumplir en ninguna población específica, en la mayoría de los casos los cálculos según la ley de Hardy-Weinberg están tan cerca de la realidad que esta ley resulta bastante adecuada para analizar la estructura genética. de poblaciones.

Ejemplo……..

Por ejemplo, en Bielorrusia prácticamente nunca se encuentran homocigotos para el gen HbS, pero en los países de África occidental su frecuencia varía del 25% en Camerún al 40% en Tanzania. El estudio de la distribución de genes entre la población de diferentes zonas geográficas (genogeografía) permite establecer los centros de origen de diversos grupos étnicos y su migración, y determinar el grado de riesgo de aparición de enfermedades hereditarias en los individuos.

V. Método de dermatoglifos y palmoscopia (toma de huellas dactilares)

En 1892, Galton fue propuesto como uno de los métodos para estudiar la genética humana: este es un método para estudiar los patrones de las crestas de la piel de los dedos y las palmas, así como los surcos palmares flexores. Estos patrones son una característica individual de una persona y no cambian durante su vida; se recuperan después de un daño (quemaduras);

Ejemplo (Galton, Gioconda)

Ahora se ha establecido que el rasgo se hereda de manera poligénica y la madre tiene una gran influencia en la naturaleza de los patrones de los dedos y la palma a través del mecanismo de herencia citoplasmática.

El método ha encontrado una amplia aplicación en la ciencia forense, la identificación de la cigosidad de los gemelos y el establecimiento de la paternidad. Se observan cambios característicos en estos patrones en algunas enfermedades cromosómicas ( abajo, Klinefelter, Sher.-Turner).

VI. Métodos bioquímicos

Le permite estudiar enfermedades hereditarias causadas por mutaciones genéticas: las causas de las enfermedades metabólicas (fenilcetonuria, anemia falciforme). Con este método se han descrito más de 1.000 enfermedades metabólicas congénitas, en muchas de ellas se ha identificado un defecto en el producto genético primario. Las más comunes entre estas enfermedades son las asociadas con defectos en enzimas, proteínas estructurales, de transporte u otras.

El método se basa en el estudio de la actividad de los sistemas enzimáticos: ya sea por la actividad de la propia enzima o por el número de productos finales de la reacción catalizada por esta enzima.

Los defectos enzimáticos se determinan determinando el contenido de productos metabólicos en la sangre y la orina que son el resultado del funcionamiento de una determinada proteína. La deficiencia del producto final, acompañada de la acumulación de productos intermedios y subproductos del metabolismo alterado, indica un defecto o deficiencia enzimática en el cuerpo.

Mediante pruebas de estrés bioquímicas, es posible identificar portadores heterocigotos de genes patológicos, por ejemplo, fenilcetonuria. A la persona examinada se le inyecta por vía intravenosa una cierta cantidad del aminoácido fenilalanina y se determina su concentración en la sangre a intervalos regulares. Si una persona es homocigota para el gen dominante (AA), la concentración de fenilalanina en la sangre vuelve rápidamente al nivel de control, y si es heterocigota (AA), la disminución de la concentración de fenilalanina es dos veces más lenta.

De igual forma, se realizan pruebas para identificar predisposición a padecer diabetes, hipertensión y otras enfermedades.

VII. Métodos de ADN recombinante

Le permiten analizar fragmentos de ADN, encontrar y aislar genes individuales y segmentos de genes y establecer la secuencia de nucleótidos en ellos. Este método incluye el método de clonación de ADN. El término “clonación” significa que se ha clonado un gen, se ha aislado mediante técnicas especiales y se ha estudiado su estructura. La clonación de un gen también significa que se conoce una proteína cuya síntesis está controlada por el gen correspondiente; A partir de genes clonados se crean “bibliotecas genómicas” y bancos de datos internacionales. Cualquier especialista del mundo puede acceder casi libremente a estos bancos de datos y utilizar la información recogida allí con fines de investigación. Los datos de bibliotecas genómicas se utilizan ampliamente en la implementación del programa del genoma humano. (Colección de fragmentos de ADN de todo el genoma)

Gracias a los éxitos obtenidos en el marco de este programa, fue posible evaluar de manera realista las funciones de los genes en el cuerpo humano. Aunque aún no se dispone de información para más de una cuarta parte de los genes, para dos tercios de los genes está completamente establecida o puede indicarse aproximadamente. También se obtuvo información extremadamente interesante sobre la participación de genes en la formación y funcionamiento de órganos y tejidos individuales del cuerpo humano. Resultó que la mayor cantidad de genes es necesaria para la formación del cerebro y el mantenimiento de su actividad, y la menor para la creación de glóbulos rojos: solo 8 genes. Esta información ayudará a comprender los programas genéticos para el desarrollo y funcionamiento del cuerpo humano, las causas del cáncer y el envejecimiento. Identificar las bases moleculares de las enfermedades ayudará a llevar los métodos de diagnóstico precoz a un nuevo nivel y, por tanto, conducirá a una lucha contra las enfermedades más sofisticada y exitosa. Métodos como, por ejemplo, la administración selectiva de fármacos a las células afectadas, la sustitución de genes enfermos por genes sanos y muchos otros, se están convirtiendo en parte del arsenal de la medicina moderna.

VIII. Métodos de genética de células somáticas.

Con estos métodos se estudia la herencia y variabilidad de las células somáticas, lo que compensa en gran medida la imposibilidad de aplicar el método hibridológico en humanos.

Los cultivos de células somáticas humanas se obtienen a partir de material de biopsia (sangre periférica, piel, tejido tumoral, tejido embrionario, células del líquido amniótico).

Los siguientes cuatro métodos se utilizan en genética humana.

1. Cultivo simple: las células son adecuadas para estudios citogenéticos, bioquímicos, inmunológicos y de otro tipo.

2. Clonación: obtención de descendientes de una célula. Permite conducir en células genéticamente idénticas. análisis bioquímico procesos determinados hereditariamente.

3. La selección de células somáticas mediante medios artificiales se utiliza para seleccionar células mutantes con determinadas propiedades, selección de células híbridas. El método se utiliza ampliamente para estudiar mutaciones genéticas (mecanismos, frecuencia espontánea e inducible).

4. La hibridación de células somáticas se basa en la fusión de células cocultivadas. diferentes tipos. Al introducir refrescos de ARN en cultivo celular. Virus Sendai inactivado por irradiación ultravioleta: la frecuencia de hibridación aumenta significativamente. Los heterocariones son 2 núcleos de células diferentes en el mismo citoplasma. Después de la mitosis, se forman dos células mononucleares, los sincariones, una verdadera célula híbrida que contiene los cromosomas de ambas células originales. Posteriormente, se van eliminando paulatinamente los cromosomas del organismo cuyas células se reproducen a un ritmo más lento.

La pérdida de cromosomas es aleatoria y, por tanto, entre una gran cantidad de híbridos, siempre se puede encontrar una célula que haya conservado un cromosoma humano.

Usando un sistema selectivo adecuado, se pueden seleccionar células con una actividad enzimática particular y el gen para esa enzima se puede localizar en un cromosoma específico.

El método se utiliza para estudiar el problema del ligamiento y la localización de genes.

Es posible estudiar los mecanismos de acción primaria e interacción de genes, regulación de la actividad genética. El método permite un amplio estudio de la patogénesis de enfermedades hereditarias a nivel bioquímico y celular.

IX. Creación de modelos de enfermedades humanas hereditarias mediante transgénicos.

animales.

El modelado biológico de enfermedades hereditarias es una gran rama de la biología y la genética experimentales. El principio del modelado biológico de mutaciones genéticas se basa en la ley de series homólogas en la variabilidad hereditaria, descubierta por N.I. En animales se producen mutaciones que provocan el mismo efecto patológico que en los humanos (ratones, conejos, perros, hámsteres, ratones). Entre las anomalías hereditarias en los animales se encuentran enfermedades como la hemofilia, la acondroplasia, la distrofia muscular, la diabetes mellitus y muchas otras, que forman la base de la patología hereditaria humana.

Los métodos se basan en la introducción de genes extraños en células embrionarias.

Como cualquier modelo, las líneas mutantes de animales transgénicos no pueden reproducir completamente una enfermedad hereditaria, por lo que se modelan ciertos fragmentos para estudiar el mecanismo primario de acción de los genes, la patogénesis de la enfermedad y el desarrollo de principios para su tratamiento.

Las leyes básicas de la herencia establecidas para los organismos vivos son universales y plenamente válidas para los humanos. Sin embargo, como objeto de investigación genética, el ser humano tiene sus ventajas y desventajas.

Es imposible que la gente planee matrimonios artificiales. En 1923, N.K. Koltsov señaló que "...no podemos realizar experimentos, no podemos obligar a Nezhdanova a casarse con Chaliapin sólo para ver qué tipo de hijos tendrán". Sin embargo, esta dificultad puede superarse gracias al muestreo específico de un gran número de parejas matrimoniales que correspondan a los objetivos de este estudio genético.

El gran número de cromosomas (2n=4b) complica significativamente las posibilidades del análisis genético humano. Sin embargo, el desarrollo de los últimos métodos de trabajo con ADN, el método de hibridación de células somáticas y algunos otros métodos eliminan esta dificultad.

Debido al pequeño número de descendientes (en la segunda mitad del siglo XX, la mayoría de las familias tenían 2 o 3 hijos), es imposible analizar la división en la descendencia de una familia. Sin embargo, en poblaciones grandes es posible seleccionar familias con características de interés para el investigador. Además, en algunas familias se han rastreado ciertas características a lo largo de muchas generaciones. En tales casos, es posible el análisis genético. Otra dificultad está asociada con la duración del relevo generacional en los seres humanos. Una generación humana tarda una media de 30 años. Y, por tanto, un genetista no puede observar más de una o dos generaciones.

Los humanos se caracterizan por un gran polimorfismo genotípico y fenotípico. La manifestación de muchos signos y enfermedades depende en gran medida de las condiciones ambientales. Cabe señalar que el concepto de "medio ambiente" para los humanos es más amplio que el de las plantas y los animales. Junto con la nutrición, el clima y otros factores abióticos y bióticos, el entorno humano también incluye factores sociales que son difíciles de cambiar a petición del investigador. Al mismo tiempo, la persona como objeto genético es ampliamente estudiada por médicos de todas las especialidades, lo que a menudo ayuda a establecer diversas anomalías hereditarias.

Actualmente, el interés y la atención al estudio de la genética humana están aumentando activamente. Así, el programa internacional global “Genoma Humano” tiene como tarea el estudio del genoma humano a nivel molecular. Para solucionarlo utilizamos lo último métodos modernos genética y medicina.

¿Qué métodos tiene hoy la genética humana? Hay muchos de ellos: genética genealógica, gemela, citogenética, estadística de poblaciones, bioquímica, de células somáticas y genética molecular. Echemos un vistazo más de cerca a cada uno de ellos.

Considerado uno de los principales métodos de la genética humana, este método se basa en la genealogía, el estudio de los pedigríes. Su esencia es la elaboración de un pedigrí y su posterior análisis. Este enfoque fue propuesto por primera vez por el científico inglés F. Galton en 1865.

Método genealógico ampliamente utilizado para resolver problemas tanto científicos como aplicados. Permite identificar la naturaleza hereditaria de un rasgo y determinar el tipo de herencia. Además, el método permite establecer la herencia ligada, determinar el tipo de interacción genética y la penetrancia de los alelos. El método genealógico subyace al asesoramiento genético médico. Incluye dos etapas: recopilación de genealogías y su análisis genealógico.

Elaboración de un pedigrí. La recopilación de información sobre la familia comienza con una persona llamada probando. Por lo general, se trata de un paciente con la enfermedad en estudio. Los hijos de la misma pareja de padres se llaman sibs (hermanos). En la mayoría de los casos, un pedigrí se recopila en función de una o más características. El pedigrí puede ser completo o limitado. Cuantas más generaciones se encuentren en un pedigrí, más completo será y mayores serán las posibilidades de obtener información completamente confiable. La recopilación de información genética se realiza mediante entrevistas, cuestionarios y examen personal de la familia. La encuesta suele comenzar con los familiares maternos: abuelos maternos, indicando nietos, hijos de cada hijo de los abuelos. El pedigrí incluye información sobre abortos espontáneos, abortos, mortinatos, matrimonios infértiles, etc.

Al compilar un pedigrí, se mantiene un breve registro de datos sobre cada miembro del clan, indicando su relación con el probando. Habitualmente se indica lo siguiente: apellido, nombre y patronímico, fecha de nacimiento y defunción, edad, nacionalidad, lugar de residencia de la familia, profesión, presencia de enfermedades crónicas en la familia, causa de muerte del fallecido, etc.

Después de recopilar información, se elabora una representación gráfica del pedigrí mediante un sistema de símbolos (Fig. 2.1).

Al realizar este trabajo, es importante observar las siguientes reglas:

1. La compilación de un pedigrí comienza con el probando. Los hermanos se ordenan por orden de nacimiento de izquierda a derecha, comenzando por el mayor.

2. Todos los miembros del pedigrí están ordenados estrictamente por generación en una fila.

3. Las generaciones se indican con números romanos a la izquierda del pedigrí de arriba a abajo.

4. Los números arábigos se utilizan para numerar la descendencia de una generación (una fila) de izquierda a derecha.

5. Debido a que algunas enfermedades se manifiestan en diferentes épocas de la vida, se indica la edad de los miembros de la familia.

6. Se anotan los miembros del pedigrí examinados personalmente.

La representación gráfica del pedigrí puede ser vertical-horizontal o dispuesta en círculo (en el caso de datos extensos). El diagrama genealógico va acompañado de una descripción de los símbolos debajo de la imagen, lo que se denomina leyenda (Fig. 2.2).

Análisis de pedigrí genético.

La tarea del análisis genético es establecer la naturaleza hereditaria de la enfermedad y el tipo de herencia, identificar portadores heterocigotos del gen mutante y también predecir el nacimiento de niños enfermos en familias con patología hereditaria.

El análisis genealógico incluye los siguientes pasos: 1. Determinar si un determinado rasgo o enfermedad está aislado en la familia o si existen varios casos (familiares). Si un rasgo ocurre varias veces en diferentes generaciones, entonces podemos asumir que este rasgo es de naturaleza hereditaria. 2. Determinación del tipo de herencia de un rasgo. Para ello, analice el pedigrí, teniendo en cuenta los siguientes puntos:

1) si el rasgo estudiado se presenta en todas las generaciones y cuántos miembros del pedigrí lo poseen;

2) ¿su frecuencia es igual en ambos sexos y en cuál sexo es más común?

3) a personas de cuyo género el rasgo se transmite de un padre enfermo y de una madre enferma;

4) ¿Hay familias en el pedigrí en las que nacieron niños enfermos de ambos padres sanos, o nacieron niños sanos de ambos padres enfermos?

5) qué parte de la descendencia tiene un rasgo heredado en familias donde uno de los padres está enfermo.

La herencia autosómica dominante se caracteriza por el hecho de que el gen mutante está asociado con un autosoma y se manifiesta tanto en estado homocigoto (AL) como heterocigoto (Aa). Debido a esto, se pueden rastrear las siguientes características hereditarias:

1) transmisión de patología de padres enfermos a hijos;

2) ambos sexos se ven afectados en proporciones iguales;

3) los miembros sanos de la familia suelen tener descendencia sana;

4) el padre y la madre transmiten por igual el gen mutante a hijas e hijos. Es posible la transmisión de la enfermedad de padre a hijo.

Las manifestaciones clínicas de la enfermedad pueden variar significativamente según la expresividad y penetrancia del gen. La expresividad es el grado de expresión de un gen (en nuestro caso, la gravedad de la enfermedad). Con una expresión genética alta, se desarrolla una forma grave, a menudo fatal, de la enfermedad; con una expresión baja, la persona está aparentemente sana. La penetrancia se refiere a la frecuencia de manifestación de un gen mutante entre sus portadores. Está determinada por la relación entre el número de individuos con una enfermedad (o rasgo) determinada y el número de individuos con un gen determinado, expresado como porcentaje. Por ejemplo, la penetrancia de la aterosclerosis es del 40%, el síndrome de Marfan es del 30%, el retinoblastoma es del 80%, etc.

Dependiendo del tipo de herencia, el panorama general del pedigrí se ve diferente.

Con un tipo de herencia autosómica recesiva, el gen mutante manifiesta su efecto sólo en el estado homocigoto, por esta razón, en el estado heterocigoto, puede existir durante muchas generaciones sin manifestarse fenotípicamente.

Con este tipo de herencia, la enfermedad rara vez se encuentra en el pedigrí y no en todas las generaciones. La probabilidad de padecer la enfermedad es la misma en niñas y niños. El rasgo puede aparecer en niños cuyos nacimientos fueron sanos, pero eran portadores heterocigotos del gen mutante. Hay varias opciones para este tipo de matrimonios:

1) madre aa x padre aa - todos los hijos de esos padres estarán enfermos (aa);

2) madre Aa x padre aa: el 50% de los niños estarán enfermos (genotipo aa) y el 50% fenotípicamente sanos (genotipo Aa), pero serán portadores heterocigotos del gen defectuoso;

3) madre Aa x padre Aa: el 25% de los niños estarán enfermos (genotipo aa), el 75% fenotípicamente sanos (genotipos AA y Aa), pero el 50% de ellos serán portadores del gen mutante (genotipo Aa).

La expresividad y la penetrancia varían ampliamente (de 0 a 100%) y dependen en gran medida de las condiciones ambientales. La polidactilia (de seis dedos), la braquidactilia (dedos cortos), la acondroplasia (enanismo), el síndrome de Marfan ("dedos de araña") y otras enfermedades se heredan de forma autosómica dominante (fig. 2.3).

Con un tipo de herencia dominante, si uno de los padres está enfermo (Aa), la probabilidad de tener un hijo enfermo es del 50%, siempre que el gen sea completamente penetrante. En el caso de heterocigosidad de ambos padres (Aa x Aa), pueden nacer niños enfermos con una probabilidad del 75%. Muchas enfermedades autosómicas dominantes en el estado homocigoto son más graves que en los heterocigotos. Sin embargo, en la práctica hay casos frecuentes en los que los portadores de un gen dominante permanecen fenotípicamente sanos. Como resultado, aparecen cambios de tipo genealógico y brechas generacionales.

Se puede sospechar que uno de los padres es portador de un gen dominante sin manifestación fenotípica si entre sus descendientes aparecen pacientes con la misma patología dominante. Cuando padres sanos tienen un hijo enfermo y hay otros casos de esta enfermedad en el pedigrí, es razonable suponer que uno de los padres enfermos tenía un gen defectuoso que no penetró, sino que se transmitió a la descendencia.

Un gen dominante puede tener diversos grados de expresividad, lo que dificulta establecer un modo de herencia autosómico dominante. Consideremos esto usando el ejemplo de una patología hereditaria del tejido conectivo: el síndrome de Marfan.

Se sabe que la incidencia de enfermedades autosómicas recesivas hereditarias depende directamente de la prevalencia del gen mutante entre la población. La frecuencia de estas enfermedades aumenta especialmente en zonas aisladas y entre poblaciones con un alto porcentaje de matrimonios consanguíneos. Estos matrimonios tienen un impacto negativo en la descendencia, como lo demuestra el hecho de que el retraso mental entre los niños de matrimonios consanguíneos es 4 veces mayor que en familias con matrimonios no relacionados.

Con un tipo de herencia autosómica recesiva (como con una autosómica dominante), son posibles diversos grados de expresividad y penetrancia del rasgo. Las enfermedades con un tipo de herencia autosómica recesiva incluyen muchas enfermedades metabólicas, como fenilcetonuria, galactosemia, albinismo (fig. 2.4), fibrosis quística, etc. Se ha establecido que enfermedades recesivas se diagnostican con mayor frecuencia a una edad temprana.

La herencia de las enfermedades ligadas al sexo está determinada por el hecho de que el gen mutante se encuentra en el cromosoma X o Y. Se sabe que las mujeres tienen dos cromosomas sexuales X y los hombres tienen un cromosoma X y un cromosoma Y. En los seres humanos, más de 200 genes se localizan en el cromosoma X. Los genes ubicados en el cromosoma X pueden ser recesivos o dominantes.

En las mujeres, el gen mutante puede localizarse en ambos cromosomas X o sólo en uno de ellos; en el primer caso es homocigoto, en el segundo es heterocigoto. Los hombres, al ser hemicigotos (tienen un solo cromosoma X), lo transmiten únicamente a las hijas y nunca a los hijos. Cualquier gen, tanto dominante como recesivo, localizado en su cromosoma X seguramente se manifestará. Ésta es la característica principal de la herencia ligada al cromosoma X.

Para ligados al cromosoma X herencia recesiva Las siguientes características son características:

1) la enfermedad ocurre con mayor frecuencia en hombres;

2) los niños enfermos pueden nacer de padres sanos (si la madre es heterocigota para el gen mutante);

3) los hombres enfermos no transmiten la enfermedad a sus hijos, pero sus hijas se convierten en portadoras heterocigotas de la enfermedad;

4) las mujeres enfermas sólo pueden nacer en familias donde el padre está enfermo y la madre es heterocigota para el gen mutante.

Consideremos varios ejemplos en los que un gen recesivo se localiza en el cromosoma X. Si una mujer sana y un hombre enfermo se casan, en esa familia todos los niños estarán sanos y las hijas recibirán un cromosoma X con un gen mutante de su padre y serán portadoras heterocigotas (ya que recibirán un segundo cromosoma X normal cromosoma de su madre). Si un hombre sano y una mujer portadora de un gen patológico se casan, la probabilidad de tener un niño enfermo será del 50% de todos los niños y del 25% de todos los niños.

La probabilidad de dar a luz a niñas enfermas es muy baja y sólo es posible si el padre está enfermo y la madre es heterocigótica para el gen mutante. En una familia así, la mitad de los niños estarán enfermos. Entre las niñas, la mitad desarrollará la enfermedad y la otra mitad portará el gen defectuoso.

Un ejemplo clásico de herencia recesiva ligada al sexo es la hemofilia. Los pacientes sufren de un aumento del sangrado. La razón son los niveles insuficientes de factores de coagulación en la sangre. En la figura. 2.5 muestra el pedigrí de una familia con hemofilia

El análisis genealógico muestra que sólo los niños se ven afectados. (II - 1.4; III - 7.15). De esto podemos suponer que el gen de la hemofilia está ligado al sexo. Los niños enfermos suelen nacer de padres sanos y, por tanto, el gen de la enfermedad es recesivo.

Se sabe que la hemofilia está muy extendida entre las familias reales de Europa. Esto se debe a los matrimonios consanguíneos. Como resultado, las mutaciones resultantes permanecieron dentro de la familia. La reina Victoria de Inglaterra era portadora del gen de la hemofilia. Su hijo Leopold nació hemofílico. A través de sus hijas y nietos, la reina Victoria transmitió el gen de la hemofilia a Woldemar y Enrique de Prusia, Federico de Hesse, el zarevich Alexei Romanov, Ruprecht de Texas, dos Battenberg y dos príncipes españoles (Figura 2.6). Además de la hemofilia, el cromosoma X contiene genes recesivos que causan la miopatía de Duchenne, algunas formas de daltonismo y otras enfermedades.

Cuando un gen dominante se localiza en el cromosoma X, el tipo de herencia se denomina dominante ligada al cromosoma X. Se caracteriza por los siguientes síntomas:

1) tanto hombres como mujeres están enfermos, pero hay el doble de mujeres enfermas que de hombres enfermos;

2) la enfermedad se puede rastrear en cada generación;

3) si el padre está enfermo, todas sus hijas estarán enfermas y todos sus hijos estarán sanos;

4) si la madre está enferma, la probabilidad de dar a luz a un niño enfermo es del 50%, independientemente del sexo;

5) los niños estarán enfermos sólo si uno de los padres está enfermo;

6) los padres sanos tendrán todos sus hijos sanos.

La fosfatemia (falta de fosfato en la sangre), la coloración marrón del esmalte dental, etc. se heredan según el tipo dominante ligado al cromosoma X.

La herencia ligada al Y también tiene sus propias características.

Son pocos los genes que se localizan en el cromosoma Y de los hombres. Se transmiten sólo a los hijos y nunca a las hijas (herencia holándrica). Con el cromosoma Y, los hombres heredan características tales como hipertricosis (la presencia de pelo a lo largo de los bordes de las orejas), membranas de la piel entre los dedos de los pies, el desarrollo de los testículos, la intensidad del crecimiento del cuerpo, las extremidades y los dientes. Los rasgos característicos de la herencia con el cromosoma Y se pueden observar en la Fig. 2.7.

Contenido

Ciencia de la herencia por mucho tiempo Se consideraba algo parecido a la charlatanería. No es casualidad que ya a mediados del siglo XX la genética fuera considerada una pseudociencia y en la URSS sus representantes fueran perseguidos. Más tarde, todo encajó, la genética ocupó un lugar destacado entre las ciencias fundamentales que estudian el mundo vivo y vegetal. El método genealógico es uno de los tipos de investigación genética: se estudia el pedigrí de una persona, lo que ayuda a identificar la tendencia a heredar características hereditarias.

¿Qué es el método de investigación genealógica?

El método de análisis genealógico fue esbozado a finales del siglo XIX por F. Galton, y más tarde G. Just dio designaciones pegadizas uniformes al compilar un árbol genealógico. La esencia del estudio es la elaboración de un pedigrí detallado de una persona y su posterior análisis con el fin de identificar determinadas características que caracterizan a los miembros de una misma familia, así como la presencia de enfermedades hereditarias. Actualmente están surgiendo nuevos métodos de laboratorio para realizar investigaciones, pero la consulta con un especialista en pedigrí todavía se utiliza en medicina y ciencias aplicadas.

¿Para qué se utiliza?

En la ciencia aplicada, el método genealógico se utiliza para estudiar los principios de la distribución de diversas características hereditarias entre miembros de una misma familia: pecas, la capacidad de curvar la lengua en un tubo, dedos cortos, dedos fusionados, cabello rojo, tendencia. hasta diabetes, labio hendido, etc. Además, existen varios tipos de herencia: autosómica dominante, autosómica recesiva y ligada al sexo.

En medicina, el método clínico y genealógico ayuda a identificar la presencia de características patológicas y la probabilidad de su herencia. A menudo, el panorama se aclara sin investigación adicional (análisis del líquido placentario para detectar la presencia de enfermedades genéticas). Lo principal es establecer un rasgo hereditario y calcular la probabilidad de su manifestación en las generaciones futuras.

¿Cuál es la esencia del método genealógico?

La principal herramienta del análisis genealógico es la recopilación de información sobre un individuo y su familia. Al compilar genealogías detalladas, es posible identificar uno u otro rasgo hereditario. En medicina, esta técnica se llama clínico-genealógica. El especialista estudia las conexiones genealógicas e intenta identificar características hereditarias y rastrear su presencia en parientes cercanos y lejanos. El método genealógico consta de dos etapas: la elaboración de un pedigrí y su análisis detallado.

Tareas

La principal ventaja del método genealógico es su versatilidad. Se utiliza para resolver problemas teóricos y problemas prácticos, por ejemplo, a la hora de determinar la probabilidad de herencia de determinadas enfermedades:

• identificación de un rasgo genético;
• estableciéndolo como hereditario;
• determinar el tipo de estudio y la penetración genética;
• calcular la probabilidad de su herencia;
• determinación de la intensidad del proceso de mutación;
• compilación de mapas genéticos de cromosomas.

Objetivos

El principal objetivo del análisis genealógico en medicina es el diagnóstico de patologías hereditarias. Al mismo tiempo, la elaboración de un pedigrí es una de las etapas de la investigación que revela la posibilidad de heredar un determinado rasgo genético. No estamos hablando sólo de características hereditarias como el pelo rojo o dedos cortos, anomalías de carácter, sino también de enfermedades graves que pueden heredarse, por ejemplo, la esquizofrenia, la fibrosis quística o la hemofilia.

Análisis genético de enfermedades hereditarias en mujeres embarazadas.

Cualquier pareja que esté esperando un hijo puede acudir a un genetista para averiguar si el feto tiene alguna anomalía genética. En algunos casos la consulta genética es obligatoria:

• edad de los padres (más de 35 años para la madre y 40 años para el padre);
• la familia ya tiene hijos con enfermedades genéticas;
• condiciones de vida desfavorables de uno de los padres (mal ambiente, abuso de alcohol y drogas);
• la madre sufrió alguna enfermedad infecciosa grave durante su enfermedad;
• uno de los padres tiene una enfermedad mental;

La investigación genealógica profesional es uno de los tipos de investigación genética que se lleva a cabo para futuros padres. Otros métodos para estudiar la herencia humana incluyen:

• diagnóstico por ultrasonido;
• estudiar liquido amniótico(amniocentesis);
• examen de posibles consecuencias de infecciones sufridas durante el embarazo (placentocentesis);
• Estudio genético de la sangre del cordón umbilical (cordocentesis).

Etapas del método genealógico.

A la hora de elaborar un pedigrí y su posterior análisis, el genetista actúa por etapas. Hay tres principales:

1. Se identifica un probando para quien se compila un pedigrí detallado. Cuando se espera un hijo, el probando es casi siempre la madre; en otros casos, el probando es el portador del rasgo hereditario;
2. La elaboración de un pedigrí implica recopilar la historia del probando y sus conexiones familiares.
3. Análisis genealógico y conclusión sobre la probabilidad y tipo de herencia de un rasgo.

Elaboración de un pedigrí

En el asesoramiento genético médico, la base se toma como un probando: una persona que presumiblemente es portadora de un rasgo hereditario o que padece una enfermedad genética. El pedigrí se elabora a partir de las palabras de la persona que se está estudiando y, para que la imagen sea precisa, es necesario recopilar información sobre tres o incluso cuatro generaciones de su familia. Además, los especialistas entrevistan al propio probando y realizan un examen visual para determinar la presencia y gravedad del rasgo hereditario.

Toda la información se registra en la tarjeta genética médica en el siguiente orden:

• información sobre el probando: la presencia de un rasgo hereditario o enfermedades genéticas, condición, antecedentes obstétricos, antecedentes mentales, nacionalidad y lugar de residencia;
• información sobre padres, hermanos y hermanas (sibs);
• información sobre parientes por parte de madre y padre.

Simbolismo del método genealógico.

Las tablas genealógicas utilizan ciertos símbolos que fueron desarrollados en 1931 por G. Just. El género femenino se indica con un círculo y el género masculino con un cuadrado. Algunos científicos utilizan el “Espejo de Venus” (un círculo con una cruz) para el género femenino y el “Escudo y Lanza de Marte” (un círculo con una flecha) para el género masculino. Los hermanos se colocan en la misma línea que el probando, los números de generación se muestran en números romanos, los parientes de la misma generación se muestran en números arábigos.

Análisis genealógico

El uso del análisis genealógico ayuda a identificar un rasgo hereditario, generalmente patológico. Esto se establece si ocurre más de dos veces en varias generaciones. Posteriormente se valora el tipo de herencia (autosómica recesiva, autosómica dominante o ligada al sexo). Luego vienen las conclusiones sobre la probabilidad de aparición de un rasgo hereditario en los hijos de miembros del pedigrí y, si es necesario, una indicación de derivación para investigaciones genéticas adicionales.

Naturaleza hereditaria del rasgo.

Un tipo de herencia autosómica dominante se determina cuando un rasgo es completamente dominante, como el color de ojos, las pecas, la estructura del cabello, etc. En caso de enfermedad:

• la herencia ocurre por igual en mujeres y hombres;
• hay pacientes verticalmente (en generaciones) y horizontalmente (hermanos y hermanas);
• los padres enfermos tienen una alta probabilidad de heredar un gen patológico;
• si hay un padre numeroso, el riesgo de herencia es del 50%.

Tipo autosómico recesivo:

• los transportistas son hermanos y hermanas, a lo largo de una línea horizontal;
• en el pedigrí de los portadores mudos entre los parientes del probando;
• La madre y el padre del portador están sanos, pero pueden ser portadores de un gen recesivo, y la probabilidad de que el niño herede el rasgo patológico es del 25%.

Existe un tipo de herencia ligada al sexo:

• ligamiento X dominante: se manifiesta en ambos sexos, pero se transmite a través de la línea femenina;
• ligamiento X recesivo: se transmite solo a los hombres de las madres, y las hijas estarán sanas y los hijos enfermarán con diferentes probabilidades;
• Ligado al Y (holándrico): transmitido a través de la línea masculina;

Tipo de herencia y penetrancia genética.

Determinación de grupos de enlace y mapeo cromosómico.

Estudio del proceso de mutación.

El análisis de pedigrí clínico estudia la variabilidad de los procesos mutacionales y el método es útil para analizar la aparición de mutaciones "atípicas" o "espontáneas", por ejemplo, el síndrome de Down. Se estudia la diferencia entre mutaciones episódicas y procesos genéticos regulares dentro de una misma familia. Se consideran los siguientes factores de mutación:

• aparición de mutación;
• intensidad del proceso;
• factores que contribuyeron al surgimiento.

Análisis de interacción genética.

Los análisis médicos y genealógicos revelan procesos de interacción genética que ayudan a descifrar la causa de la aparición de rasgos patológicos hereditarios dentro de una familia. Un pedigrí cuidadosamente desarrollado se convierte en la base para futuras investigaciones sobre la intensidad del desarrollo de mutaciones genéticas, identificando el tipo de herencia y la probabilidad de recibir el gen en los herederos del probando.

Homo y heterocigosidad de los padres.

El conjunto de características hereditarias nos pasa de nuestros padres. Un gen recibido de ambos padres se llamará homocigoto. Si madre y padre pelo rizado, entonces el gen responsable de la estructura del cabello se define como homocigoto. Si la madre tiene el pelo liso y el padre tiene el pelo rizado, entonces se determina que el gen de la estructura del pelo es heterocigoto. Un niño puede tener un gen homocigoto para el color de ojos y un gen heterocigoto para el color del cabello. En el caso de dominancia completa del gen, el rasgo se hereda con casi un 100% de probabilidad a lo largo de una línea vertical.

Uno de los métodos universales y más utilizados en genética humana es el genealógico.

Método genealógico - compilar genealogías y estudiar la herencia de ciertos rasgos a lo largo de varias generaciones.

Este método permite resolver los siguientes problemas teóricos y aplicados:

Hay un rasgo hereditario en estudio (si los familiares lo tienen)

Tipo y naturaleza de la herencia (dominante o recesiva, autosómica o ligada al sexo)

Cigosidad de personas en el pedigrí (hetero u homocigotos)

Frecuencia o probabilidad de expresión fenotípica de un gen;

La probabilidad de tener un hijo con una patología hereditaria.

El método genealógico implica las siguientes etapas de investigación: recopilar datos sobre todos los familiares del sujeto, elaborar un pedigrí, analizar el pedigrí y sacar conclusiones.

Recopilación de datos sobre todos los familiares del sujeto.

Un pedigrí generalmente se compila según una o más características. Dependiendo del propósito del estudio, el pedigrí puede ser completo o parcial, pero es mejor realizar el pedigrí más completo en dirección ascendente, descendente y lateral. La dificultad de recopilar datos radica en el hecho de que el portador examinado del rasgo (probando) debe conocer bien a sus familiares y el estado de su salud por parte de la madre y del padre durante al menos tres generaciones; esto ocurre muy raramente; Sin embargo, una encuesta no suele ser suficiente. Es posible que algunos miembros del árbol genealógico deban someterse a un examen médico completo para determinar su estado de salud.

elaborando un pedigrí

Se utiliza para compilar pedigríes. simbolos(Figura 3.1).

Arroz. 3.1.

Es necesario cumplir con ciertas reglas: la compilación de un pedigrí comienza con el probando, cada generación de la izquierda está numerada con números romanos, los símbolos que designan a los individuos de una generación están dispuestos horizontalmente y numerados con números arábigos en el orden de su nacimiento. . La base del pedigrí es el probando, a partir del cual comienza la investigación genética de la familia.

Análisis de pedigrí. En primer lugar, se determina la naturaleza de la característica en estudio. Si este rasgo se manifiesta en varias generaciones, entonces podemos suponer que es de naturaleza hereditaria. Después de esto, es necesario determinar el tipo de herencia del rasgo. Para ello se utilizan técnicas de análisis genético, así como diversos métodos estadísticos para procesar datos de muchas genealogías.

El análisis genético de los pedigrí nos permite identificar tipos simples de herencia de rasgos: autosómico dominante, autosómico recesivo y ligado al sexo.

Tipo de herencia autosómica dominante. Se caracteriza por el hecho de que el gen del rasgo en estudio está contenido en un autosoma específico y se manifiesta tanto en estado homocigoto como heterocigoto. En un pedigrí, está determinado por las siguientes propiedades: el rasgo en estudio está presente en cada generación, independientemente del género, la manifestación del rasgo también se observa horizontalmente, en hermanos y hermanas (Fig. 3.2).

Arroz. 3.2. Un género con un tipo de herencia autosómica dominante (braquidactilia o dedos cortos)

Dependiendo de la cigosidad de los padres para los alelos que controlan el rasgo, el nacimiento de hijos con un rasgo autosómico dominante puede tener la siguiente probabilidad:

100%, si al menos uno de los padres es homocigoto para el alelo dominante;

75% si ambos padres son heterocigotos;

50% si uno de los padres es heterocigoto y el otro es homocigoto para el alelo recesivo.

Los rasgos autosómicos dominantes se manifiestan claramente sólo en condiciones de homocigosidad. Los heterocigotos tienen un fenotipo intermedio para el rasgo que se estudia. Si se trata de una enfermedad, entonces, en el caso de la heterocigosidad, es posible que no se manifieste en todas las generaciones.

Por tipo de herencia autosómica recesiva el gen del rasgo en estudio se encuentra en el autosoma y muestra su efecto sólo en el estado homocigoto. Este tipo de herencia se caracteriza las siguientes características: el rasgo estudiado no está presente en todas las generaciones, un niño con el rasgo puede nacer de padres que carecen de él (padres heterocigotos), el rasgo ocurre con la misma frecuencia independientemente del género y se observa horizontalmente (Figura 3.3).

Arroz. 3.3. Un género con un tipo de herencia autosómica recesiva (albinismo)

La probabilidad de herencia autosómica. rasgo recesivo Dependiendo de la cigosidad de los padres, los alelos que controlan el rasgo pueden ser los siguientes:

25% si ambos padres son heterocigotos;

el 50% si uno de los padres es heterocigoto y el otro homocigoto para este gen recesivo;

100% si ambos padres son homocigotos para el alelo recesivo.

En el caso de una enfermedad hereditaria de tipo autosómico recesivo, la probabilidad de herencia es del 25%. Estos pacientes no viven hasta la pubertad o no se casan.

Herencia ligada al sexo Puede ser dominante ligada al X, recesiva ligada al X y ligada al B. Esto significa que el gen que controla el rasgo en estudio está contenido en los cromosomas sexuales: X o Y.

1. Tipo de herencia dominante ligada al cromosoma X. Tiene las siguientes propiedades: hay el doble de mujeres con este rasgo que de hombres; el rasgo aparece en cada generación; el padre que porta el rasgo lo transmite a todas sus hijas, pero no a sus hijos; una madre que porta el rasgo puede transmitirlo a la mitad de sus hijos, independientemente del género; en los niños el signo aparecerá cuando al menos uno de los padres lo porta; los hijos de padres privados de signos también carecen de él. Un ejemplo de este signo podría ser el color marrón del esmalte dental (fig. 3.4).

Arroz. 3.4. Especies de géneros con un tipo de herencia dominante ligada al cromosoma X (coloración marrón del esmalte dental)

2. Tipo de herencia recesiva ligada al cromosoma X. Se caracteriza por las siguientes propiedades: el rasgo no está presente en todas las generaciones; un niño con el rasgo puede nacer de padres privados de él; el rasgo se manifiesta predominantemente en hombres y, por regla general, de forma horizontal; un padre que carece de un rasgo no es portador del alelo de ese rasgo y no lo transmite a sus hijas.

Si una mujer sin el rasgo y un hombre con el rasgo se casan, entonces todos sus hijos carecerán del rasgo. Las hijas recibirán un cromosoma X con un gen para un rasgo (recesivo) de su padre y serán portadoras heterocigotas, por lo que recibirán un segundo cromosoma X (con un gen dominante) de su madre.

Para un hombre sin el rasgo y una mujer que porta el alelo, la probabilidad de tener un niño con el rasgo es del 50% de todos los niños y del 25% de todos los niños.

La probabilidad de dar a luz a niñas con el rasgo es muy baja, y esto sólo es posible cuando el padre tiene el rasgo y es portador heterocigoto del gen correspondiente. En este caso, la mitad de las niñas tendrá el rasgo y la segunda mitad portará el alelo en estado heterocigoto.

Un ejemplo clásico de herencia de rasgos por parte de un tipo recesivo ligado al cromosoma X sería la enfermedad de la hemofilia, que provoca un aumento del sangrado debido a la falta de factores de coagulación sanguínea en el cuerpo (fig. 3.5).

Arroz. 3.5. Un género con un tipo de herencia recesiva ligada al cromosoma X (hemofilia)

3. Herencia ligada a B u holandrica. Es peculiar sólo del sexo masculino. El cromosoma Y humano contiene muy pocos genes que se transmiten únicamente del padre a los hijos. Además, el síntoma está presente en todas las generaciones y en todos los hombres. Un ejemplo de herencia holandrica puede ser la herencia de hipertricosis (la presencia de pelo a lo largo del borde de las orejas (fig. 3.6).

Arroz. 3.6. Géneros de especies con un tipo de herencia ligada al Y (hipertricosis)

El método genético también se puede utilizar para diagnosticar enfermedades con predisposición hereditaria, cuya herencia está sujeta a la ley de Mendel.

Método genealógico introducido a finales del siglo XIX. francisco galton. Se basa en construir genealogías y rastrear la transmisión de un determinado rasgo a lo largo de una serie de generaciones.

Este método es aplicable si se conocen parientes directos: ancestros propietario de un rasgo hereditario ( probando ) por línea materna y paterna en varias generaciones o en el caso en que se conozca descendientes el probando también abarca varias generaciones.

Aceptado sistema de notación en el pedigrí de la persona que fue propuesta G. Yust en 1931. Las generaciones se designan con números romanos, los individuos de una generación determinada se designan con números arábigos.

Etapas del análisis genealógico:

1) recopilación de datos sobre todos los familiares del sujeto (historia);

2) construir un pedigrí;

3) análisis del pedigrí y desarrollo de una conclusión.

La dificultad de recoger la anamnesis radica en que el probando debe conocer bien, si es posible, a la mayoría de sus familiares y su estado de salud.

El método le permite configurar:

1) si este rasgo es hereditario;

2) tipo y naturaleza de la herencia;

3) cigosidad de personas en el pedigrí;

4) penentrancia de genes;

5) la probabilidad de tener un hijo con esta patología hereditaria.

Tipos de herencia:

1.Autosómica dominante

1) pacientes de cada generación;

2) un niño enfermo con padres enfermos;

4) la herencia va vertical y horizontalmente;

5) probabilidad de herencia 100%, 75% y 50% (AA×AA, AA×aa, AA×Aa; Aa×Aa; Aa×aa).

Cabe destacar que los signos anteriores de un tipo de herencia autosómica dominante solo aparecerán con dominio completo. Así se hereda en el ser humano la polidactilia (pies de seis dedos), la braquidactilia, el enanismo condrodistrófico, las cataratas, las pecas, el pelo rizado, el color de ojos castaños, etc. Con dominio incompleto Los híbridos exhibirán una forma intermedia de herencia. Con penetrancia incompleta Los pacientes genéticos pueden no estar presentes en todas las generaciones.

2.autosómica recesiva el tipo de herencia se caracteriza por las siguientes características:

3) hombres y mujeres se ven afectados por igual;

4) la herencia se produce predominantemente de forma horizontal;

5) probabilidad de herencia 25%, 50% y 100%.

Muy a menudo, la probabilidad de herencia de tipo autosómico recesivo es del 25%, ya que debido a la gravedad de la enfermedad, estos pacientes no viven hasta la edad fértil o no se casan. Así se hereda el ser humano fenilcetonuria , anemia falciforme, albinismo, pelo rojo, ojos azules, etc.

3.Recesivo ligado al sexo el tipo de herencia se caracteriza por las siguientes características:

1) los pacientes no se encuentran en todas las generaciones;

2) padres sanos tienen un hijo enfermo;

3) se ven afectados predominantemente hombres;

4) la herencia se produce principalmente de forma horizontal;

5) la probabilidad de herencia es del 25% para todos los niños y del 50% para los niños.

Así se hereda el ser humano hemofilia , daltonismo, anemia hereditaria, distrofia muscular de Duchenne, etc.

4.Dominante ligado al sexo el tipo de herencia es similar al autosómico dominante, excepto que el hombre transmite este rasgo a todas sus hijas (los hijos reciben un cromosoma Y de su padre, están sanos). Un ejemplo de tal enfermedad es una forma especial de raquitismo que es resistente al tratamiento con vitamina D ( vitamina D – raquitismo resistente ). Los hombres están más gravemente enfermos. 2 enfermedades más similares: queratosis pilaris (acompañado de pérdida total de cabello, pestañas, cejas) y dermatosis pigmentaria .

5.holandrico el tipo de herencia se caracteriza por las siguientes características:

1) pacientes de todas las generaciones;

2) sólo los hombres se enferman;

3) un padre enfermo tiene enfermos a todos sus hijos;

4) 100% de probabilidad en niños.

Así se hereda el ser humano ictiosis de la piel , crecimiento del vello de los conductos auditivos externos y falanges medias de los dedos de las manos, membranas entre los dedos de los pies, etc. Las características holándricas no son significativas en la patología hereditaria humana. También existen mutaciones patológicas que alteran la formación de los testículos y la espermatogénesis, pero no se heredan (sus portadores son estériles).

El uso del método genealógico también mostró que la probabilidad de ocurrencia deformidades, mortinatos, mortalidad temprana en la descendencia matrimonios consanguíneos significativamente mayor que en los no relacionados. Esto puede explicarse por el hecho de que los parientes tienen los mismos genes con más frecuencia que los no parientes y, por lo tanto, en los matrimonios emparentados, los problemas surgen con más frecuencia. combinaciones homocigotas , incluidos genes recesivos que determinan determinadas anomalías.

A continuación se muestra un ejemplo de cómo identificar un rasgo patológico recesivo en un matrimonio consanguíneo. De dos matrimonios emparentados, en una familia nacieron 4 de cada 8 hijos y en la otra, 2 de cada 5, sufriendo idiotez amaurótica hereditaria (daño al sistema nervioso central). Uno de los dos ancestros comunes transmitió el gen recesivo a través de tres generaciones a cada uno de los cuatro padres.

El método genealógico también es muy utilizado como método de diagnóstico de enfermedades de carácter hereditario, lo cual es de gran importancia en las consultas médicas genéticas, cuando personas interesadas en la salud de su descendencia plantean al médico la duda sobre el temor de tener descendencia enferma. .

método gemelo

método gemelo el estudio de la genética humana introducido en la práctica médica F. Galtón en 1876. Nos permite determinar el papel del genotipo y el medio ambiente en la manifestación de los rasgos.

Géminis Se denominan individuos nacidos simultáneamente en animales monoparentales (humanos, caballos, ganado vacuno, etc.).

Hay gemelos mono y dicigóticos. monocigoto (idéntico), gemelos idénticos se desarrollan a partir de un óvulo fertilizado (el fenómeno de la poliembrionía). Los gemelos monocigóticos tienen exactamente el mismo genotipo y, si difieren fenotípicamente, esto se debe a la influencia de factores ambientales.

dicigótico Los gemelos (fraternos o fraternos) se desarrollan después de la fertilización por esperma de varios óvulos madurados simultáneamente. Los gemelos tienen genotipos diferentes y sus diferencias fenotípicas están determinadas tanto por el genotipo como por factores ambientales.

Los gemelos monocigóticos tienen un alto grado de similitud en las características, que están determinadas principalmente por el genotipo. Por ejemplo, los gemelos monocigóticos son siempre del mismo sexo, tienen el mismo grupo sanguíneo según diferentes sistemas (AB0, Rh, MN, etc.), el mismo color de ojos, el mismo tipo de indicadores dermatoglíficos en dedos y palmas, etc. .

El porcentaje de similitud de un grupo de gemelos en la característica en estudio se llama concordancia , y la diferencia porcentual es discordancia . Dado que los gemelos monocigóticos tienen el mismo genotipo, su concordancia es mayor que la de los gemelos dicigóticos.

Para evaluar el papel de la herencia y el medio ambiente en el desarrollo de un rasgo particular, utilizan La fórmula de Holzinger :

donde H es la heredabilidad del rasgo, KMB% es la concordancia de gemelos monocigóticos, KDB% es la concordancia de gemelos dicigóticos.

En los humanos, los gemelos son los más comunes, los trillizos son menos comunes, los cuatrillizos son incluso menos comunes y los quintillizos son muy raros. Las estadísticas muestran que los quintillizos nacen aproximadamente una vez cada 54 millones de nacimientos, los engranajes ~ cada 5 mil millones de nacimientos y los septillizos son aún más raros. En promedio, la tasa de natalidad de gemelos se acerca al 1% y 1/3 de ellos son obstetras.

Para el uso de gemelos en la investigación genética, es muy importante determinar con precisión tipo gemelo . El diagnóstico se realiza basándose en varios criterios : 1) Los OB deben ser del mismo sexo, los RB pueden ser del mismo sexo o de sexos diferentes; 2) la presencia de similitud (concordancia) en OB y ​​disimilitud (discordancia) en RB para muchas características, incluidos los grupos sanguíneos; Sin embargo, es necesario tener en cuenta que durante la vida intrauterina pueden producirse trastornos del desarrollo, mutaciones somáticas, etc. en uno de los OB, lo que puede dar lugar a algunas diferencias entre la pareja; 3) criterio decisivo, pero difícil de implementar: recíproco trasplante de tejido en OB es tan exitoso como el autotrasplante; en RB es imposible por incompatibilidad inmunológica.

Los gemelos humanos son un material excelente para desarrollar un problema biológico general y práctico muy importante: sobre el papel de la herencia y el medio ambiente en el desarrollo de rasgos.

La pareja OB tiene el mismo genotipo, la pareja RB tiene un genotipo diferente. Para ambos socios de la misma pareja de OB o RB, el entorno externo puede ser el mismo o diferente.

Comparación de desarrollo ACERCA DE V lo mismo medio ambiente y diferente El entorno permite juzgar la influencia del entorno en los rasgos.

Comparación de desarrollo ACERCA DE Y RB V lo mismo El entorno permite aclarar el papel de la herencia en el desarrollo de los rasgos.

4. Método estadístico de población

Estadístico de población El método de estudio de la genética humana se basa en el uso de la ley de Hardy-Weinberg. Le permite determinar la frecuencia. genes Y genotipos en las poblaciones humanas. Por ejemplo, en Rusia prácticamente nunca se encuentran homocigotos para el gen HbS, pero en los países de África occidental su frecuencia varía: del 25% en Camerún al 40% en Tanzania.

Estudio de la distribución genética entre la población de diferentes áreas geográficas ( genogeografía ) permite establecer los centros de origen de diversos grupos étnicos y su migración, para determinar el grado de riesgo de enfermedades hereditarias en los individuos.