Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Тихоокеанский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Кафедра биологии, ботаники и экологии
Л.А. Масленникова, Г.Г. Божко, В.Г. Зенкина, О.А. Солодкова
Генетика человека
с основами медицинской генетики
Учебное электронное издание
Учебно-методическое пособие
Владивосток
Медицина ДВ
2018
Стр.1
Федаральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Тихоокеканский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Кафедра
биологии, ботаники и экологии
Л.А. Масленникова, Г.Г. Божко, В.Г. Зенкина,
О.А. Солодкова
Генетика человека
с основами
Учебное электронное издание
Учебно-методическое пособие
медицинской генетики
Владивосток
2018
Стр.2
УДК 575(075.8)
ББК 52.54я73
Г34
Издано по рекомендации редакционно-издательского совета ФГБОУ ВО ТГМУ Минздрава России
Рецензенты:
Казаченко Василий Никитич, д.б.н., профессор кафедры водных биоресурсов и аквакультуры
Дальневосточного государственного технического рыбохозяйственного университета (Владивосток)
Рева Галина Витальевна, д.м.н., профессор кафедры фундаментальной медицины школы био медицины
ФГАОУ ВО Дальневосточного федерального государственного университета (Владивосток)
Авторы:
Л.А. Масленникова, Г.Г. Божко, В.Г. Зенкина, О.А. Солодкова
Генетика человека с основами медицинской генетики [Электронный ресурс] : учебно-методическое
пособие / Масленникова Л.А., Божко Г.Г., Зенкина В.Г. Солодкова О.А. : Тихоокеан. гос. медицинский
ун-т. – Электрон. дан. – Владивосток : Медицина ДВ, 2018. – [118 с.]. 1 электрон. опт. диск
(CD-ROM) ; 12 см. – Системные требования: ПК процессором с частотой 1,3 ГГц Intel или AMD ;
256 Mб ОЗУ ; Windows XP ; CD-ROM -дисковод ; мышь ; Acrobat Reader, Foxit Reader либо любой
другой их аналог. ISBN 978-5-98301-137-3.
В учебно-методическом пособии в доступной форме освящены основы генетики человека, даны
классические и современные методы диагностики наследственных болезней. Рассмотрены наследственные
заболевания с высокой частотой встречаемости. Особое внимание заслуживают разделы,
посвященные составлению и анализу родословных, механизму возникновения синдромов. Уделено
внимание разбору ситуационных задач по разделу генетика человека дисциплины «Биология».
Учебно-методическое пособие составлено по дисциплине «Биология», в соответствии с требованиями
Федеральных государственных образовательных стандартов, предназначено для обучающихся
программам специалитета по специальностям «Лечебное дело», «Педиатрия».
ФГБОУ ВО ТГМУ Минздрава России
690600, Владивосток, пр. Острякова, 2
Издание подготовлено
редакционно-издательским отделом ТГМУ
Издательство «Медицина ДВ»
690600, г. Владивосток, пр. Острякова, 4
Изготовитель CD-ROM
типография Дирекции
публикационной деятельности ДВФУ
690950, Владивосток, ул. Пушкинская, 10
ISBN 978-5-98301-137-3
Научный редактор В.М. Черток
Верстка Т.Л. Пинчук
Опубликовано 25.05.2018. Формат PDF,
объем 5,96 МБ [Усл. печ. л. 14,88], тираж 100.
© Коллектив авторов, 2018
© ФГБОУ ВО ТГМУ Минздрава России, 2018
Стр.3
ВВЕДЕНИЕ
Человек, как и все живое на Земле, подчиняется общим законам
наследственности. Сейчас разработаны специальные методы
изучения наследственности человека. Генетика человека приобретает
огромное значение: 10% новорожденных имеют наследственные
дефекты и 88% болезней связаны с наследственной предрасположенностью.
Лечение многих наследственных болезней до сих пор
не разработано. Увеличение генетического груза в популяции людей
приводит к необходимости профилактики наследственных болезней.
Очень важно знать вероятность рождения больных детей в семье,
широко использовать методы амниоцентеза, но познать более
3500 наследственных болезней очень трудно. Поэтому к диагностике
и профилактике наследственных болезней надо подходить с точки
зрения методов генетики человека. Учебно-методическое пособие
составлено по дисциплине «Биология» в соответствии с требованиями
Федеральных государственных образовательных стандартов высшего
образования и предназначено для студентов специальностей
«Лечебное дело», «Педиатрия». В предложенной работе мы рассматриваем
основные вопросы генетики человека, чтобы сформировать
у студента медицинское мышление и подготовить базу для восприятия
курса «Медицинская генетика» на старших курсах. Рисунки заимствованы
из открытых источников.
3
Стр.4
Список сокращений:
АФП – альфа-фетопротеин
ВПР – врожденные пороки развития
ГАГ – гликозаминогликаны
ДБ – дизиготные близнецы
МБ – монозиготные близнецы
МВПР – множественные врожденные пороки развития
МГК – медико-генетическое консультирование
мт-ДНК – митохондриальная ДНК
ОГС – общий гребневой счет
ФА – фенилаланин
ФГА – фитогемаглютинин
ФКУ – фенилкетонурия
ФПВК – фенилпировиноградная кислота
ISCN – цитогенетическая номенклатура человека
4
Стр.5
Глава I
ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ
ГЕНЕТИКИ ЧЕЛОВЕКА
Генетика человека изучает наследственность и изменчивость
в популяции людей, особенности наследования признаков в норме
и изменения их под действием условий среды обитания.
Цель генетики человека – разработка методов диагностики,
лечения, профилактики наследственных заболеваний человека.
Задачи генетики человека:
1) определение полной нуклеотидной последовательности
ДНК генома человека, локализации генов в хромосомах;
создание банка генома человечества
2) ранняя диагностика наследственных аномалий с помощью
методов пренатальной диагностики, молекулярно-генетических
и экспресс-методов
3) разъяснение необходимости медико-генетического консультирования
и внедрения его в массы
4) разработка и внедрение методов генной терапии наследственных
аномалий на основе генной инженерии, молекулярно-генетического
метода
5) выявление мутагенных, канцерогенных и тератогенных
факторов, то есть генетически опасных факторов среды
обитания человека; разработка методов нейтрализации
этих факторов.
Человек, как объект генетического исследования, имеет
много особенностей, поэтому возникает ряд трудностей
в изучении его наследственности, изменчивости и немало
вопросов этического порядка.
5
Стр.6
Трудности изучения генетики человека
1) большое количество хромосом, генов и групп сцепления
в кариотипе человека; пенетрантность и экспрессивность
проявления генов
2) невозможность использования гибридологического анализа
Менделя и ограниченность в применении экспериментальных
исследований на популяции людей
3) позднее половое созревание; один исследователь в течение
своей жизни может максимально проанализировать только
три поколения одной семьи
4) невозможность проведения гибридологического анализа,
так как в семье рождается мало детей; например, в XVIIIXIX
веках в семье рождалось до 16 детей, в настоящее время
1-5 детей, а Мендель, автор гибридологического анализа,
исследовал тысячи потомков от одной родительской
пары дрозофилы
5) невозможность проведения прямых экспериментов с подбором
родительских пар и близкородственных браков
6) невозможность обеспечения одинаковых и строго контролируемых
условий для развития потомков от разных браков.
6
Стр.7
Глава II
МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ
ГЕНЕТИКИ ЧЕЛОВЕКА
История изучения генетики человека уходит в глубину веков. Как
наука, она сформировалась в XIX веке и ее родоначальником является,
как предполагают, Ф. Гальтон. Современный этап генетического
изучения человека определяется широким использованием цитогенетических,
молекулярно-цитогенетических, биохимических, молекулярно-генетических
и других новейших методов исследования.
Методы исследования генетики человека:
1) клинико-генеалогический
2) близнецовый
3) цитогенетический (цитологический)
4) молекулярно-цитогенетический
5) биохимический
6) молекулярно-генетический
7) популяционно-статистический
8) дерматоглифический
9) иммуногенетический
10) генетика соматических клеток
11) математическое моделирование, которое позволяет создавать
и изучать математические модели. Мониторинг поведения
сцепления генов у человека.
2.1. Клинико-генеалогический метод
Впервые этот клинико-генеалогический метод составления и анализа
родословной был предложен Ф. Гальтоном в 1865 году. В настоящее
время широко используется в медико-генетическом консультировании
(МГК) и позволяет определить:
7
Стр.8
1) наследуется ли анализируемый признак
2) тип наследования признака
3) зиготность (генотип) членов родословной
4) пенетрантность и экспрессивность генов анализируемого
признака
5) вероятность рождения ребенка с анализируемым признаком
6) вероятность проявления анализируемого признака у пробанда,
так как некоторые заболевания могут проявляться
после 30–40 лет.
Этапы генеалогического анализа:
1) анамнез, то есть сбор данных по определенным признакам
всех известных родственников обследуемого человека
(сбор семейных сведений)
2) составление и графическое изображение родословной
3) анализ родословной
4) заключение по наследованию признака
Сложность метода заключается в том, что необходимо не только
знать хорошо свое генеалогическое древо, но и особенности жизни,
характер работы, условия местожительства, заболевания родственников.
Выделяются
следующие типы наследования признаков: аутосомно-доминантный,
аутосомно-рецессивный, доминантный сцепленный
с Х-хромосомой, рецессивный сцепленный с Х-хромосомой, голандрический.
2.1.1.
Характерные черты типов наследования
Характерные черты аутосомно-доминантного типа наследования:
1) больных (с признаком) в родословной много
2) больные (с признаком) встречаются в каждом поколении
3) у больных детей всегда один или оба родителя больные
(имеют анализируемый признак)
4) в равной степени болеют (имеют анализируемый признак)
как мужчины, так и женщины
5) заболевание просматривается как по вертикали, так и по
горизонтали.
8
Стр.9
Примеры наследования по аутосомно-доминантному типу: синдром
Марфана, хорея Гентингтона, синдром Элерса-Данло, нейрофиброматоз
(болезнь Реклингхаузена), полидактилия, брахидактилия
и др.
Иногда при анализе родословной обнаруживается особая ситуация
– доминантный ген не проявляется, то есть не пенетрирует. При
этом схема родословной меняется. Пенетрантность – это частота
проявления признака среди носителей данного гена, если анализируемый
ген проявляется у человека, то он пенетрантен. Пенетрантность
представляет собой отношение членов родословной, имеющих
данный признак, к людям, имеющим данный ген. Пенетрантность выражается
в процентах. Например, пенетрантность синдрома Марфана
(«паучьи» пальцы, аневризма аорты, подвывих хрусталика) составляет
30%; ретинобластомы (опухоль сетчатки) – 80%. В популяции человека
пенетрантность врожденного вывиха бедра (аутосомно-рецессивный
тип наследования) – 25%, то есть болеет каждый четвертый,
из тех, кто имеет генотип аа. Поэтому здоровый человек, у которого
один из родителей страдает вывихом бедра с неполной пенетрантностью,
может, имея эту мутацию, передать её своим детям.
Экспрессивность – это степень выраженности признака, контролируемого
данным геном. Степень выраженности признака также
учитывается при составлении родословной.
Характерные черты аутосомно-рецессивного типа наследования:
1) больных (с признаком) в родословной мало
2) больные (с признаком) встречаются не в каждом поколении
3) у больных детей родители могут быть здоровыми, то есть не
имеющими анализируемого признака
4) в равной степени болеют как мужчины, так и женщины.
Дополнение. Если оба родителя больные, то все дети больные
и поэтому больных в родословной много
Примеры наследования по аутосомно-рецессивному типу: альбинизм,
муковисцидоз, галактоземия, фенилкетонурия, адреногенитальный
синдром, мукополисахаридоз и др.
Характерные черты доминантного сцепленного с Х-хромосомой
типа наследования:
1) больных (с признаком) в родословной много
2) больные (с признаком) встречаются в каждом поколении
9
Стр.10