Типы наследования менделирующих признаков у человека

Г. Мендель открыл механизм, обеспечивающий переда­чу из поколения в поколение признаков, по которым ведется

отбор. Наследование признаков по законам Г. Менделя по­лучило название менд елищюжее. Менделирующие призна­ки у человека определяются действием одного гена. В ката­логе знаменитого американского генетика V.A. McKusik со­держится информация о 6 678 моногенных признаках чело­века. Практически установлены гены всех наиболее часто встречающихся заболеваний, передающихся из поколения в поколение в соответствии с законами Менделя.

Основные типы наследования менделирующих призна­ков у человека принципиально ничем не отличаются от других живых организмов. К настоящему времени выде­ляют аутосомно-доминантныи, аутосомно-рецессивный, сцепленные с полом доминантный и рецессивный типы наследования.

1 Аутосомно-доминантныи тип наследования у человека впервые описан в 1905 г. Фараби. Была составлена родо­словная для семьи с брахидактилией — укорочением и час­тично редуцированными фалангами пальцев рук и ног и са­мих конечностей, с характерным низким ростом. Признак передается от одного от родителей примерно половине де­тей. При анализе родословной выявлено, что брахидактилия отсутствует среди детей, родители которых не являются но­сителями патологического гена. Признак существует в от­крытом виде, значит, он является доминантным. Он прояв­ляется независимо от пола, что позволяет сделать выводы — признак не связан с полом. Таким образом, можно сделать вывод, что брахидактилия определяется геном, находящим­ся в аутосомах и является доминантной патологией. Следо­вательно, аутосомно-доминантныи тип наследования имеет следующие характеристики:

1) Признак является доминантным, соответственно прояв­ляется как в гомозиготном, так и в гетерозиготном состо­янии. Заболевание, определяемое таким геном, передается потомкам из поколения в поколение. Такие патологи­ческие состояния обычно регистрируются у гетерозигот­ных носителей аномального гена. Гомозиготы по ауто-сомно-доминантным заболеваниям встречаются очень ред­ко, имеют очень тяжелые нарушения и высокий риск ле­тальности. Отсутствие у них нормального гена приводит к 100%-ной вероятности патологического изменения со­ответствующего белка. В то же время 50% нормального белка у гетерозиготных носителей могут частично обеспе­чивать необходимую функцию. Патологические состояния у гетерозигот выражены без ущерба для здоровья и сохра­нена способность к деторождению.

2) Ген расположен на аутосоме, поэтому и мужчины и жен­щины могут иметь данный признак с одинаковой веро­ятностью.

3) Наследование заболевания потомством от больного че­ловека обычно составляет 50%. При браке между боль­ным гетерозиготным носителем и здоровым человеком: Р: Аа х аа;

G: А, а; а, а;

Таблица 5.4

Гаметы	А	а
а	Аа	а
а	Аа	а
	50% больны	50% здоровы

Здоровые члены семьи имеют здоровое потомство. 4) Браки двух гетерозиготных носителей аномального ауто-сомно-доминантного гена встречаются редко. Вероятность рождения больного ребенка у таких родителей составля­ет 75%: Р: Аа х Аа; G: А, а; А, а;

Fr-

Таблица 5.5

Гаметы	А	а
А	АА	Аа
а	Аа	аа —25%

5) Характерна неполная пенетрантность. Пенетрантностъ — это частота проявления гена у носителей данного гена. Пенетрантность может быть полной (100%), и неполной, если действие гена проявляется не у всех его носителей. Она выражается в процентах и вычисляется как часть особей, страдающих конкретным заболеванием, по от­ношению к людям, у которых присутствует соответству­ющий ген. Пенетрантность редко составляет 100%. В та­кой ситуации у имеющего определенный ген человека обязательно регистрируется конкретное патологическое изменение. Однако для большинства аутосомно-доми-нантных заболеваний характерна неполная пенетрант­ность. Например, для ретинобластомы она составляет 90%. В случае неполной пенетрантности здоровые люди, родители которых страдали аутосомно-доминантным заболеванием, могут иногда иметь больных детей.

6) Варьирующая экспрессивность. Экспрессивность — это количественная характеристика степени выраженности признака, а в случае заболевания она выражает степень тяжести его течения. Она очень варьируется при ауто-сомно-доминантных болезнях у разных пациентов, даже если они являются родственниками. Так, человек с очень легким течением патологического процесса может иметь тяжелобольного ребенка.

7) Различный возраст начала заболевания. Многие аутосом-но-доминантные заболевания возникают не с момента рождения, а спустя годы, некоторые даже с 40—50 лет (например, хорея Гентингтона).

* Аутосомно-рецессивный тип наследования менделирующих признаков у человека:

1) Ген расположен на аутосоме, следовательно, мужчины

и женщины могут иметь данный признак с одинаковой вероятностью.

2) Действие аутосомно-рецессивного гена реализуется во внешнем признаке, только если он находится в гомози­готном состоянии. При этом на матрице такого гена либо совсем не образуется белок, либо этот полипептид не в состоянии осуществлять свои функции. Поэтому ауто-сомно-рецессивные заболевания характеризуются дебю­том в раннем возрасте, тяжелым течением и высокой летальностью. В основном это болезни детского возрас­та, и такие пациенты редко могут иметь потомство. Гетерозиготные носители аутосомно-рецессивного гена практически не отличаются от гомозиготы по альтерна­тивному доминантному аллелю. Только тщательное спе­циальное обследование может обнаружить у таких лю­дей некоторые патологические особенности.

3) В большинстве случаев рождение ребенка с аутосомно-рецессивным заболеванием происходит от здоровых ро­дителей, если они оба являются гетерозиготными носи­телями аномального гена. Такие патологические нарушения фиксируются у детей в одной семье. Риск рожде­ния больного ребенка в таком браке составляет 25%, а здорового — 75 %:

Р: Аа х Аа; G: А, а; А, а;

Таблица 5.6

Гаметы	А	а
А	АА	Аа
а	Аа	аа —25%

4) Дети с аутосомно-рецессивными заболеваниями чаще ре­гистрируются в семьях, в которых родители состоят в родственном браке, так как у них значительно выше ве­роятность совпадения наследственной информации, в том числе — аномальных генов.

5) В браке пациента с аутосомно-рецессивным заболева­нием со здоровым человеком, который не является его родственником, все дети обычно здоровы. Это связано с очень низкой вероятностью носительства такого же аномального гена у здорового супруга. Обычно он бу­дет гомозиготой по альтернативному доминантному нормальному аллелю. Все потомки такого брака ока­жутся здоровыми гетерозиготными носителями ано­мального гена: Р: аа х АА; G: а; А; F,: Аа.

Также, если родитель больного с аутосомно-рецессивным заболеванием вступит в новый брак с человеком, который не является его родственником, все дети в новой семье обыч­но оказываются здоровыми. Но половина из них будут гете­розиготными носителями: Р: Аа х АА; G: А, а; А, А;

Таблица 5.7

Гаметы	А	а
А	АА	Аа
А	АА	Аа
	50%	50%

Таким образом, аутосомно-рецессивный ген может пе­редаваться во многих поколениях, не проявляясь во внеш­нем признаке. Каждый человек является гетерозиготным носителем 3—5 аутосомно-рецессивных генов тяжелых на­следственных заболеваний, не подозревая этого. Сегодня часто только рождение больного ребенка показывает, какое заболевание скрыто в генах у родителей, так как до этого события подобная патология в таких семьях обычно не ре­гистрируется.

6) Крайне редко встречаются браки двух гомозигот по одно­му аутосомно-рецессивному аллелю. В такой семье будут рождаться'только исключительно пораженные дети.

7) Иногда возможны браки между гомозиготным и гетеро­зиготным носителями одного аномального гена. Чаще это регистрируется при кровнородственных браках. В та­ких семьях вероятность рождения больного ребенка со­ставит 50%, как при аутосомно-доминантных заболева­ниях. Поэтому такие случаи называют псевдодоминиро­ванием:

Р: аа х Аа; G: а, а; А, а;

Таблица 5.8

Гаметы	а	а
А	Аа	Аа
а	аа	аа

8) Клинические проявления аутосомно-рецессивных забо­леваний, как правило, достаточно однородны у братьев и сестер. Однако экспрессивность таких патологических состояний сильно варьирует у пациентов из разных се­мей. Пенетрантность аутосомно-рецессивных заболеваний практически всегда составляет 100%. Э Наследования, сцепленные с полом. Гены признаков, ха­рактеризующихся сцепленным с полом наследованием, рас­полагаются на половых хромосомах. Y-хромосома содержит 19 генов, большинство из которых отвечает за формирова­ние мужских половых органов. Немногочисленные призна­ки, контролируемые этими генами, передаются отцом всем его сыновьям, но не дочерям.

Х-хромосома включает более 400 генов, отвечающих за различные признаки организма. Поэтому основное значение для медицинской генетики имеет наследование, сцепленное с Х-хромосомой, которое различается в зависимости от до­минантности или рецессивности анализируемого гена.

Чаще встречается Х-сцепленныйрецессивный тип насле­дования, который имеет следующие характеристики:

1) При этом рецессивный патологический ген расположен в Х-хромосоме. В такой ситуации больными, в основ­ном, являются только мужчины, так как они имеют толь­ко одну Х-хромосому и оказываются гемизиготными по аномальному гену. Женщины же обычно остаются здо­ровыми, даже будучи гетерозиготными носителями ано­мального гена. Лишь при тщательном лабораторном об­следовании у них можно выявить минимальные патоло­гические изменения. В результате в семьях, в которых регистрируется Х-сцепленное рецессивное заболевание, больными оказываются мужчины, но передается оно по материнской линии.

2) Если женщина, являющаяся гетерозиготным носителем аномального гена, вступает в брак со здоровым мужчи­ной, то половина ее сыновей будут больны, а половина дочерей окажутся тоже гетерозиготами: Х° — Х-хромосома с аномальным рецессивным геном; X — Х-хромосома с нормальным геном; Р:?ХХ° х Cf XY; G: X, Х°; X, Y F,:

Таблица 5.9

Гаметы	X	Х°
X	?ХХ здорова	?ХХ° здорова
Y	Cf XY здоров	О* Х°У болен

3) У больного мужчины и женщины, не имеющей аномаль­ного гена, все дети будут здоровы, но дочери станут но­сительницами, так как от своего отца они обязательно унаследуют его Х-хромосому. Сыновья этого мужчины, получая от него только Y-хромосому, не будут иметь данного заболевания: Р:?ХХ х d*X°Y; G: X, X; Х°, Y;

Таблица 5.10

Гаметы	X	X
Х°	?хх°	?ХХ°
Y	CfXY	C/XY

4. Рождение больной девочки возможно в случае заболева­ния отца и гетерозиготного носительства соответствую­щего аномального гена у матери. Подобные браки встре­чаются крайне редко и обычно являются родственными. Независимо от пола половина детей таких родителей оказываются больными: Р: $ХХ° х CfX°Y; G:X, X°;X°,Y;

Таблица 5.11

Гаметы	X	х°
Х°	?хх°	9х°х°
Y	C/XY	CfX^0Y
	50% здоровы	50% больны

Девочки в такой семье либо больны из-за гомозиготности по аномальному гену, либо здоровы, но являются гетеро­зиготными носительницами. Вероятность заболевания для братьев этих девочек также составляет 50%.

Сцепленный сХ-хромосомой доминантный тип наследо­вания регистрируется только при некоторых заболеваниях и имеет следующие признаки:

1) В этом случае аномальный ген также расположен в Х-хро­мосоме, но является доминантным. Следовательно, па­тологическое состояние, которое он вызывает, Проявля­ется не только у гемизиготных мужчин, но и у гетерози­готных женщин и передается из поколения в поколение.

2) Единственное отличие от аутосомно-доминантного типа наследования выявляется при анализе потомства боль­ного отца. В таких семьях все дочери имеют соответству­ющее заболевание, так как обязательно получат от отца Х-хромосому, содержащую аномальный ген.

В то же вре­мя все сыновья будут здоровы, поскольку унаследуют только Y-хромосому: Х° — Х-хромосома с аномальным геном. X — Х-хромосома с нормальным геном. Р:?ХХ х СГX°Y; G: X, X; Х°, Y;

Таблица 5.12

Гаметы	X	X
Х°	9 Х°Х больна	? Х°Х больна
Y	Cf XY здоров	cf XY здоров

3). Если в семье больна мать, то заболевание обнаружива­ется у 50% детей независимо от их пола. Р: Х°Х х XY; G: Х°, X; X, Y;

Р.:

Таблица 5.13

Гаметы	х°	X
X	х°х	XX
V	X°Y	XY
	50% больных	50% здоровы

В результате в семьях, в которых наследуется Х-сцепленное доминантное заболевание, больных женщин оказы­вается в два раза больше, чем больных мужчин.

4) При патологических состояниях, передающихся в соот­ветствии с Х-сцепленным доминантным типом наследо­вания, мужчины часто имеют более тяжелое нарушение состояния здоровья, так как у них отсутствует компенси­рующее влияние нормального аллеля. В некоторых слу­чаях поражение плодов мужского пола оказывается на­столько сильным, что это приводит к их внутриутроб­ной гибели. В таких семьях заболевание обнаруживается только у женщин, но регистрируются повторные случаи спонтанных абортов и мертворождений.

Дата добавления: 2015-10-02