Родословные в случае сцепления генов с Y - хромосомой

При сцеплении генов с Y ~ хромосомой признак должен проявляться только у лиц мужского пола. Однако достоверных данных о наличии таких генов немного. Ранее считавшиеся сцепленными с У - хромосомой тяжелые формы ихтиоза сегодня подвергаются сомнению. Ниже мы приводим родословную и описание случая наследования признака, похоже, сцепленного с Y - хромосомой (Рис.! 8).

Данный признак отмечался в течение нескольких поколений английской семьи в XVIII - XIX веках. В 1716 г. нормальный с виду ребенок Эдвард Ламберт родился от внешне нормальных родителей. У них было много других детей, которые были здоровыми. В возрасте 7-8 недель кожа Эдварда начала желтеть. Затем она почернела и начала утолщаться. Через некоторое время все тело, за исключением ладоней, подошв, головы и лица покрылось грубыми щетинистыми чешуями и цилиндрическими

щетинообразными выростами длиной около 2,5 см. О Ламберте сообщалось, что он имел 6 сыновей, которые все были поражены той же аномалией. Этот признак, по рассказам, появлялся в четырех следующих поколениях и возникал у каждого из сыновей пораженного аномалией отца, однако отсутствовал у всех дочерей и никогда не передавался по женской линии.

Уточнение проводились по опросам современников, присутствовавших при демонстрации этого семейства в Англии, Германии, Франции. Италии и даже России, также по приходским записям рождений, крещений, свадеб и похорон. И если все же достоверно, что данная аномалия отмечалась и у двух девочек (родословная Б), то это обстоятельство полностью дискредитирует гипотезу сцепления признака с Y - хромосомой.

Обсуждавшиеся ранее в литературе признаки, сцепленные с Y - хромосомой, также как синдактилия (сросшиеся пальцы) и оволосение края ушной раковины у мужчин сегодня также подвергаются сомнению.

В 1955 г. описан детерминированный Y - хромосомой трансплантационный антиген у мышей, который получил название HV - антиген. Тогда же была высказана гипотеза, что он является одним из факторов половой дифференцировки гонад у плода. Имеется мнение, что эти антигены синтезируются во всех клетках мужского организма, но только клетки семенников имеют HV-рецепторы, связывающие антиген. Небезынтересно отметить, что анти HV - антисыворотки мыши вступают в реакции всех тестированных млекопитающих и даже птиц и амфибий, т.е. в течение сотен лет эволюции ген практически не мутировал или строго сохранялся естественным отбором.

2.1.1.3.4. Родословные, не соответствующие простым тинам наследования

Далеко не всегда родословные легко анализируются, и тогда их трудно согласовать с каким-либо типом наследования. Ниже приводится родословная, описанная еще в 1939 г. по цветовой слепоте (Рис. 19). Данная форма характеризуется рядом симптомов, главное из которых - наличие врожденной катаракты и ослабление способности различать красный и синий цвета. Такое распределение пораженных не согласуется ни с одним из типичных X - сцепленных или аутосомных типов наследования. Другой

Пример - наследование так называемой атрофии зрительного нерва Лебера, наступающей на 2 - 3 десятке жизни и приводящей к потере зрения.

В последние годы появились гипотезы, пытающиеся объяснить некоторые такие случаи мутациями митохондриальных генов. К настоящему времени расшифрована структура всех 37 генов митохондриальной ДНК. Потомству эти гены передаются только матерью через яйцеклетку. Однако субъединицы некоторых из этих генов находятся в хромосомах ядра. Для таких генов потомки получают часть его только от матери, не достающие фрагменты как от матери, так от отца. Как считаю! специалисты, убедительным примером митохондриального наследования является митохондриальная цитопатия. При этом синдроме структурные аномалии самих митохондрий сочетаются с функциональной недостаточностью многих ферментов. Клинические симптомы включают в себя мышечную слабость, аномалии центральной и периферической нервной системы, клубочковую дисфункцию почек. Обычно имеет место материнская передача большинству детей. Редкое наследование по отцовской линии объясняют хромосомной локализацией сегмента гена.

2.2. БЛИЗНЕЦОВЫЙ МЕТОД

Близнецы - это одновременно родившееся потомство у обычно одноплодных животных (человек, лошадь, корова и др.). Близнецы бывают монозиготные (синонимы - однояйцовые, идентичные) и дизиготные (двуяйцовые, неидентичные).

Возникновение монозиготных близнецов происходит за счет явления полиэмбрионии, которая характерна для многих животных. Механизм возникновения монозиготной близнецовое™ заключается в следующем. Первые этапы дробления зиготы у человека и других животных происходит при «неработающих» генах бластомеров. Примерно до стадии 8 бластомеров каждый из них обладает потенцией к развитию в целый организм (тотипотентность). После начала дифференцировки эта способность теряется. И если по каким-либо причинам произойдет дезинтеграция такой ранней бластулы на отдельные клетки или фрагменты, то каждый из них может сформировать целый организм. Поскольку бластула делится митозом, то каждая клетка содержит идентичный набор генов. В связи с этим и близнецы (без учета соматических мутаций, возникающих в онтогенезе каждого из них) генетически и фенотипически идентичны и всегда одного пола. Идентичность, совпадение признаков у близнецов, обозначается термином конкордантн ость, а несовпадение - дисконкордантность (Табл. №2).

Дизиготные (полизиготные) близнецы развиваются из двух или более одновременно созревших яйцеклеток, оплодотворенных разными сперматозоидами, в связи с чем они не обязательно одного пола и уровень конкордантности у них выше, чем у сибсов -братьев и сестер не близнецов.

Естественно, что почти полная конкордантность у
монозиготных  близнецов   характеризует  не   только

морфологические признаки, но и особенности интеллекта, характера, психики и даже продолжительности жизни. В литературе описаны случаи неморфологической конкордантности у близнецов, которые по тем или иным причинам вынуждены жить порознь. Газета «Ньюсуик» приводила поразительный случай с близнецами. Дж. Спрингером и Дж. Льюисом, которых разлучили через месяц после рождения. Встретившись через 39 лет. они обнаружили, что поженились и развелись с женщинами по имени Линда, затем вступили в повторный брак с женщинами по имени Бэтси, а своих первенцев оба назвали Джейн Аллен. И это еще не

все: оба купили автомобили одной модели и цвета, оба увлекались столярными работами и имели собак одной породы по кличке Той. Вероятнее всего, что в этом примере солидная доля фантастики, но фантастики основанной бесспорно на научной основе.

 

Близнецовость достаточно редкое явление (Табл. №3). Однако надо отметить, что она может колебаться как среди лиц различной национальности, так и в отдельных популяциях одной национальности. Вероятность рождения двоен составляет примерно 1:80 - 1:100. Частоты же рождения близнецов большей зиготности резко убывающе низки: вероятность рождения троен примерно равна квадрату вероятности рождения двоен, четверен - квадрату вероятности троен и т.д..

Эти данные позволяют предполагать, что способность к рождению близнецов в какой-то мере детерминирована генетически. В пользу этого свидетельствуют некоторые родословные и вошедшие в историю случаи повторных многоплодных беременностей. При этом отчетливо проявляется отцовское влияние на частоту рождения дизиготных близнецов (Рис. 20).

Другой широко известный поразительный случай множественного рождения близнецов внесен в книгу рекордов Гинесса. В 1755 г. ко двору императрицы Елизаветы Петровны был представлен русский крестьянин Яков Кириллов, 60 лет. К этому времени от двух браков он был отцом 72 детей. Первая жена за 21 беременность родила живыми 57 детей. При этом рожала: 4 раза по 4, 7 раз - по 3, 10 раз - по 2 ребенка. Вторая жена за 7 беременностей родила 15 детей -тройню и 6 двоен.

Случаи многоплодных беременностей описаны у многих обычно одноплодных животных. Так, по данным американского генетика Р. Леша, в одном стаде из 9 коров, скрещенным с быком по кличке Квед, из 13 отелов в 9 случаях рождались близнецы. У этих же коров, но скрещенных с другими быками, в 26 отелах не было ни одного случая близнецов.

В Саратовской области в стаде совхоза «Песчанка», где содержалось около 100 фуражных коров, было зарегистрировано 28 случаев рождения двоен, а в 1983 г. - сразу два редчайших случая рождения троен. Во всех этих случаях отцами были бык Самсон,

либо его сыновья.

В генетике близнецовый метод используется для оценки относительной роли наследственное!и и среды в развитии того или иного признака (болезни). Главная идея заключается в том. что если конкордантность по изучаемому признаку статистически достоверно выше в группе монозиготных близнецов по сравнению с дизиготными, то заметная роль принадлежит наследственности. Или. иными словами, сравнивают, как часто заболевает второй близнец, если заболел первый. Особенно большую роль этот метод сыграл в понимании и выделении из группы других болезней заболеваний с мультифакториалыюй наследственностью, относительно которых, как часто говорят, существует разная степень предрасположенности у разных лиц. На самом деле, как оценить роль наследственных факторов в развитии таких болезней, как корь, коклюш, туберкулез, шизофрения и т.д.? Четкий ответ

Технически исследования с применением близнецового метода складывается их трех этапов:

- составление выборки;

- установление зиготности;

- сопоставление пар близнецов по интересующему признаку. Выше мы приводим таблицу №4, иллюстрирующую частоту

конкордантности по ряду селезней в основных труппах моно - и дизиготных близнецов.

Даже беглый анализ таблицы позволяет однозначно ответить, что в патогенезе кори, скарлатины, коклюша, паротита доминирующая роль принадлежит инфекционным факторам, а при других заболеваниях - генетическому.

Для количественной оценки роли наследственности (Н) и среды (Е) используют различные математические формулы. Наиболее популярна и проста формула Хольцингера:

Н=-^^.100:                              Е=100-Н.

100-Сдз

Смз -сумма монозиготных близнецов Сдз -сумма монозиготных близнецов

Посчитаем эти показатели для туберкулеза:

67 - 23

Н - --------- - • 100 = 57;      Е = 100 - 57 = 43.

100-23

Естественно, что в большинстве случаев развитие признаков определяется совместным влиянием генотипа и среды, тогда коэффициент наследуемости меньше 100% и больше 0% и тем больше, чем сильнее влияние генотипических факторов.

Значение близнецового метода в медицине не ограничивается вышеизложенным. По мере разработки теоретических основ этого метода сформировался специфический раздел исследований, выходящий за границы чисто генетических задач, - метод контроля по партнеру. Желающих ознакомится с ним отсылаем к специальной литературе.

2.3. ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД

Данный метод основан на изучении хромосом клетки. Благодаря его использованию были открыты все хромосомные болезни человека. Широкое применение метода стало возможным лишь в 1956 г., когда Тео и Levar установили, что диплоидный набор хромосом у человека - 2п = 46 хромосомам.

Препараты хромосом можно приготовить практически из всех клеток тканей человека, содержащих делящиеся клетки. Однако чаще других используют клетки костного мозга, крови (лимфоциты) или культуры фибробластов соединительной ткани. Из перечисленных наиболее простым и доступным является метод культивирования клеток крови.

Клеточные элементы крови в обычных условиях не делятся. Однако митоз можно вызвать искусственно, например, фитогемаглютенином (ФГА). Чтобы остановить митоз в конце профазы, когда хромосомы максимально спирализованы, добавляют специфические вещества, подавляющие синтез ахромотинового веретена деления (колхицин). Далее клетки обрабатываются гипотоническим раствором цитрата натрия, чтобы вызвать набухание ядер с последующим разрывом ядерной оболочки, и затем фиксируют фиксатором (спирт, уксусная кислота и другие). В зависимости от целей исследований применяют различные методы окраски - от простых, когда каждая хромосома окрашивается равномерно, до более сложных, с помощью которых происходит дифференцированное окрашивание различных хромосом.