Генетика человека

Сопоставление близнецов  с неблизнецвми.

Также вспомогательный метод, позволяющий  оценить существенность разницы  между близнецами и неблизнецами. Если разница между близнецами и остальными людьми не является значимой, то близнецы и остальные люди относятся к одной генеральной выборке и, следовательно, результаты бллизнецовых исследований можно распространять на всю популяцию.

Так, было отмечено некоторое отставание членов близнецовых пар в развитии от одиночнорожденных. Особенно эта разница заметна в раннем возрасте. Но сопоставление результатов исследования членов близнецовых пар, чей партнер умер в раннем детстве и одиночнорожденных не выявил существенной разницы в уровне развития. То есть особенности развития близнецов обусловлены не столько трудностями эмбрионального развития, сколько с особенностями воспитания близнецов как пары (семейные трудности при рождении близнецов, замкнутость близнецов в паре и т.п.). Таким образом, близнецы несколько отличаются от всей популяции, но с возрастом эта разница заметно сглаживается и близнецы по большей части становятся сопоставимы с остальной популяцией.

Метод разлученных близнецов.

Из-за особенностей развития ДЗ и МЗ пар близнецов классический близнецовый  метод и его разновидности  принято считать “нежесткими” экспериментами: в них невозможно однозначно разделить  влияние генетических и средовых факторов, так как в силу ряда причин условия развития близнецов по целому ряду причин оказываются несопоставимыми.

Поэтому эксперименты проведенные по вышеприведенным схемам требуют дополнительной верификации. Она может быть двух видов. Во-первых, можно проверить гипотезу о сходстве среды МЗ и ДЗ близнецов, то есть доказать, что на исследуемую характеристику не влияют различия в среде МЗ и ДЗ близнецов. Но подобная проверка весьма трудна и обладает невысокой надежностью.

Во-вторых, данные исследований можно  сопоставить с результатами исследований по “жестким” схемам, которые позволяют  точно отделить влияние средовых факторов от генетических. Одним из таких методов и является метод разлученных близнецов.

В этом методе проводится внутрипарное сравнение близнецов, разлученных в раннем возрасте. Если МЗ близнецы были разлучены подобным образом и росли в разных условиях, то все их сходство должно быть определено их генной идентичностью, а различия – влиянием средовых факторов.

Метод частично разлученных  близнецов.

Этот метод состоит в сравнении  внутрипарного сходства МЗ и ДЗ близнецов, живущих какое-то время врозь.

В этих исследованиях также можно определить в какой степени справедлив постулат о равенстве сред МЗ и ДЗ близнецов. Так, если МЗ близнецы живущие отдельно становятся все менее схожи друг с другом по некой психологической характеристике, а ДЗ близнецы, живущие врозь, не отличаются по внутрипарному сходству от вместе живущих ДЗ близнецов, то можно сделать вывод, что средовые условия МЗ и ДЗ неравноценны, а выводы о наследуемости изучаемой характеристики завышают показатель наследуемости этой характеристики.

2.2 Цитогенетический метод

Основа метода — микроскопическое изучение хромосом человека. Цитогенетические исследования стали широко использоваться с начала 20-х гг. XX в. для изучения морфологии хромосом человека, подсчета хромосом, культивирования лейкоцитов для получения метафазных пластинок.

Развитие современной цитогенетики человека связано с именами цитологов Д.Тио и А.Левана. В 1956 г. они первыми установили, что у человека 46 (а не 48, как думали раньше) хромосом, что положило начало широкому изучению митотических и мейотических хромосом человека.

В 1959 г. французские ученые Д. Лежен, Р.Тюрпен и М. Готье установили хромосомную природу болезни Дауна. В последующие годы были описаны многие другие хромосомные синдромы, часто встречающиеся у человека. Цитогенетика стала важнейшим разделом практической медицины. В настоящее время цитогенетический метод применяется для диагностики хромосомных болезней, составления генетических карт хромосом, изучения мутационного процесса и других проблем генетики человека.

В 1960 г. в г. Денвере (США) была разработана  первая Международная классификация  хромосом человека. В ее основу легли  размеры хромосом и положение  первичной перетяжки — центромеры

Этногеномика - новый этап в изучении эволюции человека

Последние годы на рубеже двух веков  ознаменованы активным сдвигом в  отрасли молекулярной биологии людей. Это сопряжено, прежде всего, с работами по расшифрованию генома людей, совершёнными в рамках международных и государственных программ "Совокупность генов человека".

Следствием данных трудов стало  не только получение обширных по объёму материалов о строении дезоксирибонуклеиновой кислоты человека, но и исследование современных эффективных технологий анализа из двух типов нуклеиновых  кислот, создание и хранение информационных баз данных, способов обработки объёмных скоплений информации и т. д.

На основании этих анализов появилось  свежее научное русло, взявшее термин молекулярная генетика, какое потрясло всю нынешнюю общественность.

Молекулярная генетика позволила  найти многочисленные специфичности  функции набора хромосом, осуществить  сравнение геномов различных  органических соединений, выявить новые  Гены и генетические звенья, дешифрировать  мутации при солидном количестве врожденных заболеваний, а так же таковые виды реверсий, какие не были узнаны до этого.

Разработка столь значительных проблем стала причиной того, что  уже в пределах самой молекулярной генетики начали формироваться специализированные области: имеющая функции молекулярная генетика, сравнительная наука, изучающая  геномы и гены живых существ, врачебная  геномика, автоматическая молекулярная генетика и, наконец, преимущественно захватывающий раздел - этническая геномика(этногеномика).

Основной задачей этногеномики есть постижение генетического многообразия в генном разнообразии отдельных групп, наций, территориальных общностей. Здесь нужно подчеркнуть крайне важную идею: благодаря этнической genomics хромосомная генетическая механика начала влиять не только на родственные виды науки о жизни и терапии, к чему мы уже давненько приноровились, но и на этакие отчуждённые устные разделы как, к примеру, история. И не смотря на то, что такое попадание аллейной генетики в общечеловеческую историю еще носит первоначальный характер, чаще всего опираясь на домыслах и соответствиях, но время взаимодействия уже пришло.

В период декодирования набора хромосом homo sapiens, в то время как уже возникли основные особенности его конструкции, стала ясна серьёзность вариабельности генома, какая поставляет созерцаемое огромное хромосомное различие человечества. Освоение и разбор этого различия вручает ключ к многочисленным проблемам, как логическим, так и применяемым на практике. Хотелось бы особенно отметить солидный внос геномных подходов в исследовании вопросов генетической хроники людей, беря во внимание также происхождение, формирование, цикла перемещения, расценку родства и сотрудничества различных человеческих видов.

Самым интригующим и удивляющим является тот случай, что изучение дезоксирибонуклеиновой кислоты в  данный момент живущих персон предоставляет  вероятность получить сведения об очень  отдаленных хронологических фактах, вплоть до момента происхождения  нашего типа а также забрести в более древние времена. Выявилось, что в нашей ДНК (то есть в нашей мускульной ткани и лимфе, ее вмещающей) как бы вписаны многие хронологические события типа homo sapiensДабы рискнуть итерпретировать данные материалы, следует совершить рассмотрение одной из двух типов нуклеиновых кислот многих всех общин и определить степень их хромосомной сродности.

Однако главные особенности  координации совокупности генов  есть стандартными для всех homo sapiens, есть большое количество "точек" в геноме, какие могут сильно различаться у различных людей. Особенно по данным местам мы в состоянии различать ДНК конкретного человека от прочего, фиксировать уровень родственности, выполнять аутентификацию.

Оказывается, что в этносах людей, сплошных по происхождению, есть значительно  больше сходства в перечисленных  пунктах дезоксирибонуклеиновой кислоты, по сравнению с геннохромосомно более отдаленными группами. Такие не одинаковые точки в наборе хромосом зовутся различными, и именно они предоставляют солидное различие человеческой ДНК, которое называют генетическим многообразием. Фиксируя сходство либо отличие дезоксирибонуклеиновой кислоты тех или иных популяций, этносов, территориальных классов, есть вероятность определить характерности их национальной хроники через фиксирование циклов миграции, процессов скрещивания этнических общин, приспособления к природным факторам.

Большое значение вариабельных участков дезоксирибонуклеиновой кислоты, выявленное при дешифровке набора хромосом человека, есть сильным прибором для исследования хранилища генов, его существенных характеристик, динамики, хроники и  географии. Такие разнообразные  места зовутся молекулярно-хромосомными разметчиками, они разнятся от всех иных разметчиков, используемых в общинно-генетических испытаниях, в первую очередь, по степени  вариабельности. Данное дает возможность получить последние данные о генофонде народонаселения и закладывать основы новейшего подхода к исследованию главных тенденций микроэволюции и возникновения генофонда нынешнего человека.

2.3 Биохимические методы исследования

В настоящее  время установлено, что в основе многих наследственных заболеваний  лежит то или иное нарушение обмена веществ. Выделена группа так называемых врожденных ошибок метаболизма (inborn errors of metabolism), обусловленных наследственным дефектом ферментов. Эту группу заболеваний иногда называют энзимопатиями (ферментопатии). В изучении таких форм патологии, установлении характера энзиматического нарушения, а также первичных и вторичных последствий нарушенного обмена веществ основную роль сыграли биохимические методы исследования. Они включают систему качественных и количественных тестов. К ним относятся различные виды электрофореза и хроматографии, применяемые раздельно или в комбинации. Для исследования используют не только биологические жидкости (кровь, моча, цереброспинальная жидкость), но и клетки больного; применяют сложные методы идентификации отдельных ферментов, их активности и структуры. Некоторые из тестов положены в основу массового выявления наследственных заболеваний (например, флюориметрия и тест Гатри, применяющиеся при скринирующих программах на фенилкетонурию). Применение биохимических методов исследования помогает в изучении патогенеза заболевания и разработке эффективных методов терапии. К этим методам исследования близки и методы иммунологического анализа, включающие определение сывороточных иммуноглобулинов разных классов, изучение клеточного иммунитета. К группе таких исследований могут быть отнесены серологические реакции с эритроцитами или лейкоцитами, а также радиоиммунологические методы определения гормонов и некоторых других биологически активных веществ.

Популяционно-географический метод исследования позволяет изучать  распространенность редких случаев  мутаций в определенных географических регионах в связи со специфическими условиями окружающей среды. Особое значение имеет изучение заболевания  в изолированных популяциях с  относительно высокой частотой кровнородственных  браков.

Цитогенетический  метод исследования включает изучение материального носителя наследственной информации: хромосом человека и субстанции половой дифференцировки клеток - полового хроматина. Хромосомный набор, или кариотип, характеризуется определенным числом и строением хромосом. Анализ хромосом осуществляют в различных клетках. Наиболее простой и быстрый метод такого анализа основан на изучении хромосом в лейкоцитах периферической крови человека. Принципиальные приемы анализа хромосом включают добавление в культуру крови колхицина и гипотонических растворов, позволяющих получить препараты хромосом на стадии митоза. Длина хромосом и расположение центромеры позволяют классифицировать хромосомы попарно по группам, обозначаемым латинскими буквами от А до G. Все аутосомы в порядке уменьшения общей длины нумеруются от 1 до 22. Х-хромосома неотличима от аутосом группы С; Y-хромосому, которая по величине относится к группе G, идентифицируют условно.

Важно отметить, что хромосомы различаются окрашиваемостью, что является дополнительным критерием  их характеристики при различных  патологических состояниях. Мутации  хромосом, которые могут быть определены при цитогенетическом исследовании, подразделяются на хромосомные и  геномные (см. Хромосомные болезни).

Половым хроматином называют хроматиновое тельце, находящееся в ядрах разных типов  клеток и имеющее определенные размеры, форму и положение. Обычно это  небольшое тельце треугольной формы, прилегающее основанием к ядерной  мембране. Намного проще исследовать  половой хроматин в соскобах слизистой  оболочки рта, где он обнаруживается у женщин и девочек приблизительно в 20 % клеток. У мужчин и мальчиков  в этих соскобах находят лишь до 5 % клеток с половым хроматином. Половой  хроматин окрашивается всеми основными  ядерными красителями.

Имеется тесное взаимоотношение между количеством  и структурой Х-хромосомы и размерами  телец полового хроматина. Так, у  индивидов, имеющих одну Х-хромосому  во всех клетках, половой хроматин практически  не выявляется (при синдроме Тернера - ХО, у нормальных мужчин и мальчиков - XY). У индивидов, имеющих две Х-хромосомы, тельца полового хроматина обнаруживаются в 18 - 20 % клеток соскоба слизистой  оболочки рта (нормальные женщины и  девочки - с набором половых хромосом XX, пациенты с синдромом Клайнфельтера - с набором XXY). Два тельца полового хроматина находят у индивидов с набором половых хромосом XXX, XXXY, XXXYY. Три тельца полового хроматина выявляют у индивидов с набором половых хромосом ХХХХ, XXXXY.

Полоспецифические различия характерны и для ядер полиморфно-ядерных лейкоцитов. Так называемые барабанные палочки этих лейкоцитов имеются у 1 - 6 % нейтрофилов нормальных женщин и девочек и совсем не встречаются у лиц мужского пола.