Наследство, хромозоми; Кръвни групи - човешка генетика

кръвни

Изображение: "Представителен кариотип от добре диференциран преходно-клетъчен карцином на пикочния мехур" от Filip em. Лиценз: CC BY 2.0

Човешката генетика: какво е това?

Като част от генетиката, човешката генетика се занимава с човешкия геном. Медицинската диагностика и изследванията на молекулярната биология работят в тясно сътрудничество. В предклиничната фаза основните условия, различните модели на наследяване и анализите на родословното дърво са особено важни за вас. В клиничната част на курса ще бъдете инструктирани по по-задълбочен начин за блокиране на човешката генетика.

Генетични символи

Автозомно наследяване: доминиращо и рецесивно

При автозомно наследяване генетичният материал лежи върху хромозоми 1-22. Така че се наследява независимо от пола.

Автозомно доминиращото наследство

Ако признаците се наследяват по автозомно доминиращ начин, те се изразяват както в хетерозиготно, така и в хомозиготно състояние. Статистически най-разпространеното разпределение е наследяване от един родител на половината от децата (с пълно проникване).

Вероятност децата да изразят доминиращата черта: 50% -100%.

Примери за комбинация

  • Един родител е хетерозиготен по отношение на чертата: А.a x aa = 50% А.a + 50% aa
  • Един родител е хомозиготен за чертата: АА x aa = 100% А.а

Ако признакът е причина за заболяване, хомозиготите обикновено са по-силно засегнати от хетерозиготите. В родословното дърво автозомно доминиращите заболявания могат да бъдат проследени през поколенията, тъй като хората са засегнати във всяко поколение. (Изключения са например Акондроплазия и Синдром на Марфан поради нови мутации).

Автозомно доминиращи наследствени заболявания

  • Полидактилия (Разнообразие)
  • Брахидактилия (Къси пръсти)
  • Разделена ръка
  • Сплит крак
  • Акондроплазия (непропорционално нанизъм): нарушаване на образуването на хрущял. Липсата на зони на растеж на костите води до непропорционално нисък ръст с нормална дължина на багажника и пълни, силно скъсени крайници. В 80% от случаите на ахондроплазия причината е нова мутация.
  • Синдром на Марфан: Мутации в гена за фибрилин с нарушения в синтеза на съединителната тъкан
  • Хорея Хънтингтън: Причината е триплет (CAG) разширяване, което има разрушителен ефект върху невроните на базалните ганглии на мозъка. Пенетрантността зависи от броя повторения на триплета: При> 60 тройки CAG, болестта на Хънтингтън се появява в младежката възраст.

Автозомно-рецесивното наследство

В случай на автозомно-рецесивно наследяване, носителят трябва да бъде хомозиготен за признака, в противен случай няма да има наследство. Хетерозиготите функционират като проводници, но не показват експресия във фенотипа. Следователно фенотипно болен човек трябва да има родители, които и двамата са наследили рецесивния ген.

Примери за комбинация

  • Ако единият родител е хомозиготен, а другият е хетерозиготен по признака, тогава всички деца стават фенотипично здрави, но половината от децата стават носители. А.а x AA = 50% Aа + 50% AA
  • Ако и двамата родители са хетерозиготни по тази черта, 25% от децата са засегнати, 50% хетерозиготни проводници и 25% са хомозиготни и здрави. А.а x Aа = 25% аа + 50% А.а + 25 AA%

В родословните дървета автозомно-рецесивните заболявания са по-лесни за проследяване от автозомно-доминиращите заболявания. Няколко поколения могат да бъдат лишени от черти тук, преди някой да се разболее отново. Както можете да си представите, потомството от сродни бракове е особено засегнато, тъй като шансът и двамата родители да носят рецесивен ген се увеличава тук.

Автозомно-рецесивни наследствени заболявания

  • Албинизъм: Нарушения в биосинтеза на меланини поради липса на тирозин хидроксилаза. Резултатът е липса на пигмент: много бяла кожа и коса и висока чувствителност към UV светлина
  • Фенилкетонурия: Фенилаланинът не може да бъде разграден поради липсата на фенилаланин хидроксилаза и се натрупва в организма. Резултатът е тежко психомоторно забавяне. Терапия: строга диета без фенилаланин!
  • Кистозна фиброза: Тринуклеотидна делеция на хромозома 7, която кодира CFRT транспортера (хлориден транспортер). Това означава, че хлоридните йони вече не могат да се транспортират в секрети; те остават вискозни и бавно протичащи със сериозни клинични последици за болните (включително повтарящи се респираторни инфекции и нарушения на абсорбцията). Засегнати са всички екзокринни жлези.
  • Глуха тъпота

Автозомно-рецесивна черта, която не е заболяване, е кръвна група 0.

Гонозомите: важни факти за хромозомите X и Y

В човешкия хромозомен набор има хромозомна двойка, която не е хомоложна: гонозомите X и Y. Те определят генетичния пол.

Следващата таблица ви дава преглед на свойствата и функциите на Y хромозомата и X хромозомата.

Y хромозома Х хромозома
лоша информация (локализация на много малко гени) богата на информация (контрол на много функции на организма)
най-важният ген на Y хромозомата определя пола (секс определящ регион на Y SRY) двойна доза Х-свързани гени
SRY индуцира образуването на тестиси, производството на тестостерон Механизъм за компенсиране на дозата: Компенсация чрез необратимо инактивиране на една от двете Х хромозоми >> Barr тела (полов хроматин) на ръба на клетъчното ядро
Сексуални нежелани събития: XX мъж: SRY генът се премества в други хромозоми по време на мейоза >> мъжки фенотип, въпреки липсата на Y хромозома, стерилностXY жена: SRY инактивиране чрез мутация >> вторично полово развитие не настъпва, възможно безплодие Генетични мозайки: при 50% майчината Х хромозома е активна в женския организъм, при 50% бащината Х хромозома
Феминизация на тестисите: дефектен рецептор за тестостерон >> XY лица с женски фенотип, стерилитет Отмяна на инактивация в зародишната линия

Гонозомното наследство

Гонозомно свързаното наследство е налице, когато характерната особеност е върху една от двете полови хромозоми.

Х-свързаното доминиращо наследство

X-свързаното доминиращо наследяване е много рядък начин на наследяване.

Примери за комбинация

  • Бащата носи мутиралия алел: всички синове са здрави, всички дъщери са болни. Xy x xx = 50% xy + 50% Xх
  • Майката носи мутиралия алел: 50% от синовете, 50% от дъщерите са болни. xy x Xx = 25% Xy + 25% xy + 25% Xх + 25% хх

Х-свързани доминантни заболявания

  • Устойчив на витамин D рахит (Хипофатемия)
  • Синдром на Rett
  • Синдром на Алпорт

X-свързано рецесивно наследяване

X-свързаният рецесивен режим на наследяване е много по-често срещан. Мъжете са засегнати значително по-често от жените по отношение на характеристиките.

Примери за комбинация:

  • Ако човек има мутирал алел, той е фенотипно болен и ще предаде този алел на дъщерите си. В този случай, ако майката е хомозиготна, дъщерите ще станат само носители. Алелът не се предава от бащата на синовете, те не са нито болни, нито проводници. хY x XX = 50% хX + 50% Xy
  • Ако майката е хетерозиготен носител, 50% от нейните синове ще се разболеят. 50% от дъщерите стават диригенти. XY x Xх = 25% хY + 25% XY + 25% хX + 25% XX
  • Ако мъжът е болен, а жената е носител (инбридинг!), 50% от синовете и 50% от дъщерите се разболяват. Другата половина от дъщерите стават диригенти. хY x Xх = 25% хY + 25% XY + 25% Xх + 25% хх

Х-свързани рецесивни заболявания

  • Хемофилия А. (Дефицит на фактор VIII) и Хемофилия Б. (Дефицит на фактор IX):
  • Червено-зелена слепота (Хетерогония)
  • Мускулна дистрофия на Дюшен

Известно родословно дърво, показващо X-свързана рецесивна болест, е родословното дърво на английската кралица Виктория. Кралското семейство страда от хемофилия, "кръвната болест".

Наследяването на кръвни групи

В момента има 20 различни системи за кръвни групи. Най-важните са Система AB0, на MN система и Rh система.

Системата на кръвните групи AB0

The AB0 система на кръвни групи е пример за множествената алелия (генетични полиморфизми >> прочетете тук всичко за официалната генетика). С множество алели има две алели на ген в една популация. Тези алели са доминиращи/рецесивни или кодоминантни при всеки индивид. В системата AB0 съществуват следните алели:

  • А за антиген А
  • В за антиген В
  • 0 за липса на антиген.

А и В са кодоминантни помежду си и доминиращи до 0 и носят антигени в своя гликокаликс, 0 се оттегля като рецесивен алел и може да се развие само при хомозиготност. Алел 0 няма антигени в гликокаликса.

Системата на кръвната група MN

С кодомининанси и двата алела се изразяват във фенотипа едновременно (в случай на хетерозиготност). В случай на чисто кодоминантно наследство, винаги може да се изведе генотипът директно от фенотипа: Няма рецесивен алел, който би могъл да се скрие. Пример за това е това MN система от кръвни групи. В системата MN има два различни алела на протеин на гликокаликса на еритроцитите.

Следващата таблица обобщава генотиповете и произтичащите от това фенотипове на наследяване на кръвна група в системата MN и системата AB0. Тези правила за наследяване могат да се използват за предварително определяне на бащинството. Ако съзвездието на кръвна група между баща и дете не съвпада, бащинството може да бъде изключено и допълнителни генетични тестове са излишни.

Фенотип генотип
Система AB0 А. AA, A0
Б. BB, B0
ОТ ОТ
0 00
MN система М. ММ
н NN
MN MN

Rh системата: резус фактор

The Резус фактор е протеин и се наследява доминиращо. Rh-отрицателните хора могат да развият антитела срещу Rh фактора, но само след контакт с Rh-положителна кръв. Това създава проблеми по време на бременност за Rh-отрицателна майка и Rh-позитивен баща. Кръвта на детето, Rh-положителна, е в контакт с майчината кръв по време на раждането. Сега майката развива антитела срещу Rh. Те са в състояние да преминат през плацентата при следваща бременност и да аглутинират Rh-положителните еритроцити във феталния организъм. Резултатът е тежка жълтеница при детето при раждане с тежки мозъчни увреждания.

Хетерозиготен баща Rhrh Хомозиготен баща RhRh
усложненията възникват при 50% от потомството усложненията възникват при 100% от потомството

Профилактика на антитела

След раждането на първото дете майката се инжектира с висока доза Rh-AB. Те маскират Rh антигените на детето и осигуряват бързо елиминиране и следователно не се образуват майки Rh-AB.

Геномно отпечатване: идентификация според родителския произход

Всичко, което сте научили досега, показва, че повечето гени се дублират: един от майката, един от бащата. Според правилата на Мендел доминиращите алели оформят фенотипа. За някои черти обаче е забелязано, че има значение кой родител е наследил засегнатия алел. Активността на един от двата гена е значително намалена. Това маркиране на родителските гени ще Геномно отпечатване - геномно отпечатване Наречен. Отпечатването се извършва при развитието на зародишните клетки. Досега геномното импринтиране е демонстрирано в около 20 гена.

Геномното отпечатване се извършва наново във всяко поколение, наследеният отпечатък се изтрива.

Делеция в проксималната част на q рамото на хромозома 15

Този пример ви показва геномно импринтиране. Ако детето наследява дефектната хромозома от бащата, това се проявява при дете Синдром на Прадер-Вили (т.е. с умствена изостаналост, нисък ръст, затлъстяване). Ако детето наследява дефектната хромозома от бащата, т.нар. Синдром на Ангелман (включително диспропорция на черепа и лицето, неконтролирани пристъпи на смях).

Упражнение за изчисляване на риска в човешката генетика

Въпрос: Двама братя страдат от Х-свързана рецесивна наследствена болест. Колко голям е рискът вашата племенница (дъщеря на сестра) да бъде хетерозиготен носител?

Решение: Двамата братя трябва да са наследили мутиралия алел от майка си. Тя наследява като здрав диригент (Xх) алелът с вероятност 50% (p = 1/2) за дъщеря ви. След това мутиралият алел се предава на нейните деца с вероятност 50% (p = 1/2) (съпругът й е здрав и следователно не е включен в изчислението). Вероятността за племенницата се изчислява от произведението на отделните вероятности: 1/2 x 1/2 = 1/4 = 25%

Източник: G. Poeggel (2009): Kurzlehrbuch Biologie. P. 99. Thieme Verlag.

Популярни изпитни въпроси по биология за медицински специалисти: Предмет на човешката генетика

Решенията са дадени под източниците.

1. Двойките в сродни бракове често използват генетични консултации. За кои наследствени заболявания децата от тези бракове имат повишен риск?

  1. Болести с X-свързан рецесивен режим на наследяване
  2. Болести с автозомно-рецесивен режим на наследяване
  3. Болести с X-свързан доминиращ начин на наследяване
  4. Болести, свързани с повторно разширяване на тринуклеотиди
  5. Болести митохондриален начин на наследяване

2. Кое от следните заболявания не се наследява като автозомно-рецесивен признак?

  1. Албинизъм
  2. Фенилкетонурия
  3. Хорея Хънтингтън
  4. Глуха тъпота
  5. Кистозна фиброза

3. Какво не се отнася за х-свързано рецесивно наследяване?

  1. Ако човек има мутирал алел, той е фенотипично болен и ще предаде този алел на дъщерите си.
  2. В този случай, ако майката е хомозиготна, дъщерите ще станат само носители.
  3. Алелът не се предава от бащата на синовете, те не са нито болни, нито проводници
  4. Ако майката е хетерозиготен носител, 50% от нейните синове ще се разболеят
  5. 100% от дъщерите стават диригенти

Съвет за курс по генетика в биологията за медицински специалисти

Искате ли да се впишете във всички основи на генетиката? Анализът на родословни дървета и изчисляването на вероятностите вече не би трябвало да е проблем? Просто научете с нашия курс по човешка генетика или нашата видео лекция за човешката генетика и анализ на родословното дърво от Lecturio и вие сте оптимално подготвени за Physikum. Просто опитайте нашите курсове безплатно.

подувам

Wenisch (2013): mediscript кратък учебник биология. Издателство Elsevier.

Poeggel (2009): Кратък учебник по биология. Издателство Thieme.

решения: 1: Б., 2: ° С.: 3: Е