Как расчитать вероятность развития у ребенка наследственных признаков

Байесовский анализ может показаться простым статистическим манипулированием. Тем не менее анализ позволяет генетическому консультанту количественно определять то, что кажется интуитивно вероятным из родословной: то, что консультирующаяся имеет четверых здоровых братьев, поддерживает гипотезу, что ее мать — не носитель.

Байесовский анализ допускает использовать косвенную информацию этого типа в расчете вероятности носительства, таким образом модифицируя риск консультирующегося иметь больного ребенка. Как будет показано в следующем разделе, этот риск значительно ниже 25%.

«Гены доминантных признаков катаракты и эллиптоцитоза локализованы в 1-й аутосоме. Гены неполностью сцеплены. Женщина, болеющая катарактой и эллиптоцитозом, отец которой был здоров, выходит замуж за здорового мужчину. Определите возможные фенотипы потомства и вероятность рождения больного обеими аномалиями ребенка в этой семье».

В предыдущей статье были раскрыты суть и применение в задачах III закона Менделя, закона независимого наследования, в основе которого лежат гены, расположенные в разных хромосомах. Но что если гены лежат в одной хромосоме? Такие гены образуют группу сцепления, в этом случае говорят о сцепленном наследовании.

Как расчитать вероятность развития у ребенка наследственных признаков

Как уже говорилось, суть установления родства молекулярно-генетическими методами состоит в поиске совпадающих аллелей в генотипах исследуемых лиц. Это обусловлено тем, что при различных степенях родства генотипы родственных лиц обладают одним из следующих свойств:

При формировании положительного заключения о родстве в качестве уровня достоверности результата указывается либо только значение отношения правдоподобий LR , либо значение апостериорной вероятности родства, с обязательным указанием использованного значения априорного отношения вероятностей родства и неродства.
Для отношения правдоподобий в случаях анализа отцовства используется специальный термин — индекс отцовства PI (Paternity Index).

Полный генетический код выглядит достаточно просто. Это таблица из 64 ячеек, в каждой из которых значится определенная тройка нуклеотидов (вернее, азотистых оснований, входящих в их состав, — ведь все остальные части в нуклеотидах, составляющих ДНК, одинаковы). Эти тройки называются кодонами . Генетический код состоит из 61 кодона, кодирующего аминокислоты, и трех стоп-кодонов, на которых синтез белковой цепи останавливается. Есть всего две аминокислоты, кодирование которых не является избыточным, то есть подчиняется правилу «одна аминокислота — один кодон». Это метионин и триптофан. Любая другая аминокислота кодируется как минимум двумя разными кодонами. Многие аминокислоты кодируются четырьмя кодонами, а некоторые даже шестью.

Интересно, что Мопертюи не допускал никакого наследования благоприобретенных признаков, в отличие от многих ученых XIX и даже XX веков, державшихся так называемого ламаркизма — версии эволюционной теории, согласно которой приобретенные полезные признаки постепенно, в ряду поколений, трансформируются в наследственные. Это особенно важно для Франции, где ламаркизм долгое время был очень влиятелен. На самом деле «мопертюистская» традиция старше ламаркистской. Именно ее по большому счету и продолжает современная генетика.

Естественно, вероятность встретиться двум партнерам (супругам) с патогенными мутациями в одних и тех же генах крайне мала. Однако хуже, если родители узнают об особенностях своего генотипа слишком поздно, когда у них рождается ребенок с тяжелым заболеванием. Для этого и нужен преконцепционный скрининг.

Еще почитать --->  Где номер социальной карты москвича

Однако бывают ситуации, когда у человека имеется предрасположенность к тем или иным нарушениям здоровья. Но это еще не значит, что он точно будет болеть. Речь идет о полиморфизме (варианте нормального строения гена). В этой ситуации болезнь проявится под воздействием факторов риска. Например, для гипертонической болезни это будет: ожирение, гиподинамия, курение и так далее.

НАСЛЕДОВАНИЕ в генетике

Известно более 500 наследственных болезней, к-рые контролируются аутосомными рецессивными генами. Если для доминантно наследуемых заболеваний характерно поражение подряд нескольких поколений одной семьи (Наследование по вертикали), то при рецессивном Н. нередко страдает один или несколько детей здоровых родителей. При родственных браках внешне здоровых членов семьи, в к-рой имел место случай заболевания, наследуемого по рецессивному типу, вероятность наследственно обусловленных заболеваний у детей велика, т. к. оба родителя могут оказаться скрытыми носителями мутантного гена. При этом чем ближе родство между вступающими в брак, тем больше опасность появления у детей различных наследственных болезней (см.). При ко доминантном типе наследования у детей проявляются одновременно оба признака от родителей (см. Кодоминантность).

Существует ряд признаков, обусловленных генами, к-рые могут находиться на аутосомах или половых хромосомах обоих полов, но эти признаки проявляются лишь у одного из них. Такие признаки называют признаками, ограниченными полом. К таким признакам относятся, напр., молочность и жирность молока у крупного рогатого скота. Гены, контролирующие вторичные половые признаки у человека и животных, имеются как у мужских, так и у женских особей, но их проявление зависит от действия соответствующих половых гормонов.

5 основных внешних признаков, передающихся по наследству

Еще одним наследственным признаком являются пигменты, которые отвечают за цвет кожи. Он может передаваться через несколько поколений. За него отвечает полимерный механизм наследования – это значит, что на оттенок кожи влияют несколько генов одновременно. Большая часть аллелей, которые имеют отношение к пигментации кожи современного человека, возникли еще 300 тысяч лет назад. У двух людей со светлой кожей не может родиться темнокожий малыш, если у них не было предков с темной кожей. И наоборот.

Рецессивный ген – это некоторые генетические сведения, которые может подавлять доминантный ген, из-за чего он может не проявляться в фенотипе. Такой тип гена может проявлять свои признаки только в том случае, если будет в паре с таким же рецессивным геном. Если рецессивный ген будет находиться в паре с доминантным, то он не сможет никак воздействовать на внешность ребенка, так как будет подавлен последним. В фенотипе малыша рецессивные гены могут быть проявлены только в том случае, если он присутствует у обеих родителей. Доминантный ген всегда доминирует над рецессивным.

Однако, следует учитывать, что мутации генов BRCA1 и BRCA2 ответственны за рак молочной железы (РМЖ) только в 5-10%, а их наличие или отсутствие лишь изменяет степень риска достаточно редкой формы РМЖ. Расчет эффективности этого метода будет представлен в следующих публикациях.

  1. Клиническая диагностика. Большинство хромосомных и генных заболеваний диагностируются по внешним или клиническим признакам. Характерный внешний вид при синдроме Дауна, полидактилия при синдроме Патау, отсутствие пигментации при альбинизме, тяжелые формы дыхательной недостаточности при муковисцидозе.
  2. Генеалогический метод заключается в построении генеалогического древа на основании данных анамнеза. Позволяет рассчитать вероятность развития генных заболеваний у детей при болезни или носительстве мутировавших генов у родителей и предков.
  3. Лабораторная и инструментальная диагностика. Наследственные болезни человека, связанные на нарушением метаболизма, выявляются с помощью клинических анализов. Например, серповидноклеточная анемия по общему анализу крови, определением фенилаланина при фенилкетоурии, нарушение коагулограммы при гемофилии. При мраморной болезни выявляются характерные рентгенологические изменения костей, при гемофилии — гемартрозы.
  4. Цитогенетическое исследование идентифицирует количество и строение хромосом. Применяется для диагностики хромосомных болезней.
  5. Скрининг на наследственные заболевания ориентирован на выявление генетической патологии на доклиническом уровне. Это комплексный метод, заключающийся в проведении просеивающего теста на некоторые наследственные заболевания: муковисцидоз, фенилкетонурия, болезнь Тея-Сакса и некоторых других редких наследственных заболеваний.
  6. Пренатальная диагностика наследственных заболеваний — метод выявления наследственной патологии на стадии внутриутробного развития.
  7. Молекулярно-цитогенетические и молекулярно-биологические методы позволяют провести диагностику наследственных болезней на уровне дефекта гена. Перспективное направление, однако, оно значительно осложняется при полигенных наследственных заболеваниях, когда за проявление болезни отвечают множество разных генов. Даже при моногенных заболеваниях не всегда известен и идентифицирован ответственный ген, что также затрудняет диагностику.
  8. Методы генетического выявления предрасположенности и профилактика наследственных заболеваний в онкологии. В 2006 году в США была основана частная компания «23andMe». Главное направление деятельности компании — выявление степени предрасположенности к некоторым заболеваниям, в частности к раку молочной железы и яичников на основе анализа генов BRCA1 и BRCA2. В значительной мере интерес к этой теме был подогрет в 2013 году операцией по удалению груди известной голливудской актрисе А. Джоли.

Учебно-методическое пособие по генетике человека с основами медицинской генетики по теме: Законы наследования признаков

Задача 24. Женщина, страдающая катарактой (доминантно-аутосомная форма), с нормальной свертываемостью крови (признак сцеплен с Х-хромосомой) выходит замуж за гемофилика, имеющего нормальное зрение. У них родился сын-гемофилик с нормальным зрением. Каков прогноз в отношении здоровья детей в этой семье?

Рассмотрим более подробно типы наследования и характер межаллельнх взаимодействий на примере групп крови. Всего описано 15 антигенных систем эритроцитов, каждая из которых включает в себя от двух до нескольких десятков антигенов, контролируемых генами с множественными аллелями. Мы опишем только наиболее известные из них – АВ0, MN и Rh .

Первые признаки сахарного диабета у детей

При инсулиновой недостаточности, т.е. когда инсулин не вырабатывается в организме в достаточном количестве, ставят диагноз «сахарный диабет 1 типа». Частой причиной развития СД 1 типа у младенцев является наследственность. Вероятность заболевания выше, если данный диагноз есть у обоих родителей и их родственников.

Все эти факторы способствуют образованию патологии. Самая распространенная причина появления инсулиннезависимой формы СД — наследственность. Это не говорит о 100% вероятности образования заболевания, но родители такого младенца должны ответственно относиться к ситуации. Подростку следует регулярно проходить обследования.

Синдром Дауна

Трисомия составляет 95 % случаев аномалии 21-й хромосомы. Она возникает при нарушении деления клеток во время формирования половых клеток (сперматозоидов и яйцеклеток) родителей. Практически всегда лишняя хромосома передается ребенку с синдромом Дауна от матери. С увеличением возраста матери повышается риск рождения ребенка с синдромом Дауна. Чем старше яйцеклетка, тем больше веротяность неправильного деления клеток.

  • Пороки сердца. Примерно половина детей с синдромом Дауна рождается с пороками сердца, которые могут потребовать хирургического вмешательства уже в раннем детстве.
  • Лейкемия (злокачественное заболевание кроветворной системы). Дети с синдромом Дауна, особенно в раннем возрасте, более склонны к развитию лейкемии, чем другие дети.
  • Инфекционные заболевания. Из-за нарушений иммунной системы организма дети с синдромом Дауна более восприимчивы к инфекционным заболеваниям.
  • Деменция. После 40 лет у больных синдромом Дауна повышен риск развития слабоумия.
  • Сонное апноэ. Дети с синдромом Дауна предрасположены к сонному апноэ – состоянию, при котором во время сна на 20-30 секунд прекращается вентиляция легких. В тяжелых случаях апноэ может занимать до 60 % всего времени ночного сна. Регулярные апноэ приводят к дневной сонливости, ухудшению памяти, снижению интеллекта, работоспособности и постоянной усталости.
  • Ожирение.

Как расчитать вероятность развития у ребенка наследственных признаков

Выше, в параграфах 7 и 8 были разобраны некоторые закономерности статистики в ее приложении к вопросам генетики. В медицинской генетике определение вероятности генетически обусловленных событий имеет большое значение. В свя­зи с этим мы должны вновь вернуться к этому вопросу.

В семье В родились два ребенка, обе девочки. Какова вероятность того, что третьим ребенком будет тоже девочка? Используя то же рассуждение, следует сказать, что так как соотношение сперматозоидов с Х- и Y-хромосомой у отца после рождения двух детей не изменилось, то вероятность того, что третьим ребенком будет девочка составляет 50%.

По условию задачи оба родителя имеют одинаковые фенотипы, а в потомстве от двух скрещиваний произошло расщепление по каждому признаку. Согласно закону Г.Менделя, только гетерозиготные организмы могут дать “расщепление” в потомстве. Составляем две схемы скрещивания.

№3. Рецессивные гены (а) и (с) определяют проявление таких заболеваний у человека, как глухота и альбинизм. Их доминантные аллели контролируют наследование нормального слуха (А) и синтез пигмента меланина (С).

БИОХИМИЧЕСКИЙ
1. Выберите два верных варианта ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Биохимический метод исследования используется для:

1) изучения кариотипа организма
2) установления характера наследования признака
3) диагностике сахарного диабета
4) определения дефектов ферментов
5) определения массы и плотности органоидов клетки

ГИБРИДОЛОГИЧЕСКИЙ
1. Выберите три варианта. Сущность гибридологического метода заключается в

1) скрещивании особей, различающихся по нескольким признакам
2) изучении характера наследования альтернативных признаков
3) использовании генетических карт
4) применении массового отбора
5) количественном учёте фенотипических признаков потомков
6) подборе родителей по норме реакции признаков

Дефекты ферментов определяют путем определения содержания в крови и моче продуктов метаболизма, являющихся результатом функционирования данного белка. Дефицит конечного продукта, сопровождающийся накоплением промежуточных и побочных продуктов нарушенного метаболизма, свидетельствует о дефекте фермента или его дефиците в организме.

Известные генетики отмечают, что хотя ни в одной конкретной популяции эта совокупность условий не может быть соблюдена, в большинстве случаев расчеты по закону Харди –Вайнберга настолько близки к действительности, что этот закон оказывается вполне пригодным для анализа генетической структуры популяций.