Методы генетики

К методам, широко используемым при изучении генетики человека относятся: генеалогический, популяционно-статистический, близнецовый, метод дерматоглифики, цитогенетический, биохимический, методы генетики соматических клеток. 

Генеалогический метод генетики человека 

В основе этого  метода лежит составление и анализ родословных. Как метод изучения генетики человека генеалогический  метод стали применять с начала ХХ столетия, когда выяснилось, что  анализ родословных может заменить собой неприменимый к человеку гибридологический метод. При составлении родословной, исходным является человек, родословную которого изучают – пробанд. При составлении родословных таблиц используют условные обозначения, предложенные Г. Юстом в 1931г. С помощью генеалогического метода может быть установлена наследственная обусловленность изучаемого признака, а также тип его наследования (аутосомно-доминантный, аутосомно-рецессивный, Х-сцепленный, Y-сцепленный). При анализе родословных по нескольким признакам может быть выявлен сцепленный характер их наследования, что используется при составлении хромосомных карт. Этот метод позволяет изучить интенсивность мутационного процесса. Он широко используется  в медико-генетическом консультировании для прогнозирования потомства. 

Близнецовый метод генетики человека 

Этот метод  заключается в изучении закономерностей  наследования признаков в парах  одно- и двуяйцевых близнецов. Он предложен  в 1875г. Гальтоном первоначально для  оценки роли наследственности и среды  в развитии психических свойств  человека. Этот метод позволяет выявить наследственный характер признака, оценить эффективность действия на организм некоторых внешних факторов. Суть метода заключается в сравнении проявления признака в разных группах близнецов при учете сходства или различия их генотипов. Монозиготные близнецы, развивающиеся из одной оплодотворенной яйцеклетки, генетически идентичны. Поэтому среди монозиготных близнецов наблюдается высокий процент конкордатных пар, в которых признак развивается у обоих близнецов. Сравнение монозиготных близнецов, воспитывающихся в разных условиях постэмбтионального периода, позволяет выявить признаки, в формировании которых существенная роль принадлежит факторам среды. По этим признакам наблюдается дискордантность – различия. Сохранение сходства несмотря различие условий воспитания, свидетельствует о наследственной обусловленности признака. 

Установление  соотносительной роли наследственности и среды в развитии различных  патологических состояний позволяет  врачу правильно оценить ситуацию и проводить профилактические мероприятия при наследственной предрасположенности или осуществлять вспомогательную терапию при его наследственной обусловленности. 

Трудности близнецового метода генетики человека связаны: 

- с относительно  низкой частотой рождения близнецов;

- с идентификацией  монозиготности близнецов, что  имеет большое значение для  получения достоверных выводов. 

Несмотря на трудоемкость метода и возможность  ошибок при определении их монозиготности, высокая объективность выводов  делает его одним из широко применяемых методов генетики человека. 

Популяционно- статистический метод  генетики человека 

С помощью популяционно-статистического  метода изучают наследственные признаки в больших группах населения, в одном или нескольких поколениях. Существенным моментом при использовании этого метода является статистическая обработка данных. Этим методом можно рассчитать частоту встречаемости в популяции различных аллелей гена, выяснить распространение в ней различных наследственных признаков, в том числе и заболеваний. 

При статистической обработке материала, получаемому  при обследовании группы населения  по интересующему исследователя  признаку, основой для выяснения  генетической структуры популяции  является закон нентического равновесия Харди-Вайнберга. Он отражает закономерность, в соответствии с которой при определенных условиях соотношения аллелей генов и генотипов в генофонде популяции сохраняется неизменным в ряду поколений этой популяции. На основании этого закона, имея данные о частоте встречаемости в популяции рецессивного фенотипа, обладающего гомозиготным генотипом, можно рассчитать частоту встречаемости указанного аллеля в генофонде данного поколения. 

Методы  дерматоглифики и  пальмоскопии - как  методы генетики человека 

В 1892г. Ф.Гальтоном  в качестве одного из методов исследования человека был предложен метод  изучения кожных гребешковых узоров пальцев и ладоней, а также  сгибательных ладонных борозд. Он установил, что указанные узоры являются индивидуальной характеристикой человека и не изменяются в течении жизни. 

В настоящее  время установлена наследственная обусловленность кожных узоров, хотя характер наследования окончательно не выяснен.вероятно, признак наследуется  по полигенному типу. 

Дерматоглифические  исследования важны при идентификации близнецов. Изучение людей с хромосомными заболеваниями выявило у них специфические изменения не только рисунков пальцев и ладоней, но и характера основных сгибательных борозд на коже ладоней. Менее изучены дерматоглифические изменения при генных болезнях. 

В основном эти  методы генетики человека применяют  с целью установления отцовства. 

Методы  генетики соматических клеток 

С помощью этих методов изучают наследственность и изменчивость соматических клеток, что компенсирует невозможность применения к человеку гибридологического анализа. Эти методы, основанные на размножении этих клеток в искусственных условиях, анализировать генетические процессы в отдельных клетках организма, и благодаря полноценности генетического материала использовать их для изучения генетических закономерностей целого организма. 

В генетических исследованиях человека используют следующие приемы: 

- культивирование  – позволяет получить достаточное  количество генетического материала  для различных исследований;

- клонирование – получение потомков одной клетки;

- селекция соматических  клеток с помощью искусственных  сред используется для отбора  клеток  с интересующими исследователя  свойствами;

- гибридизация  соматических клеток основана  на слиянии совместно культивируемых клеток разных типов. 

Гибридные клетки, содержащие 2 полных генома, при делении  обычно «теряют» хромосомы предпочтительно  одного из видов. Таким образом, можно  получать клетки с желаемым набором  хромосом, что дает возможность изучать  сцепление генов и их локализацию в определенных хромосомах. 

Благодаря методам  генетики соматических клеток можно  изучать механизмы первичного действия и взаимодействия генов, регуляцию  генной активности. Развитие этих методов  определило возможность точной диагностики  наследственных болезней в пренатальном периоде. 

Цитогенетический  метод генетики человека 

Цитогенетический  метод генетики человека основан  на микроскопическом изучении хромосом в клетках человека. Его стали  широко применять с 1956г. Современный  этап в применении цитогенетического метода связан с разработанным в 1969г. Т. Касперсоном методом дифференциального окрашивания хромосом, который расширил возможности цитогенетического анализа. Применение цитогенетического метода позволяет изучать нормальную морфологию хромосом и кариотипа в целом, определять генетический пол организма и диагностировать различные хромосомные болезни, связанные с изменением числа хромосом или с нарушением их структуры. 

Материалом для  цитогенетических исследований служат клетки человека получаемые из разных тканей. Непременным требованием для изучения хромосом является наличие делящихся клеток (в основном лимфоциты периферической крови). В качестве экспресс-метода, выявляющего изменение числа половых хромосом, используют метод определения полового хроматина в неделящихся клетка слизистой оболочки щеки. 

Биохимический метод генетики человека 

С помощью биохимических  методов изучают наследственные заболевания, обусловленные генными  мутациями, и полиформизм по нормальным первичным продуктам генов. Впервые эти методы генетики человека стали применять в начале ХХ в. В последнее время их широко используют в поиске новых форм мутантных аллелей. С их помощью описано более 1000 врожденных болезней обмена веществ. Для многих из них выявлен дефект первичного генного продукта. 

Биохимическую диагностику наследственных нарушений  обмена проводят в 2 этапа. На первом этапе  отбирают предположительные случаи заболеваний, на втором – более сложными и точными методами уточняют диагноз  заболевания. Применение биохимических исследований для диагностики заболеваний в пренатальном периоде или непосредственно после рождения позволяет своевременно выявить патологию и начать специфические медицинские мероприятия.