Ang cytogenetic na pamamaraan ay batay sa pag-aaral. Mga pamamaraan ng genetic

Ang cytogenetic na pamamaraan para sa pag-aaral ng pagmamana ng tao ay isang mikroskopikong pagsusuri ng mga chromosome. Ito ay malawakang ginagamit mula noong unang bahagi ng 1920s. Gamit ang pamamaraan, ang pag-aaral ng morpolohiya ng mga kromosom ng tao at ang kanilang pagbibilang ay isinasagawa. Ginagamit din ito sa kultura ng mga puting selula ng dugo upang makakuha ng mga metaphase plate. Susunod, isasaalang-alang namin nang mas detalyado kung ano ang cytogenetic na pamamaraan para sa pag-aaral ng pagmamana ng tao.

Pangkalahatang Impormasyon

Ang cytogenetic na paraan ng pag-aaral ng genetika ng tao, ang pag-unlad at pagbuo nito ay nauugnay sa mga siyentipiko tulad nina Levan at Tio. Noong 1956, sila ang unang nagtaguyod ng eksaktong bilang ng mga chromosome sa mga tao. Sila ay naging hindi 48, tulad ng naunang naisip, ngunit 46. Ito ang nagmarka ng simula ng pag-aaral ng meiotic at mitotic human chromosomes. Noong 1959, itinatag ng mga Pranses na siyentipiko na sina Gauthier, Turpin at Lejeune ang kalikasan ng Down syndrome. Gamit ang cytogenetic method, inihayag nila na ang sakit ay may chromosomal etiology. Sa kasunod na mga taon, marami pang mga pathologies ang inilarawan, na kadalasang matatagpuan sa mga tao at may parehong kalikasan. Ngayon, ang cytogenetic na paraan para sa pag-aaral ng heredity ay ginagamit sa pag-diagnose, pag-compile ng mga chromosome na mapa, pagsusuri sa proseso ng mutation, at paglutas ng iba pang mahahalagang problema. Noong 1960, binuo ng Estados Unidos ang 1 International Classification. Ito ay batay sa laki ng mga chromosome, pati na rin ang lokasyon ng centromere - ang pangunahing constriction.

Pagsusuri ng Karyotype

Ang pagsusuri at pagtuklas ng mga anomalya ay isinasagawa sa ilang hakbang. Upang maisagawa ang pagsusuri, kinakailangan ang isang fragment ng peripheral blood ng pasyente na may dami na humigit-kumulang 1-2 litro. Ang mga yugto ng cytogenetic na pamamaraan sa pagsusuri ng karyotype ay ang mga sumusunod:

• Paglilinang ng mga lymphocytes.
• Pangkulay.
• Pagsusuri ng mikroskopiko.

Paglilinang ng mga lymphocytes

Ang pamamaraang ito ay kinakailangan upang pasiglahin ang kanilang dibisyon. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga kakayahan ng cytogenetic na pamamaraan ay direktang nakasalalay sa bilang ng mga cell na nasa yugto ng metaphase, sa sandaling ang mga chromosome ay pinaka-compactly na binuo. Ang tagal ng paglilinang ay karaniwang 72 oras. Ang pagtaas sa bilang ng mga metaphase cells ay pinadali ng pagpapakilala ng colchicine sa pagtatapos ng proseso. Ititigil nito ang paghahati sa yugto ng metaphase, sinisira ang spindle nito at pinapataas ang condensation ng chromosomes. Ang mga cell ay pagkatapos ay inilipat sa isang hypotonic solution. Pinupukaw nito ang pagkalagot ng nuclear membrane at ang libreng paggalaw ng mga chromosome sa cytoplasm.

Pangkulay

Sa yugtong ito ng proseso, ang mga cell ay naayos na may acetic acid at ethanol sa isang ratio na 1:3. Susunod, ang suspensyon ay inilalagay sa mga slide ng salamin at tuyo. Ang mga pamamaraan ng differential staining ay ginagamit ayon sa layunin ng pagsusuri. Ang tagal ng pamamaraan ay ilang minuto. Ang paglamlam ay humahantong sa paglitaw ng isang pattern na may transverse striation, partikular para sa bawat isa sa mga chromosome.

Pagsusuri ng mikroskopiko

Ang light microscopy ay itinuturing na pinakamatagal na proseso. Para sa pagpapatupad nito, kinakailangan ang isang mataas na kwalipikadong espesyalista. Upang matukoy ang mga abnormalidad ng chromosomal, hindi bababa sa 30 plates ang dapat suriin. Ang mga pamamaraan ng pananaliksik sa computer ay itinuturing na napaka-epektibo.

Resolusyon

Ang molecular cytogenetic method ay maaaring gamitin upang pag-aralan ang mga chromosome, ang mga indibidwal na segment na maaaring may iba't ibang kulay. Kasabay nito, ang mga karyotype sa kabuuan ay mukhang makulay na kamangha-manghang kamangha-manghang mga larawan. Ang mga pamamaraan ay ipinakilala at aktibong inilalapat, sa tulong ng kung saan ang mga chromosome ay nabahiran sa pamamahinga, kapag ang mga ito ay pinakamataas na nakaunat. Ang paggamit ng mga naturang pamamaraan ay ginagawang posible upang matukoy ang mga segment na ang laki ay humigit-kumulang 50 kilobases.

Pag-unlad ng industriya

Sa nakalipas na ilang taon, nagkaroon ng medyo aktibong pagbabago sa pag-unlad ng larangan ng molecular biology. Pangunahin ito dahil sa gawain sa pag-decipher ng genome ng tao, na isinasagawa sa loob ng balangkas ng mga programa ng estado at internasyonal na "Ang kabuuan ng mga gene ng tao". Bilang resulta ng trabaho, hindi lamang malawak na impormasyon sa istraktura ng deoxyribonucleic acid ang nakuha. Nagsagawa na rin ng mga pag-aaral makabagong teknolohiya pagsusuri, mga paraan ng pagproseso ng malalaking volume ng impormasyon, nilikha at nakaimbak na mga database ng impormasyon. Batay sa mga materyales na ito, nabuo ang isang bagong direksyon - molecular genetics. Ginawa nitong posible na makita ang maraming mga pagtitiyak sa mga pag-andar ng chromosome set. Ang cytogenetic na paraan ng pag-aaral ay ginagamit upang makilala ang mga bagong elemento at mga link, upang maintindihan ang mutation sa pagkakaroon ng isang solidong bilang ng mga congenital na sakit.

Mga espesyal na lugar

Tulad ng makikita, ang cytogenetic na pamamaraan ay nagpapahintulot sa amin na malutas ang mga makabuluhang problema. Kaugnay nito, nagsimulang lumitaw ang mga dalubhasang lugar. Sa partikular, ang mga lugar tulad ng functional molecular genetics, medikal, ethnic genomics (ethnogenomics), comparative science na nag-aaral sa mga gene at genome ng mga nabubuhay na nilalang, at iba pa ay nabuo.

Etnogenomics

Ang pangunahing gawain nito ay pag-aralan ang pagkakaiba-iba ng genetic sa pagkakaiba-iba ng mga gene ng mga indibidwal na komunidad ng teritoryo, bansa, grupo. Sa kasong ito, kinakailangan na bigyang-diin ang isang pangunahing mahalagang ideya. Salamat sa ethnogenomics, nagsimulang maimpluwensyahan ng genetic chromosomal mechanics hindi lamang ang mga kaugnay na agham ng therapy at buhay, kundi pati na rin ang mga alienated na lugar, tulad ng kasaysayan.

Pagkakaiba-iba

Sa proseso ng pag-decode ng chromosome set, habang ang mga pangunahing tampok sa disenyo nito ay natukoy na, ang mga siyentipiko ay naging malinaw tungkol sa kabigatan ng pagkakaiba-iba ng genome. Ang pagsusuri sa pagkakaiba-iba ay nagbibigay-daan sa paglutas ng iba't ibang mga problema, parehong praktikal at teoretikal. Ang cytogenetic na pamamaraan ay may partikular na kahalagahan sa pagtatasa ng pag-unlad ng sangkatauhan, na isinasaalang-alang ang pinagmulan, siklo ng paggalaw, pagbuo, relasyon at pakikipag-ugnayan ng iba't ibang mga species.

pagsusuri ng DNA

Ang mga pag-aaral ng deoxyribonucleic acid ng mga taong naninirahan sa planeta ngayon ay ginagawang posible na makakuha ng impormasyon tungkol sa medyo malayong phenomena at chronological na mga katotohanan, kahit na bago ang mismong sandali ng paglitaw ng tao. Kaya, halimbawa, natagpuan na maraming mga kaganapan ang nakasulat sa deoxyribonucleic acid. Upang bigyang-kahulugan ang mga resulta ng mga pag-aaral na ito, kinakailangang isaalang-alang ang DNA ng iba't ibang mga kinatawan ng lahat ng mga komunidad, na tinutukoy ang antas at chromosomal na relasyon.

Mga patolohiya

Ang mga sanhi ng maraming sakit, halimbawa, ang sindrom ng Shereshevsky-Turner, Klinefelter, Down at iba pa, ay nanatiling hindi maipaliwanag sa mahabang panahon. Ngunit ang paggamit ng cytological na pamamaraan ay naging posible upang makita ang mga anomalya ng chromosome. Ang mga lalaking nagdurusa sa Klinefelter's syndrome ay nailalarawan sa pamamagitan ng hindi pag-unlad ng mga gonad, mental retardation, pagkabulok ng seminiferous tubules, di-proporsyonal na mga limbs, at iba pa. Ang mga kababaihan ay nasuri na may sakit na Shereshevsky-Turner. Ang sindrom ay nagpapakita ng sarili sa kawalan ng regla at huli na pagbibinata, hindi pag-unlad ng mga gonad, maliit na tangkad, kawalan ng katabaan at iba pang mga palatandaan. Bilang resulta ng pananaliksik, ang di-disjunction ng mga sex chromosome ay ipinahayag sa proseso ng pagbuo ng mga gametes ng magulang. Ang karagdagang pagsusuri ay nagpakita na ang iba't ibang mga anomalya ay bunga nito. Sa partikular, ang polysomy ay nabanggit. Halimbawa, ang mga lalaki ay maaaring may set ng XX Y, XXX Y, XXXX Y, habang ang mga babae - XXX, XXXX. May katangian ang kahulugan ng sex chromosome sa pagtukoy ng kasarian ng tao kapag hindi sila naghihiwalay. Kaya, hindi tulad ng Drosophila, ito ay nagpapakita ng sarili sa katotohanan na ang XX Y ay tumutukoy sa eksklusibong lalaki, at X0 - babae. Kasabay nito, ang pagtaas ng bilang ng mga X chromosome kapag pinagsama sa isang Y ay nagpapalala lamang sa sakit na Klinefelter. Ang polysomy o trisomy sa mga kababaihan ay isa ring nakakapukaw na kadahilanan para sa pagbuo ng mga pathology na katulad ng Shereshevsky-Turner syndrome.

Sa wakas

Ang mga patolohiya na pinukaw ng mga kaguluhan sa normal na bilang ng mga chromosome sa sex ay napansin ng pagsusuri ng chromatin. Sa isang normal na hanay sa mga lalaki, hindi ito matatagpuan sa mga selula. Sa malusog na kababaihan, ang chromatin ay natukoy bilang 1 katawan. Laban sa background ng polysmy sa mga babae at lalaki, ang bilang ng mga katawan ng chromatin ay palaging mas mababa kaysa sa bilang ng mga X chromosome ng isa. Para sa bawat naturang zygote, isang elemento lamang ng istruktura ang may genetic na aktibidad. Ang natitirang X chromosome sa anyo ng sex chromatin ay nagpapalagay ng isang heteropyknotic na estado. Ang mga dahilan para sa pattern na ito ay hindi pa ganap na nauunawaan. Gayunpaman, ipinapalagay na ito ay sanhi ng leveling ng aktibidad ng gene sa mga chromosome ng sex ng homo- at heterogametic sex. Bilang karagdagan sa mga inilarawan sa itaas, ang mga pathologies ay maaaring mangyari dahil sa di-disjunction ng mga autosome, pati na rin dahil sa iba't ibang mga muling pagsasaayos tulad ng mga pagtanggal, pagsasalin, at iba pa. Maraming mga sakit ang nauugnay sa mga abnormalidad ng chromosomal ng congenital type. Iyon ang dahilan kung bakit ang cytogenetic na pamamaraan ay partikular na kahalagahan sa kanilang pagtuklas.

1. Genealogical

Ang pamamaraan ng genealogical ay binubuo sa pagsusuri ng mga pedigree at nagbibigay-daan sa iyo upang matukoy ang uri ng mana (nangingibabaw
recessive, autosomal o sex-linked) na katangian, gayundin ang monogenicity o polygenicity nito. Batay sa nakuhang impormasyon, hinuhulaan ang posibilidad ng pagpapakita ng pinag-aralan na katangian sa mga supling, na mayroong pinakamahalaga para maiwasan ang mga hereditary disease.

Bilang isang paraan ng pag-aaral ng genetika ng tao, ang pamamaraan ng genealogical ay nagsimulang gamitin lamang mula sa simula ng ika-20 siglo, nang maging malinaw na ang pagsusuri ng mga pedigree kung saan ang paghahatid ng ilang katangian (sakit) mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon ay maaaring mapalitan. sa pamamagitan ng hybridological na pamamaraan, na talagang hindi naaangkop sa mga tao.

Kapag nag-compile ng mga pedigree, ang pinagmulan ay isang tao - isang proband, na ang pedigree ay pinag-aaralan. Kadalasan ito ay alinman sa isang pasyente, o isang carrier ng isang tiyak na katangian, ang mana na kailangang pag-aralan.

Proband - ang tao kung saan nagsisimula ang pagsasama-sama ng isang pedigree sa panahon ng pagsusuri sa genealogical.

Sibs - isa sa mga anak na ipinanganak sa parehong mga magulang, na may kaugnayan sa iba pang mga bata (halimbawa, isang kapatid na lalaki o babae).

2. Gemini

Ang pamamaraang ito ay binubuo sa pag-aaral ng mga pattern ng pagmamana ng mga katangian sa mga pares ng magkapareho at dizygotic na kambal. Ito ay iminungkahi noong 1875 ni Galton sa simula upang masuri ang papel ng pagmamana at kapaligiran sa pagbuo ng mga katangian ng pag-iisip ng isang tao. Sa kasalukuyan, ang pamamaraang ito ay malawakang ginagamit sa pag-aaral ng pagmamana at pagkakaiba-iba sa mga tao upang matukoy ang kamag-anak na papel ng pagmamana at kapaligiran sa pagbuo ng iba't ibang mga palatandaan, parehong normal at pathological. Pinapayagan ka nitong makilala ang namamana na katangian ng katangian, matukoy ang pagtagos ng allele, suriin ang pagiging epektibo ng pagkilos sa katawan ng ilang mga panlabas na kadahilanan (mga gamot, pagsasanay, edukasyon).

Ang kakanyahan ng pamamaraan ay upang ihambing ang pagpapakita ng isang katangian sa iba't ibang grupo ng mga kambal, na isinasaalang-alang ang pagkakapareho o pagkakaiba sa kanilang mga genotype. Monozygotic Kambal , Ang pagbuo mula sa isang solong fertilized na itlog, ay genetically identical, dahil mayroon silang 100% ng mga karaniwang gene. Samakatuwid, sa mga monozygotic twins mayroong isang mataas na porsyento ng concordant singaw, kung saan nabubuo ang katangian sa parehong kambal. Ang paghahambing ng monozygotic twins na pinalaki sa iba't ibang mga kondisyon ng postembryonic period ay ginagawang posible upang makilala ang mga palatandaan sa pagbuo kung saan ang mga kadahilanan sa kapaligiran ay may mahalagang papel. Ayon sa mga palatandaang ito, ang hindi pagkakasundo ay sinusunod sa pagitan ng kambal, i.e. pagkakaiba. Sa kabaligtaran, ang pagpapanatili ng pagkakapareho sa pagitan ng mga kambal, sa kabila ng mga pagkakaiba sa mga kondisyon ng kanilang pag-iral, ay nagpapahiwatig ng namamana na kondisyon ng katangian.

3. Estadistika ng populasyon

Sa tulong ng pamamaraang istatistikal ng populasyon, ang mga namamana na katangian ay pinag-aaralan sa malalaking grupo ng populasyon, sa isa o ilang henerasyon. Ang isang mahalagang punto kapag ginagamit ang paraang ito ay ang pagpoproseso ng istatistika ng nakuhang data. Ang pamamaraang ito ay maaaring gamitin upang kalkulahin ang dalas ng paglitaw sa isang populasyon ng iba't ibang mga alleles ng isang gene at iba't ibang mga genotype para sa mga alleles na ito, upang malaman ang pamamahagi ng iba't ibang mga namamana na katangian sa loob nito, kabilang ang mga sakit. Pinapayagan nito ang pag-aaral ng proseso ng mutation, ang papel ng pagmamana at kapaligiran sa pagbuo ng phenotypic polymorphism ng tao ayon sa mga normal na katangian, pati na rin sa paglitaw ng mga sakit, lalo na sa namamana na predisposisyon. Ginagamit din ang paraang ito upang ipaliwanag ang kahalagahan ng mga genetic na kadahilanan sa anthropogenesis, lalo na sa pagbuo ng lahi.

4. Dermatoglyphic

Noong 1892 Si F. Galton, bilang isa sa mga pamamaraan para sa pag-aaral ng isang tao, ay nagmungkahi ng isang paraan para sa pag-aaral ng mga pattern ng suklay ng balat ng mga daliri at palad, pati na rin ang mga flexion palmar grooves. Itinatag niya na ang mga pattern na ito ay isang indibidwal na katangian ng isang tao at hindi nagbabago sa buong buhay. Sa kasalukuyan, ang namamana na kondisyon ng mga pattern ng balat ay naitatag, bagaman ang likas na katangian ng pamana ay hindi pa ganap na naipaliwanag. Marahil, ang katangian ay minana ayon sa ang polygenic type.Ang mga pag-aaral ng dermatoglyphic ay mahalaga sa pagkilala sa kambal. Ang pag-aaral ng mga taong may chromosomal na sakit ay nagsiwalat sa kanila ng mga tiyak na pagbabago hindi lamang sa mga pattern ng mga daliri at palad, kundi pati na rin sa likas na katangian ng mga pangunahing flexor grooves sa balat ng mga palad. Ang hindi gaanong pinag-aralan ay ang mga pagbabago sa dermatoglyphic sa mga sakit sa gene. Karaniwang, ang mga pamamaraang ito ng genetika ng tao ay ginagamit upang maitaguyod ang pagiging ama.

Ang pag-aaral ng mga imprint ng pattern ng balat ng mga palad at paa. Sa umiiral na mga indibidwal na pagkakaiba sa mga fingerprint, dahil sa mga kakaibang katangian ng pag-unlad ng indibidwal, mayroong ilang mga pangunahing klase ng mga ito. Ang mga kakaibang pagbabago sa mga fingerprint at mga pattern ng palad ay nabanggit sa isang bilang ng mga namamana-degenerative na sakit ng nervous system. Ang katangian ng Down's disease ay isang monkey (four-fingered) fold, na kumakatawan sa isang linya na dumadaan sa buong palad sa nakahalang direksyon. Sa kasalukuyan, ang pamamaraan ay pangunahing ginagamit sa forensic na gamot.

5. Biochemical

Ang mga namamana na sakit na sanhi ng mga mutation ng gene na nagbabago sa istraktura o rate ng synthesis ng protina ay kadalasang sinasamahan ng isang paglabag sa carbohydrate, protina, lipid at iba pang uri ng metabolismo. Maaaring masuri ang mga namamana na metabolic defect sa pamamagitan ng pagtukoy sa istruktura ng binagong protina o dami nito, pagtukoy ng mga may sira na enzyme, o pag-detect ng mga metabolic intermediate sa mga extracellular na likido sa katawan (dugo, ihi, pawis, atbp.). Halimbawa, ang pagsusuri sa mga pagkakasunud-sunod ng amino acid ng mutated hemoglobin na mga kadena ng protina ay naging posible upang makilala ang ilang mga namamana na depekto na pinagbabatayan ng isang bilang ng mga sakit, ? hemoglobinosis. Kaya, sa sickle cell anemia sa mga tao, ang abnormal na hemoglobin dahil sa mutation ay naiiba sa normal sa pamamagitan ng pagpapalit lamang ng isang amino acid (glutamic acid na may valine).
Sa pagsasanay sa pangangalagang pangkalusugan, bilang karagdagan sa pagtukoy ng mga homozygous carrier ng mutant genes, may mga pamamaraan para sa pag-detect ng mga heterozygous carrier ng ilang recessive genes, na lalong mahalaga sa medikal na genetic counseling. Kaya, sa phenotypically normal na heterozygotes para sa phenylketonuria (isang recessive mutant gene; sa homozygotes, ang metabolismo ng amino acid phenylalanine ay nabalisa, na humahantong sa mental retardation), pagkatapos kumuha ng phenylalanine, ang pagtaas ng nilalaman nito sa dugo ay napansin. Sa hemophilia, ang heterozygous na karwahe ng mutant gene ay maaaring maitatag sa pamamagitan ng pagtukoy sa aktibidad ng enzyme na nagbago bilang resulta ng mutation.

6. Cytogenetic

Ang cytogenetic na pamamaraan ay ginagamit upang pag-aralan ang normal na karyotype ng tao, pati na rin sa pagsusuri ng mga namamana na sakit na nauugnay sa genomic at chromosomal mutations. Bilang karagdagan, ang pamamaraang ito ay ginagamit sa pag-aaral ng mutagenic na aksyon ng iba't ibang mga kemikal na sangkap, pestisidyo, pamatay-insekto, parmasyutiko, atbp.
Sa panahon ng paghahati ng cell sa yugto ng metaphase, ang mga chromosome ay may mas malinaw na istraktura at magagamit para sa pag-aaral. Ang human diploid set ay binubuo ng 46 chromosome: 22 pares ng autosomes at isang pares ng sex chromosomes (XX para sa mga babae, XY para sa mga lalaki). Karaniwan, ang mga leukocyte ng dugo sa paligid ng tao ay sinusuri, na inilalagay sa isang espesyal na daluyan ng nutrisyon, kung saan sila ay nahahati. Pagkatapos ay inihahanda ang mga paghahanda at sinusuri ang bilang at istraktura ng mga kromosom. Ang pag-unlad ng mga espesyal na pamamaraan ng paglamlam ay lubos na pinasimple ang pagkilala sa lahat ng mga kromosom ng tao, at kasabay ng pamamaraan ng genealogical at mga pamamaraan ng cell at genetic engineering, naging posible na maiugnay ang mga gene sa mga tiyak na rehiyon ng mga kromosom. Ang kumplikadong aplikasyon ng mga pamamaraang ito ay sumasailalim sa pagmamapa ng mga kromosom ng tao. Ang cytological control ay kinakailangan para sa pagsusuri ng mga chromosomal disease na nauugnay sa ansuploidy at chromosomal mutations. Ang pinakakaraniwan ay ang Down's disease (trisomy sa 21st chromosome), Klinefelter's syndrome (47 XXY), Shershevsky's syndrome? Turner (45 XO), atbp. Ang pagkawala ng isang segment ng isa sa mga homologous chromosome ng ika-21 na pares ay humahantong sa isang sakit sa dugo? talamak na myeloid leukemia.
Ang mga cytological na pag-aaral ng interphase nuclei ng somatic cells ay maaaring magbunyag ng tinatawag na Barry body, o sex chromatin. Lumalabas na ang sex chromatin ay karaniwang naroroon sa mga babae at wala sa mga lalaki. Ito ay resulta ng heterochromatization ng isa sa dalawang X chromosome sa mga babae. Dahil alam ang feature na ito, posibleng matukoy ang kasarian at matukoy ang abnormal na bilang ng X chromosome.
Ang pagtuklas ng maraming mga namamana na sakit ay posible kahit na bago ang kapanganakan ng isang bata. Ang paraan ng prenatal diagnosis ay binubuo sa pagkuha ng amniotic fluid, kung saan matatagpuan ang mga selula ng fetus, at sa kasunod na biochemical at cytological na pagpapasiya ng mga posibleng namamana na anomalya. Nagbibigay-daan ito upang makagawa ng diagnosis maagang mga petsa pagbubuntis at magpasya kung ipagpapatuloy o wakasan ito.

7. Hybridization ng somatic cells

Sa tulong ng mga pamamaraang ito, ang pagmamana at pagkakaiba-iba ng mga somatic cell ay pinag-aralan, na nagbabayad para sa imposibilidad ng paglalapat ng hybridological analysis sa isang tao. Ang mga pamamaraang ito, batay sa pagpaparami ng mga selulang ito sa mga artipisyal na kondisyon, ay pinag-aaralan ang mga genetic na proseso sa mga indibidwal na selula ng katawan, at, dahil sa pagiging kapaki-pakinabang ng genetic na materyal, ginagamit ang mga ito upang pag-aralan ang genetic pattern ng buong organismo.

Ang mga hybrid na selula na naglalaman ng 2 kumpletong genome, sa panahon ng paghahati, ay kadalasang "nawawalan" ng mga kromosom, mas mabuti ng isa sa mga species. Kaya, posible na makakuha ng mga cell na may nais na hanay ng mga chromosome, na ginagawang posible na pag-aralan ang linkage ng mga gene at ang kanilang lokalisasyon sa ilang mga chromosome.
Salamat sa mga pamamaraan ng genetika ng mga somatic cell, posible na pag-aralan ang mga mekanismo ng pangunahing pagkilos at pakikipag-ugnayan ng mga gene, ang regulasyon ng aktibidad ng gene. Ang pag-unlad ng mga pamamaraang ito ay natukoy ang posibilidad ng tumpak na pagsusuri ng mga namamana na sakit sa panahon ng prenatal.

8. Paraan ng simulation

Pinag-aaralan niya ang mga sakit ng tao sa mga hayop na maaaring magdusa sa mga sakit na ito. Ito ay batay sa batas ni Vavilov ng homologous series ng hereditary variability, halimbawa, ang hemophilia na nauugnay sa sex ay maaaring pag-aralan sa mga aso, epilepsy sa mga kuneho, diabetes, muscular dystrophy - sa mga daga, cleft lip at palate - sa mga daga
Ang mga modelo sa biology ay ginagamit sa pagmomodelo biyolohikal na istruktura, mga function at proseso sa iba't ibang antas ng organisasyon ng buhay: molecular, subcellular, cellular, organ-systemic, organismic at population-biocenotic. Posible rin na magmodelo ng iba't ibang biological phenomena, gayundin ang mga kondisyon ng pamumuhay ng mga indibidwal, populasyon at ecosystem.
Sa biology, tatlong uri ng mga modelo ang pangunahing ginagamit: biological, physico-chemical, at mathematical (logical-mathematical). Ang mga biological na modelo ay nagpaparami ng ilang kundisyon o sakit na nangyayari sa mga tao o hayop sa mga hayop sa laboratoryo. Ginagawa nitong posible na pag-aralan sa eksperimento ang mga mekanismo ng paglitaw ng isang partikular na kondisyon o sakit, ang kurso at resulta nito, at maimpluwensyahan ang kurso nito. Ang mga halimbawa ng naturang mga modelo ay mga artipisyal na sapilitan na genetic disorder, mga nakakahawang proseso, pagkalasing, pagpaparami ng hypertonic at hypoxic na estado, malignant neoplasms, hyperfunction o hypofunction ng ilang organ, pati na rin ang mga neuroses at emosyonal na estado. Upang lumikha ng isang biological na modelo, iba't ibang mga paraan ng pag-impluwensya sa genetic apparatus, impeksyon sa mga microbes, ang pagpapakilala ng mga lason, ang pag-alis ng mga indibidwal na organo o ang pagpapakilala ng kanilang mga metabolic na produkto (halimbawa, mga hormone), iba't ibang mga epekto sa gitna at paligid. sistema ng nerbiyos, ang pagbubukod ng ilang partikular na substance mula sa pagkain, paglalagay sa isang artipisyal na nilikhang tirahan, at marami pang ibang paraan. Ang mga biological na modelo ay malawakang ginagamit sa genetics, physiology, at pharmacology.

9.Immunogenetic

Kasama sa pamamaraang immunological (serological) ang pag-aaral ng serum ng dugo, pati na rin ang iba pang mga biological na substrate para sa pagtuklas ng mga antibodies at antigens.
May mga serological na reaksyon at immunological na pamamaraan gamit ang pisikal at kemikal na mga label. Ang mga reaksyon ng serological ay batay sa pakikipag-ugnayan ng mga antibodies sa mga antigen at pagpaparehistro ng mga kasamang phenomena (agglutination, precipitation, lysis). Sa mga pamamaraan ng immunological, ginagamit ang mga pisikal at kemikal na label, na kasama sa nabuong antigen-antibody complex, na nagpapahintulot sa pagbuo ng complex na ito na maitala.
Ang klasikal na serodiagnosis ay batay sa pagtukoy ng mga antibodies sa isang kinilala o pinaghihinalaang pathogen. Ang isang positibong resulta ng reaksyon ay nagpapahiwatig ng pagkakaroon sa pagsusuri ng serum ng dugo ng mga antibodies sa mga antigens ng pathogen, ang isang negatibong resulta ay nagpapahiwatig ng kawalan ng ganoon.
Ang mga serological na reaksyon ay semi-quantitative at nagbibigay-daan upang matukoy ang titer ng antibody, i.e. ang maximum na pagbabanto ng test serum, kung saan ang isang positibong resulta ay sinusunod pa rin.
Ang pagtuklas ng mga antibodies sa causative agent ng isang bilang ng mga nakakahawang sakit sa pinag-aralan na serum ng dugo ay hindi sapat upang makagawa ng diagnosis, dahil maaari itong sumasalamin sa pagkakaroon ng post-infectious o post-vaccination immunity. Kaya naman sinusuri ang paired sera - kinuha sa mga unang araw ng sakit at pagkatapos ng 7-10 araw. Sa kasong ito, ang pagtaas sa titer ng antibody ay tinasa. Ang isang diagnostic na makabuluhang pagtaas sa titer ng antibody sa pinag-aralan na serum ng dugo na may kaugnayan sa paunang antas ay 4 na beses o higit pa. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na seroconversion.
Sa mga kakaibang nakakahawang sakit, pati na rin sa hepatitis, impeksyon sa HIV at ilang iba pang mga sakit, ang mismong katotohanan ng pagtuklas ng mga antibodies ay nagpapahiwatig na ang pasyente ay nahawaan at may diagnostic na halaga.

Upang pag-aralan ang genetic apparatus ng tao, ang mga siyentipiko ay gumagamit ng mga espesyal na pamamaraan.

Ang mga pamamaraan para sa pag-aaral ng genetika ng tao ay iba-iba. Isaalang-alang natin ang ilan sa mga ito. Upang pag-aralan ang genetika ng tao, ang mga sumusunod na pamamaraan ay ginagamit:

• genealogical;
• populasyon;
• kambal;
• cytogenetic;
• biochemical;
• dermatoglyphic;
• pamamaraan ng genetika ng somatic cell;
• paraan ng pag-aaral ng patolohiya ng metabolismo.

pamamaraan ng genealogical

Gamit ang genealogical method, ang mga pedigree ay pinagsama-sama at sinusuri. Pinapayagan ka nitong itatag kung paano naililipat ang iba't ibang mga sakit. Ang mga pedigree ay pinagsama-sama ilang siglo na ang nakalilipas para sa mga maharlikang pamilya. Ngunit para sa pag-aaral ng genetika, ginamit lamang ang mga ito mula pa noong simula ng huling siglo. Ang isang halimbawa ay ang pag-aaral kung paano namamana ang hemophilia sa pamilya ni Reyna Victoria ng England. Ang isang pedigree ay madalas na pinagsama-sama para sa isang taong may sakit o para sa isang tagapagdala ng katangiang pinag-aaralan. Ang isa kung kanino ang pedigree ay pinagsama-sama ay tinatawag na isang proband, ang kanyang mga kapatid ay tinatawag na kapatid. Ang genealogical na paraan ng pag-aaral ng pedigree ay nagbibigay-daan sa iyo upang maitaguyod kung anong uri ang katangian ay minana. Mas mainam na gamitin ang pedigree method para sa malalaking pamilya. Nakakatulong ito na palitan ang hybridological na paraan, na malawakang ginagamit para sa mga hayop at halaman, ngunit hindi katanggap-tanggap para sa mga tao.

paraan ng populasyon

Pinag-aaralan ng paraan ng populasyon ang dalas ng paglitaw ng mga gene sa populasyon ng tao. Gamit ito, sinusuri nila ang posibilidad na magkaroon ng mga anak na may ilang mga katangian. Ginagawa rin nitong posible na malaman kung gaano kadalas ang recessive genes ay matatagpuan sa mga heterozygous na tao at upang masubaybayan ang pagkalat ng mga namamana na sakit.

kambal na pamamaraan

Ang mga pamamaraan para sa pag-aaral ng genetika ng tao ay gumagamit din ng mga materyales na nakolekta sa panahon ng mga obserbasyon ng kambal. Para magawa ito, pag-aralan ang magkatulad na kambal na naninirahan sa iba't ibang kondisyon. Dahil sa 100% na pagkakapareho ng mga gene sa magkatulad na kambal, nakakatulong ang kambal na paraan upang malaman kung paano nakakaapekto ang mga salik. kapaligiran sa genotype at mental na katangian ng isang tao.

Cytogenetic na pamamaraan

Ang pamamaraan ng pagsasaliksik ng cytogenetic ay pinag-aaralan ang istraktura ng mga chromosome, tinutukoy ang kanilang bilang at hugis, at nag-diagnose din ng mga namamana na sakit na nangyayari bilang isang resulta ng mga pagbabago sa kanilang bilang at istraktura ng mga chromosome. Para dito, ginagamit ang isang mikroskopyo. Upang gawing mas madaling makilala ang mga chromosome, sila ay nabahiran ng mga espesyal na pamamaraan. Ang cytogenetic na paraan ay nagbibigay-daan, halimbawa, upang makilala ang Klinefelter's syndrome. Ang sakit na ito ay may dagdag na X chromosome.

Paraan ng biochemical

Gamit ang biochemical method, tinutukoy ang lokasyon at likas na katangian ng mutation sa mga gene. Nakakatulong ito upang matukoy ang mga bata na may namamana na sakit, tulad ng sickle-cell anemia, sa pamamagitan ng komposisyon ng amino acid ng hemoglobin.

Pamamaraan ng Dermatoglyphic

Ang paraan ng dermatoglyphic ay ginagawang posible upang matukoy ang posibilidad ng isang namamana na sakit sa mga bata sa pamamagitan ng pagguhit ng mga linya sa mga palad ng mga magulang. Ito ay dahil sa ang katunayan na sa mga taong may namamana na chromosomal pathologies, ang pattern ng balat ay may mga kakaibang pagkakaiba.

Paraan ng genetics ng somatic cells

Ang mga pamamaraang ito ng pag-aaral ng genetika ay nakikibahagi sa pag-aaral ng pagmamana at pagkakaiba-iba ng mga somatic (non-sex) na mga selula, na binabayaran ang kawalan ng kakayahan na ilapat ang hybridological na pamamaraan. Para sa pananaliksik, ang mga cell ay pinalaganap sa mga artipisyal na kondisyon at ang mga genetic na proseso na nagaganap sa kanila ay sinusuri. Dahil ang namamana na materyal na nilalaman sa mga somatic cells ay kumpleto, ang mga resulta na nakuha ay maaaring mailapat sa buong organismo.

Paraan para sa pag-aaral ng patolohiya ng metabolismo

Ang mga pamamaraan ng pananaliksik sa genetika ng tao ay gumagamit ng pag-aaral ng metabolic pathology upang matukoy ang mga taong may kaukulang mga namamana na karamdaman. Sa sandaling ipinanganak ang isang sanggol, ang dugo ay kinuha mula sa hinlalaki ng paa. Ang pamamaraang ito ay nakakatulong upang malaman kung ang isang bagong panganak ay may phenylketonuria, isang namamana na sakit na nauugnay sa kapansanan sa metabolismo ng amino acid, na humahantong sa mental retardation. Dahil sa maagang pagsusuri, kung susundin mo ang isang espesyal na diyeta, ang sakit ay hindi nagpapakita mismo.

Mga pagkakaiba sa pagitan ng genetika ng tao at pangkalahatang genetika

Upang pag-aralan ang pagmamana ng mga katangian sa mga tao, ang parehong mga pamamaraan ng pananaliksik ay ginagamit tulad ng para sa mga hayop. Ang pagkakaiba lamang ay ang mga pamamaraan ng pag-aaral ng genetika ng tao ay hindi kasama ang hybridological na pamamaraan, na siyang pangunahing isa sa genetika ng mga hayop at halaman.

Para sa genetic na pananaliksik, ang isang tao ay isang hindi maginhawang bagay, dahil sa isang tao: ang eksperimentong pagtawid ay imposible; malaking bilang ng chromosome; huli na ang pagdadalaga; isang maliit na bilang ng mga inapo sa bawat pamilya; Ang pagkakapantay-pantay ng mga kondisyon ng pamumuhay para sa mga supling ay imposible.

Ang ilang mga pamamaraan ng pananaliksik ay ginagamit sa genetika ng tao.

pamamaraan ng genealogical

Ang paggamit ng pamamaraang ito ay posible sa kaso kung ang mga direktang kamag-anak ay kilala - ang mga ninuno ng may-ari ng namamana na katangian ( proband) sa mga linya ng ina at ama sa isang bilang ng mga henerasyon o ang mga inapo ng proband din sa ilang henerasyon. Kapag nag-compile ng mga pedigree sa genetics, ginagamit ang isang tiyak na sistema ng notasyon. Matapos i-compile ang pedigree, ang pagsusuri nito ay isinasagawa upang maitatag ang likas na katangian ng pagmamana ng katangiang pinag-aaralan.

Mga kombensiyon na pinagtibay sa paghahanda ng mga pedigree:
1 - tao; 2 - babae; 3 - hindi malinaw ang kasarian; 4 - ang may-ari ng pinag-aralan na katangian; 5 - heterozygous carrier ng pinag-aralan na recessive gene; 6 - kasal; 7 - kasal ng isang lalaki na may dalawang babae; 8 - kaugnay na kasal; 9 - mga magulang, mga anak at ang pagkakasunud-sunod ng kanilang kapanganakan; 10 - dizygotic twins; 11 - monozygotic na kambal.

Salamat sa pamamaraan ng genealogical, ang mga uri ng pamana ng maraming katangian sa mga tao ay natukoy. Kaya, ayon sa autosomal dominant type, polydactyly (isang tumaas na bilang ng mga daliri), ang kakayahang igulong ang dila sa isang tubo, brachydactyly (maiikling daliri dahil sa kawalan ng dalawang phalanges sa mga daliri), freckles, maagang pagkakalbo, fused mga daliri, siwang labi, siwang ng langit, mga katarata ng mata, pagkasira ng buto at marami pang iba. Ang albinism, pulang buhok, madaling kapitan sa polio, diabetes mellitus, congenital deafness, at iba pang mga katangian ay minana bilang autosomal recessive.

Ang nangingibabaw na katangian ay ang kakayahang igulong ang dila sa isang tubo (1) at ang recessive allele nito ay ang kawalan ng kakayahang ito (2).
3 - pedigree para sa polydactyly (autosomal dominant inheritance).

Ang ilang mga katangian ay minana na may kaugnayan sa sex: X-linked inheritance - hemophilia, color blindness; Y-linked - hypertrichosis ng gilid ng auricle, webbed toes. Mayroong ilang mga gene na matatagpuan sa mga homologous na rehiyon ng X at Y chromosomes, tulad ng pangkalahatang pagkabulag ng kulay.

Ang paggamit ng genealogical method ay nagpakita na sa isang kaugnay na pag-aasawa, kumpara sa isang walang kaugnayan, ang posibilidad ng mga deformidad, patay na panganganak, at maagang pagkamatay sa mga supling ay tumataas nang malaki. Sa mga kaugnay na pag-aasawa, ang mga recessive na gene ay kadalasang napupunta sa isang homozygous na estado, bilang isang resulta, ang ilang mga anomalya ay nabubuo. Isang halimbawa nito ay ang pamana ng hemophilia sa mga royal house ng Europe.

- hemophilic; - babaeng carrier

kambal na pamamaraan

1 - monozygotic twins; 2 - dizygotic twins.

Ang mga batang ipinanganak sa parehong oras ay tinatawag na kambal. Sila ay monozygotic(magkapareho) at dizygotic(iba-iba).

Ang mga monozygotic na kambal ay nabubuo mula sa isang zygote (1), na nahahati sa dalawa (o higit pang) bahagi sa panahon ng pagdurog. Samakatuwid, ang gayong kambal ay genetically identical at palaging pareho ang kasarian. Ang monozygotic twins ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na antas ng pagkakatulad ( konkordansiya) sa maraming mga paraan.

Ang dizygotic twins ay nabubuo mula sa dalawa o higit pang mga itlog na sabay-sabay na na-ovulate at na-fertilize ng iba't ibang spermatozoa (2). Samakatuwid, mayroon silang magkakaibang genotype at maaaring pareho o magkaibang kasarian. Hindi tulad ng monozygotic twins, dizygotic twins ay nailalarawan sa pamamagitan ng discordance - dissimilarity sa maraming paraan. Ang data sa concordance ng kambal para sa ilang mga palatandaan ay ibinigay sa talahanayan.

palatandaan	Concordance, %
	Monozygotic na kambal	dizygotic na kambal
Normal
Pangkat ng dugo (AB0)	100	46
Kulay ng mata	99,5	28
Kulay ng Buhok	97	23
Patolohiya
Clubfoot	32	3
"Hare Lip"	33	5
Bronchial hika	19	4,8
Tigdas	98	94
Tuberkulosis	37	15
Epilepsy	67	3
Schizophrenia	70	13

Tulad ng makikita mula sa talahanayan, ang antas ng concordance ng monozygotic twins para sa lahat ng mga katangian sa itaas ay makabuluhang mas mataas kaysa sa dizygotic twins, ngunit ito ay hindi ganap. Bilang isang patakaran, ang discordance ng monozygotic twins ay nangyayari bilang isang resulta ng intrauterine development disorder ng isa sa kanila o sa ilalim ng impluwensya ng panlabas na kapaligiran, kung ito ay naiiba.

Salamat sa kambal na paraan, ang namamana na predisposisyon ng isang tao sa isang bilang ng mga sakit ay nilinaw: schizophrenia, epilepsy, diabetes mellitus at iba pa.

Ang mga obserbasyon sa monozygotic na kambal ay nagbibigay ng materyal para sa pagpapalabas ng papel ng pagmamana at kapaligiran sa pagbuo ng mga katangian. At sa ilalim panlabas na kapaligiran maunawaan hindi lamang ang mga pisikal na salik ng kapaligiran, kundi pati na rin ang mga kalagayang panlipunan.

Cytogenetic na pamamaraan

Batay sa pag-aaral ng mga chromosome ng tao sa normal at pathological na mga kondisyon. Karaniwan, ang isang karyotype ng tao ay may kasamang 46 chromosome - 22 pares ng autosome at dalawang sex chromosome. Ang paggamit ng pamamaraang ito ay naging posible upang makilala ang isang pangkat ng mga sakit na nauugnay alinman sa isang pagbabago sa bilang ng mga chromosome o sa mga pagbabago sa kanilang istraktura. Ang mga ganitong sakit ay tinatawag chromosomal.

Ang mga lymphocyte ng dugo ay ang pinakakaraniwang materyal para sa pagsusuri ng karyotypic. Ang dugo ay kinuha sa mga matatanda mula sa isang ugat, sa mga bagong silang - mula sa isang daliri, earlobe o sakong. Ang mga lymphocyte ay nilinang sa isang espesyal na daluyan ng nutrisyon, na, sa partikular, ay naglalaman ng mga sangkap na "puwersa" ang mga lymphocyte na masinsinang hatiin sa pamamagitan ng mitosis. Pagkaraan ng ilang oras, ang colchicine ay idinagdag sa kultura ng cell. Pinipigilan ng Colchicine ang mitosis sa antas ng metaphase. Sa panahon ng metaphase na ang mga chromosome ay pinaka-condensed. Susunod, ang mga cell ay inilipat sa mga glass slide, pinatuyo at nabahiran ng iba't ibang mga tina. Ang pangkulay ay maaaring a) routine (pantay-pantay na mantsa ang mga chromosome), b) differential (nakakakuha ng transverse striation ang mga chromosome, na may indibidwal na pattern ang bawat chromosome). Ang regular na paglamlam ay nagbibigay-daan sa iyo upang matukoy ang genomic mutations, matukoy ang pangkat na kabilang sa chromosome, at malaman kung saang grupo ang bilang ng mga chromosome ay nagbago. Ang pagkakaiba-iba ng paglamlam ay nagpapahintulot sa iyo na makilala ang chromosomal mutations, matukoy ang chromosome sa numero, alamin ang uri ng chromosomal mutation.

Sa mga kaso kung saan kinakailangan upang magsagawa ng karyotypic analysis ng fetus, ang mga cell ng amniotic (amniotic) fluid ay kinuha para sa paglilinang - isang halo ng fibroblast-like at epithelial cells.

Ang mga sakit sa Chromosomal ay kinabibilangan ng: Klinefelter syndrome, Turner-Shereshevsky syndrome, Down syndrome, Patau syndrome, Edwards syndrome at iba pa.

Ang mga pasyente na may Klinefelter's syndrome (47, XXY) ay palaging lalaki. Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng hindi pag-unlad ng mga glandula ng kasarian, pagkabulok ng mga seminiferous tubules, kadalasang mental retardation, mataas na paglaki (dahil sa hindi katimbang na mahabang mga binti).

Ang Turner-Shereshevsky syndrome (45, X0) ay sinusunod sa mga kababaihan. Ito ay nagpapakita ng sarili sa pagbagal ng pagbibinata, hindi pag-unlad ng mga gonad, amenorrhea (kawalan ng regla), kawalan ng katabaan. Ang mga babaeng may Turner-Shereshevsky syndrome ay maliit sa tangkad, ang katawan ay hindi katimbang - ang itaas na katawan ay mas binuo, ang mga balikat ay malawak, ang pelvis ay makitid - ang mas mababang mga paa't kamay ay pinaikli, ang leeg ay maikli na may mga fold, ang "Mongoloid" hugis ng mata at maraming iba pang mga palatandaan.

Ang Down syndrome ay isa sa mga pinakakaraniwang sakit sa chromosomal. Nabubuo ito bilang resulta ng trisomy sa chromosome 21 (47; 21, 21, 21). Ang sakit ay madaling masuri, dahil mayroon itong bilang ng mga katangiang katangian: pinaikling limbs, maliit na bungo, patag, malawak na tulay ng ilong, makitid na palpebral fissure na may pahilig na paghiwa, ang pagkakaroon ng isang fold ng itaas na takipmata, mental retardation. Ang mga paglabag sa istraktura ng mga panloob na organo ay madalas na sinusunod.

Ang mga sakit na Chromosomal ay nangyayari rin bilang resulta ng mga pagbabago sa mga chromosome mismo. Oo, pagtanggal R Ang braso ng autosome number 5 ay humahantong sa pagbuo ng "sigaw ng pusa" na sindrom. Sa mga bata na may ganitong sindrom, ang istraktura ng larynx ay nabalisa, at sa maagang pagkabata mayroon silang isang uri ng "meowing" na timbre ng boses. Bilang karagdagan, mayroong isang lag pag-unlad ng psychomotor at dementia.

Kadalasan, ang mga sakit sa chromosomal ay resulta ng mga mutasyon na naganap sa mga selula ng mikrobyo ng isa sa mga magulang.

Paraan ng biochemical

Binibigyang-daan kang makakita ng mga metabolic disorder na dulot ng mga pagbabago sa mga gene at, bilang resulta, mga pagbabago sa aktibidad ng iba't ibang mga enzyme. Ang mga namamana na metabolic na sakit ay nahahati sa mga sakit ng metabolismo ng karbohidrat (diabetes mellitus), metabolismo ng mga amino acid, lipid, mineral, atbp.

Ang Phenylketonuria ay tumutukoy sa mga sakit ng metabolismo ng amino acid. Na-block ang pagbabago mahahalagang amino acid phenylalanine sa tyrosine, habang ang phenylalanine ay na-convert sa phenylpyruvic acid, na pinalabas sa ihi. Ang sakit ay humahantong sa mabilis na pag-unlad ng demensya sa mga bata. Ang maagang pagsusuri at diyeta ay maaaring huminto sa pag-unlad ng sakit.

Pamamaraang istatistikal ng populasyon

Ito ay isang paraan ng pag-aaral ng pamamahagi ng mga namamana na katangian (minanang sakit) sa mga populasyon. Ang isang mahalagang punto kapag ginagamit ang paraang ito ay ang pagpoproseso ng istatistika ng nakuhang data. Sa ilalim populasyon maunawaan ang kabuuan ng mga indibidwal ng parehong species, naninirahan sa isang tiyak na teritoryo sa loob ng mahabang panahon, malayang nagsasama sa isa't isa, pagkakaroon ng isang karaniwang pinagmulan, isang tiyak na genetic na istraktura at, sa isang antas o iba pa, nakahiwalay sa iba pang mga populasyon ng mga indibidwal. ng isang ibinigay na species. Ang populasyon ay hindi lamang isang anyo ng pag-iral ng isang species, kundi isang yunit din ng ebolusyon, dahil ang batayan ng mga microevolutionary na proseso na nagtatapos sa pagbuo ng isang species ay genetic transformations sa mga populasyon.

Ang pag-aaral ng genetic structure ng mga populasyon ay tumatalakay sa isang espesyal na seksyon ng genetics - genetika ng populasyon. Sa mga tao, tatlong uri ng populasyon ang nakikilala: 1) panmictic, 2) demes, 3) isolates, na naiiba sa bawat isa sa bilang, dalas ng kasal sa loob ng grupo, ang proporsyon ng mga imigrante, at paglaki ng populasyon. Populasyon malaking lungsod tumutugma sa populasyon ng panmictic. Ang mga genetic na katangian ng anumang populasyon ay kinabibilangan ng mga sumusunod na tagapagpahiwatig: 1) gene pool(ang kabuuan ng mga genotype ng lahat ng indibidwal ng isang populasyon), 2) mga frequency ng gene, 3) mga frequency ng genotype, 4) mga frequency ng phenotype, sistema ng kasal, 5) mga salik na nagbabago sa mga frequency ng gene.

Upang matukoy ang mga dalas ng paglitaw ng ilang mga gene at genotypes, batas ng hardy-weinberg.

Batas ng Hardy-Weinberg

Sa isang perpektong populasyon, mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon, ang isang mahigpit na tinukoy na ratio ng mga frequency ng nangingibabaw at recessive na mga gene (1), pati na rin ang ratio ng mga frequency ng genotypic na klase ng mga indibidwal (2) ay pinapanatili.

p + q = 1, (1)
R 2 + 2pq + q 2 = 1, (2)

saan p- dalas ng paglitaw ng nangingibabaw na gene A; q- ang dalas ng paglitaw ng recessive gene a; R 2 - ang dalas ng paglitaw ng mga homozygotes para sa nangingibabaw na AA; 2 pq- dalas ng paglitaw ng Aa heterozygotes; q 2 - ang dalas ng paglitaw ng mga homozygotes para sa recessive aa.

Ang perpektong populasyon ay isang sapat na malaki, panmictic (panmixia - libreng pagtawid) na populasyon, kung saan walang proseso ng mutation, natural na pagpili at iba pang mga kadahilanan na nakakagambala sa balanse ng mga gene. Malinaw na ang perpektong populasyon ay hindi umiiral sa kalikasan; sa mga tunay na populasyon, ang batas ng Hardy-Weinberg ay ginagamit kasama ng mga susog.

Ang batas ng Hardy-Weinberg, sa partikular, ay ginagamit upang halos bilangin ang mga carrier ng recessive genes para sa mga namamana na sakit. Halimbawa, ang phenylketonuria ay kilala na nangyayari sa rate na 1:10,000 sa isang partikular na populasyon. Ang Phenylketonuria ay minana sa isang autosomal recessive na paraan, samakatuwid, ang mga pasyente na may phenylketonuria ay may aa genotype, iyon ay q 2 = 0.0001. Mula rito: q = 0,01; p= 1 - 0.01 = 0.99. Ang mga carrier ng recessive gene ay may Aa genotype, iyon ay, sila ay heterozygotes. Ang dalas ng paglitaw ng heterozygotes (2 pq) ay 2 0.99 0.01 ≈ 0.02. Konklusyon: sa populasyon na ito, humigit-kumulang 2% ng populasyon ang mga carrier ng phenylketonuria gene. Kasabay nito, maaari mong kalkulahin ang dalas ng paglitaw ng mga homozygotes para sa nangingibabaw (AA): p 2 = 0.992, mas mababa sa 98%.

Ang isang pagbabago sa balanse ng mga genotypes at alleles sa isang panmictic na populasyon ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng patuloy na kumikilos na mga kadahilanan, na kinabibilangan ng: proseso ng mutation, mga alon ng populasyon, paghihiwalay, natural na pagpili, gene drift, emigration, imigrasyon, inbreeding. Ito ay salamat sa mga phenomena na ito na lumitaw ang isang elementarya na evolutionary phenomenon - isang pagbabago sa genetic na komposisyon ng isang populasyon, na siyang paunang yugto sa proseso ng speciation.

Ang genetika ng tao ay isa sa mga pinaka masinsinang umuunlad na sangay ng agham. Ito ang teoretikal na batayan ng gamot, ay nagpapakita ng biological na batayan ng mga namamana na sakit. Ang pag-alam sa genetic na kalikasan ng mga sakit ay nagbibigay-daan sa iyo upang makagawa ng tumpak na pagsusuri sa oras at isagawa ang kinakailangang paggamot.

Pumunta sa lektura №21"Pagbabago"

Pinag-aaralan ng genetika ng tao ang mga phenomena ng pagmamana at pagkakaiba-iba sa mga populasyon ng tao, ang mga tampok ng pamana ng mga katangian sa pamantayan at ang kanilang mga pagbabago sa ilalim ng impluwensya ng mga kondisyon sa kapaligiran.

Ang tao bilang isang object ng genetic analysis. Ang pag-aaral ng genetika ng tao ay nauugnay sa malalaking kahirapan:

1. Imposible ng eksperimento.

Ang isa sa mga unang kondisyon ng pagsusuri ng hybridological sa mga tao ay hindi magagawa, dahil imposible ang mga eksperimentong kasal sa mga tao. Ang mga tao ay nagpakasal nang walang anumang "pang-eksperimentong" layunin.

1. Complex karyotype - maraming chromosome at linkage group.

Ang 23 pares ng chromosome ay nagpapalubha ng genetic at cytological mapping, na kung saan ay binabawasan ang mga posibilidad ng genetic analysis.

1. tagal ng pagbabago ng henerasyon.

Ito ay tumatagal ng isang average ng 30 taon upang baguhin ang isang henerasyon. Samakatuwid, hindi maaaring obserbahan ng geneticist ang higit sa isa o dalawang henerasyon.

1. Maliit na bilang ng mga supling.

Ang laki ng pamilya sa kasalukuyan ay napakaliit na hindi nito pinapayagan ang isa na suriin ang paghahati ng mga katangian sa mga supling sa loob ng parehong pamilya.

1. Ang imposibilidad ng paglikha ng parehong mga kondisyon ng pamumuhay.

Para sa mga tao, ang konsepto ng "kapaligiran" ay may mas malawak na katangian kaysa sa mga hayop at halaman. Bukod sa mga salik tulad ng ehersisyo, nutrisyon, pabahay, klima, ang kapaligiran ng isang tao ay ang mga kondisyon ng kanyang buhay panlipunan, at hindi karapat-dapat na baguhin sa kahilingan ng geneticist.

Mga pangunahing pamamaraan para sa pag-aaral ng genetika ng tao

1. ako.Klinikal at genealogical na pamamaraan

Genealogy sa malawak na kahulugan ng salitang pedigree - genealogical method - paraan ng pedigrees. Ipinakilala siya huli XIX siglo ni F. Galton at batay sa pagbuo ng mga pedigree at pagsubaybay sa isang sakit (o katangian) sa isang pamilya o genus, na nagpapahiwatig ng uri ng mga ugnayan ng pamilya sa pagitan ng mga miyembro ng pedigree. Sa kasalukuyan, ito ang pinaka-unibersal at malawakang ginagamit sa paglutas ng teoretikal at inilapat na mga problema.

Ang pamamaraan ay nagpapahintulot sa iyo na itakda

1) kung ang katangiang ito ay namamana

2) uri ng mana at pagpasok ng gene

3) imungkahi ang genotype ng mga indibidwal ng pedigree

4) tukuyin ang posibilidad na magkaroon ng isang bata na may sakit na pinag-aaralan

5) intensity ng proseso ng mutation

6) ginagamit upang mag-compile ng mga genetic na mapa ng mga chromosome

Kaya, ang layunin ng pamamaraan ng genealogical ay nabawasan sa paglilinaw ng mga ugnayan ng pamilya at sa pagsubaybay sa isang katangian o sakit sa mga malapit at malayo, direkta at hindi direktang mga kamag-anak. Sa teknikal, binubuo ito ng mga sumusunod na hakbang.

Mga yugto ng pagsusuri sa genealogical:

1) koleksyon ng data sa lahat ng mga kamag-anak ng paksa (kasaysayan)

2) pagbuo ng pedigree

3) pagsusuri ng pedigree at konklusyon

Ang pagiging kumplikado ng pagkuha ng isang anamnesis ay nakasalalay sa katotohanan na ang proband ay dapat na alam na rin ang karamihan sa kanyang mga kamag-anak at ang kanilang estado ng kalusugan. Proband - isang taong nag-apply sa isang medikal na konsultasyon ng genetic, kung kanino itinatayo ang isang pedigree, at kung kanino natanggap ang impormasyon tungkol sa parehong sakit mula sa mga kamag-anak. Sibs ay magkapatid sa proband.

Mga uri ng mana:

1. Autosomal na nangingibabaw

1. may sakit sa bawat henerasyon

2. anak na may sakit sa mga magulang na may sakit

3. pare-parehong apektado ang mga lalaki at babae

4. ang mana ay patayo at pahalang

5. probabilidad ng mana 100%, 75% at 50%.

Ang mga palatandaang ito ay lilitaw lamang nang may ganap na pangingibabaw, dahil ang polydactyly, pekas, kulot na buhok, kayumangging mga mata, atbp. ay namamana sa mga tao. Sa hindi kumpletong pangingibabaw, lilitaw ang isang intermediate na anyo ng mana. Sa hindi kumpletong pagtagos ng gene, ang mga pasyente ay maaaring wala sa bawat henerasyon.

2. Autosomal recessive

1. walang sakit sa bawat henerasyon
2. pantay na apektado ang mga lalaki at babae
3. ang mana ay higit sa lahat pahalang
4. posibilidad ng mana 25, 50 at 100%

Kadalasan, ang posibilidad na magmana ng ganitong uri ng sakit ay 25%, dahil dahil sa kalubhaan ng sakit, ang mga pasyente ay hindi nabubuhay hanggang sa edad ng panganganak o hindi nag-aasawa. Ito ay kung paano namamana ang phenylketonuria, sickle cell anemia, asul na mata, atbp.

3. X-linked recessive na uri ng mana

1. walang sakit sa bawat henerasyon
2. sa malusog na magulang may sakit na bata
3. karamihan sa mga lalaki ay apektado
4. ang mana ay halos pahalang
5. posibilidad ng mana 25% sa lahat ng mga bata at 50% sa mga lalaki

Mga halimbawa: hemophilia, color blindness, hereditary anemia, muscular dystrophy, atbp.

4. X-linked nangingibabaw ang pattern ng inheritance ay katulad ng autosomal dominant, maliban na ipinapasa ng lalaki ang katangiang ito sa lahat ng mga anak na babae

Halimbawa: rickets na lumalaban sa paggamot sa bitamina D, tooth enamel hypoplasia, follicular hyperkeratosis.

5. Hollandic

1. mga pasyente sa lahat ng henerasyon
2. lalaki lang ang nagkakasakit
3. ang isang may sakit na ama ay may sakit sa lahat ng kanyang mga anak
4. ang posibilidad ng mana ay 100% sa mga lalaki.

Mga halimbawa: hypertrichosis ng auricle, lamad sa pagitan ng pangalawa at pangatlong daliri; isang gene na tumutukoy sa pag-unlad ng mga testicle. Ang mga palatandaan ng Holland ay hindi makabuluhan sa namamana na patolohiya ng tao.

II. Cytogenetic na pamamaraan

Sa kasalukuyan, ang cytogenetic na pamamaraan sa genetika ay sumasakop sa isang makabuluhang lugar. Ang paggamit ng pamamaraang ito ay ginagawang posible na pag-aralan ang morphological na istraktura ng mga indibidwal na chromosome at ang karyotype sa kabuuan, matukoy ang genetic na kasarian ng organismo, at masuri din ang iba't ibang mga chromosomal na sakit na nauugnay sa isang paglabag sa bilang ng mga chromosome o isang paglabag sa kanilang istraktura. Ang pamamaraan ay ginagamit upang pag-aralan ang proseso ng mutation at gumawa ng mga genetic na mapa ng mga chromosome. Ang pamamaraan ay kadalasang ginagamit sa prenatal diagnosis ng chromosomal disease.

Ang cytogenetic na pamamaraan ay batay sa isang mikroskopikong pag-aaral ng karyotype at kasama ang mga sumusunod na hakbang:

Paglilinang ng mga selula ng tao (karaniwan ay mga lymphocytes) sa artipisyal na nutrient media

Pagpapasigla ng mitoses ng phytohemagglutinin (PHA)

Pagdaragdag ng colchicine (sinisira ang mga hibla ng spindle) upang ihinto ang mitosis sa yugto ng metaphase

Paggamot ng mga cell na may isang hypotonic solution, bilang isang resulta kung saan ang mga chromosome ay gumuho at malayang nagsisinungaling

Paglamlam ng Chromosome

Microscopic na pagsusuri (mga programa sa computer).

Mga cytological na mapa ng chromosome -

Mga genetic na mapa ng chromosome, ibig sabihin, mga scheme na naglalarawan sa pagsasaayos ng mga gene at iba pang genetic na elemento sa chromosome, na nagpapahiwatig ng distansya sa pagitan ng mga ito. Ang genetic na distansya ay tinutukoy ng dalas ng recombination sa pagitan ng mga homologous chromosome (ang distansya sa pagitan ng mga gene ay direktang proporsyonal sa dalas ng pagtawid) at ipinahayag sa centimorganides (cM). Ang isang centimorganide ay tumutugma sa isang dalas ng recombination na katumbas ng 1%............ Ang ganitong mga genetic na mapa, bilang karagdagan sa imbentaryo ng mga gene, ay sumasagot sa tanong ng pagkakasangkot ng mga gene sa pagbuo ng mga indibidwal na katangian ng isang organismo.

Ang pamamaraan ay nagbibigay-daan upang matukoy ang genomic (halimbawa, Down's disease) at chromosomal (cat's cry syndrome) mutations. Ang mga Chromosomal aberration ay tinutukoy ng bilang ng chromosome, maikli o mahabang braso, at labis (+) o kakulangan (-) ng genetic material.

1. III.kambal na pamamaraan

Ang pamamaraan ay binubuo sa pag-aaral ng mga pattern ng pagmamana ng mga katangian sa mga pares ng monozygotic at dizygotic na kambal. Pinapayagan ka nitong matukoy ang correlative na papel ng pagmamana (genotype) at kapaligiran sa pagpapakita ng iba't ibang mga palatandaan, parehong normal at pathological. Pinapayagan kang makilala ang namamana na katangian ng katangian, matukoy ang pagtagos ng allele, suriin ang pagiging epektibo ng pagkilos sa katawan ng ilang mga panlabas na kadahilanan (mga gamot, pagsasanay, edukasyon).

Ang kakanyahan ng pamamaraan ay upang ihambing ang pagpapakita ng isang katangian sa iba't ibang grupo ng mga kambal, na isinasaalang-alang ang pagkakapareho o pagkakaiba sa kanilang mga genotype.

Mayroong mono at dizygotic na kambal.

Ang mga monozygotic na kambal ay nabuo mula sa isang fertilized na itlog. Mayroon silang eksaktong parehong genotype, dahil. may 100% karaniwang mga gene. At kung naiiba sila sa phenotype, kung gayon ito ay dahil sa impluwensya ng mga kadahilanan sa kapaligiran.

Ang dizygotic na kambal ay nabuo pagkatapos ng pagpapabunga sa pamamagitan ng spermatozoa ng ilang sabay-sabay na hinog na mga itlog. Ang mga kambal ay magkakaroon ng ibang genotype at ang kanilang mga phenotypic na pagkakaiba ay dahil sa parehong genotype at mga salik sa kapaligiran.

Ang porsyento ng pagkakatulad ng isang pangkat ng kambal para sa katangiang pinag-aaralan ay tinatawag na concordance, at ang porsyento ng pagkakaiba ay discordance. Dahil ang monozygotic twins ay may parehong genotype, ang katangian ay nabubuo sa parehong kambal, ang kanilang concordance ay mas mataas kaysa sa dizygotic twins. Ang paghahambing ng mga monozygotic na kambal na pinalaki sa iba't ibang mga kondisyon ay ginagawang posible upang makilala ang mga palatandaan sa pagbuo kung saan ang mga kadahilanan sa kapaligiran ay may mahalagang papel; ayon sa mga palatandaang ito, ang pagkakaiba-iba ay sinusunod sa pagitan ng mga kambal, i.e. pagkakaiba.

Upang masuri kung pagmamana at kapaligiran sa pagbuo ng isang partikular na katangian, ginagamit ang formula ng Holzinger:

S MZ - S DZ

H \u003d --------------------- x 100 E \u003d 100 - H

H - ang papel ng pagmamana, E - ang papel ng kapaligiran

Habang umuunlad ang pag-unlad mga teoretikal na pundasyon kambal na pamamaraan ay unti-unting nabuo ang isang espesyal na seksyon ng mga pag-aaral na ito - ang paraan ng kontrol ng kapareha. Binibigyang-daan kang suriin ang therapeutic effect ng mga bagong pharmacological agent sa iba't ibang paraan pangangasiwa, galugarin ang mga yugto ng kanilang pagkilos, ipakita ang mga pagkakaiba sa mga pharmacokinetics ng bago at lumang mga gamot). Ang pamamaraan ay ginagamit sa predispose sa iba't ibang sakit Mga pangunahing salita: ischemic heart disease, peptic ulcer, rayuma, mga nakakahawang sakit, mga tumor.

IV. Pamamaraang istatistikal ng populasyon

Sa tulong nito, ang mga namamana na katangian ay pinag-aaralan sa malalaking pangkat ng populasyon, sa isa o ilang henerasyon. Ito ay nagbibigay-daan sa iyo upang matukoy ang dalas ng paglitaw sa isang populasyon ng iba't ibang mga alleles ng isang gene at iba't ibang mga genotype para sa mga alleles na ito, upang malaman ang pamamahagi ng iba't ibang mga namamana na katangian sa loob nito, kabilang ang mga sakit. Pinapayagan ka nitong pag-aralan ang proseso ng mutation, ang papel ng pagmamana at kapaligiran sa paglitaw ng mga sakit, lalo na ang mga may namamana na predisposisyon. Ang mahalagang punto ng paggamit ng pamamaraang ito ay ang pagpoproseso ng istatistika ng data na nakuha batay sa batas ng genetic equilibrium ng Hardy-Weinberg.

Ang mathematical expression ng batas ay ang formula (pA + qa) 2 kung saan ang p at q ay ang mga frequency ng paglitaw ng alleles A at a ng kaukulang gene. Ang pagsisiwalat ng formula na ito ay ginagawang posible upang makalkula ang dalas ng paglitaw ng mga taong may iba't ibang genotypes at, una sa lahat, heterozygotes - mga carrier ng nakatagong recessive allele: p 2 AA + 2pq + q 2 aa.

Gayunpaman, bago pag-usapan praktikal na aplikasyon sa mga formula na ito, dapat tandaan ang mga kondisyon para sa paglitaw ng equilibrium ng mga genotype sa mga populasyon:

1) Ang pagkakaroon ng panmixia, i.e. random na pagpili ng mga mag-asawa

2) Walang pag-agos ng mga alleles na dulot ng mutational pressure

3) Ang kawalan ng pag-agos ng mga alleles na dulot ng pagpili.

4) Pantay na fecundity ng heterozygotes at homozygotes

5) Ang mga henerasyon ay hindi dapat mag-overlap sa oras

6) Ang laki ng populasyon ay dapat sapat na malaki.

Ang mga kilalang geneticist ay nagpapansin na kahit na ang hanay ng mga kundisyon na ito ay hindi maaaring matugunan sa anumang partikular na populasyon, sa karamihan ng mga kaso ang mga kalkulasyon ayon sa batas ng Hardy-Weinberg ay napakalapit sa katotohanan na ang batas na ito ay lubos na angkop para sa pagsusuri ng genetic na istraktura ng mga populasyon.

Halimbawa……..

Halimbawa, halos walang homozygotes para sa HbS gene sa Belarus, at sa West Africa ang kanilang dalas ay nag-iiba mula 25% sa Cameroon hanggang 40% sa Tanzania. Ang pag-aaral ng pamamahagi ng mga gene sa populasyon ng iba't ibang mga heograpikal na lugar (genogeography) ay ginagawang posible upang maitatag ang mga sentro ng pinagmulan ng iba't ibang mga grupong etniko at ang kanilang paglipat, upang matukoy ang panganib ng mga namamana na sakit sa ilang mga indibidwal.

V. Paraan ng dermatoglyphics at palmoscopy (dactyloscopy)

Noong 1892, iminungkahi si Galton bilang isa sa mga pamamaraan para sa pag-aaral ng genetika ng tao - Ito ay isang paraan para sa pag-aaral ng mga pattern ng skin comb ng mga daliri at palad, pati na rin ang mga flexion palmar grooves. Ang mga pattern na ito ay isang indibidwal na katangian ng isang tao at hindi nagbabago sa panahon ng kanyang buhay, sila ay naibalik pagkatapos ng pinsala (burns).

Halimbawa (Galton, Gioconda)

Napagtibay na ngayon na ang katangian ay minana ayon sa polygenic na uri at ang ina ay may malaking impluwensya sa likas na katangian ng daliri at palmar pattern sa pamamagitan ng mekanismo ng cytoplasmic heredity.

Natagpuan ang pamamaraan malawak na aplikasyon sa criminalistics, pagkilala sa zygosity ng kambal, pagtatatag ng paternity. Ang mga pagbabago sa katangian sa mga pattern na ito ay sinusunod sa ilang mga chromosomal na sakit ( s-m Pababa, Klinefelter, Sher.-Turner).

VI. Mga pamamaraan ng biochemical

Binibigyang-daan kang pag-aralan ang mga namamana na sakit na dulot ng mutations ng gene - ang mga sanhi ng metabolic disease (phenylketonuria, sickle cell anemia). Gamit ang pamamaraang ito, higit sa 1000 congenital metabolic disease ang inilarawan, para sa marami sa kanila ang isang depekto sa pangunahing produkto ng gene ay natukoy. Ang pinakakaraniwan sa mga sakit na ito ay ang mga sakit na nauugnay sa mga may sira na enzyme, istruktura, transportasyon o iba pang mga protina.

Ang pamamaraan ay batay sa pag-aaral ng aktibidad ng mga sistema ng enzyme: alinman sa pamamagitan ng aktibidad ng enzyme mismo, o sa dami ng mga produkto ng pagtatapos ng reaksyon na na-catalyze ng enzyme na ito.

Ang mga depekto ng enzyme ay tinutukoy sa pamamagitan ng pagtukoy sa nilalaman sa dugo at ihi ng mga produktong metabolic na nagreresulta mula sa paggana ng protina na ito. Ang kakulangan ng panghuling produkto, na sinamahan ng akumulasyon ng mga intermediate at by-product ng may kapansanan sa metabolismo, ay nagpapahiwatig ng isang depekto sa enzyme o kakulangan nito sa katawan.

Sa tulong ng mga biochemical stress test, ang mga heterozygous carrier ng pathological genes, tulad ng phenylketonuria, ay maaaring makita. Ang sinusuri na tao ay tinuturok sa ugat ng isang tiyak na halaga ng amino acid na phenylalanine at ang konsentrasyon nito sa dugo ay tinutukoy sa mga regular na pagitan. Kung ang isang tao ay homozygous para sa dominanteng gene (AA), kung gayon ang konsentrasyon ng phenylalanine sa dugo ay mabilis na bumalik sa antas ng kontrol, at kung siya ay heterozygous (Aa), kung gayon ang pagbaba sa konsentrasyon ng phenylalanine ay dalawang beses nang mas mabagal.

Katulad nito, ang mga pagsusuri ay isinasagawa na nagpapakita ng isang predisposisyon sa diabetes mellitus, hypertension at iba pang mga sakit.

VII. Mga pamamaraan ng recombinant DNA

Pinapayagan nila ang pagsusuri ng mga fragment ng DNA, paghahanap at paghihiwalay ng mga indibidwal na gene at mga segment ng gene at pagtatatag ng pagkakasunud-sunod ng nucleotide sa kanila. Kasama sa pamamaraang ito ang paraan ng pag-clone ng DNA. Ang terminong "cloning" ay nangangahulugan na ang isang gene ay na-clone, na ihiwalay ng mga espesyal na pamamaraan, ang istraktura nito ay pinag-aralan, ang gene cloning ay nangangahulugan din na ang isang protina ay kilala, ang synthesis na kung saan ay kinokontrol ng kaukulang gene. Sa batayan ng mga naka-clone na gene, nililikha ang "genomic na mga aklatan" at mga internasyonal na databank. Ang sinumang espesyalista sa mundo ay halos malayang makapasok sa mga databank na ito at magagamit ang impormasyong nakolekta doon para sa mga layunin ng pananaliksik. Ang data ng mga genomic na aklatan ay malawakang ginagamit sa pagpapatupad ng "human genome" na programa. (Koleksyon ng mga fragment ng DNA mula sa buong genome)

Ang tagumpay ng programang ito ay naging posible upang makatotohanang masuri ang mga pag-andar ng mga gene sa katawan ng tao. Bagama't hindi pa magagamit ang impormasyon para sa higit sa isang-kapat ng mga gene, para sa dalawang-katlo ng mga gene ito ay ganap na naitatag o maaaring tantiyahin. Gayundin, ang labis na kawili-wiling impormasyon ay nakuha sa paglahok ng mga gene sa pagbuo at paggana ng mga indibidwal na organo at tisyu. katawan ng tao. Ito ay lumabas na ang pinakamalaking bilang ng mga gene ay kinakailangan para sa pagbuo ng utak at pagpapanatili ng aktibidad nito, at ang pinakamaliit para sa paglikha ng mga pulang selula ng dugo - 8 mga gene lamang. Ang impormasyong ito ay makakatulong upang maunawaan ang mga genetic na programa para sa pag-unlad at paggana ng katawan ng tao, ang mga sanhi ng kanser at pagtanda. Ang pagbubunyag ng molecular na batayan ng mga sakit ay makakatulong upang dalhin ang mga pamamaraan ng kanilang maagang pagsusuri sa isang bagong antas, at, samakatuwid, upang magsagawa ng isang mas sopistikado at matagumpay na paglaban sa mga sakit. Ang mga pamamaraan tulad ng, halimbawa, naka-target na paghahatid ng mga gamot sa mga apektadong selula, pagpapalit ng mga may sakit na gene ng malusog, at marami pang iba ay nagiging bahagi ng arsenal ng modernong gamot.

VIII. Mga pamamaraan ng genetika ng mga somatic cells

Sa tulong ng mga pamamaraang ito, ang pagmamana at pagkakaiba-iba ng mga somatic cell ay pinag-aralan, na higit sa lahat ay nagbabayad para sa imposibilidad ng paglalapat ng hybridological na pamamaraan sa isang tao.

Ang mga kultura ng mga somatic cell ng tao ay nakuha mula sa biopsy material ( peripheral na dugo, balat, tumor tissue, embryonic tissue, mga cell mula sa amniotic fluid).

Sa genetika ng tao, ang sumusunod na apat na pamamaraan ay ginagamit.

1. Simple cultivation - ang mga cell ay angkop para sa cytogenetic, biochemical, immunological at iba pang pag-aaral.

2. Cloning - pagkuha ng mga inapo ng isang cell. Ginagawa nitong posible na magsagawa ng biochemical analysis ng mga proseso na tinutukoy ng genetically sa genetically identical na mga cell.

3. Ang pagpili ng mga somatic cells gamit ang artipisyal na media ay ginagamit upang piliin ang mutant cells na may ilang mga katangian, ang pagpili ng hybrid na mga cell. Ang pamamaraan ay malawakang ginagamit upang pag-aralan ang mga mutasyon ng gene (mga mekanismo, kusang-loob at sapilitan na dalas).

4. Ang hybridization ng mga somatic cell ay batay sa pagsasanib ng mga co-cultured na mga cell ng iba't ibang uri. Kapag ipinakilala sa cell culture RNA-soda. Ang Sendai virus ay hindi aktibo sa pamamagitan ng ultraviolet irradiation - ang dalas ng hybridization ay makabuluhang nadagdagan. Heterokaryon - 2 nuclei ng iba't ibang mga cell sa parehong cytoplasm. Pagkatapos ng mitosis, dalawang single-nuclear cells ang nabuo - mga synkaryo - isang tunay na hybrid na cell na naglalaman ng mga chromosome ng parehong orihinal na mga cell. Sa hinaharap, mayroong unti-unting pag-alis ng mga chromosome ng organismo na ang mga selula ay may mas mabagal na rate ng pagpaparami.

Ang pagkawala ng mga chromosome ay random at samakatuwid sa isang malaking bilang ng mga hybrid ay palaging makakahanap ng isang cell na nagpapanatili ng alinman sa isang tao na chromosome.

Gamit ang isang angkop na sistema ng pagpili, ang mga cell na may partikular na aktibidad ng enzymatic ay maaaring mapili at ang gene para sa enzyme na iyon ay matatagpuan sa isang partikular na chromosome.

Ang pamamaraan ay ginagamit upang pag-aralan ang problema ng linkage at localization ng mga gene.

Posibleng pag-aralan ang mga mekanismo ng pangunahing pagkilos at pakikipag-ugnayan ng mga gene, ang regulasyon ng aktibidad ng gene. Ginagawang posible ng pamamaraan na malawakang pag-aralan ang pathogenesis ng mga namamana na sakit sa antas ng biochemical at cellular.

IX. Paglikha ng mga modelo ng mga namamana na sakit ng tao gamit ang transgenic

hayop.

Ang biological modeling ng hereditary disease ay isang malaking sangay ng experimental biology at genetics. Ang prinsipyo ng biological modeling ng gene mutations ay batay sa batas ng homologous series sa hereditary variability, na natuklasan ni N.I. Vavilov. Sa mga hayop, may mga mutasyon na nagdudulot ng parehong pathological na epekto tulad ng sa mga tao (mga daga, kuneho, aso, hamster, daga). Kabilang sa mga namamana na anomalya sa mga hayop, mayroong mga sakit tulad ng hemophilia, achondroplasia, muscular dystrophy, diabetes mellitus at marami pang iba, na bumubuo sa batayan ng namamana na patolohiya ng tao.

Ang mga pamamaraan ay batay sa pagpapakilala ng mga dayuhang gene sa mga embryonic cell.

Tulad ng anumang modelo, ang mga mutant na linya ng mga transgenic na hayop ay hindi maaaring ganap na magparami ng isang namamana na sakit; samakatuwid, ang ilang mga tiyak na fragment ay na-modelo upang pag-aralan ang pangunahing mekanismo ng pagkilos ng gene, ang pathogenesis ng sakit, at bumuo ng mga prinsipyo para sa paggamot nito.